KR20230050139A - 기판 반송 장치 및 이를 갖는 기판 처리 설비 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 기판 반송 장치를 제공한다. 일 예에서, 기판 반송 장치는, 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 상하 구동부; 양단이 상기 한 쌍의 상하 구동부에 각각 연결되고, 상기 한 쌍의 상하 구동부에 의해 승강 이동되도록 제공되는 수평 구동부; 및 상기 수평 구동부를 따라 수평 이동되도록 제공되며, 기판을 반송하는 핸드를 갖는 로봇 본체를 포함할 수 있다.

Description

기판 반송 장치 및 이를 갖는 기판 처리 설비{SUBSTRATE TRANSFER EQUIPMENT AND SUBSTRATE PROCESSINGSYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 기판을 이송하는 기판 반송 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서 포토리소그라피 공정은 기판에 레지스트 용액을 도포하고 포토 마스크를 이용하여 노광 및 현상함으로써 원하는 레지스트 패턴을 형성하는 공정이다. 이러한 포토리소그라피 공정은 레지스트 용액 도포 공정, 노광 및 현상 공정을 포함한다. 그리고 기판 이송 장치는 각 공정을 처리하는 처리 유닛(또는 공정 챔버)으로 기판을 이송한다.
이러한 기판 반송 장치는 설비의 개발 및 발전을 통해 반송 속도도 함께 업그레이드가 되어야 설비의 생산량이 증가하게 된다. 기판 반송 장치의 반송 속도를 증가시키기 위해서는 로봇의 핸드축, 회전축 그리고 상하구동축, 주행축을 빠르게 움직이기 위해 보다 높은 토크를 내는 모터 등을 적용하고 있다. 또한, 빠르게 움직이는 로봇 환경 내에 파티클 발생을 최소화하도록 기류제어에도 주의가 필요하다.
본 발명의 목적은 기판 반송 속도의 고속화를 위한 기판 반송 장치 및 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 반송 챔버; 상기 반송 챔버 내에 배치되고, 기판을 반송하는 반송 유닛을 포함하되; 상기 반송 유닛은 상기 반송 챔버의 양측단에 제공되는 한 쌍의 상하 구동부; 상기 한 쌍의 상하 구동부에서 승강 이동되도록 제공되는 수평 구동부; 및 상기 수평 구동부를 따라 수평 이동되도록 제공되며, 기판을 반송하는 핸드를 갖는 로봇 본체를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 반송 챔버의 일측에 배치되는 제1처리 유닛들; 상기 제1처리 유닛들과 마주하는 상기 반송 챔버의 타측에 배치되는 제2처리 유닛들을 더 포함하고, 상기 제1처리 유닛들은 기판을 열처리하는 열처리 챔버이고, 상기 제2처리 유닛들은 기판을 액처리하는 액처리 챔버이며, 상기 한 쌍의 상하 구동부는 상기 열처리 유닛들이 배치된 일측면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 로봇 본체는 기판을 지지하는 핸드; 및 상기 핸드를 지지하는 베이스를 포함하고, 상기 베이스는 회전축 상에서 회전 가능하도록 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 상하 구동부; 양단이 상기 한 쌍의 상하 구동부에 각각 연결되고, 상기 한 쌍의 상하 구동부에 의해 승강 이동되도록 제공되는 수평 구동부; 및 상기 수평 구동부를 따라 수평 이동되도록 제공되며, 기판을 반송하는 핸드를 갖는 로봇 본체를 포함하는 기판 반송 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 로봇 본체는 기판을 지지하는 핸드; 및 상기 핸드를 지지하는 베이스를 포함하고, 상기 베이스는 회전축 상에서 회전 가능하도록 제공될 수 있다.
또한, 상기 상하 구동부의 상하 이동 거리는 상기 수평 구동부의 수평 이동거리 보다 상대적으로 짧을 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 수평 이동시 로봇 본체만이 수평 구동부 상에서 수평이동하기 때문에, 로봇 본체와 수직 구동부가 함께 수평 이동해야하는 기존 반송 로봇에 비해 체적 및 무게가 작아 수평방향으로의 빠른 구동이 용이하며, 적은 모터 용량으로도 구동이 가능하여 ECO 설비로의 효과도 기대할 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 도포 블록 또는 현상 블록을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 4는 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3의 열 처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 5의 열 처리 챔버의 정면도이다.
도 7은 회전하는 기판에 처리액을 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 챔버의 일 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 7의 액 처리 챔버의 평면도이다.
도 9는 도 3의 반송 로봇의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 10은 도 9의 반송 로봇이 설치된 반송 챔버를 보여주는 도면이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한 '구비한다', '갖는다' 등도 이와 동일하게 해석되어야 한다.
본 실시예의 설비는 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정을 수행하는 데 사용되는 것으로 설명하나, 이는 설명의 편의를 위한 것이고 본 발명은 기판을 처리하기 위해 기판을 이송하는 로봇을 포함하는 다른 장치에도 사용될 수 있다.
이하에서는, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 도포 블록 또는 현상 블록을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이고, 도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(10)는 인덱스 모듈(100, index module), 처리 모듈(300, processing module), 그리고 인터페이스 모듈(500, interface module)을 포함한다.
일 실시예에 의하면, 인덱스 모듈(100), 처리 모듈(300), 그리고 인터페이스 모듈(500)은 순차적으로 일렬로 배치된다. 이하에서 인덱스 모듈(100), 처리 모듈(300), 그리고 인터페이스 모듈(500)이 배열된 방향을 제1 방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1 방향(12)과 수직한 방향을 제2 방향(14)이라 하고, 제1 방향(12) 및 제2 방향(14)에 모두 수직한 방향을 제3 방향(16)으로 정의한다.
인덱스 모듈(100)은 기판(W)이 수납된 용기(F)로부터 기판(W)을 처리 모듈(300)로 반송하고, 처리가 완료된 기판(W)을 용기(F)로 수납한다. 인덱스 모듈(100)의 길이 방향은 제2 방향(14)으로 제공된다. 인덱스 모듈(100)은 로드 포트(110)와 인덱스 프레임(130)을 가진다. 인덱스 프레임(130)을 기준으로 로드 포트(110)는 처리 모듈(300)의 반대 측에 위치된다. 기판(W)들이 수납된 용기(F)는 로드 포트(110)에 놓인다. 로드 포트(110)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드 포트(110)는 제2 방향(14)을 따라 배치될 수 있다.
용기(F)로는 전면 개방 일체 식 포드(Front Open Unified Pod:FOUP)와 같은 밀폐용 용기(F)가 사용될 수 있다. 용기(F)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(도시되지 않음)이나 작업자에 의해 로드 포트(110)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(130)의 내부에는 인덱스 로봇(132)이 제공된다. 인덱스 프레임(130) 내에는 길이 방향이 제2 방향(14)으로 제공된 가이드 레일(136)이 제공되고, 인덱스 로봇(132)은 가이드 레일(136) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(132)은 기판(W)이 놓이는 핸드를 포함하며, 핸드는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.
처리 모듈(300)은 기판(W)에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행할 수 있다. 처리 모듈(300)은 용기(F)에 수납된 기판(W)을 전달받아 기판 처리 공정을 수행할 수 있다. 처리 모듈(300)은 도포 블록(300a) 및 현상 블록(300b) 그리고 전방 버퍼 챔버(310)를 가진다.
도포 블록(300a)은 기판(W)에 대해 도포 공정을 수행하고, 현상 블록(300b)은 기판(W)에 대해 현상 공정을 수행한다. 도포 블록(300a)은 복수 개가 제공되며, 이들은 서로 적층되게 제공된다. 현상 블록(300b)은 복수 개가 제공되며, 이들은 서로 적층되게 제공된다. 도 1의 실시 예에 의하면, 도포 블록(300a)과 현상 블록(300b)는 각각 2개씩 제공된다. 도포 블록(300a)들은 현상 블록(300b)들의 아래에 배치될 수 있다. 일 예에 의하면, 2개의 도포 블록(300a)들은 서로 동일한 공정을 수행하며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다. 또한, 2개의 현상 블록(300b)들은 서로 동일한 공정을 수행하며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다.
도 3을 참조하면, 도포 블록(300a)은 열 처리 챔버(320), 반송 챔버(350), 액 처리 챔버(360)를 가진다.
열 처리 챔버(320)는 기판(W)에 대해 열 처리 공정을 수행한다. 열 처리 공정은 냉각 공정 및 가열 공정을 포함할 수 있다. 액 처리 챔버(360)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 액 막을 형성한다. 액 막은 포토레지스트막 또는 반사방지막일 수 있다. 반송 챔버(350)는 도포 블록(300a) 내에서 열 처리 챔버(320)와 액 처리 챔버(360) 간에 기판(W)을 반송한다.
반송 챔버(350)는 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 평행하게 제공된다. 반송 챔버(350)에는 반송 로봇(900)이 제공된다. 반송 로봇(900)은 열 처리 챔버(320), 액 처리 챔버(360), 그리고 버퍼 챔버(312, 316) 간에 기판을 반송한다. 일 예에 의하면, 반송 로봇(900)은 기판(W)이 놓이는 핸드를 가지며, 핸드는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.
전방 버퍼챔버(310)는 버퍼 반송 유닛(2000)과 복수의 버퍼 모듈(312)들 그리고 어드히젼 베이킹 모듈(315)을 포함할 수 있다.
버퍼 모듈(312)들 중 일부는 기판이 어드히젼 베이킹(Adhesion Baking) 처리 후 도포 블록(300a)으로 투입되기 전 대기하는 쿨 플레이트를 포함할 수 있다.
버퍼 반송 유닛(2000)의 일측에는 도포 공정 전에 소수화 가스로 기판 표면을 소수화처리하는 어드히젼 베이킹(Adhesion Baking) 모듈(315)이 위치될 수 있다. 여기서 소수화 가스는 헥사메칠디실란(hexamethyldisilazane, 이하 HMDS)일 수 있다.
버퍼 반송 유닛(2000)은 버퍼 모듈(312) 일측에 배치된다. 버퍼 반송 유닛(1000)은 공정 처리전 기판을 도포 공정을 위한 도포 모듈로 전달하는 버퍼 반입 로봇(3312)과, 공정 처리후 기판을 인덱스 로봇이 인출할 수 있도록 3단 또는 4단에 위치한 버퍼 모듈로 기판을 옮겨높는 버퍼 반출 로봇(3314)을 포함할 수 있다.
도 4는 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 핸드(910)는 핸드 본체(910a)와 지지 핑거(910b)들을 포함한다. 핸드 본체(910a)는 기판의 직경보다 큰 내경을 갖는 대략 말굽 형상으로 형성된다. 단, 핸드 본체(910a)의 형상은 이에 한정되지 않는다. 핸드 본체(910a)의 선단부를 포함한 4곳에는 지지 핑거(910b)들이 내측 방향으로 설치된다. 핸드 본체(910a)는 내부에 진공유로(미도시됨)가 형성된다. 진공유로(미도시됨)는 진공 라인을 통해 진공 펌프와 연결된다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 열 처리 챔버(320)는 복수 개로 제공된다. 열 처리 챔버(320)들은 제1 방향(12)을 따라 배치된다. 열처리 챔버(320)들은 반송 챔버(350)의 일 측에 위치된다.
도 5는 도 3의 열 처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이고, 도 6은 도 5의 열 처리 챔버의 정면도이다.
도 5와 도 6을 참조하면, 열 처리 챔버(320)는 하우징(321), 냉각 유닛(322), 가열 유닛(323), 그리고 반송 플레이트(324)를 가진다.
하우징(321)은 대체로 직육면체의 형상으로 제공된다. 하우징(321)의 측벽에는 기판(W)이 출입되는 반입구(미도시)가 형성된다. 반입구는 개방된 상태로 유지될 수 있다. 선택적으로 반입구를 개폐하도록 도어(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 냉각 유닛(322), 가열 유닛(323), 그리고 반송 플레이트(324)는 하우징(321) 내에 제공된다. 냉각 유닛(322) 및 가열 유닛(323)은 제2 방향(14)을 따라 배열된다. 일 예에 의하면, 냉각 유닛(322)은 가열 유닛(323)에 비해 반송 챔버(350)에 더 가깝게 위치될 수 있다.
냉각 유닛(322)은 냉각 판(322a)을 가진다. 냉각 판(322a)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가질 수 있다. 냉각 판(322a)에는 냉각 부재(322b)가 제공된다. 일 예에 의하면, 냉각 부재(322b)는 냉각 판(322a)의 내부에 형성되며, 냉각 유체가 흐르는 유로로 제공될 수 있다.
가열 유닛(323)은 가열 판(323a), 커버(323c), 그리고 히터(323b)를 가진다. 가열 판(323a)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가진다. 가열 판(323a)은 기판(W)보다 큰 직경을 가진다. 가열 판(323a)에는 히터(323b)가 설치된다. 히터(323b)는 전류가 인가되는 발열 저항체로 제공될 수 있다. 가열 판(323a)에는 제3 방향(16)을 따라 상하 방향으로 구동 가능한 리프트 핀(323e)들이 제공된다. 리프트 핀(323e)은 가열 유닛(323) 외부의 반송 수단으로부터 기판(W)을 인수받아 가열 판(323a) 상에 내려놓거나 가열 판(323a)으로부터 기판(W)을 들어올려 가열 유닛(323) 외부의 반송 수단으로 인계한다. 일 예에 의하면, 리프트 핀(323e)은 3개가 제공될 수 있다. 커버(323c)는 내부에 하부가 개방된 공간을 가진다.
커버(323c)는 가열 판(323a)의 상부에 위치되며 구동기(3236d)에 의해 상하 방향으로 이동된다. 커버(323c)가 이동되어 커버(323c)와 가열 판(323a)이 형성하는 공간은 기판(W)을 가열하는 가열 공간으로 제공된다.
반송 플레이트(324)는 대체로 원판 형상을 제공되고, 기판(W)과 대응되는 직경을 가진다. 반송 플레이트(324)의 가장자리에는 노치(324b)가 형성된다. 노치(324b)는 상술한 반송 로봇(352)의 핸드(354)에 형성된 돌기(3543)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 노치(324b)는 핸드(354)에 형성된 돌기(3543)와 대응되는 수로 제공되고, 돌기(3543)와 대응되는 위치에 형성된다. 핸드(354)와 반송 플레이트(324)가 상하 방향으로 정렬된 위치에서 핸드(354)와 반송 플레이트(324)의 상하 위치가 변경하면 핸드(354)와 반송 플레이트(324) 간에 기판(W)의 전달이 이루어진다. 반송 플레이트(324)는 가이드 레일(324d) 상에 장착되고, 구동기(324c)에 의해 가이드 레일(324d)을 따라 제1영역(3212)과 제2영역(3214) 간에 이동될 수 있다. 반송 플레이트(324)에는 슬릿 형상의 가이드 홈(324a)이 복수 개 제공된다. 가이드 홈(324a)은 반송 플레이트(324)의 끝 단에서 반송 플레이트(324)의 내부까지 연장된다. 가이드 홈(324a)은 그 길이 방향이 제2 방향(14)을 따라 제공되고, 가이드 홈(324a)들은 제1 방향(12)을 따라 서로 이격되게 위치된다. 가이드 홈(324a)은 반송 플레이트(324)와 가열 유닛(323) 간에 기판(W)의 인수인계가 이루어질 때 반송 플레이트(324)와 리프트 핀(323e)이 서로 간섭되는 것을 방지한다.
기판(W)의 냉각은 기판(W)이 놓인 반송 플레이트(324)가 냉각 판(322a)에 접촉된 상태에서 이루어진다. 냉각 판(322a)과 기판(W) 간에 열 전달이 잘 이루어지도록 반송 플레이트(324)는 열 전도성이 높은 재질로 제공된다. 일 예에 의하면, 반송 플레이트(324)는 금속 재질로 제공될 수 있다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 액 처리 챔버(360)는 복수 개로 제공된다. 액 처리 챔버(360)들 중 일부는 서로 적층되도록 제공될 수 있다. 액 처리 챔버(360)들은 반송 챔버(350)의 일 측에 배치된다. 액 처리 챔버(360)들은 제1 방향(12)을 따라 나란히 배열된다. 액 처리 챔버(360)들 중 어느 일부는 인덱스 모듈(100)과 인접한 위치에 제공된다. 이하, 인덱스 모듈(100)에 인접하게 위치한 액 처리 챔버(360)를 전단 액 처리 챔버(362)(front liquid processing chamber)라 칭한다. 액 처리 챔버(360)들 중 다른 일부는 인터페이스 모듈(500)과 인접한 위치에 제공된다. 이하, 인터레이스 모듈(500)에 인접하게 위치한 액 처리 챔버(360)를 후단 액처리 챔버(364)(rear heat processing chamber)라 칭한다.
전단 액 처리 챔버(362)는 기판(W)상에 제1액을 도포하고, 후단 액 처리 챔버(364)는 기판(W) 상에 제2액을 도포한다. 제1액과 제2액은 서로 상이한 종류의 액일 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 제1액은 반사 방지막이고, 제2액은 포토레지스트이다. 포토레지스트는 반사 방지막이 도포된 기판(W) 상에 도포될 수 있다. 선택적으로 제1액은 포토레지스트이고, 제2액은 반사 방지막일 수 있다. 이 경우, 반사 방지막은 포토레지스트가 도포된 기판(W) 상에 도포될 수 있다. 선택적으로 제1액과 제2액은 동일한 종류의 액이고, 이들은 모두 포토레지스트일 수 있다.
현상 블록(300b)은 도포 블록(300a)과 동일한 구조를 가지며, 현상 블록(300b)에 제공된 액 처리 챔버는 기판 상에 현상액을 공급한다.
인터페이스 모듈(500)은 처리 모듈(300)을 외부의 노광 장치(700)와 연결한다. 인터페이스 모듈(500)은 인터페이스 프레임(510), 부가 공정 챔버(520), 인터페이스 버퍼(530), 그리고 인터페이스 로봇(550)을 가진다.
인터페이스 프레임(510)의 상단에는 내부에 하강기류를 형성하는 팬필터유닛이 제공될 수 있다. 부가 공정 챔버(520), 인터페이스 버퍼(530), 그리고 인터페이스 로봇(550)은 인터페이스 프레임(510)의 내부에 배치된다. 부가 공정 챔버(520)는 도포 블록(300a)에서 공정이 완료된 기판(W)이 노광 장치(700)로 반입되기 전에 소정의 부가 공정을 수행할 수 있다. 선택적으로 부가 공정 챔버(520)는 노광 장치(700)에서 공정이 완료된 기판(W)이 현상 블록(300b)으로 반입되기 전에 소정의 부가 공정을 수행할 수 있다. 일 예에 의하면, 부가 공정은 기판(W)의 에지 영역을 노광하는 에지 노광 공정, 또는 기판(W)의 상면을 세정하는 상면 세정 공정, 또는 기판(W)의 하면을 세정하는 하면 세정공정일 수 있다. 부가 공정 챔버(520)는 복수 개가 제공되고, 이들은 서로 적층되도록 제공될 수 있다. 부가 공정 챔버(520)는 모두 동일한 공정을 수행하도록 제공될 수 있다. 선택적으로 부가 공정 챔버(520)들 중 일부는 서로 다른 공정을 수행하도록 제공될 수 있다.
인터페이스 버퍼(530)는 도포 블록(300a), 부가 공정 챔버(520), 노광 장치(700), 그리고 현상 블록(300b) 간에 반송되는 기판(W)이 반송도중에 일시적으로 머무르는 공간을 제공한다. 인터페이스 버퍼(530)는 복수 개가 제공되고, 복수의 인터페이스 버퍼(530)들은 서로 적층되게 제공될 수 있다.
일 예에 의하면, 반송 챔버(350)의 길이 방향의 연장선을 기준으로 일 측면에는 부가 공정 챔버(520)가 배치되고, 다른 측면에는 인터페이스 버퍼(530)가 배치될 수 있다.
인터페이스 로봇(550)은 도포 블록(300a), 부가 공정 챔버(520), 노광 장치(700), 그리고 현상 블록(300b) 간에 기판(W)을 반송한다. 인터페이스 로봇(550)은 기판(W)을 반송하는 반송 핸드를 가질 수 있다. 인터페이스 로봇(550)은 1개 또는 복수 개의 로봇으로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 인터페이스 로봇(550)은 제1로봇(552) 및 제2로봇(554)을 가진다. 제1로봇(552)은 도포 블록(300a), 부가 공정 챔버(520), 그리고 인터페이스 버퍼(530) 간에 기판(W)을 반송하고, 제2로봇(554)은 인터페이스 버퍼(530)와 노광 장치(700) 간에 기판(W)을 반송하고, 제2로봇(4604)은 인터페이스 버퍼(530)와 현상 블록(300b) 간에 기판(W)을 반송하도록 제공될 수 있다.
제1로봇(552) 및 제2로봇(554)은 각각 기판(W)이 놓이는 반송 핸드를 포함하며, 핸드는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)에 평행한 축을 기준으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.
이하에서는, 액 처리 챔버의 구조에 대해서 상세히 설명한다. 아래에서는 도포 블록에 제공된 액 처리 챔버를 예로 들어 설명한다. 또한, 액 처리 챔버는 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 챔버인 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나, 액 처리 챔버는 기판(W)에 보호막 또는 반사 방지막과 같은 막을 형성하는 챔버일 수 있다. 또한, 액 처리 챔버는 기판(W)에 현상액을 공급하여 기판(W)을 현상 처리하는 챔버일 수 있다.
도 7은 회전하는 기판(W)에 처리액을 공급하여 기판(W)을 액 처리하는 액 처리 챔버의 일 실시예를 보여주는 단면도이고, 도 8은 도 7의 액 처리 챔버의 평면도이다.
도 7과 도 8을 참조하면, 액 처리 챔버(1000)는 하우징(1100), 제1 처리 유닛(1201a), 제2 처리 유닛(1201b), 액 공급 유닛(1400), 배기 유닛(1600), 그리고 제어기(1800)를 포함한다.
하우징(1100)은 내부 공간을 가지는 직사각의 통 형상으로 제공된다. 하우징(1100)의 일측에는 개구(1101a, 1101b)가 형성된다. 개구(1101a, 1101b)는 기판(W)이 반출입되는 통로로 기능한다. 개구(1101a, 1101b)에는 도어(1103a, 1103b)가 설치되며, 도어(1103a, 1103b)는 개구(1101a, 1101b)를 개폐한다.
하우징(1100)의 상벽에는 그 내부 공간으로 하강기류를 공급하는 팬필터 유닛(1130)이 배치된다. 팬필터 유닛(1130)은 외부의 공기를 내부 공간으로 도입하는 팬과 외부의 공기를 여과하는 필터를 가진다.
하우징(1100)의 내부 공간에는 제1 처리 유닛(1201a)과 제2 처리 유닛(1201b)이 제공된다. 제1 처리 유닛(1201a)과 제2 처리 유닛(1201b)은 일 방향을 따라 배열된다. 이하, 제1 처리 유닛(1201a)과 제2 처리 유닛(1201b)이 배열된 방향을 유닛 배열 방향이라 하며, 도 11에서 X축 방향으로 도시한다.
제1 처리 유닛(1201a)은 제1 처리 용기(1220a)와 제1 지지 유닛(1240a)을 가진다.
제1 처리 용기(1220a)는 제1 내부 공간(1222a)을 가진다. 제1 내부 공간(1222a)은 상부가 개방되도록 제공된다.
제1 지지 유닛(1240a)은 제1 처리 용기(1220a)의 제1 내부 공간(1222a)에서 기판(W)을 지지한다. 제1 지지 유닛(1240a)은 제1 지지판(1242a), 제1 구동축(1244a), 그리고 제1 구동기(1246a)를 가진다. 제1 지지판(1242a)은 그 상부면이 원형으로 제공된다. 제1 지지판(1242a)은 기판(W)보다 작은 직경을 가진다. 제1 지지판(1242a)은 진공압에 의해 기판(W)을 지지하도록 제공된다. 선택적으로 제1 지지판(1242a)은 기판(W)을 지지하는 기계적 클램핑 구조를 가질 수 있다. 제1 지지판(1242a)의 저면 중앙에는 제1 구동축(1244a)이 결합되고, 제1 구동축(1244a)에는 제1 구동축(1244a)에 회전력을 제공하는 제1 구동기(1246a)가 제공된다. 제1 구동기(1246a)는 모터일 수 있다.
제2 처리 유닛(1201b)은 제2 처리 용기(1220b)와 제2 지지 유닛(1240b)을 가지고, 제2 지지 유닛(1240b)은 제2 지지판(1242b), 제2 구동축(1244b), 그리고 제2 구동기(1246b)를 가진다. 제2 처리 용기(1220b) 및 제2 지지 유닛(1240b)은 제1 처리 용기(1220a) 및 제1 지지 유닛(1240a)과 대체로 동일한 구조를 가진다.
액 공급 유닛(1400)은 기판(W) 상에 액을 공급한다. 액 공급 유닛(1400)은 제1 노즐(1420a), 제2 노즐(1420b), 그리고 처리액 노즐(1440)을 포함한다. 제1 노즐(1420a)은 제1 지지 유닛(1240a)에 제공된 기판(W)에 액을 공급하고, 제2 노즐(1420b)은 제2 지지 유닛(1240b)에 제공된 기판(W)에 액을 공급한다. 제1 노즐(1420a)과 제2 노즐(1420b)은 동일한 종류의 액을 공급하도록 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 제1 노즐(1420a)과 제2 노즐(1420b)은 기판(W)을 세정하는 린스액을 공급할 수 있다. 예컨대, 린스액은 물(water)일 수 있다. 다른 예에 의하면, 제1 노즐(1420a)과 제2 노즐(1420b)은 기판(W)의 에지 영역에서 포토레지스트를 제거하는 제거액을 공급할 수 있다. 예컨대, 제거액은 시너(thinner)일 수 있다. 제1 노즐(1420a)과 제2 노즐(1420b)은 각각 그 회전축을 중심으로 공정 위치와 대기 위치 간에 회전될 수 있다. 공정 위치는 기판(W) 상에 액을 토출하는 위치이고, 대기 위치는 기판(W) 상에 액의 토출 없이 제1 노즐(1420a) 및 제2 노즐(1420b)이 각각 대기하는 위치이다.
처리액 노즐(1440)은 제1 지지 유닛(1240a)에 제공된 기판(W) 및 제2 지지 유닛(1240b)에 제공된 기판(W)에 처리액을 공급한다. 처리액은 포토 레지스트일 수 있다. 처리액 노즐(1440)이 가이드(1442)를 따라서 제1공정 위치, 대기 위치, 그리고 제2공정 위치 간에 이동되도록 노즐 구동기(1448)은 처리액 노즐(1440)을 구동한다. 제1공정 위치는 제1 지지 유닛(1240a)에 지지된 기판(W)으로 처리액을 공급하는 위치이고, 제2공정 위치는 제2 지지 유닛(1240b)에 지지된 기판(W)으로 처리액을 공급하는 위치이다. 대기 위치는 처리액 노즐(1440)로부터 포토레지스트의 토출이 이루어지지 않을 때 제1 처리 유닛(1201a)과 제2 처리 유닛(1201b) 사이에 위치된 대기 포트(1444)에서 대기하는 위치이다.
제1 처리 용기(1220a)의 내부 공간(1201a)에는 기액 분리판(1229a)이 제공될 수 있다. 기액 분리판(1229a)는 제1 처리 용기(1220a)의 바닥벽으로부터 상부로 연장되게 제공될 수 있다. 기액 분리판(1229a)은 링 형상으로 제공될 수 있다.
일 예에 의하면, 기액 분리판(1229a)의 외측은 액 배출을 위한 배출 공간으로 제공되고, 기액 분리판(1229a)의 내측은 분위기 배기를 위한 배기 공간으로 제공될 수 있다. 제1 처리 용기(1220a)의 바닥벽에는 처리액을 배출하는 배출관(1228a)이 연결된다. 배출관(1228a)은 제1 처리 용기(1220a)의 측벽과 기액 분리판(1229a) 사이로 유입된 처리액을 제1 처리 용기(1220a)의 외부로 배출한다. 제1 처리 용기(1220a)의 측벽과 기액 분리판(1229a) 사이의 공간으로 흐르는 기류는 기액 분리판(1229a)의 내측으로 유입된다. 이 과정에서 기류 내에 함유된 처리액은 배출 공간에서 배출관(1228a)을 통해 제1 처리 용기(1220a)의 외부로 배출되고, 기류는 제1 처리 용기(1220a)의 배기 공간으로 유입된다.
도시하지 않았으나, 제1 지지판(1242a)과 제1 처리 용기(1220a)의 상대 높이를 조절하는 승강 구동기가 제공될 수 있다.
도 9는 도 3의 반송 로봇의 일 예를 보여주는 사시도이다.
이하, 도 9의 로봇(900)은, 도 3의 반송 로봇인 것으로 설명한다.
도 9를 참조하면, 반송 로봇(900)은 로봇 본체(902), 수평 구동부(930), 수직 구동부(940)를 포함할 수 있다.
로봇 본체(902)는 기판을 지지하여 진퇴(X 방향) 동작과 회전 동작(θ방향)이 가능한 핸드(910)와 핸드(910)를 지지하는 베이스를 포함하는 핸드 구동부(920)를 포함할 수 있다.
핸드 구동부(920)는 핸드(910)를 각각 수평 이동시키며, 핸드(910)는 핸드 구동부(920)에 의해 개별 구동된다. 핸드 구동부(920)에는 내부의 구동부(미도시됨)와 연결된 연결암을 포함하며, 연결암의 단부에는 핸드(910)가 설치된다. 본 실시예에 있어서, 반송 로봇(900)은 2개의 핸드(910)를 구비하나, 핸드(910)의 개수는 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율에 따라 증가할 수도 있다. 핸드 구동부(920)의 아래에는 회전부(미도시됨)가 설치된다. 회전부는 핸드 구동부(920)와 결합하고, 회전하여 핸드 구동부(920)를 회전시킨다. 이에 따라, 핸드(910)들이 함께 회전한다.
수평 구동부(930)는 상술한 바와 같이 로봇 본체(902)를 Y 방향(수평 방향)으로 이동시키기 위한 주행축을 포함한다. 도면에서 L2는 수평 구동부(930)에 의해 로봇 본체가 이동하는 수평 이동 거리를 의미한다. 수평 구동부(930)의 양단부는 한 쌍의 수직 구동부(940)와 결합된다. 수평 구동부(930)에는 이송 벨트를 포함하는 수평 방향 구동부(미도시됨)가 내장되며, 이러한 구동 수단은 공지 기술로 상세한 설명은 생략한다. 따라서, 로봇 본체는 수평 구동부 상에서 수평 이동될 수 있다.
한 쌍의 수직 구동부(940)는 반송 챔버(350;도 3 참조)의 일측면 양끝단에 배치된다. 여기서 일측면은 기판에 대한 열처리 공정을 수행하는 열 처리 챔버(320)들이 배치된 측면을 뜻한다.
수직 구동부(940)는 로봇 본체(902)를 Z 방향으로 이동시키기 위한 수직축을 포함할 수 있다. 도면에서 L1은 수직 구동부에 의해 수평 구동부(930)가 수직 이동하는 수직 이동 거리를 의미한다. 수평 구동부(930)는 수직 구동부(940) 상에서 상하 이동될 수 있다. 한 쌍의 수직 구동부(940)는 각각 구동 모터를 구비할 수 있으며, 이 각각의 구동 모터는 동기화 제어가 이루어질 수 있다.
상술한 구성을 갖는 반송 로봇(900)은 제일 처음 상하 구동부(940), 수평 구동부(930), 회전축(미도시됨), 그리고 핸드축(기판 반송을 위한 전후 이동)순으로 구성된다. 포토 설비의 구조상 주행축인 수평 구동부의 이동 거리에 비해 상대적으로 상하 구동부의 이동 거리가 짧아 상하 구동은 느린 속도로 이동해도 되는 반면에, 주행축인 수평 구동부(930)는 빠른 속도로 이동해야 하는 구조이다.
이러한 구조의 반송 로봇(900)은 수평 이동시 로봇 본체(902)만이 수평 구동부(930) 상에서 수평이동하기 때문에, 로봇 본체와 수직 구동부가 함께 수평 이동해야하는 기존 반송 로봇에 비해 체적 및 무게가 작아 수평방향으로의 빠른 구동이 용이하며, 적은 모터 용량으로도 구동이 가능하여 ECO 설비로의 효과도 기대할 수 있다. 또한, 체적이 적으므로 기류 제어가 용이하여 파티클 관점에서 유리한 효과를 기대할 수 있다.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
100 : 인덱스 모듈 300 : 처리 모듈
500 : 인터페이스 모듈 900 : 반송 로봇
902 : 로봇 본체 930 : 수평 구동부
940 : 수직 구동부

Claims (7)

  1. 반송 챔버;
    상기 반송 챔버 내에 배치되고, 기판을 반송하는 반송 유닛을 포함하되;
    상기 반송 유닛은
    상기 반송 챔버의 양측단에 제공되는 한 쌍의 상하 구동부;
    상기 한 쌍의 상하 구동부에서 승강 이동되도록 제공되는 수평 구동부; 및
    상기 수평 구동부를 따라 수평 이동되도록 제공되며, 기판을 반송하는 핸드를 갖는 로봇 본체를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반송 챔버의 일측에 배치되는 제1처리 유닛들;
    상기 제1처리 유닛들과 마주하는 상기 반송 챔버의 타측에 배치되는 제2처리 유닛들을 더 포함하고,
    상기 제1처리 유닛들은 기판을 열처리하는 열처리 챔버이고,
    상기 제2처리 유닛들은 기판을 액처리하는 액처리 챔버이며,
    상기 한 쌍의 상하 구동부는 상기 열처리 유닛들이 배치된 일측면에 배치되는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 로봇 본체는
    기판을 지지하는 핸드; 및
    상기 핸드를 지지하는 베이스를 포함하고,
    상기 베이스는 회전축 상에서 회전 가능하도록 제공되는 기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 상하 구동부의 상하 이동 거리는 상기 수평 구동부의 수평 이동거리 보다 상대적으로 짧은 기판 처리장치.
  5. 기판 반송 장치에 있어서,
    서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 상하 구동부;
    양단이 상기 한 쌍의 상하 구동부에 각각 연결되고, 상기 한 쌍의 상하 구동부에 의해 승강 이동되도록 제공되는 수평 구동부; 및
    상기 수평 구동부를 따라 수평 이동되도록 제공되며, 기판을 반송하는 핸드를 갖는 로봇 본체를 포함하는 기판 반송 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 로봇 본체는
    기판을 지지하는 핸드; 및
    상기 핸드를 지지하는 베이스를 포함하고,
    상기 베이스는 회전축 상에서 회전 가능하도록 제공되는 기판 반송 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 상하 구동부의 상하 이동 거리는 상기 수평 구동부의 수평 이동거리 보다 상대적으로 짧은 기판 반송 장치.
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KR102563839B1 (ko) * 2023-05-09 2023-08-07 (주)마루엘앤씨 선재 가이드 장치

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