KR20230101653A - 세정 유닛을 갖는 기판 반송 장치와 이를 포함하는 기판 처리 설비 및 기판 처리 방법 - Google Patents

세정 유닛을 갖는 기판 반송 장치와 이를 포함하는 기판 처리 설비 및 기판 처리 방법 Download PDF

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박현구
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판을 반송하는 기판 반송 장치와 이를 포함하는 기판 처리 설비 및 이를 이용한 기판 처리 방법으로서, 기판 반송 장치가 기판을 지지하여 기판을 반송하는 핸드를 세정하기 위한 세정 유닛을 포함함으로써 핸드의 오염을 최소화하고 핸드에 의한 기판의 오염을 방지할 수 있는 기술을 개시한다.

Description

세정 유닛을 갖는 기판 반송 장치와 이를 포함하는 기판 처리 설비 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE TRANSPORT APPARATUS HAVING CLEANING UNIT, SUBSTRATE PROCESSING EQUIPMENT AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD INCLUDING SAME}
본 발명은 세정 유닛을 갖는 기판 반송 장치와 이를 포함하는 기판 처리 설비 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치와 같은 집적 회로 소자들은 기판으로서 사용되는 반도체 웨이퍼에 대하여 일련의 단위 공정들을 반복적으로 수행함으로써 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 웨이퍼 상에는 증착, 포토리소그래피, 식각, 세정, 건조 등의 단위 공정들을 수행함으로써 상기 집적 회로 소자들을 구성하는 전기적인 회로 패턴들이 형성될 수 있다.
단위 공정들 중에서 세정 및 건조 공정은 낱장의 웨이퍼를 처리하는 매엽식 장치와 다수의 웨이퍼들을 동시에 처리하는 배치식 장치에 의해 수행될 수 있다. 특히, 매엽식 세정 및 건조 장치는 웨이퍼를 회전시키면서 웨이퍼 상으로 세정액, 린스액 및 건조 가스를 공급함으로써 웨이퍼를 세정 및 건조할 수 있다.
상기와 같은 세정 및 건조 방법을 이용하는 경우, 기판은 액 처리 장치로부터 웨팅액(예: 세정액, 린스액 등의 약액)이 도포된 상태로 건조 장치로 이송될 수 있다. 웨팅액이 도포된 상태의 기판은 기판 이송 로봇에 의해 이송되고, 기판 이송 로봇의 로봇 핸드는 기판에 잔존하는 웨팅액에 의해 오염될 수 있다.
특히, 로봇 핸드는 다수의 기판들을 이송하는 과정에서 오염 정도가 증가될 수 있으며, 이와 같이 오염된 로봇 핸드는 후속하는 기판들의 이송 과정에서 기판들을 오염시킴으로써 파티클 소스로 작용할 수 있고, 나아가 오염된 로봇 핸드에 의하여 기판 이송 로봇이 오염될 수도 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여 젖은(wetting) 상태의 기판을 이송하는 로봇 핸드에 대하여 작업자가 직접 클리닝 및 건조를 시키는 수동 세척 방식이 사용되고 있다. 그러나 수동 세척 방식은 작업자에 의하여 직접 수행되어야 하므로 번거롭고 세척을 위한 설비 운영을 중단이 수반되므로 택트 타임(Tact time) 측면에서 불리한 문제가 있다.
본 발명은 기판을 반송하는 과정에서 기판을 지지하는 핸드의 오염을 최소화할 수 있는 기판 반송 장치, 기판 처리 설비 및 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 기판을 반송하는 과정에서 기판을 지지하는 핸드를 자동으로 세정 및 건조할 수 있는 기판 반송 장치, 기판 처리 설비 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 반송하기 위해 상기 기판을 지지하는 하나 이상의 핸드가 구비되는 핸드부; 상기 핸드부를 지지하는 본체; 상기 핸드부를 세정하기 위하여 상기 본체에 제공되는 세정 유닛; 및 상기 세정 유닛 및 상기 핸드부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 공정 레시피에 근거하여 상기 세정 유닛의 구동을 제어하는 기판 반송 장치가 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 세정 유닛은, 상기 핸드부의 세정 대상 핸드에 잔존하는 파티클을 흡입하기 위한 하나 이상의 석션부와; 상기 석션부를 지지하는 제1 프레임을 포함할 수 있다. 파티클은 웨팅된 기판으로부터 핸드로 흘러내린 처리액과 설비 내에서 발생하는 퓸(fume)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 프레임은, 상기 세정 대상 핸드 하부에 제공되고 상기 세정 대상 핸드의 양쪽 외측면에 대향하도록 제공되는 외측의 날개를 포함하며, 상기 석션부는 상기 날개에 각각 제공되어 상기 세정 대상 핸드에 잔존하는 파티클을 흡입할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 세정 유닛은 상기 제1 프레임에 제공되어 상기 세정 대상 핸드의 하부로부터 상기 세정 대상 핸드에 잔존하는 파티클을 흡입하는 하부 석션부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 세정 유닛은, 상기 세정 대상 핸드를 향해 기체를 공급하는 기체 공급부와; 상기 기체 공급부를 지지하는 제2 프레임을 더 포함하고, 상기 석션부는 상기 기체 공급부에 의하여 상기 세정 대상 핸드로부터 비산되는 파티클을 흡입할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임은, 상기 세정 대상 핸드로부터 서로 반대인 높이 방향으로 일정 거리 이격되고, 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임의 사이 공간에는 상기 세정 대상 핸드만이 위치하도록 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임은, 상기 세정 대상 핸드의 양쪽 외측면에 대향하도록 제공되는 외측의 날개를 각각 포함하고, 상기 석션부는 상기 제1 프레임의 날개에 각각 제공되고, 상기 기체 공급부는 상기 제2 프레임의 날개에 각각 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임은, 각각의 일 단부로부터 상기 세정 대상 핸드를 향해 경사지게 배치되는 일 날개를 각각 포함하고, 상기 제1 프레임의 날개와 상기 제2 프레임의 날개는 서로 마주보도록 배치되며, 상기 석션부는 상기 제1 프레임의 날개에 제공되고, 상기 기체 공급부는 상기 제2 프레임의 날개에 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임은, 상기 세정 대상 핸드의 하부에 제공되고, 각각의 일 단부로부터 상기 세정 대상 핸드를 마주보도록 배치되는 일 날개를 각각 포함하며, 상기 석션부는 상기 제1 프레임의 날개에 제공되고, 상기 기체 공급부는 상기 제2 프레임의 날개에 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 핸드부가 복수의 핸드를 포함하는 경우, 세정 대상 핸드는 복수의 핸드 중 최하부에 위치하는 핸드일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 공정 레시피에 근거하여 상기 세정 유닛이 일정 주기마다 일정 시간 동안 구동되도록 제어할 수 있고, 상기 세정 유닛의 구동 주기 및 구동 시간은 작업자에 의하여 상기 제어부에 입력될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기체 공급부의 공급 유량 및 상기 석션부의 흡입 유량은 상기 제어부에 의하여 제어될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판이 수용되는 용기가 놓이는 로드 포트와 상기 용기로부터 상기 기판을 반송하는 인덱스 로봇을 포함하는 인덱스 모듈; 및 상기 기판에 대한 처리 공정을 수행하는 공정 처리 모듈을 포함하는 기판 처리 설비가 제공될 수 있다. 상기 공정 처리 모듈은, 상기 인덱스 로봇으로부터 기판을 전달받아 기판을 반송하는 기판 반송 장치를 갖는 이송 프레임; 상기 이송 프레임의 측부 중 어느 하나에 배치되고, 기판에 대한 액 처리 공정을 수행하는 제1 공정 챔버; 상기 이송 프레임의 측부 중 어느 하나에 배치되고, 액 처리 공정을 마친 기판에 대해 건조 공정을 수행하는 제2 공정 챔버를 포함하며, 상기 기판 반송 장치는, 상기 기판을 지지하기 위한 하나 이상의 핸드가 구비되는 핸드부; 상기 핸드부가 지지되고 상기 핸드부를 이동시키는 본체; 상기 핸드부를 세정하기 위하여 상기 본체에 제공되는 세정 유닛; 및 상기 세정 유닛 및 상기 핸드부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 공정 레시피에 근거하여 상기 세정 유닛의 동작 구간을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 제1 공정 유닛의 처리 공간으로 반입하는 제1 반송 단계; 상기 제1 공정 유닛에서 상기 기판을 액 처리하는 제1 공정 단계; 상기 제1 공정 단계가 완료된 기판을 제2 공정 유닛의 처리 공간으로 반송하는 제2 반송 단계; 상기 제2 공정 유닛에서 상기 기판을 건조 처리하는 제2 공정 단계; 및 상기 제2 공정 단계가 완료된 기판을 제2 공정 유닛으로부터 반출하는 제3 반송 단계를 포함하고, 상기 제2 반송 단계와 상기 제3 반송 단계 사이에 수행되고 상기 기판을 반송하는 핸드를 세정하는 핸드 세정 단계가 수행되는 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 핸드 세정 단계는, 상기 핸드로부터 파티클을 흡입하는 흡입 단계를 포함하고, 상기 파티클은 상기 기판에 의하여 상기 핸드에 잔존하는 처리액을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 핸드 세정 단계는, 상기 흡입 단계와 동시에 수행되는 기체 공급 단계를 더 포함하고, 상기 기체 공급 단계는 상기 핸드로부터 상기 파티클을 비산시키기 위하여 상기 핸드를 향해 기체를 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 반송하는 기판 반송 장치가 핸드를 세정하기 위한 세정 유닛을 포함하여 구성됨으로써 핸드의 오염을 최소화하고, 핸드에 의한 기판의 오염이 방지될 수 있다.
또한, 상기 세정 유닛이 일정 주기로 자동 구동하도록 설정됨에 따라 핸드에 대한 수동 세척 작업이 생략 또는 최소화됨에 따라 택트 타임 측면에서 유리한 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 기판 처리 설비의 예를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 제1 공정 챔버의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 제2 공정 챔버의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 세정 유닛을 포함하는 기판 반송 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 세정 유닛을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 의한 세정 유닛의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 의한 세정 유닛을 포함하는 기판 반송 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 도 8의 세정 유닛을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 의한 세정 유닛의 제1 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 의한 세정 유닛의 제2 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 의한 세정 유닛의 제3 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(또는 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결(또는 결합)"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결(또는 결합)"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편, 도면에서 구성 요소의 크기나 형상, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위하여 복수 개로 구성될 수 있는 모든 구성 요소들이 하나로 구성된 것을 예로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스 모듈(10)과 공정 처리 모듈(20)을 가진다. 인덱스 모듈(10)은 로드 포트(120) 및 인덱스 프레임(140)을 가진다. 로드 포트(120), 인덱스 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드 포트(120), 인덱스 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 칭한다.
로드 포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(130)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 로드 포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(20)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(130)에는 기판들(W)을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯(미도시)이 형성된다. 캐리어(130)로는 전면개방일체형포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
인덱스 프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 캐리어(130)와 버퍼 유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 인덱스 프레임(140)에는 인덱스 레일(142)과 인덱스 로봇(144)이 제공된다. 인덱스 레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 레일(142) 상에 설치되며, 인덱스 레일(142)을 따라 제2 방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스 레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(144c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정 처리 모듈(20)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정 처리 모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
공정 처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(220), 이송 프레임(240), 제1 공정 유닛(300), 및 제2 공정 유닛(400)을 포함한다. 이송 프레임(240)은 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 평행하게 제공될 수 있다. 제1 공정 유닛(300)과 제2 공정 유닛(400)은 이송 프레임(240)의 측부에 배치될 수 있다.
일 예로, 이송 프레임(240)의 양측에는 각각 제1 공정 유닛들(300)과 제2 공정 유닛들(400)이 배치될 수 있다. 제1 공정 유닛들(300)은 제2 공정 유닛들(400)보다 버퍼 유닛(220)에 더 가깝도록 배치될 수 있다. 이송 프레임(240)의 일측 및 타측에서 제1 공정 유닛들(300) 및 제2 공정 유닛들(400)은 이송 프레임(240)을 기준으로 대칭되도록 제공될 수 있다. 제1 공정 유닛들(300)과 제2 공정 유닛들(400) 중 일부는 이송 프레임(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 제1 공정 유닛들(300)과 제2 공정 유닛들(400) 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송 프레임(240)의 일측에는 제1 공정 유닛들(300)과 제2 공정 유닛들(400)이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1 방향(12)을 따라 일렬로 제공된 처리 장치의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 처리 장치의 수이다. 이송 프레임(240)의 일측에 처리 장치가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 처리 장치들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 제1 공정 유닛(300)과 제2 공정 유닛들(400)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 제1 공정 유닛(300)은 이송 프레임(240)의 일측에만 제공되고, 제2 공정 유닛(400)은 이송 프레임(240)의 타측에만 제공될 수 있다. 또한, 제1 공정 유닛(300) 및 제2 공정 유닛(400)은 이송 프레임(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼 유닛(220)은 인덱스 프레임(140)과 이송 프레임(240) 사이에 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(240)과 인덱스 프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공할 수 있다. 버퍼 유닛(220)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공될 수 있다. 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개가 제공될 수 있다. 버퍼 유닛(220)은 인덱스 프레임(140)과 마주보는 면 및 이송 프레임(240)과 마주보는 면이 개방될 수 있다.
이송 프레임(240)은 버퍼 유닛(220)과 제1 공정 유닛(300) 또는 제2 공정 유닛(400) 간에, 제1 공정 유닛들(300) 간에, 제2 공정 유닛들(400) 간에, 그리고 제1 공정 유닛(300)와 제2 공정 유닛(400) 간에 기판(W)을 반송할 수 있다. 이송 프레임(240)에는 가이드 레일(242)과 기판 반송 장치(500)가 제공된다. 가이드 레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 기판 반송 장치(500)는 가이드 레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 이동하며 기판(W)을 반송할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 반송 장치(500)는 하나 이상의 핸드를 포함하는 핸드부, 상기 핸드부를 지지하는 본체, 상기 핸드부를 세정하기 위한 세정 유닛 및 상기 핸드부와 상기 세정 유닛의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
핸드부가 복수의 핸드를 포함하는 경우, 복수의 핸드는 각각 개별 구동되도록 제공될 수 있다. 복수의 핸드들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치될 수 있다.
제1 공정 유닛(300)과 제2 공정 유닛(400)은 공정 유체를 이용하여 기판에 대한 세정 공정을 수행할 수 있다. 세정 공정은 제1 공정 유닛(300)과 제2 공정 유닛(400)에서 순차적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 공정 유닛(300)에서는 약액 등의 처리액을 이용한 액 처리 공정이 수행되고, 제2 공정 유닛(400)에서는 초임계 유체 또는 이소프로필알코올(IPA)을 이용한 건조 공정이 수행될 수 있다.
본 실시예에서는 공정 유체를 이용한 기판 처리 공정으로서 세정 공정을 예로 설명한다. 그러나 본 발명이 적용되는 유체 처리 공정은 세정 공정에 한정되지 않으며, 사진, 애싱, 그리고 식각 등 다양하게 적용 가능할 수도 있다.
제1 공정 유닛(300)은 수행하는 액 처리 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 제1 공정 유닛(300)은 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 제1 공정 유닛들(300)은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 제1 공정 유닛(300) 내에 제공된 구성들은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 제1 공정 유닛(300) 내에 제공된 구성 및 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다.
도 2는 도 1의 제1 공정 유닛(300)을 도시한 단면도이다. 도 2를 참조하면, 제1 공정 유닛(300)은 처리 용기(320), 지지 유닛(340), 승강 유닛(360), 그리고 액 공급 유닛(380)을 포함한다.
처리 용기(320)는 내부에 기판이 처리되는 처리 공간을 제공한다. 처리 용기(320)는 상부가 개방된 통 형상을 가진다. 처리 용기(320)는 내부 회수통(322) 및 외부 회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,326)은 공정에 사용된 처리액들 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부 회수통(322)은 지지 유닛(340)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부 회수통(326)은 내부 회수통(326)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부 회수통(322)의 내측 공간(322a) 및 내부 회수통(322)은 내부 회수통(322)으로 처리액이 유입되는 제1유입구로서 기능한다. 내부 회수통(322)과 외부 회수통(326)의 사이 공간(326a)은 외부 회수통(326)으로 처리액이 유입되는 제2유입구로서 기능한다. 일 예에 의하면, 각각의 유입구(322a, 326a)는 서로 상이한 높이에 위치될 수 있다. 각각의 회수통(322,326)의 저면 아래에는 회수 라인(322b, 326b)이 연결된다. 각각의 회수통(322,326)에 유입된 처리액들은 회수 라인(322b, 326b)을 통해 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)으로 제공되어 재사용될 수 있다.
지지 유닛(340)은 처리 공간에서 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(340)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지 및 회전시키는 지지 유닛(340)으로 제공된다. 지지 유닛(340)은 지지 몸체(342), 지지핀(344), 척핀(346), 그리고 회전 구동 부재를 가진다. 지지 몸체(342)는 대체로 원형으로 제공되는 상부면 및 하부면을 가진다. 하부면은 상부면에 비해 작은 직경을 가진다. 상부면 및 하부면은 그 중심축이 서로 일치하도록 위치된다.
지지핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지핀(344)은 지지 몸체(342)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 지지 몸체(342)에서 상부로 돌출된다. 지지 핀(344)들은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(344)은 지지 몸체(342)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다.
척핀(346)은 복수 개 제공된다. 척핀(346)은 지지 몸체(342)의 중심에서 지지핀(344)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(346)은 지지 몸체(342)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척핀(346)은 지지 유닛(340)가 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척핀(346)은 지지 몸체(342)의 반경 방향을 따라 외측 위치와 내측 위치 간에 직선 이동이 가능하도록 제공된다. 외측 위치는 내측 위치에 비해 지지 몸체(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 지지 유닛(340)에 로딩 또는 언로딩 시 척 핀(346)은 외측 위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행 시 척 핀(346)은 내측 위치에 위치된다. 내측 위치는 척핀(346)과 기판(W)의 측부가 서로 접촉되는 위치이고, 외측 위치는 척핀(346)과 기판(W)이 서로 이격되는 위치이다.
회전 구동 부재(348,349)는 지지 몸체(342)를 회전시킨다. 지지 몸체(342)는 회전 구동 부재(348,349)에 의해 자기 중심축을 중심으로 회전 가능하다. 회전 구동 부재(348,349)는 지지축(348) 및 구동부(349)를 포함한다. 지지축(348)은 제3방향(16)을 향하는 통 형상을 가진다. 지지축(348)의 상단은 지지 몸체(342)의 저면에 고정 결합된다. 일 예에 의하면, 지지축(348)은 지지 몸체(342)의 저면 중심에 고정 결합될 수 있다. 구동부(349)는 지지축(348)이 회전되도록 구동력을 제공한다. 지지축(348)은 구동부(349)에 의해 회전되고, 지지 몸체(342)는 지지축(348)과 함께 회전 가능하다.
승강 유닛(360)은 처리 용기(320)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(320)가 상하로 이동됨에 따라 지지 유닛(340)에 대한 처리 용기(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다. 브라켓(362)은 처리 용기(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정결합된다. 기판(W)이 지지 유닛(340)에 놓이거나, 지지 유닛(340)로부터 들어올려 질 때 지지 유닛(340)이 처리 용기(320)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(320)는 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(360)으로 유입될 수 있도록 처리 용기(320)의 높이가 조절한다. 선택적으로, 승강 유닛(360)은 지지 유닛(340)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
액 공급 유닛(380)은 기판(W) 상으로 처리액을 공급한다. 액 공급 유닛(380)은 복수 개로 제공될 수 있으며, 각각은 서로 상이한 종류의 처리액들을 공급할 수 있다. 액 공급 유닛(380)은 이동 부재(381) 및 노즐(390)을 포함한다.
이동 부재(381)는 노즐(390)을 공정 위치 및 대기 위치로 이동시킨다. 여기서 공정 위치는 노즐(390)이 지지 유닛(340)에 지지된 기판(W)과 대향되는 위치이고, 대기 위치는 노즐(390)이 공정 위치를 벗어난 위치로 정의한다. 일 예에 의하면, 공정 위치는 전처리 위치 및 후처리 위치를 포함한다. 전처리 위치는 노즐(390)이 제1 공급 위치에 처리액을 공급하는 위치이고, 후처리 위치는 노즐(390)이 제2공급 위치에 처리액을 공급하는 위치로 제공된다. 제1공급 위치는 제2공급 위치보다 기판(W)의 중심에 더 가까운 위치이고, 제2공급 위치는 기판의 단부를 포함하는 위치일 수 있다. 선택적으로 제2공급 위치는 기판의 단부에 인접한 영역일 수 있다.
이동 부재(381)는 지지축(386), 아암(382), 그리고 구동기(388)를 포함한다. 지지축(386)은 처리 용기(320)의 일측에 위치된다. 지지축(386)은 그 길이방향이 제3방향을 향하는 로드 형상을 가진다. 지지축(386)은 구동기(388)에 의해 회전 가능하도록 제공된다. 지지축(386)은 승강 이동이 가능하도록 제공된다. 아암(382)은 지지축(386)의 상단에 결합된다. 아암(382)은 지지축(386)으로부터 수직하게 연장된다. 아암(382)의 끝단에는 노즐(390)이 고정 결합된다. 지지축(386)이 회전됨에 따라 노즐(390)은 아암(382)과 함께 스윙 이동 가능하다. 노즐(390)은 스윙 이동되어 공정 위치 및 대기 위치로 이동될 수 있다. 선택적으로 아암(382)은 그 길이방향을 향해 전진 및 후진 이동이 가능하도록 제공될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 노즐(390)이 이동되는 경로는 공정 위치에서 기판(W)의 중심축과 일치될 수 있다. 예컨대, 처리액은 케미칼, 린스액, 그리고 유기 용제일 수 있다. 케미칼은 케미칼 노즐로부터 토출되고, 린스액은 린스 노즐로부터 토출되며, 유기용제는 건조 노즐로부터 토출될 수 있다. 케미칼은 산 또는 염기 성질을 가지는 식각액일 수 있다. 케미칼은 황산(H2SO4), 인산(P2O5), 불산(HF) 그리고 수산화 암모늄(NH4OH)을 포함할 수 있다. 린스액은 순수(H20)일 수 있다. 유기 용제는 이소프로필알코올(IPA)일 수 있다.
도 3은 도 1의 제2 공정 유닛(400)의 일 실시예를 개략적으로 도시한 것이다.
일 실시예에 의하면, 제2 공정 유닛(400)은 초임계 유체를 이용하여 기판(W) 상의 액을 제거할 수 있다. 제2 공정 유닛(400)은 바디(410), 지지 부재(430), 유체 공급 부재(440), 배기 부재(450)을 포함할 수 있다.
바디(410)는 건조 공정이 수행되는 처리 공간을 제공할 수 있다. 바디(410)는 제1 바디(412)와 제2 바디(414)를 가지며, 제1 바디(412)와 제2 바디(414)는 서로 조합되어 처리 공간을 제공할 수 있다. 일 예로, 제1 바디(412)와 제2 바디(414)는 대향하는 위치에 배치되고, 제1 바디(412)와 제2 바디(412) 중 적어도 하나는 별도의 바디 구동 부재(미도시)에 의해 승하강될 수 있다. 제1 바디(412)와 제2 바디(414)가 서로 이격되면 처리 공간이 개방되고, 이때 기판(W)이 반입 또는 반출될 수 있다. 공정 진행 시에는 제1 바디(412)와 제2 바디(414)가 서로 접근하는 위치로 이동하여 완전히 밀착됨으로써 처리 공간을 외부로부터 밀폐될 수 있다.
한편, 바디(410)는 제1 바디(412)와 제2 바디(414) 중 하나의 위치가 고정되고, 위치가 고정되지 않은 나머지 하나가 챔버 구동 부재(미도시)에 의하여 이동하는 형태로 제공될 수도 있다.
제2 공정 유닛(400)은 가열 부재(420)를 포함할 수 있다. 가열 부재(420)는 바디(410)의 벽 내부에 매설되어 설치될 수 있다. 가열 부재(420)는 바디(410)의 내부 공간으로 공급된 유체가 초임계 상태를 유지하도록 바디(410) 내부를 가열할 수 있다. 이러한 가열 부재(420)는 예를 들어, 외부로부터 전원을 받아 열을 발생시키는 히터로 제공될 수 있다.
지지 부재(430)는 바디(410)의 처리 공간 내에 배치되어 기판(W)을 지지한다. 바디(410)의 처리 공간으로 반입된 기판(W)은 지지 부재(430) 상에 놓이고, 일 예로서 기판(W)은 패턴면이 상부를 향하도록 지지될 수 있다.
유체 공급 부재(440)는 바디(410)의 처리 공간으로 건조 유체를 공급할 수 있다. 일 예에 의하면, 건조 유체는 초임계 상태로 처리 공간으로 공급될 수 있다. 또는, 건조 유체는 가스 상태로 처리 공간으로 공급되고 처리 공간 내에서 초임계 상태로 상변화될 수 있다.
유체 공급 부재(440)는 공급 라인(442)을 통해 유체 공급원(441)과 연결될 수 있다. 공급 라인(442) 상에는 바디(410) 내부로 공급되는 초임계 유체의 유량을 조절하기 위한 밸브(443)가 설치될 수 있다. 유체 공급 부재(440)은 바디(410)의 상부벽에 제공되어 지지 부재(430)에 의하여 지지되는 기판(W)으로 초임계 유체를 공급할 수 있다. 유체 공급 부재(440)는 기판(W)의 중앙 영역으로 초임계 유체를 분사할 수 있다. 예를 들어, 유체 공급 부재(440)는 지지 부재(430)에 의해 지지되는 기판(W)의 중앙으로부터 연직 상방에 위치할 수 있다. 이에 따라 기판(W)으로 분사되는 초임계 유체가 기판(W)의 중앙 영역에 도달하여 가장자리 영역으로 퍼지면서 기판(W)의 전체 영역에 균일하게 제공될 수 있다. 한편, 유체 공급 부재(440)는 바디(410)의 하부벽에 더 제공될 수도 있다.
배기 부재(450)는 바디(410)로부터 건조 유체를 배기할 수 있다. 배기 부재(450)는 바디(410)의 하부벽에 형성될 수 있다. 배기 부재(450)는 바디(410)의 처리 공간으로부터 사용된 초임계 유체를 배기하기 위한 배기 라인(452)을 포함할 수 있다. 상세히 도시하지는 않았지만, 배기 라인(452) 상에는 바디(410)로부터 배기되는 초임계 유체의 유량을 조절하기 위한 밸브가 설치될 수 있다. 배기 라인(452)을 통해 배기되는 초임계 유체는 대기 중으로 방출되거나 사용된 초임계 유체를 재생하는 초임계 유체 재생 시스템(미도시)으로 제공될 수 있다.
도 4 내지 도 12는 본 발명에 따른 기판 반송 장치(500)의 실시예를 도시한다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여 기판 반송 장치(500)의 핸드부(520)에 하나의 핸드(522)가 구비되는 구성을 예로 들어 설명하지만, 핸드부(520)는 핸드(522) 상부 또는 하부로부터 연직 방향으로 서로 이격된 상태로 적층되는 하나 이상의 핸드를 더 포함할 수 있다.
도 4 내지 도 7은 도 1의 기판 반송 장치에 대한 제1 실시예를 도시한 도면이다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 반송 장치(500)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 세정 유닛을 포함할 수 있다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 반송 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 세정 유닛을 설명하기 위하여 도 4의 기판 반송 장치를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 반송 장치(500)는 본체(510), 핸드부(520), 세정 유닛(530), 그리고 제어부(550)를 포함할 수 있다.
본체(510)는 핸드부(520)를 지지하고, 가이드 레일(242)에 제공된 구동부(미도시)에 장착될 수 있다. 본체(510)는 구동부(미도시)에 의하여 가이드 레일(242)을 따라 이동될 수 있다. 일 예로, 구동부(미도시)는 본체(510)를 가이드 레일(242)을 따라 제1 방향(12)으로 이동시키기 위한 수평 구동부(미도시)와 본체(510)를 제3 방향(16)으로 이동시키기 위한 연직 이동부(미도시)와 본체(510)를 제3 방향(16)과 평행한 회전 축을 중심축으로 회전시키기 위한 회전 구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 수평 구동부(미도시)의 상부에 연직 이동부(미도시)가 설치되고, 연직 이동부(미도시)의 상부에 회전 구동부(미도시)가 설치되며, 회전 구동부(미도시)는 본체(510)와 결합될 수 있다. 구동부(미도시)에 의하여 본체(510)가 이동됨에 따라 핸드부(520)는 공정 유닛들 중 원하는(목표) 공정 유닛으로 기판(W)을 반송하거나, 공정 유닛들 중 선택된 공정 유닛으로부터 기판(W)을 반출할 수 있다.
핸드부(520)는 본체(510)에 의하여 지지되고, 본체(510)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공되는 핸드(522)를 포함한다. 핸드(522)는 기판(W)을 반송하기 위하여 기판(W)을 지지하고, 본체(510)에 장착되는 별도의 구동 부재에 의하여 전진 위치 및 홈 위치(후진 위치) 간에 이동 가능하도록 제공될 수 있다.
한편, 핸드(522)는 기판을 진공 방식으로 유지하여 반송할 수 있으며, 이를 위해 핸드(522)는 흡착 패드를 포함할 수 있다. 흡착 패드는 기판과의 사이를 밀폐시키기 위해 표면 마찰 계수가 높고, 탄성을 가지는 수지 재질로 제공될 수 있다.
세정 유닛(530)은 핸드부(520)를 세정하기 위하여 본체(510)에 제공되고, 공정 처리 후 또는 공정 처리 전 기판을 이송하는 과정에서 기판에 의하여 오염되는 핸드부(520)를 세정할 수 있다. 특히, 세정 유닛(530)은 웨팅된 기판으로부터 핸드부(520)로 흘러내린 처리액과 설비 내에서 발생하는 퓸(fume)을 포함하는 파티클을 핸드부(520)로부터 제거할 수 있다,
도 5를 참조하면, 세정 유닛(530)은 제1 프레임(532)과 제1 프레임(532)에 지지되는 석션부(534)를 포함할 수 있다. 세정 유닛(530)은 세정 대상 핸드에 대하여 세정 공정을 수행할 수 있다. 이하, 세정 유닛(530)의 세정 대상 핸드가 핸드(522)인 것을 예로 설명하기로 한다. 제1 프레임(532)은 핸드(522)의 하부에 배치되고, 핸드(522)의 양쪽 외측면에 대향하도록 제공되는 외측의 두 날개(532a)를 포함하여 핸드(522)의 하부와 양쪽 외측부를 전체적으로 감싸는 형태로 제공될 수 있다. 여기서 핸드(522)의 양쪽 외측면이란 핸드(522) 전체 형상의 외측면 중에서, 핸드(522)가 전진하는 방향과 평행하게 형성된 면을 지칭한다. 석션부(534)는 양 날개(532a)에 각각 제공되어 핸드(522)의 양쪽 외측면으로부터 핸드(522)에 잔존하는 파티클을 흡입하도록 구성될 수 있다. 특히, 기판(W)으로부터 핸드(522)로 떨어진 처리액(웨팅액), 처리 설비로부터 기인되는 퓸(fume) 등의 파티클을 흡입하도록 구성될 수 있다. 석션부(534)에는 흡입 유량을 조절하기 위한 매뉴얼 밸브, MFC(mass flow controller) 등과 같은 유량 조절 밸브가 적용될 수 있고, 석션부(534)의 흡입 유량은 필요에 따라 제어부(550)에 의하여 조절될 수 있다. 제1 프레임(532)의 각 날개(532a)는 제1 프레임(532)과 일체형으로 제공되거나 각 날개(532a)가 제1 프레임(532)의 외측에 고정된 형태로 제공될 수 있다.
제1 프레임(532)의 각 날개(532a)는 하부에서 상부로 갈수록 외측에 배치되는 형태의 사선 방향으로 배치될 수 있다. 이때, 핸드(522)의 외측면과 제1 프레임(532)의 날개(532a)가 이루는 각은 변경 가능하도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(532)의 각 날개(532a)는 핸드(522)의 외측면에 대해 평행하도록 배치됨으로써 핸드(522)의 외측면과 날개(532a)가 이루는 각이 0°일 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 형태의 세정 유닛(530)은 핸드(522)를 기준으로 상하 반전된 형태로 제공될 수도 있다.
도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 세정 유닛의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 제1 실시예에 의한 세정 유닛의 변형예는 하부 석션부(534')를 더 포함할 수 있다. 하부 석션부(534')는 핸드(522)의 하면에 제공되어 석션부(534)와 함께 핸드(522)로부터 핸드(522)에 잔존하는 파티클을 흡입하도록 구성될 수 있다. 하부 석션부(534')는 핸드(522)의 하부로부터 파티클을 흡입하고, 설비 내의 팬필터유닛(FFU;미도시됨) 및 중력 등에 의하여 핸드(522)로부터 하부로 떨어지는 처리액, 퓸(fume) 등의 파티클을 흡입할 수 있다.
도 8 내지 도 12는 도 1의 기판 반송 장치에 대한 제2 실시예를 도시한 도면이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 반송 장치(500)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 세정 유닛을 포함할 수 있다. 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 반송 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 9 내지 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 세정 유닛을 설명하기 위하여 도 8의 기판 반송 장치를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 반송 장치(500)는 본체(510), 핸드부(520), 세정 유닛(530), 그리고 제어부(550)를 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 반송 장치(500)는 세정 유닛(530)의 구성 및 배치를 제외한 구성이 제1 실시예와 동일하므로 세정 유닛(530)을 제외한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 반송 장치(500)의 세정 유닛(530)은 제2 프레임(536)과 제2 프레임(536)에 지지되는 기체 공급부(538)를 더 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 제2 프레임(536)은 핸드(522)의 상부에 배치되고, 핸드(522)의 양쪽 외측면에 대향하도록 제공되는 외측의 날개(536a)를 포함하여 핸드(522)의 상부를 전체적으로 감싸는 형태로 제공될 수 있다. 기체 공급부(538)는 양 날개(536a)에 각각 제공되어 핸드(522)를 향해 기체를 공급할 수 있다. 기체 공급부(538)에는 기체의 공급 유량을 조절하기 위한 매뉴얼 밸브, MFC(mass flow controller) 등과 같은 유량 조절 밸브가 적용될 수 있고, 석션부(534)의 흡입 유량은 필요에 따라 제어부(550)에 의하여 조절될 수 있다. 제2 프레임(536)의 각 날개(536a)는 제2 프레임(536)과 일체형으로 제공되거나 각 날개(536a)가 제2 프레임(536)의 외측에 고정된 형태로 제공될 수 있다.
기체 공급부(538)는 핸드(522)를 향해 기체를 공급함으로써 핸드(522)에 잔존하는 액을 핸드(522)로부터 비산시킬 수 있다. 기체 공급부(538)가 핸드(522)로 공급하는 기체는 비활성 기체일 수 있다. 일 예로, 기체 공급부(538)에 의하여 핸드(522)로 공급되는 기체는 Pure N2 기체일 수 있다. 기체 공급부(538)에 의하여 핸드(522)로부터 비산된 처리액, 퓸(fume) 등의 파티클은 석션부(534)에 의하여 흡입될 수 있다.
제2 프레임(536)의 각 날개(536a)는 상부에서 하부로 갈수록 외측에 배치되는 형태의 사선 방향으로 배치될 수 있다. 필요에 따라 핸드(522)의 외측면과 제2 프레임(536)의 날개(536a)가 이루는 각은 변경 가능하도록 제공될 수 있다.
도 10은 도 9에 도시된 세정 유닛의 제1 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 제2 실시예에 의한 세정 유닛의 제1 변형예는 제1 프레임(532) 및 제2 프레임(536)의 형상과 석션부(534) 및 가스 공급부(538)의 개수를 제외한 구성이 도 9에 도시된 기판 반송 장치와 동일할 수 있다.
도 10에 도시된 기판 반송 장치는, 제1 프레임(532)과 제2 프레임(536)이 하나의 날개를 각각 포함하고, 제1 프레임(532)의 날개(532a)와 제2 프레임(536)의 날개(536a)는 핸드(522)의 서로 대응하는 외측면에 대향하도록 제공될 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(532)의 날개(532a)는 하부로부터 상부로 갈수록 외측에 배치되는 형태의 사선 방향으로 배치될 수 있고, 제2 프레임(536)의 날개(536a)는 상부로부터 하부로 갈수록 외측을 향하는 형태의 사선 방향으로 배치될 수 있다. 이와 같은 배치에 의하면, 제1 프레임(532)의 날개(532a)와 제2 프레임(536)의 날개(536a)는 핸드(522)를 사이에 두고 서로 마주보는 형태로 배치될 수 있다. 한편, 필요에 따라 핸드(522)의 외측면과 제1 프레임(532)의 날개(532a) 및 제2 프레임(536)의 날개(536a)가 이루는 각은 변경 가능하도록 제공될 수 있다.
제1 프레임(532)의 날개(532a)에는 석션부(534)가 제공되고, 제2 프레임(536)의 날개(536a)에는 기체 공급부(538)가 제공될 수 있다. 제1 프레임(532)의 날개(532a)와 제2 프레임(536)의 날개(536a)는 핸드(522)를 사이에 두고 서로 마주보는 형태로 제공됨으로써, 기체 공급부(538)로부터 석션부(534)로 흐르는 기류가 형성될 수 있다. 기체 공급부(538)로부터 핸드(522)로 공급된 기체 및 기체에 의하여 핸드(522)로부터 비산된 처리액, 퓸(fume) 등의 파티클이 석션부(534)를 통해 흡입됨으로써 핸드(522)로부터 제거될 수 있다.
한편, 제1 프레임(532)의 날개(532a)와 제2 프레임(536)의 날개(536a)의 위치는 도 10에 도시된 것과 반대로 배치될 수도 있다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 의한 기판 반송 장치의 제2 변형예를 도시한 도면이다.
본 발명의 제2 실시예에 의한 기판 반송 장치의 제2 변형예는, 도 10의 제1 변형예에서 제1 프레임(532)과 제2 프레임(536)의 위치가 서로 변경된 것을 제외한 모든 구성이 동일할 수 있다. 제1 프레임(532)의 날개(532a)와 제2 프레임(536)의 날개(536a)의 위치는 도 11에 도시된 것과 서로 반대로 배치될 수 있다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 의한 기판 반송 장치의 제3 변형예를 도시한 도면이다.
본 발명의 제2 실시예에 의한 기판 반송 장치의 제3 변형예는, 제1 프레임(532)과 제2 프레임(536)이 모두 핸드(522)의 하부에 제공될 수 있다. 제1 프레임(532)과 제2 프레임(536)은 각각 하나의 날개를 포함하고, 제1 프레임(532)의 날개(532a)와 제2 프레임(536)의 날개(536a)는 핸드(522)의 서로 대응하는 외측면에 대향하도록 제공될 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(532)의 날개(532a)와 제2 프레임(536)의 날개(536a)는 핸드(522)의 외측면과 평행하도록 배치될 수 있다. 이에 따라 제1 프레임(532)의 날개(532a)와 제2 프레임(536)의 날개(536a)는 핸드(522)를 사이에 두고 서로 마주보는 형태로 배치될 수 있다.
제1 프레임(532)의 날개(532a)에는 석션부(534)가 제공되고, 제2 프레임(536)의 날개(536a)에는 기체 공급부(538)가 제공될 수 있다. 제1 프레임(532)의 날개(532a)와 제2 프레임(536)의 날개(536a)는 핸드(522)를 사이에 두고 서로 마주보는 형태로 제공됨으로써, 기체 공급부(538)로부터 석션부(534)로 흐르는 기류가 형성될 수 있다. 기체 공급부(538)로부터 핸드(522)로 공급된 기체 및 기체에 의하여 핸드(522)로부터 비산된 처리액, 퓸(fume) 등의 파티클이 석션부(534)를 통해 흡입됨으로써 핸드(522)로부터 제거될 수 있다.
한편, 제1 프레임(532)과 제2 프레임(536)은 서로 조합되어 핸드(522)로부터 일정 거리 이격된 상태로 핸드(522)의 하부와 외측부를 전체적으로 감싸는 형상을 구현할 수 있다. 제1 프레임(532)과 제2 프레임(536)은 도 12에 도시된 것과 반대로 배치될 수 있다.
상술한 기판 반송 장치의 실시예는 설명의 편의를 위하여 핸드부(520)에 하나의 핸드(522)가 구비된 구성을 예로 설명했지만 핸드부(520)는 복수의 핸드를 포함할 수도 있다. 핸드부(520)에 복수의 핸드가 구비되는 경우, 세정 대상 핸드는 웨팅 상태의 기판(W)을 전담하여 반송하도록 제어될 수 있고, 웨팅 상태의 기판(W)으로부터 흘러내리는 액에 의하여 세정 대상 핸드 이외의 핸드들이 오염될 가능성을 배제하기 위하여 핸드부(520)에 구비된 핸드들 중 최하부에 배치될 수 있다.
세정 유닛(530)은 웨팅 상태의 기판(W)만을 반송하는 핸드(522)에 대한 세정 공정을 수행하기 위해 본체(510)에 제공될 수 있다. 따라서 세정 유닛(530)은 핸드부(520)에 구비된 핸드들 중 최하부에 위치하는 핸드(522)에 대응하는 위치에 배치될 수 있다.
일 예로, 도 4 내지 도 7 및 도 12에 도시된 형태의 세정 유닛(530)은 핸드부(520)에 구비된 핸드들 중 최하부에 위치하는 핸드(522)의 하부에 제공될 수 있다.
일 예로, 도 8 내지 도 11에 도시된 형태의 세정 유닛(530)은 석션부(534)와 기체 공급부(538)의 사이 공간에 핸드부(520)에 구비된 핸드들 중 최하부에 위치하는 핸드(522)가 위치하도록 배치될 수 있다.
제어부(550)는, 핸드부(520)와 세정 유닛(530)에 연결되어 이들의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(550)는 마이크로컴퓨터 및 각종 인터페이스를 포함하고, 외부 메모리 또는 내부 메모리에 저장되는 프로그램 및 레시피 정보에 따라 기판 처리 장치(10)의 동작을 제어할 수 있다.
제어부(550)는 핸드부(520)에 구비된 핸드가 원하는 공정 유닛으로 기판(W)을 반송하거나, 공정 유닛들 중 선택된 공정 유닛으로부터 기판(W)을 반출하도록 핸드부(520)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(550)는 공정 레시피에 따라 세정 유닛(530)의 구동을 제어할 수 있다. 일 예로, 제어부(550)는 공정 레시피에 근거하여 액 처리가 완료된 기판(W)을 반송 완료한 핸드에 대하여 핸드 세정 처리가 수행될 수 있도록 세정 유닛(530)을 제어할 수 있다.
제어부(550)는 세정 유닛(530)이 특정 시점으로부터 일정 시간 동안 일정 주기로 구동되도록 제어할 수 있다. 즉, 제어부(550)는 세정 유닛(530)의 구동 시점과 구동 시간 및 구동 주기를 제어할 수 있다. 세정 유닛(530)의 구동 시점과 구동 시간 및 구동 주기는 공정 레시피에 따라 달라질 수 있고, 세정 유닛(530)의 구동 시점과 구동 시간 및 구동 주기는 작업자에 의하여 제어부(550)에 입력될 수 있다.
일 예로, 세정 유닛(530)의 구동 시점은 제1 공정 유닛(액 처리 유닛)의 후속 공정이 수행되는 처리 공간으로 기판이 반입 완료된 시점일 수 있고, 구동 시점으로부터 기판을 반송한 핸드가 홈 위치로 완전히 복귀되는 순간까지의 시간일 수 있다. 제어부(550)에 의하여 세정 유닛(530)이 설정된 구동 주기에 따라 구동과 정지를 반복하도록 제어됨으로써 핸드에 대한 세정 공정이 자동으로 수행될 수 있다.
또한, 제어부(550)는 세정 유닛(530)의 흡입 유량과 기체 공급 유량을 제어할 수 있다. 제어부(550)는 석션부(534)와 기체 공급부(538) 각각에 적용되는 유량 제어 밸브(예: 매뉴얼 밸브, MFC(mass flow controller))를 제어할 수 있다.
이하, 상술한 기판 반송 장치(500)가 제공된 기판 처리 설비를 이용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 기판 처리 방법은 공정 모듈에서 기판을 세정 및 건조 처리하는 방법일 수 있다.
기판 처리 방법은 제1 반송 단계(S110), 제1 공정 단계(S120), 제2 반송 단계(S130), 제2 공정 단계(S140), 제3 반송 단계(S150), 그리고 핸드 세정 단계(S200)를 포함할 수 있다.
제1 반송 단계(S110)에서 기판(W)은 핸드부(520)에 구비된 핸드(522)에 안착된 상태로 제1 공정 유닛(300)의 처리 공간으로 반입될 수 있다. 기판(W)이 안착된 핸드(522)가 본체(510)로부터 전진함에 따라 제1 공정 유닛(300)의 처리 공간으로 반입된 기판(W)은 제1 공정 유닛(300)의 처리 공간에 배치된 지지 유닛(340)으로 전달되고, 지지 유닛(340)으로 기판(W)을 전달 완료한 핸드(522)는 후진함으로써 홈 위치로 복귀할 수 있다.
이후 기판(W)에 대하여 제1 공정 유닛(300)에 의한 제1 공정 단계(S120)가 수행될 수 있다. 제1 공정 단계(S120)는 기판에 대한 액 처리 공정을 포함한다. 기판(W)에 대한 제1 공정이 완료되면 핸드(522)에 의한 제2 반송 단계(S130)가 수행될 수 있다.
제2 반송 단계(S130)가 수행되기 전, 기판 표면이 공정 유닛 간 이동 중에 자연 건조되는 현상을 방지하기 위해 기판 표면 처리가 수행될 수 있다. 예를 들어, 기판 표면에는 웨팅액(wetting solution)이 도포될 수 있다. 이에 따라 기판 표면 상태는 제1 공정 유닛(300)에서 제2 공정 유닛(400)으로의 반송 도중, 그리고 반송된 후에도 젖음(wetting) 상태로 일정하게 유지될 수 있다. 예를 들어, 웨팅액은 휘발성 유기용매(예를 들면 이소프로필 알콜, 이소프로필 알콜 수용액), 순수 또는 계면 활성제와 순수의 혼합액 등을 포함할 수 있다.
한편, 기판에 대한 웨팅 처리가 수행되지 않더라도, 기판은 제1 공정이 완료된 후 기판 표면에 잔류하는 처리액에 의하여 젖음 상태로 반송될 수도 있다.
제2 반송 단계(S130)에서 제1 공정이 완료된 기판(W)은 다시 핸드(522)에 의하여 제1 공정 유닛(300)으로부터 반출되고 제2 공정 유닛(400)의 처리 공간으로 반입될 수 있다. 핸드(522)는 제1 공정 유닛(300)으로 전진하여 지지 유닛(340)으로부터 기판(W)을 전달받아 홈 위치로 복귀한다. 이후, 본체(510)에 의하여 제2 공정 유닛(400)으로 이동된 핸드(522)가 본체(510)로부터 전진함에 따라 기판(W)은 제2 공정 유닛(400)의 처리 공간으로 반입되고 제2 공정 유닛(400)의 처리 공간에 배치된 지지 부재(430)로 전달될 수 있다. 지지 부재(430)로 기판(W)을 전달 완료한 핸드(522)는 후진함으로써 홈 위치로 복귀할 수 있다.
이후에 기판(W)에 대하여 제2 공정 유닛(400)에 의한 제2 공정 단계(S140)가 수행될 수 있다. 제2 공정 단계(S140)는 기판을 건조시키는 건조 공정을 포함한다. 기판(W)에 대한 제2 공정이 완료되면 핸드(522)에 의한 제3 반송 단계(S150)가 수행될 수 있다.
제3 반송 단계(S150)에서 제2 공정이 완료된 기판(W)은 다시 핸드(522)에 의하여 제2 공정 유닛(400)으로부터 반출되고 후속 공정을 위한 처리 공간으로 반송되거나 버퍼 유닛(220)으로 전달될 수 있다. 핸드(522)는 제2 공정 유닛(300)으로 전진하여 지지 부재(430)로부터 기판(W)을 전달받아 홈 위치로 복귀한다. 이후, 본체(510)에 의하여 후속 공정 유닛으로 이동되거나 버퍼부(220)를 향해 이동될 수 있다.
한편, 제2 반송 단계(S130)에서 기판(W)을 지지하는 핸드(522)가 오염될 수 있다. 예를 들어, 제2 반송 단계(S130)를 완료한 핸드(522)에는 웨팅액이 도포된 기판(W)으로부터 흘러내린 웨팅액이 잔존할 수 있다. 핸드(522)에 잔존하는 웨팅액은 제3 반송 단계(S150)에서 기판(W)을 재오염시킬 수 있고, 이후 핸드(522)가 다른 기판을 반송하는 과정에서도 파티클 소스로 작용할 수 있으며, 나아가 핸드(522)가 장착되는 본체(510)를 오염시킬 수 있다.
따라서, 제2 공정 단계(S140)가 수행되는 동안 핸드 세정 단계(S200)가 수행될 수 있다. 핸드 세정 단계(S200)는 세정 유닛(530)에 의하여 수행되고, 핸드(522)에 잔존하는 파티클을 제거하기 위하여 수행할 수 있다. 특히, 파티클은 핸드(522)에 지지된 기판(W)에 의하여 핸드에 잔존하는 웨팅액, 처리액, 퓸 등을 포함할 수 있다. 핸드 세정 단계(S200)는 제2 공정 유닛(400)으로 웨팅액이 도포된 기판(W)을 반송한 핸드(522)에 대하여 수행될 수 있다. 핸드 세정 단계(S200)는 핸드(522)에 잔존하는 파티클을 흡입하는 흡입 단계를 포함할 수 있다. 흡입 단계는 세정 유닛(530)의 석션부(534)에 의하여 수행될 수 있다. 핸드 세정 단계(S200)는 제2 공정 단계(S140)와 동시에 시작될 수도 있고, 제2 공정 단계(S140)보다 먼저 시작될 수도 있고, 제2 공정 단계(S140) 중에 시작될 수도 있다. 또한, 핸드 세정 단계(S200)는 제2 공정 단계(S140)와 동시에 종료될 수도 있고, 제2 공정 단계(S140)보다 먼저 종료될 수도 있고, 제2 공정 단계(S140)보다 나중에 종료될 수도 있다. 핸드 세정 단계(S200)의 시작점과 종료점은 작업자에 의하여 설정될 수 있다.
핸드(522)에 대한 세정 효율을 높이기 위하여, 핸드 세정 단계는 흡입 단계와 동시에 수행되는 기체 공급 단계를 더 포함할 수 있다. 기체 공급 단계는 핸드(522)를 향해 기체를 공급함으로써 핸드(522)에 잔존하는 파티클을 비산시킬 수 있다. 기체 공급 단계는 세정 유닛(530)의 기체 공급부(348)에 의하여 수행될 수 있다. 기체 공급 단계와 흡입 단계가 동시에 수행됨으로써 기체 공급부(348)에 의하여 핸드(522)로부터 비산된 파티클이 석션부(534)로 흡입되어 제거될 수 있다.
이상에서는 편의를 위하여 제1 반송 단계(S110), 제2 반송 단계(S130), 제3 반송 단계(S150)가 동일한 핸드에 의하여 수행되는 것을 예로 설명했지만, 제1 반송 단계(S110), 제2 반송 단계(S130), 제3 반송 단계(S150)는 각각 다른 핸드에 의하여 수행되거나 적어도 하나의 단계가 다른 핸드에 의하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 제2 반송 단계(S130)는 제1 핸드에 의해서만 수행되도록 구성될 수 있고, 핸드 세정 단계(S200)는 제1 핸드에 대해 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 방법은 일정 주기를 가지고 반복되도록 제어부(550)에 의하여 제어될 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명에 의하면, 기판 반송 장치(500)가 기판(W)을 지지하는 핸드를 세정하기 위한 세정 유닛(530)을 포함하고, 세정 유닛(530)이 핸드에 잔존하는 웨팅액 등의 파티클을 수시로 제거함으로써 핸드의 오염을 최소화 하고, 핸드에 의한 기판의 오염 및 본체(510)의 오염을 방지할 수 있다.
또한, 제어부(550)에 의하여 세정 유닛(530)이 일정 주기로 자동 작동하도록 설정됨으로써 작업자에 의한 수동 세척 공정이 최소화되거나 생략될 수 있다. 이에 따라 작업자의 편리성이 증가하고, 나아가 수동 세척 공정에 의한 택트 타임 증가를 개선할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 기판 처리 설비
500: 기판 반송 장치
510: 본체
520: 핸드부
522: 핸드
530: 세정 유닛
532: 제1 프레임
532a: 날개
534: 석션부
536: 제2 프레임
536a: 날개
538: 기체 공급부
550: 제어부

Claims (16)

  1. 기판을 반송하기 위해 상기 기판을 지지하는 하나 이상의 핸드가 구비되는 핸드부;
    상기 핸드부를 지지하는 본체;
    상기 핸드부를 세정하기 위하여 상기 본체에 제공되는 세정 유닛; 및
    상기 세정 유닛 및 상기 핸드부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 공정 레시피에 근거하여 상기 세정 유닛의 구동을 제어하는 기판 반송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세정 유닛은,
    상기 핸드부의 세정 대상 핸드에 잔존하는 파티클을 흡입하기 위한 하나 이상의 석션부와;
    상기 석션부를 지지하는 제1 프레임을 포함하는 기판 반송 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 프레임은,
    상기 세정 대상 핸드 하부에 제공되고 상기 세정 대상 핸드의 양쪽 외측면에 대향하도록 제공되는 외측의 날개를 포함하며,
    상기 석션부는 상기 날개에 각각 제공되어 상기 세정 대상 핸드에 잔존하는 파티클을 흡입하는 기판 반송 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 세정 유닛은
    상기 제1 프레임에 제공되어 상기 세정 대상 핸드의 하부로부터 상기 세정 대상 핸드에 잔존하는 파티클을 흡입하는 하부 석션부를 더 포함하는 기판 반송 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 세정 유닛은,
    상기 세정 대상 핸드를 향해 기체를 공급하는 기체 공급부와;
    상기 기체 공급부를 지지하는 제2 프레임을 더 포함하고,
    상기 석션부는 상기 기체 공급부에 의하여 상기 세정 대상 핸드로부터 비산되는 파티클을 흡입하는 기판 반송 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임은,
    상기 세정 대상 핸드로부터 서로 반대인 높이 방향으로 일정 거리 이격되고,
    상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임의 사이 공간에는 상기 세정 대상 핸드만이 위치하도록 배치되는 기판 반송 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임은,
    상기 세정 대상 핸드의 양쪽 외측면에 대향하도록 제공되는 외측의 날개를 각각 포함하고,
    상기 석션부는 상기 제1 프레임의 날개에 각각 제공되고,
    상기 기체 공급부는 상기 제2 프레임의 날개에 각각 제공되는 기판 반송 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임은,
    각각의 일 단부로부터 상기 세정 대상 핸드를 향해 경사지게 배치되는 일 날개를 각각 포함하고,
    상기 제1 프레임의 날개와 상기 제2 프레임의 날개는 서로 마주보도록 배치되며,
    상기 석션부는 상기 제1 프레임의 날개에 제공되고,
    상기 기체 공급부는 상기 제2 프레임의 날개에 제공되는 기판 반송 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임은,
    상기 세정 대상 핸드의 하부에 제공되고,
    각각의 일 단부로부터 상기 세정 대상 핸드를 마주보도록 배치되는 일 날개를 각각 포함하며,
    상기 석션부는 상기 제1 프레임의 날개에 제공되고,
    상기 기체 공급부는 상기 제2 프레임의 날개에 제공되는 기판 반송 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 핸드부가 복수의 핸드를 포함하고,
    세정 대상 핸드는 복수의 핸드 중 최하부에 위치하는 핸드인 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    공정 레시피에 근거하여 상기 세정 유닛이 일정 구동 주기마다 일정 구동 시간 동안 구동되도록 제어하고,
    상기 세정 유닛의 구동 주기 및 구동 시간은 상기 제어부에 입력 가능한 기판 반송 장치.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 기체 공급부의 공급 유량 및 상기 석션부의 흡입 유량은 상기 제어부에 의하여 제어되는 기판 반송 장치.
  13. 기판이 수용되는 용기가 놓이는 로드 포트와 상기 용기로부터 상기 기판을 반송하는 인덱스 로봇을 포함하는 인덱스 모듈; 및
    상기 기판에 대한 처리 공정을 수행하는 공정 처리 모듈을 포함하고,
    상기 공정 처리 모듈은,
    상기 인덱스 로봇으로부터 기판을 전달받아 기판을 반송하는 기판 반송 장치를 갖는 이송 프레임;
    상기 이송 프레임의 측부 중 어느 하나에 배치되고, 기판에 대한 액 처리 공정을 수행하는 제1 공정 챔버;
    상기 이송 프레임의 측부 중 어느 하나에 배치되고, 액 처리 공정을 마친 기판에 대해 건조 공정을 수행하는 제2 공정 챔버를 포함하며,
    상기 기판 반송 장치는,
    상기 기판을 지지하기 위한 하나 이상의 핸드가 구비되는 핸드부;
    상기 핸드부가 지지되고 상기 핸드부를 이동시키는 본체;
    상기 핸드부를 세정하기 위하여 상기 본체에 제공되는 세정 유닛; 및
    상기 세정 유닛 및 상기 핸드부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 공정 레시피에 근거하여 상기 세정 유닛의 동작 구간을 제어하는 기판 처리 설비.
  14. 기판을 제1 공정 유닛의 처리 공간으로 반입하는 제1 반송 단계;
    상기 제1 공정 유닛에서 상기 기판을 액 처리하는 제1 공정 단계;
    상기 제1 공정 단계가 완료된 기판을 제2 공정 유닛의 처리 공간으로 반송하는 제2 반송 단계;
    상기 제2 공정 유닛에서 상기 기판을 건조 처리하는 제2 공정 단계; 및
    상기 제2 공정 단계가 완료된 기판을 제2 공정 유닛으로부터 반출하는 제3 반송 단계를 포함하고,
    상기 제2 반송 단계와 상기 제3 반송 단계 사이 구간에서 수행되고 상기 기판을 반송하는 핸드를 세정하는 핸드 세정 단계가 수행되는 기판 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 핸드 세정 단계는,
    상기 핸드로부터 파티클을 흡입하는 흡입 단계를 포함하고,
    상기 파티클은 상기 기판에 의하여 상기 핸드에 잔존하는 처리액을 포함하는 기판 처리 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 핸드 세정 단계는,
    상기 흡입 단계와 동시에 수행되는 기체 공급 단계를 더 포함하고,
    상기 기체 공급 단계는 상기 핸드로부터 상기 파티클을 비산시키기 위하여 상기 핸드를 향해 기체를 공급하는 기판 처리 방법.
KR1020220052126A 2021-12-29 2022-04-27 세정 유닛을 갖는 기판 반송 장치와 이를 포함하는 기판 처리 설비 및 기판 처리 방법 KR20230101653A (ko)

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