KR102233465B1 - 기판반송유닛, 이를 가지는 기판처리장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 기판을 반송 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판반송유닛은 기판이 놓이는 핸드, 상기 핸드에 놓인 기판의 유무를 검출하도록 상기 핸드의 상부 또는 하부 중 어느 하나에 위치되는 발광기 및 다른 하나에 위치되는 수광기를 가지는 검출 부재, 상기 핸드가 홈위치, 제1위치, 그리고 제2위치 중 어느 하나에 이동되도록 상기 핸드를 전진 또는 후진시키는 구동부재, 그리고 상기 구동부재를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 핸드가 상기 홈위치에서 상기 제1위치로 전진 이동하여 기판을 로딩 또는 언로딩할 때, 상기 제어기는 상기 핸드가 상기 제1위치보다 더 전진한 제2위치까지 이동한 후, 다시 상기 제1위치로 후진하도록 상기 구동기를 제어한다. 핸드는 검출유닛과 간섭이 발생되지 않는 홈위치 및 설정위치로 이동되어 그 기판의 유무를 검출하므로, 핸드에 놓여진 기판의 위치를 정확하게 검출할 수 있습니다.

Description

기판반송유닛, 이를 가지는 기판처리장치 및 방법{Unit for transferring substrate, Apparatus and Method for treating substrate with the unit}

본 발명은 기판을 반송하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

반도체 소자 및 평판표시패널의 제조 공정은 사진, 식각, 애싱, 박막증착, 그리고 세정 공정등 다양한 공정들이 수행된다. 이러한 공정들은 기판반송로봇을 이용하여 각각의 처리부에 기판을 순차적으로 반송하고, 각각의 처리부는 하나의 기판 또는 다수의 기판을 공정 처리 한다. 예컨대, 사진공정에는 기판을 도포 처리부로 반송하여 기판 상에 포토레지스트막을 형성하고, 기판을 노광 처리부에 반송하여 포토레지스트막을 노광처리하며, 기판을 현상처리부에 반송하여 노광된 포토레지시트막을 현상한다.

도1은 일반적인 기판반송로봇을 보여주는 평면도이다. 도1을 참조하면, 핸드는 전진 또는 후진 이동하여 홈위치와 로딩위치로 이동된다. 기판이 놓인 핸드는 홈위치에서 전진 이동하여 지지유닛과 대향되는 로딩위치로 이동된다. 로딩위치에 위치된 핸드는 기판을 지지유닛으로 인계하여 그 기판을 지지유닛에 로딩한다.

기판반송로봇에는 기판을 반송하는 과정에서 기판이 핸드를 이탈하거나, 핸드에 놓인 기판의 유무를 확인하기 위해 센서가 제공된다. 센서는 광을 조사하는 발광부 및 그 광을 수광하는 수광부를 가진다. 발광부 및 수광부는 핸드를 사이에 두고 상하방향으로 서로 대향되게 위치된다. 따라서 기판의 유무는 발광부에서 조사된 광이 수광부에 도달여부에 따라 판단하게 된다. 홈위치에 위치된 핸드의 기판은 그 광이 수광부에 도달하는 것을 차단한다. 또한 핸드 및 이의 기판이 로딩위치로 이동되면, 광은 수광부로 도달한다.

그러나 홈위치와 로딩위치가 짧게 제공되면, 로딩위치에 위치된 핸드가 광과 간섭될 수 있다. 이로 인해 센서는 기판의 위치를 검출하는 것이 어렵다.

본 발명은 기판을 반송 시 그 기판의 상태를 검출할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 기판이 놓이는 핸드와 센서가 서로 간섭하여 그 기판의 상태 검출이 어려운 문제점을 해결할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예는 기판을 반송 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판반송유닛은 기판이 놓이는 핸드, 상기 핸드에 놓인 기판의 유무를 검출하도록 상기 핸드의 상부 또는 하부 중 어느 하나에 위치되는 발광기 및 다른 하나에 위치되는 수광기를 가지는 검출 부재, 상기 핸드가 홈위치, 제1위치, 그리고 제2위치 중 어느 하나에 이동되도록 상기 핸드를 전진 또는 후진시키는 구동부재, 그리고 상기 구동부재를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 핸드가 상기 홈위치에서 상기 제1위치로 전진 이동하여 기판을 로딩 또는 언로딩할 때, 상기 제어기는 상기 핸드가 상기 제1위치보다 더 전진한 제2위치까지 이동한 후, 다시 상기 제1위치로 후진하도록 상기 구동기를 제어한다.

상기 홈위치 및 상기 제1위치는 핸드가 상기 발광기 및 상기 수광기 간의 사이공간에 제공되는 위치이고, 상기 제2위치는 핸드가 상기 발광기 및 상기 수광기 간의 사이공간을 벗어난 위치로 제공될 수 있다. 상기 검출부재는 복수 개로 제공되며, 각각의 상기 검출부재는 서로 상이한 위치에 설치되되, 상기 제1위치는 상기 핸드가 복수 개의 상기 검출부재들 중 일부의 발광기 및 수광기 간의 사이공간에 위치되고, 다른 일부의 발광기 및 수광기 간의 사이공간을 벗어난 위치에 제공될 수 있다.

기판처리장치는 공정챔버, 상기 공정챔버 내에서 기판을 지지하는 기판지지유닛, 그리고 상기 기판지지유닛에 기판을 로딩 또는 언로딩하는 반송로봇을 가지는 기판반송유닛을 포함하되, 상기 반송로봇은 기판이 놓이는 핸드, 상기 핸드에 놓인 기판의 유무를 검출하도록 상기 핸드의 상부 또는 하부 중 어느 하나에 위치되는 발광기 및 다른 하나에 위치되는 수광기를 가지는 검출 부재, 상기 핸드가 홈위치, 로딩위치, 그리고 설정위치 중 어느 하나에 이동되도록 상기 핸드를 전진 또는 후진시키는 구동부재, 그리고 상기 구동부재를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 핸드가 상기 홈위치에서 상기 로딩위치로 전진 이동하여 기판을 로딩 또는 언로딩할 때, 상기 제어기는 상기 핸드가 상기 로딩위치보다 더 전진한 설정위치까지 이동한 후, 다시 상기 로딩위치로 후진하도록 상기 구동기를 제어할 수 있다.

상기 홈위치는 상기 핸드가 상기 발광기 및 상기 수광기 간의 사이공간에 제공되는 위치이고, 상기 로딩위치는 상기 핸드가 상기 기판지지유닛과 대향되는 위치로 제공될 수 있다. 상기 검출부재는 복수 개로 제공되며, 각각의 상기 검출부재는 서로 상이한 위치에 설치되되, 상기 로딩위치는 상기 핸드가 복수 개의 상기 검출부재들 중 일부의 발광기 및 수광기 간의 사이공간에 위치되고, 다른 일부의 발광기 및 수광기 간의 사이공간을 벗어난 위치에 제공될 수 있다. 상기 공정챔버는 복수 개로 제공되며, 상기 기판반송유닛은 상기 반송로봇이 상기 공정챔버들 중 어느 하나에 인접하도록 상기 반송로봇을 이동시키는 로봇이동부재를 포함할 수 있다.

기판을 반송하는 방법으로는 홈위치에 위치된 핸드를 제1위치보다 더 전진한 제2위치로 이동시키고, 상기 제2위치에 위치된 상기 핸드를 후진하여 상기 제1위치로 이동시킨 후, 상기 제1위치에서 기판지지유닛에 기판을 로딩 또는 언로딩한다.

상기 제1위치는 상기 핸드에 기판의 유무를 검출하기 위해 발광기로부터 조사된 광을 수광기에 수광되는 것을 차단하는 위치이고, 상기 제2위치는 상기 발광기로부터 조사된 광이 상기 수광기에 수광되는 것을 허여하는 위치로 제공될 수 있다. 상기 발광기 및 상기 수광기는 각각 복수 개로 제공되며, 각각은 서로 상이한 위치에 설치되되, 상기 제1위치에 위치된 상기 핸드는 상기 발광기들 중 일부에서 조사된 광이 상기 수광기에 수광되는 것을 차단하고, 다른 일부에서 조사된 광이 상기 수광기에 수광되는 것을 허여하도록 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 핸드는 검출유닛과 간섭이 발생되지 않는 홈위치 및 설정위치로 이동되어 그 기판의 유무를 검출하므로, 핸드에 놓여진 기판의 위치를 정확하게 검출할 수 있습니다.

도1은 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이다.
도2는 도1의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도3은 도1의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도4는 도1의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.
도5는 도1의 기판반송유닛을 보여주는 사시도이다.
도6은 도5의 기판반송유닛을 제2방향에서 바라본 단면도이다.
도7은 도5의 지지유닛을 보여주는 평면도이다.
도8은 도5의 지지유닛을 보여주는 단면도이다.
도9 내지 도11은 기판반송유닛이 기판을 반송하는 과정을 보여주는 과정도들이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도1 내지 도11을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.

본 실시예의 설비는 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정을 수행하는 데 사용된다. 특히 본 실시예의 설비는 노광장치에 연결되어 기판에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행하는 데 사용된다. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비(1)를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 1은 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이고, 도 2는 도 1의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 3은 도 1의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 1의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)을 포함한다. 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)은 순차적으로 일 방향으로 일렬로 배치된다.

이하, 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)이 배치된 방향을 제 1 방향(12)이라 칭하고, 상부에서 바라볼 때 제 1 방향(12)과 수직한 방향을 제 2 방향(14)이라 칭하고, 제 1 방향(12) 및 제 2 방향(14)과 각각 수직한 방향을 제 3 방향(16)이라 칭한다.

기판(W)은 카세트(20) 내에 수납된 상태로 이동된다. 이때 카세트(20)는 외부로부터 밀폐될 수 있는 구조를 가진다. 예컨대, 카세트(20)로는 전방에 도어를 가지는 전면 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod; FOUP)가 사용될 수 있다.

이하에서는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)에 대해 상세히 설명한다.

로드 포트(100)는 웨이퍼들(W)이 수납된 카세트(20)가 놓여지는 재치대(120)를 가진다. 재치대(120)는 복수개가 제공되며, 재치대들(200)은 제 2 방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 4개의 재치대(120)가 제공되었다.

인덱스 모듈(200)은 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인 카세트(20)와 제 1 버퍼 모듈(300) 간에 기판(W)을 이송한다. 인덱스 모듈(200)은 프레임(210), 인덱스 로봇(220), 그리고 가이드 레일(230)을 가진다. 프레임(210)은 대체로 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 로드 포트(100)와 제 1 버퍼 모듈(300) 사이에 배치된다. 인덱스 모듈(200)의 프레임(210)은 후술하는 제 1 버퍼 모듈(300)의 프레임(310)보다 낮은 높이로 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(220)과 가이드 레일(230)은 프레임(210) 내에 배치된다. 인덱스 로봇(220)은 기판(W)을 직접 핸들링하는 핸드(221)가 제 1 방향(12), 제 2 방향(14), 제 3 방향(16)으로 이동 가능하고 회전될 수 있도록 4축 구동이 가능한 구조를 가진다. 인덱스 로봇(220)은 핸드(221), 아암(222), 지지대(223), 그리고 받침대(224)를 가진다. 핸드(221)는 아암(222)에 고정 설치된다. 아암(222)은 신축 가능한 구조 및 회전 가능한 구조로 제공된다. 지지대(223)는 그 길이 방향이 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 아암(222)은 지지대(223)를 따라 이동 가능하도록 지지대(223)에 결합된다. 지지대(223)는 받침대(224)에 고정결합된다. 가이드 레일(230)은 그 길이 방향이 제 2 방향(14)을 따라 배치되도록 제공된다. 받침대(224)는 가이드 레일(230)을 따라 직선 이동 가능하도록 가이드 레일(230)에 결합된다. 또한, 도시되지는 않았지만, 프레임(210)에는 카세트(20)의 도어를 개폐하는 도어 오프너가 더 제공된다.

제 1 버퍼 모듈(300)은 프레임(310), 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼 로봇(360)을 가진다. 프레임(310)은 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 인덱스 모듈(200)과 도포 및 현상 모듈(400) 사이에 배치된다. 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼 로봇(360)은 프레임(310) 내에 위치된다. 냉각 챔버(350), 제 2 버퍼(330), 그리고 제 1 버퍼(320)는 순차적으로 아래에서부터 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 제 1 버퍼(320)는 후술하는 도포 및 현상 모듈(400)의 도포 모듈(401)과 대응되는 높이에 위치되고, 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350)는 후술하는 도포 및 현상 모듈(400)의 현상 모듈(402)과 대응되는 높이에 위치된다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼(320)와 제 2 방향(14)으로 일정 거리 이격되게 위치된다.

제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330)는 각각 복수의 웨이퍼들(W)을 일시적으로 보관한다. 제 2 버퍼(330)는 하우징(331)과 복수의 지지대들(332)을 가진다. 지지대들(332)은 하우징(331) 내에 배치되며, 서로 간에 제 3 방향(16)을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(332)에는 하나의 기판(W)이 놓인다. 하우징(331)은 인덱스 로봇(220), 제 1 버퍼 로봇(360), 그리고 후술하는 현상 모듈(402)의 현상부 로봇(482)이 하우징(331) 내 지지대(332)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향, 제 1 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향, 그리고 현상부 로봇(482)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 제 1 버퍼(320)는 제 2 버퍼(330)와 대체로 유사한 구조를 가진다. 다만, 제 1 버퍼(320)의 하우징(321)에는 제 1 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향 및 후술하는 도포 모듈(401)에 위치된 도포부 로봇(432)이 제공된 방향에 개구를 가진다. 제 1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수와 제 2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 동일하거나 상이할 수 있다. 일 예에 의하면, 제 2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 제 1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수보다 많을 수 있다.

제 1 버퍼 로봇(360)은 제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330) 간에 기판(W)을 이송시킨다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 핸드(361), 아암(362), 그리고 지지대(363)를 가진다. 핸드(361)는 아암(362)에 고정 설치된다. 아암(362)은 신축 가능한 구조로 제공되어, 핸드(361)가 제 2 방향(14)을 따라 이동 가능하도록 한다. 아암(362)은 지지대(363)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(363)에 결합된다. 지지대(363)는 제 2 버퍼(330)에 대응되는 위치부터 제 1 버퍼(320)에 대응되는 위치까지 연장된 길이를 가진다. 지지대(363)는 이보다 위 또는 아래 방향으로 더 길게 제공될 수 있다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 단순히 핸드(361)가 제 2 방향(14) 및 제 3 방향(16)을 따른 2축 구동만 되도록 제공될 수 있다.

냉각 챔버(350)는 각각 기판(W)을 냉각한다. 냉각 챔버(350)는 하우징(351)과 냉각 플레이트(352)를 가진다. 냉각 플레이트(352)는 기판(W)이 놓이는 상면 및 기판(W)을 냉각하는 냉각 수단(353)을 가진다. 냉각 수단(353)으로는 냉각수에 의한 냉각이나 열전 소자를 이용한 냉각 등 다양한 방식이 사용될 수 있다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 기판(W)을 냉각 플레이트(352) 상에 위치시키는 리프트 핀 어셈블리(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 하우징(351)은 인덱스 로봇(220) 및 후술하는 현상 모듈(402)에 제공된 현상부 로봇(482)이 냉각 플레이트(352)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향 및 현상부 로봇(482)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 상술한 개구를 개폐하는 도어들(도시되지 않음)이 제공될 수 있다.

도포 및 현상 모듈(400)은 노광 공정 전에 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 공정 및 노광 공정 후에 기판(W)을 현상하는 공정을 수행한다. 도포 및 현상 모듈(400)은 대체로 직육면체의 형상을 가진다. 도포 및 현상 모듈(400)은 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)을 가진다. 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 서로 간에 층으로 구획되도록 배치된다. 일 예에 의하면, 도포 모듈(401)은 현상 모듈(402)의 상부에 위치된다.

도포 모듈(401)은 기판(W)에 대해 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정 및 레지스트 도포 공정 전후에 기판(W)에 대해 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 도포 모듈(401)은 도포챔버(410), 베이크 챔버(420), 그리고 반송챔버(430)을 가진다. 도포챔버(410), 베이크 챔버(420), 그리고 반송챔버(430)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 도포챔버(410)와 베이크 챔버(420)는 반송챔버(430)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 도포챔버(410)는 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 도포챔버(410)가 제공된 예가 도시되었다. 베이크 챔버(420)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 챔버(420)가 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 챔버(420)는 더 많은 수로 제공될 수 있다.

반송챔버(430)에는 기판을 반송하기 위한 기판반송유닛(1000)이 제공된다. 기판반송장치(1000)는 베이크챔버들(420), 도포챔버들(410), 제 1 버퍼 모듈(310)의 제 1 버퍼(320), 그리고 후술하는 제 2 버퍼 모듈(510)의 제 1 버퍼(520) 간에 기판을 반송한다. 도5는 도1의 기판반송유닛을 보여주는 사시도이고, 도6은 도5의 기판반송유닛을 보여주는 수직 단면도이다. 도5 및 도6을 참조하면 기판반송유닛(1000)은 로봇이동부재 및 반송로봇(1500)을 포함한다. 로봇이동부재는 수평구동유닛(1100) 및 수직구동유닛(1300)을 포함한다.

수평구동유닛(1100)은 수직구동유닛(1300)을 제1방향으로 이동시킨다. 수평구동유닛(1100)은 상부수평프레임(1100a), 하부수평프레임(1100b), 그리고 지지프레임(1100c)을 가진다. 상부수평프레임(1100a)과 하부수평프레임(1100b)은 그 길이방향이 제1방향을 향하고, 서로 평행하게 제공된다. 상부수평프레임(1100a)은 하부수평프레임(1100b)의 상부에 위치되며, 서로 마주보도록 위치된다. 지지프레임(1100c)은 상부수평프레임(1100a)과 하부수평프레임(1100b)이 고정되도록 서로를 연결시킨다. 지지프레임(1100c)은 그 길이방향이 제3방향을 향하도록 제공된다. 지지프레임(1100c)은 상부수평프레임(1100a)과 하부수평프레임(1100b)의 양 끝단에 각각 제공된다. 각각의 지지프레임(1100c)의 상단은 상부수평프레임(1100a)의 양 끝단에 결합되고, 각각의 하단은 하부수평프레임(1100b)의 양 끝단에 결합된다. 제2방향에서 바라볼 때 상부수평프레임(1100a), 하부수평프레임(1100b), 그리고 지지프레임(1100c)은 서로 조합되어 사각의 링 형상을 가지도록 제공된다.

수직구동유닛(1300)은 반송로봇(1500)을 제3방향으로 이동시킨다. 수직구동유닛(1300)은 수직프레임(1320), 구동부재(미도시), 그리고 배기팬(1380)을 포함한다. 수직프레임(1320)은 그 길이방향이 제1방향을 향하도록 제공된다. 수직프레임(1320)은 내부에 수직공간(1324)을 제공한다. 수직프레임(1320)은 반송로봇(1500)을 안정적으로 지지하도록 복수 개로 제공된다. 일 예에 의하면, 수직프레임(1320)은 반송로봇(1500)의 지지대(1520)의 양단을 각각 지지하는 제1수직프레임(1320a)과 제2수직프레임(1320b)으로 제공될 수 있다. 제1수직프레임(1320a)과 제2수직프레임(1320b) 각각은 상단이 상부수평프레임(1100a)이 결합되고, 하단이 하부수평프레임(1100b)이 결합된다. 각각의 수직프레임(1320)은 상부수평프레임(1100a)과 하부수평프레임(1100b)의 길이방향을 따라 동시에 이동된다. 각각의 수직프레임(1320)의 일면에는 가이드레일(1322)이 형성된다. 가이드레일(1322)은 그 길이방향이 제3방향을 향하도록 제공된다. 각각의 수직프레임(1320)의 저면에는 배기홀(1326)이 형성된다. 수직공간(1324)에서 발생된 파티클은 배기홀(1326)을 통해 외부로 배기된다. 구동부재(미도시)는 반송로봇(1500)을 상하방향으로 이동시킨다. 구동부재(1340)는 각각의 수직프레임(1320)에 제공된다. 예컨대, 구동부재는 벨트 및 풀리로 제공될 수 있다.

배기팬(1380)은 복수 개로 제공되며, 각각은 수직공간(1324)에서 하강기류를 형성한다. 배기팬(1380)들은 제1수직프레임(1320a) 및 제2수직프레임(1320b) 내에 각각 제공된다. 배기팬(1380)들은 각각의 수직프레임(1320) 내에서 제3방향을 따라 서로 이격되게 배치된다. 각각의 배기팬(1380)은 서로 상이한 세기의 기류를 발생시킨다. 일 예에 의하면, 위에서 아래로 갈수록 배기팬(1380)으로부터 발생된 기류는 점진적으로 강해질 수 있다. 수직공간(1324)에서 하부영역에 위치된 배기팬(1380)은 이의 상부에 위치된 배기팬(1380)보다 강한 기류를 형성한다.

반송로봇(1500)은 기판을 지지한다. 도7은 도5의 반송로봇을 보여주는 평면도이고, 도8은 도5의 반송로봇을 보여주는 단면도이다. 도7 및 도8을 참조하면, 반송로봇(1500)은 지지대(1520), 베이스(1540), 가이드(1550), 핸드(1560), 구동부재(미도시), 검출부재(1580), 그리고 제어기(1590)를 포함한다. 지지대(1520)는 그 길이방향이 대체로 제2방향을 향하도록 제공된다. 지지대(1520)의 내부에는 수평공간(1524)이 제공된다. 지지대(1520)의 양 끝단은 각각의 수직프레임(1320)에 설치된다. 지지대(1520)의 양단은 수직공간에 위치되는 벨트에 고정결합된다. 지지대(1520)의 양측부는 수직공간(1324)과 수평공간(1524)이 서로 통하도록 개방되게 제공된다.

베이스(1540)는 지지대의 상면에 위치된다. 베이스(1540)는 축 회전이 가능하도록 지지대에 결합된다. 베이스(1540)는 지지대(1520)에 대해 제3방향을 중심으로 축 회전될 수 있다. 베이스(1540)는 대체로 직육면체 형상을 가지도록 제공된다. 베이스(1540)는 그 길이방향이 수평방향을 향하도록 제공된다. 가이드(1550)는 핸드(1560)의 이동방향을 안내한다. 가이드(1550)는 복수 개로 제공된다. 일 예에 의하면, 가이드(1550)는 핸드(1560)와 동일한 개수로 제공될 수 있다. 가이드(1550)는 제1레일(1550a) 및 제2레일(1550b)로 제공될 수 있다. 제1레일(1550a)은 베이스(1540)의 일측에 고정 설치되고, 제2레일(1550b)은 베이스(1540)의 타측에 고정 설치된다. 각각의 레일(1550a,1550b)은 그 길이방향이 베이스(1540)와 평행하도록 제공된다.

핸드(1560)는 기판(W)을 지지한다. 핸드(1560)는 가이드(1550) 상에 설치되어 전진 또는 후진방향으로 이동 가능하도록 제공된다. 핸드(1560)는 복수 개로 제공되며, 각각은 상하방향을 따라 서로 대향되도록 위치된다. 일 예에 의하면, 핸드(1560)는 제1핸드(1560a) 및 제2핸드(1560b)를 가지도록 제공될 수 있다. 제1핸드(1560a)는 제2핸드(1560b)보다 아래에 위치될 수 있다. 제1핸드(1560a)는 제1레일(1550a)을 통해 전진 또는 후진 이동할 수 있다. 제2핸드(1560b)는 제2레일(1550b)을 통해 전진 또는 후진 이동할 수 있다.

제1핸드(1560a)는 제1아암(1562) 및 제1지지판(1566)을 포함한다. 제1아암(1562)은 제1지지판(1566) 및 제1레일(1550a)을 연결한다. 제1아암(1562)은 제1지지판(1566)의 후단으로부터 연장되어 베이스(1540)의 일측에 위치되는 제1레일(1550a)에 연결된다. 정면에서 바라볼 때, 제1아암(1562)은 " ┓"자 형상을 가지도록 제공된다. 제1지지판(1566)은 기판(W)을 지지한다. 제1지지판(1566)은 기판(W)의 저면 가장자리영역을 지지한다. 제1지지판(1566)은 기판(W)의 측부를 감싸는 형상으로 제공된다. 제1지지판(1566)은 "U" 자 형상을 가지도록 제공된다. 제1지지판(1566)의 내측면에는 지지돌기(1568)가 형성된다. 지지돌기(1568)는 기판의 저면 가장자리를 지지한다. 지지돌기(1568)는 제1지지판(1566)의 중심을 향하도록 돌출되게 형성된다. 지지돌기(1568)는 복수 개로 제공된다. 각각의 지지돌기(1568)는 기판(W)의 서로 상이한 영역을 지지한다. 각각의 지지돌기(1568)의 상면에는 흡기홀(1569)이 형성된다. 흡기홀(1569)은 감압부재(미도시)에 연결된다. 감압부재로부터 제공된 진공압은 지지돌기(1568)에 놓여진 기판(W)을 흡입 고정시킨다.

제2핸드(1560b)는 제2아암 및 제2지지판을 포함한다. 제2아암 및 제2지지판은 제1아암(1562) 및 제1지지판(1566)과 동일한 형상을 가지도록 제공된다. 다만, 제2지지판은 제1지지판(1566)보다 아래에 위치된다. 제2아암은 수직축을 중심으로 제1아암(1562)과 대칭되는 형상을 가지도록 제공된다. 제2핸드(1560b)의 아암은 "┏ "자 형상을 가지도록 제공된다.

구동부재(미도시)는 핸드(1560)를 전진 또는 후진 이동시킨다. 구동부재(미도시)는 핸드(1560)를 홈위치, 제1위치, 그리고 제2위치 중 어느 하나에 이동시킨다. 일 예에 의하면, 홈위치와 제2위치 간의 거리는 홈위치와 제1위치 간의 거리보다 멀게 제공될 수 있다. 홈위치는 지지판이 베이스(1540)의 상면과 대향되는 위치이고, 제1위치 및 제2위치는 지지판이 베이스(1540)의 상면을 벗어난 위치일 수 있다. 제1위치는 로딩위치이고, 제2위치는 작업자로부터 설정된 설정위치로 제공된다. 로딩위치는 지지판(1566)이 도포챔버(410) 내에 제공된 지지플레이트(412)와 대향되는 위치일 수 있다.

검출부재(1580)는 핸드(1560)에 놓여진 기판(W)의 유무를 검출한다. 검출부재(1580)는 광을 조사하여 기판(W)의 유무를 검출한다. 검출부재(1580)는 발광기(1582) 및 수광기(1584)를 포함한다. 발광기(1582)는 광을 조사하고, 수광기(1584)는 그 조사된 광을 수광한다. 발광기(1582) 및 수광기(1584)는 핸드(1560)를 사이에 두고 서로 대향되게 위치된다. 발광기(1582) 및 수광기(1584)는 제3방향을 따라 서로 이격되게 위치된다. 발광기(1582) 및 수광기(1584) 중 어느 하나는 핸드(1560)보다 아래에 위치되고, 다른 하나는 핸드(1560)보다 위치에 위치된다. 발광기(1582) 및 수광기(1584)는 각각의 핸드(1560)와 이격되게 위치된다. 일 예에 의하면, 발광기(1582)는 핸드(1560)의 아래에 위치되고, 수광기(1584)는 핸드(1560)의 위에 위치될 수 있다. 발광기(1582) 및 수광기(1584)는 홈위치에 위치된 핸드(1560)에 놓인 기판과 대향되게 위치될 수 있다. 발광기(1582) 및 수광기(1584)는 홈위치에 위치된 핸드(1560)의 지지돌기(1568)와 대향되지 않도록 위치될 수 있다. 발광기(1582)는 베이스(1540)의 상면에 고정설치된다. 수광기(1584)는 광지지대에 고정설치된다. 발광기(1582) 및 수광기(1584)를 가지는 검출부재(1580)는 복수 개로 제공된다. 일 예에 의하면, 검출부재(1580)는 4 개로 제공될 수 있다. 각각의 검출부재(1580)는 핸드(1560)의 놓여진 기판(W)의 가장자리영역을 검출하도록 제공될 수 있다. 검출부재(1580)들은 홈위치에 위치된 지지판(1566)의 중심축을 중심으로 이의 전단에 2 개, 그리고 이의 후단에 2 개가 배치될 수 있다. 또한 검출부재(1580)들은 홈위치에 위치된 지지판(1566)의 중심축을 중심으로 이의 일측에 2 개, 그리고 이의 타측에 2 개가 배치될 수 있다.

제어기(1590)는 구동부재(미도시)를 제어한다. 제어기(1590)는 핸드(1560)가 기판을 로딩 또는 언로딩할 때, 홈위치에 위치된 핸드(1560)를 설정위치로 이동시키고, 이를 다시 후진시켜 로딩위치로 이동시킨다. 설정위치는 각각의 발광기(1582)로부터 조사된 광들이 수광기(1584)들로 수광되는 것을 허여하는 위치이다. 따라서 홈위치에 위치된 핸드(1560)은 그 광들이 각각의 수광기(1584)에 수광되는 것을 차단하지만, 홈위치에서 설정위치로 이동된 핸드(1560)는 그 광들이 모두 수광되도록 한다. 따라서 검출부재(1580)는 핸드(1560)가 홈위치와 설정위치 간에 이동되었음을 검출할 수 있다.

다음은 제어기(1590)가 구동부재(미도시) 및 검출부재(1580)를 제어하는 방법에 대해 설명한다. 도9 내지 도11은 기판반송유닛이 기판을 반송하는 과정을 보여주는 과정도들이다. 도9 및 도11을 참조하면, 핸드(1560)에 기판이 놓이면, 제어기(1590)는 핸드(1560)를 전진시켜 홈위치에서 설정위치로 이동시킨다. 핸드(1560)가 설정위치에 위치되면, 제어기(1590)는 핸드(1560)를 후진시켜 로딩위치로 이동시킨다. 로딩위치에 위치된 핸드(1560)는 기판(W)을 지지플레이트(412)에 인계하도록 하강된다. 여기서 핸드(1560)는 수직구동유닛(1300)에 의해 하강됨에 따라 핸드(1560) 및 베이스(1540)가 함께 하강된다. 기판(W)이 핸드(1560)로부터 지지플레이트(412)에 인계되면, 핸드(1560)를 후진시켜 홈위치로 이동시킨다.

기판(W)이 핸드(1560)에 의해 반송되는 동안, 검출부재(1580)는 기판(W)의 상태를 검출한다. 검출부재(1580)는 홈위치 및 설정위치 각각에 위치된 핸드(1560)에 놓인 기판(W)을 검출하도록 한다. 검출부재(1580)는 핸드(1560)가 홈위치 및 설정위치에 위치된 상태에서 기판(W)의 상태를 검출하고, 정상상태 및 불량상태를 검출한다. 일 예에 의하면, 홈위치에 위치된 핸드(1560)의 기판(W)은 각각의 발광기(1582)로부터 조사된 광들을 차단하여 그 광들이 수광기(1584)에 수광되는 것을 차단하면, 이를 정상상태로 판별한다. 이와 달리 홈위치에 위치된 핸드(1560)의 기판이 어느 하나 또는 그 이상의 광들을 차단하지 못하면, 이를 불량상태로 판별한다. 또한 설정위치에 위치된 핸드(1560)의 기판은 각각의 발광기(1582)로부터 조사된 광들이 수광기(1584)에 모두 수광되도록 하면, 이를 정상상태로 판별한다. 이와 달리 설정위치에 위치된 핸드(1560)의 기판(W)이 각각의 발광기(1582)로부터 조사된 광들 중 일부 또는 전부가 수광기(1584)로 모두 수광되지 못하도록 하면, 이를 불량상태로 판별한다. 검출부재(1580)는 핸드(1560)에 놓인 기판이 불량상태라고 판단되면 알람을 발생시킬 수 있다. 또한 검출부재(1580)는 로딩위치에 위치된 핸드(1560)가 각각의 발광기(1582)로부터 조사된 광들 중 일부를 차단할지라도, 이를 정상상태로 판단한다.

상술한 실시예에는 핸드(1560)가 로딩위치에 위치 시 핸드(1560)의 아암이 복수 개의 검출부재(1580)들 중 일부에 대향되게 위치될 수 있다. 이로 인해 기판(W)이 놓인 지지판(1566)은 정상적으로 로딩위치로 이동되었으나, 제어기(1590)는 이를 불량상태로 판단할 수 있다. 따라서 본 실시예는 로딩위치에 위치된 핸드(1560)에서 기판(W)의 상태를 검출하고, 이로부터 발생되는 오판을 방지할 수 있다.

또한 본 실시예에는 제1핸드(1560a) 및 제2핸드(1560b) 중 어느 하나의 핸드(1560)에만 기판(W)이 놓이도록 한다. 제1핸드(1560a)에 제1기판이 놓이고, 제2핸드(1560b)에 제2기판이 놓이고, 각각의 핸드(1560)가 서로 상이한 위치로 이동될 경우, 어느 하나의 기판이 발광기(1582)로부터 조사된 광을 차단할 수 있다. 이로 인해 제1핸드(1560a) 및 제2핸드(1560b)의 위치에 관계없이 그 핸드(1560)들이 홈위치에 제공되는 것으로 인식할 수 있다.

상술한 실시예와 달리, 발광기(1582)는 핸드(1560)의 지지판(1566)에 설치될 수 있다. 발광기(1582)는 지지판(1566)의 저면으로부터 그 내측방향을 향하도록 제공될 수 있다. 각각의 발광기(1582)는 지지돌기(1568)와 인접하게 위치되도록 제공될 수 있다. 발광기(1582)는 제1지지판(1566) 및 제2지지판(1566) 각각에 설치될 수 있다. 이 경우, 제1지지판(1566)에 제공된 발광기(1582)와 제2지지판에 제공된 발광기(1582)는 상부에서 바라볼 때 서로 대향되지 않도록 위치될 수 있다.

다시 도1 내지 도4를 참조하면, 도포챔버들(410)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 도포챔버(410)에서 사용되는 포토 레지스트의 종류는 서로 상이할 수 있다. 일 예로서 포토 레지스트로는 화학 증폭형 레지스트(chemical amplification resist)가 사용될 수 있다. 도포챔버(410)는 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포한다. 도포챔버(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, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(412)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(413)은 지지 플레이트(412)에 놓인 기판(W) 상으로 포토 레지스트를 공급한다. 노즐(413)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 포토 레지스트를 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(413)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(413)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 추가적으로 도포챔버(410)에는 포토 레지스트가 도포된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 수 있다.

베이크 챔버(420)는 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(420)은 포토 레지스트를 도포하기 전에 기판(W)을 소정의 온도로 가열하여 기판(W) 표면의 유기물이나 수분을 제거하는 프리 베이크(prebake) 공정이나 포토레지스트를 기판(W) 상에 도포한 후에 행하는 소프트 베이크(soft bake) 공정 등을 수행하고, 각각의 가열 공정 이후에 기판(W)을 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 기판(W) 상에 패턴을 얻기 위해 현상액을 공급하여 포토 레지스트의 일부를 제거하는 현상 공정, 및 현상 공정 전후에 기판(W)에 대해 수행되는 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 현상모듈(402)은 현상챔버(460), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)를 가진다. 현상챔버(460), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 현상챔버(460)와 베이크 챔버(470)는 반송 챔버(480)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 현상챔버(460)는 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 현상챔버(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.

반송챔버(480)는 기판(W)을 반송하기 위한 기판반송유닛(1000)이 제공된다. 기판반송유닛(1000)은 베이크 챔버들(470), 현상챔버들(460), 제 1 버퍼 모듈(310)의 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350), 그리고 제 2 버퍼 모듈(510)의 제 2 냉각 챔버(540) 간에 기판(W)을 반송한다. 현상모듈(402)의 기판반송유닛(1000)은 도포모듈(401)의 기판반송유닛(1000)의 아래에 위치하며, 동일한 구성을 가진다. 따라서 현상모듈(402)의 기판반송유닛(1000)에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

현상챔버들(460)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 현상챔버(460)에서 사용되는 현상액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 현상챔버(460)는 기판(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.

현상챔버(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, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(462)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(463)은 지지 플레이트(462)에 놓인 기판(W) 상으로 현상액을 공급한다. 노즐(463)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 현상액 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(463)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(463)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 현상챔버(460)에는 추가적으로 현상액이 공급된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(464)이 더 제공될 수 있다.

베이크 챔버(470)는 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(470)은 현상 공정이 수행되기 전에 기판(W)을 가열하는 포스트 베이크 공정 및 현상 공정이 수행된 후에 기판(W)을 가열하는 하드 베이크 공정 및 각각의 베이크 공정 이후에 가열된 웨이퍼를 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 도포 및 현상 모듈(400)에서 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 서로 간에 분리되도록 제공된다. 또한, 상부에서 바라볼 때 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 동일한 챔버 배치를 가질 수 있다.

제 2 버퍼 모듈(500)은 도포 및 현상 모듈(400)과 노광 전후 처리 모듈(600) 사이에 기판(W)이 운반되는 통로로서 제공된다. 또한, 제 2 버퍼 모듈(500)은 기판(W)에 대해 냉각 공정이나 에지 노광 공정 등과 같은 소정의 공정을 수행한다. 제 2 버퍼 모듈(500)은 프레임(510), 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 제 2 냉각 챔버(540), 에지 노광 챔버(550), 그리고 제 2 버퍼 로봇(560)을 가진다. 프레임(510)은 직육면체의 형상을 가진다. 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 제 2 냉각 챔버(540), 에지 노광 챔버(550), 그리고 제 2 버퍼 로봇(560)은 프레임(510) 내에 위치된다. 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 그리고 에지 노광 챔버(550)는 도포 모듈(401)에 대응하는 높이에 배치된다. 제 2 냉각 챔버(540)는 현상 모듈(402)에 대응하는 높이에 배치된다. 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 그리고 제 2 냉각 챔버(540)는 순차적으로 제 3 방향(16)을 따라 일렬로 배치된다. 상부에서 바라볼 때 버퍼(520)은 도포 모듈(401)의 반송 챔버(430)와 제 1 방향(12)을 따라 배치된다. 에지 노광 챔버(550)는 버퍼(520) 또는 제 1 냉각 챔버(530)와 제 2 방향(14)으로 일정 거리 이격되게 배치된다.

제 2 버퍼 로봇(560)은 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 그리고 에지 노광 챔버(550) 간에 기판(W)을 운반한다. 제 2 버퍼 로봇(560)은 에지 노광 챔버(550)와 버퍼(520) 사이에 위치된다. 제 2 버퍼 로봇(560)은 제 1 버퍼 로봇(360)과 유사한 구조로 제공될 수 있다. 제 1 냉각 챔버(530)와 에지 노광 챔버(550)는 도포 모듈(401)에서 공정이 수행된 웨이퍼들(W)에 대해 후속 공정을 수행한다. 제 1 냉각 챔버(530)는 도포 모듈(401)에서 공정이 수행된 기판(W)을 냉각한다. 제 1 냉각 챔버(530)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 냉각 챔버(350)과 유사한 구조를 가진다. 에지 노광 챔버(550)는 제 1 냉각 챔버(530)에서 냉각 공정이 수행된 웨이퍼들(W)에 대해 그 가장자리를 노광한다. 버퍼(520)는 에지 노광 챔버(550)에서 공정이 수행된 기판(W)들이 후술하는 전처리 모듈(601)로 운반되기 전에 기판(W)을 일시적으로 보관한다. 제 2 냉각 챔버(540)는 후술하는 후처리 모듈(602)에서 공정이 수행된 웨이퍼들(W)이 현상 모듈(402)로 운반되기 전에 웨이퍼들(W)을 냉각한다. 제 2 버퍼 모듈(500)은 현상 모듈(402)와 대응되는 높이에 추가된 버퍼를 더 가질 수 있다. 이 경우, 후처리 모듈(602)에서 공정이 수행된 웨이퍼들(W)은 추가된 버퍼에 일시적으로 보관된 후 현상 모듈(402)로 운반될 수 있다.

노광 전후 처리 모듈(600)은, 노광 장치(900)가 액침 노광 공정을 수행하는 경우, 액침 노광시에 기판(W)에 도포된 포토레지스트 막을 보호하는 보호막을 도포하는 공정을 처리할 수 있다. 또한, 노광 전후 처리 모듈(600)은 노광 이후에 기판(W)을 세정하는 공정을 수행할 수 있다. 또한, 화학증폭형 레지스트를 사용하여 도포 공정이 수행된 경우, 노광 전후 처리 모듈(600)은 노광 후 베이크 공정을 처리할 수 있다.

노광 전후 처리 모듈(600)은 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)을 가진다. 전처리 모듈(601)은 노광 공정 수행 전에 기판(W)을 처리하는 공정을 수행하고, 후처리 모듈(602)은 노광 공정 이후에 기판(W)을 처리하는 공정을 수행한다. 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)은 서로 간에 층으로 구획되도록 배치된다. 일 예에 의하면, 전처리 모듈(601)은 후처리 모듈(602)의 상부에 위치된다. 전처리 모듈(601)은 도포 모듈(401)과 동일한 높이로 제공된다. 후처리 모듈(602)은 현상 모듈(402)과 동일한 높이로 제공된다. 전처리 모듈(601)은 보호막 도포 챔버(610), 베이크 챔버(620), 그리고 반송 챔버(630)를 가진다. 보호막 도포 챔버(610), 반송 챔버(630), 그리고 베이크 챔버(620)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 보호막 도포 챔버(610)와 베이크 챔버(620)는 반송 챔버(630)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 보호막 도포 챔버(610)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 보호막 도포 챔버(610)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다. 베이크 챔버(620)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 베이크 챔버(620)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다.

반송 챔버(630)는 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 1 냉각 챔버(530)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(630) 내에는 전처리 로봇(632)이 위치된다. 반송 챔버(630)는 대체로 정사각 또는 직사각의 형상을 가진다. 전처리 로봇(632)은 보호막 도포 챔버들(610), 베이크 챔버들(620), 제 2 버퍼 모듈(500)의 버퍼(520), 그리고 후술하는 인터페이스 모듈(700)의 제 1 버퍼(720) 간에 기판(W)을 이송한다. 전처리 로봇(632)은 핸드(633), 아암(634), 그리고 지지대(635)를 가진다. 핸드(633)는 아암(634)에 고정 설치된다. 아암(634)은 신축 가능한 구조 및 회전 가능한 구조로 제공된다. 아암(634)은 지지대(635)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(635)에 결합된다.

보호막 도포 챔버(610)는 액침 노광 시에 레지스트 막을 보호하는 보호막을 기판(W) 상에 도포한다. 보호막 도포 챔버(610)는 하우징(611), 지지 플레이트(612), 그리고 노즐(613)을 가진다. 하우징(611)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(612)는 하우징(611) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(612)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(613)은 지지 플레이트(612)에 놓인 기판(W) 상으로 보호막 형성을 위한 보호액을 공급한다. 노즐(613)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 보호액을 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(613)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(613)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 이 경우, 지지 플레이트(612)는 고정된 상태로 제공될 수 있다. 보호액은 발포성 재료를 포함한다. 보호액은 포토 레지스터 및 물과의 친화력이 낮은 재료가 사용될 수 있다. 예컨대, 보호액은 불소계의 용제를 포함할 수 있다. 보호막 도포 챔버(610)는 지지 플레이트(612)에 놓인 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 중심 영역으로 보호액을 공급한다.

베이크 챔버(620)는 보호막이 도포된 기판(W)을 열처리한다. 베이크 챔버(620)는 냉각 플레이트(621) 또는 가열 플레이트(622)를 가진다. 냉각 플레이트(621)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(623)이 제공된다. 또는 가열 플레이트(622)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(624)이 제공된다. 가열 플레이트(622)와 냉각 플레이트(621)는 하나의 베이크 챔버(620) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 챔버들(620) 중 일부는 가열 플레이트(622) 만을 구비하고, 다른 일부는 냉각 플레이트(621) 만을 구비할 수 있다.

후처리 모듈(602)은 세정 챔버(660), 노광 후 베이크 챔버(670), 그리고 반송 챔버(680)를 가진다. 세정 챔버(660), 반송 챔버(680), 그리고 노광 후 베이크 챔버(670)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 세정 챔버(660)와 노광 후 베이크 챔버(670)는 반송 챔버(680)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 세정 챔버(660)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치될 수 있다. 선택적으로 세정 챔버(660)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다. 노광 후 베이크 챔버(670)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치될 수 있다. 선택적으로 노광 후 베이크 챔버(670)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다.

반송 챔버(680)는 상부에서 바라볼 때 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(680)는 대체로 정사각 또는 직사각의 형상을 가진다. 반송 챔버(680) 내에는 후처리 로봇(682)이 위치된다. 후처리 로봇(682)은 세정 챔버들(660), 노광 후 베이크 챔버들(670), 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540), 그리고 후술하는 인터페이스 모듈(700)의 제 2 버퍼(730) 간에 기판(W)을 운반한다. 후처리 모듈(602)에 제공된 후처리 로봇(682)은 전처리 모듈(601)에 제공된 전처리 로봇(632)과 동일한 구조로 제공될 수 있다.

세정 챔버(660)는 노광 공정 이후에 기판(W)을 세정한다. 세정 챔버(660)는 하우징(661), 지지 플레이트(662), 그리고 노즐(663)을 가진다. 하우징(661)는 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(662)는 하우징(661) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(662)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(663)은 지지 플레이트(662)에 놓인 기판(W) 상으로 세정액을 공급한다. 세정액으로는 탈이온수와 같은 물이 사용될 수 있다. 세정 챔버(660)는 지지 플레이트(662)에 놓인 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 중심 영역으로 세정액을 공급한다. 선택적으로 기판(W)이 회전되는 동안 노즐(663)은 기판(W)의 중심 영역에서 가장자리 영역까지 직선 이동 또는 회전 이동할 수 있다.

노광 후 베이크 챔버(670)는 원자외선을 이용하여 노광 공정이 수행된 기판(W)을 가열한다. 노광 후 베이크 공정은 기판(W)을 가열하여 노광에 의해 포토 레지스트에 생성된 산(acid)을 증폭시켜 포토 레지스트의 성질 변화를 완성시킨다. 노광 후 베이크 챔버(670)는 가열 플레이트(672)를 가진다. 가열 플레이트(672)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(674)이 제공된다. 노광 후 베이크 챔버(670)는 그 내부에 냉각 플레이트(671)를 더 구비할 수 있다. 냉각 플레이트(671)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(673)이 제공된다. 또한, 선택적으로 냉각 플레이트(671)만을 가진 베이크 챔버가 더 제공될 수 있다.

상술한 바와 같이 노광 전후 처리 모듈(600)에서 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)은 서로 간에 완전히 분리되도록 제공된다. 또한, 전처리 모듈(601)의 반송 챔버(630)와 후처리 모듈(602)의 반송 챔버(680)는 동일한 크기로 제공되어, 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다. 또한, 보호막 도포 챔버(610)와 세정 챔버(660)는 서로 동일한 크기로 제공되어 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다. 또한, 베이크 챔버(620)와 노광 후 베이크 챔버(670)는 동일한 크기로 제공되어, 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다.

인터페이스 모듈(700)은 노광 전후 처리 모듈(600), 및 노광 장치(900) 간에 기판(W)을 이송한다. 인터페이스 모듈(700)은 프레임(710), 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)를 가진다. 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)은 프레임(710) 내에 위치된다. 제 1 버퍼(720)와 제 2 버퍼(730)는 서로 간에 일정거리 이격되며, 서로 적층되도록 배치된다. 제 1 버퍼(720)는 제 2 버퍼(730)보다 높게 배치된다. 제 1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)과 대응되는 높이에 위치되고, 제 2 버퍼(730)는 후처리 모듈(602)에 대응되는 높이에 배치된다. 상부에서 바라볼 때 제 1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)의 반송 챔버(630)와 제 1 방향(12)을 따라 일렬로 배치되고, 제 2 버퍼(730)는 후처리 모듈(602)의 반송 챔버(630)와 제 1 방향(12)을 따라 일렬로 배치되게 위치된다.

인터페이스 로봇(740)은 제 1 버퍼(720) 및 제 2 버퍼(730)와 제 2 방향(14)으로 이격되게 위치된다. 인터페이스 로봇(740)은 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 노광 장치(900) 간에 기판(W)을 운반한다. 인터페이스 로봇(740)은 제 2 버퍼 로봇(560)과 대체로 유사한 구조를 가진다.

제 1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)에서 공정이 수행된 기판(W)들이 노광 장치(900)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 그리고 제 2 버퍼(730)는 노광 장치(900)에서 공정이 완료된 기판(W)들이 후처리 모듈(602)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 제 1 버퍼(720)는 하우징(721)과 복수의 지지대들(722)을 가진다. 지지대들(722)은 하우징(721) 내에 배치되며, 서로 간에 제 3 방향(16)을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(722)에는 하나의 기판(W)이 놓인다. 하우징(721)은 인터페이스 로봇(740) 및 전처리 로봇(632)이 하우징(721) 내로 지지대(722)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향 및 전처리 로봇(632)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 제 2 버퍼(730)는 제 1 버퍼(720)와 대체로 유사한 구조를 가진다. 다만, 제 2 버퍼(730)의 하우징(731)에는 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향 및 후처리 로봇(682)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 인터페이스 모듈에는 웨이퍼에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버의 제공 없이 상술한 바와 같이 버퍼들 및 로봇만 제공될 수 있다.

상술한 실시예에는 기판반송장치(1000)가 도포모듈(401)의 반송챔버(430)와 현상모듈(402)의 반송챔버(480)에 제공되는 것으로 설명하였다. 그러나 기판반송유닛은 이에 한정되지 않고, 제1버퍼로봇(360), 제2버퍼로봇(560), 그리고 인터페이스로봇(740)에 적용 가능하다.

또한 본 실시예의 기판반송장치(1000)은 사진공정에 한정되지 않으며 세정공정, 식각공정, 그리고 애싱공정 등에서 기판(W)을 반송하기 위한 반송부재에 다양하게 적용될 수 있다.

1560a: 제1핸드 1560b: 제2핸드
1580: 검출유닛 1582: 발광기
1584: 수광기

Claims (12)

1. 기판이 놓이는 핸드와;
   상기 핸드에 놓인 기판의 유무를 검출하도록 상기 핸드의 상부 또는 하부 중 어느 하나에 위치되는 발광기 및 다른 하나에 위치되는 수광기를 가지는 검출 부재와;
   상기 핸드가 홈위치, 제1위치, 그리고 제2위치 중 어느 하나에 이동되도록 상기 핸드를 전진 또는 후진시키는 구동부재와;
   상기 구동부재를 제어하는 제어기를 포함하되,
   상기 제어기는,
   상기 핸드가 상기 홈위치에서 상기 제1위치로 전진 이동하여 기판을 로딩 또는 언로딩할 때, 상기 핸드가 상기 제1위치보다 상기 홈위치와 반대방향으로 더 전진한 제2위치까지 이동한 후, 다시 상기 제1위치로 후진하도록 상기 구동부재를 제어하며,
   상부에서 바라볼 때 각각의 상기 검출 부재는 상기 핸드의 이동 방향을 따라 배열되도록 위치되며,
   상기 홈위치 및 상기 제1위치는 핸드가 상기 발광기 및 상기 수광기 간의 사이공간에 제공되는 위치이고,
   상기 제2위치는 핸드가 상기 발광기 및 상기 수광기 간의 사이공간을 벗어난 위치로 제공되는 기판반송유닛.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 검출 부재는 복수 개로 제공되며, 각각의 상기 검출 부재는 서로 상이한 위치에 설치되되,
   상기 제1위치는 상기 핸드가 복수 개의 상기 검출 부재들 중 일부의 발광기 및 수광기 간의 사이공간에 위치되고, 다른 일부의 발광기 및 수광기 간의 사이공간을 벗어난 위치에 제공되는 기판반송유닛.
4. 삭제
5. 공정챔버와;
   상기 공정챔버 내에서 기판을 지지하는 기판지지유닛과;
   상기 기판지지유닛에 기판을 로딩 또는 언로딩하는 반송로봇을 가지는 기판반송유닛을 포함하되,
   상기 반송로봇은,
   기판이 놓이는 핸드와;
   상기 핸드에 놓인 기판의 유무를 검출하도록 상기 핸드의 상부 또는 하부 중 어느 하나에 위치되는 발광기 및 다른 하나에 위치되는 수광기를 가지는 검출 부재와;
   상기 핸드가 홈위치, 로딩위치, 그리고 설정위치 중 어느 하나에 이동되도록 상기 핸드를 전진 또는 후진시키는 구동부재와;
   상기 구동부재를 제어하는 제어기를 포함하되,
   상부에서 바라볼 때 각각의 상기 검출 부재는 상기 핸드의 이동 방향을 따라 배열되도록 위치되며,
   상기 제어기는,
   상기 핸드가 상기 홈위치에서 상기 로딩위치로 전진 이동하여 기판을 로딩 또는 언로딩할 때, 상기 제어기는 상기 핸드가 상기 로딩위치보다 상기 홈위치와 반대방향으로 더 전진한 설정위치까지 이동한 후, 다시 상기 로딩위치로 후진하도록 상기 구동부재를 제어하며,
   상부에서 바라볼 때 각각의 상기 검출 부재는 상기 핸드의 이동 방향을 따라 배열되도록 위치되며,
   상기 홈위치 및 상기 로딩위치는 핸드가 상기 발광기 및 상기 수광기 간의 사이공간에 제공되는 위치이고,
   상기 설정위치는 핸드가 상기 발광기 및 상기 수광기 간의 사이공간을 벗어난 위치로 제공되는 기판처리장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 홈위치는 상기 핸드가 상기 발광기 및 상기 수광기 간의 사이공간에 제공되는 위치이고,
   상기 로딩위치는 상기 핸드가 상기 기판지지유닛과 대향되는 위치로 제공되는 기판처리장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 검출부재는 복수 개로 제공되며, 각각의 상기 검출부재는 서로 상이한 위치에 설치되되,
   상기 로딩위치는 상기 핸드가 복수 개의 상기 검출부재들 중 일부의 발광기 및 수광기 간의 사이공간에 위치되고, 다른 일부의 발광기 및 수광기 간의 사이공간을 벗어난 위치에 제공되는 기판처리장치.
8. 삭제
9. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 공정챔버는 복수 개로 제공되며,
   상기 기판반송유닛은,
   상기 반송로봇이 상기 공정챔버들 중 어느 하나에 인접하도록 상기 반송로봇을 이동시키는 로봇이동부재를 포함하는 기판처리장치.
10. 제1항의 기판반송유닛을 이용하여 기판을 반송하는 방법에 있어서,
    홈위치에 위치된 핸드를 제1위치보다 더 전진한 제2위치로 이동시키고, 상기 제2위치에 위치된 상기 핸드를 후진하여 상기 제1위치로 이동시킨 후, 상기 제1위치에서 기판지지유닛에 기판을 로딩 또는 언로딩하는 기판처리방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1위치는 상기 핸드에 기판의 유무를 검출하기 위해 발광기로부터 조사된 광을 수광기에 수광되는 것을 차단하는 위치이고,
    상기 제2위치는 상기 발광기로부터 조사된 광이 상기 수광기에 수광되는 것을 허여하는 위치로 제공되는 기판처리방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 발광기 및 상기 수광기는 각각 복수 개로 제공되며, 각각은 서로 상이한 위치에 설치되되,
    상기 제1위치에 위치된 상기 핸드는 상기 발광기들 중 일부에서 조사된 광이 상기 수광기에 수광되는 것을 차단하고, 다른 일부에서 조사된 광이 상기 수광기에 수광되는 것을 허여하도록 제공되는 기판처리방법.

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