KR20200026563A - 기판 반송 로봇 및 기판 처리 설비 - Google Patents

기판 반송 로봇 및 기판 처리 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 처리 설비를 제공한다. 본 발명의 기판 처리 설비는 인덱스부; 기판 처리를 수행하는 처리실들이 적층되어 배치되는 공정 처리부; 상기 공정 처리부와 상기 인덱스부 사이에 배치되는 버퍼부를 포함하되; 상기 버퍼부는 버퍼 모듈, 쿨링 모듈, 가열모듈 그리고 상기 버퍼 모듈, 상기 쿨링 모듈 및 상기 가열모듈에 접근 가능한 이동 통로상에 배치되며 서로 다른 재질로 구성된 제1핸드와 제2핸드를 갖는 버퍼 반송 로봇을 포함할 수 있다.

Description

기판 반송 로봇 및 기판 처리 설비{Transfer robot and Apparatus for treating substrate with the robot}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼는 이온주입공정, 막 증착 공정, 확산 공정, 사진식각공정 등과 같은 다수의 공정들을 통해 제조되는데, 이러한 공정들 중에서 웨이퍼에 원하는 패턴을 형성하기 위한 사진식각공정은 식각이나 이온이 주입될 부위와 보호될 부위를 선택적으로 정의하기 위하여 소정의 패턴을 웨이퍼 위에 형성하는 것으로, 웨이퍼 상에 포토레지스트를 떨어뜨린 후 고속으로 회전시켜 웨이퍼 위에 소정 두께로 포토레지스트 층이 형성되도록 하는 도포공정과, 포토레지스트 층이 형성된 웨이퍼와 마스크를 정렬시킨 후 자외선과 같은 빛이 마스트를 통해 웨이퍼 상의 포토레지스트 층에 조사되도록 하여 마스크 또는 레티클의 패턴이 웨이퍼에 옮겨지도록 하는 노광공정과, 노광공정이 완료된 포토레지스트 층을 현상하여 원하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 현상공정으로 이루어진다.
또한, 사진식각공정에는 웨이퍼를 소정 온도하에서 굽는 베이킹 공정이 포함된다. 베이킹 공정으로는 도포공정이 이루어지기 전에 웨이퍼에 흡착된 수분을 제거하기 위한 프리 베이킹 공정과, 포토레지스트를 도포한 후 포토레지스트 층을 건조시켜 포토레지스트 층이 웨이퍼의 표면에 고착되게 하는 소프트 베이킹 공정과, 노광공정 후에 포토레지스트 층을 가열하는 노광 후 베이팅 단계와, 현상공정에 의해 형성된 패턴이 웨이퍼 상에 견고하게 부착되도록 하는 하드 베이킹 공정을 포함한다.
이러한 사진 공정을 진행하는 설비에서는 다수의 반송 로봇이 사용되며, 각각의 반송 로봇은 동일한 형태의 핸드를 사용하고 있고 있다.
한국공개특허 10-2015-0103316 (2015.09.09)
본 발명의 일 과제는, 사용환경에 따라 유리한 소재의 핸드를 사용할 수 있는 기판 반송 로봇 및 기판 처리 설비를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 과제는, 장단점이 다른 각각의 다른 재질로 구성된 핸드를 갖는 기판 반송 로봇 및 기판 처리 설비를 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 인덱스부; 기판 처리를 수행하는 처리실들이 적층되어 배치되는 공정 처리부; 상기 공정 처리부와 상기 인덱스부 사이에 배치되는 버퍼부를 포함하되; 상기 버퍼부는 버퍼 모듈, 쿨링 모듈, 가열모듈 그리고 상기 버퍼 모듈, 상기 쿨링 모듈 및 상기 가열모듈에 접근 가능한 이동 통로상에 배치되며 서로 다른 재질로 구성된 제1핸드와 제2핸드를 갖는 버퍼 반송 로봇을 포함하는 기판 처리 설비가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1핸드는 알루미늄 재질로 이루어지고, 상기 제2핸드는 세라믹 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제 1 핸드 및 상기 제 2 핸드는 서로 상하 방향으로 배열될 수 있다.
또한, 상기 제2핸드는 상기 제1핸드 아래에 배치될 수 있다.
또한, 상기 기판 반송 유닛의 반송 동작을 제어하는 반송 제어부를 포함하되; 상기 반송 제어부는 상기 버퍼 모듈, 상기 쿨링 모듈 및 상기 가열모듈 각각에서의 기판 반송시 기판의 가열 유무에 따라 상기 제1핸드와 상기 제2핸드를 선택적으로 사용하도록 상기 기판 반송 유닛을 제어할 수 있다.
또한, 상기 반송 제어부는 상기 가열 모듈로부터 기판 반입/반출은 상기 제2핸드에 의해 수행되도록 그리고 상기 쿨링 모듈로부터 기판 반입/반출은 상기 제1핸드에 의해 수행되도록 그리고 상기 버퍼 모듈로부터 기판 반입/반출은 상기 제1핸드와 상기 제2핸드 중 어느 하나에 의해 수행되도록 상기 기판 반송 유닛을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제1핸드는 기판의 직경보다 큰 내경을 갖고 원주의 일부가 절곡된 환형의 링 형상을 갖는 베이스; 및 상기 베이스로부터 그 내측으로 연장되고 기판의 가장자리 영역을 지지하는 복수개의 지지돌기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2핸드는 한 쌍의 핑거부가 형성된 블레이드 본체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 버퍼 모듈은 고정 타입의 기판 지지핀들을 포함하고, 상기 가열 모듈은 업/다운 타입의 기판 지지핀들을 포함하며, 상기 쿨링 모듈은 기판이 직접 놓여지는 냉각 플레이트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 버퍼 모듈은 상기 인덱스부와 상기 버퍼부 간의 기판 반송에 사용되도록 배치되는 제1버퍼 모듈; 및 상기 버퍼부와 상기 공정 처리부 간의 기판 반송에 사용되도록 배치되는 제1버퍼 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 버퍼 모듈은 상기 인덱스부와 상기 버퍼부 간의 기판 반송과 상기 버퍼부와 상기 공정 처리부 간의 기판 반송에 모두 사용되도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 공정 처리부는 도포 공정 처리를 수행하기 위한 도포부와, 현상 공정 처리를 수행하기 위한 현상부가 층으로 구획되도록 적층되어 배치되고, 상기 버퍼 모듈과 상기 가열 모듈은 상기 도포부와 동일 높이에 배치되고, 상기 쿨링 모듈은 상기 현상부와 동일 높이에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 각각 독립적으로 구동 가능한 그리고 사용 환경에 따라 선택적으로 사용 가능한 제1핸드 및 제2핸드를 포함하되, 상기 제1핸드와 상기 제2핸드는 서로 다른 재질로 구성된 기판 반송 로봇이 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1핸드는 기판의 직경보다 큰 내경을 갖고 원주의 일부가 절곡된 환형의 링 형상을 갖는 베이스; 및 상기 베이스로부터 그 내측으로 연장되고 기판의 가장자리 영역을 지지하는 복수개의 지지돌기를 포함하고, 상기 제2핸드는 한 쌍의 핑거부가 형성된 블레이드 본체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 베이스는 알루미늄 재질로 이루어지고, 상기 블레이드 본체는 세라믹 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1핸드는 상온 상태의 기판을 반송하는데 사용되고, 상기 제2핸드는 고온 환경에서의 기판 반송에 하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 가열 모듈에서의 기판 반송시에는 세라믹 소재의 제2핸드를 사용하여 고온의 기판을 반송하더라도 열변형 없이 기판 반송이 가능하고, 상온 상태의 기판 반송시에는 알루미늄 소재의 제1핸드를 사용하여 외부 충격에 의한 파손 등으로 다른 구조물에 영향을 주게 되는 사고를 방지할 수 있는 각별한 효과를 갖는다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 버퍼부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 가열 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 제1버퍼 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 4에 도시된 쿨링 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 4에 도시된 버퍼 반송 로봇을 보여주는 도면이다.
도 9는 제1핸드를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 제2핸드를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 반송 제어부를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 변형예에 따른 버퍼부를 보여주는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "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 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 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.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)를 개략적으로 보여주는 도면으로, 도 1은 기판 처리 장치(1)를 상부에서 바라본 도면이고, 도 2는 도 1의 장치(1)를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 3은 도 1의 기판 처리 장치(1)를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판 처리 설비(1000)는 인덱스부(10), 공정 처리부(40), 버퍼부(30) 그리고 인터페이스부(50)를 포함할 수 있다.
인덱스부(10), 버퍼부(30), 공정 처리부(40) 그리고 인터페이스부(50)는 일렬로 배치될 수 있다. 이하, 인덱스부(10), 버퍼부(30), 공정 처리부(40) 그리고 인터페이스부(50)가 배열된 방향을 제 1 방향이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제 1 방향의 수직인 방향을 제 2 방향이라 하며, 제 1 방향과 제2 방향을 포함한 평면에 수직인 방향을 제 3 방향이라 정의한다.
기판(W)은 용기(16) 내에 수납된 상태로 이동된다. 이때 용기(16)는 외부로부터 밀폐될 수 있는 구조를 가진다. 예컨대, 용기(16)로는 전방에 도어를 가지는 전면 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod; FOUP)가 사용될 수 있다.
이하 도 1 내지 도 3을 참조하여, 각각의 구성에 대해서 상세히 설명한다.
(인덱스부)
인덱스부(10)는 기판 처리 설비(1000)의 제 1 방향의 전방에 배치된다. 일 예로, 인덱스부(10)는 4개의 로드 포트(12) 및 1개의 인덱스 로봇(13)을 포함할 수 있다.
4개의 로드 포트(12)는 제 1 방향으로 인덱스부(10)의 전방에 배치된다. 로드 포트(12)는 복수 개가 제공되며, 이들은 제 2 방향을 따라 배치된다. 로드 포트(12)의 개수는 기판 처리 설비(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 로드 포트(12)들에는 공정에 제공될 기판(W) 및 공정처리가 완료된 기판(W)이 수납된 용기(16)(예컨대, 카세트, FOUP등)가 안착된다.
인덱스 로봇(13)은 로드 포트(12)와 이웃하여 제 1 방향으로 배치된다. 인덱스 로봇(13)은 로드 포트(12)와 버퍼부(30) 사이에 설치된다. 인덱스 로봇(13)은 버퍼부(30)와 로드 포트(12) 간에 기판을 이송한다. 버퍼부(30)의 버퍼 모듈에 대기하는 기판(W)을 용기(16)로 이송하거나, 용기(16)에서 대기하는 기판(W)을 버퍼부(30)의 버퍼 모듈로 이송한다.
(공정처리부)
공정 처리부(40)에서는 노광 공정 전에 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 공정과 노광 공정 후에 기판(W)을 현상하는 공정이 진행될 수 있다.
공정 처리부(40)는 도포 처리부(401)와 현상 처리부(402)을 가진다. 도포 처리부(401)와 현상 처리부(402)는 서로 간에 층으로 구획되도록 배치될 수 있다. 일 예에 의하면, 도포 처리부(401)는 현상 처리부(402)의 상부에 위치될 수 있다. 그러나, 이와 달리, 처리가 이루어지는 기판의 종류 및 처리 공정에 따라 각 처리부의 위치 및 각 처리부에 제공되는 프로세스 모듈의 종류는 이와 상이할 수 있다.
도포 처리부(401)는 웨이퍼(W)에 대해 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정 및 레지스트 도포 공정 전후에 웨이퍼(W)에 대해 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 도포 처리부(401)는 레지스트 도포 챔버(410), 베이크 챔버(420), 그리고 반송 챔버(430)를 포함할 수 있다.
레지스트 도포 챔버(410), 반송 챔버(430) 그리고 베이크 챔버(420)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 따라서 레지스트 도포 챔버(410)와 베이크 챔버(420)는 반송 챔버(430)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치될 수 있다. 레지스트 도포 챔버(410)는 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다. 도면에서는 9개의 레지스트 도포 챔버(410)가 제공된 예가 도시되었으나 이에 한정되는 것은 아니다. 베이크 챔버(420)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다. 도면에서는 6개의 베이크 챔버(420)가 제공된 예가 도시되었으나 이에 한정되는 것은 아니다.
반송 챔버(430)는 버퍼부(30)의 제 1 버퍼(320)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(430) 내에는 도포부 로봇(432)과 가이드 레일(433)이 위치된다. 반송 챔버(430)는 대체로 직사각의 형상을 가진다. 도포부 로봇(432)은 베이크 챔버들(420), 레지스트 도포 챔버들(400), 버퍼부(300)의 제 1 버퍼(320), 그리고 후술하는 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 1 냉각 챔버(520) 간에 웨이퍼(W)를 이송한다. 가이드 레일(433)은 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(433)은 도포부 로봇(432)이 제 1 방향(12)으로 직선 이동되도록 안내한다. 도포부 로봇(432)은 핸드(434)를 포함하며, 이 핸드(434)는 버퍼 반송 로봇의 제1핸드와 동일한 형태일 수 있다.
레지스트 도포 챔버들(410)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 레지스트 도포 챔버(410)에서 사용되는 포토 레지스트의 종류는 서로 상이할 수 있다. 일 예로서 포토 레지스트로는 화학 증폭형 레지스트(chemical amplification resist)가 사용될 수 있다. 레지스트 도포 챔버(410)는 웨이퍼(W) 상에 포토 레지스트를 도포한다. 레지스트 도포 챔버(410)는 하우징(411), 지지 플레이트(412), 그리고 노즐(413)을 가진다. 하우징(411)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(412)는 하우징(411) 내에 위치되며, 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지 플레이트(412)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(413)은 지지 플레이트(412)에 놓인 웨이퍼(W) 상으로 포토 레지스트를 공급한다. 노즐(413)은 원형의 관 형상을 가지고, 웨이퍼(W)의 중심으로 포토 레지스트를 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(413)은 웨이퍼(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(413)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 추가적으로 레지스트 도포 챔버(410)에는 포토 레지스트가 도포된 웨이퍼(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 수 있다.
베이크 챔버(420)는 웨이퍼(W)를 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(420)은 포토 레지스트를 도포하기 전에 웨이퍼(W)를 소정의 온도로 가열하여 웨이퍼(W) 표면의 유기물이나 수분을 제거하는 프리 베이크(prebake) 공정이나 포토레지스트를 웨이퍼(W) 상에 도포한 후에 행하는 소프트 베이크(soft bake) 공정 등을 수행하고, 각각의 가열 공정 이후에 웨이퍼(W)를 냉각하는 냉각 공정 등을 수행한다. 베이크 챔버(420)는 냉각 플레이트(421) 또는 가열 플레이트(422)를 가진다. 냉각 플레이트(421)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(423)이 제공된다. 또한 가열 플레이트(422)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(424)이 제공된다. 냉각 플레이트(421)와 가열 플레이트(422)는 하나의 베이크 챔버(420) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 챔버(420)들 중 일부는 냉각 플레이트(421)만을 구비하고, 다른 일부는 가열 플레이트(422)만을 구비할 수 있다.
현상 모듈(402)은 웨이퍼(W) 상에 패턴을 얻기 위해 현상액을 공급하여 포토 레지스트의 일부를 제거하는 현상 공정, 및 현상 공정 전후에 웨이퍼(W)에 대해 수행되는 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 현상모듈(402)은 현상 챔버(460), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)를 가진다. 현상 챔버(460), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 현상 챔버(460)와 베이크 챔버(470)는 반송 챔버(480)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 현상 챔버(460)는 복수개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 현상 챔버(460)가 제공된 예가 도시되었다. 베이크 챔버(470)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 챔버(470)가 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 챔버(470)는 더 많은 수로 제공될 수 있다.
반송 챔버(480)는 버퍼부(300)의 제 2 버퍼(330)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(480) 내에는 현상부 로봇(482)과 가이드 레일(483)이 위치된다. 반송 챔버(480)는 대체로 직사각의 형상을 가진다. 현상부 로봇(482)은 베이크 챔버들(470), 현상 챔버들(460), 버퍼부(300)의 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350), 그리고 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540) 간에 웨이퍼(W)를 이송한다. 가이드 레일(483)은 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(483)은 현상부 로봇(482)이 제 1 방향(12)으로 직선 이동되도록 안내한다. 현상부 로봇(482)은 핸드(484)를 포함한다. 이 핸드(484)는 버퍼 반송 로봇의 제1핸드와 동일한 형태일 수 있다.
현상 챔버들(460)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 현상 챔버(460)에서 사용되는 현상액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 현상 챔버(460)는 웨이퍼(W) 상의 포토 레지스트 중 광이 조사된 영역을 제거한다. 이때, 보호막 중 광이 조사된 영역도 같이 제거된다. 선택적으로 사용되는 포토 레지스트의 종류에 따라 포토 레지스트 및 보호막의 영역들 중 광이 조사되지 않은 영역만이 제거될 수 있다.
현상 챔버(460)는 하우징(461), 지지 플레이트(462), 그리고 노즐(463)을 가진다. 하우징(461)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(462)는 하우징(461) 내에 위치되며, 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지 플레이트(462)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(463)은 지지 플레이트(462)에 놓인 웨이퍼(W) 상으로 현상액을 공급한다. 노즐(463)은 원형의 관 형상을 가지고, 웨이퍼(W)의 중심으로 현상액 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(463)은 웨이퍼(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(463)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 현상 챔버(460)에는 추가적으로 현상액이 공급된 웨이퍼(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(464)이 더 제공될 수 있다.
베이크 챔버(470)는 웨이퍼(W)를 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(470)은 현상 공정이 수행되기 전에 웨이퍼(W)를 가열하는 포스트 베이크 공정 및 현상 공정이 수행된 후에 웨이퍼(W)를 가열하는 하드 베이크 공정 및 각각의 베이크 공정 이후에 가열된 기판을 냉각하는 냉각 공정 등을 수행한다. 베이크 챔버(470)는 냉각 플레이트(471) 또는 가열 플레이트(472)를 가진다. 냉각 플레이트(471)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(473)이 제공된다. 또는 가열 플레이트(472)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(474)이 제공된다. 냉각 플레이트(471)와 가열 플레이트(472)는 하나의 베이크 챔버(470) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 챔버(470)들 중 일부는 냉각 플레이트(471)만을 구비하고, 다른 일부는 가열 플레이트(472)만을 구비할 수 있다.
상술한 바와 같이 공정 처리부(40)에서 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 서로 간에 분리되도록 제공 된다. 또한, 상부에서 바라볼 때 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 동일한 챔버 배치를 가질 수 있다.
(인터페이스부)
인터페이스부(50)는 공정 처리부(40)와 노광 장치(90) 간에 기판을 이송한다. 인터페이스부(50)는 인터페이스 로봇(510) 및 기판이 일시적으로 대기하는 버퍼 모듈(520)들이 제공될 수 있다.
(버퍼부)
도 4는 버퍼부를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 버퍼부(30)는 인덱스부(10)와 공정 처리부(40) 사이에 위치된다. 버퍼부(30)는 버퍼 모듈(310), 쿨링 모듈(320), 가열 모듈(330) 그리고 버퍼 반송 로봇(340)을 포함할 수 있다.
버퍼 모듈(310)은 인덱스부(10)와 버퍼부(30) 간의 기판 반송에 사용되도록 배치되는 제1버퍼 모듈(310-1)과, 버퍼부(30)와 공정 처리부(40) 간의 기판 반송에 사용되도록 배치되는 제2버퍼 모듈(310-2)을 포함할 수 있다.
제1버퍼 모듈(310-1)은 인덱스부(10)의 인덱스 로봇(13)이 접근 가능한 높이(동일 높이)에 배치되고, 제2버퍼 모듈(310-2)은 도포 처리부(401)의 로봇(432)이 접근 가능한 높이(동일 높이)에 배치될 수 있으며, 쿨링 모듈(320)은 현상 처리부의 로봇(482)이 접근 가능한 높이(동일 높이)에 배치될 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 가열 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 가열 모듈(330)은 가열 플레이트(332)와 업/다운 타입의 기판 지지핀(334)들을 포함할 수 있다. 업/다운 타입의 기판 지지핀(334)들은 반도체 분야에서 일반적으로 사용되는 리프트 핀 어셈블리이며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 가열 모듈(330)은 인덱스부(10)에서 공정 처리부(40)로 기판을 반입하기 전에 열처리하는 베이크 공정(예를 들면, CLPH,PEB))을 수행할 수 있다.
도 6은 도 4에 도시된 제1버퍼 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 제1버퍼 모듈(310-1)은 베이스 플레이트(312)와 고정 타입의 기판 지지핀(314)들을 포함할 수 있다. 기판 지지핀(314)들이 설치된 베이스 플레이트(312)들은 다단으로 적층 배치될 수 있다.
도 7은 도 4에 도시된 쿨링 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 쿨링 모듈(320)은 수냉식 냉각 플레이트(WCP;이하 냉각 플레이트라고 함)(322)를 포함할 수 있다. 냉각 플레이트(322)에는 기판이 직접 놓여진다. 냉각 플레이트(322)에는 기판(W)이 놓여진다. 냉각 플레이트(322)는 내부에 냉각 부재(미도시됨)를 제공한다. 냉각 부재는 냉각 플레이트(322)에 놓인 기판(W)을 냉각 할 수 있는 냉각 유로를 포함할 수 있다. 냉각 플레이트(322)는 상부에서 바라볼 때, 원형의 형상으로 제공된다. 냉각 플레이트(322)는 기판(W)과 상응하는 크기로 제공될 수 있다. 냉각 플레이트(322)에는 홀들이 형성될 수 있다. 홀들은 냉각 플레이트(322) 상에 기판(W)이 놓일 시 통풍을 통한 자연 냉각을 위해 제공될 수 있다. 냉각 플레이트(322)는 복수개 제공된다. 각각의 냉각 플레이트(322)는 적층되며 이격되어 위치한다. 각각의 냉각 플레이트(322)는 지지블럭(324)에 고정결합된다. 각각의 냉각 플레이트(322)는 서로 동일한 크기로 제공될 수 있다. 각각의 냉각 플레이트(322)는 서로 동일한 높이로 이격되어 제공될 수 있다.
도시하지 않았지만, 제2버퍼 모듈(310-2)은 냉각 플레이트와 업/다운 타입의 기판 지지핀들을 포함할 수 있으며, 기판은 업/다운 타입의 기판 지지핀들에 의해 냉각 플레이트에 로딩 언로딩 될 수 있다.
도 8은 도 4에 도시된 버퍼 반송 로봇을 보여주는 도면이고, 도 9는 제1핸드를 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 제2핸드를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 버퍼 반송 로봇(340)은 받침대(342), 지지 축(344), 베이스(346), 제 1 핸드(350), 제 2 핸드(360) 및 반송 제어부(370)를 포함한다.
받침대(342)는 일방향으로 이동 가능할 수 있다. 지지 축(344)은 받침대(342)에 고정 결합된다. 베이스(346)는 지지 축(344)의 상면에 위치된다. 베이스(346)는 축 회전이 가능하도록 지지 축(344)에 결합될 수 있다. 베이스(346)는 지지 축(344)에 대해 제3방향(16)을 중심으로 축 회전될 수 있다. 베이스(346)는 대체로 직육면체 형상을 가지도록 제공된다. 베이스(346)는 그 길이방향이 수평방향을 향하도록 제공된다.
제 1 핸드(350) 및 제 2 핸드(360)는 베이스(3460) 상에 설치되어 전진 또는 후진 방향으로 이동 가능하도록 제공된다. 제 1 핸드(350)는 제 2 핸드(360) 보다 위에 위치될 수 있다. 구동부재(미도시)는 제 1 핸드(350) 및 제 2 핸드(360)를 전진 또는 후진 이동시킨다.
제 1 핸드(350)와 제 2 핸드(360)는 서로 다른 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어 제 1 핸드(350)는 가공이 비교적 수월하고 외부 충격에 쉽게 파손되지 않는 재질을 포함하고, 제 2 핸드(360)는 제 1 핸드(350)의 재질에 비해 비교적 고온의 환경에서 사용이 가능하며 핸드의 두께를 최소화할 수 있는 재질을 포함할 수 있다. 바람직하게, 제 1 핸드(350)는 알루미늄 재질을 포함하고, 제 2 핸드(360)는 세라믹 재질을 포함할 수 있다.
상기와 같이, 서로 다른 재질로 구성된 2개의 핸드를 갖는 버퍼 반송 로봇은 일반적인 반송 환경에서는 제1핸드를 사용하여 기판을 반송한다. 그리고 특수한 경우에는 제2핸드를 사용하여 기판을 반송한다. 예를 들어, 버퍼 반송 로봇이 제2핸드 타입으로만 구성될 경우, 플레이트 형태의 버퍼에는 기판을 전달할 수 없고, 리프트 핀 타입의 버퍼를 배치해야 한다. 하지만, 쿨링 모듈의 경우 플레이트 형태의 버퍼 구조를 갖고 있기 때문에 쿨링 모듈을 리프트 핀 타입으로 변경해야 하는 문제점이 발생된다.(리프트 핀의 업다운 공간을 확보해야 하기 때문에 쿨링 모듈이 비약적으로 커짐) 그러나, 본 발명은 서로 다른 타입의 핸드를 구비하고 있어서 쿨링 모듈을 변경하지 않고 필요에 따라 선택적으로 가장 적합한 타입의 핸드를 사용할 수 있다.
도 9에서와 같이, 제 1 핸드(350)는 기판의 직경보다 큰 내경을 갖고 원주의 일부가 절곡된 환형의 링 형상을 갖는 프레임(352)과 프레임(352)로부터 그 내측으로 연장되고 기판의 가장자리 영역을 지지하는 복수개의 지지돌기(354)를 포함할 수 있다. 지지돌기(354)에는 진공 흡착 패드(356)가 제공된다. 제 1 핸드 타입은 리프트 핀이 구비된 모듈에서의 기판 반송이 가능할 뿐만 아니라 도 7에서와 같이 쿨링 모듈에서도 기판을 직접 플레이트에 올려놓을 수 있다. 다만, 제 1 핸드는 고온의 환경에 놓이게 되면 알루미늄 변형이 일어나 정밀하게 기판을 반송할 수 없기 때문에 고온의 환경에서는 세라믹 소재의 제 2 핸드를 사용하면 된다.
도 10에서와 같이, 제 2 핸드(360)는 한 쌍의 핑거부(362)가 형성된 블레이드 본체(364)를 포함할 수 있다. 블레이드 본체(364)의 상면에는 3개의 진공 흡착 패드(366)가 설치될 수 있다. 제 2 핸드(360)는 블레이드 타입이라 하며, 이러한 블레이드 타입의 핸드는 리프트 핀이 구비된 모듈에서만 기판 로딩/언로딩이 가능하며, 도 7에서와 같은 쿨링 모듈에서는 기판 반송이 불가능하다. 한편, 세라믹 소재의 제 2 핸드는 두께를 얇게 가공할 수 있고, 고온의 환경에서도 변형이 거의 없기 때문에 가열 모듈에서의 기판 반송에 적합하다.
반송 제어부(370)는 기판 반송 유닛(340)의 반송 동작을 제어한다. 일 실시 예에 따르면, 반송 제어부(370)는 구동부재(미도시됨)를 제어한다. 반송 제어부(370)는 제 1 핸드(350) 및 제 2 핸드(360)가 기판을 픽업 또는 플레이스 다운할 때, 홈 위치에 있는 제 1 핸드(350) 및 제 2 핸드(360)를 설정 위치로 이동시키고, 이를 다시 후진시켜 홈 위치로 이동시킨다.
도 11을 참조하면, 반송 제어부(370)는 제1,2버퍼 모듈(310-1,310-2), 쿨링 모듈(320) 및 가열모듈(330) 각각에서의 기판 반송시 기판의 가열 유무(반송 환경의 온도)에 따라 제 1 핸드(350)와 제 2 핸드(360)를 선택적으로 사용하도록 기판 반송 유닛(340)을 제어할 수 있다. 바람직하게, 반송 제어부(370)는 가열 모듈(330)로부터 기판 반입/반출은 고온의 환경에 노출되기 때문에 세라믹 소재인 제 2 핸드(360)에 의해 수행되도록 제어할 수 있다. 그리고 반송 제어부(370)는 쿨링 모듈(320)로부터 기판 반출은 제 1 핸드(350)에 의해 수행되도록 제어할 수 있다. 그리고 반송 제어부(370)는 제1,2버퍼 모듈(310-1,310-2)로부터 기판 반입/반출은 제 1 핸드(350)와 제 2 핸드(360) 중 어느 하나에 의해 수행되도록 기판 반송 유닛을 제어할 수 있으나, 기판이 가열 모듈로 반송되는 경우에는 제2핸드에 ㅇ의해 수행되도록 제어하는 것이 바람직하다.
도 12는 변형예에 따른 버퍼부를 보여주는 도면이다.
도 12를 참조하면, 변형예에 따른 버퍼부(30a)는 버퍼 모듈(310a), 쿨링 모듈(도면 편의상 생략됨), 가열 모듈(330a) 그리고 버퍼 반송 로봇(340a)을 포함하며, 이들은 도 1에 도시된 버퍼부(30)의 구성들과 대체로 유사한 구성과 기능으로 제공됨으로, 이하에서는 차이점을 위주로 변형예를 설명하기로 한다.
본 변형예에서 버퍼부(30a)는 인덱스부(10)와 공정 처리부(40) 사이에 하나의 버퍼 모듈(310a)이 배치된 형태로 제공될 수 있다. 이처럼, 버퍼부(30a)는 공정 처리가 이루어지는 기판의 종류 및 처리 공정에 따라 버퍼 모듈의 위치 및 개수는 변경될 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 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 인덱스부 30 : 버퍼부
40 : 공정 처리부 50 : 인터페이스부
310 : 버퍼 모듈 320 : 쿨링 모듈
330 : 가열 모듈 340 : 버퍼 반송 로봇

Claims (16)

  1. 인덱스부;
    기판 처리를 수행하는 처리실들이 적층되어 배치되는 공정 처리부;
    상기 공정 처리부와 상기 인덱스부 사이에 배치되는 버퍼부를 포함하되;
    상기 버퍼부는
    버퍼 모듈, 쿨링 모듈, 가열모듈 그리고 상기 버퍼 모듈, 상기 쿨링 모듈 및 상기 가열모듈에 접근 가능한 이동 통로상에 배치되며 서로 다른 재질로 구성된 제1핸드와 제2핸드를 갖는 버퍼 반송 로봇을 포함하는 기판 처리 설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1핸드는 알루미늄 재질로 이루어지고,
    상기 제2핸드는 세라믹 재질로 이루어지는 기판 처리 설비.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 핸드 및 상기 제 2 핸드는 서로 상하 방향으로 배열되는 기판 처리 설비.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2핸드는 상기 제1핸드 아래에 배치되는 기판 처리 설비.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 반송 유닛의 반송 동작을 제어하는 반송 제어부를 포함하되;
    상기 반송 제어부는
    상기 버퍼 모듈, 상기 쿨링 모듈 및 상기 가열모듈 각각에서의 기판 반송시 기판의 가열 유무에 따라 상기 제1핸드와 상기 제2핸드를 선택적으로 사용하도록 상기 기판 반송 유닛을 제어하는 기판 처리 설비.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 반송 제어부는
    상기 가열 모듈로부터 기판 반입/반출은 상기 제2핸드에 의해 수행되도록 그리고 상기 쿨링 모듈로부터 기판 반입/반출은 상기 제1핸드에 의해 수행되도록 그리고 상기 버퍼 모듈로부터 기판 반입/반출은 상기 제1핸드와 상기 제2핸드 중 어느 하나에 의해 수행되도록 상기 기판 반송 유닛을 제어하는 기판 처리 설비.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1핸드는
    기판의 직경보다 큰 내경을 갖고 원주의 일부가 절곡된 환형의 링 형상을 갖는 베이스; 및
    상기 베이스로부터 그 내측으로 연장되고 기판의 가장자리 영역을 지지하는 복수개의 지지돌기를 포함하는 기판 처리 설비.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2핸드는
    한 쌍의 핑거부가 형성된 블레이드 본체를 포함하는 기판 처리 설비.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 버퍼 모듈은 고정 타입의 기판 지지핀들을 포함하고,
    상기 가열 모듈은 업/다운 타입의 기판 지지핀들을 포함하며,
    상기 쿨링 모듈은 기판이 직접 놓여지는 냉각 플레이트를 포함하는 기판 처리 설비.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 버퍼 모듈은 상기 인덱스부와 상기 버퍼부 간의 기판 반송에 사용되도록 배치되는 제1버퍼 모듈; 및
    상기 버퍼부와 상기 공정 처리부 간의 기판 반송에 사용되도록 배치되는 제1버퍼 모듈을 포함하는 기판 처리 설비.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 버퍼 모듈은 상기 인덱스부와 상기 버퍼부 간의 기판 반송과 상기 버퍼부와 상기 공정 처리부 간의 기판 반송에 모두 사용되도록 배치되는 기판 처리 설비.
  12. 제 5 항에 있어서,
    상기 공정 처리부는 도포 공정 처리를 수행하기 위한 도포부와, 현상 공정 처리를 수행하기 위한 현상부가 층으로 구획되도록 적층되어 배치되고,
    상기 버퍼 모듈과 상기 가열 모듈은 상기 도포부와 동일 높이에 배치되고,
    상기 쿨링 모듈은 상기 현상부와 동일 높이에 배치되는 기판 처리 설비.
  13. 각각 독립적으로 구동 가능한 그리고 사용 환경에 따라 선택적으로 사용 가능한 제1핸드 및 제2핸드를 포함하되,
    상기 제1핸드와 상기 제2핸드는 서로 다른 재질로 구성된 기판 반송 로봇.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1핸드는
    기판의 직경보다 큰 내경을 갖고 원주의 일부가 절곡된 환형의 링 형상을 갖는 베이스; 및
    상기 베이스로부터 그 내측으로 연장되고 기판의 가장자리 영역을 지지하는 복수개의 지지돌기를 포함하고,
    상기 제2핸드는
    한 쌍의 핑거부가 형성된 블레이드 본체를 포함하는 기판 반송 로봇.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 베이스는 알루미늄 재질로 이루어지고,
    상기 블레이드 본체는 세라믹 재질로 이루어지는 기판 반송 로봇.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1핸드는 상온 상태의 기판을 반송하는데 사용되고,
    상기 제2핸드는 고온 환경에서의 기판 반송에 하는데 사용되는 기판 반송 로봇.
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