KR20100033113A - 기판 처리장치 및 이의 기판 이송 방법 - Google Patents

기판 처리장치 및 이의 기판 이송 방법 Download PDF

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KR20100033113A
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조명찬
김희석
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세메스 주식회사
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Abstract

기판 이송 방법은, 이송 부재가 공정이 완료된 공정유닛으로 이동하는 동안 공정 완료된 공정유닛은 기판을 교환하기 위한 준비 동작을 수행한다. 이와 같이, 이송 부재가 공정유닛으로 이동하는 과정과 공정유닛이 기판의 교환 준비를 수행하는 과정이 동시에 이루어지므로, 기판 교환시 이송 부재의 대기 시간이 단축되고, 기판의 이송 효율 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

기판 처리장치 및 이의 기판 이송 방법 {SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND METHOD FOR TRANSFERRING SUBSTRATE OF THE SAME}
본 발명은 반도체 기판을 제조하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 기판을 처리하는 기판 처리장치 및 이의 기판 이송 방법에 관한 것이다.
일반적으로 기판 제조공정에서는 절연막 및 금속물질의 증착(Deposition), 식각(Etching), 감광제(Photo Resist)의 도포(Coating), 현상(Develop), 애셔(Asher) 제거 등이 수회 반복되어 미세한 패터닝(Patterning)의 배열을 만들어 나가게 되는데, 이러한 공정의 진행에 따라 기판 내에는 식각이나 애셔의 제거공정으로 완전제거가 되지 않은 이물질이 남게 된다. 이러한 이물질의 제거를 위한 공정으로는 순수(Deionized Water) 또는 약액(Chemical)을 이용한 세정공정(Wet Cleaning)이 있다.
기판 세정장치는 배치식 세정장치(Batch Processor)와 매엽식 세정장치(Single Processor)로 구분된다. 배치식 세정장치는 한번에 25매 또는 50매를 처리할 수 있는 크기의 약액조(Chemical Bath), 린스조(Rinse Bath), 건조조(Dry Bath) 등을 구비한다. 배치식 세정장치는 기판들을 각각의 조(Bath)에 일정 시간 동안 담가 이물을 제거한다. 이러한 배치식 세정장치는 기판의 상부 및 하부가 동시에 세정되고 동시에 대용량을 처리할 수 있는 이점이 있다. 그러나, 기판의 대구경화가 진행될수록 조의 크기가 커져 장치의 크기 및 약액의 사용량이 많아질 뿐만 아니라, 동시에 약액조 내에서 세정이 진행중인 기판에서는 인접한 기판로부터 떨어져 나온 이물이 재부착되는 문제가 있다.
최근에는 기판 직경의 대형화로 인해 매엽식 세정장치가 많이 사용된다. 매엽식 세정장치는 한 장의 기판을 처리할 수 있는 작은 크기의 챔버(Chamber)에서 기판을 기판 척(Chuck)으로 고정시킨 후 모터(Motor)에 의해 기판을 회전시키면서, 기판 상부에서 노즐(Nozzle)을 통해 약액 또는 순수를 기판에 제공한다. 기판의 회전력에 의해 약액 또는 순수 등이 기판 상부로 퍼지며, 이에 따라, 기판에 부착된 이물이 제거된다. 이러한 매엽식 세정장치는 배치식 세정장치에 비해 장치의 크기가 작고 균질의 세정효과를 갖는 것이 장점이다.
일반적으로 매엽식 세정장치는 일측으로부터 로딩/언로딩부, 인덱스 로봇, 버퍼부, 공정유닛들, 및 메인 이송 로봇을 포함하는 구조로 이루어진다. 인덱스 로봇은 버퍼부와 로딩/언로딩부 간의 기판을 이송하며, 메인 이송 로봇은 버퍼부와 공정유닛들 간의 기판을 이송한다. 버퍼부에는 세정 전의 기판이 공정유닛에 투입되기 위해 대기하거나, 세정이 완료된 기판이 로딩/언로딩부로 이송되기 위해 대기한다. 메인 이송 로봇은 공정유닛으로부터 세정 완료된 기판을 버퍼부로 이송하고, 버퍼부로부터 세정 전의 기판을 인출하여 공정유닛에 투입한다.
매엽식 세정장치에서 공정유닛의 기판 교환 과정을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 메인 이송 로봇은 세정 전의 기판을 투입할 공정유닛을 선택하고, 세정 공정이 완료된 해당 공정유닛으로 이동한다. 이어, 해당 공정유닛에 기판 교환 준비를 요청하고, 해당 공정유닛은 기판 교환 준비를 실행한다. 기판 교환 준비가 완료되면, 메인 이송 로봇은 해당 공정유닛으로부터 세정 완료된 기판을 인출한 후 세정 전의 기판을 투입한다.
이와 같이, 메인 이송 로봇이 공정 완료된 공정유닛에 이동한 후 공정유닛의 기판 교환 준비가 수행되므로, 기판 교환에 소요되는 시간이 증가하고, 기판 이송 효율 및 생산성이 저하된다.
본 발명의 목적은 이송 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 상기한 기판 처리장치를 이용하여 기판을 이송하는 기판 이송 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 기판 이송 방법은 다음과 같다.
먼저, 공정유닛에서 기판의 처리가 수행된다. 상기 공정유닛에서 기판의 처리가 완료되면, 이송 부재가 상기 공정유닛으로 이동하고, 이와 함께, 상기 공정유닛은 처리된 기판의 인출을 준비한다. 상기 이송 부재가 상기 공정유닛으로부터 상 기 처리된 기판을 인출한다.
상기 이송 부재가 상기 공정유닛으로 이동하는 과정을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 상기 이송 부재가 상기 공정유닛에 투입 대기중인 미처리 기판을 수납부재로부터 인출한다. 상기 미처리 기판을 적재한 상기 이송 부재가 상기 공정유닛으로 이동하고, 이와 동시에, 상기 공정유닛이 상기 처리된 기판의 인출을 준비한다.
또한, 기판 이송 방법은, 상기 처리된 기판을 인출하는 단계 이후에, 상기 이송 부재가 적재된 상기 미처리 기판을 상기 공정유닛에 투입하고, 상기 이송 부재가 상기 공정유닛으로부터 인출한 상기 처리된 기판을 상기 수납부재로 이송하는 과정을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 기판 이송 방법은 다음과 같다.
먼저, 다수의 공정유닛에서 각각 기판의 처리가 수행된다. 상기 공정유닛들 중 어느 하나의 공정유닛에서 기판의 처리가 완료되면, 이송 부재가 공정 완료된 공정유닛으로 이동하고, 이와 함께, 상기 공정 완료된 공정유닛은 처리된 기판의 인출 준비를 수행한다. 상기 이송 부재가 상기 공정 완료된 공정유닛으로부터 상기 처리된 기판을 인출한다.
또한, 상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 기판 처리장치는, 수납 부재, 적어도 하나의 공정유닛, 이송 부재 및 제어부로 이루어진다.
수납부재는 다수의 기판을 지면과 마주하게 배치시켜 수납한다. 공정유닛은 기판의 처리 공정이 이루어진다. 이송 부재는 상기 지면과 마주하게 배치되어 기판이 적재되는 적어도 하나의 이송암을 구비하고, 상기 수납부재와 상기 공정유닛 간에 기판을 이송한다. 제어부는 상기 이송부재의 이동 동작 및 상기 공정유닛의 기판 처리 동작을 제어하고, 상기 공정유닛에서 기판의 처리가 완료되면 상기 이송 부재가 상기 공정유닛으로 이동하도록 제어함과 동시에 상기 공정유닛이 처리된 기판의 인출 준비를 하도록 제어한다.
상술한 본 발명에 따르면, 기판 이송 방법은 이송 부재가 공정유닛으로 이동하는 과정과 공정유닛이 기판의 교환 준비를 수행하는 과정이 동시에 이루어진다. 이에 따라, 이송 부재가 기판을 교환하기 위해 대기하는 시간이 단축되므로, 공정 시간이 단축되고, 기판의 이송 효율 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 한편, 이하에서는 웨이퍼를 기판의 일례로 설명하나, 본 발명의 기술적 사상과 범위는 이에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 인덱스 로봇을 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 기판 처리 시스템(1000)은 로딩/언로딩부(110), 인덱스 로봇(Index Robot)(200), 버퍼부(300), 메인 이송 로봇(Main Transfer Robot)(500), 다수의 공정유닛(610, ..., 660), 및 제어부(710)를 포함할 수 있다.
상기 로딩/언로딩부(110)는 다수의 로드 포트(110a, 110b, 110c, 110d)를 포한다. 이 실시예에 있어서, 상기 로딩/언로딩부(110)는 네 개의 로드 포트(110a, 110b, 110c, 110d)를 구비하나, 상기 로드 포트(110a, 110b, 110c, 110d)의 개수는 상기 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트(Foot print) 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다.
상기 로드 포트들(110a, 110b, 110c, 110d)에는 웨이퍼들이 수납되는 풉들(Front Open Unified Pods: FOUPs)(120a, 120b, 120c, 120d)이 안착된다. 각 풉(120a, 120b, 120c, 120d)은 웨이퍼들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯이 형성된다. 상기 풉(120a, 120b, 120c, 120d)에는 상기 공정 유닛(610, ..., 660)에서 처리가 완료된 웨이퍼들 또는 상기 공정유닛(610, ..., 660)에 투입할 웨이퍼들을 수납한다. 이하, 설명의 편의를 위해, 상기 공정유닛(610, ..., 660)에 의해 처리가 완료된 웨이퍼를 가공 웨이퍼라 하고, 아직 처리되지 않은 웨이퍼를 원시 웨이퍼라 한다.
상기 로딩/언로딩부(110)와 상기 버퍼부(300) 사이에는 상기 인덱스 로봇(200)이 설치되고, 상기 인덱스 로봇(200)의 아래에는 제1 이송 레일(20)이 설치된다. 상기 인덱스 로봇(200)은 상기 제1 이송 레일(20)을 따라 이동하며 웨이퍼들을 이송한다. 상기 인덱스 로봇(200)은 암 구동부(210), 다수의 인덱스 암(220), 다수의 연결부(230), 회전부(240), 수직 이동부(250), 및 수평 이동부(260)를 포함 할 수 있다.
구체적으로, 상기 암 구동부(210)는 상기 인덱스 암들(220)을 각각 수평 이동시키며, 각 인덱스 암(221, 222, 223, 224)은 상기 암 구동부(210)에 의해 개별 구동된다.
상기 암 구동부(210)의 상부에는 상기 인덱스 암들(220)이 설치된다. 상기 인덱스 암들(220)은 수직 방향으로 서로 마주하게 배치되고, 각각 1매의 웨이퍼를 적재할 수 있다. 이 실시예에 있어서, 상기 인덱스 로봇(200)은 4개의 인덱스 암(221, 222, 223, 224)를 구비하나, 상기 인덱스 암(221, 222, 223, 224)의 개수는 상기 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율에 따라 증가할 수도 있다.
상기 인덱스 암들(220)은 원시 웨이퍼를 이송하는 투입용 인덱스 암들(221, 222)과 가공 웨이퍼를 이송하는 배출용 인덱스 암들(223, 224)로 구분하여 운용될 수 있으며, 이러한 경우, 투입용 인덱스 암들(221, 222)과 배출용 인덱스 암들(223, 224)은 서로 혼재되어 위치하지 않는다. 본 발명의 일례로, 상기 배출용 인덱스 암들(223, 224)이 상기 투입용 인덱스 암들(221, 222)의 상부에 위치한다. 이에 따라, 상기 인덱스 로봇(200)은 원시 웨이퍼와 가공 웨이퍼를 이송하는 과정에서 원시 웨이퍼로 인해 가공 웨이퍼가 오염되는 것을 방지할 수 있으므로, 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.
상기 투입용 인덱스 암들(221, 222)은 상기 로딩/언로딩부(110)에 안착되어 공정 대기중인 어느 하나의 풉으로부터 원시 웨이퍼를 인출한 후 상기 버퍼부(300)에 적재한다. 상기 인덱스 로봇(200)은 공정 대기중인 풉으로부터 한번에 하나 또 는 다수의 원시 웨이퍼를 인출할 수 있다. 즉, 상기 투입용 인덱스 암들(221, 222)이 동시에 상기 공정 대기중인 풉에 인입한 후, 원시 웨이퍼들을 동시에 인출할 수 있다. 이로써, 상기 공정 대기중인 풉으로부터 2매의 원시 웨이퍼들이 동시에 인출된다.
또한, 상기 인덱스 로봇(200)은 한번에 하나 또는 다수의 원시 웨이퍼를 상기 버퍼부(300)에 적재할 수 있다. 즉, 상기 투입용 인덱스 암들(221, 222)은 동시에 상기 버퍼부(300)에 인입한 후, 상면에 안착된 원시 웨이퍼를 동시에 상기 버퍼부(300)에 적재한다. 이로써, 2매의 원시 웨이퍼들이 상기 버퍼부(300)에 동시에 적재된다.
본 발명의 일례로, 상기 인덱스 로봇(200)이 상기 공정 대기중인 풉으로부터 한번에 인출할 수 있는 웨이퍼들의 최대 개수와 한번에 상기 버퍼부(300)에 적재할 수 있는 웨이퍼들의 최대 개수는 상기 투입용 인덱스 암들(221, 222)의 개수와 동일하다.
한편, 상기 배출용 인덱스 암들(223, 224)은 상기 버퍼부(300)로부터 가공 웨이퍼를 인출한 후 상기 버퍼부(300)에 적재한다. 상기 인덱스 로봇(200)은 상기 버퍼부(300)로부터 한번에 하나 또는 다수의 가공 웨이퍼를 인출할 수 있다. 즉, 상기 배출용 인덱스 암들(223, 224)이 동시에 상기 버퍼부(300)에 인입한 후, 가공 웨이퍼들을 동시에 인출할 수 있다. 이로써, 상기 버퍼부(300)로부터 2매의 가공 웨이퍼들이 동시에 인출된다.
또한, 상기 인덱스 로봇(200)은 한번에 하나 또는 다수의 가공 웨이퍼를 상 기 공정 대기중인 풉에 다시 적재할 수 있다. 즉, 상기 배출용 인덱스 암들(223, 224)은 동시에 상기 공정 대기중인 풉에 인입한 후, 상면에 안착된 가공 웨이퍼를 동시에 적재한다. 이로써, 2매의 가공 웨이퍼들이 상기 공정 대기중인 풉에 동시에 적재된다.
본 발명의 일례로, 상기 인덱스 로봇(200)이 상기 버퍼부(300)로부터 한번에 인출할 수 있는 웨이퍼들의 최대 개수와 풉에 한번에 적재할 수 있는 웨이퍼들의 최대 개수는 상기 배출용 인덱스 암들(223, 224)의 개수와 동일하다.
이와 같이, 상기 인덱스 로봇(200)은 풉(120a, 120b, 120c, 120d)과 상기 버퍼부(300)로부터 한번에 다수의 웨이퍼를 인출 및 적재할 수 있으므로, 웨이퍼 이송에 소요되는 시간을 단축시키고, 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기 인덱스 암들(220)은 상기 다수의 연결부(230)와 연결된다. 상기 다수의 연결부(230)는 상기 암 구동부(210)에 결합되어 상기 암 구동부(210)의 구동에 따라 연결된 인덱스 암을 수평 이동시킨다.
상기 암 구동부(210)의 아래에는 상기 회전부(240)가 설치된다. 상기 회전부(240)는 상기 암 구동부(210)와 결합하고, 회전하여 상기 암 구동부(210)를 회전시킨다. 이에 따라, 상기 인덱스 암들(220)이 함께 회전한다.
상기 회전부(240)의 아래에는 상기 수직 이동부(250)가 설치되고, 상기 수직 이동부(250)의 아래에는 수평 이동부(260)가 설치된다. 상기 수직 이동부(250)는 상기 회전부(240)와 결합하여 상기 회전부(240)를 승강 및 하강시키고, 이에 따라, 상기 암 구동부(210) 및 상기 인덱스 암들(220)의 수직 위치가 조절된다. 상기 수 평 이동부(260)는 상기 제1 이송 레일(20)에 결합되어 상기 제1 이송 레일(20)을 따라 수평 이동한다. 이에 따라, 상기 인덱스 로봇(200)이 상기 로드 포트들(110a, 110b, 110c, 110d)의 배치 방향을 따라 이동할 수 있다.
한편, 상기 버퍼부(300)는 상기 인덱스 로봇(200)이 설치된 영역과 상기 다수의 공정 챔버(600) 및 상기 메인 이송 로봇(500)이 설치된 영역 사이에 위치한다. 상기 버퍼부(300)는 상기 인덱스 로봇(200)에 의해 이송된 원시 웨이퍼들을 수납하고, 상기 공정 챔버들(600)에서 처리된 가공 웨이퍼들을 수납한다.
도 3은 도 1에 도시된 버퍼부를 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 버퍼부(300)는 본체(310)와 제1 및 제2 지지부(320, 330)로 이루어진다.
구체적으로, 상기 본체(310)는 바닥면(311), 상기 바닥면(311)으로부터 수직하게 연장된 제1 및 제2 측벽(312, 313), 및 상기 제1 및 제2 측벽(312, 313)의 상단에 결합된 상면(314)을 포함할 수 있다.
상기 본체(310)는 웨이퍼의 출입을 위해 상기 인덱스 로봇(200)과 마주하는 전방 측벽 및 상기 메인 이송 로봇(500)과 마주하는 후방 측벽이 개방된다. 이에 따라, 상기 인덱스 로봇(200)과 상기 메인 이송 로봇(500)은 상기 버퍼부(300)로부터 웨이퍼를 인입 및 인출하기가 용이하다.
상기 제1 및 제2 측벽(312, 313)은 서로 마주하게 배치되며, 상기 상면(314)은 일부분 제거되어 개구부(314a)가 형성된다.
상기 본체(310) 내부에는 상기 제1 및 제2 지지부(320, 330)가 형성된다. 상 기 제1 지지부(320)는 상기 제1 측벽(312)에 결합되고, 상기 제2 지지부(330)는 제2 측벽(313)에 결합된다. 상기 제1 및 제2 지지부(320, 330)는 각각 다수의 지지대를 포함한다. 상기 제1 지지부(320)의 지지대들은 상기 제2 지지부(330)의 지지대들과 서로 일대일 대응하며, 웨이퍼는 서로 대응하는 상기 제1 지지부(320)의 지지대와 상기 제2 지지부(330)의 지지대에 의해 단부가 지지되어 상기 버퍼부(300)에 수납된다. 이때, 상기 웨이퍼는 상기 바닥면(311)과 마주하게 배치된다.
상기 제1 및 제2 지지부(320, 330)의 지지대들은 수직 방향으로 서로 이격되어 위치한다. 상기 지지대들은 상기 투입용 인덱스 암들(221, 222)(도 2 참조)과 상기 반출용 인덱스 암들(223, 224)(도 2 참조)의 각 개수와 동일한 개수 단위로 제1 간격으로 이격되어 위치하고, 상기 투입용 인덱스 암들(221, 222)과 상기 반출용 인덱스 암들(223, 224)도 각각 상기 제1 간격으로 이격되어 위치한다. 이에 따라, 상기 인덱스 로봇(200)이 상기 버퍼부(300)로부터 한번에 다수의 웨이퍼를 인출 및 적재할 수 있다. 여기서, 상기 제1 간격은 상기 풉(120a, 120b, 120c, 120d)의 슬롯 간격과 동일하다.
상기 제1 및 제2 지지부(320, 330)의 각 지지대에는 웨이퍼의 위치를 가이드하는 가이드부(31)가 형성될 수 있다. 상기 가이드부(31)는 상기 지지대의 상면으로부터 돌출되어 형성되며, 웨이퍼의 측면을 지지한다.
상술한 바와 같이, 상기 버퍼부(300)는 연속하여 위치하는 소정 단위 개수의 지지대들이 동시에 픽업 또는 적재할 수 있는 인덱스 암들 간의 간격과 동일한 간격으로 위치한다. 이에 따라, 상기 인덱스 로봇(200)이 상기 버퍼부(300)로부터 한 번에 다수의 웨이퍼를 인출 및 적재할 수 있으므로, 작업 효율이 향상되고, 공정 시간이 단축되며, 생산성이 향상된다.
상기 버퍼부(300)에 수납된 원시 웨이퍼들은 상기 메인 이송 로봇(500)에 의해 각 공정 챔버로 이송된다. 상기 메인 이송 로봇(500)은 이송 통로(400)에 설치되고, 상기 이송 통로(400)에 설치된 제2 이송 레일(30)을 따라 이동한다. 상기 이송 통로(400)는 상기 다수의 공정 챔버(600)와 연결된다.
상기 메인 이송 로봇(500)은 상기 버퍼부(300)로부터 원시 웨이퍼를 픽업한 후, 상기 제2 이송 레일(30)를 따라 이동하면서 해당 공정유닛에 상기 원시 웨이퍼를 제공한다. 또한, 상기 메인 이송 로봇(500)은 상기 공정유닛(610, ..., 660)에서 처리된 가공 웨이퍼를 상기 버퍼부(300)에 적재한다.
도 4는 도 1에 도시된 메인 이송 로봇을 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 메인 이송 로봇(500)은 핸드 구동부(510), 다수의 픽업 핸드(520), 다수의 연결부(530), 회전부(540), 수직 이동부(550) 및 수평 이동부(560)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 핸드 구동부(510)는 상기 픽업 핸드들(520)을 각각 수평 이동시키며, 각 픽업 핸드(521, 522, 523, 524)는 상기 핸드 구동부(510)에 의해 개별 구동된다.
상기 핸드 구동부(510)의 상부에는 상기 픽업 핸드들(520)이 설치된다. 상기 픽업 핸드들(520)은 수직 방향으로 서로 마주하게 배치되고, 각각 1매의 웨이퍼를 적재할 수 있다. 이 실시예에 있어서, 상기 메인 이송 로봇(500)은 4개의 픽업 핸 드(521, 522, 523, 524)를 구비하나, 상기 픽업 핸드(521, 522, 523, 524)의 개수는 상기 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율에 따라 증가할 수도 있다.
상기 픽업 핸드들(520)은 원시 웨이퍼를 이송하는 투입용 픽업 핸드들(521, 522)과 가공 웨이퍼를 이송하는 배출용 픽업 핸드들(523, 524)로 구분하여 운용될 수 있으며, 이러한 경우, 투입용 픽업 핸드들(521, 522)과 배출용 픽업 핸드들(523, 524)은 서로 혼재되어 위치하지 않는다. 본 발명의 일례로, 상기 배출용 픽업 핸드들(523, 524)이 상기 투입용 픽업 핸드들(521, 522)의 상부에 위치한다. 이에 따라, 상기 메인 이송 로봇(500)은 원시 웨이퍼와 가공 웨이퍼를 이송하는 과정에서 원시 웨이퍼로 인해 가공 웨이퍼가 오염되는 것을 방지할 수 있으므로, 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.
상기 투입용 픽업 핸드들(521, 522)은 각각 상기 버퍼부(300)로부터 상기 가공 웨이퍼를 인출한 후 유휴 상태의 공정 챔버에 제공한다. 상기 투입용 픽업 핸드들(521, 522)은 상기 버퍼부(300)의 단위 개수별 지지대들과 동일한 상기 제1 간격으로 이격된다. 따라서, 상기 투입용 픽업 핸드들(521, 522)은 상기 버퍼부(300)로부터 원시 웨이퍼들을 동시에 인출할 수 있다.
한편, 상기 배출용 픽업 핸드들(523, 524)은 각각 공정 완료된 공정유닛으로부터 가공 웨이퍼를 인출한 후 상기 버퍼부(300)에 적재한다. 상기 배출용 픽업 핸드들(523, 524)은 상기 제1 간격으로 이격된다. 따라서, 상기 배출용 픽업 핸드들(523, 524)은 공정유닛들(610, ..., 660)로부터 인출한 가공 웨이퍼들을 상기 버퍼부(300)에 동시에 적재할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 가공용 픽업 핸드들(521, 522)과 상기 배출용 픽업 핸드(523, 524)는 각각 두 개의 픽업 핸드로 이루어지나, 상기 가공용 픽업 핸드들(521, 522)과 상기 배출용 픽업 핸드(523, 524)의 개수는 상기 기판 처리 시스템(1000)의 처리 효율에 따라 증가할 수도 있다.
본 발명의 일례로, 상기 버퍼부(300)에서 상기 제1 간격으로 이격되어 연속적으로 배치된 지지대들의 개수와, 상기 인덱스 로봇(200)이 한번에 상기 버퍼부(300)로부터 웨이퍼를 인출 또는 적재할 수 있는 인덱스 암의 최대 개수, 및 상기 메인 이송 로봇(500)이 한번에 상기 버퍼부(300)로부터 웨이퍼를 인출 또는 적재할 수 있는 픽업 핸드의 최대 개수는 서로 동일하다.
이와 같이, 상기 메인 이송 로봇(500)은 필요에 따라 상기 버퍼부(300)로부터 한번에 다수의 원시 웨이퍼를 인출할 수도 있고, 하나의 원시 웨이퍼를 인출할수도 있다. 또한, 상기 메인 이송 로봇(500)은 필요에 따라 한번에 다수의 가공 웨이퍼를 상기 버퍼부(300)에 적재할 수도 있고, 하나의 가공 웨이퍼를 적재할 수도 있다. 이에 따라, 웨이퍼의 이송 시간이 단축되므로, 상기 기판 처리 시스템(1000)은 공정 시간을 단축시키고, 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기 픽업 핸드들(520)은 상기 다수의 연결부(530)와 연결된다. 상기 다수의 연결부(530)는 상기 핸드 구동부(510)에 결합되어 상기 핸드 구동부(510)의 구동에 따라 연결된 픽업 핸드를 수평 이동시킨다.
상기 핸드 구동부(510)의 아래에는 상기 회전부(540)가 설치된다. 상기 회전부(540)는 상기 핸드 구동부(510)와 결합하고, 회전하여 상기 핸드 구동부(510)를 회전시킨다. 이에 따라, 상기 픽업 핸드들(520)이 함께 회전한다.
상기 회전부(540)의 아래에는 상기 수직 이동부(550)가 설치되고, 상기 수직 이동부(550)의 아래에는 수평 이동부(560)가 설치된다. 상기 수직 이동부(550)는 상기 회전부(540)와 결합하여 상기 회전부(540)를 승강 및 하강시키고, 이에 따라, 상기 핸드 구동부(510) 및 상기 픽업 핸드들(520)의 수직 위치가 조절된다. 상기 수평 이동부는 상기 제2 이송 레일(30)에 결합되어 상기 제2 이송 레일(30)을 따라 수평이동한다. 이에 따라, 상기 메인 이송 로봇(500)이 상기 버퍼부(300)와 공정 챔버들(600) 간을 이동할 수 있다.
상기 메인 이송 로봇(500)이 설치되는 이송 통로(400)의 양 측에는 상기 원시 웨이퍼를 처리하여 상기 가공 웨이퍼를 생성하는 상기 공정유닛들(610, ..., 660)이 각각 배치된다. 상기 공정유닛들(610, ..., 660)에서 이루어지는 처리 공정으로는 상기 원시 웨이퍼를 세정하는 세정 공정 등이 있다. 상기 다수의 공정유닛(610, ..., 660)은 두 개의 공정유닛들이 상기 이송 통로(400)를 사이에 두고 서로 마주하게 배치되며, 상기 이송 통로(400)의 양측에는 각각 3개의 공정유닛들이 배치된다.
이 실시예에 있어서, 상기 기판 처리 시스템(1000)은 6개의 공정유닛(610, ..., 660)을 구비하나, 상기 공정유닛(610, ..., 660)의 개수는 상기 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 또한, 이 실시예에 있어서, 상기 공정유닛들(610, ..., 660)은 단층 구조로 배치되나, 12개의 공정유닛들이 6개씩 복층 구조로 배치될 수도 있다.
한편, 상기 메인 이송 로봇(500)과 상기 공정유닛들(610, ..., 660)은 상기 제어부(710)의 제어 신호에 따라 동작한다. 구체적으로, 상기 제어부(710)는 상기 공정유닛들(610, ..., 660) 중 어느 하나의 공정유닛에서 처리 공정이 완료되면, 공정 완료된 공정유닛을 상기 메인 이송 로봇(500)이 원시 웨이퍼를 투입할 공정유닛으로 설정하고, 상기 메인 이송 로봇(500)이 공정 완료된 공정유닛으로 이동하도록 제어하는 이동 명령을 상기 메인 이송 로봇(500)에 전송한다. 이와 동시에, 상기 공정 완료된 공정유닛이 웨이퍼 교환을 준비하도록 제어하는 웨이퍼 교환 준비 명령을 해당 공정유닛에 전송한다. 이에 따라, 상기 메인 이송 로봇(500)이 해당 공정유닛으로 이동하는 동안, 해당 공정유닛은 생성된 가공 웨이퍼를 외부로 인출하고 원시 웨이퍼를 제공받기 위한 준비 동작을 실시한다.
여기서, 상기 공정유닛(610, ..., 660)의 웨이퍼 교환 준비 동작으로는, 내부에 투입된 웨이퍼의 척킹을 해제하고, 웨이퍼가 안착된 지지부재(미도시)를 웨이퍼가 인출될 수 있는 높이에 위치시키는 등의 동작들이 있다.
이와 같이, 상기 기판 처리 시스템(1000)은 상기 공정유닛(610, ..., 660)의 웨이퍼 교환 시, 상기 메인 이송 로봇(500)의 해당 공정유닛으로의 이동 동작과 해당 공정유닛의 웨이퍼 교환 준비 동작이 동시에 이루어진다. 이에 따라, 상기 기판 처리 시스템(1000)은 웨이퍼 교환에 소요되는 시간이 단축되므로, 공정 시간이 단축되고, 웨이퍼의 이송 효율 및 생산성이 향상된다.
이하, 도면을 참조하여 상기 공정유닛들(610, ..., 660)의 웨이퍼 교환 과정 을 구체적으로 설명한다. 설명의 편의를 위해, 상기 공정유닛들(610, ..., 660) 중 제1 공정유닛(610)의 웨이퍼 교환 과정을 일례로 하여 설명하며, 각 공정유닛(610, ..., 660)의 웨이퍼 교환 과정은 동일하다.
도 6은 도 1에 도시된 기판 처리 시스템에서 공정유닛의 웨이퍼 교환 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 먼저, 상기 공정유닛들(610, ..., 660) 각각 원시 웨이퍼의 처리 공정을 수행하고, 상기 공정유닛들(610, ..., 660) 중 제1 공정유닛(610)에서 처리 공정이 완료되면, 상기 메인 이송 로봇(500)은 상기 버퍼부(300)로부터 적어도 한 매의 원시 웨이퍼를 인출한다(단계 S110).
상기 제어부(710)는 상기 제1 공정유닛(610)을 현재 상기 메인 이송 로봇(500)이 상기 원시 웨이퍼를 투입할 공정유닛으로 설정한다(단계 S120).
이어, 상기 제어부(710)는 상기 메인 이송 로봇(500)이 상기 제1 공정유닛(610)으로 이동하도록 제어하는 이동 명령을 상기 메인 이송 로봇(500)에 전송하고, 이와 동시에, 상기 제1 공정유닛(610)에 상기 웨이퍼 교환 준비 명령을 전송한다(단계 S130).
상기 메인 이송 로봇(500)은 상기 이동 명령에 따라 상기 제1 공정유닛(610)으로 이동한다(단계 S140). 이때, 상기 메인 이송 로봇(500)은 상기 버퍼부(300)로부터 인출한 원시 웨이퍼를 적재한 상태로 이동한다.
상기 메인 이송 로봇(500)이 상기 제1 공정유닛(610)으로 이동하는 동안, 상기 제1 공정유닛(610)은 내부에서 생성된 가공 웨이퍼를 외부로 인출하기 위한 웨 이퍼 교환 준비 동작을 실행한다(단계 S150). 이에 따라, 상기 메인 이송 로봇(500)이 상기 제1 공정유닛(610)에 도착한 이후부터 상기 제1 공정유닛(610)이 상기 웨이퍼 교환 준비 동작을 완료할 때까지 대기하는 시간을 단축시킬 수 있다. 따라서, 상기 기판 처리 시스템(1000)은 공정유닛(610, ..., 660)의 웨이퍼 교환 시, 상기 메인 이송 로봇(500)의 대기 시간을 단축시킬 수 있으므로, 웨이퍼 이송 효율 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
이어, 상기 메인 이송 로봇(500)은 상기 제1 공정유닛(610)으로부터 상기 가공 웨이퍼를 인출한다(단계 S160).
이 실시예에 있어서, 상기 메인 이송 로봇(500)이 상기 제1 공정유닛(610)에 도착한 시점은 상기 제1 공정유닛(610)이 상기 웨이퍼 교환 준비 동작을 완료한 시점과 동일하거나, 늦을 수도 있다. 이에 따라, 상기 메인 이송 로봇(500)은 상기 제1 공정유닛(610)에 도착한 후 대기할 필요없이 상기 제1 공정유닛(610)으로부터 상기 가공 웨이퍼를 곧바로 인출할 수 있다.
이어, 상기 메인 이송 로봇(500)은 적재된 원시 웨이퍼를 상기 제1 공정유닛(610)에 투입한다(단계 S170). 상기 제1 공정유닛(610)은 투입된 원시 웨이퍼의 처리 공정을 실시하고, 상기 메인 이송 로봇(500)은 상기 제1 공정유닛(610)으로부터 인출된 가공 웨이퍼를 상기 버퍼부(300)로 이송한다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 인덱스 로봇을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 버퍼부를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 메인 이송 로봇을 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 제1 제어부의 구성을 개념적으로 나타낸 블럭도이다.
도 6은 도 1에 도시된 기판 처리 시스템에서 공정유닛의 웨이퍼 교환 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
110 : 로딩/언로딩부 120a, 120b, 120c, 120d : 풉
200 : 인덱스 로봇 300 : 버퍼부
400 : 이송 통로 500 : 메인 이송 로봇
610, 620, 630, 640, 650, 660 : 공정유닛
710 : 제어부 1000 : 기판 처리 시스템

Claims (10)

  1. 공정유닛에서 기판의 처리가 수행되는 단계;
    상기 공정유닛에서 기판의 처리가 완료되면, 이송 부재가 상기 공정유닛으로 이동하고, 이와 함께, 상기 공정유닛은 처리된 기판의 인출을 준비하는 단계; 및
    상기 이송 부재가 상기 공정유닛으로부터 상기 처리된 기판을 인출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이송 부재가 상기 공정유닛으로 이동하는 단계는,
    상기 이송 부재가 상기 공정유닛에 투입 대기중인 미처리 기판을 수납부재로부터 인출하는 단계; 및
    상기 미처리 기판을 적재한 상기 이송 부재가 상기 공정유닛으로 이동하고, 이와 동시에, 상기 공정유닛이 상기 처리된 기판의 인출을 준비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 이송 부재가 상기 공정유닛으로의 이동을 개시한 시점과 상기 공정유닛이 상기 처리된 기판의 인출 준비를 개시한 시점이 동일한 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 공정유닛이 상기 처리된 기판의 인출 준비를 완료한 시점은 상기 이송 부재가 상기 공정유닛에 도착한 시점보다 빠르거나 동일한 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 처리된 기판을 인출하는 단계 이후에,
    상기 이송 부재가 적재된 상기 미처리 기판을 상기 공정유닛에 투입하는 단계; 및
    상기 이송 부재가 상기 공정유닛으로부터 인출한 상기 처리된 기판을 상기 수납부재로 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.
  6. 다수의 공정유닛에서 각각 기판의 처리가 수행되는 단계;
    상기 공정유닛들 중 어느 하나의 공정유닛에서 기판의 처리가 완료되면, 이송 부재가 공정 완료된 공정유닛으로 이동하고, 이와 함께, 상기 공정 완료된 공정유닛은 처리된 기판의 인출을 준비하는 단계; 및
    상기 이송 부재가 상기 공정 완료된 공정유닛으로부터 상기 처리된 기판을 인출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 이송 부재가 상기 공정 완료된 공정유닛으로 이동하는 단계는,
    상기 이송 부재가 상기 공정유닛들로 투입 대기중인 적어도 하나의 미처리 기판을 수납부재로부터 인출하는 단계;
    상기 미처리 기판을 적재한 상기 이송 부재가 상기 공정유닛들 중 상기 미처리 기판을 투입할 공정유닛으로 상기 공정 완료된 공정유닛을 선택하는 단계; 및
    상기 미처리 기판을 적재한 상기 이송 부재가 상기 공정 완료된 공정유닛으로 이동하고, 이와 동시에, 상기 공정 완료된 공정유닛이 상기 처리된 기판의 인출을 준비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 이송 부재가 상기 공정유닛으로의 이동을 개시한 시점과 상기 공정유닛이 상기 처리된 기판의 인출 준비를 개시한 시점이 동일한 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 처리된 기판을 인출하는 단계 이후에,
    상기 이송 부재가 적재된 상기 미처리 기판을 상기 공정유닛에 투입하는 단계; 및
    상기 이송 부재가 상기 공정유닛으로부터 인출한 상기 처리된 기판을 상기 수납부재로 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.
  10. 다수의 기판을 지면과 마주하게 배치시켜 수납하는 수납부재;
    기판의 처리 공정이 이루어지는 적어도 하나의 공정유닛;
    상기 지면과 마주하게 배치되어 기판이 적재되는 적어도 하나의 이송암을 구비하고, 상기 수납부재와 상기 공정유닛 간에 기판을 이송하는 이송부재; 및
    상기 이송부재의 이동 동작 및 상기 공정유닛의 기판 처리 동작을 제어하고, 상기 공정유닛에서 기판의 처리가 완료되면 상기 이송 부재가 상기 공정유닛으로 이동하도록 제어함과 동시에 상기 공정유닛이 처리된 기판의 인출 준비를 하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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