KR20010032641A

KR20010032641A - 기판이송장치 및 방법

Info

Publication number: KR20010032641A
Application number: KR1020007005919A
Authority: KR
Inventors: 루스앤 헨드릭슨; 피터 반데르뮤렌
Original assignee: 스탠리 디. 피에코스; 브룩스 오토메이션 인코퍼레이티드
Priority date: 1997-12-01
Filing date: 1998-10-21
Publication date: 2001-04-25
Also published as: EP1051342A1; JP5046435B2; JP5543318B2; US6257827B1; WO1999028222A1; JP2011049585A; JP2001524763A; TW424073B; AU1109599A

Abstract

현존하는 대형 또는 인덱싱 로드 로크와 비교했을 때, 기판 로딩 및 언로딩 기술과 함께 소형 또는 비인덱싱 형태의 로드 로크(26, 28)를 사용하여 기판처리 방법 및 장치는 로드 로크 장치에 요구되는 크기와 비용을 절감하면서 현존 시스템의 신속한 처리능력을 수행할 수 있다. 처리된 기판은 처리모듈(14) 중 하나로부터 소형 로드 로크에서의 선박(24, 25) 또는 슬롯까지 내부 로봇(18)에 의해 복귀하고, 종래 기술과 같이 원래 소스 선반 또는 슬롯으로부터 처리를 위해 제거하기 위해 복귀되기 보다, 이 소형 로드 로크로부터 마지막 기판이 로봇에 의해 처리되도록 제거된다. 또한, 제1 로드 로크가 처리된 기판으로 채워지기 까지 대기하기 보다 제2 로드 로크가 내부 로봇에 대한 기판 소스가 되자 마자 제1 로드 로크에 대한 배출이 시작된다.

Description

기판이송장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSPORTING SUBSTRATES}

기판처리장치는 통상적으로 클러스터 장치로 언급되고, 외부에서 메인 프로세싱 섹션이나 챔버로 기판을 공급하는 모듈을 구비하는 것으로 알려져 있고, 이 장치에서 메인 섹션과 소통하는 기판처리모듈에 의해 기판이 이송된다. 메인 챔버는 진공 상태로 유지되고 처리모듈 사이에 기판을 이동하는 기판 이송기를 구비하며, 이 기판 이송기는 PCT 특허 공개 번호 WO 94/23911 에 개시된 이송장치 형태가 될 수 있다. 이 처리모듈은 종래 기술과 유사한 각종 형태가 될 수 있다. 기판 공급 모듈은 메인 섹션의 전단부에 연결되어 있고 통상적으로 프레임, 기판 이송기 및 두 개의 기판 카세트 유지수단을 구비하고 있다. 메인 섹션의 전단부는 진공실과 공급모듈(16) 사이, 즉 진공 환경과 대기압 환경 사이에 기판을 이송하는 수납실로 기능하는 두 개의 로드 로크를 구비하고 있다. 외부 또는 대기환경 로봇은 카세트로부터 로드 로크까지 기판을 이송하며, 내부 또는 진공환경 로봇은 로드 로크에서 처리모듈까지 기판을 이송한다. 기판 처리가 완료된 후, 진공환경 로봇은 기판을 처리모듈에서 다시 로드 로크로 이송하고 대기환경 로봇은 기판을 로드 로크에서 다시 카세트로 이송한다. 통상적인 로드 로크는 각종 기판 지지 선반과 이 선반을 상하 이동하는 엘리베이터 기구를 구비한 인덱싱 로드 로크(indexing load lock)이다. 로드 로크에서 선반은, 싱글 카세트에 유지되고 대응하는 기판의 수에 따라 30개가 될 수 있다. 외부 로봇은 기판의 전체 카세트를 각각의 로드 로크에 적재한다. 내부 로봇은 로드 로크와 처리모듈 사이에 기판을 로드 및 언로드한 다음 처리된 기판을 다시 카세트로 복귀시킨다. 종래 장치는, 예컨대 하나의 로드 로크의 선반과 같은 제1 지점에서 이동된 기판을 제2 지점까지 이송한 후 동일 지점까지 복귀하도록 컴퓨터 컨트롤러가 진공환경 로봇을 이동하도록 프로그램되어 있다. 최근의 기판처리장치는 새로운 대형 기판, 예컨대 직경이 300 mm 인 반도체 웨이퍼 또는 크기가 수십 제곱 미터 정도인 플랫 패널 디스플레이 기판을 처리하도록 제조되고 있다. 이러한 대형 기판에 대한 인덱싱 로드 로크는 다량의 기판을 유지할 수 있고 매우 양호한 기판 처리능력을 제공하는 장점을 갖고 있다. 대형 기판은 또한 기판 상에 증기 응축과 같은 바람직하지 못한 효과의 발생을 방지하기 위해 로드 로크에서의 환경 변화에 비교적 완만하게 노출되어야 한다. 인덱싱 로드 로크는 양호한 기판 처리능력을 유지하도록 긴 로드 로크 환경 변화 시간을 효과적으로 보상하는 장점을 더 갖는다. 그러나, 인덱싱 로드 로크는 고가이므로, 이와 같은 문제는 양호한 기판 처리능력을 어떻게 유지하는 방법으로 나타나지만, 그럼에도 불구하고 대형 기판 인덱싱 로드 로크와 관련된 비용을 절감할 수 없었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상당히 저렴하면서 대형 기판 인덱싱 로드 로크가 마련된 장치에 필적하는 기판 처리능력을 달성할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명은 기판 이송에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별개의 제한된 유지 영역이 마련된 영역으로 그리고 이 영역 외부로의 기판 이동에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 기판처리장치 또는 클러스터 장치를 개략적으로 도시하는 평면도,

도 2는 본 발명의 특징을 포함하는 기판처리장치를 개략적으로 도시하는 평면도,

도 3은 도 2에 도시한 장치의 로드 로크 영역 중 일부를 부분 절개하여 개략적으로 도시하는 측면도,

도 3a는 변형 실시예에 따른 로드 로크 영역 및 기판공급섹션을 개략적으로 도시하는 부분 측면도,

도 3b는 다른 변형 실시예에 따른 로드 로크 영역 및 기판공급섹션을 개략적으로 도시하는 부분 측면도,

도 4는 본 발명에 사용된 일반 요소를 개략적으로 도시하는 도면,

도 5는 본 발명의 또 다른 변형 실시예를 개략적으로 도시하는 평면도,

도 6은 기재가 픽업되어 동일 슬롯으로 복귀하는 본 발명의 시스템과 종래 기술의 시스템으로 완성한 처리능력의 비교를 도시하는 도면,

본 발명은, 로드 로크 장치에 요구되는 크기와 비용을 절감하면서 신속한 처리능력을 가지는 기판 로딩 및 언로딩 기술을 이용하여, 대형 치수 또는 인덱싱 로드 로크를 사용하는 현존 시스템 보다 저렴한 기판 처리 방법 및 장치를 구현하고, 소형 치수 또는 비인덱싱(non-indexing) 방식의 로드 로크를 사용한 장치를 수행하는 데에 있다. 본 발명에 따르면, 처리된 기판은 내부 로봇에 의해 하나의 처리 모듈로부터, 종래 기술과 같이 처리를 위해 원래 소스 선반 또는 슬롯으로 복귀하기 보다, 로봇에 의해 처리하도록 제거된 마지막 기판으로부터 로드 로크의 선반 또는 슬롯으로 복귀하게 된다. 또한, 처리된 기판으로 제2 로드 로크가 채워질 때까지 제1 로드 로크가 대기하기 보다 내부 로봇에 대한 기판 소스로 되자 마자 로드 로크의 첫번째 방출을 시작할 수 있다. 이들 개선 동작에 의해, 인덱싱 로드 로크 또는 비인덱싱 로드 로크에 관계 없이 양호한 기판처리능력을 유지하면서 고가의 대형 인덱싱 로드 로크 대신에 소형 로드 로크가 사용될 수 있다.

도 1은, 종래 기술에 따른 기판처리장치(10) 또는 통상적으로 언급되는 클러스터 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 이 장치(10)는 메인섹션(12), 기판처리모듈(14) 및 기판공급모듈(16)로 구성되어 있다. 메인섹션(12)은 모듈(14, 16) 사이에서 기판을 이동시키는 기판이송기(18)를 구비하고 있다. 이 기판이송기(18)는 본원에서 참고로 인용되는 PCT 특허 출원 번호 WO 94/23911 에 개시된 이송장치와 실질적으로 동일한 것이다. 그러나, 적절한 형태의 이송장치를 사용할 수 있다. 메인섹션(12)을 형성하는 챔버(30)는 진공상태로 유지하는 것이 바람직하다. 기판공급모듈(16)은 메인섹션(12)의 전단부에 연결되어 있다. 기판공급모듈(16)은 프레임(20), 기판이송기(22) 및 두 개의 기판 카세트(24, 25)를 유지하는 유지수단으로 구성되어 있다. 그러나, 변형 실시예로서, 적절한 형태의 기판공급모듈이 제공될 수 있다. 기판처리모듈(14)은 당해 기술 분야에 공지되어 있으므로, 이에 대한 추가의 설명은 생략한다.

메인섹션(12)의 전단부에는 두 개의 로드 로크(26, 28)가 구비되어 있다. 로드 로크는 진공실(30)과 기판공급모듈(16) 사이, 즉 진공상태와 대기압상태 사이에 기판을 이송하는 구획실로 기능한다. 대기환경 로봇(22)은 카세트(24, 25)에서 로드 로크(26, 28)로 기판을 이송한다. 진공환경 로봇(18)은 로드 로크(26, 28)에서 처리모듈(14)로 기판을 이송한다. 동일하게, 기판 처리를 완료한 후, 진공환경 로봇(18)은 처리모듈(14)로부터 로드 로크(26, 28)로 기판을 이송하며, 대기환경 로봇(22)은 로드 로크(26, 28)로부터 카세트(24, 25)로 기판을 복귀 이송시킨다.

통상적인 로드 로크(26, 28)는 인덱싱 로드 로크(indexing load locks)이다. 이 인덱싱 로드 로크는 각종 기판 지지 선반과 이 선반을 상하로 이동하는 엘리베이터기구를 포함하고 있다. 로드 로크의 선반은 13, 25, 또는 30가 될 수 있고, 단일의 카세트(24, 25)에 유지되는 기판의 수에 대응하는 것이 바람직하다. 대기환경 로봇(22)은 전체 카세트의 기판을 각각의 로드 로크에 로드시킨다. 진공환경 로봇(18)은 로드 로크(26, 28)와 처리모듈(14) 사이에 기판을 로드 및 언로드시킨다. 대기환경 로봇(22)은 처리된 기판을 다시 그들 카세트(24, 25)로 복귀시킨다. 종래 기술에 있어서, 컴퓨터 컨트롤러(11)는 로봇(18, 22)을 이동하도록 프로그래밍 되어 있으므로 제1 지점에서 이동된 기판, 예컨대 카세트(224, 25) 중 어느 하나에서의 선반이나 로드 로크(26, 28) 중 하나에서의 선반은 제2 지점까지 이송된 후에 동일 지점으로 복귀하게 된다.

최근의 기판처리장치는 새로운 대형 기판, 예컨대 직경이 300 mm인 반도체 웨이퍼와, 2 피트 제곱의 크기를 갖는 플랫 패널 디스플레이 기판이 제조되고있다. 이러한 큰 기판에 대한 인덱싱 로드 로크는 매우 고가이다. 그러나, 인덱싱 로드 로크는 매우 양호한 기판 처리능력을 제공하는 장점이 있다. 대형 기판에 대한 바람직하지 못한 효과, 예컨대 기판 상에서의 증기 응축을 방지하기 위해 대형 기판은 또한 로드 로크에서의 환경 변화에 대해 비교적 느리게 노출되지 않으면 안된다. 다수의 기판을 유지할 수 있는 인덱싱 로드 로크는 양호한 기판 처리능력을 유지하는 긴 로드 로크 환경 변화를 효과적으로 보상할 수 있다. 이처럼, 양호한 기판 처리능력을 유지하는지 여부의 문제가 존재하지만, 대형 기판 인덱싱 로드 로크와 관련된 비용은 감소하지 않았다.

도 2는 본 발명에 따른 특징을 내장하는 기판처리장치(50)를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 본 발명은 도면에 단일 실시예를 참조로 설명하지만, 본 발명은 다른 변형 실시예가 구현될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 더욱이, 적절한 크기, 형상 또는 형태의 요소나 물질이 사용될 수 있다. 기판처리장치(50)는 메인섹션(52), 기판처리모듈(54), 기판공급섹션(56) 및 메인섹션(52)을 공급섹션(66)에 연결하는 로드 로크(58)로 구성되어 있다. 또한, 이 장치(50)는 컴퓨터 컨트롤러(62)를 포함하고 있다. 도시된 실시예에 있어서, 이 장치(50)는 또한, LA 및 LB로 각각 라벨된 두 개의 로드 로크(58)를 구비하고 있다. 메인섹션(52)은 진공 또는 활성가스 환경에서 유지되는 것이 바람직하다. 메인섹션로봇(60)은 두 개의 별도 기판을 각각 지지하는 두 개의 단부 작동체(64)를 구비하고 있다. 메인섹션로봇(60)은 각종 처리모듈(P1, P2, P3)과 로드 로크(LA, LB) 사이 또는 이들에 둘러싸여 기판을 이동시킬 수 있다. 바람직하게는, 메인섹션로봇(60)은 또한 가동형 아암 조립체(61)를 상하로 이동시킴으로써 단부 작동체(64)를 수직방향으로 상하 이동하기에 적합하도록 되어 있다. 도어(66)는 메인섹션(52), 기판처리모듈(54) 및 로드 로크(58) 사이에 제공되어 있다.

기판공급섹션(56)은 프레임(68), 대기기판이송기구(70) 및 기판카세트홀더(72)로 구성되어 있다. 이송기구(70)는 화살표 X로 지시된 바와 같이 레일을 선형 이동하고 프레임(68)의 레일 상에 이동가능하게 장착된 카(74)를 포함하고 있다. 이송기구(70)는 또한 카(74)에 탑재되는 로봇(76)을 포함하고 있다. 또, 도 3을 참조하면, 대기환경 로봇(76)은 구동장치(78), 이 구동장치(78)에 연결된 가동형 아암 조립체(80) 및 이 가동형 아암조립체(80)의 단부에 부착된 단부 작동체(82)를 구비하고 있다. 도시된 실시예에 있어서, 가동형 아암 조립체는 스카라(scara) 아암 조립체이다. 도시된 실시예에 있어서, 단부 작동체는 한번에 하나의 기판만을 낱개로 이동가능하도록 구성되어 있다. 그러나, 변형 실시예로서, 단부 작동체는 동시에 다수의 기판을 이동가능한 치수로 형성될 수 있다. 다른 변형 실시예로서, 적절한 대기환경 기판이송기구가 제공될 수 있다. 도시된 실시예에 있어서, 구동장치(78)는 화살표 Z₁로 지시된 바와 같이 가동형 아암 조립체(80) 및 단부 작동체(82)를 수직방향으로 이동가능하도록 구성되어 있다. 기판카세트홀더(72)는 화살표 Z₂로 지시된 바와 같이 프레임(68)에 대해 카세트(73)를 수직방향으로 이동가능하게 구성되어 있다.

로드 로크(58)는 비인덱싱 로드 로크이다. 다시 말해, 로드 로크는 로드 로크에서 기판을 수직방향으로 상하 이동하기 위한 엘리베이터 기구를 구비하지 않는다. 로드 로크 각각은 네 개의 고정형 기판 지지 선반(84)을 구비하고 있다. 변형 실시예로서, 하나의 선반만을 포함하여, 로드 로크에는 적절한 수의 지지 선반이 제공될 수 있다. 그러나, 비인덱싱 로드 로크와 함께, 선반의 수는 일반적으로 그 상대적 간격과, 두 로봇(76, 80)에 이용가능한 수직방향 이동량(Z₁및 Z₂)에 의해 제한된다. 도어(86)는 로드 로크의 대기환경섹션측에 제공되어 있다. 비인덱싱 형태의 로드 로크(58)를 제공함으로써, 상당한 비용 절감이 얻어진다. 로크가 진공상태와 대기상태로 분리되는 장치에 있어서, 대기압까지 방출되거나 필요한 대기압까지 펌프로 로드 로크에 공기를 주입하는 균등화 사이클(equalization cycle)은 미립자를 난류 가스 흐름 또는 습기 응축에 의해 기판 표면으로 이송시키는 것을 피하기 위해 완만하게 이루어져야 한다. 제어된 대기환경에서는, 난류를 피할 수 있도록 정화률 흐름(purge rate flow)을 완만하게 이동하도록 한다. 열적 평형에 대해서, 일반적으로 대형 기판은 소형 기판 보다 느린 속도로 환경 변화에 노출될 필요가 있다. 비인덱싱식 로드 로크를 유지하는 기판의 수가 인덱싱식 로드 로크를 유지할 수 있는 기판의 수 보다 상당히 적기 때문에, 비인덱싱식 로드 로크를 사용할 때 기판처리능력은 상당히 적게 된다. 그러나, 이 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 로드 로크(58)에 기판을 로드하고 로드 로크로부터 기판을 언로드하는 신규한 방법을 사용하고 있다.

상기 주지한 바와 같이, 이 기판처리장치(50)는 컨트롤러(62)를 구비하고 있다. 이 컨트롤러(62)는 컴퓨터를 포함하는 것이 바람직하다. 컨트롤러(62)는 두 개의 로봇(60, 76), 도어(66, 86), 이송기구(70), 가동형 기판 카세트 홀더(72) 및 이들의 기능을 제어하는 처리모듈(54)에 동작가능하게 연결되어 있다. 본 발명의 특이한 특징은, 처리된 기판이 로봇(60)에 의해 하나의 처리 모듈(54)으로부터, 처리된 기판의 원래 소스 선반 또는 슬롯(84)으로 복귀하기 보다, 로봇(60)에 의해 로드 로크에서 이동된 마지막 기판의 선반 또는 슬롯(84)으로 복귀하는 데에 있다. 본 발명의 다른 특징은, 처리된 기판이 제1 로드 로크에 채워질 때까지 대기하기 보다 제2 로드 로크가 로봇(60)에 대한 기판 소스가 되자 마자 로드 로크의 방출을 시작하는 데에 있다.

도 3a 및 도 3b에는, 로드 로크(58)에 연결된 기판공급섹션에 대한 두 개의 변형 실시예가 도시되어 있다. 도 3a에서, 공급섹션(156)은 로봇(176)이 장착된 이송기구(170)를 구비하고 있다. 카세트(124)에는 고정식이지만, 프레임(168)에 대해 가동식으로 장착되어 있다. 카세트(124)는 오픈 13 또는 25 웨이퍼 카세트(Open 13 or 25 wafer cassette)가 될 수 있다. 로봇(176)은 카세트(124)와 로드 로크(58) 사이에 기판을 로드 및 언로드하기 위해 화살표 Z₂로 지시된 바와 같이 그 단부 작동체(182)를 수직방향으로 이동시킬 수 있다. 도 3b에 있어서, 공급섹션(256)은 로봇(176)이 장착된 동일한 이송기구(170)를 구비하고 있다. 카세트(224)는 예컨대 고정식이지만, 프레임(268)에 대해 가동식으로 장착되는 인팝 13 또는 25 웨이퍼 캡실(infab 13 or 25 wafer capsil)과 같은 프론트 오프닝 유니버설 포드(Front Opening Universal Pod, FOUP)이다. 프레임(268)은 웨이퍼 캡실(224)이 변화할 때 상하 이동가능한 가동형 도어(267)를 포함하고 있다.

도 4는 본 발명에 가장 적합한 실시예를 도시하는 도면이다. 환경 1(300) 및 환경 2(302)는 도 1에 도시한 메인섹션(12)과 같은 두 개의 이송 챔버, 또는 메인섹션(12) 및 대기환경섹션 중 하나로 이루어질 수 있다. 통과식 챔버(304, 306)는 재료를 유지하는 하나 이상의 지점을 가지고 있다. 각각의 통과식 챔버는 통과식 챔버를 두 개의 환경과 고립시키는 두 개의 도어(308, 310)를 구비하고 있다. 예컨대, 하나의 도어는 표준 반도체 청정실로 개방될 수 있다. 다른 도어는 반도체 진공이송 챔버로 개방될 수 있다. 통과식 챔버가 두 개의 다른 환경에 연결되기 때문에, 통과식 챔버에서의 환경은 고립 도어가 개방 이전에 이웃하는 챔버의 환경에 적합하도록 변화되어야 한다. 결과적으로, 통과식 챔버는 일반적으로 통과식 로크 또는 로드 로크라 불리운다.

고립 도어가 개방되기 이전에 통과식 챔버의 환경과 이웃하는 환경과 동일하도록 특정의 시간 주기로 통과하여야 한다. 주어진 시간 주기에 통과식 챔버를 통과할 수 있는 재료의 양은 "처리능력(throughput)" 이라 불리운다. 처리능력을 최대로 하기 위해, 통과식 챔버는 변형 모드에 사용된다. 다른 통과식 챔버가 동일하도록 하나의 통과식 챔버는 재료를 수납 또는 이전하게 된다. 균일화 시간이 상당히 짧으면, 하나의 통과식 챔버는 다른 챔버가 재료를 수납 또는 이송하기 이전에 균일화를 완료할 수 있다. 균일화 활동은 "백그라운드에서" 이루어지므로, 처리능력을 방해하지 않는다.

통상적인, 재료처리로봇은 일 환경으로부터, 통과식 챔버를 통해, 환경 2로 재료를 이동시킨다. 일 재료처리로봇은 환경 1에서 통과식 챔버로 웨이퍼를 이동시키고, 제2 로봇은 통과식 챔버에서 환경 2로 웨이퍼를 이동시킨다. 실제로, 환경 1 및 환경 2 모두 하나 이상의 처리 로봇을 가질 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 변형예를 도시하고 있다. 메인섹션(400)은 이에 부착되는 세 개 이상의 처리 모듈(402)을 구비하고 있다. 메인섹션(400)은 또한 기판 정렬기(404) 및 로드 로크(58)로의 경로에 위치한 기판 냉각기(406)를 구비하고 있다. 기판공급섹션(408)은 또한 두 개의 카세트 사이에 기판 버퍼(410)를 포함하고 있다. 본 발명에서 적절한 형태의 기판처리장치가 사용될 수 있다.

이송 물질을 한정하는 것은 아니지만, 웨이퍼, 기판 및 글라스 패널을 포함한다. 제어환경을 한정하는 것은 아니지만, 대기압보다 상당히 낮은 진공, 제어된 가스로 구성되지만 대기압에 가까운 압력, 또는 제어된 온도에서 적절한 압력을 포함할 수 있다. 로봇과 재료의 이동은 "스케쥴링" 소프트웨어의 제어로 이루어진다. 현재 기술한 방법은 상기 물질 이송을 위한 스케쥴링 알고리즘에 속한다.

전체 장치 처리능력을 최적화하기 위해, 예컨대 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기판처리장치 또는 클러스터 장치를 이용하여, 이후 예시적 스케쥴링 알고리즘을 통해 두 개의 교호하는 통과식 로크(LA, LB)에 스케쥴링으로 처리될 수 있다. 바람직한 단계는 싱글 팬 로봇 및 듀얼 팬 로봇에 대해 설정되어 있다.

실시예:

Assume Key

Two 4 slot pass through LAn Lock A, shelf n

locks

3 parallel PMs LBn Lock B, shelf n

10 substrates in cassette Pn Process Module n

Batch of 1 cassette to be w1 substrate 1

processed

pk pick up

pl place

phm pump, home, map

F1 cycle vent, empty and refill, pump, home, map

실시예 1 :

싱글 팬 로봇

pl w1 to LA1 (대기환경 로봇(76)은 로크를 채움)

pl w2 to LA2

pl w3 to LA3

pl w4 to LA4 ------〉 LA phm 개시

pl w5 to LB1

pl w6 to LB2

pl w7 to LB3

pl w8 to LB4 ------〉 LB phm 개시

pk w1 to LA1 (클러스터 파이프라인을 채움)

pl w1 P1

pl w2 LA2

pk w2 P2

pk w3 LA3

pl w3 P3 (파이프라인을 채움)

P1이 완료될 때까지 대기

pk w1 P1

pl w1 LA3 (가장 최근의 입력 기판이 나온 동일 슬롯) 인덱싱 로크에서, 픽업 및 위치 사이의 로드 로크로 인덱싱이 필요 없음을 의미한다는 점에 주의하라.

pk w4 LA4

pl w4 P1

P2가 완료될 때까지 대기

pk w2 P2

pl w2 LA4

pk w5 LB1 ----〉 기판이 다른 로크에서 픽업되기 때문에 LA EVEN THOUGH IT HAS ONLY TWO SUBSTRATES에 대한 F1 사이클 시작, LA1 을 w9로 그리고 w10으로 리필.

pl w5 P2

P3가 완료될 때까지 대기

pk w3 P3

pl w3 LB1

pk w6 LB2

pl w6 P3

P1이 완료될 때까지 대기

pk w4 P1

pl w4 LB2

pk w7 LB3

pl w7 P1

P2가 완료될 때까지 대기

pk w5 P2

pl w5 LB3

pk w5 LB4

pl w8 P2

P3가 완료될 때까지 대기

pk w6 P3

pl w6 LB4 ---〉 LB가 채워지기 때문에 LB에 대한 F1 사이클 시작, LA F1이 완료할 때까지 대기(LA는 LA1에서 w9 를 그리고 LA2 에서 w10 을 갖는다.)

pk w9 LA1

pl w9 P3

P1이 완료될 때까지 대기

pk w7 P1

pl w7 LA1

pk w10 LA2

pl w10 P1

더 이상 기판을 픽업하지 않고 - 파이프라인을 배출하기 시작

P2가 완료될 때까지 대기

pk w8 P2

pl w8 LA2

P3가 완료될 때까지 대기

pk w9 P3

pl w9 LA3

P1이 완료될 때까지 대기

pk w10 P1

pl w10 LA4 ---〉 LA가 채워지기 때문에 LA 에 대한 F1 사이클 시작.

실시예 2:

듀얼 팬 로봇

pl w1 to LA1 (대기환경 로봇(76)은 로크를 채움)

pl w2 to LA2

pl w3 to LA3

pl w4 to LA4 ------〉 LA phm 개시

pl w5 to LA1

pl w6 to LA2

pl w7 to LA3

pl w8 to LA4 ------〉 LB phm 개시

pk w1 to LA1 (클러스터 파이프 라인을 채움)

pl w1 P1

pl w2 LA2

pk w2 P2

pk w3 LA3

pl w3 P3

pl w4 LA4 (파이프라인을 채움)

P1이 완료될 때까지 대기

pk w1 P1

pl w4 P1

pk w5 LB1 ------------〉 기판이 다른 로크로부터 픽업되기 때문에 LA F1 사이클 시작, LA1을 w9로 LA2를 w10으로 리필

pl w1 LB1 (가장 최근의 입력 기판이 나온 동일 슬롯)

P2가 완료될 때까지 대기

pk w2 P2

pl w5 P2

pk w6 LB2

pl w2 LB2

P3가 완료될 때까지 대기

pk w3 P3

pl w6 P3

pk w7 LB3

pl w3 LB3

P1이 완료될 때까지 대기

pk w4 P1

pl w7 P1

pk w8 LB4

pl w4 LB4 ------------〉 LB가 채워지기 때문에 LB F1 사이클 개시

P2가 완료될 때까지 대기

pk w5 P2

pl w8 P2

pk w9 LA1

pl w5 LA1

P3가 완료될 때까지 대기

pk w6 P3

pl w9 P3

pk w10 LA2

pl w6 LA2

P1이 완료될 때까지 대기

pk w7 P1

pl w10 P1

더 이상 기판을 픽업하지 않고 - 파이프라인이 배출하기 시작

pl w7 LA3 (액티브 로크에서 슬롯을 채움)

P2가 완료될 때까지 대기

pk w8 P2

pl w8 LA4 -----------〉 LA가 채워지기 때문에 LA F1 사이클 개시

P3가 완료될 때까지 대기

pk w9 P3

LB F1 이 완료될 때까지 대기

pl w9 LB1

P1이 완료될 때까지 대기

pk w10 P1

pl w10 LB2 ------〉 더 이상 처리 안된 기판이 배치되지 않기 때문에 LB F1 사이클 시작

이상의 단계를 기초로 두개의 교호하는 통과식 로크를 통한 스케쥴링의 원칙은 다음과 같다.

1) 로크에서 바꾸기 위해 기판을 지지하는 아암 상에 2 위치가 마련된 듀얼 팬 진공 로봇에 대해서만 바람직하다(먼저 선택한 후, 동일 슬롯에 놓는다).

2) 가장 최근의 입력 기판이 나오는 곳에서 동일 슬롯으로 출력 기판을 항상 놓고,

혹은, 마지막 출력 기판이 나오는 슬롯으로부터 다음 빈 슬롯에 출력 기판을 놓거나,

혹은, 다른 로크에 다음 빈 슬롯을 놓거나,

3) 로크가 처리된 기판으로 채워지자 마자,

또는 진공 로봇이 다른 로크로부터 기판을 선택하자 마자(처음 나오는 것),

또는, 더 이상 처리안된 기판이 배치에 놓이면,

F1 사이클을 개시한다(대기호나경 버퍼 스테이션에서 별개 로봇을 이용하여 비우고 리필, 펌프, 홈, 맵)

동일 알고리즘이 하나의 클러스터에서 다른 클러스터로 비진공이거나 활성가스와 같은 제어된 대기를 갖는 클러스터로 기판을 이송하는데 사용할 수 있다. 또한 두 개 이상의 로드 로크가 사용되고, 예컨대 2-TM(이송모듈) 챔버 클러스터의 두 개 챔버를 연결하는 히터 또는 쿨러와 같은 다른 관통식 모듈에 적용될 수도 있다.

웨이퍼의 전체 카세트(또는 SMIF pod)를 각각 수납하는 두 개의 로드 로크가 사용하며, 기판은 원래 슬롯으로 되돌아 오도록 동일 카세트 슬롯으로 복귀하여야 하지만, 본 발명은 처리를 위해 장치에 가장 최근에 보내진 기판의 로드 로크 슬롯으로 기판을 복귀시킨다(비록 외부 로봇은 계속해서 원래의 카세트 슬롯으로 기판을 복귀시킨다). 또한, 처리된 기판으로 채워질 때까지 대기하기 보다 다른 로크가 기판 소스로 되자마다 하나의 로크에서 방출이 시작된다. 이처럼, 변형 로드 로크가 배출, 리필 및 펌프되어, 즉시 처리능력을 최대화하고 픽업과 위치 동작시 인덱싱을 제거한다. 종래 기술과 본 발명으로 달성 가능한 처리능력(웨이퍼/hr)의 비교는 도 6에 도시된 바와 같이 동일 로드 로크 슬롯으로 기판이 복귀한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 주요한 장점은 저렴한 로드 로크를 사용하지만, 종래 기술 장치와 실질적으로 동일한 처리능력을 유지하면서 제조비용을 감소하는 데에 있다. 저비용의 로드 로크는 비인덱싱 로드 로크가 바람직하다. 그러나, 본 발명의 방법에서는 인덱싱 가능한 로드 로크를 포함하는 적절한 형태의 로드 로크가 사용될 수 있다. 작은 부피 로드 로크를 제공함으로써 비용 절감이 실현된다. 본 발명은 전체 배치 로드 로크 보다 작고 풀 배치 로드 로크와 같이 동일하거나 빠른 처리능력을 갖는 것 보다 작은 대용량 로크를 사용할 수 있다. 인덱싱 로드 로크를 구비하면, 하나 또는 두 개의 기판이송로봇이 Z 이동 능력은 부족할 수 있다.

전술 내용은 본 발명의 예시라는 것을 이해할 것이다. 각종 변형 및 변화가 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 당분야 당업자에 의해 고안될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구의 범위 범위 내에 속하는 다른 변형예, 변화 및 개조를 포함한다.

Claims

기판처리장치에서, 복수 개의 지점을 가지는 다수의 기판유지위치의 내부 및 외부로 기판을 이송하는 방법에 있어서,

상기 기판유지위치의 제1 지점으로부터 제1 기판을 제거하는 단계와,

상기 제1 기판이 상기 제1 지점에서 제거된 후 그리고 다른 어떤 다른 기판이 상기 유지위치에 삽입되거나 제거되기 이전에 상기 제1 지점으로 제2 기판을 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송방법.
제1항에 있어서,

상기 기판처리장치는 다수의 제2 기판유지위치를 가지고, 상기 제1 기판은 처리를 위해 유입되는 복수 개의 제1 기판 중 하나를 포함하고, 상기 제2 기판은 처리 후 유출되는 복수 개의 제2 기판 중 하나를 포함하며, 상기 삽입단계는,

가장 최근에 제거된 제1 기판이 제거되는 상기 유지위치에서의 일 지점에 상기 제2 기판을 항상 삽입하는 단계,

또는, 가장 최근에 삽입된 제2 기판이 삽입되는 상기 유지위치에서의 다음 지점에 상기 제2 기판을 삽입하는 단계,

또는, 상기 다수의 제2 기판유지위치의 다음 빈 지점에 상기 제2 기판을 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송방법.
제2항에 있어서,

상기 다수의 기판유지위치에서의 지점이 제2 기판으로 채워지자 마자,

또는 제1 기판이 상기 다수의 제2 기판유지위치로부터 제거되자 마자, 먼저 들어오는 어느 것이든,

또는 제1 기판이 제거되지 않는 경우,

상기 다수의 기판유지위치에서의 지점으로부터 제2 기판을 비우고 제1 기판으로 다시 채우는 단계를 포함하는 사이클을 시작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송방법.
제1항에 있어서,

상기 기판 처리 장치는 두 개의 다른 환경을 분리하고 상기 지점을 한정하는 고정형 기판 지지선반이 마련된 상기 다수의 유지위치를 한정하는 적어도 두 개의 로드 로크와, 이 로드 로크로 그리고 로드 이 로크로부터 기판을 이동하는 각각의 환경에서의 로봇과, 그리고 이 로봇의 이동을 제어하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 컨트롤러는,

하나의 로봇이 하나의 제1 로드 로크로부터 지지 선반 상에 실질적으로 모든 비처리된 기판을 이동시키는 단계와, 그리고

상기 하나의 로봇이 하나의 제2 로드 로크로부터 지지 선반 상에 기판을 이동시키자 마자, 상기 제1의 로드 로크를 배출하기 시작하는 단계를 수행하도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 기판이송방법.
두 개의 다른 환경을 분리하는 적어도 두 개의 로드 로크와, 이 로드 로크로 그리고 로드 로크로부터 기판을 이동하는 각각의 환경에서의 로봇과, 이 로봇의 이동을 제어하는 컨트롤러를 구비하는 기판처리장치에 있어서,

상기 로드 로크 각각은 적어도 하나의 고정형 기판지지선반이 마련된 관통식 로크를 포함하며,

상기 컨트롤러는 하나의 로봇이 제1 로드 로크로부터 지지 선반에 실질적으로 비처리된 모든 기판을 이동시키도록 상기 하나의 로봇이 제2 로드 로크에서 지지선반으로 기판을 이동시키자 마자, 상기 하나의 제1 로드 로크를 배출하기 시작하도록 프로그램 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제5항에 있어서,

상기 두 개의 다른 환경은 진공환경과 대기압환경을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제5항에 있어서,

상기 두 개의 다른 환경은 활성가스환경과 대기압환경을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제5항에 있어서,

상기 로드 로크는 비인덱싱(non-indexing) 로드 로크인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제5항에 있어서,

상기 로드 로크는 인덱싱 로드 로크인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제9항에 있어서,

적어도 하나의 상기 로봇은 Z 이동 능력이 결핍된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
싱글 팬 로봇과, 각각 LA1 내지 LA4 및 LB1 내지 LB4 로 이루어지는 네 개의 선반 슬롯이 마련된 두 개의 관통 로크(LA 및 LB)와, 세 개의 병렬 처리 모듈(PM1, PM2, PM3) 및 처리되는 카세트에 열 개의 기판(w1 내지 w10)을 구비한 기판처리장치에서 처리하고 pk는 "pick up", pl은 "place", phm은 "pump, home, map", 그리고 F1 사이클은 "vent, empty and refill, pump, home, map" 인 기판이송방법에 있어서,

로크를 채우기 위해 대기환경 로봇을 사용하여,

pl w1 to LA1

pl w2 to LA2

pl w3 to LA3

pl w4 to LA4 ------〉 LA phm 개시

pl w5 to LA1

pl w6 to LA2

pl w7 to LA3

pl w8 to LA4 ------〉 LB phm 개시

처리모듈을 채우기 시작

pk w1 to LA1

pl w1 P1

pl w2 LA2

pk w2 P2

pk w3 LA3

pl w3 P3

P1이 완료될 때까지 대기

pk w1 P1

pl w1 LA3

pk w4 LA4

pl w4 P1

P2가 완료될 때까지 대기

pk w2 P2

pl w2 LA4

pk w5 LB1--〉 LA F1 사이클 시작, LA1 을 w9로 그리고 LA2 를 w10으로 채움.

pl w5 P2

P3가 완료될 때까지 대기

pk w3 P3

pl w3 LB1

pk w6 LB2

pl w6 P3

P1이 완료될 때까지 대기

pk w4 P1

pl w4 LB2

pk w7 LB3

pl w7 P1

P2가 완료될 때까지 대기

pk w5 P2

pl w5 LB3

pk w5 LB4

pl w8 P2

P3가 완료될 때까지 대기

pk w6 P3

pl w6 LB4 -----〉 LB F1 사이클 시작, LA F1이 완료할 때까지 대기

(LA1은 w9 를 그리고 LA2 는 w10 을 갖는다.)

pk w9 LA1

pl w9 P3

P1이 완료될 때까지 대기

pk w7 P1

pl w7 LA1

pk w10 LA2

pl w10 P1

더 이상 기판을 픽업하지 않고 - 처리 모듈을 배출하기 시작

P2가 완료될 때까지 대기

pk w8 P2

pl w8 LA2

P3가 완료될 때까지 대기

pk w9 P3

pl w9 LA3

P1이 완료될 때까지 대기

pk w10 P1

pl w10 LA4 ---------〉 LA F1 사이클 시작

하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송방법.
듀얼 팬 로봇, 각각 LA1 내지 LA4 및 LB1 내지 LB4 로 이루어지는 네 개의 선반 슬롯이 마련된 두 개의 관통 로크(LA 및 LB)와, 세 개의 병렬 처리 모듈(PM1, PM2, PM3) 및 처리되는 카세트에 열 개의 기판(w1 내지 w10)을 구비한 기판처리장치에서 처리하고 pk는 "pick up", pl은 "place", phm은 "pump, home, map", 그리고 F1 사이클은 "vent, empty and refill, pump, home, map" 인 기판이송방법에 있어서,

로크를 채우기 위해 대기환경 로봇을 사용하여,

pl w1 to LA1

pl w2 to LA2

pl w3 to LA3

pl w4 to LA4 ------〉 LA phm 개시

pl w5 to LA1

pl w6 to LA2

pl w7 to LA3

pl w8 to LA4 ------〉 LB phm 개시

처리모듈을 채우기 시작

pk w1 to LA1

pl w1 P1

pl w2 LA2

pk w2 P2

pk w3 LA3

pl w3 P3

pl w4 LA4

P1이 완료될 때까지 대기

pk w1 P1

pl w4 P1

pk w5 LB1 ------------〉 LA F1 사이클 시작, LA1을 w9로 LA2를 w10으로

채움.

pl w1 LB1

P2가 완료될 때까지 대기

pk w2 P2

pl w5 P2

pk w6 LB2

pl w2 LB2

P3가 완료될 때까지 대기

pk w3 P3

pl w6 P3

pk w7 LB3

pl w3 LB3

P1이 완료될 때까지 대기

pk w4 P1

pl w7 P1

pk w8 LB4

pl w4 LB4 ----------------〉 LB F1 사이클 개시

P2가 완료될 때까지 대기

pk w5 P2

pl w8 P2

pk w9 LA1

pl w5 LA1

P3가 완료될 때까지 대기

pk w6 P3

pl w9 P3

pk w10 LA2

pl w6 LA2

P1이 완료될 때까지 대기

pk w7 P1

pl w10 P1

더 이상 기판을 픽업하지 않고 - 파이프라인이 배출하기 시작

액티브 로크에 슬롯을 채움

pl w7 LA3

P2가 완료될 때까지 대기

pk w8 P2

pl w8 LA4 -----------------〉 LA F1 사이클 개시

P3가 완료될 때까지 대기

pk w9 P3

LB F1 이 완료될 때까지 대기

pl w9 LB1

P1이 완료될 때까지 대기

pk w10 P1

pl w10 LB2 ---------〉 LB F1 사이클 시작

하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송방법.