KR20230047714A - 기판 이송 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 이송 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치는 로봇 암, 액체 상태의 유기 용제가 습윤되어 있는 기판이 장착되어 있으며 상기 로봇 암에 의해 구동되어 상기 기판을 챔버에 반입하고 상기 챔버에서 상기 유기 용제가 제거된 기판을 반출하는 로봇 핸드, 상기 기판이 장착되어 있는 로봇 핸드의 하부에 위치하도록 상기 로봇 암에 결합되어 있으며 상기 기판으로부터 흘러내리는 유기 용제를 받는 트레이 및 상기 기판이 장착되어 있는 로봇 핸드의 상부에 위치하도록 상기 로봇 암에 결합되어 있으며 상기 기판을 향하는 하강 기류를 차단하여 상기 하강 기류가 상기 기판에 직접 도달하는 것을 방지하는 배플 플레이트를 포함한다.
본 발명에 따르면, 세정 챔버와 건조 챔버 사이에 위치하는 이송 챔버에 구비된 팬-필터 유닛이 공급하는 하강 기류에 의해 기판에 도포된 유기 용제가 증발하여 패턴이 드러난 기판이 건조 챔버로 이송됨으로써 반도체 소자의 불량을 야기하는 문제점을 방지할 수 있고, 액체 상태의 유기 용제가 습윤되어 있는 기판을 이송하는 과정에서 유기 용제가 아래로 흘러 흄(fume)을 발생시키고, 이 흄에 의해 후속 공정에서 파티클이 생성되어 공정 불량을 유발하는 문제를 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치는 로봇 암, 액체 상태의 유기 용제가 습윤되어 있는 기판이 장착되어 있으며 상기 로봇 암에 의해 구동되어 상기 기판을 챔버에 반입하고 상기 챔버에서 상기 유기 용제가 제거된 기판을 반출하는 로봇 핸드, 상기 기판이 장착되어 있는 로봇 핸드의 하부에 위치하도록 상기 로봇 암에 결합되어 있으며 상기 기판으로부터 흘러내리는 유기 용제를 받는 트레이 및 상기 기판이 장착되어 있는 로봇 핸드의 상부에 위치하도록 상기 로봇 암에 결합되어 있으며 상기 기판을 향하는 하강 기류를 차단하여 상기 하강 기류가 상기 기판에 직접 도달하는 것을 방지하는 배플 플레이트를 포함한다.
본 발명에 따르면, 세정 챔버와 건조 챔버 사이에 위치하는 이송 챔버에 구비된 팬-필터 유닛이 공급하는 하강 기류에 의해 기판에 도포된 유기 용제가 증발하여 패턴이 드러난 기판이 건조 챔버로 이송됨으로써 반도체 소자의 불량을 야기하는 문제점을 방지할 수 있고, 액체 상태의 유기 용제가 습윤되어 있는 기판을 이송하는 과정에서 유기 용제가 아래로 흘러 흄(fume)을 발생시키고, 이 흄에 의해 후속 공정에서 파티클이 생성되어 공정 불량을 유발하는 문제를 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 기판 이송 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 세정 챔버와 건조 챔버 사이에 위치하는 이송 챔버에 구비된 팬-필터 유닛이 공급하는 하강 기류에 의해 기판에 도포된 유기 용제가 증발하여 패턴이 드러난 기판이 건조 챔버로 이송됨으로써 반도체 소자의 불량을 야기하는 문제점을 방지할 수 있고, 액체 상태의 유기 용제가 습윤되어 있는 기판을 이송하는 과정에서 유기 용제가 아래로 흘러 흄(fume)을 발생시키고, 이 흄에 의해 후속 공정에서 파티클이 생성되어 공정 불량을 유발하는 문제를 방지할 수 있는 기판 이송 장치에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에는 리소그래피 공정, 에칭 공정, 이온 주입 공정 등의 다양한 공정이 포함되어 있으며, 각 공정의 종료 후, 다음 공정으로 이행하기 전에 기판의 표면에 잔존하는 불순물(impurities)이나 잔류물(residue)을 제거해서 기판의 표면을 청정하게 하기 위한 세정 공정 및 초임계 건조 공정이 수행되고 있다.
예를 들어, 에칭 공정 후의 기판의 세정 처리에서는 기판의 표면에 세정 처리를 위한 약액이 공급되고, 그 후에 탈이온수(deionized water, DIW)가 공급되어서 린스(rinse) 처리가 수행된다.
린스 처리 후에는 기판의 표면에 남아있는 탈이온수를 제거해서 기판을 건조하는 건조 처리가 수행된다.
예를 들어, 건조 처리를 수행하는 방법으로는 기판 상의 탈이온수를 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol, IPA)로 치환해서 기판을 건조하는 방법이 알려져 있다.
그러나 이러한 건조 처리 시에, 액체의 표면 장력에 의해 기판 상에 형성된 패턴이 도괴(collapse)하는 문제가 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 표면 장력이 0에 가까운 초임계 건조 공정이 제안되고 있다.
이러한 초임계 건조 공정은 유체의 임계압력(critical pressure) 이상의 특정 조건을 만족하기 위해 외부로부터 밀폐된 챔버의 내부 공간에서 진행된다.
세정 챔버에서 탈이온수를 이용한 린스 후 IPA 등의 유기 용제가 공급되어 탈이온수가 유기 용제로 치환된 후, 기판은 유기 용제에 의해 습윤된(wetted) 상태로 이송 유닛이 설치된 이송 챔버를 통해 초임계 건조 공정이 수행되는 건조 챔버로 이송되는 과정이 수행된다.
한편, 세정 챔버와 건조 챔버 사이에 위치하는 이송 챔버에는 그 내부의 이송 영역에 하강 기류를 발생시키는 팬-필터 유닛(Fan Filter Unit, FFU)이 구비되어 있다.
이러한 팬-필터 유닛이 공급하는 하강 기류는 기판에 도포된 유기 용제의 증발을 촉진하고, 표면 장력에 의해 유기 용제는 기판의 중앙으로 이동하여 기판의 가장자리 영역의 패턴의 노출이 유발되고, 이에 따라 패턴이 드러난 기판이 건조 챔버에 반입되어 건조 공정이 진행됨으로써 반도체 소자의 불량을 야기한다는 문제점이 있다.
또한, 세정 챔버와 건조 챔버 사이에서 유기 용제가 습윤되어 있는 기판을 이송하는 과정에서 유기 용제가 아래로 흘러 이송 챔버에 흄(fume)을 발생시키고, 이 흄에 의해 후속 공정에서 파티클이 생성되어 반도체 공정 불량을 유발하는 문제점이 있다.
본 발명의 기술적 과제는 세정 챔버와 건조 챔버 사이에 위치하는 이송 챔버에 구비된 팬-필터 유닛이 공급하는 하강 기류에 의해 기판에 도포된 유기 용제가 증발하여 패턴이 드러난 기판이 건조 챔버로 이송됨으로써 반도체 소자의 불량을 야기하는 문제점을 방지하는 것이다.
이와 관련한 보다 구체적인 기술적 과제는 이송 챔버에 구비된 팬-필터 유닛이 공급하는 하강 기류가 기판에 도포된 유기 용제의 증발을 촉진하고, 표면 장력에 의해 유기 용제는 기판의 중앙으로 이동하여 기판의 가장자리 영역의 패턴의 노출이 유발되고, 이에 따라 패턴이 드러난 기판이 건조 챔버에 반입되어 건조 공정이 진행됨으로써 반도체 소자의 불량을 야기하는 문제점을 방지하는 것이다.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 액체 상태의 유기 용제가 습윤되어 있는 기판을 이송하는 과정에서 유기 용제가 아래로 흘러 흄(fume)을 발생시키고, 이 흄에 의해 후속 공정에서 파티클이 생성되어 공정 불량을 유발하는 문제를 해결하는 것이다.
이와 관련한 보다 구체적인 기술적 과제는 세정 챔버와 건조 챔버 사이에서 유기 용제가 습윤되어 있는 기판을 이송하는 과정에서, 중력 등의 외력에 의해 아래로 흘러내리는 유기 용제를 진공 흡입 등의 방식으로 흡입하여 외부로 배출함으로써, 이송 챔버에 유기 용제에 의한 흄(fume)이 발생하는 것을 방지하고, 이 흄이 후속 공정에서 세정 챔버와 건조 챔버 등으로 유입되어 생성되는 파티클에 의해 반도체 공정 불량을 유발하는 문제점을 해결하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 기판 이송 장치는 로봇 암, 액체 상태의 유기 용제가 습윤되어 있는 기판이 장착되어 있으며 상기 로봇 암에 의해 구동되어 상기 기판을 챔버에 반입하고 상기 챔버에서 상기 유기 용제가 제거된 기판을 반출하는 로봇 핸드, 상기 기판이 장착되어 있는 로봇 핸드의 하부에 위치하도록 상기 로봇 암에 결합되어 있으며 상기 기판으로부터 흘러내리는 유기 용제를 받는 트레이 및 상기 기판이 장착되어 있는 로봇 핸드의 상부에 위치하도록 상기 로봇 암에 결합되어 있으며 상기 기판을 향하는 하강 기류를 차단하여 상기 하강 기류가 상기 기판에 직접 도달하는 것을 방지하는 배플 플레이트를 포함한다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치에 있어서, 상기 기판을 상기 챔버에 반입하는 과정에서, 상기 로봇 암은 상기 기판이 장착된 로봇 핸드와 상기 트레이 및 상기 배플 플레이트를 동시에 상기 챔버의 측벽까지 이동시킨 후, 상기 트레이와 상기 배플 플레이트를 정지시킨 상태에서 상기 기판이 장착된 로봇 핸드를 상기 챔버 내부로 이동시켜 상기 기판을 상기 챔버의 내부에 반입하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치에 있어서, 상기 트레이에는 상기 기판으로부터 흘러내리는 유기 용제를 진공 흡입하는 진공 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치는 상기 트레이에 진공 흡입력을 제공하는 진공 펌프 및 상기 트레이에 형성된 진공 홀을 통해 진공 흡입된 유기 용제를 외부로 배출하는 배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치에 있어서, 상기 트레이와 상기 배플 플레이트의 면적은 상기 기판의 면적보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치에 있어서, 상기 챔버는 상기 유기 용제가 습윤되어 있는 기판을 초임계 건조 방식으로 건조하는 초임계 건조 챔버인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치에 있어서, 상기 유기 용제는 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol, IPA)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 세정 챔버와 건조 챔버 사이에 위치하는 이송 챔버에 구비된 팬-필터 유닛이 공급하는 하강 기류에 의해 기판에 도포된 유기 용제가 증발하여 패턴이 드러난 기판이 건조 챔버로 이송됨으로써 반도체 소자의 불량을 야기하는 문제점을 방지할 수 있다.
보다 구체적으로, 이송 챔버에 구비된 팬-필터 유닛이 공급하는 하강 기류가 기판에 도포된 유기 용제의 증발을 촉진하고, 표면 장력에 의해 유기 용제는 기판의 중앙으로 이동하여 기판의 가장자리 영역의 패턴의 노출이 유발되고, 이에 따라 패턴이 드러난 기판이 건조 챔버에 반입되어 건조 공정이 진행됨으로써 반도체 소자의 불량을 야기하는 문제점을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 액체 상태의 유기 용제가 습윤되어 있는 기판을 이송하는 과정에서 유기 용제가 아래로 흘러 흄(fume)을 발생시키고, 이 흄에 의해 후속 공정에서 파티클이 생성되어 공정 불량을 유발하는 문제를 방지할 수 있다.
보다 구체적으로, 세정 챔버와 건조 챔버 사이에서 유기 용제가 습윤되어 있는 기판을 이송하는 과정에서, 중력 등의 외력에 의해 아래로 흘러내리는 유기 용제를 진공 흡입 등의 방식으로 흡입하여 외부로 배출함으로써, 이송 챔버에 유기 용제에 의한 흄(fume)이 발생하는 것을 방지하고, 이 흄이 후속 공정에서 세정 챔버와 건조 챔버 등으로 유입되어 생성되는 파티클에 의해 반도체 공정 불량을 유발하는 문제점을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 이송 장치의 개념적인 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 이송 장치에서 배플 플레이트를 제외한 장치의 개념적인 평면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 유기용제가 습윤되어 있는 기판이 장착되어 있는 기판 이송 장치가 챔버에 근접하는 상태를 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 기판 이송 장치가 기판을 챔버 내부에 배치하는 상태를 나타내는 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 기판을 챔버 내부에 배치한 이후 기판 이송 장치가 챔버에서 멀어지는 상태를 나타내는 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 배플 플레이트가 로봇 암에 결합된 구조를 나타낸 상면도이고,
도 7 내지 도 11은 배플 플레이트의 예시적인 형상들을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 이송 장치에서 배플 플레이트를 제외한 장치의 개념적인 평면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 유기용제가 습윤되어 있는 기판이 장착되어 있는 기판 이송 장치가 챔버에 근접하는 상태를 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 기판 이송 장치가 기판을 챔버 내부에 배치하는 상태를 나타내는 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 기판을 챔버 내부에 배치한 이후 기판 이송 장치가 챔버에서 멀어지는 상태를 나타내는 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 배플 플레이트가 로봇 암에 결합된 구조를 나타낸 상면도이고,
도 7 내지 도 11은 배플 플레이트의 예시적인 형상들을 나타낸 도면이다.
본 명세서에 개시된 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 이송 장치의 개념적인 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 이송 장치에서 배플 플레이트를 제외한 장치의 개념적인 평면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 배플 플레이트가 로봇 암에 결합된 구조를 나타낸 상면도이다.
이하의 설명에서, 챔버(100)는 유기 용제가 습윤되어 있는 기판(W)을 초임계 건조 방식으로 건조하는 초임계 건조 챔버이고, 유기 용제는 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol, IPA)인 경우를 예로 들어 본 발명의 일 실시 예를 설명하지만, 챔버(100)와 유기 용제가 이에 한정되지는 않는다.
도 1, 도 2 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 이송 장치는 로봇 암(robot arm, 10), 로봇 핸드(robot hand, 20), 트레이(tray, 30), 진공 펌프(vacuum pump, 40), 배출구(50) 및 배플 플레이트(baffle plate, 60)를 포함하여 구성된다.
로봇 암(10)은 로봇 핸드(20)와 트레이(30) 및 배플 플레이트(60)의 위치와 자세 등을 제어하여 유기 용제가 습윤되어 있는 기판(W)이 챔버(100)에 반입되도록 제어하고, 챔버(100)에서 건조 공정 등에 의한 처리에 의해 유기 용제가 제거된 기판(W)을 챔버(100)에서 반출하는 구성요소이다. 예를 들어, 로봇 암(10)은 3축 이상의 구동력을 갖는 조건을 충족하면, 로봇 암(10)의 구조 및 기능은 특별히 한정되지 않는다.
로봇 핸드(20)에는 액체 상태의 유기 용제가 습윤되어 있는 기판(W)이 장착되어 있다. 기판(W)이 로봇 핸드(20)에 장착되는 방식은 공지의 다양한 방식이 적용될 수 있으며, 예를 들어, 로봇 핸드(20)는 "ㄷ" 형상을 갖는 플레이트로 구성되고, 이 로봇 핸드(20)가 기판(W)의 하면으로 이동한 후 기판(W)을 들어 올리면 기판(W)은 자신의 하중에 의해 로봇 핸드(20)에서 이탈되지 않도록 지지되는 방식으로 장착될 수 있다.
이러한 로봇 핸드(20)는 로봇 암(10)에 의해 구동되어 유기 용제가 습윤되어 있는 기판(W)을 챔버(100)에 반입하고 챔버(100)에서 수행되는 공정에 의해 유기 용제가 제거된 기판(W)을 챔버(100)에서 외부로 반출하는 기능을 수행한다.
트레이(30)는 기판(W)이 장착되어 있는 로봇 핸드(20)의 하부에 위치하도록 로봇 암(10)에 결합되어 있으며 기판(W)으로부터 흘러내리는 유기 용제를 받는 기능을 수행한다.
예를 들어, 도시하지 않은 세정 챔버에서 수행되는 세정 공정에서 탈이온수를 이용한 린스 후 IPA 등의 유기 용제가 공급되어 탈이온수가 유기 용제로 치환된 후, 기판(W)은 유기 용제에 의해 습윤된(wetted) 상태로 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 이송 장치가 설치된 이송 챔버를 통해 초임계 건조 공정이 수행되는 챔버(100)로 이송되는 과정이 수행될 수 있다.
이와 같이 세정 챔버와 초임계 건조 공정이 수행되는 챔버(100) 사이에서 유기 용제가 습윤되어 있는 기판(W)을 이송하는 과정에서 유기 용제가 아래로 흘러 이송 챔버에 흄(fume)을 발생시키고, 이 흄에 의해 후속 공정에서 파티클(particle)이 생성되어 반도체 공정 불량을 유발할 가능성이 있다.
트레이(30)는 이러한 문제점을 해걸하기 위한 것으로서, 기판(W)으로부터 흘러내리는 유기 용제를 받고 이 유기 용제가 외부로 배출되도록 함으로써 흄 및 이 흄에 의한 파티클 발생의 위험을 원천적으로 차단하는 기능을 수행한다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 이송 장치는 세정 챔버와 초임계 건조 공정이 수행되는 챔버(100) 사이에서 유기 용제가 습윤되어 있는 기판(W)을 이송하는 과정에서, 트레이(30), 진공 펌프(40), 배출구(50)의 결합 구성을 통하여 중력 등의 외력에 의해 아래로 흘러내리는 유기 용제를 진공 흡입 등의 방식으로 흡입하여 외부로 배출함으로써, 이송 챔버에 유기 용제에 의한 흄(fume)이 발생하는 것을 방지하고, 이 흄이 후속 공정에서 세정 챔버와 초임계 건조 공정이 수행되는 챔버(100) 등으로 유입되어 생성되는 파티클에 의해 반도체 공정 불량을 유발하는 문제점을 근본적으로 해결할 수 있다.
이를 위한 구성으로서, 예를 들어, 트레이(30)에는 기판(W)으로부터 흘러내리는 유기 용제를 진공 흡입하는 복수의 진공 홀(31)이 형성되도록 구성될 수 있다.
또한, 예를 들어, 유기 용제가 트레이(30) 이외의 다른 영역으로 흘러내리지 않도록 트레이(30)의 면적을 기판(W)의 면적보다 크게, 트레이(30)가 기판(W)의 하면보다 넓은 영역을 커버하도록 구성될 수 있다.
진공 펌프(40)는 트레이(30)에 진공 흡입력을 제공하는 구성요소이고, 배출구(50)는 트레이(30)에 형성된 진공 홀(31)을 통해 진공 흡입된 유기 용제가 외부로 배출되는 통로를 제공한다.
배플 플레이트(60)는 기판(W)이 장착되어 있는 로봇 핸드(20)의 상부에 위치하도록 로봇 암(10)에 결합되어 있으며 기판(W)을 향하는 하강 기류를 차단하여 하강 기류가 기판(W)에 직접 도달하는 것을 방지하는 구성요소이다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 배플 플레이트(60)가 도입된 배경 및 그에 따른 효과를 설명하면 다음과 같다.
도시하지 않은 세정 챔버에서 탈이온수를 이용한 린스 후 IPA 등의 유기 용제가 공급되어 탈이온수가 유기 용제로 치환된 후, 기판(W)은 유기 용제에 의해 습윤된(wetted) 상태로 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 이송 장치가 설치된 이송 챔버를 통해 초임계 건조 공정이 수행되는 챔버(100)로 이송되는 과정이 수행된다.
한편, 세정 챔버와 건조 공정이 수행되는 챔버(100) 사이에 위치하는 도시하지 않은 이송 챔버에는 그 내부의 이송 영역에 하강 기류를 발생시키는 팬-필터 유닛(Fan Filter Unit, FFU)이 구비되어 있다.
이러한 팬-필터 유닛이 공급하는 하강 기류는 기판(W)에 도포된 유기 용제의 증발을 촉진하고, 표면 장력에 의해 유기 용제는 기판(W)의 중앙으로 이동하여 기판(W)의 가장자리 영역의 패턴의 노출이 유발되고, 이에 따라 패턴이 드러난 기판(W)이 챔버(100)에 반입되어 건조 공정이 진행됨으로써 반도체 소자의 불량을 야기한다는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시 예는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기판(W)이 장착되어 있는 로봇 핸드(20)의 상부에 위치하도록 로봇 암(10)에 결합되어 있는 배플 플레이트(60)를 이용하여 기판(W)을 향하는 하강 기류를 차단하여 하강 기류가 기판(W)에 직접 도달하는 것을 방지한다.
이러한 구성에 따르면, 이송 챔버에 구비된 팬-필터 유닛이 공급하는 하강 기류가 기판(W)에 도포된 유기 용제의 증발을 촉진하고, 표면 장력에 의해 유기 용제는 기판(W)의 중앙으로 이동하여 기판(W)의 가장자리 영역의 패턴의 노출이 유발되고, 이에 따라 패턴이 드러난 기판(W)이 챔버(100)에 반입되어 건조 공정이 진행됨으로써 반도체 소자의 불량을 야기하는 문제점을 방지할 수 있다.
도 7 내지 도 11에는 배플 플레이트(60)의 예시적인 형상들이 개시되어 있으나, 배플 플레이트(60)의 형성이 이에 한정되지는 않는다.
예를 들어, 기판(W)을 챔버(100)에 반입하는 과정에서, 로봇 암(10)은 기판(W)이 장착된 로봇 핸드(20)와 트레이(30) 및 배플 플레이트(60)를 동시에 챔버(100)의 측벽까지 이동시킨 후, 트레이(30)와 배플 플레이트(60)를 정지시킨 상태에서 기판(W)이 장착된 로봇 핸드(20)를 챔버(100) 내부로 이동시켜 기판(W)을 챔버(100)의 내부에 반입하도록 구성될 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 5를 추가로 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 이송 장치의 동작을 예시적으로 설명한다.
도 3은 유기용제가 습윤되어 있는 기판(W)이 장착되어 있는 기판 이송 장치가 챔버(100)에 근접하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 기판 이송 장치가 기판(W)을 챔버(100) 내부에 배치하는 상태를 나타내는 도면이고, 도 5는 기판(W)을 챔버(100) 내부에 배치한 이후 기판 이송 장치가 챔버(100)에서 멀어지는 상태를 나타내는 도면이다.
먼저, 도 3을 추가로 참조하면, 기판(W)을 챔버(100)에 반입하는 과정에서, 로봇 암(10)은 기판(W)이 장착된 로봇 핸드(20)와 트레이(30) 및 배플 플레이트(60)를 챔버(100)의 측벽까지 이동시킨다. 예를 들어, 이 과정에서, 챔버(100)를 구성하는 상부 챔버(110)와 하부 챔버(120)는 도시하지 않는 실린더 등에 의해 서로 분리되어 챔버(100)는 개방된 상태를 유지할 수 있다. 또한, 상부 챔버(110)와 하부 챔버(120)에는 초임계 건조 공정 등을 수행하기 위한 유체를 공급하고 배출하기 위한 유체 포트들이 구비될 수 있으며, 하부 챔버(120)에는 기판(W)이 배치되는 원형의 기판 배치판(130)이 구비될 수 있고, 기판 배치판(130)의 가장자리에는 로봇 핸드(20)를 통하여 반입된 기판(W)의 측면을 지지하는 복수의 지지 핀(141, 142)이 구비될 수 있다.
예를 들어, 이 과정에서, 로봇 암(10)은 기판(W)이 장착된 로봇 핸드(20)와 트레이(30) 및 배플 플레이트(60)를 동시에 챔버(100)의 측벽까지 이동시키도록 구성될 수 있다.
트레이(30)는 기판(W)에 습윤된 유기 용제가 다른 영역으로 흘러내지지 않도록 모두 받아야 하기 때문에, 로봇 암(10)은 트레이(30)의 종단이 챔버(100)의 측벽까지 이동하도록 구동하는 것이 바람직하다.
또한, 배플 플레이트(60)는 하강 기류가 기판(W)에 직접 도달하는 것을 방지하기 위하여, 로봇 암(10)은 배플 플레이트(60)의 종단이 챔버(100)의 측벽까지 이동하도록 구동하는 것이 바람직하다.
구체적인 예로, 로봇 암(10)은 트레이(30)와 배플 플레이트(60)의 종단이 챔버(100)의 측벽에 접촉하는 시점 또는 접촉 직전의 시점에 트레이(30)와 배플 플레이트(60)를 정지시키는 방식으로 트레이(30)와 배플 플레이트(60)를 구동할 수 있다.
다음으로, 도 4를 추가로 참조하면, 로봇 암(10)이 기판(W)이 장착되어 있는 로봇 핸드(20)를 챔버(100) 내부로 이동시키는 과정이 수행된다.
예를 들어, 로봇 암(10)은 트레이(30)와 배플 플레이트(60)를 정지시킨 상태에서 기판(W)이 장착된 로봇 핸드(20)를 챔버(100) 내부로 이동시켜 기판(W)이 챔버(100)의 내부에 반입되도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 이 과정에서, 로봇 핸드(20)가 로봇 암(10)에 의해 구동되어 챔버(100) 내부의 정해진 위치로 이동하면, 기판 배치판(130)에 구비된 복수의 지지 핀(141, 142)이 기판(W)의 측면을 지지할 수 있다.
다음으로, 도 5를 추가로 참조하면, 로봇 암(10)은 로봇 핸드(20)와 트레이(30) 및 배플 플레이트(60)가 챔버(100)에서 이탈하여 멀어지도록 구동하며, 챔버(100)에서는 초임계 건조 공정 등이 수행될 수 있다. 물론, 이를 위해 상부 챔버(110)와 하부 챔버(120) 중에서 하나가 이동하여 챔버(100)가 밀폐된다.
초임계 건조 공정 등이 수행된 이후, 기판(W)을 반출하는 과정은 기판(W)을 반입하는 과정의 역으로 진행될 수 있으므로, 반출 과정에 대한 설명은 생략한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 세정 챔버와 건조 챔버 사이에 위치하는 이송 챔버에 구비된 팬-필터 유닛이 공급하는 하강 기류에 의해 기판에 도포된 유기 용제가 증발하여 패턴이 드러난 기판이 건조 챔버로 이송됨으로써 반도체 소자의 불량을 야기하는 문제점을 방지할 수 있다.
보다 구체적으로, 이송 챔버에 구비된 팬-필터 유닛이 공급하는 하강 기류가 기판에 도포된 유기 용제의 증발을 촉진하고, 표면 장력에 의해 유기 용제는 기판의 중앙으로 이동하여 기판의 가장자리 영역의 패턴의 노출이 유발되고, 이에 따라 패턴이 드러난 기판이 건조 챔버에 반입되어 건조 공정이 진행됨으로써 반도체 소자의 불량을 야기하는 문제점을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 액체 상태의 유기 용제가 습윤되어 있는 기판을 이송하는 과정에서 유기 용제가 아래로 흘러 흄(fume)을 발생시키고, 이 흄에 의해 후속 공정에서 파티클이 생성되어 공정 불량을 유발하는 문제를 방지할 수 있다.
보다 구체적으로, 세정 챔버와 건조 챔버 사이에서 유기 용제가 습윤되어 있는 기판을 이송하는 과정에서, 중력 등의 외력에 의해 아래로 흘러내리는 유기 용제를 진공 흡입 등의 방식으로 흡입하여 외부로 배출함으로써, 이송 챔버에 유기 용제에 의한 흄(fume)이 발생하는 것을 방지하고, 이 흄이 후속 공정에서 세정 챔버와 건조 챔버 등으로 유입되어 생성되는 파티클에 의해 반도체 공정 불량을 유발하는 문제점을 방지할 수 있다.
10: 로봇 암(robot arm)
20: 로봇 핸드(robot hand)
30: 트레이(tray)
31: 진공 홀(vacuum hole)
40: 진공 펌프(vacuum pump)
50: 배출구
60: 배플 플레이트(baffle plate)
100: 챔버
110: 상부 챔버
120: 하부 챔버
130: 기판 배치판
141. 142: 지지 핀
W: 기판
20: 로봇 핸드(robot hand)
30: 트레이(tray)
31: 진공 홀(vacuum hole)
40: 진공 펌프(vacuum pump)
50: 배출구
60: 배플 플레이트(baffle plate)
100: 챔버
110: 상부 챔버
120: 하부 챔버
130: 기판 배치판
141. 142: 지지 핀
W: 기판
Claims (7)
- 기판 이송 장치로서,
로봇 암;
액체 상태의 유기 용제가 습윤되어 있는 기판이 장착되어 있으며 상기 로봇 암에 의해 구동되어 상기 기판을 챔버에 반입하고 상기 챔버에서 상기 유기 용제가 제거된 기판을 반출하는 로봇 핸드;
상기 기판이 장착되어 있는 로봇 핸드의 하부에 위치하도록 상기 로봇 암에 결합되어 있으며 상기 기판으로부터 흘러내리는 유기 용제를 받는 트레이; 및
상기 기판이 장착되어 있는 로봇 핸드의 상부에 위치하도록 상기 로봇 암에 결합되어 있으며 상기 기판을 향하는 하강 기류를 차단하여 상기 하강 기류가 상기 기판에 직접 도달하는 것을 방지하는 배플 플레이트를 포함하는, 기판 이송 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 기판을 상기 챔버에 반입하는 과정에서,
상기 로봇 암은 상기 기판이 장착된 로봇 핸드와 상기 트레이 및 상기 배플 플레이트를 동시에 상기 챔버의 측벽까지 이동시킨 후, 상기 트레이와 상기 배플 플레이트를 정지시킨 상태에서 상기 기판이 장착된 로봇 핸드를 상기 챔버 내부로 이동시켜 상기 기판을 상기 챔버의 내부에 반입하는 것을 특징으로 하는, 기판 이송 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 트레이에는 상기 기판으로부터 흘러내리는 유기 용제를 진공 흡입하는 진공 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 기판 이송 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 트레이에 진공 흡입력을 제공하는 진공 펌프; 및
상기 트레이에 형성된 진공 홀을 통해 진공 흡입된 유기 용제를 외부로 배출하는 배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 이송 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 트레이와 상기 배플 플레이트의 면적은 상기 기판의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는, 기판 이송 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 챔버는 상기 유기 용제가 습윤되어 있는 기판을 초임계 건조 방식으로 건조하는 초임계 건조 챔버인 것을 특징으로 하는, 기판 이송 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 유기 용제는 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol, IPA)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 이송 장치.
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