特許 7373606 基板処理装置及び基板搬送ロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-25

(45)【発行日】2023-11-02

(54)【発明の名称】基板処理装置及び基板搬送ロボット

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20231026BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20231026BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 643A

H01L21/304 648A

H01L21/304 651B

H01L21/68 A

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2022077501

(22)【出願日】2022-05-10

(65)【公開番号】P2022176901

(43)【公開日】2022-11-30

【審査請求日】2022-05-10

(31)【優先権主張番号】10-2021-0063629

(32)【優先日】2021-05-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】518162784

【氏名又は名称】セメス カンパニー，リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(74)【代理人】

【識別番号】100121511

【弁理士】

【氏名又は名称】小田 直

(74)【代理人】

【識別番号】100202751

【弁理士】

【氏名又は名称】岩堀 明代

(74)【代理人】

【識別番号】100208580

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 玲奈

(74)【代理人】

【識別番号】100191086

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 香元

(72)【発明者】

【氏名】ユン，ド ヒョン

(72)【発明者】

【氏名】イ，ヨ ヒ

(72)【発明者】

【氏名】チョン，ジ ウ

(72)【発明者】

【氏名】パク，ミ ソ

【審査官】正山 旭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１６１６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１１３５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２１９７３６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２１－０６４６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１８２２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１７－０１３７２４０（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を液で処理する液処理チャンバーと、
液処理された前記基板を乾燥する乾燥チャンバーと、
前記液処理チャンバーと前記乾燥チャンバーとの間で基板を搬送し、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸移動と前記Ｚ軸を基準に回転駆動可能であり、前記基板が置かれるハンドを含む搬送ロボットと、
基板が前記液処理チャンバーから前記乾燥チャンバーに搬送される時、前記基板は薬液に濡れて液膜が形成されたままに搬送ロボットによって搬送され、
前記基板の前記液膜の形態を撮像する光学系と、
前記光学系が撮像した液膜の形態を測定する制御部と、を含み、
前記光学系は、
前記搬送ロボットが前記液処理チャンバーで前記基板をピックアップ（Ｐｉｃｋ ｕｐ）した状態で、前記光学系が前記液膜の形態を撮像した第１データを前記制御部に伝送し、
前記搬送ロボットが前記乾燥チャンバーヘの投入する前、前記光学系が前記液膜の形態を撮像した第２データを前記制御部に伝送し、
前記制御部は、
前記第１データと前記第２データを比較して、前記第２データの液膜の形態が前記第１データと比較で誤差範囲を抜け出す場合、
前記乾燥チャンバーヘの搬入可否を決定する
基板処理装置。

【請求項2】

前記光学系は、
前記基板の側面で前記基板のエッジ領域を撮像するカメラである請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記カメラは、前記基板の第１側面と、前記第１側面の他側である第２側面を撮像するように提供される請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

基板を液で処理する液処理チャンバーと、
液処理された前記基板を乾燥する乾燥チャンバーと、
前記液処理チャンバーと前記乾燥チャンバーとの間で基板を搬送し、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸移動と前記Ｚ軸を基準に回転駆動可能であり、前記基板が置かれるハンドを含む搬送ロボットと、
基板が前記液処理チャンバーから前記乾燥チャンバーに搬送される時、前記基板は薬液に濡れて液膜が形成されたままに搬送ロボットによって搬送され、
前記基板の前記液膜の形態を撮像する光学系と、
前記光学系が撮像した液膜の形態を測定する制御部と、を含み、
前記制御部は、
前記基板の第１側面の基板に対する薬液の接触角である第１接触角と、前記基板の第２側面の基板に対する薬液の接触角である第２接触角を測定する基板処理装置。

【請求項5】

基板を液で処理する液処理チャンバーと、
液処理された前記基板を乾燥する乾燥チャンバーと、
前記液処理チャンバーと前記乾燥チャンバーとの間で基板を搬送し、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸移動と前記Ｚ軸を基準に回転駆動可能であり、前記基板が置かれるハンドを含む搬送ロボットと、
基板が前記液処理チャンバーから前記乾燥チャンバーに搬送される時、前記基板は薬液に濡れて液膜が形成されたままに搬送ロボットによって搬送され、
前記基板の前記液膜の形態を撮像する光学系と、
前記光学系が撮像した液膜の形態を測定する制御部と、を含み、
前記光学系は、
前記搬送ロボットが前記液処理チャンバーで前記基板をピックアップ（Ｐｉｃｋ ｕｐ）した状態で、前記光学系が前記液膜の形態を撮像した第１データを前記制御部に伝送し、
前記搬送ロボットが前記乾燥チャンバーヘの投入する前、前記光学系が前記液膜の形態を撮像した第２データを前記制御部に伝送し、
前記制御部は、
前記基板の第１側面の基板に対する薬液の接触角である第１接触角と、前記基板の第２側面の基板に対する薬液の接触角である第２接触角を測定し、
前記第１データの前記第１接触角及び前記第２データの前記第１接触角を比較し、
前記第１データの前記第２接触角及び前記第２データの前記第２接触角を比較して、前記第２データの前記第１接触角及び前記第２接触角が、前記第１データの前記第１接触角及び前記第２接触角の誤差範囲で抜け出す場合、
前記乾燥チャンバーヘの搬入可否を決定する基板処理装置。

【請求項6】

前記第２データは、
前記乾燥チャンバーで基板の乾燥不良が発生した場合、分析データとして提供される請求項２又は請求項５に記載の基板処理装置。

【請求項7】

基板を液で処理する液処理チャンバーと、
液処理された前記基板を乾燥する乾燥チャンバーと、
前記液処理チャンバーと前記乾燥チャンバーとの間で基板を搬送し、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸移動と前記Ｚ軸を基準に回転駆動可能であり、前記基板が置かれるハンドを含む搬送ロボットと、
基板が前記液処理チャンバーから前記乾燥チャンバーに搬送される時、前記基板は薬液に濡れて液膜が形成されたままに搬送ロボットによって搬送され、
前記基板の前記液膜の形態を撮像する光学系と、
前記光学系が撮像した液膜の形態を測定する制御部と、を含み、
前記搬送ロボットは、
前記ハンドの上部に配置される笠部材をさらに含み、
前記光学系は、前記笠部材に設置されて提供される基板処理装置。

【請求項8】

前記光学系は、液膜の高さを測定する請求項６に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記液処理チャンバーは、複数がＮ列Ｍ行の配列に積層されて提供され、
前記乾燥チャンバーは、複数がｎ列ｍ行の配列に積層されて提供され、
前記搬送ロボットは、複数の前記液処理チャンバー及び複数の前記乾燥チャンバーの間で前記基板をレシピに応じる位置に搬送する請求項１、４、５、７のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記乾燥チャンバーは、超臨界流体で基板を乾燥する超臨界処理チャンバーである請求項１、４、５、７のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項11】

第１チャンバーから第２チャンバーに基板を搬送して基板を処理する方法において、
搬送される前記基板は薬液に濡れて液膜が形成されたままに搬送ロボットによって搬送され、
前記搬送ロボットは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸移動と前記Ｚ軸を基準に回転駆動可能であり、前記基板が置かれるハンドを含み、
前記基板の前記液膜の形態を撮像し、撮像した前記液膜の形態を測定し、
前記搬送ロボットが前記第１チャンバーで前記基板をピックアップ（Ｐｉｃｋ ｕｐ）した状態で、前記液膜の形態を撮像した第１データを格納し、
前記搬送ロボットが前記第２チャンバーヘの投入する前、前記液膜の形態を撮像した第２データを格納し、
制御部によって前記第１データと前記第２データを比較して、前記第２データの液膜の形態が前記第１データと比較で誤差範囲を抜け出す場合、
前記第２チャンバーヘの搬入可否を決定する
基板処理方法。

【請求項12】

第１チャンバーから第２チャンバーに基板を搬送して基板を処理する方法において、
搬送される前記基板は薬液に濡れて液膜が形成されたままに搬送ロボットによって搬送され、
前記搬送ロボットは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸移動と前記Ｚ軸を基準に回転駆動可能であり、前記基板が置かれるハンドを含み、
前記基板の前記液膜の形態を撮像し、撮像した前記液膜の形態を測定し、
前記搬送ロボットが前記第１チャンバーで前記基板をピックアップ（Ｐｉｃｋ ｕｐ）した状態で、前記液膜の形態を撮像した第１データを格納し、
前記搬送ロボットが前記第２チャンバーヘの投入する前、前記液膜の形態を撮像した第２データを格納し、
制御部によって、前記基板の第１側面の基板に対する薬液の接触角である第１接触角と、前記基板の第２側面の基板に対する薬液の接触角である第２接触角を測定し、
前記第１データの前記第１接触角及び前記第２データの前記第１接触角を比較し、
前記第１データの前記第２接触角及び前記第２データの前記第２接触角を比較して、前記第２データの前記第１接触角及び前記第２接触角が、前記第１データの前記第１接触角及び前記第２接触角の誤差範囲で抜け出す場合、
前記第２チャンバーヘの搬入可否を決定する基板処理方法。

【請求項13】

前記第２データは、
前記第２チャンバーで基板の処理不良が発生した場合、分析データとして提供される請求項１１又は請求項１２に記載の基板処理方法。

【請求項14】

前記第１チャンバーは、液処理チャンバーであり、
前記第２チャンバーは、乾燥チャンバーである請求項１１又は請求項１２に記載の基板処理方法。

【請求項15】

前記乾燥チャンバーは、超臨界流体で基板を乾燥する超臨界処理チャンバーである請求項１４に記載の基板処理方法。

【請求項16】

前記第１チャンバーは、複数がＮ列Ｍ行の配列に積層されて提供され、
前記第２チャンバーは、複数がｎ列ｍ行の配列に積層されて提供され、
前記搬送ロボットは、複数の前記第１チャンバー及び複数の前記第２チャンバーの間で前記基板をレシピに応じる位置に搬送する請求項１１又は請求項１２に記載の基板処理方法。

【請求項17】

前記液膜の形態は、前記液膜の高さである請求項１１又は請求項１２に記載の基板処理方法。

【請求項18】

複数がＮ列Ｍ行の配列に積層されて提供され、基板を液で処理する液処理チャンバーと、
複数がｎ列ｍ行の配列に積層されて提供され、液処理された前記基板を乾燥する乾燥チャンバーと、
前記液処理チャンバーと前記乾燥チャンバーとの間で基板を搬送し、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸移動と前記Ｚ軸を基準に回転駆動可能であり、前記基板が置かれるハンドを含む搬送ロボットと、
基板が前記液処理チャンバーから前記乾燥チャンバーに搬送される時、前記基板は薬液に濡れて液膜が形成されたままに搬送ロボットによって搬送され、
前記基板の前記液膜の形態を撮像する光学系と、
前記光学系が撮像した液膜の形態を測定する制御部と、を含み、
前記搬送ロボットが前記液処理チャンバーで前記基板をピックアップ（Ｐｉｃｋ ｕｐ）した状態で、前記光学系が前記液膜の形態を撮像した第１データを前記制御部に伝送し、
前記搬送ロボットが前記乾燥チャンバーヘの投入する前、前記光学系が前記液膜の形態を撮像した第２データを前記制御部に伝送し、
前記制御部は、
前記第１データと前記第２データを比較して、前記第２データの液膜の形態が前記第１データと比較で誤差範囲を抜け出す場合、
前記乾燥チャンバーヘの搬入可否を決定し、
前記第２データは、
前記乾燥チャンバーで基板の乾燥不良が発生した場合、分析データとして提供される基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は基板を搬送する搬送ロボット及びこれを有する基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体素子を製造するために、基板に写真、蝕刻、アッシング、イオン注入、そして薄膜蒸着等の多様な工程を通じて望むパターンが基板に形成する。各々の工程には様々な処理液が使用され、工程進行中には汚染物及びパーティクルが生成される。これを解決するために各々の工程前後には汚染物及びパーティクルを洗浄処理するための洗浄工程が遂行される。

【0003】

一般的に洗浄工程は液処理工程及び乾燥処理工程を遂行する。液処理工程は基板上に処理液を供給し、乾燥処理工程は基板上に残留された液を除去する。液処理工程はケミカル処理段階、リンス段階、そして溶剤置換段階を含む。ケミカル処理段階はケミカルで基板上に異物を除去し、リンス段階は基板上に残留されたケミカルを除去し、溶剤置換段階は基板上に残留されたリンス液を有機溶剤で置換する。

【0004】

図１を参照して説明する。一般的にケミカル処理段階、リンス段階、そして溶剤置換段階は液処理チャンバー２６０内で進行され、乾燥処理段階は乾燥チャンバー２８０で進行される。これによって、溶剤置換段階が完了された基板は乾燥チャンバー２８０に搬送される。

【0005】

基板を洗浄する半導体設備は普通ｎ列ｍ層構造を有する。この時、液処理チャンバー２６０と乾燥チャンバー２８０は同一の層同士マッチングされることではなく、ランダムマッチングされる。仮に、１列１層の液処理チャンバー２６０で処理された基板が２列３層乾燥チャンバーにマッチングされる場合に、基板はＸ、Ｙ、Ｚ軸移動（Ｍｏｖｅｍｅｎｔ）に回転まで進行して溶剤の挙動が最もひどく現れる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】国際特許公開第ＷＯ２０１５０９８１５３Ａ１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は基板を効率的に処理することができる基板処理装置及び基板搬送ロボットを提供することにある。

【0008】

本発明の目的は基板が液処理チャンバーと乾燥チャンバーとの間を移動する過程が原因になって発生することができる乾燥不良を解消することができる基板処理装置及び基板搬送ロボットを提供することにある。

【0009】

本発明の目的は基板が液処理チャンバーと乾燥チャンバーとの間を移動する過程が原因になって発生することができる乾燥不良を解消することができる基板処理装置及び基板搬送ロボットを提供することにある。

【0010】

本発明の目的は液処理チャンバーを含む基板処理設備で、基板Ｗの表面に吐出されて形成された液膜に対するモニターリングシステムを提供することによって、乾燥完了後に問題が発生する場合に、パート単位からの問題解決が可能な基板処理装置及び基板搬送ロボットを提供することにある。

【0011】

本発明の目的はここに制限されなく、言及されないその他の目的は下の記載から当業者に明確に理解されるべきである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明は基板を処理する装置を提供する。一実施形態において、基板処理装置は、基板を液で処理する液処理チャンバーと、前記液処理された基板を乾燥する乾燥チャンバーと、前記液処理チャンバーと前記乾燥チャンバーとの間で基板を搬送し、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸移動と前記Ｚ軸を基準に回転駆動可能であり、前記基板が置かれるハンドを含む搬送ロボットと、基板が前記液処理チャンバーから前記乾燥チャンバーに搬送される時、前記基板は薬液に濡れて液膜が形成されたままに搬送ロボットによって搬送され、前記基板の前記液膜の形態を撮像する光学系と、前記光学系が撮像した液膜の形態を測定する制御部と、を含む。

【0013】

一実施形態において、前記光学系は、前記搬送ロボットが前記液処理チャンバーで前記基板をピックアップ（Ｐｉｃｋ ｕｐ）した状態で、前記光学系が前記液膜の形態を撮像した第１データを前記制御部に伝送し、前記搬送ロボットが前記乾燥チャンバーヘの投入する前に、前記光学系が前記液膜の形態を撮像した第２データを前記制御部に伝送し、前記制御部は、前記第１データと前記第２データを比較して、前記第２データの液膜の形態が前記第１データと比較で誤差範囲を抜け出す場合、前記乾燥チャンバーヘの搬入可否を決定し、前記第２データを格納する。

【0014】

一実施形態において、前記基板の側面で前記基板のエッジ領域を撮像するカメラであり得る。

【0015】

一実施形態において、前記カメラは前記基板の第１側面と、前記第１側面の他側である第２側面を撮像するように提供されることができる。

【0016】

一実施形態において、前記制御部は、前記第１側面の基板に対する薬液の接触角である第１接触角と、前記第２側面の基板に対する薬液の接触角である第２接触角を測定することができる。

【0017】

一実施形態において、前記光学系は、前記搬送ロボットが前記液処理チャンバーで前記基板をピックアップ（Ｐｉｃｋ ｕｐ）した状態で、前記光学系が前記液膜の形態を撮像した第１データを前記制御部に伝送し、前記搬送ロボットが前記乾燥チャンバーヘの投入する前、前記光学系が前記液膜の形態を撮像した第２データを前記制御部に伝送し、前記制御部は、前記第１側面の基板に対する薬液の接触角である第１接触角と、前記第２側面の基板に対する薬液の接触角である第２接触角を測定し、前記第１データの前記第１接触角及び前記第２データの前記第１接触角を比較し、前記第１データの前記第２接触角及び前記第２データの前記第２接触角を比較して、前記第２データの前記第１接触角及び前記第２接触角が、前記第１データの前記第１接触角及び前記第２接触角の誤差範囲で抜け出す場合、前記乾燥チャンバーヘの搬入可否を決定し、前記第２データを格納することができる。

【0018】

一実施形態において、前記格納された第２データは、前記乾燥チャンバーで基板の乾燥不良が発生した場合に分析データとして提供されることができる。

【0019】

一実施形態において、前記搬送ロボットは、前記ハンドの上部に配置される笠部材をさらに含み、前記光学系は前記笠部材に設置されて提供されることができる。

【0020】

一実施形態において、前記光学系は液膜の高さを測定することができる。

【0021】

一実施形態において、前記液処理チャンバーは複数がＮ列Ｍ行の配列に積層されて提供され、前記乾燥チャンバーは複数がｎ列ｍ行の配列に積層されて提供され、前記搬送ロボットは前記複数の液処理チャンバー及び前記複数の乾燥チャンバーの間で前記基板をレシピに応じる位置に搬送することができる。

【0022】

一実施形態において、前記乾燥チャンバーは超臨界流体で基板を乾燥する超臨界処理チャンバーであり得る。

【0023】

また、本発明の他の観点によれば、基板を処理する方法を提供する。第１チャンバーから第２チャンバーに基板を搬送して基板を処理する一実施形態による方法において、前記搬送される基板は薬液に濡れて液膜が形成されたままに搬送ロボットによって搬送され、前記搬送ロボットは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸移動と前記Ｚ軸を基準に回転駆動可能であり、前記基板が置かれるハンドを含み、前記基板の前記液膜の形態を撮像し、前記撮像した液膜の形態を測定する。

【0024】

一実施形態において、前記搬送ロボットが前記第１チャンバーで前記基板をピックアップ（Ｐｉｃｋ ｕｐ）した状態で、前記液膜の形態を撮像した第１データを格納し、前記搬送ロボットが前記第２チャンバーヘの投入する前、前記液膜の形態を撮像した第２データを格納し、制御部によって前記第１データと前記第２データを比較して、前記第２データの液膜の形態が前記第１データと比較で誤差範囲を抜け出す場合、前記第２チャンバーヘの搬入可否を決定し、前記第２データを格納することができる。

【0025】

一実施形態において、前記搬送ロボットが前記第１チャンバーで前記基板をピックアップ（Ｐｉｃｋ ｕｐ）した状態で、前記液膜の形態を撮像した第１データを格納し、前記搬送ロボットが前記第２チャンバーヘの投入する前、前記液膜の形態を撮像した第２データを格納し、制御部によって、前記第１側面の基板に対する薬液の接触角である第１接触角と、前記第２側面の基板に対する薬液の接触角である第２接触角を測定し、前記第１データの前記第１接触角及び前記第２データの前記第１接触角を比較し、前記第１データの前記第２接触角及び前記第２データの前記第２接触角を比較して、前記第２データの前記第１接触角及び前記第２接触角が、前記第１データの前記第１接触角及び前記第２接触角の誤差範囲で抜け出す場合、前記乾燥チャンバーヘの搬入可否を決定し、前記第２データを格納することができる。

【0026】

一実施形態において、前記格納された第２データは、前記乾燥チャンバーで基板の乾燥不良が発生した場合に分析データとして提供されることができる。

【0027】

一実施形態において、前記第１チャンバーは、液処理チャンバーであり、前記第２チャンバーは乾燥チャンバーであり得る。

【0028】

一実施形態において、前記乾燥チャンバーは超臨界流体で基板を乾燥する超臨界処理チャンバーであり得る。

【発明の効果】

【0029】

本発明の様々な実施形態によれば、基板を効率的に処理することができる。

【0030】

本発明の様々な実施形態によれば、基板を基板が液処理チャンバーと乾燥チャンバーとの間を移動する過程が原因になって発生することができる乾燥不良を解消することができる。

【0031】

本発明は液処理チャンバーを含む基板処理設備で、基板Ｗの表面に吐出されて形成された液膜に対するモニターリングシステムを提供することによって、乾燥完了後の問題が発生する場合に、パート単位からの問題解決が可能である。

【0032】

本発明の効果が上述した効果によって限定されることではなく、言及されない効果は本明細書及び添付された図面から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】従来洗浄設備で現れる問題点を示した図面である。

【図2】本発明の一実施形態による基板処理設備を示す平面図である。

【図3】図２の基板処理設備をＡ－Ａ方向から見た断面図である。

【図4】本発明の第１実施形態による搬送ロボットを概略的に示した平面図である。

【図5】本発明の第２実施形態による搬送ロボットを示した斜視図である。

【図6】図５の搬送ロボットを前面から見た形状を示した正面図である。

【図7】溶剤の挙動の例示を示した断面図である。

【図8】本発明の一実施形態による基板処理方法の流れを説明する図面である。

【図9】本発明の一実施形態による基板処理方法の流れを説明する図面である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下では添付した図面を参考として本発明の実施形態に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は様々な異なる形態に具現されることができ、ここで説明する実施形態に限定されない。また、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明することにおいて、関連された公知機能又は構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曖昧にすることができていると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。また、類似な機能及び作用をする部分に対しては図面の全体に亘って同一な符号を使用する。

【0035】

ある構成要素を‘含む’ということは、特別に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除外することではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。具体的に、“含む”又は“有する”等の用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとすることがであり、１つ又はそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものの存在又は付加可能性を予め排除しないことと理解されなければならない。

【0036】

単数の表現は文脈の上に明確に異なりに表現しない限り、複数の表現を含む。また、図面で要素の形状及びサイズ等はより明確な説明のために誇張されることができる。

【0037】

用語“及び／又は”は該当列挙された項目の中でいずれか１つ及び１つ以上のすべての組合を含む。また、本明細書で“連結される”という意味はＡ部材とＢ部材が直接連結される場合のみならず、Ａ部材とＢ部材との間にＣ部材が介在されてＡ部材とＢ部材が間接連結される場合も意味する。

【0038】

本発明の実施形態は様々な形態に変形することができ、本発明の範囲が以下の実施形態に限定されることとして解釈されてはならない。本実施形態は当業界で平均的な知識を有する者に本発明をさらに完全に説明するために提供されることである。したがって、図面での要素の形状はより明確な説明を強調するために誇張されている。

【0039】

図２は本発明の一実施形態による基板処理設備を示す平面図である。図３は図２の基板処理設備をＡ－Ａ方向から見た断面図である。図２及び図３を参照して説明する。基板を処理する基板処理設備１はインデックスモジュール１０と工程処理モジュール２０を含む。インデックスモジュール１０はロードポート１２０及び移送フレーム１４０を有する。ロードポート１２０、移送フレーム１４０、及び工程処理モジュール２０は順次的に一列に配列される。以下、ロードポート１２０、移送フレーム１４０、及び工程処理モジュール２０が配列された方向を第１の方向１２とし、上部から見る時、第１の方向１２と垂直になる方向を第２方向１４とし、第１の方向１２と第２方向１４を含む平面と垂直である方向を第３方向１６とする。

【0040】

ロードポート１２０には基板Ｗが収納されたキャリヤー１８が安着される。ロードポート１２０は複数に提供され、これらは第２方向１４に沿って一列に配置される。図２では４つのロードポート１２０が提供されたことと図示した。しかし、ロードポート１２０の数は工程処理モジュール２０の工程効率及びフットプリント等の条件に応じて増加するか、又は減少してもよい。キャリヤー１８には基板の縁を支持するように提供されたスロット（図示せず）が形成される。スロットは第３方向１６に複数が提供され、基板は第３方向１６に沿って互いに離隔された状態に積層されるようにキャリヤー内に位置される。キャリヤー１８としては前面開放一体型ポッド（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｅｄ Ｐｏｄ；ＦＯＵＰ）が使用されることができる。

【0041】

工程処理モジュール２０はバッファユニット２２０、搬送チャンバー２４０、そして処理チャンバーとして液処理チャンバー２６０と乾燥チャンバー２８０を有する。搬送チャンバー２４０はその長さ方向が第１の方向１２と平行に配置される。処理チャンバーとして液処理チャンバー２６０と乾燥チャンバー２８０は内部で基板が処理され、各々の内部に基板が出入する入口が形成される。第２方向１４に沿って搬送チャンバー２４０の一側には液処理チャンバー２６０が配置され、搬送チャンバー２４０の他側には乾燥チャンバー２８０が配置される。液処理チャンバー２６０と乾燥チャンバー２８０は搬送チャンバー２４０を基準に互いに対称がされるように提供されることができる。液処理チャンバー２６０の中で一部は搬送チャンバー２４０の長さ方向に沿って配置される。また、液処理チャンバー２６０の中で一部は互いに積層されるように配置される。即ち、搬送チャンバー２４０の一側には液処理チャンバー２６０がＡＸＢ（ＡとＢは各々１以上の自然数）の配列に配置されることができる。ここで、Ａは第１の方向１２に沿って一列に提供された液処理チャンバー２６０の数であり、Ｂは第３方向１６に沿って一列に提供された液処理チャンバー２６０の数である。搬送チャンバー２４０の一側に液処理チャンバー２６０が６つ又は９つ提供される場合、液処理チャンバー２６０は３Ｘ２又は３Ｘ３の配列に配置されることができる。液処理チャンバー２６０の個数は増加するか、又は減少してもよい。乾燥チャンバー２８０も液処理チャンバー２６０と類似にＭＸＮ（ＭとＮは各々１以上の自然数）の配列に配置されることができる。ここで、Ｍ、Ｎは各々Ａ、Ｂと同一な数であり得る。上述したことと異なりに、液処理チャンバー２６０と乾燥チャンバー２８０は全て搬送チャンバー２４０の一側のみに提供されることができる。また、上述したことと異なりに、液処理チャンバー２６０と乾燥チャンバー２８０は各々搬送チャンバー２４０の一側及び他側に単層に提供されることができる。選択的に、搬送チャンバー２４０の一側に液処理チャンバー２６０が積層され、他側に乾燥チャンバー２８０が積層されるように位置されることができる。また、液処理チャンバー２６０と乾燥チャンバー２８０は上述したことと異なりに様々な配置で提供されることができる。

【0042】

バッファユニット２２０は移送フレーム１４０と搬送チャンバー２４０との間に配置される。バッファユニット２２０は搬送チャンバー２４０と移送フレーム１４０との間に基板Ｗが搬送される前に基板Ｗが留まる空間を提供する。バッファユニット２２０はその内部に基板Ｗが置かれるスロット（図示せず）が提供され、スロット（図示せず）は相互間に第３方向１６に沿って離隔されるように複数に提供される。バッファユニット２２０で移送フレーム１４０と対向する面と搬送チャンバー２４０と対向する面の各々が開放される。

【0043】

移送フレーム１４０はロードポート１２０に安着されたキャリヤー１８とバッファユニット２２０との間に基板Ｗを搬送する。移送フレーム１４０にはインデックスレール１４２とインデックスロボット１４４が提供される。インデックスレール１４２はその長さ方向が第２方向１４と並んで提供される。インデックスロボット１４４はインデックスレール１４２上に設置され、インデックスレール１４２に沿って第２方向１４に直線移動される。インデックスロボット１４４はベース１４４ａ、本体１４４ｂ、及びインデックスアーム１４４ｃを有する。ベース１４４ａはインデックスレール１４２に沿って移動可能するように設置される。本体１４４ｂはベース１４４ａに結合される。本体１４４ｂはベース１４４ａ上で第３方向１６に沿って移動可能するように提供される。また、本体１４４ｂはベース１４４ａ上で回転可能するように提供される。インデックスアーム１４４ｃは本体１４４ｂに結合され、本体１４４ｂに対して前進及び後進移動可能するように提供される。インデックスアーム１４４ｃは複数に提供されて各々個別に駆動されるように提供される。インデックスアーム１４４ｃは第３方向１６に沿って互いに離隔された状態に積層されるように配置される。インデックスアーム１４４ｃの中で一部は工程処理モジュール２０からキャリヤー１８に基板Ｗを搬送する時に使用され、その他の一部はキャリヤー１８から工程処理モジュール２０に基板Ｗを搬送する時、使用されることができる。これはインデックスロボット１４４が基板Ｗを搬入及び搬出する過程で工程処理前の基板Ｗから発生されたパーティクルが工程処理後の基板Ｗに付着されることを防止することができる。

【0044】

搬送チャンバー２４０には処理チャンバーとして液処理チャンバー２６０と乾燥チャンバー２８０の入口を通じて処理チャンバーとして液処理チャンバー２６０と乾燥チャンバー２８０の内部及び外部に基板Ｗを搬送する搬送ロボット２４４が提供される。一実施形態によれば、搬送ロボット２４４はバッファユニット２２０、液処理チャンバー２６０、そして乾燥チャンバー２８０との間に基板Ｗを搬送する。搬送ロボット２４４はガイドレール２４２に沿って移動可能に提供される。ガイドレール２４２はその長さ方向が第１方向１２と並んで配置される。搬送ロボット２４４はガイドレール２４２上に設置され、ガイドレール２４２上で第１の方向１２に沿って直線移動される。そして、搬送ロボット２４４は第３方向１６に昇下降が可能である。そして、搬送ロボット２４４は第３方向を軸に回転可能である。搬送チャンバー２４０は内部の搬送領域に降下気流を発生させるファンユニット２４６が提供される。降下気流は内部のパーティクル及びヒューム等の異物質が浮遊することを防止する。基板Ｗは液処理チャンバー２６０で乾燥チャンバー２８０に搬送される場合、液処理チャンバー２６０で供給された液が残留する状態に搬送される。

【0045】

図４は本発明の第１実施形態による搬送ロボットを概略的に示した平面図である。図４を参照する。本発明の第１実施形態による搬送ロボット２４４１は搬送ロボット２４４の例である。搬送ロボット２４４１はベース７１０、ハンド７２０を含む。

【0046】

ベース７１０は水平方向及び上下方向に沿って直線移動が可能であり、上下方向に平行である軸を基準に回転可能に提供されることができる。ハンド７２０はベース７１０に結合される。一実施形態によればハンド７２０はベース７１０の上部に提供される。

【0047】

ハンド７２０は基板Ｗを把持する。ハンド７２０は前方及び後方へ直線移動可能するように提供される。例えば、ハンド７２０はベース７１０の上部から前方に移動して、ハンド７２０の安着部７２１がベース７１０の上面から離れた位置で基板Ｗを引き受ける。その後、搬送ロボット２４４はハンド７２０が基板Ｗが置かれる状態で後方へ移動してベース７１０の上面に対向される位置に位置された状態でベース７１０を移動させることによって、基板Ｗが置かれる目的位置に隣接する位置に移動させる。その後、ハンド７２０が前記目的位置の上部に置かれるように前方に移動された状態で基板Ｗを目的位置に引き渡す。

【0048】

一実施形態によれば、ハンド７２０は安着部７２１、ガイド突起７２５を含む。安着部７２１には基板Ｗが安着される。安着部７２１の上面には基板Ｗの底面を支持する突起が複数に提供されることができる。ガイド突起７２５は安着部２１０の正位置に安着された基板Ｗの前方側部を支持する。ガイド突起７２５は安着部７２１から上方向に突出される。ガイド突起７２５は複数が互いに離隔されるように提供されることができる。

【0049】

駆動部材（図示せず）はハンド７２０を前方及び後方へ移動させる。一実施形態によれば、駆動部材（図示せず）はハンド７２０を移動させる駆動力を提供するモーターを含む。

【0050】

一実施形態によれば、カメラ９１０は搬送ロボット２４４に提供される。カメラ９１０は第１側を撮影する第１カメラ９１１と第２側を撮影する第２カメラ９１２を含む。カメラ９１０は基板Ｗを水平方向に撮影し、液膜Ｌのエッジ（Ｅｄｇｅ）領域をモニターリングする。カメラ９１０によって撮像されたデータは制御部９２０に伝達される。制御部９２０は液膜Ｌの接触角（Ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ）を測定する。より具体的な例として、制御部９２０は液膜Ｌのエッジ（Ｅｄｇｅ）領域の接触角（Ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ）を測定する。測定した接触角を活用する事項に対しては後述して詳細に説明する。カメラ９１０は安着部７２１に置かれる基板Ｗの位置を正位置に調整するためのプッシャーガイド（図示せず）の上に位置されることができる。

【0051】

図５は本発明の第２実施形態による搬送ロボットを示した斜視図である。図６は図５の搬送ロボットを前面から見た形状を示した正面図である。図５及び図６を参照して、図２及び図３に提供される搬送ロボット２４４の例として搬送ロボット２４４２を説明する。搬送ロボット２４４２はベース７１０、ハンド７２０、そして笠部材７３０を含む。

【0052】

ベース７１０はガイドレール２４２に沿って移動されるように提供される。ベース７１０はハンド７２０を支持する。

【0053】

ハンド７２０には基板Ｗが置かれる。ハンド７２０はベース７１０に対して伸張可能に提供される。ハンド７２０は入口を通じて処理チャンバーとして液処理チャンバー２６０と乾燥チャンバー２８０に基板Ｗを直接搬入又は搬出する。ハンド７２０は複数が積層されるように提供されることができる。

【0054】

笠部材７３０はファンユニット２４６によって形成された降下気流がハンド７２０に置かれる基板に到達することを最小化する。笠部材７３０はハンド７２０の上部に配置されるようにベース７１０に固定結合されることができる。笠部材７３０はハンド７２０が処理チャンバーとして液処理チャンバー２６０と乾燥チャンバー２８０に基板Ｗを搬入又は搬出する時、入口２６１、２８１の上端より高い位置に配置されることができる。笠部材７３０は上部から見る時、基板Ｗより大きい面積で提供される。

【0055】

笠部材７３０は中央で両側に行くほど、高さが低くなるように傾くように提供される。したがって、降下気流は笠部材７３０の傾斜面に沿ってハンド７２０の基板Ｗが提供された領域を領域を離れて流れるようになる。笠部材７３０は上部から見る時、２つのプレートの一側面が互いにハンド７２０の中央領域で固定結合されるように提供されることができる。各々のプレートはハンド７２０の中央領域から縁領域に下方向に傾くように提供されることができる。笠部材７３０はハンド７２０が処理チャンバーとして液処理チャンバー２６０と乾燥チャンバー２８０に基板を搬入又は搬出する時、処理チャンバーとして液処理チャンバー２６０と乾燥チャンバー２８０の入口上端より高い位置に配置される。笠部材７３０降下気流が入口２６１、２８１を通じて流入されることを防止できるように入口２６１、２８１に十分に隣接するように提供される。上述したように、笠部材７３０がハンド７２０の上部に提供されることによって、搬送チャンバー２４０内で基板搬送中にハンド７２０に置かれる基板Ｗに降下気流が直接当たることを防止する。

【0056】

また、搬送ロボット２４４２は、処理チャンバーとして液処理チャンバー２６０と乾燥チャンバー２８０に基板Ｗを搬入／搬出する時、入口を通じて降下気流が流入されることを抑制することができる。笠部材７３０は静電気の発生を防止するために無停電材質で提供される。例えば、笠部材７３０は無停電塩化ビニル樹脂ＰＶＣ材質で提供されることができる。

【0057】

一実施形態によれば、カメラ１９１０は笠部材７３０に設置される。カメラ１９１０は笠部材７３０の最も高い位置に設置されることができる。カメラ１９１０は液膜の高さを測定可能なカメラで提供されることができる。カメラ１９１０は基板Ｗを上部で撮影し、液膜Ｌの高さをモニターリングする。カメラ１９１０によって撮像されたデータは制御部９２０に伝達される。制御部１９１０は液膜Ｌの領域別高さを算出する。より具体的な例として、制御部１９１０は液膜Ｌのエッジ（Ｅｄｇｅ）領域の高さを算出する。測定した高さを活用する事項に対しては後述して詳細に説明する。

【0058】

図７は溶剤の挙動の例示を示した断面図である。図７を参照して、基板Ｗ上に形成された液膜としての溶剤Ｌの挙動を調べる。一例として、初期セットアップ（Ｓｅｔ－ｕｐ）の時、基板Ｗの表面に吐出された薬液の量を１０ｇと設定し、乾燥チャンバー２８０に移動する際の薬液の挙動に応じて薬液の量は同一であっても基板Ｗ表面で領域別液膜Ｌの厚さは異なることができる。例えば、図示される（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の図面から参照されたように、薬液が左側に偏って液膜Ｌが左側に上昇された場合（（ｂ）左側上昇例）、薬液が右側に偏って液膜Ｌが右側に上昇された場合（（ｃ）右側上昇例）、薬液が真ん中に集まってセンターの液膜Ｌが上昇される場合（（ｄ）センター上昇例）を代表的に挙げることができる。代表的な例のように薬液の挙動が発生するようになり、液膜Ｌが不均一な状態に乾燥チャンバー２８０に移動の後に、乾燥が進行されれば、液膜Ｌの厚さに応じて蒸発量が異なって局部的に先ず蒸発が発生することができる。局部的な蒸発は最終的に乾燥不良であるパターン崩壊又はリーニング（Ｌｅａｎｉｎｇ）を引き起こす。

【0059】

図８は本発明の一実施形態による基板処理方法の流れを説明する図面である。図９は本発明の一実施形態による基板処理方法の流れを説明する図面である。図８及び図９を参照して説明する。
液処理チャンバー２６０で基板Ｗに薬液（例えば、ＩＰＡ）を濡れた（Ｗｅｔｔｉｎｇ）後に搬送ロボット２４４が基板Ｗをピックアップ（Ｐｉｃｋ ｕｐ）した状態で液膜の形態を測定して第１データとして格納する。そして、乾燥チャンバー２８０ヘの投入する前の液膜の形態を測定して第２データとして格納する。第１データと第２データを比較する。図８で説明されるように、第２データにしたがう液膜の形態が第１データにしたがう液膜の形態と比較して設定された誤差範囲を抜け出す場合、乾燥チャンバー２８０ヘの搬入可否を決定し、データを格納する。格納されたデータは基板Ｗで乾燥不良が発生した場合、格納されたデータを通じた事後的分析に活用可能である。図９で説明するように第２データにしたがう液膜の形態が第１データにしたがう液膜の形態と比較して設定された誤差範囲内にある場合、乾燥チャンバー２８０ヘの搬入し、データを格納する。格納されたデータは基板Ｗで乾燥不良が発生した場合、格納されたデータを通じた事後的分析に活用可能である。

【0060】

第１実施形態によれば、薬液の形態測定は、薬液の接触角（Ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ）を測定することである。液処理チャンバー２６０で基板Ｗに薬液（例えば、ＩＰＡ）を濡れた（Ｗｅｔｔｉｎｇ）後、搬送ロボット２４４が基板Ｗをピックアップ（Ｐｉｃｋ ｕｐ）した状態でカメラ９１０が液膜Ｌのエッジ領域を撮影する。制御部９２０は撮影したデータから液膜Ｌの接触角を測定して第１データとして格納する。そして、乾燥チャンバー２８０ヘの投入する前カメラ９１０が液膜Ｌのエッジ領域を撮影する。制御部９２０は液膜Ｌの接触角を測定して第２データとして格納する。制御部９２０は第１データと第２データを比較する。仮に、第２データにしたがう液膜の接触角が第１データにしたがう液膜の接触角と比較して設定された誤差範囲を抜け出す場合、乾燥チャンバー２８０ヘの搬入可否を決定し、データを格納する。一例として、第２データにしたがう液膜の接触角が第１データにしたがう液膜の接触角と比較して設定された誤差範囲を抜け出す場合、制御部９２０は基板Ｗ上の液膜Ｌが自ら安定化される時まで設定時間の間に待ち、再測定した結果が誤差範囲以内である場合、乾燥チャンバー２８０に基板Ｗを搬入することができる。

【0061】

第２実施形態によれば、薬液の形態測定は薬液の領域別高さを測定することである。液処理チャンバー２６０で基板Ｗに薬液（例えば、ＩＰＡ）を濡れた（Ｗｅｔｔｉｎｇ）後、搬送ロボット２４４が基板Ｗをピックアップ（Ｐｉｃｋ ｕｐ）した状態でカメラ１９１０が液膜Ｌの全体領域を撮影する。制御部１９２０は撮影したデータから液膜Ｌの領域別高さを測定して第１データとして格納する。そして、乾燥チャンバー２８０ヘの投入する前にカメラ１９１０が液膜Ｌの全体領域を撮影する。制御部１９２０は液膜Ｌの領域別高さを測定して第２データとして格納する。制御部１９２０は第１データと第２データを比較する。仮に、第２データにしたがう液膜の領域別高さが第１データにしたがう液膜の領域別高さと比較して設定された誤差範囲を抜け出すか、或いは第２データにしたがう液膜の領域別高さがパターンの倒壊が生じる可能性がある程度である場合、乾燥チャンバー２８０ヘの搬入可否を決定し、データを格納する。一例として、第２データにしたがう液膜の高さが第１データにしたがう液膜の高さと比較して設定された誤差範囲を抜け出す場合、制御部１９２０は基板Ｗ上の液膜Ｌが自ら安定化される時まで設定時間の間に待ち、再測定した結果が誤差範囲以内である場合、乾燥チャンバー２８０に基板Ｗを搬入することができる。

【0062】

本発明の実施形態として、カメラ９１０が搬送ロボット２４４のハンドに提供されることを例として挙げたが、カメラ９１０は洗浄チャンバーで処理液を回収するボウル（Ｂｏｗｌ）の端部に提供されることができる。また、カメラ９１０は乾燥チャンバー２８０で基板Ｗが投入される入口の両側に提供されてもよい。カメラ９１０は本発明の第１実施形態のように基板Ｗのエッジ領域の接触角を測定することができるところであれば、提示された例示の外にも他のところに提供されるように設計変更可能である。

【0063】

本発明の実施形態によれば、液処理装置及び設備で、基板Ｗの表面に吐出されて形成された液膜に対するモニターリングシステムを提供することによって、乾燥完了後の問題が発生する場合に、パート単位からの問題解決が可能である。

【0064】

上述して制御部は基板を設定工程に応じて処理されるように基板処理装置及び設備の構成要素を制御することができる。また、制御部は基板処理装置及び設備の制御を実行するマイクロプロセッサー（コンピュータ）で成されるプロセスコントローラと、オペレータが基板処理装置及び設備を管理するためにコマンド入力操作等を行うキーボードや、基板処理装置の稼動状況を可視化して表示するディスプレー等に成されるユーザインターフェイスと、基板処理装置及び設備で実行される処理をプロセスコントローラの制御で実行するための制御プログラムや、各種データ及び処理条件に応じて各構成部に処理を実行させるためのプログラム、即ち処理レシピが格納された格納部を具備することができる。また、ユーザインターフェイス及び格納部はプロセスコントローラに接続されていることができる。処理レシピは格納部の中で記憶媒体に記憶されていることができ、記憶媒体は、ハードディスクであってもよく、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性ディスクや、フラッシュメモリ等の半導体メモリであってもよい。

【0065】

以上の詳細な説明は本発明を例示するものである。また、前述した内容は本発明の好ましい実施形態を例として説明することであり、本発明は多様な他の組合、変更、及び環境で使用することができる。即ち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、前述した開示内容と均等な範囲、及び／又は当業界の技術又は知識の範囲内で変更又は修正が可能である。前述した実施形態は本発明の技術的思想を具現するための最善の状態を説明することであり、本発明の具体的な適用分野及び用途で要求される様々な変更も可能である。したがって、以上の発明の詳細な説明は開示された実施状態に本発明を制限しようとする意図ではない。添付された請求の範囲は他の実施状態も含むことと解析されなければならない。

【符号の説明】

【0066】

１４０ 移送フレーム
２２０ バッファユニット
２４０ 搬送チャンバー
２４４ 搬送ロボット
２６０ 液処理チャンバー
２８０ 乾燥チャンバー
７１０ ベース
７２０ ハンド
７２１ 安着部
７２５ ガイド突起
７３０ 笠部材
９１０ カメラ
９２０ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】