KR20240079968A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20240079968A
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robot
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김수미
이재성
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명의 기술적 사상은, 기판을 처리하는 복수의 공정 챔버; 상기 기판을 이송하고, 제1 이송 챔버 내에 배치되는 제1 이송 로봇; 상기 기판을 이송하고, 상기 제1 이송 로봇과 이격되어 제2 이송 챔버 내에 배치되는 제2 이송 로봇; 및 상기 제1 이송 챔버 및 상기 제2 이송 챔버에 인접하게 배치되고, 상기 제1 이송 로봇 및 상기 제2 이송 로봇 중 어느 하나의 이송 로봇으로부터 상기 기판을 전달받는 공유 모듈;을 포함하고, 상기 제1 이송 챔버 및 상기 제2 이송 챔버 각각의 내부는 진공 상태이고, 상기 제1 이송 로봇 및 상기 제2 이송 로봇은 진공 상태에서 상기 기판을 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND A SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명의 기술적 사상은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서, 기판을 포토리소그라피, 식각, 애싱, 이온 주입, 박막 증착, 그리고 세정 등 다양한 반도체 공정을 수행하여 기판 상에 원하는 패턴을 형성한다. 이러한 여러 단계의 반도체 공정들을 순차적으로 진행하기 위해서는 기판을 이송하여야 한다. 기판은 기판 이송 장치에 의해 각 공정 챔버들 간에 이송된다.
반도체 공정이 수행되는 공정 챔버의 개수가 증가하여 기판의 처리 속도는 증가하였으나, 공정 챔버에서 처리되는 기판을 이송시키는 기판 이송 장치의 기판 이송 속도가 이를 따라가지 못하고 있다. 이에 따라, 반도체 장치의 생산성 증가에 제약이 생기는 문제가 있다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는, 기판의 생산성이 향상된 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 기판을 처리하는 복수의 공정 챔버; 상기 기판을 이송하고, 제1 이송 챔버 내에 배치되는 제1 이송 로봇; 상기 기판을 이송하고, 상기 제1 이송 로봇과 이격되어 제2 이송 챔버 내에 배치되는 제2 이송 로봇; 및 상기 제1 이송 챔버 및 상기 제2 이송 챔버에 인접하게 배치되고, 상기 제1 이송 로봇 및 상기 제2 이송 로봇 중 어느 하나의 이송 로봇으로부터 상기 기판을 전달받는 공유 모듈;을 포함하고, 상기 제1 이송 챔버 및 상기 제2 이송 챔버 각각의 내부는 진공 상태이고, 상기 제1 이송 로봇 및 상기 제2 이송 로봇은 진공 상태에서 상기 기판을 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 제1 이송 로봇은 상기 복수의 공정 챔버 중 제1 공정이 수행되는 제1 공정 챔버로 기판을 이송하고, 상기 제2 이송 로봇은 상기 복수의 공정 챔버 중 제2 공정이 수행되는 제2 공정 챔버로 기판을 이송하고, 상기 제1 공정은 상기 제2 공정과 같거나 다른 공정일 수 도 있다는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 제1 이송 로봇은 상기 제2 이송 로봇이 기판을 이송할 수 없는 경우, 상기 제1 공정 챔버 및 상기 제2 공정 챔버 중 어느 하나의 공정 챔버로 상기 기판을 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 제1 이송 로봇 및 상기 제2 이송 로봇은, 수직 방향으로 중첩되어 배치되는 병렬 구조 및 수평 방향으로 중첩되어 배치되는 직렬 구조 중 적어도 어느 하나의 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 기판을 수용하는 용기가 놓이는 복수의 로드 포트를 더 포함하고, 상기 공유 모듈은 상기 제1 이송 챔버 및 상기 제2 이송 챔버를 사이에 두고, 상기 복수의 로드 포트와 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 기판을 이송하고, 제3 이송 챔버 내에 배치되는 제3 이송 로봇을 더 포함하고, 상기 제1 이송 로봇 및 상기 제2 이송 로봇은 동일한 수직 레벨 상 배치되고, 상기 제3 이송 로봇은 상기 제1 이송 로봇 및 상기 제2 이송 로봇의 수직 레벨 보다 낮은 수직 레벨에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 제3 이송 로봇은 상기 기판을 상기 제1 이송 로봇 및 상기 제2 이송 로봇 중 어느 하나로 전달하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 공유 모듈은 상기 공유 모듈 내 기판을 이동시키는 제1 연결부 및 제2 연결부를 포함하고, 상기 제1 연결부 및 상기 제2 연결부는 모터에 의해 상승 또는 하강하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 공유 모듈의 내부는 진공 상태로 유지되고, 상기 공유 모듈은 기 설정된 시간 동안 상기 기판을 보관하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 공유 모듈은 상기 기판의 측면에 배치되는 에지 링을 교체하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 제1 이송 로봇 및 상기 제2 이송 로봇은 동일한 수직 레벨 상 배치되고, 상기 제1 이송 로봇의 이송 방향은 상기 제2 이송 로봇의 이송 방향과 서로 평행하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 공유 모듈은 상기 기판을 수직 방향으로 이송하고, 상기 공유 모듈은 상기 기판을 상기 제1 이송 로봇 및 상기 제2 이송 로봇 중 어느 하나의 이송 로봇으로 전달하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 기판을 수납하는 로드 포트; 상기 기판의 분위기를 치환하는 로드락 모듈; 상기 로드 포트와 상기 로드락 모듈 간에 기판을 이송하는 인덱스 로봇; 상기 기판을 처리하는 복수의 공정 챔버; 상기 복수의 공정 챔버 중 어느 하나의 챔버로 기판을 이송하는 복수의 이송 로봇; 및 상기 기판의 측면에 배치되는 에지 링을 교환하는 공유 모듈;을 포함하고, 상기 로드락 모듈은 상기 인덱스 로봇 및 상기 이송 로봇 사이에 배치되고, 상기 기판의 분위기를 상압 분위기 또는 진공 분위기로 치환하고, 상기 복수의 이송 로봇은 수직 방향으로 상부에 배치되는 상부 이송 로봇 및 상기 수직 방향으로 하부에 배치되는 하부 이송 로봇을 포함하고, 상기 복수의 이송 로봇은 진공 상태에서 상기 기판을 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 공유 모듈은 상기 공정 챔버로부터 공정이 수행된 기판을 상기 복수의 이송 로봇 중 어느 하나의 이송 로봇으로부터 전달받고, 상기 기판을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 공유 모듈은 상기 공유 모듈 내 기판을 이동시키는 제1 연결부 및 제2 연결부를 더 포함하고, 상기 제1 연결부는 상기 기판 상부에 배치되고, 상기 제2 연결부는 상기 기판 하부에 배치되고, 상기 제1 연결부 및 상기 제2 연결부는 벨로우즈 배관인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 상부 이송 로봇 및 상기 하부 이송 로봇은 상기 공유 모듈로부터 상기 로드락 챔버로 상기 기판을 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 기판을 카세트에 제공하는 단계; 상기 기판을 상기 카세트에서 로드락 챔버에 이송시키고, 상기 기판의 상압 분위기를 진공 분위기로 치환시키는 단계; 상기 기판을 공정 챔버로 이송시키고, 반도체 공정을 수행하는 단계; 상기 반도체 공정 후 상기 기판을 언로드락 챔버로 이송시키고, 상기 기판의 상기 진공 분위기를 상기 상압 분위기로 치환시키는 단계; 및 상기 기판을 상기 카세트로 반출하는 단계;를 포함하는 기판 처리 방법을 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은,상기 기판을 공정 챔버로 이송시키는 단계는, 서로 이격되어 배치되는 복수의 이송 로봇에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법을 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 복수의 이송 로봇은 수직 방향으로 상부에 배치되는 상부 이송 로봇 및 상기 수직 방향으로 하부에 배치되는 하부 이송 로봇을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법을 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 상부 이송 로봇 및 상기 하부 이송 로봇은 서로 다른 기판을 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 기술적 사상에 따르면, 복수의 이송 로봇들을 이용하여 기판을 이송함으로써, 기판의 생산성을 향상시킨 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예들에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예들에 따른 이송 로봇을 나타내는 사시도이다.
도 3는 본 발명의 도 1의 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예들에 따른 공유 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 기판 처리 장치의 기판 이송 방식을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 이송 경로를 나타내는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판의 이송 경로를 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 장치의 효과를 설명하는 그래프이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
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 명세서상에 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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
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.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 자세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 EFEM(10)(Equipment Front End Module), 로드락 모듈(30) 및 공정 모듈(20)을 포함할 수 있다. 여기서, 기판 처리 장치(1)는 반도체 진공 설비를 포함할 수 있다.
EFEM(10)은 로드 포트(120) 및 ATR(140)(atmosphere Transfer Robot) 유닛을 포함할 수 있다. 로드 포트(120), ATR 유닛(140) 및 공정 모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열될 수 있다.
이하, 로드 포트(120), ATR 유닛(140), 로드락 모듈(30) 그리고 공정 모듈(20)이 배열된 방향을 제1 방향(예를 들어, X축 방향)이라 하고, 수평 방향과 수직한 방향을 제2 방향(예를 들어, Y축 방향)이라 하며, 제1 방향과 제2 방향을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3 방향(예를 들어, Z축 방향)이라 칭한다.
본 발명에서는, 로드락 모듈(30)과 공정 모듈(20)을 합하여 처리 모듈로 호칭한다.
로드 포트(120)는 카세트(18)를 포함할 수 있다. 카세트(18)는 복수 개의 기판들(S)을 수납할 수 있다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며, 복수 개의 로드 포트(120)는 제2 방향을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 도 1에서는 4개의 로드 포트(120)가 도시되었으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 로드 포트(120)는 공정 모듈(20)의 공정 효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수 있다.
카세트(18)에는 기판의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(미도시)을 포함할 수 있다. 슬롯은 제3 방향으로 복수개가 제공될 수 있다. 기판(S)은 제3 방향을 따라 서로 이격된 상태로 상기 카세트(18)내에 적층될 수 있다. 카세트(18)는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
ATR 유닛(140)은 ATR 로봇(144)을 포함할 수 있다. ATR 유닛(140)은 로드 포트(120)에 안착된 카세트(18), 로드락 모듈(30) 간에 기판을 이송할 수 있다. EFEM Module은 복수의 ATR(atmosphere Transfer Robot)을 가질 수 있다. 상기 ATR 로봇(144)은 상기 ATR 유닛(140)내에 고정될 수 있다.
ATR 로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b) 및 암(144c) 및 핸드(144d)를 포함할 수 있다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합될 수 있다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3 방향을 따라 이동 가능하도록 제공될 수 있다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공될 수 있다. 암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공될 수 있다. 암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동될 수 있다. 암(144c)은 제3 방향을 따라 서로 이격된 상태로 적층되어 배치될 수 있다. 복수의 암(144c) 중 어느 하나는 공정 모듈(20)에서 카세트(18)로 기판(S)을 이송할 때 사용될 수 있다. 또한, 복수의 암(144c) 중 다른 하나는 카세트(18)에서 공정 모듈(20)로 기판(S)을 이송할 때 사용될 수 있다. 이는 ATR 로봇(144)이 기판(S)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(S)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(S)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
로드락 모듈(30)은 ATR 유닛(140)과 이송 유닛(240) 사이에 배치될 수 있다. 로드락 모듈(30)은 공정 모듈(20)로 반입되는 기판(S)에 대해 EFEM(10)의 상압 분위기를 공정 모듈(20)의 진공 분위기로 치환할 수 있다. 또한, 로드락 모듈(30)은 EFEM(10)로 반출되는 기판(S)에 대해 공정 모듈(20)의 진공 분위기를 EFEM(10)의 상압 분위기로 치환할 수 있다. 로드락 모듈(30)은 이송 유닛(240)과 ATR 유닛(140)간에 기판(S)이 이송되기 전에 기판(S)이 머무르는 공간(예를 들어, 보관 공간)을 제공할 수 있다.
로드락 모듈(30)은 EFEM(10)에서 공정 모듈(20)롤 이송되는 기판(S)을 임시로 보관할 수 있다. 로드락 모듈(30)은 대기 상태에서 상압 분위기를 유지하며, 공정 모듈(20)에 대해 차단되는 반면, EFEM(10)에 대해 개방 될수 있다. 로드락 모듈(30)에 기판(S)이 반입되면, 로드락 모듈(30)은 내부 공간을 EFEM(10)과 공정 모듈(20) 각각에 대해 밀폐할 수 있다. 이후 로드락 모듈(30)의 내부 공간을 상압 분위기에서 진공 분위기로 치환하고, 로드락 모듈(30)의 내부 공간은 EFEM(10)에 대해 차단된 상태에서 공정 모듈(20)에 대해 개방될 수 있다.
로드락 모듈(30)은 공정 모듈(20)에서 EFEM(10)로 이송되는 기판(S)을 임시로 보관할 수 있다. 로드락 모듈(30)은 대기 상태에서 진공 분위기를 유지하며, EFEM(10)에 대해 차단되는 반면, 공정 모듈(20)에 대해 개방될 수 있다. 로드락 모듈(30)에 기판(S)이 반입되면, 내부 공간을 EFEM(10)과 공정 모듈(20) 각각에 대해 밀폐할 수 있다. 이후 로드락 모듈(30)의 내부 공간을 진공 분위기에서 상압 분위기로 치환하고, 로드락 모듈(30)의 내부 공간은 공정 모듈(20)에 대해 차단된 상태에서 EFEM(10)에 대해 개방될 수 있다.
공정 모듈(20)은 이송 유닛(240) 및 복수 개의 공정 챔버들(260)을 포함할 수 있다. 공정 챔버들(260)은 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 반도체 공정을 수행할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 공정 챔버들(260)은 플라즈마를 이용하지 않는 반도체 공정을 수행할 수 있다. 예시적인 실시예들에 의하면, 상기 반도체 공정은 클린 공정, 식각 공정 또는 박막 증착 공정일 수 있다.
이송 유닛(240)은 로드락 모듈(30) 및 복수의 공정 챔버(260) 간에 기판을 이송할 수 있다. 이송 유닛(240)은 이송 챔버(242) 및 이송 로봇(310)을 포함할 수 있다.
이송 로봇(310)은 제3 방향으로 수직 적층되는 상부 이송 로봇(1310a) 및 하부 이송 로봇(1310b)을 포함할 수 있다. 이송 로봇(310)은 복수 개의 암을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 하나의 이송 로봇(310)은 적어도 2개의 암을 포함할 수 있다. 도 1에는 이송 로봇(310)(예를 들어, 도 3의 상부 이송 로봇(1310a))만이 도시되어 있으나, 상부 이송 로봇의 하부에 하부 이송 로봇이 배치될 수 있다. 상부 이송 로봇 및 하부 이송 로봇에 관하여는 도 3에서 구체적으로 설명하도록 한다.
이송 챔버(242)는 직사각형의 형상으로 제공될 수 있다. 선택적으로 이송 챔버(242)는 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 이송 챔버(242)의 양측면에는 복수 개의 공정 챔버들(260)이 위치될 수 있다. 이송 챔버(242)는 기판(S)을 이송하기 위한 이송 공간(244)을 포함할 수 있다. 이송 공간(244)은 진공 환경으로 제공될 수 있다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 로봇(310)을 나타내는 사시도이다. 여기서, 도 1을 함께 참조하여 설명하고, 도 1의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 이송 로봇(310)을 포함할 수 있다. 이송 로봇(310)은 이송 공간(244) 내에서 기판(S)을 이송할 수 있다. 이송 로봇(310)은 X축 방향(예를 들어, 제1 방향)을 따라 이동할 수 있다.
이송 로봇(310)은 수평, 수직 방향으로 이동할 수 있고, 수평면 상에서 전진, 후진 또는 회전이 가능한 복수 개의 핸드(312a, 312b)들을 포함할 수 있다. 상기 복수 개의 핸드(312a, 312b)는 로봇 암(312)일 수 있다. 각 핸드(312a, 312b)는 독립적으로 구동될 수 있다. 기판(S)은 핸드(312a, 312b)에 수평 상태(예를 들어, 제1 및 제2 방향)로 안착될 수 있다. 또한, 이송 로봇(310)은 상기 로봇 암(312)을 작동시키는 암 구동 모듈(315)을 포함할 수 있다.
핸드(312a, 312b)는 여러 가지 형상으로 제공될 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 기판 및 다른 부재를 다른 구성부에 인수 및 인계하기 용이하도록 핸드(312a, 312b)는 Y자 형상으로 제공될 수 있다. 본 실시예에서는 핸드(312a, 312b)의 형상을 "Y"자 형상으로 도시하고 설명하였으나, 핸드(312a, 312b)의 형상은 "I"자 형상 등과 같은 다양한 형태로 변경되어 제공될 수 있다.
도 3는 본 발명의 도 1의 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 이송 로봇(310)은 상부 이송 로봇(1310a) 및 하부 이송 로봇(1310b)을 포함할 수 있다. 상부 이송 로봇(1310a) 및 하부 이송 로봇(1310b)은 제1 방향(예를 들어, X축 방향)으로 이동할 수 있다. 상부 이송 로봇(1310a)의 이송 방향 및 하부 이송 로봇(1310b)의 이송 방향은 서로 평행할 수 있다. 여기서, 이송 방향은 상기 상부 이송 로봇(1310a) 및 상기 하부 이송 로봇(1310b)의 기판을 이송하기위해 움직이는 방향을 의미할 수 있다.
상부 이송 로봇(1310a) 및 하부 이송 로봇(1310b) 각각은 기판(S)을 로드락 모듈(30)로부터 공정 챔버(260)로 이송할 수 있다. 상부 이송 로봇(310)은 하부 이송 로봇(310)과 제3 방향(예를 들어, Z축 방향)으로 수직 적층될 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 상부 이송 로봇(310)의 하부에 하부 이송 로봇(310)이 배치될 수 있다.
상부 이송 로봇(1310a)은 제1 이송 챔버(242a) 내에 배치될 수 있다. 또한, 하부 이송 로봇(1310b)은 제2 이송 챔버(242b) 내에 배치될 수 있다. 제1 이송 챔버(242) 및 제2 이송 챔버(242)는 제3 방향으로 수직 적층될 수 있다. 상기 상부 이송 로봇(1310a)은 상기 제1 이송 챔버(242a) 내에서 제1 방향(예를 들어, X 방향)으로 이동할 수 있으며, 하부 이송 로봇(1310b)은 상기 제2 이송 챔버(242) 내에서 제1 방향으로 이동할 수 있다.
상부 이송 로봇(1310a) 및 하부 이송 로봇(1310b)은 각각 서로 다른 기판을 이송할 수 있으며, 서로 다른 공정 챔버(260)로 상기 기판을 이송할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 상부 이송 로봇(1310a)은 제1 공정이 수행되는 제1 공정 챔버로 상기 기판을 이송할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 하부 이송 로봇(1310b)은 제2 공정이 수행되는 제2 공정 챔버로 상기 기판을 이송할 수 있다. 제1 공정 챔버에서 수행되는 제1 공정은 상기 제2 공정 챔버에서 수행되는 제2 공정과 다른 공정일 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 상부 이송 로봇(1310a)은 동일한 공정을 수행하는 복수의 제1 공정 챔버들로 상기 기판을 이송할 수 있고, 하부 이송 로봇(1310b)은 상기 복수의 제1 공정 챔버들과 다른 공정을 수행하는 복수의 제2 공정 챔버들로 상기 기판을 이송할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 상부 이송 로봇(1310a)은 로드락 모듈(30)로부터 복수의 공정 챔버들(260) 중 어느 하나의 공정 챔버에 기판(S)을 이송할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 하부 이송 로봇(1310b)은 로드락 모듈(30)로부터 복수의 공정 챔버들(260) 중 다른 하나의 공정 챔버에 기판(S)을 이송할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 상부 이송 로봇(1310a)은 공정이 끝난 복수의 공정 챔버들(260) 중 어느 하나의 공정 챔버로부터 공유 모듈(400)로 기판(S)을 이송할 수 있다. 하부 이송 로봇(1310b)은 공유 모듈(400)로부터 로드락 모듈(30)로 기판(S)을 이송할 수 있다. 또는, 상부 이송 로봇(1310a) 및 하부 이송 로봇(1310b)은 위와 반대로 상기 기판을 이송할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 복수의 공정 챔버들(260) 중 상기 이송 챔버(242)를 사이에 두고 서로 대향하는 공정 챔버들은 제3 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 공정 챔버들(260) 중 서로 대향하는 제1 공정 챔버와 제2 공정 챔버는 서로 다른 수직 레벨로 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 공정 챔버의 제3 방향의 수직 높이는 제2 공정 챔버의 제3 방향 수직 높이보다 클 수 있다. 이 경우, 상부 이송 로봇(1310a)은 제1 공정 챔버로 기판(S)을 이송하고, 하부 이송 로봇(1310b)은 제2 공정 챔버로 기판(S)을 이송할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 복수의 공정 챔버들(260)의 제3 방향 높이는 동일할 수 있다. 이 경우, 상부 이송 로봇(1310a) 및 하부 이송 로봇(1310b)은 수직 방향으로 이동하여 기판(S)을 상기 복수의 공정 챔버들(260)에 수납할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 상부 이송 로봇(1310a)이 로드락 모듈(30)로부터 상기 복수의 공정 챔버들(260) 중 어느 하나로 기판(S)을 이송하는 동안, 하부 이송 로봇(1310b)은 상기 복수의 공정 챔버들(260) 중 공정이 끝난 공정 챔버로부터 기판(S)을 로드락 모듈(30)로 이송할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 상부 이송 로봇(1310a)이 상기 복수의 공정 챔버들(260) 중 공정이 끝난 공정 챔버로부터 기판(S)을 로드락 모듈(30)로 이송하는 동안 하부 이송 로봇(1310b)은 로드락 모듈(30)로부터 상기 복수의 공정 챔버들(260) 중 어느 하나로 기판(S)을 이송할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 상부 이송 로봇(1310a)은 로드락 모듈(30)로부터 공정 챔버들(260)로 기판(S)을 이송하고, 하부 이송 로봇(1310b)은 공정 챔버들(260)로부터 로드락 모듈(30)로 기판(S)을 이송할 수 있다. 즉, 상부 이송 로봇(1310a)은 기판(S)의 이송을 담당하고, 하부 이송 로봇(1310b)은 기판(S)의 이송을 담당할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 상부 이송 로봇(1310a) 및 하부 이송 로봇(1310b)을 제3 방향으로 수직 적층하여 배치함으로써, 로드락 모듈(30)로부터 공정 챔버들(260)로 기판(S)을 효율적으로 이송할 수 있다. 또한, 상부 이송 로봇(1310a) 및 하부 이송 로봇(1310b)을 제3 방향으로 수직 적층하여 배치함으로써, 공정 챔버들(260)로부터 로드락 모듈(30)로 기판(S)을 효율적으로 이송할 수 있다. 상부 이송 로봇(1310a) 및 하부 이송 로봇(1310b)은 각각 서로 다른 기판(S)을 공정 챔버들(260)로 이송함으로써, 기판의 이송 속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 공정 챔버들(260)의 개수가 증가하더라도, 공정 처리 속도에 맞추어 기판을 빠르게 이송할 수 있다. 이를 통해, 기판의 생산성을 향상시킬 수 있다.
공유 모듈(400)에 관하여는 도 4에서 자세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예들에 따른 공유 모듈을 나타내는 평면도이다. 여기서, 도 3을 함께 참조하여 설명하고, 도 3의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 4를 참조하면, 공유 모듈(400)은 유입관(412), 슬릿부(422), 도어부(424), 제1 연결부(414a), 제2 연결부(414b), 펌프(430) 및 모터(440)를 포함할 수 있다.
공유 모듈(400)은 상부 이송 로봇(1310a)이 배치된 제1 이송 챔버(242) 및 하부 이송 로봇이 배치된 제2 이송 챔버(242)와 인접하게 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 상기 공유 모듈(400)은 상기 제1 이송 챔버(242) 및 상기 제2 이송 챔버(242)와 접할 수 있다. 상기 공유 모듈(400)의 내부는 진공 상태로 유지될 수 있다. 상기 공유 모듈(400)은 기 설정된 시간 동안 상기 기판을 보관할 수 있다. 공유 모듈(400)은 공정 챔버에서 교체를 필요로 하는 에지 링을 진공 상태로 보관할 수 있다. 공유 모듈(400)은 공유 모듈(400)의 내부를 상압 상태로 치환할 수 있다. 상기 공유 모듈(400)은 외부 장치에게 상기 에지 링을 제공할 수 있다.
상기 공유 모듈(400)은 상기 제1 연결부(414a) 및 제2 연결부(414b)를 통해 제3 방향(예를 들어, Z 방향)으로 이동할 수 있다. 공유 모듈(400)은 제1 연결부(414a) 및 제2 연결부(414b)를 통하여 상승 및 하강 하여 제3 방향으로 이동할 수 있다.
이를 통해, 공유 모듈(400)은 상기 공유 모듈(400) 내에 배치된 기판을 제1 이송 챔버(242)의 상부 이송 로봇(1310a)에 전달하거나, 제2 이송 챔버(242)의 하부 이송 로봇(1310b)에 전달할 수 있다. 공유 모듈(400)의 슬릿부는 상기 상부 이송 로봇(1310a) 또는 상기 하부 이송 로봇(1310b)으로 상기 기판을 전달하거나 전달받기 위해 개폐될 수 있다. 제1 연결부(414a) 및 제2 연결부(414b)는 공유 모듈(400)의 하단에 연결된 모터(440)를 통해 에너지를 공급받고, 상승 또는 하강할 수 있다. 제1 연결부(414a) 및 제2 연결부(414b)는 벨로우즈 배관을 포함할 수 있다.
상기 공유 모듈(400)은 상기 상부 이송 로봇(1310a) 및 상기 하부 이송 로봇(1310b) 중 어느 하나의 이송 로봇으로부터 기판을 전달받을 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 공유 모듈(400)은 전달받은 기판을 보관할 수 있다. 또한, 공유 모듈(400)은 상기 기판의 에지 링(edge ring)을 보관할 수 있다. 상기 에지 링을 교체하기 위해 도어부(424)가 열리거나 닫힐 수 있다. 상기 에지 링에 대한 교체는 진공 상태에서 수행될 수 있다. 여기서, 에지 링은 상기 기판의 측면에 배치될 수 있다. 또한, 에지 링은 플라즈마에 의한 손상을 방지할 수 있다. 또한, 에지 링은 약액 등이 기판에 체류하는 시간을 증가시킬 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
예시적인 실시예들에서, 공유 모듈(400)은 가열된 기판을 냉각시킬 수 있다. 이 때, 상기 유입관(412)을 통해서 질소(N2) 등이 유입될 수 있으며, 공유 모듈(400)은 상기 질소를 통해 상기 기판을 냉각시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 공유 모듈(400)은 가열된 기판(W)을 냉각시킬 수 있다. 이 때, 상기 공유 모듈(400)에 냉각수(Cooling Water) 유로를 만들수 있으며, 공유 모듈(400)은 상기 냉각수(Cooling Water)를 통해 상기 기판(W)을 냉각시킬 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 기판 처리 장치의 기판 이송 방식을 나타내는 그래프이다. 도3 및 도 4를 함께 참조하여 설명하고, 도 3 및 도 4의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다. 여기서, SR은 비교예를 나타내며, 단일 이송 로봇을 나타낸다. MR1은 상부 이송 로봇(1310a)을 나타내고, MR2는 하부 이송 로봇(1310b)을 나타낸다. 또한, PROCESS A는 제1 공정이 수행되는 제1 공정 챔버를 나타내고, PROCESS B는 제2 공정이 수행되는 제2 공정 챔버를 나타낸다. 여기서, 수평 방향으로 나열되는 PROCESS A 및 PROCESS B는 서로 다른 챔버들을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 비교예에 있어서, SR은 제1 공정이 수행되는 제1 공정 챔버(PROCESS A) 및 제2 공정이 수행되는 제2 공정 챔버(PROCESS B)로 교대로 기판을 이송할 수 있다. 하나의 이송 로봇인 SR이 복수의 기판을 이송한 경우, t2의 시간이 소요되는 것을 알 수 있다.
MR1 및 MR2를 살펴보면, MR1은 제1 공정이 수행되는 제1 공정 챔버에 기판을 이송할 수 있고, MR2는 제2 공정이 수행되는 제2 공정 챔버에 기판을 이송할 수 있다. 즉, MR1은 제1 공정이 수행되는 복수의 챔버로 기판을 이송할 수 있으며, MR2는 제2 공정이 수행되는 복수의 챔버로 기판을 이송할 수 있다. 또한, 복수의 이송 로봇(예를 들어, MR1 및 MR2)을 이용하여 기판을 이송하는 경우, t1의 시간이 소요되는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 복수의 이송 로봇(예를 들어, MR1 및 MR2)은 기판의 이송 시간을 단축하고, 이송 효율을 증대시킬 수 있다. 또한, MR1은 제1 공정이 수행되는 복수의 제1 공정 챔버로만 기판을 이송하고, MR2는 제2 공정이 수행되는 복수의 제2 공정 챔버로만 기판을 이송하는 바, 서로 다른 공정에 의한 기판의 오염을 방지할 수 있다. 이를 통해, 기판의 불량을 방지할 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 잇다.
도 6을 참조하면, 이송 로봇(예를 들어, SR 또는 MR1)에 대하여 문제가 발생한 경우를 나타낸다. 비교예에 의하면, SR에 문제가 발생한 경우, 더 이상 공정 챔버(예를 들어, 제1 공정 챔버 또는 제2 공정 챔버)로 기판을 이송할 수 없다. 이에 반해, 본 발명의 MR1에 문제가 발생하였더라고, MR2가 기판을 이송할 수 있다. 또한, MR2가 비교예의 SR과 같이 제1 공정 챔버 또는 제2 공정 챔버로 교대로 기판을 이송할 수 있다. 즉, 본 발명은 복수의 이송 로봇을 이용하여 기판을 이송하는 바, 복수의 이송 로봇 중 어느 하나의 이송 로봇에 문제가 발생하더라도, 기판을 이송할 수 있다. 또한, 문제가 발생하더라도, 다른 하나의 이송 로봇이 지속적으로 기판을 이송함으로써, 생산성에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 이송 로봇의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하되, 중복되는 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 기판 처리 장치(1a)는 제1 내지 제3 이송 로봇(2310a, 2310b, 2310c)를 포함할 수 있다. 상기 제1 이송 로봇(2310a)은 제1 이송 챔버(2342a) 내에 배치되고, 상기 제2 이송 로봇(2310b)은 제2 이송 챔버(2342b) 내에 배치되고, 상기 제3 이송 로봇(2310c)은 제3 이송 챔버(2342c) 내에 배치될 수 있다.
여기서, 제1 이송 로봇(2310a) 및 제2 이송 로봇(2310b)은 서로 직렬로 연결되는 직렬 구조의 형태로 배치될 수 있다. 제1 이송 로봇(2310a) 및 제3 이송 로봇(2310c)은 제3 방향(예를 들어, 수직 방향)으로 이격되어 배치된 병렬 구조일 수 있다. 제1 내지 제3 이송 로봇(2310a, 2310b, 2310c)은 병렬 구조 및 직렬 구조 중 적어도 어느 하나의 형태로 배치될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 이송 로봇(2310a, 2310b)과 제3 이송 로봇(2310c)은 서로 제3 방향으로 일부 중첩되는 복층 구조일 수 있다.
여기서, 제1 이송 로봇(2310a)의 이송 방향 및 제3 이송 로봇(2310c)의 이송 방향은 서로 평행할 수 있다. 또한, 제2 이송 로봇(2310b) 및 제3 이송 로봇(2310c)은 서로 제3 방향으로 이격되어 배치된 병렬 구조일 수 있다. 제2 이송 로봇(2310b)의 이송 방향 및 제3 이송 로봇(2310c)의 이송 방향은 서로 평행할 수 있다. 제1 이송 로봇(2310a) 및 제2 이송 로봇(2310b)의 하부에 제3 이송 로봇(2310c)이 배치될 수 있다.
또한, 제1 이송 로봇(2310a) 및 제3 이송 로봇(2310c)은 수직 방향(예를 들어, 제2 방향)으로 평행하게 배치될 수 있다. 또한, 제2 이송 로봇(2310b) 및 제3 이송 로봇(2310c)은 수직 방향으로 평행하게 배치될 수 있다. 제1 이송 로봇(2310a)은 제3 이송 로봇(2310c)으로 기판(S)을 전달할 수 있다. 또한, 제2 이송 로봇(2310b)은 제3 이송 로봇(2310c)으로 기판(S)을 전달할 수 있다.
제3 이송 로봇(2310c)은 이송 로봇 간에 기판을 전달할 수 있다. 구체적으로, 제3 이송 로봇(2310c)은 제1 이송 로봇(2310a)으로부터 기판(S)을 제2 이송 로봇(2310b)으로 전달할 수 있다. 또한, 제3 이송 로봇(310)은 제2 이송 로봇(2310b)으로부터 제1 이송 로봇(2310a)으로 기판(S)을 전달할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 제1 이송 로봇(2310a)은 로드락 모듈(30)로부터 공정 챔버들(260), 제2 이송 로봇(2310b) 및 제3 이송 로봇(2310c) 중 어느 하나로 기판을 이송할 수 있다. 제2 이송 로봇(2310b)은 제1 이송 로봇(2310a) 또는 제3 이송 로봇(2310c)으로부터 기판(S)을 전달받고, 복수의 공정 챔버들(260) 중 어느 하나로 기판(S)을 이송할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 제2 이송 로봇(2310b)은 복수의 공정 챔버들(260) 중 공정이 끝난 공정 챔버로부터 제1 이송 로봇(2310a) 또는 제3 이송 로봇(2310c)으로 기판(S)을 이송할 수 있다. 또한, 제3 이송 로봇(2310c)은 제2 이송 로봇(2310b)으로부터 제1 이송 로봇(2310a)으로 기판(S)을 이송할 수 있다. 또한, 제1 이송 로봇(2310a)은 제2 이송 로봇(2310b)으로부터 로드락 모듈(30)로 기판(S)을 이송할 수 있다.
제1 이송 로봇(2310a) 및 제2 이송 로봇(2310b)은 각각 공정 챔버들(260)로 기판(S)을 이송하거나, 공정 챔버들(260)로부터 기판을 이송하고, 제3 이송 로봇(2310c)은 제1 이송 로봇(2310a) 또는 제2 이송 로봇(2310b)로 전달함으로써, 이송 로봇 간의 기판(S)에 대한 이송 업무를 분리할 수 있다. 이를 통해, 체계적으로 기판(S)을 이송할 수 있으며, 기판의 이송 시간을 단축시킬 수 있다. 공정 챔버들(260)의 개수가 증가함에 비례하여 기판(S)의 생산성 또한 증가시킬 수 있다. 이를 통해, 종래의 이송 로봇에 의한 기판(S)의 이송 지연을 방지하여, 기판의 생산성을 극대화할 수 있다.
도면에는 도시되어 있지 않으나, 도 2 내지 도 3의 공유 모듈(400)이 제2 이송 챔버(2342b)에 인접하게 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 공유 모듈(400)은 상기 제2 이송 로봇(2310b)로부터 기판을 전달받을 수 있다. 또한, 공유 모듈(400)은 상기 전달받은 기판을 냉각 시키거나, 기판의 측면에 배치된 에지 링을 보관할 수 있다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 8을 참조하면, 기판 처리 장치(1b)는 제1 이송 로봇(3310a) 및 제2 이송 로봇(3310b)을 포함하는 점을 제외하고, 도 1에 도시된 구조와 유사한 것으로 이해할 수 있다. 본 실시예의 구성 요소에 대한 설명은 특별히 반대되는 설명이 없는 한, 도 1에 도시된 기판 처리 장치(1)의 동일하거나 유사한 구성요소에 대한 설명을 참조할 수 있다.
제1 이송 로봇(3310a)은 제1 방향(예를 들어, X축 방향)으로 이동할 수 있다. 제2 이송 로봇(3310b)은 제1 방향으로 이동할 수 있다. 제1 이송 로봇(3310a) 및 제2 이송 로봇(3310b) 각각의 이송 방향은 서로 평행할 수 있다. 제1 이송 로봇(3310a)의 제2 방향 일 측면에 제2 이송 로봇(3310b)이 배치될 수 있다. 즉, 제1 이송 로봇(3310a) 및 제2 이송 로봇(3310b)은 수평 방향으로 평행한 병렬 구조로 배치될 수 있다.
제1 이송 로봇(3310a) 및 제2 이송 로봇(3310b)은 각각 이송 챔버(242)의 바닥면에 배치될 수 있다. 즉, 제1 이송 로봇(3310a) 및 제2 이송 로봇(3310b)은 각각 제3 방향(예를 들어, Z축 방향)으로 동일한 수직 레벨 상에 배치될 수 있다.
복수의 공정 챔버들(260)은 제1 이송 로봇(3310a)에 인접하게 배치된 제1 공정 챔버들(260a) 및 제2 이송 로봇(3310b)에 인접하게 배치된 제2 공정 챔버들(260b)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 제1 이송 로봇(3310a)은 로드락 모듈(30)로부터 제1 공정 챔버들(260a)로 기판(S)을 이송할 수 있다. 또한, 제1 이송 로봇(3310a)은 공정이 끝난 후, 제1 공정 챔버들(260a)로부터 로드락 모듈(30)로 기판(S)을 이송할 수 있다. 예시적인 실시에들에서, 제2 이송 로봇(3310b)은 로드락 모듈(30)로부터 제2 공정 챔버들(260b)로 기판(S)을 이송할 수 있다. 또한, 제2 이송 로봇(3310b)은 공정이 끝난 후, 제2 공정 챔버들(260b)로부터 로드락 모듈(30)로 기판(S)을 이송할 수 있다. 이를 통해, 제1 이송 로봇(3310a) 및 제2 이송 로봇(3310b)은 각각 인접한 공정 챔버들(260)로 기판(S)을 이송할 수 있다. 기판 처리 장치(1b)는 이송 로봇들에 공정 챔버들을 분할 배정하여 기판을 이송할 수 있다. 이를 통해, 기판(S)의 이송 시간을 단축하고, 기판의 생산성을 극대화할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 이송 경로를 나타내는 흐름도이다. 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판의 이송 경로를 나타내는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 복수의 기판은 로드 포트(load port)에 수납되고, ATR을 거쳐 로드락 A(Load lock A) 및 로드락 B(Load lock B)로 각각 이송될 수 있다. 여기서, 제1 진공 이송 로봇(VTR1)은 로드락 A에 수납된 기판을 제1 공정을 하는 제1 공정 챔버(PROCESS A)로 이송할 수 있다. 또한, 제2 진공 이송 로봇(VTR2)은 로드락 B에 수납된 기판을 제2 공정을 하는 제2 공정 챔버(PROCESS B)로 이송할 수 있다. 여기서, 제1 진공 이송 로봇(VTR1)은 도 3 및 도 7의 제1 진공 이송 로봇(VTR1)은 상부 이송 로봇(1310a) 및 제1 이송 로봇(2310a) 중 어느 하나일 수 있다. 제2 진공 이송 로봇(VTR2)은 하부 이송 로봇(1310b) 및 제2 이송 로봇(2310b) 중 어느 하나일 수 있다.
제1 공정이 끝난 후, 제1 진공 이송 로봇(VTR1)은 기판을 다시 로드락 A(Load lock A)로 이송할 수 있다. 마찬가지로, 제2 공정이 끝난 후, 제2 진공 이송 로봇(VTR2)은 기판을 로드락 B(Load lock B)로 이송할 수 있다. 이 후, 기판은 ATR을 거쳐, 로드 포트(Load port)에 수납될 수 있다.
이와 같이, 복수의 기판은 제1 진공 이송 로봇(VTR1) 및 제2 진공 이송 로봇(VTR2)을 통해 병렬로 이송될 수 있다. 이를 통해, 기판에 대한 이송 시간을 감소시킬 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 10을 참조하면, 기판은 로드 포트(load port)를 거쳐 로드락 A(Load lock A)에 수납될 수 있다. 제1 진공 이송 로봇(VTR 1)은 제1 공정 챔버(PROCESS A)로 상기 기판을 이송하고, 제1 공정이 끝난 후, 공유 모듈(400)로 상기 기판을 이송 시킬 수 있다. 상기 공유 모듈(400) 내에서, 상기 기판은 냉각될 수 있다. 이 후, 제2 진공 이송 로봇(VTR 2)은 공유 모듈(400)로부터 제2 공정 챔버(260)로 이송될 수 있다. 제2 공정이 끝난 후, 제2 진공 이송 로봇(VTR 2)은 기판을 로드락 B(Load lock B) 로 이송하고, 기판은 로드락 B(Load lock B) 를 거쳐 로드 포트(load port)에 수납될 수 있다. 이를 통해, 기판이 공유 모듈을 거치는 순환 구조를 형성할 수 있다. 기판에 대하여, 진공 상태에서 반도체 공정, 에지 링의 교체 및 냉각 공정 등이 수행되어, 본 발명의 기판 처리 장치는 기판의 신뢰성을 제고할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 1 및 도 11을 참조하면, 본 실시예의 기판 처리 방법은 먼저, 기판(S)을 카세트(18)에 제공할 수 있다(P110). 카세트(18)는 로드 포트(120) 상에 안착될 수 있다. 또한, 기판(S)은 카세트(18)에 수납될 수 있으며, 복수 개의 기판(S)이 카세트(18)에 적층되어 수납될 수 있다.
카세트(18)에 기판(S)이 수납된 후, 기판(S)을 카세트(18)에서 로드락 모듈(30)에 이송하고, 기판(S)의 상압 분위기를 진공 분위기로 치환할 수 있다(P120). 여기서, ATR 로봇(144)이 카세트(18)에서 로드락 모듈(30)로 기판(S)을 이송할 수 있다. 상압 분위기는 별도의 진공 펌프 등의 감압 장비를 적용하지 않은 상태를 의미할 수 있다. 또한, 진공 분위기는 1 대기압 이하의 압력을 의미할 수 있다.
진공 분위기로 치환 후, 기판(S)을 공정 챔버로 이송하고, 반도체 공정을 수행할 수 있다(P130). 반도체 공정은 플라즈마를 이용하여 이루어지는 식각 공정 및 박막 증착 공정 중 어느 하나의 공정을 의미할 수 있다. 상기 식각 공정은 건식 식각 공정일 수 있다. 박막 증착 공정은 에칭에 필요한 박막을 형성하는 공정일 수 있다. 공정 챔버는 복수의 공정 챔버들(260) 중 어느 하나일 수 있다. 여기서, 이송 로봇(310)이 로드록 챔버(22)로부터 공정 챔버로 기판(S)을 이송할 수 있다.
반도체 공정 후, 기판(S)을 로드락 모듈(30)로 이송하고 기판(S)의 진공 분위기를 상압 분위기로 치환할 수 있다(P140). 여기서, 이송 로봇(310)이 공정 챔버로부터 로드락 모듈(30)로 기판(S)을 이송할 수 있다.
단계 P130 및 P140에 있어서, 이송 로봇(310)은 도 1, 도 3 내지 도 5에서 살펴본 복수의 이송 로봇일 수 있다. 즉, 기판(S)은 복수의 이송 로봇에 의해 이송될 수 있다. 여기서, 복수의 이송 로봇은 서로 이격되어 직렬 구조 또는 병렬 구조로 배치된 이송 로봇들일 수 있다. 예를 들어, 복수의 이송 로봇은 수직 방향으로 상부에 배치되는 상부 이송 로봇 및 수직 방향으로 하부에 배치되는 하부 이송 로봇을 포함할 수 있다. 또한, 상부 이송 로봇 및 하부 이송 로봇은 서로 다른 기판(S)을 이송할 수 있다.
상압 분위기로 치환된 기판(S)을 카세트에 제공할 수 있다(P150). 여기서, ATR 로봇(144)이 기판(S)을 로드락 모듈(30)로부터 카세트(18)로 이송할 수 있다.
도 12는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 장치(1)의 효과를 설명하는 그래프이다.
도 12를 참조하면, 가로축은 공정 챔버(Process Chamber: PC)의 개수를 나타내고, 세로축은 시간당 기판의 생산량(Unit Per Hour:UPH)을 나타낸다. 세로축의 단위는 기판의 시간당 생산 개수이다. 점선은 종래의 기판 처리 장치의 기판 생산량에 대한 비교예를 표시하며, 실선은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 생산량에 대한 실험예를 나타낸다.
반도체 진공 설비와 관련된 종래의 기판 처리 장치는 이송 로봇을 복수 개로 배치하지 않았다. 이로 인해, 공정 챔버의 개수가 한 지점을 초과하는 부분부터 기판의 생산량이 일정한 한계점에 도달하였다. 이에 반해, 본 발명의 실험예를 살펴보면, 진공 상태에서 기판을 이송할 수 있는 이송 로봇을 병렬 구조 또는 직렬 구조로 복수개로 배치함으로써, 공정 챔버의 개수가 증가함에 따라, 기판의 생산량 또한 일정하게 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해, 진공 상태에서 기판을 이송할 수 있는 복수의 이송 로봇을 배치함으로써, 기판의 생산성이 향상됨을 알 수 있었다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (20)

  1. 기판을 처리하는 복수의 공정 챔버;
    상기 기판을 이송하고, 제1 이송 챔버 내에 배치되는 제1 이송 로봇;
    상기 기판을 이송하고, 상기 제1 이송 로봇과 이격되어 제2 이송 챔버 내에 배치되는 제2 이송 로봇; 및
    상기 제1 이송 챔버 및 상기 제2 이송 챔버에 인접하게 배치되고, 상기 제1 이송 로봇 및 상기 제2 이송 로봇 중 어느 하나의 이송 로봇으로부터 상기 기판을 전달받는 공유 모듈;을 포함하고,
    상기 제1 이송 챔버 및 상기 제2 이송 챔버 각각의 내부는 진공 상태이고,
    상기 제1 이송 로봇 및 상기 제2 이송 로봇은 진공 상태에서 상기 기판을 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이송 로봇은 상기 복수의 공정 챔버 중 제1 공정이 수행되는 제1 공정 챔버로 기판을 이송하고,
    상기 제2 이송 로봇은 상기 복수의 공정 챔버 중 제2 공정이 수행되는 제2 공정 챔버로 기판을 이송하고,
    상기 제1 공정은 상기 제2 공정과 다른 공정인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이송 로봇은 상기 제2 이송 로봇이 기판을 이송할 수 없는 경우, 상기 제1 공정 챔버 및 상기 제2 공정 챔버 중 어느 하나의 공정 챔버로 상기 기판을 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이송 로봇 및 상기 제2 이송 로봇은,
    수직 방향으로 중첩되어 배치되는 병렬 구조 및 수평 방향으로 중첩되어 배치되는 직렬 구조 중 적어도 어느 하나의 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 공유 모듈은 상기 제1 이송 챔버 및 상기 제2 이송 챔버 사이에 배치되고,
    상기 공유 모듈은 상승 또는 하강을 통하여 상기 제1 이송 로봇 및 제2 이송 로봇 중 어느 하나의 이송 로봇이 상기 제1 이송 로봇 및 상기 제2 이송 로봇 중 다른 하나의 이송로봇으로 기판을 전달할 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판을 이송하고, 제3 이송 챔버 내에 배치되는 제3 이송 로봇을 더 포함하고,
    상기 제1 이송 로봇 및 상기 제2 이송 로봇은 동일한 수직 레벨 상 배치되고,
    상기 제3 이송 로봇은 상기 제1 이송 로봇 및 상기 제2 이송 로봇의 수직 레벨 보다 낮은 수직 레벨에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제3 이송 로봇은 상기 기판을 상기 제1 이송 로봇 및 상기 제2 이송 로봇 중 어느 하나로 전달하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 공유 모듈은 상기 공유 모듈 내 기판을 이동시키는 제1 연결부 및 제2 연결부를 포함하고,
    상기 제1 연결부 및 상기 제2 연결부는 모터에 의해 상승 또는 하강하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 공유 모듈의 내부는 진공 상태로 유지되고,
    상기 공유 모듈은 기 설정된 시간 동안 상기 기판을 보관하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 공유 모듈은 상기 공정 챔버에서 교체를 필요로 하는 에지 링을 진공 상태로 보관하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이송 로봇 및 상기 제2 이송 로봇은 동일한 수직 레벨 상 배치되고,
    상기 제1 이송 로봇의 이송 방향은 상기 제2 이송 로봇의 이송 방향과 서로 평행하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 공유 모듈은 상기 기판을 수직 방향으로 이송하고,
    상기 공유 모듈은 상기 기판을 상기 제1 이송 로봇 및 상기 제2 이송 로봇 중 어느 하나의 이송 로봇으로 전달하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 기판을 수납하는 로드 포트;
    상기 기판의 분위기를 치환하는 로드락 모듈;
    상기 로드 포트와 상기 로드락 모듈 간에 기판을 이송하는 ATR 로봇;
    상기 기판을 처리하는 복수의 공정 챔버;
    상기 복수의 공정 챔버 중 어느 하나의 챔버로 기판을 이송하는 복수의 이송 로봇; 및
    상기 기판의 측면에 배치되는 공유 모듈;을 포함하고,
    상기 로드락 모듈은 상기 ATR 로봇 및 상기 이송 로봇 사이에 배치되고, 상기 기판의 분위기를 상압 분위기 또는 진공 분위기로 치환하고,
    상기 복수의 이송 로봇은 수직 방향으로 상부에 배치되는 상부 이송 로봇 및 상기 수직 방향으로 하부에 배치되는 하부 이송 로봇을 포함하고,
    상기 복수의 이송 로봇은 진공 상태에서 상기 기판을 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 공유 모듈은 상기 공정 챔버로부터 공정이 수행된 기판을 상기 복수의 이송 로봇 중 어느 하나의 이송 로봇으로부터 전달받고,
    상기 기판을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 공유 모듈은 상기 공유 모듈 내 기판을 이동시키는 제1 연결부 및 제2 연결부를 더 포함하고,
    상기 제1 연결부는 상기 기판 상부에 배치되고, 상기 제2 연결부는 상기 기판 하부에 배치되고,
    상기 공유 모듈은 상기 제1 연결부 및 상기 제2 연결부를 이용하여 상승 또는 하강하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 상부 이송 로봇 및 상기 하부 이송 로봇은 상기 공유 모듈로부터 상기 로드락 챔버로 상기 기판을 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  17. 기판을 카세트에 제공하는 단계;
    상기 기판을 상기 카세트에서 로드락 챔버에 이송시키고, 상기 기판의 상압 분위기를 진공 분위기로 치환시키는 단계;
    상기 기판을 공정 챔버로 이송시키고, 반도체 공정을 수행하는 단계;
    상기 반도체 공정 후 상기 기판을 언로드락 챔버로 이송시키고, 상기 기판의 상기 진공 분위기를 상기 상압 분위기로 치환시키는 단계; 및
    상기 기판을 상기 카세트로 반출하는 단계;를 포함하는 기판 처리 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 기판을 공정 챔버로 이송시키는 단계는,
    서로 이격되어 배치되는 복수의 이송 로봇에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 복수의 이송 로봇은 수직 방향으로 상부에 배치되는 상부 이송 로봇 및 상기 수직 방향으로 하부에 배치되는 하부 이송 로봇을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 상부 이송 로봇 및 상기 하부 이송 로봇은 서로 다른 기판을 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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