KR100897852B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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세메스 주식회사
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Abstract

기판 처리 장치는 적재부, 제1 이송부, 제2 이송부 및 기판 처리부를 포함한다. 적재부는 다수매의 기판을 수용하는 카세트들을 복층으로 적재한다. 제1 이송부는 적재부에 적재된 카세트들 각각을 이송한다. 제2 이송부는 제1 이송부에 의해 이송된 카세트에 수용된 기판들 각각을 이송한다. 기판 처리부는 제2 이송부에 의해 이송되는 기판들 각각의 표면을 처리한다. 따라서, 카세트를 적재하기 위한 공간을 축소시키고, 카세트 및 기판의 이송 거리를 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

기판 처리 장치{APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATES}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 반도체 소자를 제조하기 위한 기판의 표면을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자는 실리콘을 기초로 한 웨이퍼로와 같은 반도체 기 판으로부터 제조된다. 구체적으로, 상기 반도체 소자는 상기 반도체 기판을 이용한 증착 공정, 연마 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정, 이온 주입 공정, 세정 공정, 검사 공정 등을 포함하여 제조된다.
상기와 같은 공정들을 진행하기 위해서는 기본적으로, 상기 공정들을 진행하기 위한 상기 반도체 기판을 적재하는 적재부, 실질적으로 상기 공정들을 진행하는 기판 처리부 및 상기 적재부와 상기 기판 처리부 사이에서 상기 반도체 기판을 이송하는 이송부를 포함하는 기판 처리 장치가 필요하다.
이때, 상기 반도체 기판은 상기 공정들을 일정 개수만큼 한번에 진행되도록 하기 위하여 상기 일정 개수의 상기 반도체 기판들이 묶인 카세트를 단위로 하여 상기 적재부에 단층으로 여러 개가 적재된다.
이에, 상기 공정들의 효율을 향상시키기 위하여 상기 기판 처리 장치는 상기 적재부로부터 상기 카세트를 이송 받아 대기시키는 대기부 및 상기 카세트로부터 상기 반도체 기판들을 분리시키기 위한 분리부를 더 포함한다. 즉, 상기 이송부는 상기 카세트를 상기 적재부로부터 상기 대기부로 이송시키는 제1 이송부, 상기 대기부로부터 상기 카세트를 상기 분리부로 이송시키는 제2 이송부 및 상기 분리부로부터 상기 반도체 기판들을 이송시키는 제3 이송부를 포함한다.
그러나, 상기 카세트가 상기 적재부에 단층으로 여러 개가 적재되고 있으면서 상기 이송부가 상기 제1, 제2 및 제3 이송부를 포함함으로써, 상기 기판 처리 장치의 전체적인 설치 면적이 넓어지면서 상기 이송부의 이송 거리가 길어지는 문제점을 갖는다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 카세트의 적재 방식을 변경하여 설치 면적을 줄이면서 그의 전체적인 이송 거리를 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 기판 처리 장치는 적재부, 제1 이송부, 제2 이송부 및 기판 처리부를 포함한다. 상기 적재부는 다수매의 기판을 수용하는 카세트들을 복층으로 적재한다. 상기 제1 이송부는 상기 적재부에 적재된 카세트들 각각을 이송한다. 상기 제2 이송부는 상기 제1 이송부에 의해 이송된 카세트에 수용된 기판들 각각을 이송한다. 상기 기판 처리부는 상기 제2 이송부에 의해 이송되는 기판들 각각의 표면을 처리한다.
상기 적재부는 프레임 및 상기 프레임의 내부에 설치되고, 상기 카세트들이 복층으로 적재되기 위한 공간을 형성하는 공간 형성부를 포함한다.
상기 제1 이송부는 상기 카세트를 파지하는 홀더, 상기 홀더와 연결되어 수평 방향을 따라 상기 홀더를 이송시키는 이송암 및 상기 이송암과 연결되어 수직 방향을 따라 상기 이송암과 상기 홀더를 승강시키는 리프트를 포함한다.
한편, 상기 기판 처리부는 적어도 두 개의 제1 및 제2 열을 따라 배치되어 그 내부에 상기 기판들을 딥핑하여 처리하기 위한 케미컬이 수용된 다수의 처리조들을 포함한다.
이에, 상기 기판 처리 장치는 상기 제1 열의 처리조에 딥핑된 기판들을 상기 제2 열의 처리조로 이송시키는 제3 이송부를 더 포함할 수 있다. 이에, 상기 기판 처리 장치는 상기 제3 이송부가 이송되는 구간에 설치되어 상기 기판들로부터 떨어지는 케미컬을 수용하는 수용부를 더 포함할 수 있다. 이와 달리, 상기 제3 이송부가 상기 제1 열의 처리조를 상기 기판들이 딥핑된 상태로 직접 상기 제2 열의 처리조로 이송시킬 수 있다.
이러한 기판 처리 장치에 따르면, 적재부에 다수매의 기판을 한 묶음으로 하는 카세트를 복층으로 적재시킴으로써, 기판 처리 장치를 설치하기 위한 설치 면적을 축소시킬 수 있다.
또한, 제1 및 제2 이송부를 통해서만 상기 적재부에 적재된 상기 카세트를 기판 처리부로 이송시킴으로써, 그 이송 거리를 단축시킬 수 있다. 즉, 상기 기판 처리 장치의 전체적인 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
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 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 장치의 적재부를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 2의 적재부를 옆에서 바라본 형상에 도 1에 도시된 기판 처리 장치의 제1 이송부를 추가한 도면이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1000)는 적재부(100), 제1 이송부(200) 및 기판 처리부(300)를 포함한다.
상기 적재부(100)에는 반도체 소자를 제조하기 위한 다수매의 기판(10)을 한 묶음으로 하여 수용하는 카세트(20)가 적재된다. 예를 들어, 상기 카세트(20)에는 상기 기판(10)들이 약 25매 또는 약 50매가 적재될 수 있다.
상기 카세트(20)들은 상기 적재부(100)에 복층으로 다수가 적재된다. 이를 위해, 상기 적재부(100)는 외부 틀을 제공하는 프레임(110) 및 상기 프레임(110)의 내부에 대략 매트릭스 형상으로 설치되어 상기 카세트(20)들이 복층으로 적재되기 위한 공간들을 형성하는 공간 형성부(120)를 포함한다. 즉, 상기 카세트(20)는 상기 공간 형성부(120)에 안착된다.
상기 공간 형성부(120)는 기본적으로, 상기 제1 이송부(200)와 마주보는 면이 상기 카세트(20)의 적재 또는 반출이 원활하게 이루어지도록 하기 위하여 개방된 구조를 갖는다. 상기 공간 형성부(120)는 상기 카세트(20)가 일반적으로, 블록 형상을 가지므로, 상기 카세트(20)의 사이즈보다 큰 블록 형상을 형성할 수 있다.
이러한 상기 적재부(100)는 상기 기판 처리부(300)로부터 처리되기 위한 상기 기판(10)을 묶음으로 하는 상기 카세트(20)들이 적재되는 카세트 로딩 영 역(LA), 상기 기판 처리부(300)로부터 처리된 상기 기판(10)을 묶음으로 하는 상기 카세트(20)들이 적재되는 카세트 언로딩 영역(ULA) 및 상기 카세트 로딩 영역(LA) 또는 상기 카세트 언로딩 영역(ULA)의 공간 부족으로 적재되지 못한 상기 카세트(20)들을 적재하는 보관 영역(KA)으로 구분된다. 상기 보관 영역(KA)은 작업의 편의를 위하여 상기 카세트 로딩 영역(LA) 및 상기 카세트 언로딩 영역(ULA) 사이에 형성될 수 있다.
따라서, 상기 적재부(100)에 다수매의 상기 기판(10)을 한 묶음으로 하는 상기 카세트(20)를 복층으로 적재시킴으로써, 상기 적재부(100)를 설치하기 위한 면적을 축소시킬 수 있다. 즉, 상기 적재부(100)가 포함되는 상기 기판 처리 장치(1000)의 전체적인 설치 면적을 축소시킬 수 있다.
상기 제1 이송부(200)는 상기 적재부(100)에 적재된 상기 카세트(20)들 각각을 이송한다. 상기 제1 이송부(200)는 상기 카세트 로딩 영역(LA), 상기 카세트 언로딩 영역(ULA) 및 상기 보관 영역(KA)으로부터 상기 카세트(20)를 반출하기 위하여 이들을 따라 길게 형성된다.
이에, 상기 제1 이송부(200)는 상기 적재부(100)의 어느 위치에 적재된 상기 카세트(20)를 상기 적재부(100)의 다른 위치로 이송하여 적재시킬 수도 있다. 일 예로, 상기 제1 이송부(200)의 이송은 실질적으로, 상기 카세트 로딩 영역(LA) 및 상기 카세트 언로딩 영역(ULA)으로부터 상기 보관 영역(KA)으로 진행되거나, 상기 보관 영역(KA)으로부터 상기 카세트 로딩 영역(LA) 및 상기 카세트 언로딩 영역(ULA)으로 진행될 수 있다.
또한, 상기 제1 이송부(200)는 상기 적재부(100)에 복층으로 적재된 상기 카세트(20)들을 모두 이송하기 위하여 수직 방향으로의 이송도 가능하게 구성된다. 즉, 상기 제1 이송부(200)는 홀더(210), 이송암(220), 리프트(230) 및 이송 몸체(240)를 포함한다.
상기 홀더(210)는 상기 카세트(20)를 상부로부터 파지한다. 이때, 상기 홀더(210)는 상기 카세트(20)와 후크 결합할 수 있다. 이와 달리, 상기 홀더(210)는 상기 카세트(20)와 외부로부터 인가되는 자력에 의해 결합될 수 있다. 이럴 경우, 상기 자력으로써, 외부로부터 인가되는 전기를 통해 발생되는 전자력을 이용함으로써, 상기 홀더(210)가 상기 카세트(20)를 파지하는 것을 전기적으로 간편하게 제어할 수 있다. 한편, 상기 홀더(210)는 상기 카세트(20)의 하부를 지지하면서 파지할 수 있는 블레이드 구조를 가질 수 있다.
상기 이송암(220)은 상기 홀더(210)와 연결되어 수평 방향을 따라 상기 홀더(210)를 이송시킨다. 상기 리프트(230)는 상기 이송암(220)과 연결되어 수직 방향을 따라 상기 이송암(220)과 상기 홀더(210)를 승강시킨다.
상기 이송 몸체(240)는 상기 리프트(230)와 연결되어 상기 리프트(230)와 이에 연결된 상기 이송암(220)과 상기 홀더(210)를 지지한다. 또한, 상기 이송 몸체(240)는 상기 이송암(220), 상기 리프트(230) 및 상기 홀더(210)의 움직임을 위한 구동 신호 및 구동력을 인가한다. 이에, 상기 제1 이송부(200)는 상기 이송 몸체(240)의 하부에 상기 카세트 로딩 영역(LA), 상기 카세트 언로딩 영역(ULA) 및 상기 보관 영역(KA)을 따라 이동이 가능하도록 하기 위해 그 하부에 설치된 레 일(250)을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 기판 처리 장치(1000)는 상기 제1 이송부(200)에 의하여 이송된 상기 카세트(20)들로부터 상기 기판(10)을 분리시키면서 상기 기판(10)을 상기 기판 처리부(300)로 이송하기 위한 제2 이송부(400)를 더 포함한다.
상기 제2 이송부(400)는 상기 기판(10)이 상기 기판 처리부(300)에서 상기 기판(10)의 표면 처리가 용이하게 되도록 하거나, 상기 기판 처리부(300)에서 상기 기판(10)의 표면 처리가 이루어진 상기 기판(10)들이 상기 카세트(20)에 적절하게 적재되도록 하기 위하여 상기 기판(10)의 경면을 반전시키는 동작을 수행할 수 있다.
상기 기판 처리부(300)에는 상기 제2 이송부(400)에 의해 이송되는 상기 기판(10)의 표면을 실질적으로 처리한다. 구체적으로, 상기 기판 처리부(300)는 상기 기판(10)의 표면을 케미컬을 통해 처리한다. 상기 케미컬은 일 예로, 황산(H2SO4), 염산(HCl), 불산(HF), 과산화 수소 용액(H2O2), 탈이온수(H2O) 등으로 이루어질 수 있다.
따라서, 상기 적재부(100)에서 상기 기판 처리부(300)로 이송하는 동작이 상기 제1 및 제2 이송부(200, 400)를 통해서만 이루어짐으로써, 그 이송 거리를 단출시킬 수 있다. 이로써, 상기 기판 처리 장치(1000)의 전체적인 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기 기판 처리부(300)는 적어도 두 개의 제1 및 제2 열(L1, L2)을 따라 배치되어 상기 케미컬이 채워진 처리조(310)들을 포함한다. 상기 기판(10)은 실질적 으로, 상기 처리조(310)들에 딥핑됨으로써, 처리된다.
한편, 상기 기판 처리 장치(1000)는 상기 제1 및 제2 열(L1, L2)의 사이에 설치되어 상기 처리조(310)들에 딥핑된 상기 기판(10)을 각각의 상기 처리조(310)로 이송시키기 위한 제3 이송부(500)를 더 포함한다. 상기 제3 이송부(500)는 상기 제1 및 제2 열(L1, L2)에서 각각 상기 기판(10)을 서로 반대 방향으로 이송한다.
예를 들어, 상기 제3 이송부(500)는 상기 제1 열(L1)에서 상기 제2 이송부(400)로부터 상기 기판(10)을 제1 측에서 반입 받아 상기 제1 측에 반대되는 제2 측으로 이송한다. 반대로, 상기 제3 이송부(500)는 상기 제2 열(L2)에서 상기 제2 측에 배치된 상기 처리조(310)로부터 상기 기판(10)을 이송 받아 상기 제1 측으로 이송하여 상기 제2 이송부(400)로 반출시킨다.
이때, 상기 기판 처리 장치(1000)는 상기 제1 열(L1)의 제2 측에 배치된 상기 처리조(310)로부터 상기 기판(10)을 상기 제2 열(L2)의 제2 측에 배치된 상기 처리조(310)로 이송시키기 위한 제4 이송부(600)를 더 포함한다. 상기 제4 이송부(600)는 실질적으로, 상기 제1 열(L1)의 제2 측에 배치된 상기 처리조(310)를 상기 기판(10)이 딥핑된 상태에서 직접 상기 제2 열(L2)의 제2 측으로 이송할 수 있다.
이러면, 상기 제4 이송부(600)가 상기 제1 열(L1)에서 상기 제2 열(L2)로 상기 기판(10)을 이송시킬 때, 상기 처리조(310)에 채워진 상기 케미컬이 누출되는 것을 원천적으로 방지할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 열(L1, L2) 각각에서 상기 기판(10)을 이송하는 동작과 상기 제1 열(L1)에서 상기 제2 열(L2)로 상기 기 판(10)을 이송하는 동작을 별개로 구성함으로써, 상기 기판 처리부(300)에서 상기 기판(10)들의 이송을 보다 효율적으로 진행시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 개략적인 구성도이다.
본 실시예에서는, 기판 처리부의 제1 열에서 제2 열로 기판들을 이송시키는 구성을 제외하고는 도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 구성과 동일할 수 있으므로, 동일한 참조 번호를 사용하며, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치(1100)는 기판 처리부(700)의 제1 및 제2 열(L1, L2)에서 기판(10)들을 이송하기 위하여 하나로 통합된 제5 이송부(800)를 포함한다.
즉, 상기 제5 이송부(800)는 상기 제1 및 제2 열(L1, L2)을 따라 그 안쪽에 "U"자형으로 구성된다. 상기 제5 이송부(800)는 상기 기판(10)을 제2 이송부(400)에 근접한 제1 측으로부터 상기 제1 열(L1)을 따라 제2 측으로 이송한 다음, 바로 상기 제2 열(L2)의 제2 측으로 턴하여 다시 상기 제1 측으로 이송한다.
이와 같이, 상기 제5 이송부(800)를 상기 기판 처리부(700)의 제1 및 제2 열(L1, L2)의 안쪽에 설치함으로써, 상기 제5 이송부(800)의 설치로 인한 설치 면적의 증가를 방지할 수 있다.
이때, 상기 제5 이송부(800)는 상기 기판 처리부(700)의 처리조(710)를 직접 이송시킬 수도 있지만, 이럴 경우, 상기 처리조(710)를 이송시키기 위한 별도의 공간이 필요하므로, 상기 기판(10)만을 이송시킬 수 있다.
이러면, 상기 제5 이송부(800)가 상기 제1 열(L1)에서 상기 제2 열(L2)로 이송하는 구간에서 상기 기판(10)의 딥핑에서 묻은 케미컬이 떨어질 수 있으므로, 상기 기판 처리 장치(1100)는 상기 이송 구간에 상기 기판(10)들로부터 떨어질 수 있는 케미컬을 수용하기 위한 수용부(900)를 더 포함할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 본 발명은 다수매의 기판을 한 묶음으로 하는 카세트들이 적재되는 적재부를 가지면서 상기 기판들의 표면을 처리하는 기판 처리 장치에서 상기 카세트들을 복층으로 적층함으로써, 상기 기판 처리 장치의 설치 면적을 최소화하는데 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 장치의 적재부를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 적재부를 옆에서 바라본 형상에 도 1에 도시된 기판 처리 장치의 제1 이송부를 추가한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 개략적인 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 기판 20 : 카세트
100 : 적재부 200 : 제1 이송부
300 : 기판 처리부 400 : 제2 이송부
500 : 제3 이송부 600 : 제4 이송부
800 : 제5 이송부 900 : 수용부
1000 : 기판 처리 장치

Claims (7)

  1. 다수매의 기판(10)을 수용하는 카세트(20)들을 복층으로 적재하는 적재부(100)
    상기 적재부(100)에 적재된 카세트(20)들 각각을 이송하는 제1 이송부(200);
    상기 제1 이송부(200)에 의해 이송된 카세트(20)에 수용된 기판(10)들 각각을 이송하는 제2 이송부(400);
    상기 제2 이송부(400)에 의해 이송되는 기판(10)들 각각의 표면을 처리하며, 적어도 두 개의 제1 및 제2 열(L1, L2)을 따라 배치되어 그 내부에 상기 기판(10)들을 딥핑하여 처리하기 위한 케미컬이 수용된 다수의 처리조(310)들을 갖는 기판 처리부(300); 및
    상기 제1 열(L1)의 처리조(310)를 상기 기판(10)들이 딥핑된 상태로 직접 상기 제2 열(L2)로 이송시키는 제3 이송부(600)를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적재부(100)는
    프레임(110); 및
    상기 프레임(110)의 내부에 설치되고, 상기 카세트(20)들이 복층으로 적재되기 위한 공간을 형성하는 공간 형성부(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 이송부(200)는
    상기 카세트(20)를 파지하는 홀더(210);
    상기 홀더(210)와 연결되어 수평 방향을 따라 상기 홀더(210)를 이송시키는 이송암(220); 및
    상기 이송암(220)과 연결되어 수직 방향을 따라 상기 이송암(220)과 상기 홀더(210)를 승강시키는 리프트(230)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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