KR100749546B1 - Apparatus for transfering substrates, apparatus for treating substrates and method for cooling substrates using the same - Google Patents

Apparatus for transfering substrates, apparatus for treating substrates and method for cooling substrates using the same Download PDF

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KR100749546B1 KR1020060062663A KR20060062663A KR100749546B1 KR 100749546 B1 KR100749546 B1 KR 100749546B1 KR 1020060062663 A KR1020060062663 A KR 1020060062663A KR 20060062663 A KR20060062663 A KR 20060062663A KR 100749546 B1 KR100749546 B1 KR 100749546B1
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장용수
양준혁
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세메스 주식회사
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Abstract

A transfer apparatus for a semiconductor substrate, a substrate processing apparatus, and a method for controlling a temperature of the substrate using the same are provided to increase efficiency of a process by installing a cooling system in the substrate transfer apparatus. Operation of a driving unit is controlled by a robot arm. An arm blade(630) is connected to the robot arm, and sprays a gas between substrates in such a way that a flow direction of the gas faces an edge of the substrate. The substrates are supported by pressure differences between a rear center portion and the edge of the substrate, and a temperature of the substrate is adjusted by the gas. The arm blade is provided with a gas line forming a gas path in an inside thereof.

Description

반도체 기판의 이송 장치, 기판 처리 장치, 그리고 이를 이용한 기판의 온도 제어 방법{APPARATUS FOR TRANSFERING SUBSTRATES, APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATES AND METHOD FOR COOLING SUBSTRATES USING THE SAME}A substrate transfer apparatus, a substrate processing apparatus, and a substrate temperature control method using the same {APPARATUS FOR TRANSFERING SUBSTRATES, APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATES AND METHOD FOR COOLING SUBSTRATES USING THE SAME}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적 구성도,1 is a schematic configuration diagram of a substrate processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;

도 2는 도 1에 도시된 기판 이송 장치의 개략적 사시도,2 is a schematic perspective view of the substrate transfer apparatus shown in FIG. 1;

도 3은 도 2에 도시된 아암 블레이드의 개략적 평면도,3 is a schematic plan view of the arm blade shown in FIG.

도 4는 도 3의 A-A' 선에 따른 개략적 단면도,4 is a schematic cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 3;

도 5는 본 발명에 따른 기판 이송 장치의 동작 상태를 설명하기 위해 도시해 보인 개략적 단면도이다.5 is a schematic cross-sectional view shown for explaining the operating state of the substrate transfer apparatus according to the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100 : 로드 포트 200 : 기판 이송 모듈100: load port 200: substrate transfer module

300 : 로드락 챔버 400 : 공정 챔버300: load lock chamber 400: process chamber

500 : 트랜스퍼 챔버 600 : 기판 이송 장치500: transfer chamber 600: substrate transfer device

610 : 구동부 620 : 로봇 아암610: drive unit 620: robot arm

630 : 아암 블레이드 632 : 가스 라인630: Arm Blade 632: Gas Line

634 : 가스 분사구 636 : 냉각 가스 공급원634: gas injection port 636: cooling gas supply source

637 : 가스 공급관 638 : 밸브637: gas supply pipe 638: valve

639 : 펌프639 pump

본 발명은 반도체 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 제조 설비 내에서 기판을 이송하는 장치 및 이를 이용한 기판의 온도 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus and method, and more particularly, to a device for transferring a substrate in a semiconductor manufacturing facility and a temperature control method of a substrate using the same.

일반적으로 반도체 디바이스는 기판상에 여러 가지 물질을 박막 형태로 증착하고 이를 패터닝하여 제조된다. 이를 위하여 증착 공정, 식각 공정, 세정 공정 및 건조 공정 등 여러 단계의 서로 다른 공정이 요구된다. 각각의 공정에서 기판은 해당 공정의 진행에 최적의 조건을 제공하는 공정 챔버에 장착되어 처리된다. Generally, semiconductor devices are manufactured by depositing and patterning various materials on a substrate in a thin film form. To this end, different steps of different processes such as a deposition process, an etching process, a cleaning process, and a drying process are required. In each process, the substrate is mounted and processed in a process chamber that provides optimum conditions for the progress of the process.

근래에는 반도체 디바이스의 미세화 및 고집적화에 따라 공정의 고정밀도화, 복잡화, 기판의 대구경화 등이 요구되고 있으며, 복합 공정의 증가나 매엽식화에 수반되는 스루풋(Throughput)의 향상이라는 관점에서 반도체 디바이스 제조 공정을 일괄 처리할 수 있는 클러스터 타입의 반도체 제조 장치가 주목을 받고 있다.In recent years, as semiconductor devices become more sophisticated and highly integrated, process precisions, complexity, and substrate sizing are required, and the semiconductor device manufacturing process is improved from the viewpoint of the increase in the throughput associated with the increase in the number of complex processes and sheeting. A cluster type semiconductor manufacturing apparatus which can process a batch is attracting attention.

클러스터 타입의 반도체 제조 장치는 기판이 수용된 용기가 놓이는 로드 포트와, 로드 포트에 인접 배치되어 용기에 기판을 반출입하는 기판 이송 모듈과, 기판 이송 모듈로부터 기판을 전달받는 로드락 챔버와, 기판을 매엽 처리하는 다수의 공정 챔버들과, 로드락 챔버와 공정 챔버들의 사이에 배치되어 공정 챔버들 간 또는 공정 챔버들과 로드락 챔버 간에 기판을 이송하는 트랜스퍼 챔버를 가진다. The cluster type semiconductor manufacturing apparatus includes a load port on which a container containing a substrate is placed, a substrate transfer module disposed adjacent to the load port and carrying the substrate in and out of the container, a load lock chamber receiving the substrate from the substrate transfer module, and a substrate A plurality of process chambers to process and a transfer chamber disposed between the load lock chamber and the process chambers to transfer the substrate between the process chambers or between the process chambers and the load lock chamber.

그리고, 트랜스퍼 챔버의 내측 또는 그 외부의 일 측에는 공정 챔버들에서 처리 공정이 진행된 기판을 냉각시키기 위한 냉각 시스템이 구비된다. 기판의 냉각 시스템으로는 기판을 지지하여 고정하는 쿨링 스테이지(Cooling Stage)와, 쿨링 스테이지 내부에 형성된 냉각 라인에 냉각 유체를 순환시키는 칠러(Chiller)를 이용하여 기판의 배면을 냉각시키는 시스템이 도입되어 활용되고 있다.In addition, a cooling system for cooling a substrate on which a processing process is performed in process chambers is provided at one side of the transfer chamber. As a cooling system of the substrate, a cooling stage for supporting and fixing the substrate and a system for cooling the rear surface of the substrate using a chiller for circulating a cooling fluid in a cooling line formed inside the cooling stage are introduced. It is utilized.

그런데, 일반적인 클러스터 타입의 반도체 제조 장치는 상술한 바와 같이 트랜스퍼 챔버 등에 별도의 냉각 시스템을 구비하여 처리 공정이 완료된 고온의 기판을 냉각시키고 있기 때문에, 처리 공정이 완료된 기판을 공정 챔버로부터 로드 포트에 놓인 용기로 언로딩할 때 여러 단계의 복잡한 기판 이송 과정을 거치게 되어 공정 진행의 흐름상 효율성이 저하되는 문제점이 있었다.However, the general cluster type semiconductor manufacturing apparatus is provided with a separate cooling system for the transfer chamber and the like to cool the high temperature substrate on which the processing step is completed, so that the substrate having the processing step is placed in the load port from the process chamber. When unloading into a container, there is a problem in that the efficiency of the process progress is lowered due to the complicated substrate transfer process of several steps.

그리고, 기판이 놓인 쿨링 스테이지에 냉각 유체를 순환시켜 기판의 온도를 조절하는 냉각 방식은 쿨링 스테이지의 열 전도에 의해 기판을 냉각시키는 간접 냉각 방식이기 때문에, 기판의 냉각 효율이 저하되고, 이로 인해 냉각 시간이 길어져 공정이 지연되는 문제점이 있었다.In addition, since the cooling method of adjusting the temperature of the substrate by circulating a cooling fluid on the cooling stage on which the substrate is placed is an indirect cooling method of cooling the substrate by thermal conduction of the cooling stage, the cooling efficiency of the substrate is lowered, thereby cooling There was a problem that the process is delayed due to the long time.

또한, 상술한 바와 같은 간접 냉각 방식은 쿨링 스테이지의 재질 또는 그 내부에 형성된 냉각 라인의 배치 구조 등에 따라 기판의 냉각 효과가 달라지는 문제점이 있었다.In addition, the indirect cooling method as described above has a problem in that the cooling effect of the substrate varies depending on the material of the cooling stage or the arrangement structure of the cooling line formed therein.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 통상적인 반도체 소자 제조 장치가 가진 문제점을 감안하여 이를 해소하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목 적은 기판 처리 공정의 효율성을 증대시킬 수 있는 반도체 기판의 이송 장치, 기판 처리 장치, 그리고 이를 이용한 기판의 온도 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.Therefore, the present invention was created to solve the problems in view of the conventional semiconductor device manufacturing apparatus as described above, the object of the present invention transfer of a semiconductor substrate that can increase the efficiency of the substrate processing process An apparatus, a substrate processing apparatus, and a method for controlling a temperature of a substrate using the same are provided.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 반도체 기판의 이송 장치는, 반도체 기판의 이송 장치에 있어서, 구동부와; 상기 구동부에 의해 동작이 제어되는 로봇 아암과; 상기 로봇 아암에 연결되어 기판을 지지하며, 상기 지지된 기판과의 사이에 그 흐름 방향이 상기 기판의 가장자리부를 향하도록 가스를 분사하여, 상기 기판 배면의 중심부와 가장자리부 간에 생성된 압력차에 의해 상기 기판을 흡착 지지하고 상기 가스에 의해 상기 기판의 온도를 조절하는 아암 블레이드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, there is provided a transfer apparatus for a semiconductor substrate, comprising: a driving unit; A robot arm whose operation is controlled by the drive unit; Connected to the robot arm to support a substrate, and a gas is injected between the supported substrate and the flow direction toward the edge of the substrate, and a pressure difference generated between the central portion and the edge of the back surface of the substrate And an arm blade which adsorbs and supports the substrate and adjusts the temperature of the substrate by the gas.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 반도체 기판의 이송 장치에 있어서, 상기 아암 블레이드의 내부에는 가스의 이동 경로를 제공하는 가스 라인이 형성되고, 상기 아암 블레이드의 상면에는 상기 가스 라인을 통해 제공되는 가스가 상기 기판 배면의 가장자리부를 향해 분사되도록 가스 분사구가 외향 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.In the transfer apparatus of a semiconductor substrate according to the present invention having the configuration as described above, a gas line for providing a movement path of the gas is formed inside the arm blade, provided on the upper surface of the arm blade through the gas line. Preferably, the gas injection port is formed to be inclined outward so that the gas to be injected is injected toward the edge portion of the back surface of the substrate.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 가스 분사구는 상기 아암 블레이드의 상면에 환형으로 마련되는 것이 바람직하다.According to one aspect of the invention, the gas injection port is preferably provided in an annular shape on the upper surface of the arm blade.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 가스는 처리 공정이 진행된 고온의 기판을 냉각시키기 위한 냉각 가스로 마련되는 것이 바람직하다.According to another aspect of the present invention, the gas is preferably provided with a cooling gas for cooling the high-temperature substrate is processed.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 처리 장치는 공정 챔버 들과; 상기 공정 챔버들로 이송될 기판을 전달받는 로드락 챔버와; 상기 로드락 챔버와 상기 공정 챔버들의 사이에 배치되며, 그리고 상기 공정 챔버들 간 또는 상기 공정 챔버들과 상기 로드락 챔버 간에 기판을 이송하는 이송 로봇이 구비된 트랜스퍼 챔버와; 상기 로드락 챔버에 인접 배치되어 상기 로드락 챔버와 기판이 수용된 용기 간에 기판을 이송하는 기판 이송 모듈;을 포함하되, 상기 이송 로봇은 구동부와; 상기 구동부에 의해 동작이 제어되는 로봇 아암과; 상기 로봇 아암에 연결되어 기판을 지지하며, 상기 지지된 기판과의 사이에 그 흐름 방향이 상기 기판의 가장자리부를 향하도록 가스를 분사하여, 상기 기판 배면의 중심부와 가장자리부 간에 생성된 압력차에 의해 상기 기판을 흡착 지지한 상태에서 상기 가스에 의해 상기 기판의 온도를 조절하는 아암 블레이드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a substrate processing apparatus according to the present invention comprises: process chambers; A load lock chamber receiving a substrate to be transferred to the process chambers; A transfer chamber disposed between the load lock chamber and the process chambers and having a transfer robot for transferring a substrate between the process chambers or between the process chambers and the load lock chamber; A substrate transfer module disposed adjacent to the load lock chamber to transfer a substrate between the load lock chamber and a container in which the substrate is accommodated, wherein the transfer robot comprises: a driving unit; A robot arm whose operation is controlled by the drive unit; Connected to the robot arm to support a substrate, and a gas is injected between the supported substrate and the flow direction toward the edge of the substrate, and a pressure difference generated between the central portion and the edge of the back surface of the substrate And an arm blade configured to adjust the temperature of the substrate by the gas in a state of adsorbing and supporting the substrate.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 가스는 처리 공정이 진행된 고온의 기판을 냉각시키기 위한 냉각 가스로 마련되며, 상기 아암 블레이드의 내부에는 냉각 가스의 이동 경로를 제공하는 가스 라인이 형성되고, 상기 아암 블레이드의 상면에는 상기 가스 라인을 통해 제공되는 냉각 가스가 상기 기판 배면의 가장자리부를 향해 분사되도록 환형의 가스 분사구가 외향 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.In the substrate processing apparatus according to the present invention having the configuration as described above, the gas is provided with a cooling gas for cooling the high temperature substrate subjected to the processing step, and provides a movement path of the cooling gas inside the arm blade. Preferably, a gas line is formed, and an annular gas injection port is formed to be inclined outwardly on the upper surface of the arm blade so that the cooling gas provided through the gas line is injected toward the edge of the rear surface of the substrate.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 온도 제어 방법은, 기판과 상기 기판을 이송하는 이송 로봇의 아암 블레이드 사이에 그 흐름 방향이 상기 기판의 가장자리부를 향하도록 상기 아암 블레이드로부터 가스를 분사하여, 상기 기판 배면의 중심부와 가장자리부 간에 생성된 압력차에 의해 상기 기판을 흡착 지지하고, 상기 가스에 의해 상기 기판의 온도를 조절하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the substrate temperature control method according to the present invention comprises spraying gas from the arm blade so that the flow direction is toward the edge of the substrate between the substrate and the arm blade of the transfer robot for transporting the substrate. And adsorbing and supporting the substrate by a pressure difference generated between a central portion and an edge portion of the substrate back surface, and controlling the temperature of the substrate by the gas.

상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명에 의한 기판 온도 제어 방법에 있어서, 상기 기판과 상기 아암 블레이드의 사이에 분사되는 상기 가스를 냉각 가스로 구비하여, 상기 아암 블레이드에 흡착 지지된 고온의 기판을 냉각시키는 것이 바람직하다.In the substrate temperature control method according to the present invention having the characteristics as described above, the gas injected between the substrate and the arm blade is provided as a cooling gas to cool the high temperature substrate adsorbed and supported by the arm blade. It is preferable to make it.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 기판의 이송 장치 및 이를 이용한 기판의 온도 제어 방법을 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, a transfer apparatus of a semiconductor substrate and a temperature control method of a substrate using the same according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible, even if shown on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

( 실시예 )(Example)

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 기판 이송 장치의 개략적 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 아암 블레이드의 개략적 평면도이다. 그리고, 도 4는 도 3의 A-A' 선에 따른 개략적 단면도이다.1 is a schematic configuration diagram of a substrate processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic perspective view of the substrate transfer apparatus shown in Figure 1, Figure 3 is a schematic plan view of the arm blade shown in Figure 2 . 4 is a schematic cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 3.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 클러스터 타입의 반도체 제조 장치(10)는, 로드 포트(100), 기판 이송 모듈(200), 로드락 챔버(300), 공정 챔버(400)들 및 트랜스퍼 챔버(500)를 포함한다. 1 to 4, the cluster type semiconductor manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment includes a load port 100, a substrate transfer module 200, a load lock chamber 300, and a process chamber 400. And transfer chamber 500.

로드 포트(100)에는 후술할 공정 챔버(400)들에서 처리될 복수 개의 기판들이 적재된 용기(110)가 자동화 시스템(미도시)에 의해 놓인다. 용기(110)는 동일한 공정이 수행되는 복수 개의 기판들을 소정 단위 개수로 수용하여 각 공정 설비로 이송하기 위한 수단으로, 전면 개방 일체식 포드(Front Opening Unified Pod, FOUP)가 사용될 수 있다.In the load port 100, a container 110 loaded with a plurality of substrates to be processed in the process chambers 400 to be described later is placed by an automation system (not shown). The container 110 is a means for accommodating a plurality of substrates on which the same process is performed in a predetermined number of units and transferring the same to each process facility. A front opening integrated pod (FOUP) may be used.

용기(110)가 놓인 로드 포트(100)에 인접하게 기판 이송 모듈(200)이 배치된다. 기판 이송 모듈(200)은 로봇(210)을 이용하여 로드 포트(100)에 놓인 용기(110)와 로드락 챔버(300) 간에 기판을 반송(搬送)한다.The substrate transfer module 200 is disposed adjacent to the load port 100 on which the vessel 110 is placed. The substrate transfer module 200 transfers the substrate between the vessel 110 placed in the load port 100 and the load lock chamber 300 using the robot 210.

로드락 챔버(300)는 기판 이송 모듈(200)의 후단에 배치되며, 공정 진행을 위해 공정 챔버(400)에 유입되는 기판들이 일시적으로 머무르는 로딩 챔버(310)와, 공정이 완료되어 공정 챔버(400)로부터 유출되는 기판들이 일시적으로 머무르는 언로딩 챔버(320)를 가진다. 로드락 챔버(300) 내에 기판이 이송되면, 콘트롤러(미도시)는 로드락 챔버(300) 내측을 감압하여 초기 저진공 상태로 만들고, 이를 통해 외부 오염 물질이 공정 챔버(400) 및 트랜스퍼 챔버(500)로 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다.The load lock chamber 300 is disposed at the rear end of the substrate transfer module 200, the loading chamber 310 temporarily staying the substrates flowing into the process chamber 400 to proceed with the process, and the process is completed so that the process chamber ( Substrates exiting 400 have an unloading chamber 320 that temporarily stays. When the substrate is transferred into the load lock chamber 300, the controller (not shown) depressurizes the inside of the load lock chamber 300 to make the initial low vacuum state, and thus external contaminants may be transferred to the process chamber 400 and the transfer chamber ( 500 can be prevented from entering.

로드락 챔버(300)의 일 측에는 트랜스퍼 챔버(500)가 인접하여 배치되고, 트랜스퍼 챔버(500)의 둘레에는 공정 챔버(400)들이 일정 배열로 배치된다. 트랜스퍼 챔버(500)와 공정 챔버(400)들 및 로드락 챔버(300)의 사이에는 기판의 출입이 가능하도록 형성된 출입구를 개폐하는 게이트 밸브(미도시)가 설치된다. 게이트 밸브는 트랜스퍼 챔버(500)와 공정 챔버(400)들 및 로드락 챔버(300)의 사이에서 기체 및 불순물 등의 출입을 단속함으로써 챔버 간 압력 전달을 차단한다.The transfer chamber 500 is disposed adjacent to one side of the load lock chamber 300, and the process chambers 400 are disposed in a predetermined arrangement around the transfer chamber 500. A gate valve (not shown) is installed between the transfer chamber 500, the process chambers 400, and the load lock chamber 300 to open and close an entrance and exit formed to allow entry and exit of the substrate. The gate valve interrupts pressure transfer between the chambers by intermitting gas and impurities between the transfer chamber 500, the process chambers 400, and the load lock chamber 300.

공정 챔버(400)들은 다양한 기판 공정을 수행하는 다수의 챔버들로 마련될 수 있다. 예를 들면, 공정 챔버(400)들은 기판(W)상에 물질막의 증착을 위해 반응 가스들을 공급하도록 구성된 화학 기상 증착(CVD) 챔버, 또는 증착된 물질막의 식각을 위해 가스를 공급하도록 구성된 식각 챔버 등으로 구비될 수 있다.The process chambers 400 may be provided with a plurality of chambers for performing various substrate processes. For example, process chambers 400 may be a chemical vapor deposition (CVD) chamber configured to supply reactant gases for deposition of a material film on a substrate W, or an etching chamber configured to supply gas for etching the deposited material film. Or the like.

트랜스퍼 챔버(500)는 로드락 챔버(300)와 공정 챔버(400)들 사이에 배치되어 공정 챔버(400)들 간 또는 로드락 챔버(300)와 공정 챔버(400)들 간에 기판을 이송하는 역할을 수행한다. 트랜스퍼 챔버(500)의 내부에는 기판을 이송하기 위한 적어도 하나의 기판 이송 장치(600)가 구비된다.The transfer chamber 500 is disposed between the load lock chamber 300 and the process chambers 400 to transfer the substrate between the process chambers 400 or between the load lock chamber 300 and the process chambers 400. Do this. At least one substrate transfer device 600 for transferring a substrate is provided in the transfer chamber 500.

기판 이송 장치(600)는 구동부(610), 로봇 아암(620) 및 아암 블레이드(630)를 포함한다. 구동부(610)는 스테핑 모터 등의 구동 수단으로 마련될 수 있으며, 로봇 아암(620)은 구동부(610)에 연결되어 동작이 제어된다. 로봇 아암(620)은 구동부(610)의 동력을 전달받아 기판을 이송하기 위한 동작을 수행할 수 있으며, 또한 상하 방향으로 상승 또는 하강 동작을 수행할 수 있다. 그리고 로봇 아암(620)의 단부에는 이송 기판이 안착 지지되는 아암 블레이드(630)가 연결된다.The substrate transfer device 600 includes a driver 610, a robot arm 620, and an arm blade 630. The driver 610 may be provided as a driving means such as a stepping motor, and the robot arm 620 is connected to the driver 610 to control the operation. The robot arm 620 may perform an operation for transferring a substrate by receiving power from the driving unit 610, and may also perform an up or down operation in a vertical direction. In addition, an arm blade 630 to which the transfer substrate is seated and supported is connected to an end of the robot arm 620.

아암 블레이드(630)는 그 상면에 놓인 처리 공정이 완료된 기판을 냉각시키기 위한 기판 냉각 수단을 가진다. 기판 냉각 수단으로, 본 발명은 아암 블레이드(630)와 그 상면에 놓인 기판과의 사이로 냉각 가스를 분사하여 기판을 냉각시키는 직접 냉각 방식의 기판 냉각 수단을 제공한다. 이를 위해 아암 블레이드(630)의 내부에는 외부에서 공급된 냉각 가스의 이동 경로를 제공하도록 가스 라인(632)이 형성되고, 아암 블레이드(630)의 상면에는 가스 라인(632)을 통해 제공되는 냉각 가스가 기판 배면에 분사되도록 환형의 가스 분사구(634)가 형성된다. 가스 분사구(634)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 냉각 가스가 기판 배면의 가장자리부를 향해 분사되도록 외향 경사지게 형성될 수 있다. 그리고, 가스 라인(632)은 가스 공급관(637)을 통해 냉각 가스 공급원(636)에 연결되며, 가스 공급관(637) 상에는 냉각 가스의 유량과 유압을 조절하는 밸브(638) 및 펌프(639)가 각각 배치된다. 여기서, 냉각 가스 공급원(636)으로부터 가스 라인(632)에 제공되는 냉각 가스로는 일정 온도로 조절된 질소 가스나 아르곤 가스와 같은 불활성 가스가 사용될 수 있다.The arm blade 630 has substrate cooling means for cooling the substrate on which the processing step placed on its upper surface is completed. As the substrate cooling means, the present invention provides a substrate cooling means of the direct cooling method that cools the substrate by injecting a cooling gas between the arm blade 630 and the substrate placed on the upper surface. To this end, a gas line 632 is formed inside the arm blade 630 to provide a movement path of an externally supplied cooling gas, and a cooling gas provided through the gas line 632 on the upper surface of the arm blade 630. An annular gas injection hole 634 is formed so that the gas is injected onto the substrate back surface. As illustrated in FIG. 4, the gas injection hole 634 may be formed to be inclined outward so that the cooling gas is injected toward the edge of the back surface of the substrate. In addition, the gas line 632 is connected to the cooling gas supply source 636 through the gas supply pipe 637, and a valve 638 and a pump 639 for adjusting the flow rate and hydraulic pressure of the cooling gas are provided on the gas supply pipe 637. Each is arranged. Here, as the cooling gas provided to the gas line 632 from the cooling gas source 636, an inert gas such as nitrogen gas or argon gas adjusted to a constant temperature may be used.

한편, 상술한 바와 같이 처리 공정이 완료된 기판과 기판을 지지하는 아암 블레이드의 사이에 그 흐름 방향이 기판의 가장자리부를 향하도록 아암 블레이드로부터 냉각 가스를 분사하여, 기판을 흡착 지지하고, 냉각 가스에 의해 기판을 냉각시키는 직접 냉각 방식의 기판 냉각 수단은 기판 이송 모듈(200)에 마련된 로봇(210)에 구비될 수도 있다.On the other hand, as described above, a cooling gas is injected from the arm blade so that the flow direction is toward the edge of the substrate between the substrate on which the processing step is completed and the arm blade supporting the substrate, and the substrate is adsorbed and supported by the cooling gas. The substrate cooling means of the direct cooling method for cooling the substrate may be provided in the robot 210 provided in the substrate transfer module 200.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기판 이송 장치(600)를 이용하여 기판을 냉각시키는 과정을 설명하면 다음과 같다. Referring to the process of cooling the substrate using the substrate transfer apparatus 600 according to the present invention having the above configuration as follows.

도 5는 본 발명에 따른 기판 이송 장치의 동작 상태를 설명하기 위해 도시해 보인 개략적 단면도이다.5 is a schematic cross-sectional view shown for explaining the operating state of the substrate transfer apparatus according to the present invention.

도 5를 참조하면, 먼저, 공정이 완료되어 공정 챔버(400)로부터 유출되는 기판이 기판 이송 장치(600)의 아암 블레이드(630) 상면에 놓인 상태에서, 가스 라인(632)을 통해 공급되는 냉각 가스가 기판(W)과 아암 블레이드(630)의 사이에 그 흐름 방향이 가장자리부를 향하도록 가스 분사구(634)로부터 분사된다. 냉각 가스가 분사되면 기판(W)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 아암 블레이드(630)로부터 상측으로 일정 간격 이격된 상태를 유지한다. 이러한 상태에서 냉각 가스가 기판 배면의 가장자리부를 향해 일정 유속으로 유동을 하면, 기판(W)은 일정 온도로 조절된 냉각 가스와의 직접 접촉에 의해 냉각된다. 그리고, 이때 기판 배면의 중심부와 가장자리부 간에는 압력 구배가 발생한다. 냉각 가스가 기판 배면 가장자리부 방향으로 흐르기 때문에 기판 배면 가장자리부의 압력은 일정 공간에 정체된 상태로 있는 기판 배면 중심부의 압력보다 작아지게 된다. 이로 인해, 기판 배면 중심부로부터 가장자리부로 유동 현상이 발생하고, 또한 기판 배면의 중심부로는 더 이상의 유체의 공급이 없기 때문에, 기판 배면의 중심부는 소정 압력 이하의 진공 상태가 된다. 반면에 기판 상면은 챔버 내로 공급되는 반응 가스 등에 의해 일정 압력이 유지된다. 이와 같이, 기판 중심부의 상면 및 하면(배면)에 작용하는 압력에 차이가 발생하면, 기판(W)은 아암 블레이드(630)와 일정 간격을 유지한 상태에서 아암 블레이드(630) 쪽으로 흡착 지지된다. 이러한 작용에 의해 아암 블레이드(630)는 기판을 일정 간격 상향 이격시킨 상태에서 비접촉 방식으로 기판을 흡착 지지하면서, 기판과의 사이로 냉각 가스를 공급하여 기판을 직접 냉각시킬 수 있게 된다.Referring to FIG. 5, first, cooling is supplied through a gas line 632 in a state where a process is completed and a substrate flowing out of the process chamber 400 is placed on the upper surface of the arm blade 630 of the substrate transfer device 600. Gas is injected from the gas injection port 634 so that the flow direction between the substrate W and the arm blade 630 is directed to the edge portion. When the cooling gas is injected, the substrate W is spaced apart from the arm blade 630 by a predetermined interval as shown in FIG. 5. In this state, when the cooling gas flows at a constant flow rate toward the edge portion of the back surface of the substrate, the substrate W is cooled by direct contact with the cooling gas regulated at a constant temperature. At this time, a pressure gradient occurs between the center portion and the edge portion of the substrate back surface. Since the cooling gas flows toward the substrate back edge, the pressure at the substrate back edge becomes smaller than the pressure at the center of the substrate back which is held in a predetermined space. As a result, a flow phenomenon occurs from the center portion of the substrate back side to the edge portion, and since no further fluid is supplied to the center portion of the substrate back side, the center portion of the substrate back side is in a vacuum state below a predetermined pressure. On the other hand, the upper surface of the substrate is maintained at a constant pressure by the reaction gas supplied into the chamber. As described above, when a difference occurs in the pressure acting on the upper and lower surfaces (back) of the center portion of the substrate, the substrate W is adsorbed and supported toward the arm blade 630 while keeping a constant distance from the arm blade 630. By this action, the arm blade 630 is capable of directly cooling the substrate by supplying a cooling gas to and from the substrate while adsorbing and supporting the substrate in a non-contact manner in a state in which the substrate is spaced apart upward at a predetermined interval.

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 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아 니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 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.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 처리 공정이 완료된 기판을 냉각시키기 위한 냉각 시스템을 기판 이송 장치에 구비함으로써 공정 진행의 효율성을 증대시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, the efficiency of the progress of the process can be increased by providing the substrate transfer device with a cooling system for cooling the substrate on which the processing step is completed.

그리고, 본 발명에 의하면, 냉각 가스를 직접 기판에 분사하는 직접 냉각 방식을 채택하여 기판의 냉각 효율을 증대시킬 수 있다.According to the present invention, the cooling efficiency of the substrate can be increased by adopting a direct cooling method in which the cooling gas is directly injected onto the substrate.

또한, 본 발명에 의하면, 비접촉 방식에 의해 기판을 흡착 지지하여 기판의 물리적 척킹에 따른 손상을 방지할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to prevent the damage caused by the physical chucking of the substrate by adsorbing and supporting the substrate by a non-contact method.

Claims (8)

반도체 기판의 이송 장치에 있어서,In the transfer apparatus of a semiconductor substrate, 구동부와;A drive unit; 상기 구동부에 의해 동작이 제어되는 로봇 아암과;A robot arm whose operation is controlled by the drive unit; 상기 로봇 아암에 연결되어 기판을 지지하며, 상기 지지된 기판과의 사이에 그 흐름 방향이 상기 기판의 가장자리부를 향하도록 가스를 분사하여, 상기 기판 배면의 중심부와 가장자리부 간에 생성된 압력차에 의해 상기 기판을 흡착 지지하고 상기 가스에 의해 상기 기판의 온도를 조절하는 아암 블레이드;Connected to the robot arm to support a substrate, and a gas is injected between the supported substrate and the flow direction toward the edge of the substrate, and a pressure difference generated between the central portion and the edge of the back surface of the substrate An arm blade which adsorbs and supports the substrate and adjusts the temperature of the substrate by the gas; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 이송 장치.Transfer device for a semiconductor substrate comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 아암 블레이드의 내부에는 가스의 이동 경로를 제공하는 가스 라인이 형성되고,A gas line is formed inside the arm blade to provide a gas path. 상기 아암 블레이드의 상면에는 상기 가스 라인을 통해 제공되는 가스가 상기 기판 배면의 가장자리부를 향해 분사되도록 가스 분사구가 외향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 이송 장치.And a gas injection port is inclined outwardly on an upper surface of the arm blade so that gas provided through the gas line is injected toward an edge of the rear surface of the substrate. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 가스 분사구는 상기 아암 블레이드의 상면에 환형으로 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 이송 장치.The gas injection port is provided in the upper surface of the arm blade annular, characterized in that the transfer device of the substrate. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 가스는 처리 공정이 진행된 고온의 기판을 냉각시키기 위한 냉각 가스로 마련되는 것을 특징으로 하는 기판의 이송 장치.The gas is a substrate transfer apparatus, characterized in that provided with a cooling gas for cooling the high-temperature substrate is processed. 공정 챔버들과;Process chambers; 상기 공정 챔버들로 이송될 기판을 전달받는 로드락 챔버와;A load lock chamber receiving a substrate to be transferred to the process chambers; 상기 로드락 챔버와 상기 공정 챔버들의 사이에 배치되며, 그리고 상기 공정 챔버들 간 또는 상기 공정 챔버들과 상기 로드락 챔버 간에 기판을 이송하는 이송 로봇이 구비된 트랜스퍼 챔버와;A transfer chamber disposed between the load lock chamber and the process chambers and having a transfer robot for transferring a substrate between the process chambers or between the process chambers and the load lock chamber; 상기 로드락 챔버에 인접 배치되어 상기 로드락 챔버와 기판이 수용된 용기 간에 기판을 이송하는 기판 이송 모듈;을 포함하되,A substrate transfer module disposed adjacent to the load lock chamber to transfer a substrate between the load lock chamber and a container in which the substrate is accommodated; 상기 이송 로봇은,The transfer robot, 구동부와;A drive unit; 상기 구동부에 의해 동작이 제어되는 로봇 아암과;A robot arm whose operation is controlled by the drive unit; 상기 로봇 아암에 연결되어 기판을 지지하며, 상기 지지된 기판과의 사이에 그 흐름 방향이 상기 기판의 가장자리부를 향하도록 가스를 분사하여, 상기 기판 배면의 중심부와 가장자리부 간에 생성된 압력차에 의해 상기 기판을 흡착 지지한 상태에서 상기 가스에 의해 상기 기판의 온도를 조절하는 아암 블레이드;를 포함하 는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.Connected to the robot arm to support a substrate, and a gas is injected between the supported substrate and the flow direction toward the edge of the substrate, and a pressure difference generated between the central portion and the edge of the back surface of the substrate And an arm blade configured to adjust the temperature of the substrate by the gas in a state of adsorbing and supporting the substrate. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 가스는 처리 공정이 진행된 고온의 기판을 냉각시키기 위한 냉각 가스로 마련되며,The gas is provided as a cooling gas for cooling the hot substrate subjected to the treatment process, 상기 아암 블레이드의 내부에는 냉각 가스의 이동 경로를 제공하는 가스 라인이 형성되고,A gas line is formed inside the arm blade to provide a movement path of the cooling gas, 상기 아암 블레이드의 상면에는 상기 가스 라인을 통해 제공되는 냉각 가스가 상기 기판 배면의 가장자리부를 향해 분사되도록 환형의 가스 분사구가 외향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.And an annular gas inlet is inclined outwardly on an upper surface of the arm blade so that cooling gas provided through the gas line is injected toward an edge of the rear surface of the substrate. 기판과 상기 기판을 이송하는 이송 로봇의 아암 블레이드 사이에 그 흐름 방향이 상기 기판의 가장자리부를 향하도록 상기 아암 블레이드로부터 가스를 분사하여, 상기 기판 배면의 중심부와 가장자리부 간에 생성된 압력차에 의해 상기 기판을 흡착 지지하고, 상기 가스에 의해 상기 기판의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 기판 온도 제어 방법.The gas is ejected from the arm blade between the substrate and the arm blade of the transfer robot for transporting the substrate so that the flow direction is toward the edge of the substrate, and the pressure difference generated between the center and the edge of the back surface of the substrate causes the And a substrate is adsorbed and supported, and the temperature of the substrate is adjusted by the gas. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 기판과 상기 아암 블레이드의 사이에 분사되는 상기 가스를 냉각 가스로 구비하여, 상기 아암 블레이드에 흡착 지지된 고온의 기판을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 기판 온도 제어 방법.And a gas supplied between the substrate and the arm blade as a cooling gas to cool a high temperature substrate adsorbed and supported by the arm blade.
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