KR20240049784A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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posture change
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최준영
고용선
임준현
박귀수
장영진
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는, 처리 액이 수용되는 수용 공간을 가지는 처리 조; 상기 수용 공간에서 적어도 하나 이상의 기판을 수직 자세로 지지하는 지지 부재; 및 상기 액에 잠긴 상태의 기판의 자세를 상기 수직 자세에서 수평 자세로 변경하는 자세 변경 로봇을 포함하고, 상기 자세 변경 로봇은, 상기 기판을 파지 가능하게 구성되는 핸드; 및 상기 핸드를 이동시키는 아암을 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서, 기판에 사진, 식각, 애싱, 이온 주입, 그리고 박막 증착 등의 다양한 공정들을 통해 원하는 패턴을 웨이퍼 등의 기판 상에 형성한다. 각각의 공정에는 다양한 처리 액, 처리 가스들이 사용되며, 공정 진행 중에는 파티클, 그리고 공정 부산물이 발생한다. 이러한 기판 상의 박막, 파티클, 그리고 공정 부산물을 기판으로부터 제거하기 위해 각각의 공정 전후에는 기판에 대한 액 처리 공정이 수행된다. 일반적인 액 처리 공정은 기판을 케미칼 및 린스 액으로 처리한 후에 건조 처리한다. 액 처리 공정에서는 기판 상의 SiN을 Strip 할 수 있다.
또한, 케미칼 및/또는 린스 액과 같은 처리 액으로 기판을 처리하는 방법은 복수 매의 기판을 일괄하여 처리하는 배치식(Batch) 처리 방법, 그리고 기판을 1 매씩 처리하는 매엽식 처리 방법으로 구분할 수 있다.
복수 매의 기판을 일괄하여 처리하는 배치식 처리 방법은, 케미칼 또는 린스 액이 저류하는 처리 조 내에 복수 매의 기판을 수직 자세로 일괄해서 침지하는 것에 의해 기판 처리를 행한다. 이 때문에, 기판 처리의 양산성이 뛰어나며, 또 각 기판 간의 처리 품질이 균일하다. 그러나, 배치식 처리 방법은 상면에 패턴이 형성된 복수 매의 기판이 수직 자세로 침지되기 된다. 이에, 기판 상에 형성된 패턴이 고 종횡비를 가지는 경우, 기판을 들어 올리는 등의 과정에서 기판 상에 형성된 패턴에 패턴 리닝(Pattern Leaning) 현상이 발생될 수 있다. 또한, 복수 매의 기판이 한번에 공기 중에 노출된 상태에서 빠른 시간 내에 건조 처리가 행해지지 않는 경우, 공기 중에 노출된 복수 매의 기판 중 일부에는 워터 마크(Water Mark)가 발생될 우려가 있다.
반면, 기판을 1 매씩 처리하는 매엽식 처리 방법의 경우, 수평 자세로 회전하는 단일의 기판에 대하여 케미칼 또는 린스 액을 공급하는 것에 기판 처리를 행한다. 또한, 매엽식 처리 방법에서는, 반송되는 기판이 수평 자세를 유지하기 때문에 상술한 패턴 리닝 현상이 발생될 위험이 적고, 또한 1 매씩 기판을 처리하고 처리된 기판을 곧바로 건조 처리 하거나, 액 처리를 수행하기 때문에 상술한 워터 마크의 발생 위험이 적다. 그러나, 매엽식 처리 방법의 경우 기판 처리의 양산 성이 떨어지고, 배치식 처리 방법과 비교할 때 상대적으로 각 기판 간의 처리 품질이 불균일하다.
또한, 기판을 회전시켜 스핀 건조하는 경우, 기판 상에 형성된 패턴이 고 종횡비를 가지는 경우, 기판 상에 형성된 패턴이 무너지는 리닝 현상이 발생될 우려가 있다.
본 발명은 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판 처리의 양산성을 개선할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 각 기판 간의 처리 품질의 균일성을 보다 높일 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판 상에 워터 마크가 발생될 위험을 최소화 할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판 상에 형성된 패턴에 리닝 현상이 발생되는 것을 최소화 할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 고 종횡비를 가지는 패턴이 형성된 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재들로부터 통상의 기술자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는, 처리 액이 수용되는 수용 공간을 가지는 처리 조; 상기 수용 공간에서 적어도 하나 이상의 기판을 수직 자세로 지지하는 지지 부재; 및 상기 액에 잠긴 상태의 기판의 자세를 상기 수직 자세에서 수평 자세로 변경하는 자세 변경 로봇을 포함하고, 상기 자세 변경 로봇은, 상기 기판을 파지 가능하게 구성되는 핸드; 및 상기 핸드를 이동시키는 아암을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 기판의 자세 변경시, 일 축을 기준으로 상기 기판을 회전시키면서 일 방향을 따라 상기 기판을 이동시키도록 상기 자세 변경 로봇을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제어기는, 상기 기판의 자세 변경시, 상기 핸드가 상기 기판을 파지한 상태로 상기 일 축을 기준으로 회전되면서, 상기 핸드가 상기 일 방향을 따라 직선 이동되도록 상기 자세 변경 로봇을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제어기는, 상기 기판의 회전이 종료되는 시점과 상기 일 방향을 따른 상기 기판의 이동이 종료되는 시점의 차이가 설정 시간 이하가 되도록 상기 자세 변경 로봇을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제어기는, 상기 기판의 회전이 종료되는 시점과 상기 일 방향을 따른 상기 기판의 위치 변경이 종료되는 시점이 서로 같도록 상기 자세 변경 로봇을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 핸드는, 상기 기판을 지지하는 지지 바디; 및 상기 기판을 척킹하는 척킹 위치 및 상기 척킹 위치보다 상기 기판으로부터 먼 대기 위치 사이에 이동 가능하게 제공되는 척킹 바디를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 핸드는, 상기 지지 바디 및 상기 척킹 바디를 상기 아암에 체결시키는 체결 바디를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 핸드는, 상기 지지 바디에 지지되는 상기 기판을 촬영하는 비전 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 아암은, 적어도 둘 이상의 축으로 구성되는 다관절 아암일 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 기판을 임시로 보관하는 버퍼 부를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 수직 자세에서 상기 수평 자세로 자세가 변경된 상기 기판을 상기 버퍼 부로 반송하도록 상기 자세 변경 로봇을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 자세 변경 로봇은, 상기 핸드에 놓인 상기 기판의 젖음성을 유지시키는 웨팅 액을 공급하는 웨팅 노즐을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 웨팅 액은, 상기 처리 액과 같은 종류의 액일 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는, 배치식으로 기판을 처리하는 제1공정 처리 부; 및 매엽식으로 기판을 처리하는 제2공정 처리 부를 포함하고, 상기 제1공정 처리 부는, 액이 수용되는 수용 공간을 가지는 자세 변경 처리 조; 상기 수용 공간에서 적어도 하나 이상의 기판을 수직 자세로 지지하는 지지 부재; 및 상기 액에 잠긴 상태의 기판의 자세를 상기 수직 자세에서 수평 자세로 변경하는 자세 변경 로봇 - 상기 자세 변경 로봇은 핸드 및 상기 핸드를 이동시키는 아암을 가짐 - 을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 자세 변경 로봇이 기판의 자세 변경을 완료하고, 자세 변경된 기판을 상기 제2공정 처리 부로 반송하도록 상기 자세 변경 로봇을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제2공정 처리 부는, 자세가 변경된 기판을 임시 보관하는 버퍼 부를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 자세 변경 로봇이 기판의 자세 변경을 완료하고, 자세 변경된 기판을 버퍼 부로 반송하도록 상기 자세 변경 로봇을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 수용 공간은, 상기 지지 부재가 기판을 지지하는 지지 영역; 및 상기 자세 변경 로봇이 기판에 대한 자세를 변경하는 자세 변경 영역을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 자세 변경 로봇은, 상기 지지 영역과 상기 자세 변경 영역 중 상기 자세 변경 영역에 더 인접하게 배치될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제1공정 처리 부는, 처리 액으로 복수의 기판을 처리하는 배치 처리 조를 더 포함하고, 상부에서 바라볼 때, 상기 배치 처리 조가 가지는 폭들 중 일 방향으로의 폭은, 상기 자세 변경 처리 조가 가지는 폭들 중 상기 일 방향으로의 폭보다 작을 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 배치 처리 조는, 복수로 제공되고, 상기 제1공정 처리 부는, 미 처리 기판을 상기 배치 처리 조로 반송하는 제1반송 유닛; 상기 배치 처리 조와 상기 자세 변경 처리 조 사이에 기판을 반송하는 제2반송 유닛; 및 상기 배치 처리 조들 사이에서 기판을 반송하는 배치 반송 유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는, 배치식으로 기판을 처리하는 제1공정 처리 부; 매엽식으로 기판을 처리하는 제2공정 처리 부; 및 제어기를 포함하고, 상기 제1공정 처리 부는, 수직 자세의 기판들을 처리하는 배치 처리 조; 수직 자세의 기판을 수평 자세로 변경하는 자세 변경 처리 조 - 상기 자세 변경 처리 조는 액이 수용되는 수용 공간을 가지고, 상기 수용 공간에서 기판을 수직 자세로 지지하는 지지 부재가 배치됨 - ; 및 상기 액에 잠긴 상태의 기판의 자세를 상기 수직 자세에서 수평 자세로 변경하는 자세 변경 로봇 - 상기 자세 변경 로봇은 핸드 및 상기 핸드를 이동시키는 아암을 가짐 - 을 포함하고, 상기 제2공정 처리 부는, 기판을 임시로 보관하는 공간을 제공하는 버퍼 부; 회전되는 기판에 처리 액을 공급하여 기판을 액 처리하는 매엽식 액 처리 챔버; 기판에 초임계 유체를 공급하여 기판을 건조 처리하는 매엽식 건조 챔버; 상기 버퍼 부와 상기 매엽식 액 처리 챔버, 또는 상기 버퍼 부와 상기 매엽식 건조 챔버 사이에 기판을 반송하는 반송 로봇을 포함하고, 상기 제어기는, 기판의 자세 변경시, 기판이 상기 수용 공간에 수용된 상기 액에 잠긴 상태로, 기판이 일 축을 기준으로 회전하면서 수평 방향을 따라 이동되도록 상기 자세 변경 로봇을 제어하고, 상기 자세 변경 로봇이 기판의 자세 변경을 완료하고, 자세 변경된 기판을 상기 버퍼 부로 반송하도록 상기 자세 변경 로봇을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판 처리 방법은, 수직 자세의 복수의 기판에 대한 액 처리가 수행되는 배치식 처리 단계; 상기 기판의 자세를 상기 수직 자세에서 수평 자세로 변경하는 자세 변경 단계; 및 수평 자세의 단일의 상기 기판에 대한 처리를 수행하는 매엽식 처리 단계를 포함하고, 상기 자세 변경 단계는, 상기 기판이 액에 잠긴 상태에서 수행될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 자세 변경 단계는, 상기 기판의 자세 변경을 1 매씩 수행할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 자세 변경 단계는, 상기 기판을 일 축을 기준으로 회전시키면서 상기 기판을 일 방향을 따라 이동시킬 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 자세 변경 단계에서 상기 기판의 회전은, 상기 기판의 일 단이 상기 기판을 회전시키는 로봇의 핸드로부터 멀어지는 방향으로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 자세 변경 단계와 상기 매엽식 처리 단계 사이에 수행되며, 상기 기판으로 웨팅 액을 분사하는 웨팅 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 웨팅 단계는, 상기 기판의 자세를 변경하는 자세 변경 로봇에 설치된 웨팅 노즐에서 상기 웨팅 액을 분사하여 수행될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 웨팅 단계는, 상기 기판을 임시로 보관하는 버퍼 부에 설치된 웨팅 노즐에서 상기 웨팅 액을 분사하여 수행될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 배치식 처리 단계는, 전 처리, 그리고 상기 전 처리 이후에 수행되는 후 처리를 포함하고, 상기 전 처리시 사용되는 케미칼, 그리고 상기 후 처리시 사용되는 케미칼의 종류는 서로 상이할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 전 처리시, 제1약액에 의해 복수의 상기 기판을 처리하고, 이후 상기 제1약액과 상이한 제2약액에 의해 복수의 상기 기판을 처리하고, 상기 후 처리시, 상기 제1약액 및 상기 제2약액과 상이한 제2약액으로 복수의 상기 기판을 처리하고, 이후 린스 액에 의해 복수의 상기 기판을 처리할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 린스 액, 그리고 상기 자세 변경 단계에서 상기 기판이 잠기는 상기 액은 서로 동일한 종류의 액일 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판 처리 방법은, 제1로드 포트 유닛으로 미처리 상태의 기판을 로딩하는 기판 로딩 단계; 복수의 상기 기판의 자세를 한번에 수직 자세로 변경하는 제1자세 변경 단계; 상기 제1자세 변경 단계 이후, 상기 수직 자세의 복수의 기판에 대한 액 처리를 수행하는 배치식 처리 단계; 및 상기 기판의 자세를 상기 수직 자세에서 수평 자세로 변경하는 제2자세 변경 단계를 포함하고, 상기 제2자세 변경 단계는, 상기 기판이 처리 액에 잠긴 상태에서 수행될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제2자세 변경 단계는, 상기 기판의 자세 변경을 1 매씩 수행할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제2자세 변경 단계는, 상기 기판을 일 축을 기준으로 회전시키면서 상기 기판을 일 방향을 따라 이동시킬 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제2자세 변경 단계에서 상기 기판의 회전과 상기 기판의 이동은 같은 시점에 종료될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제2자세 변경 단계 이후에 수행되며, 상기 수평 자세의 단일의 상기 기판에 대한 처리가 수행되는 매엽식 처리 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 매엽식 처리 단계는, 매엽식으로 기판을 액 처리하는 액 처리 단계; 및 매엽식으로 상기 기판을 건조 처리하는 건조 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 액 처리 단계는, 상기 기판을 회전시키고, 회전하는 상기 기판으로 처리 액을 공급하여 수행되고, 상기 건조 단계는, 상기 기판으로 초임계 유체를 공급하여 수행될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제2자세 변경 단계, 그리고 상기 매엽식 처리 단계 사이에 수행되며, 상기 수평 자세로 변경된 상기 기판으로 웨팅 액을 공급할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 웨팅 액, 그리고 상기 제2자세 변경 단계에서 상기 기판이 잠기는 상기 처리 액은 서로 같은 종류의 액일 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판 처리 방법은, 미처리 상태의 상기 기판을 제1로드 포트 유닛에 로딩시키는 기판 로딩 단계; 상기 제1로드 포트 유닛에 로딩된 상기 기판의 자세를 수평 자세에서 수직 자세로 변경하는 제1자세 변경 단계 - 상기 제1자세 변경 단계에는 복수의 상기 기판의 자세를 한번에 변경함 - ; 상기 수직 자세의 복수의 기판에 대한 액 처리가 수행되는 배치식 처리 단계; 상기 배치식 처리 단계가 수행된 상기 기판의 자세를 상기 수직 자세에서 상기 수평 자세로 변경하는 제2자세 변경 단계 - 상기 제2자세 변경 단계에는 상기 기판이 자세 변경 처리 조에 수용된 물에 잠긴 상태에서 수행됨 - ; 상기 제2자세 변경 단계가 수행된 상기 기판으로 물을 공급하는 웨팅 단계; 상기 웨팅 단계가 수행된 상기 기판에 초임계 유체를 공급하여 건조 처리를 수행하는 매엽식 처리 단계; 및 상기 매엽식 처리 단계 이후에 수행되고, 상기 제1로드 포트 유닛과 상이한 제2로드 포트 유닛으로 처리가 완료된 상기 기판을 반송하는 기판 언로딩 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판 처리의 양산성을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 각 기판 간의 처리 품질의 균일성을 보다 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판 상에 워터 마크가 발생될 위험을 최소화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판 상에 형성된 패턴에 리닝 현상이 발생되는 것을 최소화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 고 종횡비를 가지는 패턴이 형성된 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 상부에서 바라본 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 배치 처리 조들 중 어느 하나의 배치 처리 조의 모습을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 자세 변경 처리 조의 모습을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 자세 변경 로봇의 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 핸드를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1의 제1버퍼 부의 모습을 보여주는 도면이다.
도 7은 도 1의 매엽식 액 처리 챔버에 제공되는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 8은 도 1의 매엽식 건조 챔버에 제공되는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 플로우 차트이다.
도 10, 그리고 도 11은 도 9의 제2자세 변경 단계에서 자세 변환 로봇이 기판의 자세를 수평 자세로 변경하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 12는 도 9의 웨팅 단계를 수행하는 자세 변경 로봇의 모습을 보여주는 도면이다.
도 13은 도 9의 웨팅 단계에서 액 공급 부재가 웨팅 액을 공급하는 모습을 상부에서 바라본 도면이다.
도 14는 도 9의 웨팅 단계에서 액 공급 부재가 웨팅 액을 공급하는 모습을 측부에서 바라본 도면이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 핸드의 모습을 보여주는 도면이다.
도 16은 도 15의 액 공급 부재가 기판으로 웨팅 액을 공급하는 모습을 상부에서 바라본 도면이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자세 변경 로봇의 모습을 보여주는 도면이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 핸드를 상부에서 바라본 도면이다.
도 19는 도 18의 핸드를 측부에서 바라본 도면이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 핸드를 상부에서 바라본 도면이다.
도 21은 도 20의 그리퍼를 측부에서 바라본 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
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 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 이하에서 설명하는 기판(W)을 반송하는 구성들, 예컨대 이하의 반송 유닛 또는 반송 로봇들은, 반송 모듈이라 불릴 수도 있다.
이하에서는, 도 1 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 상부에서 바라본 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(10)는 제1공정 처리 부(100), 제2공정 처리 부(200), 그리고 제어기(600)를 포함할 수 있다. 제1공정 처리 부(100), 그리고 제2공정 처리 부(200)는 상부에서 바라볼 때, 제1방향(X)을 따라 배열될 수 있다. 이하에서는, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(X)에 수직한 방향을 제2방향(Y)이라 하고, 제1방향(X) 및 제2방향(Y)에 수직한 방향을 제3방향(Z)이라 한다.
제1공정 처리 부(100)는 배치(Batch) 식으로 복수의 기판(W)을 일괄하여 액 처리할 수 있다. 예컨대, 제1공정 처리 부(100)는 배치(Batch) 식으로 복수의 기판(W)을 일괄하여 세정 처리할 수 있다. 제1공정 처리 부(100)에서는 수직 자세(기판(W)의 상면 또는 하면이 지면에 수직한 방향과 평행한 자세)의 복수의 기판(W)들을 동시에 처리할 수 있다.
제1공정 처리 부(100)는 제1로드 포트 유닛(110), 인덱스 챔버(120), 반송 유닛(130), 배치 처리 부(140), 및 자세 변경 부(150)를 포함할 수 있다.
제1로드 포트 유닛(110)은 적어도 하나 이상의 로드 포트들을 포함할 수 있다. 제1로드 포트 유닛(110)이 가지는 로드 포트들에는 적어도 하나 이상의 기판(W)이 수납된 이송 용기(F)가 놓일 수 있다. 이송 용기(F)에는 복수의 기판(W)들이 수납될 수 있다. 예컨대, 이송 용기(F)에는 25 매의 기판이 수납될 수 있다. 이송 용기(F)는 카세트(Cassette), 포드(FOD), 풉(FOUP) 등으로 불릴 수 있다. 이송 용기(F)는 용기 반송 장치에 의해 제1로드 포트 유닛(110)에 로딩(Loading)될 수 있다. 제1로드 포트 유닛(110)에 놓이는 이송 용기(F)에 수납된 기판(W)들은 미 처리 기판(W)일 수 있다. 미 처리 기판(W)은, 예컨대 처리가 수행되지 않은 기판(W)이거나, 또는 일부 처리가 수행되었지만 액 처리가 요구되는 기판(W)들 일 수 있다.
또한, 제1로드 포트 유닛(110)에는 미 처리된 기판(W)이 수납된 용기(F)만 놓일 수 있다. 즉, 제1로드 포트 유닛(110)은 처리가 요구되는 기판(W)이 로딩(Loading)되는 역할만을 수행할 수 있다.
인덱스 챔버(120)에는 제1로드 포트 유닛(110)이 결합될 수 있다. 인덱스 챔버(120)와 제1로드 포트 유닛(110)은 제2방향(Y)을 따라 배열될 수 있다. 제1인덱스 챔버(120)는 인덱스 로봇(122), 그리고 자세 변경 유닛(124)을 포함할 수 있다. 인덱스 로봇(122)은 제1로드 포트 유닛(110)에 안착된 용기(F)로부터 미 처리된, 또는 처리가 요구되는 기판(W)을 반출할 수 있다. 제1반송 로봇(122)은 용기(F)로부터 기판(W)을 반출하여 제1인덱스 챔버(120) 내에 제공된 수납 용기(C)로 기판(W)을 반입할 수 있다. 제1반송 로봇(122)은 복수 매(예컨대, 25 매)의 기판(W)을 동시에 파지 및 반송할 수 있는 배치 핸드를 가질 수 있다.
수납 용기(C)는 대체로 통 형상을 가질 수 있다. 수납 용기(C)는 내부에 수납 공간을 가질 수 있다. 수납 용기(C)의 수납 공간에는 복수의 기판(W)이 수납될 수 있다. 예컨대, 수납 용기(C)의 수납 공간에는 50 매의 기판(W)이 수납될 수 있다. 수납 용기(C)는, 수납 용기(C)가 가지는 면들 중 적어도 둘 이상의 면이 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 수납 용기(C)의 수납 공간에는 기판(W)을 지지/파지하는 지지 부재가 제공될 수 있다.
이송 용기(F)로부터 반출된 기판(W)이 수납 용기(C)로 반입이 완료되면, 수납 용기(C)는, 도시되지 않은 반송 수단에 의해 인덱스 챔버(120) 내에 배치된 자세 변경 유닛(124)으로 반송될 수 있다. 자세 변경 유닛(124)은 수납 용기(C)를 회전시킬 수 있다. 예컨대, 자세 변경 유닛(124)은 수납 용기(C)의 개방된 부분이 상부를 향하도록 수납 용기(C)를 회전시킬 수 있다. 수납 용기(C)의 개방된 부분이 상부를 향하도록 회전되면, 수납 용기(C)에 수납된 기판(W)은 수평 자세(기판(W)의 상면 및 하면이 지면과 수평한 자세)에서 수직 자세로 그 자세가 변경될 수 있다. 수평 자세는 기판(W) 상면(예컨대, 패턴이 형성된 면)이 X-Y 평면(즉, 지면)과 나란한 상태를 의미하고, 수직 자세는 기판(W)의 상면이 X-Z 평면 또는 Y-Z 평면(즉, 지면에 수직한 면)과 나란한 상태를 의미할 수 있다.
반송 유닛(130)은 인덱스 챔버(120)와 배치 처리 부(140) 사이에 기판(W)을 반송하는 제1반송 유닛(132), 그리고 배치 처리 부(140)와 후술하는 자세 변경 부(150) 사이에 기판(W)을 반송하는 제2반송 유닛(134)을 포함할 수 있다.
제1반송 유닛(132)은 제1방향(X)을 따라 연장되는 레일, 그리고 복수의 기판(W)을 한번에 반송할 수 있도록 구성되는 핸드를 포함할 수 있다. 제1반송 유닛(132)은 자세 변환 유닛(124)에서 자세가 변환된 기판(W)들을 파지하고, 파지된 기판(W)을 배치 처리 부(140)로 반송할 수 있다. 예컨대, 제1반송 유닛(132)은 자세 변환 유닛(124)에서 자세가 변환된 기판(W)들을 배치 처리 부(140)가 가지는 배치 처리 조들(141-B1 내지 143-B2) 중 선택된 어느 하나의 처리 조로 반송될 수 있다. 예컨대, 제1반송 유닛(132)은 자세 변환 유닛(124)에서 자세가 변환된 기판(W)들을 제1-1배치 처리조(141-B1)로 반송할 수 있다.
제2반송 유닛(134)은 제1방향(X)을 따라 연장되는 레일, 그리고 복수의 기판(W)을 한번에 반송할 수 있도록 구성되는 핸드를 포함할 수 있다. 제2반송 유닛(134)은 배치 처리 부(140)가 가지는 제1배치 처리 부(141), 제2배치 처리 부(142), 그리고 제3배치 처리 부(143) 사이에서 기판(W)을 반송할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 제2반송 유닛(134)은 배치 처리 부(14), 그리고 자세 변경 부(150) 사이에서 기판(W)을 반송할 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 자세 변경 유닛(124)에 의해 자세가 변경되고 수납 용기(C)에 수납된 기판(W)들과 배치 처리 부(140)가 가지는 배치 처리 조에 수납되는 기판(W)들은 상부에서 바라볼 때, 제1방향(X)을 따라 나란하게 배열될 수 있다.
또한, 배치 처리 부(140)가 가지는 배치 처리 조들(141-B1 내지 143-B2)에 수납되는 기판(W)들과 자세 변경 부(150)가 가지는 자세 변경 처리 조(151)에 수납되는 기판(W)들은 상부에서 바라볼 때, 제1방향(X)을 따라 나란하게 배열될 수 있다. 또한, 배치 처리 부(140)가 가지는 배치 처리 조들(141-B1 내지 143-B2)에 수납되는 기판(W)들은 상부에서 바라볼 때, 제1방향(X)을 따라 나란하게 배열될 수 있다. 즉, 배치 처리 조들(141-B1 내지 143-B2)들 각각이 가지는 가지는 지지 부재(141-B1-6) 및 자세 변경 처리 조(151)가 가지는 지지 부재(153)은 상부에서 바라볼 때, 제1방향(X)을 따라 나란하게 배열될 수 있다.
배치 처리 부(140)는 복수의 기판(W)을 한번에 액 처리할 수 있다. 배치 처리 부(140)에서는 처리 액을 이용하여 복수의 기판(W)을 한번에 세정 처리할 수 있다. 배치 처리 부(140)에서는 처리 액을 이용하여 복수의 기판(W)을 한번에 액 처리할 수 있다. 배치 처리 부(140)에서 사용되는 처리 액은 케미칼 및/또는 린스 액일 수 있다. 예컨대, 케미칼은 강산 또는 강염기의 성질을 가지는 케미칼일 수 있다. 또한, 린스 액은 순수 일 수 있다. 예컨대, 케미칼은 APM(Ammonia-Hydrogen Peroxide Mixture), HPM(Hydrochloricacid-Hydrogen Peroxide Mixture), FPM(Hydrofluoricacid-Hydrogen Peroxide Mixture), DHF(Diluted Hydrofluoric acid), DSP(Diluted Sulfuric acid Peroxide), SiN을 제거하는 케미칼, 인산을 포함하는 케미칼, 황산을 포함하는 케미칼 등에서 적절히 선택될 수 있다. 린스 액은 물을 포함하는 액 일 수 있다. 예컨대, 린스 액은 순수, 또는 오존수 등에서 적절히 선택될 수 있다.
배치 처리 부(140)는 제1배치 처리 부(141), 제2배치 처리 부(142), 그리고 제3배치 처리 부(143)를 포함할 수 있다.
제1배치 처리 부(141)는 제1-1배치 처리 조(141-B1), 제1-2배치 처리 조(141-B2), 그리고 제1배치 반송 유닛(141-TR)을 포함할 수 있다.
제1-1배치 처리 조(141-B1)에서는 DSP와 같은 케미칼로 복수 매의 기판(W)을 동시에 액 처리할 수 있다. 제1-2배치 처리 조(141-B2)에서는 DHF와 같은 케미칼로 복수 매의 기판(W)을 동시에 처리할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 제1-1배치 처리 조(141-B1)와 제1-2배치 처리 조(141-B2)에서 사용되는 처리 액은 상술한 처리 액들 중 선택된 처리 액으로 다양하게 변형될 수 있다.
제1배치 반송 유닛(141-TR)은 제1-1배치 처리 조(141-B1) 및 제1-2배치 처리 조(141-B2) 사이에서 기판(W)을 반송할 수 있도록 구성될 수 있다.
제2배치 처리 부(142)는 제2-1배치 처리 조(142-B1), 제2-2배치 처리 조(142-B2), 그리고 제2배치 반송 유닛(142-TR)을 포함할 수 있다.
제2-1배치 처리 조(142-B1)에서는 인산을 포함하는 케미칼로 복수 매의 기판(W)을 동시에 액 처리할 수 있다. 제2-2배치 처리 조(142-B2)에서는 린스 액으로 복수 매의 기판(W)을 동시에 처리할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 제2-1배치 처리 조(142-B1)와 제2-2배치 처리 조(142-B2)에서 사용되는 처리 액은 상술한 처리 액들 중 선택된 처리 액으로 다양하게 변형될 수 있다.
제2배치 반송 유닛(142-TR)은 제2-1배치 처리 조(141-B1) 및 제2-2배치 처리 조(142-B2) 사이에서 기판(W)을 반송할 수 있도록 구성될 수 있다.
제3배치 처리 부(143)는 제3-1배치 처리 조(142-B1), 제3-2배치 처리 조(143-B2), 그리고 제3배치 반송 유닛(143-TR)을 포함할 수 있다.
제3-1배치 처리 조(143-B1)에서는 인산을 포함하는 케미칼로 복수 매의 기판(W)을 동시에 액 처리할 수 있다. 제3-2배치 처리 조(143-B2)에서는 린스 액으로 복수 매의 기판(W)을 동시에 처리할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 제3-1배치 처리 조(143-B1)와 제3-2배치 처리 조(143-B2)에서 사용되는 처리 액은 상술한 처리 액들 중 선택된 처리 액으로 다양하게 변형될 수 있다.
제3배치 반송 유닛(143-TR)은 제3-1배치 처리 조(143-B1) 및 제3-2배치 처리 조(143-B2) 사이에서 기판(W)을 반송할 수 있도록 구성될 수 있다.
배치 처리 조들(141-B1 내지 143-B2)은 사용되는 처리 액(L)의 종류를 제외하고 서로 동일 또는 유사한 구조를 가지므로, 이하에서는 제1-1배치 처리 조(141-B1)에 대하여 설명하고, 나머지 배치 처리 조들(141-B2 내지 143-B2)에 대한 반복되는 설명은 생략한다.
도 2는 도 1의 배치 처리 조들 중 어느 하나의 배치 처리 조의 모습을 보여주는 도면이다. 예컨대, 도 2에서는 배치 처리 조들(141-B1 내지 143-B2) 중 제1-1배치 처리 조(141-B1)에 관하여 도시한다.
도 2을 참조하면, 제1-1배치 처리 조(141-B1)는, 처리 조(141-B1-1), 가열 부재(141-B1-3), 공급 라인(141-B1-4), 회수 라인(141-B1-5), 그리고 지지 부재141-B1-6)를 포함할 수 있다.
처리 조(141-B1-1)는 내부에 수용 공간(141-B1-2)을 가질 수 있다. 처리 조(141-B1-1)는 상부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 처리 조(141-B1-1)가 가지는 수용 공간(141-B1-2)에는 처리 액(L)이 수용(저류)할 수 있다. 수용 공간(141-B1-2)에 저류하는 처리 액(L)의 온도를 조절하기 위해, 처리 조(141-B1-1)에는 가열 부재(141-B1-3)가 설치될 수 있다. 가열 부재(141-B1-3)는 도시 되지 않은 온도 센서가 센싱하는 처리 액(L)의 온도에 근거하여, 처리 조(141-B1-1)의 수용 공간(141-B1-2)에 저류하는 처리 액(L)의 온도를 설정 온도로 가열할 수 있다.
공급 라인(141-B1-4)은 수용 공간(141-B1-2)으로 처리 액(L)을 공급할 수 있다. 회수 라인(141-B1-5)은 수용 공간(141-B1-2)에서 처리 액(L)을 드레인 할 수 있다. 공급 라인(141-B1-4)과 회수 라인(141-B1-5) 각각에는 밸브가 설치되고, 도시 되지 않은 액면 레벨 센서가 센싱하는 처리 액(L)의 액면 레벨에 근거하여, 수용 공간(141-B1-2)에 공급된 처리 액(L)의 액면(즉, 수용 공간(141-B1-2)에 저류하는 처리 액(L)의 양)을 설정 레벨로 조절할 수 있다.
지지 부재(141-B1-6)는 수용 공간(141-B1-2)에 배치되어 기판(W)을 지지할 수 있다. 지지 부재(141-B1-6)는 복수의 기판(W)을 지지할 수 있도록 구성될 수 있다. 예컨대, 지지 부재(141-B1-6)는 50 매의 기판(W)을 지지할 수 있도록 구성될 수 있다. 지지 부재(141-B1-6)는 한 쌍의 막대 형상의 몸체가 서로 마주하도록 배치되고, 각각의 몸체에 기판(W)이 지지될 수 있는 지지 홈(미도시)이 형성되어 구성될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 자세 변경 부(150)는 기판(W)의 자세를 변경할 수 있다. 자세 변경 부(150)는 수직 자세의 기판(W)을 수평 자세로 변경할 수 있다. 자세 변경 부(150)는 배치 처리 부(140)에서 수직 자세로 처리된 기판(W)이, 수평 자세로 단일 매의 기판(W)에 대해 기판(W)을 처리하는 매엽 처리 챔버(230, 240)에서 후 처리될 수 있도록 기판(W)의 자세를 변경할 수 있다. 자세 변경 부(150)는 배치 처리 부(140)와 제2공정 처리 부(200) 사이에 배치될 수 있다.
자세 변경 부(150)는 자세 변경 처리 조(151), 그리고 자세 변경 로봇(156)을 포함할 수 있다. 자세 변경 처리 조(151)는 상부에서 바라볼 때, 배치 처리 조들(141-B1 내지 143-B2)보다 더 큰 폭을 가질 수 있다. 예컨대, 자세 변경 처리 조(151)는 상부에서 바라볼 때, 배치 처리 조들(141-B1 내지 143-B2)보다 제2방향(Y, 일 방향)으로 더 큰 폭을 가질 수 있다. 또한, 자세 변경 처리 조(151)는 상부에서 바라볼 때, 배치 처리 조들(141-B1 내지 143-B2)과 제1방향(X, 타 방향)으로 같은 폭을 가질 수 있다.
도 3은 도 1의 자세 변경 처리 조의 모습을 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 자세 변경 처리 조(151)는 처리 조(152), 지지 부재(153), 공급 라인(154), 그리고 회수 라인(155)을 포함할 수 있다.
처리 조(152)는 상부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 처리 조(152)는 상부가 개방된 사각의 통 형상을 가질 수 있다. 처리 조(152)는 내부에 처리 액(L)이 수용(저류)될 수 있는 수용 공간(A, B)을 가질 수 있다. 처리 조(152)에 저류하는 처리 액(L)은 물을 포함하는 액일 수 있다. 처리 조(152)에 저류하는 처리 액(L)의 종류는 후술하는 제1버퍼 부(210)에서 분사하는 웨팅 액과 같은 종류의 액일 수 있다. 예컨대, 처리 조(152)에 저류하는 처리 액(L) 및 제1버퍼 부(210)에서 분사하는 웨팅 액은 모두 물을 포함하는 액일 수 있다.
지지 부재(153)는 수용 공간(A, B)에 배치되어 기판(W)을 지지할 수 있다. 지지 부재(A, B)는 복수의 기판(W)을 지지할 수 있도록 구성될 수 있다. 예컨대, 지지 부재(153)는 50 매의 기판(W)을 지지할 수 있도록 구성될 수 있다. 지지 부재(153는 한 쌍의 막대 형상의 몸체가 서로 마주하도록 배치되고, 각각의 몸체에 기판(W)이 지지될 수 있는 지지 홈(미도시)이 형성되어 구성될 수 있다.
공급 라인(154)은 수용 공간(A, B)으로 처리 액(L)을 공급할 수 있다. 회수 라인(155)은 수용 공간(A, B)에서 처리 액(L)을 드레인 할 수 있다. 공급 라인(154)과 회수 라인(155) 각각에는 밸브가 설치되고, 도시 되지 않은 액면 레벨 센서가 센싱하는 처리 액(L)의 액면 레벨에 근거하여, 수용 공간(A, B)에 공급된 처리 액(L)의 액면(즉, 수용 공간(A,B))에 저류하는 처리 액(L)의 양)을 설정 레벨로 조절할 수 있다.
또한, 수용 공간(A, B)은 지지 영역(A) 및 자세 변경 영역(B)을 포함할 수 있다. 지지 영역(A)은 지지 부재(153)가 기판(W)을 지지하는 영역일 수 있다. 자세 변경 영역(B)은 후술하는 자세 변경 로봇(156)에 의해 기판(W)의 자세가 변경되는 영역일 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 자세 변경 로봇(156)은 자세 변경 처리 조(151)의 일 측에 배치될 수 있다. 자세 변경 로봇(156)은 자세 변경 처리 조(151)와 후술하는 제1버퍼 부(210) 사이에 배치될 수 있다. 자세 변경 로봇(156)은 핸드(156-H), 그리고 관절 부(156-R)를 포함할 수 있다. 핸드(156-H)는 관절 부(156-R)와 결합될 수 있다. 관절 부(156-R)는 핸드(156-H)의 위치를 변경시킬 수 있다.
도 4는 도 1의 자세 변경 로봇의 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 변경 로봇(156)은 자세 변경 로봇(156)은 자세 변경 처리 조(151)에서 기판(W)의 자세를 수직 자세에서 수평 자세로 변경시키고, 수평 자세로 변경된 기판(W)을 제2공정 처리 부(200)의 제1버퍼 부(210)로 반송할 수 있다. 또한, 자세 변경 로봇(156)은 다 관절 로봇일 수 있다. 자세 변경 로봇(156)은 6 축 다관절 로봇일 수 있다.
관절 부(156-R)은 적어도 둘 이상의 축으로 구성되는 다관절 아암일 수 있다. 예컨대, 관절 부(156-R)은 6 축 다관절 아암일 수 있다. 관절 부(156-R)은 핸드(156-H)를 제1방향(X), 제2방향(Y) 및 제3방향(Z) 중 적어도 하나 이상의 방향을 따라 핸드(156-H)를 이동시켜 핸드(156-H)의 위치를 변경시킬 수 있다. 또한, 관절 부(156-R)은 핸드(156-H)를 제1방향(X), 제2방향(Y) 및 제3방향(Z) 중 하나의 축을 기준으로 핸드(156-H)를 회전시킬 수 있다.
자세 변경 로봇(156)은 베이스(171), 회전 바디(172), 제1아암(173), 제2아암(174), 제3아암(175), 그리고 제4아암(176)을 포함할 수 있다.
베이스(171)는 회전 바디(172)와 결합될 수 있다. 회전 바디(172)는 베이스(171)를 기준으로 회전할 수 있다. 회전 바디(172)는 지면에 수직한 방향을 회전 축으로 하여 회전될 수 있다. 제1아암(173)은 회전 바디(172)와 결합될 수 있다. 제1아암(173)은 회전 바디에 대하여 수평 방향을 회전 축으로 하여 회전될 수 있다. 제2아암(174)은 제1아암(173)과 결합될 수 있다. 제2아암(174)은 제1아암(173)에 대하여 수평 방향을 회전 축으로 하여 회전될 수 있다. 제3아암(175)은 제2아암(174)과 결합될 수 있다. 제3아암(175)은 제2아암(174)의 길이 방향(또는 제3아암(175)의 길이 방향)을 회전 축으로 하여 회전될 수 있다. 제4아암(176)은 제3아암(175)의 길이 방향에 수직한 방향을 회전 축 으로하여 회전될 수 있다. 또한, 제4아암(176)은 핸드(156-H)를 회전시킬 수 있다. 예컨대, 제4아암(176)은 핸드(156-H)를 회전시킬 수 있는 회전 샤프트(미도시)를 가질 수 있다. 핸드(156-H)는 제4아암(176)의 회전 축에 수직한 방향을 회전 축으로 하여 회전될 수 있다.
도 5는 도 4의 핸드를 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 자세 변경 로봇(156)의 핸드(156-H)는, 지지 바디(161), 제1가이드 부(162), 제2가이드 부(163), 구동 부재(164), 척킹 바디(165), 체결 바디(166), 비전 부재(167), 그리고 액 공급 부재(168)를 포함할 수 있다.
지지 바디(161)는 기판(W)의 하면을 지지할 수 있다. 지지 바디(161)는 기판(W)의 패턴이 형성된 상면, 그리고 패턴이 형성되지 않는 하면 중, 기판(W)의 하면을 지지할 수 있다. 즉, 지지 바디(161)에는 기판(W)이 놓일 수 있다.
지지 바디(161)에는 제1가이드 부(162) 및 제2가이드 부(163)가 제공될 수 있다. 제1가이드 부(162)는 후술하는 체결 바디(166)와 근접한 지지 패드일 수 있다. 제2가이드 부(163)는 후술하는 체결 바디(166)와 먼 지지 패드일 수 있다. 제1가이드 부(162) 및 제2가이드 부(163)는 각각 한 쌍으로 제공될 수 있다. 제1가이드 부(162) 및 제2가이드 부(163)는 기판(W)의 하면 및/또는 측면을 지지할 수 있다. 제1가이드 부(162) 및 제2가이드 부(163)는 그 상면이 단차진 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 제1가이드 부(162)의 상면 중 기판(W)의 하면을 지지하는 내측 영역의 높이는, 기판(W)의 하면을 지지하지 않는 외측 영역의 높이보다 낮을 수 있다. 이와 유사하게, 제2가이드 부(163)의 상면 중 기판(W)의 하면을 지지하는 내측 영역의 높이는, 기판(W)의 하면을 지지하지 않는 외측 영역의 높이보다 낮을 수 있다. 즉, 기판(W)은 지지 바디(161)에 설치되는 제1가이드 부(162) 및 제2가이드 부(163)를 매개로 지지 바디(161)에 놓일 수 있다. 지지 바디(161)에 기판(W)이 놓인다는 것은, 지지 바디(161)와 기판(W)이 직접적으로 접촉하는 경우 뿐 아니라, 기판(W)이 지지 바디(161)에 설치되는 제1가이드 부(162) 및 제2가이드 부(163)에 놓이는 것도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
구동 부재(164)는 체결 바디(166)에 체결될 수 있다. 구동 부재(164)는 척킹 바디(165)를 측 방향으로 이동시킬 수 있는 구동기 일 수 있다. 구동 부재(164)는 한 쌍으로 제공될 수 있다. 예컨대, 구동 부재(164)는 한 쌍으로 제공되는 척킹 바디(165) 각각에 대응하도록 제공될 수 있다. 한 쌍의 구동 부재(164)는 한 쌍의 척킹 바디(165)를 측 방향으로 이동시킬 수 있다. 척킹 바디(165)들은 기판(W)의 측 부와 가까워지는 방향, 그리고 기판(W)의 측 부로부터 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다. 이에, 척킹 바디(165)는 지지 바디(161)에 놓인 기판(W)을 척킹할 수 있다. 다시 말해, 지지 바디(161) 및 척킹 바디(165)는 기판(W)을 파지하는 바디일 수 있다.
체결 바디(166)는 척킹 바디(165), 그리고 지지 바디(161)를 관절 부(156-R)에 결합시키는 바디일 수 있다. 체결 바디(166)는 척킹 바디(165), 그리고 지지 바디(161)를 관절 부(156-R)의 제4아암(176)에 결합시키는 바디일 수 있다. 체결 바디(166)는 관절 부(156-R)의 제4아암(176)이 가지는 회전 샤프트와 체결될 수 있다.
지지 바디(161) 각각에는, 제1가이드 부(162) 및 제2가이드 부(163)가 제공될 수 있다. 제1가이드 부(162)는 후술하는 체결 바디(166)와 근접한 돌기일 수 있다. 제2가이드 부(163)는 후술하는 체결 바디(166)와 상대적으로 먼 돌기일 수 있다. 제2가이드 부(163)는 제1가이드 부(162)보다 회전 부재(166)와 멀리 배치될 수 있다. 제1가이드 부(162) 및 제2가이드 부(163)는 기판(W)의 측부를 지지할 수 있다. 제1가이드 부(162) 및 제2가이드 부(1263)는 기판(W)의 측부를 지지하고, 이 둘 사이의 간격은 기판(W)이 가지는 직경보다는 약간 작을 수 있다.
비전 부재(167)는 기판(W) 및/또는 지지 바디(161)를 촬영하여 이미지를 획득할 수 있다. 획득된 이미지는 후술하는 제어기(600)로 전송될 수 있다. 제어기(600)는 비전 부재(167)가 획득하는 이미지에 근거하여 자세 변경 로봇(156)의 구동을 제어하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다.
액 공급 부재(168)는 지지 바디(161)에 놓는 기판(W)으로 웨팅 액(WL)을 공급할 수 있다. 웨팅 액(WL)은 물을 포함할 수 있다. 액 공급 부재(168)가 공급하는 웨팅 액(WL)은 수용 공간(A, B)에 저류하는 처리 액(L)과 같은 종류의 액일 수 있다. 또한, 액 공급 부재(168)가 공급하는 웨팅 액(WL)은 후술하는 제1버퍼 부(210)에서 공급하는 웨팅 액(WL)과 같은 종류의 액일 수 있다.
액 공급 부재(168)는 제1노즐(168a), 그리고 제2노즐(168b)을 포함할 수 있다. 제1노즐(168a), 그리고 제2노즐(168b) 각각은 적어도 하나 이상이 제공될 수 있다. 제1노즐(168a), 그리고 제2노즐(168b)은 각각 복수로 제공될 수 있다. 제1노즐(168a)은 지지 바디(161)에 놓인 기판(W)의 제1영역으로 웨팅 액(WL)을 공급할 수 있다. 제2노즐(168b)은 지지 바디(161)에 놓인 기판(W)의 제2영역으로 웨팅 액(WL)을 공급할 수 있다. 제1영역과 제2영역은 서로 상이한 영역일 수 있다. 제1영역과 제2영역은 후술하는 바와 같이 기판(W)의 가장자리 영역일 수 있다. 제1영역은 제1노즐(168a)과 인접하고, 제2영역은 제2노즐(168b)과 인접할 수 있다.
제1영역과 제1노즐(168a) 사이의 거리는, 제2영역과 제2노즐(168b) 사이의 거리보다 짧을 수 있다. 즉, 제1노즐(168a)에서 공급되는 웨팅 액(WL)의 분사 거리는, 제2노즐(168b)에서 공급되는 웨팅 액(WL)의 분사 거리와 상이할 수 있다. 예컨대, 제1노즐(168a)에서 공급되는 웨팅 액(WL)의 분사 거리는, 제2노즐(168b)에서 공급되는 웨팅 액(WL)의 분사 거리 보다 짧을 수 있다.
또한, 상부에서 바라볼 때, 제1노즐(168a)들은 제2노즐(168b)들 사이에 배치될 수 있다. 제2노즐(168b)들은 상대적으로 척킹 바디(165)와 가까운 위치, 즉 외측에 배치될 수 있다. 제1노즐(168a)들은 상대적으로 척킹 바디(165)와 먼 위치, 즉 내측에 배치될 수 있다.
제1노즐(168a)과 제2노즐(168b)의 웨팅 액(WL) 분사 방향은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 상부에서 바라볼 때, 기판(W)의 중심 및 비전 부재(167)의 중심을 지나는 가상의 기준선을 기준으로, 제1노즐(168a)은 이 기준선과 평행한 방향으로 웨팅 액(WL)을 공급하고, 제2노즐(168b)은 이 기준선에 경사진 방향으로 웨팅 액(WL)을 공급할 수 있다.
제1노즐(168a)과 제2노즐(168b)의 분사 홀의 직경은 서로 상이할 수 있다. 예컨대, 제1노즐(168a)의 분사 홀의 직경은 제2노즐(168a)의 분사 홀의 직경 클 수 있다. 예컨대, 제1노즐(168a)과 제2노즐(168b)에 전달되는 웨팅 액(WL)의 단위 시간당 공급 유량은 서로 동일할 수 있다. 따라서, 제1노즐(168a)에서 분사되는 웨팅 액(WL)의 분사 거리는, 제2노즐(168b)에서 분사되는 웨팅 액(WL)의 분사 거리보다 짧을 수 있다.
또한, 제1노즐(168a)과 제2바디(168b)는 지지 바디(161) 상에 설치될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 제2공정 처리 부(200)는 제1공정 처리 부(100)에서 처리된 기판(W)을 처리할 수 있다. 제2공정 처리 부(200)는 제1공정 처리 부(100)에서 처리된 기판(W)을 처리하고, 매엽식으로 기판(W)을 액 처리 또는 건조 처리할 수 있다.
제2공정 처리 부(200)는 제1버퍼 부(210), 제1반송 챔버(220), 매엽식 액 처리 챔버(230), 건조 챔버(240), 제2버퍼 부(250), 제2반송 챔버(260), 그리고 제2로드 포트 유닛(270)을 포함할 수 있다. 매엽식 액 처리 챔버(230)와 건조 챔버(240)는 모두 매엽 처리 챔버로 칭해질 수 있다.
제1버퍼 부(210)는 기판(W)을 임시 보관하는 저장 공간을 제공할 수 있다. 제1버퍼 부(210)는 상부에서 바라볼 때, 자세 변경 부(150)를 향해 개방되어 있을 수 있다. 제1버퍼 부(210)는 상부에서 바라볼 때, 제1반송 챔버(220)를 향해 개방되어 있을 수 있다. 이에, 자세 변경 로봇(156)은 자세 변경 처리 조(151)에서 기판(W)의 자세를 변경하고, 자세가 변경된 기판(W)을 제1버퍼 부(210)로 반송할 수 있다. 또한, 제1버퍼 부(210)에 반송된 기판(W)은 제1반송 챔버(220)의 제1반송 로봇(222)에 의해 반출될 수 있다. 반출된 기판(W)은 매엽식 액 처리 챔버(230) 또는 매엽식 건조 챔버(240)로 반송될 수 있다.
또한, 제1버퍼 부(210)는 상술한 자세 변경 처리 조(151)보다는 상대적으로 높은 높이에 배치될 수 있다. 예컨대, 자세 변경 처리 조(151)가 1 층에 배치가 된다면, 제1버퍼 부(210)는 2 층이나, 1.5 층 정도의 높이에 배치될 수 있다.
필요에 따라서는, 제1버퍼 부(210)는 매엽식 처리 챔버들 중 적어도 일부와 적층되도록 배치될 수 있다. 예컨대, 제1버퍼 부(210) 아래에는 후술하는 건조 챔버(240) 또는 매엽식 액 처리 챔버(230)가 배치될 수 있다. 예컨대, 제1버퍼 부(210) 아래에는 후술하는 매엽식 액 처리 챔버(230)가 배치될 수 있다. 제1버퍼 부(210)의 아래에 배치되는 매엽식 액 처리 챔버(230)는 하나, 또는 복수 개 일 수 있다. 즉, 제1버퍼 부(210)는 제2반송 유닛(152)이 반송하는 기판(W)을 곧바로 수납할 수 있도록 매엽식 처리 챔버와 적층되도록 제공되되, 매엽식 처리 챔버보다 상부에 배치될 수 있다.
제1반송 챔버(220)는 제1버퍼 부(210)와 매엽 처리 챔버의 사이에 배치될 수 있다. 제1반송 챔버(220)는 제1반송 로봇(222)을 가질 수 있다. 제1반송 로봇(222)은 제1버퍼 부(210)로부터 기판(W)을 반출하여 매엽 처리 챔버로 반송할 수 있다. 제1반송 로봇(222)은 기판(W)을 1 매씩 반송하는 매엽식 반송 핸드를 가질 수 있다.
제1반송 챔버(220)의 일 측에는 매엽 처리 챔버가 배치될 수 있다. 매엽 처리 챔버는 매엽식 액 처리 챔버(230), 그리고 매엽식 건조 챔버(240)를 포함할 수 있다.
매엽식 처리 챔버(230)는 복수로 제공될 수 있다. 매엽식 처리 챔버(230)는 복수로 제공되어 상하 방향으로 적층될 수 있다. 매엽식 액 처리 챔버(230)는 수평 자세의 기판(W)을 회전시키되, 회전되는 기판(W)으로 처리 액을 공급하여 기판(W)을 처리할 수 있다. 매엽식 액 처리 챔버(230)에서는 기판(W)을 1 매씩 처리할 수 있다. 매엽식 액 처리 챔버(230)에서 공급되는 처리 액은 유기 용제일 수 있다. 예컨대, 매엽식 액 처리 챔버(230)에서 공급되는 처리 액은 이소프로필알코올(IPA)일 수 있다. 매엽식 액 처리 챔버(230)에서는 회전하는 기판(W)으로 유기 용제를 공급하고, 기판(W)을 회전시켜 기판(W)을 건조 처리할 수 있다. 이와 달리, 매엽식 액 처리 챔버9230)에서는 회전하는 기판(W)으로 유기 용제를 공급하고, 기판(W)이 유기 용제에 젖은 상태에서 후술하는 건조 챔버(240)로 반송되어, 건조 챔버(240)에서 기판(W)이 건조될 수 있다. 매엽식 액 처리 챔버(230)에 대한 자세한 설명은 후술한다.
매엽식 건조 챔버(240)는 복수로 제공될 수 있다. 매엽식 건조 챔버(240)는 복수로 제공되어 상하 방향으로 적층될 수 있다. 매엽식 건조 챔버(240)에서는 초임계 유체를 이용하여 기판(W)을 처리할 수 있다. 매엽식 건조 챔버(240)는 하나의 기판(W)을 매엽식으로 건조 처리하는 초임계 챔버일 수 있다. 매엽식 건조 챔버(240)는 초임계 유체를 이용하여 기판(W)을 건조 처리하는 초임계 챔버일 수 있다. 매엽식 건조 챔버(240)에 대한 자세한 설명은 후술한다.
매엽 처리 챔버에서 처리된 기판(W)은 제1반송 로봇(222)에 의해 제2버퍼 부(250)로 반송될 수 있다. 제2버퍼 부(250)는 제1반송 챔버(220)와 제2반송 챔버(260) 사이에 배치될 수 있다. 제2버퍼 부(250)는 매엽식 처리 챔버와 제2로드 포트 유닛(270) 사이에 배치될 수 있다.
제2버퍼 부(250)는 제1버퍼 부(210)와 유사하게 기판(W)이 임시 저장 또는 보관되는 공간을 제공할 수 있다. 예컨대, 제2버퍼 부(250)는 매엽식 처리 챔버인 매엽식 액 처리 챔버(230) 및/또는 매엽식 건조 챔버(240)에서 처리된 기판(W)을 임시 보관할 수 있다.
제2반송 챔버(260)는 제2버퍼 부(250)와 제2로드 포트 유닛(270) 사이에 배치될 수 있다. 제2반송 챔버(260)에는 제2반송 로봇(262)이 제공될 수 있다. 제2반송 로봇(262)는 처리가 완료되어 제2버퍼 부(250)에 수납된 기판(W)을 이송 용기(F)로 반송할 수 있다.
제2반송 로봇(262)이 가지는 핸드는, 기판(W)을 1 매씩 반송하는 매엽 핸드일 수 있다. 제2반송 로봇(262)이 가지는 반송 핸드는 제1방향(X), 제2방향(Y), 그리고 제3방향(Z)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 또한, 제2반송 로봇(262)이 가지는 반송 핸드는 제3방향(Z)을 회전 축으로 하여 회전 가능하게 제공될 수 있다.
제2로드 포트 유닛(270)은 적어도 하나 이상의 로드 포트를 포함할 수 있다. 제2로드 포트 유닛(270)이 가지는 로드 포트에는 복수의 기판(W)을 수납할 수 있는 이송 용기(F)가 놓일 수 있다. 예컨대, 제2로드 포트 유닛(270)에 놓이는 이송 용기(F)는 제1공정 처리 부(100) 및 제2공정 처리 부(200)에서 처리가 완료된 기판(W)들이 수납될 수 있다. 제2로드 포트 유닛(270)에 놓이는 이송 용기(F)는 제1공정 처리 부(100) 및 제2공정 처리 부(200)에서 처리가 완료된 기판(W)들만 수납될 수 있다. 즉, 제2로드 포트 유닛(270)은 처리된 기판(W)을 기판 처리 장치로부터 언로딩(Unloading)하는 기능을 수행할 수 있다.
상술한 제2반송 로봇(262)은 처리된 기판(W)을 제2로드 포트 유닛(270)이 가지는 로드 포트에 놓인 용기(F)로 반입할 수 있다. 용기(F)는 상술한 물품 반송 장치(예컨대, OHT)에 의해 기판 처리 장치(10)의 외부로 반송될 수 있다.
제어기(600)는 기판 처리 장치(10)를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어기(600)는 기판 처리 장치(10)가 가지는 구성들을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어기(600)는 기판 처리 장치(10)가 기판(W)을 처리하는 공정을 수행할 수 있도록 기판 처리 장치(10)를 제어할 수 있다.
또한, 제어기(600)는 기판 처리 장치(10)의 제어를 실행하는 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러와, 오퍼레이터가 기판 처리 장치(10)를 관리하기 위해서 커맨드 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 처리 장치(10)의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스와, 기판 처리 장치(10)에서 실행되는 처리를 프로세스 컨트롤러의 제어로 실행하기 위한 제어 프로그램이나, 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉 처리 레시피가 저장된 기억부를 구비할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스 및 기억부는 프로세스 컨트롤러에 접속되어 있을 수 있다. 처리 레시피는 기억 부 중 기억 매체에 기억되어 있을 수 있고, 기억 매체는, 하드 디스크이어도 되고, CD-ROM, DVD 등의 가반성 디스크나, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리 일 수도 있다.
도 6은 도 1의 제1버퍼 부의 모습을 보여주는 도면이다.
도 6을 참조하면, 제1버퍼 부(210)는, 제1버퍼 부(210)에는 상술한 저장 공간에 반입된 기판(W)들이 건조되는 것을 방지할 수 있도록(기판(W)의 젖음성을 유지할 수 있도록), 저장 공간으로 웨팅 액을 공급하는 구조를 가질 수 있다. 또한, 제1버퍼 부(210)에 저장된 기판(W)들은, 제1버퍼 부(210) 내에서 구획된 각각의 저장 공간들에 저장될 수 있다.
제1버퍼 부(210)는 지지 선반(212), 배수 격벽(214), 웨팅 노즐(216, 제2웨팅 노즐의 일 예), 그리고 드레인 라인(218)을 포함할 수 있다.
지지 선반(212), 배수 격벽(214), 웨팅 노즐(216)은 복수로 제공되어, 제1버퍼 부(210)에 반입되는 기판(W)들 마다 대응되도록 제공될 수 있다. 지지 선반(212)은 제1버퍼 부(210)가 제공하는 공간에서 기판(W)을 지지할 수 있다. 또한, 지지 선반(212)에는 무게 센서(212a)가 설치될 수 있다. 무게 센서는, 지지 선반(212)에 지지되는 기판(W)의 무게를 센싱하여, 기판(W) 상에 공급된 웨팅 액(WL)의 양이 얼마인지를 확인할 수 있게 한다.
제어기(600)는 지지 선반(212)에 지지되는 기판(W)의 무게에 근거하여, 웨팅 노즐(216)에서 분사하는 단위 시간당 웨팅 액(WL)의 양을 조절할 수 있다. 지지 선반(212)은 기판(W)의 일측 및 타측의 하면을 지지할 수 있도록 제공될 수 있다.
웨팅 노즐(216)은 웨팅 액을 스트림 또는 스프레이 방식으로 분사할 수 있도록 구성될 수 있다. 웨팅 노즐(216)은 복수로 제공될 수 있다. 각 기판(W)으로 한 쌍의 웨팅 노즐(216)이 기판(W) 상으로 웨팅 액을 분사할 수 있다. 웨팅 노즐(216)은 제1버퍼 부(210)의 저장 공간으로 반송된 기판(W)의 젖음성을 유지할 수 있는 약액, 또는 미스트를 공급하는 노즐을 구비할 수 있다. 약액 또는 미스트는 이소프로필알코올(IPA), 상술한 케미칼, 그리고 상술한 린스 액 중 선택된 웨팅 액을 공급할 수 있다.
배수 격벽(214)은 지지 선반(212)보다 아래에 배치될 수 있다. 배수 격벽(214)은 지지 선반(212)에 지지된 기판(W)들 각각의 하부에 배치될 수 있다. 배수 격벽(214)은 웨팅 노즐(216)이 분사하는 웨팅 액을 받는, 액 받이 역할을 수행하고, 각각의 기판(W)이 배치되는 공간을 서로 구획할 수 있다. 배수 격벽(214)은 액 받이 공간을 가질 수 있도록 상부가 개방된 사각 형의 통 형상을 가지고, 배수 격벽(214)이 가지는 액 받이 공간은 드레인 라인(218)과 연결될 수 있다. 이에, 웨팅 노즐(216)이 분사하는 웨팅 액은 외부로 배출될 수 있다.
도 7은 도 1의 매엽식 액 처리 챔버에 제공되는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 7을 참조하면, 매엽식 액 처리 챔버(230)에 제공되는 기판 처리 장치(400)는 하우징(410), 처리 용기(420), 지지 유닛(440), 승강 유닛(460), 그리고 액 공급 유닛(480)을 포함할 수 있다.
하우징(410)은 내부에 처리 공간(412)을 가진다. 하우징(410)은 내부에 공간을 가지는 통 형상을 가질 수 있다. 하우징(410)이 가지는 내부 공간(412)에는 처리 용기(420), 지지 유닛(440), 승강 유닛(460), 액 공급 유닛(480)이 제공될 수 있다. 하우징(410)은 정단면에서 바라볼 때 사각의 형상을 가질 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 하우징(410)은 처리 공간(412)을 가질 수 있는 다양한 형상으로 변형될 수 있다.
처리 용기(420)는 상부가 개방된 통 형상을 가진다. 처리 용기(420)는 내부 회수통(422) 및 외부 회수통(426)을 가진다. 각각의 회수통(422,426)은 공정에 사용된 처리액들 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부 회수통(422)은 기판 지지 유닛(440)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부 회수통(426)은 내부 회수통(426)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부 회수통(422)의 내측공간(422a) 및 내부 회수통(422)은 내부 회수통(422)으로 처리액이 유입되는 제1유입구(422a)로서 기능한다. 내부 회수통(422)과 외부 회수통(426)의 사이공간(426a)은 외부 회수통(426)으로 처리액이 유입되는 제2유입구(426a)로서 기능한다. 일 예에 의하면, 각각의 유입구(422a,426a)는 서로 상이한 높이에 위치될 수 있다. 각각의 회수통(422,426)의 저면 아래에는 회수 라인(422b,426b)이 연결된다. 각각의 회수통(422,426)에 유입된 처리액들은 회수 라인(422b,426b)을 통해 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)으로 제공되어 재사용될 수 있다.
지지 유닛(440)은 처리 공간(412)에서 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(440)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지 및 회전시킨다. 지지 유닛(440)은 지지판(442), 지지핀(444), 척핀(446), 그리고 회전 구동 부재(448,449)를 가진다.
지지판(442)은 대체로 원형의 판 형상으로 제공되며, 상면 및 저면을 가진다. 하부면은 상부면에 비해 작은 직경을 가진다. 즉, 지지판(442)은 상부면이 넓고 하부면이 좁은 상광하협의 형상을 가질 수 있다. 상면 및 저면은 그 중심축이 서로 일치하도록 위치된다. 또한, 지지판(442)에는 가열 수단(미도시)이 제공될 수 있다. 지지판(442)에 제공되는 가열 수단은 지지판(442)에 놓인 기판(W)을 가열할 수 있다. 가열 수단은 열을 발생시킬 수 있다. 가열 수단이 발생시키는 열은 온열 또는 냉열일 수 있다. 가열 수단이 발생시킨 열은 지지판(442)에 놓인 기판(W)으로 전달될 수 있다. 또한, 기판(W)에 전달된 열은 기판(W)으로 공급된 처리액을 가열할 수 있다. 가열 수단은 히터 및/또는 냉각 코일일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 가열 수단은 공지의 장치로 다양하게 변형될 수 있다.
지지핀(444)은 복수 개 제공된다. 지지핀(444)은 지지판(442)의 상면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 지지판(442)에서 상부로 돌출된다. 지지 핀(444)들은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(444)은 지지판(442)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다.
척핀(446)은 복수 개 제공된다. 척핀(446)은 지지판(442)의 중심에서 지지핀(444)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(446)은 지지판(442)의 상면으로부터 위로 돌출되도록 제공된다. 척핀(446)은 지지판(442)이 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척핀(446)은 지지판(442)의 반경 방향을 따라 외측 위치와 내측 위치 간에 직선 이동이 가능하도록 제공된다. 외측 위치는 내측 위치에 비해 지지판(442)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 지지판(442)에 로딩 또는 언로딩 시 척핀(446)은 외측 위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행 시 척 핀(446)은 내측 위치에 위치된다. 내측 위치는 척핀(446)과 기판(W)의 측부가 서로 접촉되는 위치이고, 외측 위치는 척핀(446)과 기판(W)이 서로 이격되는 위치이다.
회전 구동 부재(448,449)는 지지판(442)을 회전시킨다. 지지판(442)은 회전 구동 부재(448,449)에 의해 자기 중심축을 중심으로 회전 가능하다. 회전 구동 부재(448,449)는 지지축(448) 및 구동부(449)를 포함한다. 지지축(448)은 제4방향(16)을 향하는 통 형상을 가진다. 지지축(448)의 상단은 지지판(442)의 저면에 고정 결합된다. 일 예에 의하면, 지지축(448)은 지지판(442)의 저면 중심에 고정 결합될 수 있다. 구동부(449)는 지지축(448)이 회전되도록 구동력을 제공한다. 지지축(448)은 구동부(449)에 의해 회전되고, 지지판(442)은 지지축(448)과 함께 회전 가능하다.
승강 유닛(460)은 처리 용기(420)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(420)가 상하로 이동됨에 따라 지지판(442)에 대한 처리 용기(420)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(460)은 기판(W)이 지지판(442)에 로딩되거나, 언로딩될 때 지지판(442)이 처리 용기(420)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(420)는 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(422,426)으로 유입될 수 있도록 처리 용기(420)의 높이가 조절한다. 승강 유닛(460)은 브라켓(462), 이동축(464), 그리고 구동기(466)를 가진다. 브라켓(462)은 처리 용기(420)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(462)에는 구동기(466)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(464)이 고정결합된다. 선택적으로, 승강 유닛(460)은 지지판(442)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
액 공급 유닛(480)은 기판(W)으로 처리 액을 공급할 수 있다. 처리 액은 유기 용제, 상술한 케미칼 또는 린스 액일 수 있다. 유기 용제는 이소프로필알코올(IPA) 액일 수 있다.
액 공급 유닛(480)은 이동 부재(481), 그리고 노즐(489)을 포함 할 수 있다. 이동 부재(481)는 노즐(489)을 공정 위치 및 대기 위치로 이동시킨다. 공정 위치는 노즐(489)이 지지 유닛(440)에 지지된 기판(W)과 대향되는 위치이다. 일 예에 의하면, 공정 위치는 기판(W)의 상면에 처리액을 토출하는 위치이다. 또한 공정 위치는 제1공급 위치 및 제2공급 위치를 포함한다. 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. 대기 위치는 노즐(489)이 공정 위치를 벗어난 위치로 정의한다. 일 예에 의하면, 대기 위치는 기판(W)에 공정 처리 전 또는 공정 처리가 완료된 이후에 노즐(489)이 대기하는 위치일 수 있다.
이동 부재(481)는 아암(482), 지지축(483), 그리고 구동기(484)를 포함한다. 지지축(483)은 처리 용기(420)의 일측에 위치된다. 지지축(483)은 그 길이방향이 제4방향을 향하는 로드 형상을 가진다. 지지축(483)은 구동기(484)에 의해 회전 가능하도록 제공된다. 지지축(483)은 승강 이동이 가능하도록 제공된다. 아암(482)은 지지축(483)의 상단에 결합된다. 아암(482)은 지지축(484)으로부터 수직하게 연장된다. 아암(482)의 끝단에는 노즐(489)이 결합된다. 지지축(483)이 회전됨에 따라 노즐(489)은 아암(482)과 함께 스윙 이동될 수 있다. 노즐(489)은 스윙 이동되어 공정 위치 및 대기 위치로 이동될 수 있다. 선택적으로 아암(482)은 그 길이방향을 향해 전진 및 후진 이동이 가능하도록 제공될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 노즐(489)이 이동되는 경로는 공정 위치에서 기판(W)의 중심축과 일치될 수 있다.
도 8은 도 1의 매엽식 건조 챔버에 제공되는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 8을 참조하면, 매엽식 건조 챔버(240)에 제공되는 기판 처리 장치(500)는 초임계 상태의 건조용 유체(G)를 이용하여 기판(W) 상에 잔류하는 처리 액을 제거할 수 있다. 건조 챔버(500)는 초임계 유체를 이용하여 기판(W) 상에 잔류하는 처리 액(예컨대, 린스 액 또는 유기 용제)를 제거하는 초임계 챔버일 수 있다. 예컨대, 매엽식 건조 챔버(240)에 제공되는 기판 처리 장치(500)는 초임계 상태의 이산화탄소(CO2)를 이용하여 기판(W) 상에 잔류하는 유기 용제를 제거하는 건조 공정을 수행할 수 있다.
매엽식 건조 챔버(240)에 제공되는 기판 처리 장치(500)는 바디(510), 가열 부재(520), 유체 공급 유닛(530), 유체 배기 유닛(550), 그리고 승강 부재(560)를 포함할 수 있다. 바디(510)는 기판(W)이 처리되는 내부 공간(518)을 가질 수 있다. 바디(510)는 기판(W)이 처리되는 내부 공간(518)을 제공할 수 있다. 바디(510)는 초임계 상태의 건조용 유체(G)에 의해 기판(W)이 건조 처리되는 내부 공간(518)을 제공할 수 있다.
바디(510)는 상부 바디(512), 그리고 하부 바디(514)를 포함할 수 있다. 상부 바디(512), 그리고 하부 바디(514)는 서로 조합되어 상기 내부 공간(518)을 형성할 수 있다. 기판(W)은 내부 공간(518)에서 지지될 수 있다. 예컨대, 기판(W)은 내부 공간(518)에서 지지 부재(미도시)에 의해 지지될 수 있다. 지지 부재는 기판(W)의 가장자리 영역의 하면을 지지할 수 있도록 구성될 수 있다. 상부 바디(512), 그리고 하부 바디(514) 중 어느 하나는 승강 부재(560)와 결합되어 상하 방향으로 이동될 수 있다. 예컨대, 하부 바디(514)는 승강 부재(560)와 결합되어, 승강 부재(560)에 의해 상하 방향으로 이동될 수 있다. 이에, 바디(510)의 내부 공간(518)은 선택적으로 밀폐 될 수 있다. 상술한 예에서는 하부 바디(514)가 승강 부재(560)와 결합되어 상하 방향으로 이동하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상부 바디(512)가 승강 부재(560)와 결합되어 상하 방향으로 이동할 수도 있다.
가열 부재(520)는 내부 공간(518)으로 공급되는 건조용 유체(G)를 가열할 수 있다. 가열 부재(520)는 바디(510)의 내부 공간(518) 온도를 승온시켜 내부 공간(518)에 공급되는 건조용 유체(G)를 초임계 상태로 상 변화시킬 수 있다. 또한, 가열 부재(520)는 바디(510)의 내부 공간(518) 온도를 승온시켜 내부 공간(518)에 공급되는 초임계 상태의 건조용 유체(G)가 초임계 상태를 유지하도록 할 수 있다.
또한, 가열 부재(520)는 바디(510) 내에 매설될 수 있다. 예컨대, 가열 부재(520)는 상부 바디(512), 그리고 하부 바디(514) 중 어느 하나에 매설될 수 있다. 예컨대, 가열 부재(520)는 하부 바디(514) 내에 제공될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고 가열 부재(520)는 내부 공간(518)의 온도를 승온시킬 수 있는 다양한 위치에 제공될 수 있다. 또한, 가열 부재(520)는 히터 일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 가열 부재(520)는 내부 공간(518)의 온도를 승온시킬 수 있는 공지된 장치로 다양하게 변형될 수 있다.
유체 공급 유닛(530)은 바디(510)의 내부 공간(518)으로 건조용 유체(G)를 공급할 수 있다. 유체 공급 유닛(530)이 공급하는 건조용 유체(G)는 이산화탄소(CO2)를 포함할 수 있다. 유체 공급 유닛(530)은 유체 공급원(531), 제1공급 라인(533), 제1공급 밸브(535), 제2공급 라인(537), 그리고 제2공급 밸브(539)를 포함할 수 있다.
유체 공급원(531)은 바디(510)의 내부 공간(518)으로 공급되는 건조용 유체(G)를 저장 및/또는 공급 할 수 있다. 유체 공급원(531)은 제1공급 라인(533) 및/또는 제2공급 라인(537)으로 건조용 유체(G)를 공급할 수 있다. 예컨대, 제1공급 라인(533)에는 제1공급 밸브(535)가 설치될 수 있다. 또한, 제2공급 라인(537)에는 제2공급 밸브(539)가 설치될 수 있다. 제1공급 밸브(535)와 제2공급 밸브(539)는 온/오프 밸브일 수 있다. 제1공급 밸브(535)와 제2공급 밸브(539)의 온/오프에 따라, 제1공급 라인(533) 또는 제2공급 라인(537)에 선택적으로 건조용 유체(G)가 흐를 수 있다.
상술한 예에서는 하나의 유체 공급원(531)에 제1공급 라인(533), 그리고 제2공급 라인(537)이 연결되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 유체 공급원(531)은 복수로 제공되고, 제1공급 라인(533)은 복수의 유체 공급원(531) 중 어느 하나와 연결되고, 제2공급 라인(537)은 유체 공급원(531)들 중 다른 하나와 연결될 수도 있다.
또한, 제1공급 라인(533)은 바디(510)의 내부 공간(518)의 상부에서 건조용 가스를 공급하는 상부 공급 라인일 수 있다. 예컨대, 제1공급 라인(533)은 바디(510)의 내부 공간(518)에 위에서 아래를 향하는 방향으로 건조용 가스를 공급할 수 있다. 예컨대, 제1공급 라인(533)은 상부 바디(512)에 연결될 수 있다. 또한, 제2공급 라인(537)은 바디(510)의 내부 공간(518)의 하부에서 건조용 가스를 공급하는 하부 공급 라인일 수 있다. 예컨대, 제2공급 라인(537)은 바디(510)의 내부 공간(518)에 아래에서 위를 향하는 방향으로 건조용 가스를 공급할 수 있다. 예컨대, 제2공급 라인(537)은 하부 바디(514)에 연결될 수 있다.
유체 배기 유닛(550)은 바디(510)의 내부 공간(518)으로부터 건조용 유체(G)를 배기할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 플로우 차트이다.
도 9을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법은, 기판 로딩 단계(S10), 제1자세 변경 단계(S20), 배치식 처리 단계(S30), 제2자세 변경 단계(S40), 웨팅 단계(S50), 매엽식 처리 단계(S60), 그리고 기판 언로딩 단계(S70)를 포함할 수 있다.
기판 로딩 단계(S10)에는 처리가 요구되는, 이른바 미 처리 상태의 기판(W)이 기판 처리 장치(10)에 로딩될 수 있다. 기판 로딩 단계(S10)에는 제1로드 포트 유닛(110)으로 이송 용기(F)가 놓일 수 있다.
이송 용기(F)에 수납된 기판(W)은 인덱스 로봇(122)에 의해 반출되어 수납 용기(C)로 반송될 수 있다.
제1자세 변경 단계(S20)에는 기판(W)의 자세를 수평 자세에서 수직 자세로 변경할 수 있다. 제1자세 변경 단계(S20)에는 수납 용기(C)가 자세 변경 유닛(124)에 의해 제1방향(X)을 축으로 회전함으로써 기판(W)의 자세가 변경될 수 있다. 자세 변경 유닛(124)은 수납 용기(C)를 제1방향(X)을 축으로 회전시킬 수 있는 회전 축을 가질 수 있다. 제1자세 변경 단계(S20)에는 복수 매의 기판(W)의 자세가 한번에 변경될 수 있다.
수직 자세로 변경된 기판(W)은 제1반송 유닛(132)에 의해 제1배치 처리 부(141)로 반송될 수 있다.
배치식 처리 단계(S30)에는 수직 자세의 복수의 기판(W)에 대한 액 처리가 수행될 수 있다. 배치식 처리 단계(S30)에는 적어도 하나 이상의 배치 처리 조들(141-B1 내지 143-B2)로 기판(W)들이 반송되어 기판(W)에 대한 액 처리가 수행될 수 있다. 배치식 처리 단계(S30)는, 제1배치식 처리 부(141)에서 전 처리되고, 제2배치식 처리 부(142) 또는 제3배치식 처리 부(143)에서 후 처리되는 방식으로 수행될 수 있다.
예컨대, 제1배치식 처리 부(141)에 반송된 기판(W)은 제1-1배치 처리 조(141-B1) 및/또는 제1-2배치 처리 조(141-B2)에서 액 처리될 수 있다. 제1-1배치 처리 조(141-B1) 및/또는 제1-2배치 처리 조(141-B2)에서 액 처리된 기판(W)은 제2배치식 처리 부(142) 또는 제3배치식 처리 부(143) 중 선택된 어느 하나의 처리 부로 반송되어 처리될 수 있다. 제1-1배치 처리조(141-B1)에서 기판(W)은 DSP와 같은 케미칼(제1약액의 일 예)로 처리되고, 제1-2배치 처리조(141-B2)에서 기판(W)은 DHF와 같은 케미칼(제2약액의 일 예)로 처리될 수 있다.
예컨대, 제2배치식 처리 부(142)로 기판(W)이 반송되었다면, 기판(W)은 우선 제2-1배치식 처리 조(142-B1)에서 인산을 포함하는 케미칼(제3약액의 일 예)에 의해 처리되고, 이후 제2-2배치식 처리 조(142-B2)에서 물을 포함하는 린스 액에 의해 린스 처리될 수 있다.
린스 처리된 기판(W)들은 제2반송 유닛(134)에 의해 자세 변경 처리 조(151)로 반송될 수 있다.
제2자세 변경 단계(S40)는 자세 변경 부(150)에서 수행될 수 있다. 제2자세 변경 단계(S40)는 기판(W)을 그립하는 그립 단계, 그리고 기판(W)의 자세를 변경하는 회전 단계로 구성될 수 있다. 제2자세 변경 단계(S40)에서는 기판(W)의 자세 변경을 1 매씩 수행할 수 있다.
예컨대, 도 10에 도시된 바와 같이 제2자세 변경 단계(S40) 중 그립 단계에는, 핸드(156-H)가 지지 부재(153)에 수직 자세로 지지되어 있는 기판(W)들 중 어느 하나의 기판(W)으로 접근할 수 있다. 핸드(156-H)는 제1가이드 부(162)와 제2가이드 부(163) 사이에 기판(W)이 위치할 수 있도록, 이동될 수 있다. 제1가이드 부(162)와 제2가이드 부(163) 사이에 기판(W)이 위치되면, 척킹 바디(165)는 척킹 위치로 이동하여, 기판(W)을 그립할 수 있다.
핸드(156-H)가 기판(W)을 그립하면, 기판(W)이 지지 부재(153)에 형성된 지지 홈으로부터 벗어날 수 있도록, 기판(W)을 위 방향으로 이동시킬 수 있다.
이후, 도 11에 도시된 바와 같이 제2자세 변경 단계(S40) 중 회전 단계에는, 체결 바디(166)가 회전되는 일 축을 기준으로 기판(W)을 회전시키면서, 기판(W)을 일 방향(예컨대, 수평 방향)을 따라 직선 이동하여 기판(W)의 위치를 변경할 수 있다. 즉, 회전 단계에는 자세 변경 로봇(156)의 핸드(156-H)가 일 축을 기준으로 회전하면서, 핸드(156-H)가 수평 방향을 따라 직선 이동할 수 있다. 이 경우, 기판(W)의 일 단은 가상의 곡선(예컨대, 절단된 포물선)을 그리면서 처리 액(L)에 잠긴 상태로 자세가 수직 자세에서 수평 자세로 변경될 수 있다. 또한, 기판(W)의 회전은, 기판(W)의 일 단이 핸드(156-H)로부터 멀어지는 방향으로 이루어질 수 있다.
또한, 기판(W)의 회전이 종료되는 시점과, 기판(W)의 직선 이동이 종료되는 시점의 차이는 설정 시간 이하가 될 수 있다. 예컨대, 이 둘 시점은 서로 동일한 시점일 수 있다. 즉, 기판(W)의 직선 이동이 끝남과 동시에, 회전 부재(166)에 의한 기판(W)의 회전은 모두 종료될 수 있다.
또한, 기판(W)이 그립되고, 기판(W)이 회전하는 동안, 비전 부재(167)는 처리 액(L)에 잠기지 않을 수 있다. 즉, 비전 부재(167)는 자세 변경 처리 조(151)에 저류하는 처리 액(L)에 잠기지 않는 위치에 부설될 수 있다. 이에, 처리 액(L)에 의해 비전 부재(167)가 손상되는 문제점을 최소화 할 수 있다.
기판(W)이 처리 액(L)에 잠긴 상태로 자세가 변경되는 경우, 기판(W)이 처리 액(L)에 의한 저항에 의해 손상될 수 있는다. 그러나, 본원 발명과 같이 기판(W)이 처리 액(L)에 잠긴 상태에서 직선 이동과 회전이 함께 이루어지며 자세가 변경되는 경우, 처리 액(L)에 의한 저항이 기판(W)에 전달되는 것을 최대한 억제 할 수 있다. 또한, 기판(W)을 처리 액(L)으로부터 벗어나게 하여(즉, 공기에 노출되게 한 상태로) 자세를 변경시키는 경우, 기판(W)의 젖음성이 유지되지 못해 기판(W) 상에 워터 마크가 발생될 수 있는데, 본원 발명은 처리 액(L)에 잠긴 상태로 기판(W)의 자세를 변경함으로써, 이러한 문제점을 최소화 할 수 있다.
제2자세 변경 단계(S40)가 수행된 이후 웨팅 단계(S50)가 수행될 수 있다. 웨팅 단계(S50)는 제2자세 변경 단계(S40), 그리고 매엽식 처리 단계(S60) 사이에 수행될 수 있다.
웨팅 단계(S50)는 자세 변경 로봇(156) 및/또는 제1버퍼 부(210)에 의해 수행될 수 있다. 웨팅 단계(S50)에는 처리 액(L)으로부터 벗어나 외부로 노출된 기판(W)으로 웨팅 액을 분사하여 기판(W)의 자연 건조를 방지할 수 있다. 웨팅 액은 상술한 자세 변경 처리 조(151)에 저류하는 처리 액(L)과 같은 종류의 액일 수 있다. 이와 달리, 웨팅 액은 상술한 처리 액(L)과는 다른 종류의 액일 수 있다.
예컨대, 도 12에 도시된 바와 같이 기판(W)의 자세 변경이 완료되고, 자세 변경 로봇(156)은 기판(W)을 자세 변경 처리 조(152)에 수용된 처리 액(L)으로부터 벗어나도록 기판(W)을 위 방향으로 이동시킬 수 있다. 기판(W)이 처리 액(L)으로부터 벗어나면, 액 공급 부재(168)는 웨팅 액(WL)을 공급할 수 있다. 이때, 웨팅 액(WL)은 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 기판(W)의 가장자리 영역인 제1영역 및 제2영역에 공급될 수 있다. 기판(W)의 가장자리 영역에 공급된 웨팅 액(WL)은 기판(W)의 상면을 따라 흐르면서 기판(W)의 상면에 액막을 형성할 수 있다. 이와 같이 웨팅 액(WL)이 기판(W)의 가장자리 영역을 따라 흐르면서 액막을 형성하게 되면, 웨팅 액(WL)의 튐 현상이 최대한 억제되어, 기판(W)을 보다 효율적으로 처리할 수 있게 된다.
또한, 웨팅 단계(S50)는 상술한 바와 같이 제1버퍼 부(210)에서 수행될 수도 있다. 제2자세 변경 단계(S40)가 수행된 기판(W)은 자세 변경 로봇(156)에 의해 제1버퍼 부(210)로 반송될 수 있다. 웨팅 단계(S30)는 기판(W)이 제1버퍼 부(210)로 반입되면, 제1버퍼 부(210)가 가지는 웨팅 노즐(216)이 웨팅 액을 기판(W)으로 분사할 수 있다.
웨팅 단계(S30)가 수행됨에 따라, 기판(W)이 매엽 처리 챔버로 반입되기 이전에 자연 건조되는 것을 최소화 할 수 있다.
매엽식 처리 단계(S60)는 수평 자세의 단일의 기판(W)에 대한 처리가 수행될 수 있다. 매엽식 처리 단계(S60)는 액 처리 단계(S61), 그리고 건조 단계(S62)를 포함할 수 있다.
액 처리 단계(S61)는 매엽식으로 기판(W)을 액 처리할 수 있다. 액 처리 단계(S61)는 제1버퍼 부(210)에서 임시 보관된 기판(W)이 매엽식 액 처리 챔버(230)에 반송되면, 매엽식 액 처리 챔버(230)에서 수행될 수 있다. 액 처리 단계(S40)에는 기판(W) 상에 IPA와 같은 유기 용제를 공급할 수 있다.
건조 단계(S62)는 매엽식으로 기판(W)을 건조 처리할 수 있다. 건조 단계(S62)는, 액 처리 단계(S61)에서 액 처리된 기판(W)이 건조 챔버(240)로 반송되면, 건조 챔버(240)에서 수행될 수 있다. 건조 단계(S50)에는 기판(W)으로 초임계 상태의 처리 유체(예컨대, 초임계 상태의 이산화탄소)를 기판(W) 상으로 공급하여 기판 상에 잔류하는 유기 용제, 웨팅 액 또는 처리 액(L) 등을 제거할 수 있다.
경우에 따라서는, 건조 단계(S50)는 건조 챔버(240)에서 수행되지 않고, 매엽식 액 처리 챔버(230)에서 기판(W)을 빠른 속도로 회전시켜 기판(W)을 건조시킬 수 도 있다(이른바 스핀 건조).
매엽식 처리 단계(S60) 이후에 수행되는 기판 언로딩 단계(S70)에는 매엽식 처리 단계(S60)가 수행된 기판(W)은 제2버퍼 부(250)로 반송되고, 이후 제2반송 챔버(260)의 제2반송 로봇(262)에 의해 제2로드 포트 유닛(270)에 놓인 이송 용기(F)로 반송될 수 있고, 제2로드 포트 유닛(270)에 놓인 이송 용기(F)를 OHT와 같은 반송 장치가 파지하여 기판 처리 장치(10)로부터 언로딩시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(10)는 배치식 처리 부(140), 그리고 매엽식 액 처리 챔버(230)를 모두 포함할 수 있다. 이에, 배치식 액 처리 방법, 그리고 매엽식 액 처리 방법이 가지는 이점을 모두 가질 수 있다.
예컨대, 배치식 처리 부(140)에서는 복수의 기판(W)들을 한번에 처리할 수 있어, 기판(W) 처리의 양산성이 매우 우수하며, 기판(W)들 사이의 처리 균일도가 매우 높다. 또한, 기판(W)에 형성된 패턴이 고 종횡비를 가지는 경우, 배치식 처리 부(140)에서 미처 처리되지 못한(예컨대, 미처 식각되지 못한 부분)을 매엽식 액 처리 챔버(230)에서 케미칼, 린스 액 등을 공급하여 보완할 수 있다. 또한, 매엽식 액 처리 챔버(230) 또는 제1버퍼 부(210)에서 공급되는 유기 용제에 의해 웨팅 된 기판(W, 예컨대 웨이퍼)은 초임계 유체를 공급하여 기판(W)을 건조하는 건조 챔버(240)로 반송될 수 있다. 초임계 유체는 기판(W) 상에 형성된 패턴 사이의 공간에 대하여 높은 침투력을 가지고, 기판(W)을 회전시키지 않고 기판(W)을 건조할 수 있어, 상술한 패턴 리닝 현상이 발생되는 것을 최소화 할 수 있다. 또한, 본 발명의 기판 처리 장치(10)는 매엽식 액 처리 방법, 배치식 액 처리 방법, 그리고 초임계 유체를 이용하여 기판(W)을 건조하는 방법을 모두 수행 가능하여, 파티클(Partcle), 낙성 및 흐름성에 의한 디펙트(Defect)를 개선할 수 있다. 또한, 배치식 처리 부(140)에서 처리 가능한 기판(W)의 수가 상대적으로 많아, 많은 수의 액 처리 챔버가 요구되지 않으므로, 기판 처리 장치(10)가 가지는 풋 프린트(Footprint)를 감소시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 상술한 바와 같이 매엽식 액 처리 챔버(230)를 더 구비함으로써, 배치식 처리 부(140)만을 이용하여 기판(W)을 처리시 발생될 수 있는 기판(W) 상의 패턴에 SiO2의 이상 성장에 대한 문제를 해소할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(10)와 같이, 배치식 처리 부(140), 그리고 매엽식 액 처리 챔버(230)를 모두 구비하는 경우 기판(W)의 자세를 수직 자세에서 수평 자세로 변경하는 것이 필수적이다. 이에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(10)는 자세 변경 로봇(156)을 구비하여 기판(W)의 자세를 수직 자세에서 수평 자세로 변환한다. 이때, 기판(W)의 젖음성을 최대한 유지할 수 있도록(그렇지 않다면 기판(W)이 건조되어 워터 마크가 발생될 수 있으므로), 기판(W)의 자세 변경은 처리 액(L)에 기판(W)이 침지된 상태에서 이루어진다.
상술한 예에서는 액 공급 부재(168)가 지지 바디(161)에 설치되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 15에 도시된 바와 같이 액 공급 부재(169)는 체결 바디(166)에 설치될 수도 있다. 액 공급 부재(169)는 제1노즐(169a), 제2노즐(168b), 그리고 제3노즐(168c)이 형성된 공급 관일 수 있다. 제1노즐(169a), 제2노즐(168b), 그리고 제3노즐(168c)는 하향 경사진 방향으로 기판(W)을 향해 웨팅 액(WL)을 분사할 수 있다. 제1노즐(169a), 제2노즐(168b), 그리고 제3노즐(168c)은 각각 적어도 하나 이상이 형성될 수 있다. 예컨대, 제1노즐(169a), 제2노즐(168b), 그리고 제3노즐(168c)은 복수 개가 형성될 수 있다. 제1노즐(169a)들은 제2노즐(169b)들 사이에 배치되고, 제2노즐(169b)들은 제3노즐(169c)들 사이에 배치될 수 있다. 제1노즐(169a)들은 상대적으로 안쪽에 배치되고, 제3노즐(169c)들은 상대적으로 바깥 쪽에 배치될 수 있다. 또한, 도 16에 도시된 바와 같이 제1노즐(169a), 제2노즐(168b), 그리고 제3노즐(168c)의 분사 홀들의 직경은 서로 상이할 수 있다. 제1노즐(169a)의 분사 홀의 직경은 제2노즐(168b)보다 크고, 제2노즐(169b)의 분사 홀의 직경은 제3노즐(168c)보다 클 수 있다. 또한, 제1노즐(169a), 제2노즐(168b), 그리고 제3노즐(168c)로 전달되는 단위 시간당 웨팅 액(WL)의 공급 유량은 서로 같을 수 있다. 이에, 제1노즐(169a), 제2노즐(168b), 그리고 제3노즐(168c)에서 공급하는 웨팅 액(WL)의 분사 거리는 제1노즐(169a)이 가장 짧고, 제3노즐(169c)이 가장 길 수 있다. 또한, 제1노즐(169a), 제2노즐(168b), 그리고 제3노즐(168c)은 기판(W)의 가장자리 영역으로 웨팅 액(WL)을 공급할 수 있다.
상술한 예에서는, 자세 변경 로봇(156)이 기판(W)의 가장자리 영역으로 웨팅 액(WL)을 공급하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 17에 도시된 바와 같이 액 공급 부재(177)는 제3아암(175)에 체결될 수 있다. 그리고, 액 공급 부재(177)는 제4아암(176)이 회전하는 방향과 평행한 방향을 회전 축으로하여 회전 가능하게 제공되고, 핸드(156-H)에 놓인 기판(W)의 중앙 영역으로 웨팅 액(WL)을 공급할 수 있도록 구성될 수 있다.
도 18은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 핸드를 상부에서 바라본 도면이고, 도 19는 도 18의 핸드를 측부에서 바라본 도면이다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 자세 변경 로봇(156)이 가질 수 있는 다른 실시 예에 따른 핸드(156-H1)는, 지지 바디(181), 가이드 부(182), 척킹 바디(183), 구동 부재(184), 회전 부재(185), 회전 모터(186), 연결 몸체(187), 그리고 비전 부재(188)를 포함할 수 있다.
지지 바디(181)는 핑거 형상을 가질 수 있다. 지지 바디(181)의 원위 단부에는 가이드 부(182)가 제공될 수 있다. 가이드 부(182)은 기판(W)의 측부를 지지하고, 지지 바디(181)는 기판(W)의 하면을 지지할 수 있다.
척킹 바디(183)는 구동 부재(184)에 의해 일 방향을 따라 이동할 수 있다. 척킹 바디(183)는 구동 부재(184)에 의해 기판(W)을 척킹하는 척킹 위치, 그리고 기판(W)을 척킹하지 않는 대기 위치 사이에 이동될 수 있다. 회전 부재(185)는 지지 바디(181), 그리고 기판(W)을 일 축을 기준으로 회전시킬 수 있고, 회전 부재(185)를 회전시키는 구동력을 회전 모터(186)가 전달할 수 있다. 연결 몸체(187)는 자세 변경 로봇(156)의 관절 부(156-R)와 연결될 수 있다. 비전 부재(188)는 상술한 비전 부재(187)와 동일 또는 유사한 기능을 수행할 수 있다. 또한, 비전 부재(188)도 비전 부재(167)와 유사하게 기판(W)의 자세 변경시 자세 변경 처리 조(151)에 저류하는 처리 액(L)에 잠기지 않는 위치에 부설될 수 있다.
도 20은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 핸드를 상부에서 바라본 도면이고, 도 21은 도 20의 그리퍼를 측부에서 바라본 도면이다. 도 20 및 도 21을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자세 변경 로봇(156)의 핸드(156-H2)는, 체결 바디(190), 회전 부재(191), 척킹 바디(192), 그리고 그리퍼(193)를 포함할 수 있다. 체결 바디(190)는 자세 변경 로봇(156)의 관절 부(156-R)에 결합될 수 있따. 회전 부재(191)는 척킹 바디(192)를 회전시킬 수 있다. 척킹 바디(192)에는 복수의 그리퍼(193)가 설치될 수 있다. 그리퍼(193)에는 기판(W)의 측부를 그립하는 그립 홈(194)이 형성될 수 있다.
상술한 예에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(10)가 매엽식 액 처리 챔버(230), 그리고 건조 챔버(240)를 모두 구비하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 기판 처리 장치(10)는 매엽식 액 처리 챔버(230), 그리고 건조 챔버(240) 중 어느 하나만을 포함할 수 있다.
상술한 예에서는, 배치식 처리 부(140)에서 반출된 기판(W)이 매엽식 액 처리 챔버(230)로 반송되고, 매엽식 액 처리 챔버(230)에서 기판(W) 처리를 마친 후, 기판(W)이 건조 챔버(240)로 반송되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 파티클 수준이 좋다면, 배치식 액 처리 챔버(140)에서 기판(W)은 곧바로 건조 챔버(240)로 반송될 수도 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
기판 : W
이송 용기 : F
수납 용기 : C
기판 처리 장치 : 10
제1공정 처리 부 : 100
제1로드 포트 유닛 : 110
인덱스 챔버 : 120
인덱스 반송 로봇 : 122
자세 변경 유닛 : 124
반송 유닛 : 130
제1반송 유닛 : 132
제2반송 유닛 : 134
배치 처리 부 : 140
제1배치 처리 부 : 141
제1-1배치 처리 조 : 141-B1
처리 조 : 141-B1-1
수용 공간 : 141-B1-2
가열 부재 : 141-B1-3
공급 라인 : 141-B1-4
회수 라인 : 141-B1-5
지지 부재 : 141-B1-6
제1-2배치 처리 조 : 141-B2
제1배치 반송 유닛 : 141-TR
제2배치 처리 부 : 142
제2-1배치 처리 조 : 142-B1
제2-2배치 처리 조 : 142-B2
제2배치 반송 유닛 : 142-TR
제3배치 처리 부 : 143
제3-1배치 처리 조 : 143-B1
제3-2배치 처리 조 : 143-B2
제3배치 반송 유닛 : 143-TR
자세 변경 부 : 150
자세 변경 처리 조 : 151
처리 조 : 152
수용 공간 : A, B
회전 공간 : A
지지 공간 : B
지지 부재 : 153
공급 라인 : 154
회수 라인 : 155
자세 변경 로봇 : 156
핸드 : 156-H
아암 : 156-R
제2공정 처리 부 : 200
제1버퍼 부 : 210
제1반송 챔버 : 220
제1반송 로봇 : 222
매엽식 액 처리 챔버 : 230
매엽식 건조 챔버 : 240
제2버퍼 부 : 250
제2반송 챔버 : 260
제2반송 로봇 : 262
제2로드 포트 유닛 : 270
매엽식 액 처리 챔버에 제공되는 기판 처리 장치 : 400
매엽식 건조 챔버에 제공되는 기판 처리 장치 : 500
제어기 : 600

Claims (20)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    액이 수용되는 수용 공간을 가지는 자세 변경 처리 조;
    상기 수용 공간에서 적어도 하나 이상의 기판을 제1자세로 지지하는 지지 부재; 및
    상기 액에 잠긴 상태의 상기 기판의 자세를 상기 제1자세에서 상기 제1자세와 상이한 제2자세로 변경하는 자세 변경 로봇을 포함하고,
    상기 자세 변경 로봇은,
    상기 기판을 파지 가능하게 구성되는 핸드; 및
    상기 핸드를 이동시키는 아암을 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 장치는,
    제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 기판의 자세 변경시, 일 축을 기준으로 상기 기판을 회전시키면서 일 방향을 따라 상기 기판을 이동시키도록 상기 자세 변경 로봇을 제어하는, 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 기판의 자세 변경시, 상기 핸드가 상기 기판을 파지한 상태로 상기 일 축을 기준으로 회전되면서, 상기 핸드가 상기 일 방향을 따라 직선 이동되도록 상기 자세 변경 로봇을 제어하는, 기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 기판의 회전이 종료되는 시점과 상기 일 방향을 따른 상기 기판의 이동이 종료되는 시점의 차이가 설정 시간 이하가 되도록 상기 자세 변경 로봇을 제어하는, 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 기판의 회전이 종료되는 시점과 상기 일 방향을 따른 상기 기판의 위치 변경이 종료되는 시점이 서로 같도록 상기 자세 변경 로봇을 제어하는, 기판 처리 장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핸드는,
    상기 기판을 지지하는 지지 바디; 및
    상기 기판을 척킹하는 척킹 위치 및 상기 척킹 위치보다 상기 기판으로부터 먼 대기 위치 사이에 이동 가능하게 제공되는 척킹 바디를 포함하는, 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 핸드는,
    상기 지지 바디 및 상기 척킹 바디를 상기 아암에 체결시키는 체결 바디를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 장치는,
    제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 핸드가 수직 자세인 상기 제1자세의 상기 기판을 상기 제2자세로 변경한 이후 상기 수용 공간의 액으로부터 상기 기판을 꺼내도록 상기 자세 변경 로봇을 제어하는, 기판 처리 장치.
  9. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    복수 매의 기판을 배치 처리 조에서 처리하는 단계;
    상기 배치 처리 조에서 처리된 기판을 자세 변경 처리 조로 반송하는 단계; 및
    상기 자세 변경 처리 조의 수용 공간에 액에 잠긴 상태 및 제1자세로 지지되는 복수 매의 상기 기판 중 하나를 상기 제1자세와 상이한 제2자세로 변경하는 단계를 포함하되,
    상기 제1자세에서 상기 제2자세로의 자세 변경은 상기 기판을 파지하는 핸드 및 상기 핸드를 이동시키는 아암을 가지는 자세 변경 로봇에 의해 수행되는, 기판 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기판의 상기 자세 변경은 상기 자세 변경 로봇에 의해 1매씩 수행되는, 기판 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기판의 상기 자세 변경은 상기 기판을 일 축으로 회전시키면서, 상기 기판을 일 방향을 따라 이동시키면서 수행되는, 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판의 상기 자세 변경시, 상기 기판의 회전은 상기 기판의 일 단이 상기 기판을 회전시키는 상기 자세 변경 로봇의 핸드로부터 멀어지는 방향으로 이루어지는, 기판 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 방법은,
    매엽 처리 챔버에서 상기 기판을 1 매씩 처리하는 단계를 더 포함하되,
    상기 기판의 상기 자세 변경은 상기 배치 처리 조에서 상기 매엽 처리 챔버로 상기 기판이 반송되는 도중 수행되는, 기판 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기판의 상기 자세 변경이 이루어진 후, 상기 매엽 처리 챔버로 상기 기판이 반송되기 이전에 수행되는 웨팅 단계를 더 포함하되,
    상기 웨팅 단계에는 상기 기판으로 웨팅 액을 분사하는, 기판 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 웨팅 단계는 상기 기판을 임시로 보관하는 버퍼 부에 설치된 웨팅 부재에 의해 이루어지는, 기판 처리 방법.
  16. 액 처리 장치에 있어서,
    복수 매의 기판을 배치식으로 액 처리하는 배치 처리 조;
    1 매의 상기 기판을 매엽식으로 액 처리하는 매엽 처리 챔버;
    상기 배치 처리 조와 상기 매엽 처리 챔버 사이에 위치되며, 액이 수용되는 수용 공간을 가지는 자세 변경 처리 조; 및
    상기 수용 공간의 상기 액에 잠긴 상태의 상기 기판을 1 매 씩 제1자세에서 상기 제1자세와 상이한 제2자세로 변경하는 자세 변경 로봇을 포함하되,
    상기 자세 변경 로봇은,
    상기 기판을 파지 가능하게 구성되는 핸드; 및
    상기 핸드를 이동시키는 아암을 포함하는, 액 처리 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 장치는,
    제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    수직 자세인 상기 제1자세에서 상기 제2자세로 상기 기판의 자세를 변경한 이후, 상기 액으로부터 상기 기판을 꺼내도록 상기 자세 변경 로봇을 제어하는, 액 처리 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 기판의 자세를 변경시, 상기 기판이 상기 수용 공간에 수용된 상기 액에 잠긴 상태로, 상기 기판이 일 축을 기준으로 회전하면서 수평 방향을 따라 이동되도록 상기 자세 변경 로봇을 제어하는, 액 처리 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 자세 변경 로봇이 상기 액으로부터 상기 기판을 꺼낸 이후, 상기 기판을 버퍼 부로 반송하도록 상기 자세 변경 로봇을 제어하는, 액 처리 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 버퍼 부는 반입된 상기 기판에 웨팅 액을 공급할 수 있도록 구성되는, 액 처리 장치.



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