本发明是一种用于干式处理和湿式处理的混合基板处理系统及其基板处理方法，更具体地，是一种能够在执行湿式处理和干式处理的同时，防止用于处理晶片或基板中的半导体的处理系统中的基板污染的用于干式处理和湿式处理的混合基板处理系统及其基板处理方法。
背景技术：
用于诸如晶片或玻璃的基板的半导体处理通过多个阶段的半导体处理来进行。通过经由包括光刻工艺的各种工艺在基板上形成电路图案来制造半导体。例如，工艺包括沉积、蚀刻、曝光工艺、显影工艺、灰化工艺、清洁工艺等。在这些制造工艺中，产生颗粒、有机污染物、金属杂质。这些外来杂质在基板中导致缺陷，这作为直接影响半导体元件的成品率的因素。因此，半导体制造工艺主要涉及用于从基板去除外来杂质的清洁工艺。
为了去除在光刻工艺中图案化的光刻胶，使用了两种方法。第一种方法使用在约200℃的温度下混合硫酸(h2so4)和过氧化氢(h2o2)的基于食人鱼的化学物质。利用高温的化学物质进行清洁会导致晶片表面损坏，并造成材料损失。第二种方法是使用四种设备进行洗涤，包括使用单个清洁装置来保持恒温(soking)、使用灰化器灰化、使用湿式工作台去除湿式光刻胶材料以及使用洗涤器清洁。在这些工艺中，灰化工艺使用等离子体干法蚀刻，并使用等离子体来选择性地氧化光刻胶材料。湿式处理工艺在晶片或基板上添加化学溶液以去除未被等离子体灰化工艺去除的剩余光刻胶材料。
这些清洁工艺通过各自的处理设施进行。每种工艺在不同的设施中进行，因此处理后的基板在移动时暴露于外部。因此，出现处理后的基板被污染的问题。
另外，灰化工艺和湿式处理使用不同的设备来处理基板或晶片，因此需要为每种工艺建立单独的设备。因此，这种清洁工艺耗时且复杂，并增加了生产成本。
技术实现要素：
技术问题
本发明的目的在于提供一种用于湿式处理和干式处理的混合基板处理系统及其基板处理方法，因为基板的干式处理和湿式处理可以在单个平台中进行，所以该混合基板处理系统可以防止基板污染。
本发明的另一个目的在于提供一种用于干式处理和湿式处理的混合基板处理系统及其基板处理方法，该混合基板处理系统能够使用可以真空夹持或边缘夹持方式输送基板的基板输送机械手根据干式处理和湿式处理选择性地输送基板。
本发明的另一个目的在于提供一种用于湿式处理和干式处理的混合基板处理系统及其基板处理方法，该混合基板处理系统能够使用单个缓冲室冷却或装载基板。
问题的解决方案
用于实现上述技术问题的本发明的方面涉及一种用于湿式处理和干式处理的混合基板处理系统及其基板处理方法。本发明的用于干式处理和湿式处理的混合基板处理系统包括：具有备用基板的前端模块；大气搬运模块，其用于装载/卸载来自前端模块的基板；一个或多个干式处理模块，其用于干式处理从大气搬运模块装载的基板；至少一个湿式处理模块，其用于湿式处理上述基板；缓冲室，冷却处理或装载的基板在该缓冲室中等待；大气压力基板输送机械手，其配备在上述大气搬运模块中用于在上述缓冲室与所述干式处理模块之间输送基板；以及第一基板搬运模块，其配备有与所述大气压力基板输送机械手交换基板并将基板装载/卸载到干式处理模块的第一基板输送机械手；以及第二基板搬运模块，其配备有装载/卸载来自所述缓冲室的基板并将基板装载/卸载到所述湿式处理模块的第二基板输送机械手。
所述干式处理模块通过配备有等离子体源并对所述基板执行灰化工艺来去除在离子注入工艺中形成在所述基板表面上的光刻胶的碳化层。
另外，基板处理系统包括控制器，其控制干式处理模块和湿式处理模块的操作并控制大气压力基板输送机械手与第一和第二基板输送机械手的操作以用于输送基板。
第一基板输送机械手包括：多个输送臂；旋转轴，其用于使输送臂旋转；以及末端执行器，其通过连接到输送臂的末端而安装所述基板。
另外，干式处理模块包括多个工作台，其设置在第一基板输送机械手的输送臂的枢转路径上。
所述缓冲室包括：冷却缓冲部，其配备有用于装载基板的多个冷却缓冲槽并冷却基板；以及备用缓冲部，其配备有用于安装基板的多个备用缓冲槽。
此外，冷却缓冲槽包括：第一冷却缓冲槽，其配备有用于支撑基板的支撑构件；以及第二冷却缓冲槽，其配备有与所述基板接触的限制部(limit)。
此外，冷却缓冲部或备用缓冲部包括用于使基板对中对齐的多个推杆单元。
另外，大气压力基板输送机械手包括：被安装成线性可移动的多个输送臂；多个边缘夹持末端执行器，其安装在所述多个输送臂之中的第一组中用于以边缘夹持方法来输送基板；多个真空夹持末端执行器，其安装在所述多个输送臂之中的第二组中用于以真空夹持方法输送基板。
湿式处理模块包括一个或多个喷嘴，其用于喷涂气体或蒸汽形式的去离子水或清洁剂。
使用本发明的用于干式处理和湿式处理的混合基板处理系统的基板处理方法包括：通过使用大气压力基板输送机械手从前端模块卸载基板并将基板输送到第一基板搬运模块的阶段；通过使用所述第一基板搬运模块的第一基板输送机械手将基板装载到所述干式处理模块并执行干式处理的阶段；使用第一基板输送机械手将干式处理后的基板从干式处理模块传送到大气搬运机械手的阶段；利用大气搬运机械手将基板输送到缓冲室中的冷却室的阶段；使用大气搬运机械手从冷却室卸载基板并将基板输送到前端模块的阶段。
并且该方法进一步包括：使用第二基板搬运模块的第二基板输送机械手从冷却室卸载基板的阶段；使用第二基板输送机械手将基板装载到湿式处理模块以进行湿式处理的阶段；使用第二基板输送机械手将在湿式处理模块中的液体处理后的基板装载到缓冲室的备用室的阶段。
另外，该方法包括：通过使用大气搬运机械手从备用室卸载基板并将基板输送到第一基板搬运模块的阶段；使用第一基板输送机械手将基板装载到干式处理模块以进行干式处理的阶段；使用第一基板输送机械手将干式处理后的基板输送到大气压力搬运机械手的阶段；利用大气搬运机械手将基板装载到缓冲室的冷却室的阶段；以及使用大气搬运机械手从冷却室卸载基板并将基板输送到前端模块的阶段。
使用本发明的用于干式处理和湿式处理的混合基板处理系统的基板处理方法包括：使用大气压力基板输送机械手从前端模块卸载基板并将其装载到缓冲室的备用缓冲部的步骤；使用第二基板搬运模块的第二基板输送机械手从等待缓冲部卸载基板的步骤；在使用第二基板输送机械手将基板装载到湿式处理模块之后进行湿式处理的步骤；使用第二基板输送机械手将湿式处理后的基板从湿式处理模块装载到备用缓冲部的步骤；以及使用大气压力基板输送机械手从备用缓冲部卸载基板并将其输送到前端模块的步骤。
此外，该方法包括：通过使用大气搬运机械手从备用缓冲部卸载基板并将基板输送到第一基板搬运模块的第一基板输送机械手的阶段；通过使用第一基板输送机械手将基板装载到干式处理模块来进行干式处理的阶段；使用第一基板输送机械手将在干式处理模块中干式处理后的基板传送到大气搬运机械手；利用大气搬运机械手将基板输送到缓冲室的冷却室的阶段；以及使用大气搬运机械手从冷却室卸载基板并将其输送到前端模块的阶段。
该方法进一步包括：通过第二基板输送机械手从冷却室卸载基板并将其输送到湿式处理模块以进行湿式处理的步骤；使用第二基板输送机械手将湿式处理后的基板输送到缓冲室的备用缓冲部的步骤；以及使用大气搬运机械手从备用室卸载基板并将其输送到前端模块的步骤。
发明的有益效果
根据使用本发明的用于干式处理和湿式处理的混合基板处理系统的基板处理方法，干式处理和湿式处理两者都在一个平台中执行，使得基板不会被卸放到外部，从而可以防止基板污染。另外，使用配备在前端模块中的单个基板输送机械手，可以根据处理特性而选择性地通过真空或边缘夹持方法来输送基板。另外，在处理之后，可以使用缓冲室来装载基板，用于冷却处理和输送基板。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一优选实施例的混合基板处理系统的结构的示意图。
图2是示出配备有第一基板输送机械手的干式处理模块的视图。
图3是示出堆叠结构的湿式处理模块的视图。
图4是示出整个缓冲室的透视图。
图5和图6是示出配备在冷却缓冲部内的冷却缓冲槽和推杆单元的视图。
图7是示出冷却缓冲部的冷却水的路径结构的截面图。
图8是示出冷却缓冲部的排气结构的视图。
图9是示出配备在备用缓冲部内的缓冲槽的视图。
图10是示出大气压力基板输送机械手的透视图。
图11是示出大气压力基板输送机械手的侧面的视图。
图12是示出边缘夹持末端执行器的视图。
图13是示出真空夹持末端执行器的视图。
图14和图15是示出其中大气压力基板输送机械手移动的状态的视图。
图16和图17是示出其中大气压力基板输送机械手旋转的状态的视图。
图18和图19是示出基板的移动路径的视图。
图20是示出使用本发明的基板处理系统的基板的干-湿式处理方法的流程图。
图21是示出使用本发明的基板处理系统的基板的湿-干式处理方法的流程图。
图22是示出使用本发明的基板处理系统的基板的干-湿-干式处理方法的流程图。
图23是示出使用本发明的基板处理系统的基板的湿-干-湿式处理方法的流程图。
图24是示出使用本发明的基板处理系统的基板的干式处理方法的流程图。
图25是示出使用本发明的基板处理系统的基板的湿式处理方法的流程图。
图26是示出根据本发明的第二优选实施例的混合基板处理系统的结构的示意图。
具体实施方式
为了充分理解本发明，将参照附图描述本发明的优选实施例。本发明的实施例可以各种形式进行修改，并且本发明的范围不应被解释为限于以下详细描述的实施例。提供了这个示例，以便更充分地向在相关行业中具有普及知识的人解释本发明。因此，附图中表示的元件的形状可能被夸大以强调更具体的描述。需要注意的是，在每个附图中的相同配置在一些情况下由相同的附图标记表示。将省略对被认为会不必要地模糊本发明的要点的已知功能和配置的详细描述。
图1是示出根据本发明的优选实施例的混合基板处理系统的示意性结构的示意图。
参照图1，根据本发明的基板处理系统(100)由前端模块、大气压力基板搬运模块(200)、干式处理模块(300)、湿式处理模块(400)、第一基板搬运模块(320)、第二基板搬运模块(500)、缓冲室(600)以及控制单元(102)组成。
前端模块安装在基板处理系统(100)的前部，并且具有用于将基板(106)提供到基板处理系统(100)内的处理室的配置。前端模块包括装载有基板(106)的一个或多个盒部(210)。
大气压力基板搬运模块(200)配备有大气压力基板输送机械手(230)，其作为在连接到前端模块的大气压力状态下装载/卸载来自盒部(210)的基板(106)的基板输送模块。大气压力基板输送机械手(230)沿导轨(240)移动并装载/卸载来自前端模块的盒部(210)的基板(106)，并在干式处理模块(300)与缓冲室(600)之间交换基板。
干式处理模块(300)通过被提供有等离子体源来进行等离子体灰化处理。干式处理模块(300)在离子注入过程中去除在基板(106)的表面上形成的光刻胶碳化层。干式处理模块(300)包括内部配备有用于处理多个基板(106)的工作台(320)的干式处理室(310)以及用于将基板106装载/卸载到干式处理室(310)的第一基板搬运模块(320)。第一基板搬运模块(320)和干式处理室(310)与真空泵(104)连接，并且当执行干式灰化处理时，干式处理室(310)和第一基板搬运模块(320)的内部被保持为真空。第一基板搬运模块(320)配备有基板输送机械手(330)，以与大气压力基板输送机械手(230)交换基板(106)。在本发明中，两个干式处理模块(300)与大气压力基板搬运模块(200)连接。
湿式处理模块(400)在大气压力条件下对基板(106)执行湿式化学清洁处理。湿式处理模块(400)具有单个工位，并且通过湿式化学清洁处理去除基板(106)表面上的外来杂质。湿式处理模块(400)在基板(106)的表面上配备有用于注射化学物质(清洁剂)以清洁表面的至少一个注射喷嘴。喷嘴将化学物质注射在基板(106)的中央区域，化学物质通过基板(106)的旋转而均匀地分布在基板上。湿式处理模块(400)可包括执行湿式处理的湿式处理室，其具有一层，或者具有两层或三层的堆叠结构。湿式处理模块(400)中的湿式处理工艺在大气压力下进行。
第二基板搬运模块(500)在两侧配备有湿式处理模块(400)，并将基板(106)装载/卸载到湿式处理模块(400)。第二基板搬运模块(500)包括第二基板输送机械手(530)，其沿导轨(532)移动以输送湿式处理前的基板(106)和湿式处理后的基板。第二基板输送机械手(530)配备有多个输送臂，并具有用于将基板(106)装载/卸载到安装在第二基板搬运模块(500)两侧的湿式处理模块(400)的结构。多个输送臂形成为接合结构，并且输送臂的数量根据湿式处理模块(400)中待处理的基板(406)的数量可调节。
第二基板输送机械手(530)在一次移动中将基板(106)装载/卸载到多个湿式处理模块(400)。另外，第二基板输送机械手(530)能够上下移动以将基板(106)装载/卸载到层状结构的湿式处理模块(400)。第一优选实施例中的基板处理系统(100)通过使用第二基板输送模块(500)将基板(106)输送到多个湿式处理模块(400)。
配备在干式处理模块(300)和湿式处理模块(400)之间的缓冲室(600)具有用于交换基板(106)的结构，并且与第二基板搬运模块(500)和大气压力基板搬运模块(200)连接。缓冲室(600)装载有从前端模块(200)的大气压力基板输送机械手(230)传送的基板(106)和从第二基板输送机械手(530)传送的基板(106)。缓冲室(600)包括用于冷却基板(106)的冷却缓冲部和基板被装载在其中并在其中等待的缓冲腔。下面将详细描述缓冲部的结构。
控制器(102)控制基板处理系统(100)的全部操作。控制器(102)控制各个模块以保持用于处理或输送基板的大气压力状态或真空状态。当执行干式处理时，控制器(102)发送控制信号以操作真空泵(104)，并使干式处理模块(300)保持在真空状态。当卸载干式处理后的基板(106)时，控制器(102)发送控制信号，使得第一基板搬运模块(320)变成处于大气压力状态。当装载/卸载基板(106)时，第一基板搬运模块(320)处于大气压力条件下，而在干式处理过程中处于真空状态。
因为干式处理和湿式处理两者都在一个平台中执行，而不会将基板(106)卸放到外部，所以根据本发明的基板处理系统(100)可以防止基板(106)被污染。另外，通过使用缓冲室(600)，可以在处理和输送基板之后装载基板用以进行冷却处理。
图2是示出配备有第一基板输送机械手的干式处理模块的图，图3是示出堆叠结构的湿式处理模块的图。
参照图2，干式处理模块(300)包括设置有工作台(302)的干式处理室(310)和第一基板搬运模块(320)。干式处理室(310)内部配备有多个工作台(302)，以同时处理多个基板(106)。通过第一基板搬运模块(320)装载到干式处理室(310)的基板(106)是经过干式处理的。
第一基板搬运模块(320)具有用于干式处理室(310)的配置，并配备有第一基板输送机械手(330)。第一基板输送机械手(330)包括绕驱动轴(332)旋转的多个输送臂(334)。多个输送臂(334)以弧形形状绕驱动轴(332)旋转。末端执行器(336)配备在输送臂(334)的末端用以支撑基板(116)。输送臂(334)的数量对应于在干式处理室(310)中一次可处理的基板(106)的数量。另外，由于工作台(302)与输送臂(334)的装配路径对齐，所以输送臂(334)在旋转时同时将基板(106)装载或卸载到工作台(302)。
参照图3，湿式处理模块(400)可以通过两层或多层层压来形成湿式处理室。通过以具有至少两层的堆叠结构形成湿式处理模块(400)，湿式处理模块(400)可以每次处理多个基板(106)，并且还减少占用的面积。在本发明中，湿式处理模块(400)形成为三层，并且可以同时处理12个基板。为了将基板(106)发送到每一层的湿式处理模块(400)，第二基板输送机械手(530)的升降高度可以根据每个层数来调节。
图4是示出整个缓冲室的透视图。
参照图4，缓冲室(600)包括下部中的冷却缓冲部(630)和上部中的备用缓冲部(620)。冷却缓冲部(630)装载有来自干式处理模块(300)的干式处理后的基板(106)，并且使干式处理后的基板(106)冷却，特别是使在灰化处理之后具有高温的基板(106)冷却。来自干式处理模块(300)的干式处理后的基板(106)通过第一基板输送机械手(330)卸载并传送到大气压力基板输送机械手(230)，并且通过大气压力基板输送机械手(230)装载到冷却缓冲部(630)。来自冷却缓冲部(630)的冷却后的基板(106)通过第二基板输送机械手(530)或大气压力基板输送机械手(230)被卸载。排气箱(602)配备在冷却缓冲部(630)的两侧以将冷却缓冲部(630)的内部空气排出。排气箱(602)由透明材料制成，人们可以通过肉眼确认冷却缓冲部(630)的内部结构。通过在停止基板(106)的冷却处理功能之后装载基板(106)，冷却缓冲部(630)可以被用作备用缓冲部。
备用缓冲部(610)配备在冷却缓冲部(630)的上部，并且装载有正在湿式处理模块(400)中湿式处理或者待提供给湿式处理模块(400)的室温或低温基板(106)。来自湿式处理模块(400)的湿式处理后的基板通过第二基板输送机械手(530)搬运并装载到备用缓冲部(610)中，并且通过大气压力基板输送机械手(230)而再次卸载。冷却缓冲部(630)和备用缓冲部(620)配备有传感器(未示出)以确定其中是否装载有基板。
图5和图6是示出配备在冷却缓冲部中的冷却缓冲槽和推杆单元的视图。
参照图5，冷却缓冲部(630)配备有多个冷却缓冲槽(640)作为用于支撑基板(106)的配置。多个冷却缓冲槽(640)利用可以安装基板(106)的间隙被安装。冷却缓冲槽(640)包括第一和第二冷却缓冲槽(622和624)，并且第一和第二冷却缓冲槽(622和624)安装在冷却缓冲部(630)的彼此面对的内侧。第一冷却缓冲槽(642)配备有与干式处理后的基板(106)的底部接触的一个或多个凸点(bumps)(647)。凸点(647)形成在插入到第一冷却缓冲槽(622)的支撑构件(646)的顶部。凸点(647)与形成为圆形并安装的基板(106)的最小面积接触。因此，这防止了干式处理后的基板(106)的背面污染，并且因为其仅与基板(106)的最小部分接触，所以可以使整个基板(106)均匀地冷却。另外，凸点(647)形成为圆形并由硬度小于基板(106)的材料(例如，peek、聚醚醚酮)形成，所以当基板(106)通过稍后将描述的推杆单元对齐时，这防止了在基板(106)的背面上出现划痕。
第二冷却缓冲槽(624)配备有至少一个限制部(645)，使得安装的基板(106)的侧面与其接触。当执行使基板(106)对齐的对中操作时，当放置在第一和第二冷却缓冲槽(642、644)上的基板(106)的侧面与限制部(645)接触时，完成分类操作。
参照图6，装载到冷却缓冲部(630)的基板(106)通过第二基板输送机械手(530)被输送到湿式处理模块(400)。此时，第二基板输送机械手(530)通过夹持基板(106)的边缘来输送基板(106)。因此，基板(106)应当被准确对齐，以便其可以进行输送。
多个推杆单元(650)配备在冷却缓冲部(630)的侧面(636)上，用于使放置在第一和第二冷却缓冲槽(622、624)上的基板(106)对中。推杆单元(650)配备有用于向基板(106)的侧面施加力的推杆(654)以及第一主体部分(652)，并且推杆(654)由陶瓷(654)形成。此外，推杆单元(650)还包括被安装成通过向第一主体部分(652)滑动而移动的第二主体部分(653)。在推杆单元(650)中，推杆(654)被插入并安装到冷却缓冲部(630)中，以便将压力施加到放置在冷却缓冲槽(640)上的基板(106)的侧面。放置在冷却缓冲槽(640)上的基板(106)的侧面通过驱动装置(未示出)滑动而推动的第二主体部分(653)的推杆(654)在对中时移动并布置。
推杆(654)的数量与通过在干式处理模块(300)处的单个处理步骤所处理的基板(106)的数量相同。在本发明中，干式处理模块(300)配备有三个工作台(302)，同时对三块基板(106)执行干式处理。从而，形成三个推杆(654)，这使得在干式处理模块(300)中处理的三块基板同时对中。推杆单元(650)可以配备在备用缓冲部(610)中。堆叠在备用缓冲部(610)上的基板(106)可以通过用于边缘夹持的推杆单元(650)进行对中对齐。
图7是示出冷却水缓冲部的路径结构的截面图。
参照图7，冷却缓冲部(630)在底面(632)上配备有冷却水入口(662)和冷却水出口(664)，并且在侧面(636)的内部形成有冷却水流动的冷却水路径(663)。从冷却水源(未示出)供应的冷却水通过冷却水入口(662)注入，并且沿冷却路径(663)运动并排出到出冷却水出口(664)。通过冷却水沿冷却路径(663)移动，冷却缓冲部(630)内部和堆叠在冷却缓冲部(630)上的基板(106)的温度被降低。
图8是示出冷却缓冲部的排气结构的视图。
参照图8，冷却缓冲部(630)的底面(632)配备有开口(633、637)。形成的开口(633、637)配备有用于排出冷却缓冲部(630)中的空气的多个通风口(638)。排气箱(602)内设置有多个通风口(638)，并且排气箱(602)设置在冷却缓冲部(630)的侧面，使通风口(638)插入到开口(633、637)内。
冷却缓冲部(630)在两侧开口，并且从开口的两侧流入的空气通过形成在底面(632)上的通风口排出，并在冷却缓冲部(630)中形成气流。因此，基板(106)可通过冷却缓冲部(630)中的空气流而被冷却。
图9是示出设置在备用缓冲部内的缓冲槽的视图。
参照图9，备用缓冲部(610)配备有包括第一和第二备用缓冲槽(622、624)的多个备用缓冲槽(620)。多个备用缓冲槽(620)设置有可以安装基板(106)的间隙。在第一备用缓冲槽(622)的上表面配备有一个或多个基板装载部(627)，在第二备用缓冲槽(624)的上表面配备有至少一个限制部(625)。装载在备用缓冲部(610)上的基板(106)被安置使得其背面与基板装载部(627)接触，并且其侧面与限制部(625)接触。基板装载部(627)和限制部(625)由陶瓷制成。
当使用根据本发明的缓冲室(600)时，冷却缓冲部(620)和备用缓冲部(610)可以在室内执行冷却处理，从而防止基板(106)暴露于外部并遭到污染。另外，可以在一个室中同时完成基板的冷却和装载。
图10是示出大气压力基板输送机械手的透视图，图11是示出大气基板输送机械手的侧视图。
参照图10，大气压力基板输送机械手(230)安装在沿导轨(240)和第二主体部分(232)运动的第一和第二主体部分(231、232)上，因此其包括用于输送基板(106)的多个第一和第二输送臂(252、257)。
导轨(240)安装在能够在其上将基板输送到连接到大气压力基板搬运模块(200)的干式处理模块(300)的路径上。第一主体部分(231)安装在导轨(240)上形成的轨道(242)上并沿轨道(242)移动。在多个第一和第二输送臂(252、257)中的每一个的末端上安装有移动导向件(254)，并且移动导向件(254)沿配备在第二主体部分(232)的侧面上的导向杆(233)移动。因此，通过移动导向件(254)的移动，多个第一和第二输送臂(252、257)直线移动。此时，第一和第二输送臂(252、257)在干式处理模块(300)或盒部(210)的方向上直线移动。
在其上安置有基板(106)的边缘夹持末端执行器(256)配备在第一输送臂(252)的末端。边缘夹持末端执行器(256)具有可以通过以y的形式夹持基板(106)的边缘来输送基板的结构。其上安置有板(106)的真空夹持末端执行器(258)配备在第二输送臂(257)的末端。真空夹持末端执行器(258)具有通过真空方法吸附基板(106)并将其输送的结构。大气压力基板输送机械手(230)配备有可以确定基板(106)是否被正确安置的基板位置传感器(259)。
参照图11，在本发明中，第一和第二输送臂(252、257)分别以三个为单位来提供。位于顶部的三个输送臂配备有边缘夹持末端执行器(256)，并形成通过夹住基板(106)的边缘来输送基板(106)的边缘夹持部分(256)，并且位于下部的三个输送臂配备有真空夹持末端执行器(258)，从而形成利用真空来夹持基板并将其输送的真空夹持部分(270)。
在边缘夹持部分(260)中，一个第一输送臂(252)配备有两个边缘夹持末端执行器(256)，并且另一个第一输送臂(252)配备有一个边缘夹持末端执行器(256)。因此，当输送1至3件基板(106)时，可以有选择地选择输送臂来输送基板。在真空夹持部分(270)中，一个第二输送臂(257)配备有两个真空夹持末端执行器(258)，另一个第二输送臂(257)配备有一个真空夹持末端执行器(258)。当工艺需要时，通过响应于控制单元(102)的控制信号来选择性地驱动边缘夹持部分(260)或真空夹持部分(270)。
当卸载来自盒部(210)的基板(106)时，当将基板(106)传送到干式处理模块(300)的第一基板输送机械手(330)时，以及当将基板(106)输送到冷却缓冲部(620)时，大气压力基板输送机械手(230)通过驱动第二输送臂(257)通过真空吸附基板(106)。通过真空来吸附基板可以稳定且高速地输送基板。
因为湿式处理前和湿式处理后的基板(106)的背面不应被污染，所以当装载/卸载基板(106)时，基板(106)通过边缘夹持方法被输送。因此，第二基板输送机械手(530)是边缘夹持方式的基板输送机械手。湿式处理之后堆叠在备用室(610)上的基板(106)或用于湿式处理的基板(106)通过驱动第一输送臂(252)并夹住基板(106)的边缘部分来输送。因此，可以防止基板(106)的背面污染。另外，可以准确地输送基板(106)。
干式处理后的基板(106)通过大气压力基板输送机械手(230)的真空夹持末端执行器(258)被装载到冷却缓冲部(630)中。装载的板(106)通过上述推杆单元(650)与中心对齐。对齐后的基板(106)通过第二基板输送机械手(530)的边缘夹持方法被提供给湿式处理模块(400)。来自湿式处理模块(400)的湿式处理后的基板(106)通过边缘夹持方法被输送并且装载在等待缓冲部(610)上。堆叠在等待缓冲部(610)中的基板(106)经由大气压力基板输送机械手(230)的边缘夹持末端执行器(256)被卸载到前端模块。
本发明公开了其中大气压力基板输送机械手(230)的输送臂以直线形式移动的结构，但这不限定输送臂的结构，并且输送臂可以形成为诸如接头形式的各种形状。
图12是示出边缘夹持末端执行器的视图，并且图13是示出真空夹持末端执行器的图。
参照图12，边缘夹持末端执行器(256)配备有其上安置基板(106)的基板装载部(282)。使基板(106)对中对齐的推杆单元(286)设置在边缘夹持末端执行器(256)的中央。推杆单元(286)通过施加推动基板(106)的力来使基板(106)对齐。在推杆单元(286)的两侧配备有光传感器(284)。
参照图13，用于支撑基板(106)的真空垫(290)配备在真空夹持末端执行器(258)的上表面。真空垫(290)在中心配备有凹形的真空孔(292)。当基板(106)安置在真空垫(290)中时，空气通过真空孔(292)被抽吸，并且基板(106)被吸附到真空垫(290)。真空垫(290)由塑料复合材料制成，具有更强的耐久性和延长的预期寿命。
图14和图15是示出大气压力基板输送机械手移动的状态的图。
参照图14和图15，大气压力基板输送机械手(230)沿导轨(240)移动。通过沿导轨(240)移动，大气压力基板输送机械手(230)与干式处理模块(300)的第一基板输送机械手(330)交换基板(106)并将基板(106)输送到交换缓冲室(600)。另外，大气压力基板输送机械手(230)的第一输送臂(252)和第二输送臂(257)根据控制信号在干式处理模块(300)或盒部(210)的方向上来回移动以装载/卸载基板(106)。
图16和图17是示出大气压力基板输送机械手旋转的状态的图。
参照图16和图17，大气压力基板输送机械手(230)在干式处理模块(300)或盒部(210)的方向上旋转以装载/卸载基板(106)。大气压力基板输送机械手(230)旋转，使得输送臂(252、257)向前前进并将基板(106)传送到其所打算将基板(160)输送到的模块。大气压力基板输送机械手(230)根据控制单元(104)的控制信号被控制和旋转，使得第一和第二输送臂(252、257)朝向其所打算将基板输送到的模块的方向前进。当完成旋转时，如果需要边缘夹持，则控制单元(104)生成控制信号，使得第一输送臂(252)向前前进，并且如果需要真空夹持，则生成控制信号，使得第二输送臂(257)向前前进。
图18和图19是示出基板的路径的视图。
下面参照图18和图19描述基板处理过程。
首先，使用大气压力基板输送机械手(230)卸载装载在盒部(210)中的基板(106)。此时，大气压力基板输送机械手(230)通过真空系统输送基板。使用大气压力基板输送机械手(230)将基板(106)传送到干式处理模块(300)的第一基板输送机械手(320)。此时，干式处理模块(300)的第一基板搬运模块(320)同大气压力基板搬运模块(200)一样处于真空状态。其次，第一基板搬运模块(320)被转换成真空状态，并且第一基板输送机械手(330)驱动驱动轴并将基板(106)提供到干式处理室(310)内的工作台(302)。干式处理后的基板(106)通过第一基板搬运模块(320)的第一基板输送机械手(330)被再次卸载，并被传送到大气压力基板搬运模块(200)的大气压力基板输送机械手(230)。此时，第一基板搬运模块(320)再次处于大气压力的状态。大气压力基板输送机械手(230)以真空夹持方法将干式处理后的基板(106)装载到缓冲室(600)的冷却缓冲部(610)中。在冷却缓冲部(610)中，基板(160)利用推杆单元(650)与中心对齐，以便以边缘夹持的方法输送基板(106)。
第二基板输送机械手(530)沿设置在第二基板输送模块(500)中的导轨(532)移动，以将基板装载/卸载到湿式处理模块(400)，并且以边缘夹持的方法将堆叠在缓冲室(600)的冷却缓冲部(610)上的基板(106)卸载。卸载的基板(106)中的每一个分别经由第二基板输送机械手(530)被装载到湿式处理模块(400)并进行湿式处理。湿式处理后的基板(106)通过第二基板输送机械手(530)被再次卸载并堆叠在缓冲室(600)的备用缓冲部(630)上。堆叠在备用缓冲部(630)上的基板(106)通过大气压力基板输送机械手(230)被卸载并堆叠在盒部(210)上。
图20是示出使用本发明的基板处理系统的基板干-湿式处理方法的流程图。
参照图20，使用基板处理系统(100)，基板(106)可以在经历干式处理工艺之后经历湿式处理工艺。使用大气压力基板搬运模块(200)的大气压力基板输送机械手(230)，基板被输送到干式处理模块(300)(s100)。输送的基板(106)通过干式处理模块(300)的第一基板输送机械手(330)被装载到干式处理模块(300)并经历干式处理(s110)。通过干式处理而升温的基板(106)通过第一基板输送机械手(330)被再次传送到大气压力基板搬运机械手(230)，并输送到大气压力基板搬运模块(200)(s120)。在大气压力基板搬运模块(200)中，基板(106)利用大气压力基板输送机械手(230)被装载到缓冲室(600)的冷却缓冲部(630)(s130)。基板(106)通过冷却缓冲部(630)内的水冷或风冷方式进行冷却。在冷却缓冲部(630)中冷却的基板(106)通过第二基板搬运模块(500)的第二基板输送机械手(530)被卸载并输送到湿式处理模块(400)(s140)。输送的基板(106)被装载到湿式处理模块(400)并经历湿式处理(s150)。完成了湿式处理的基板(106)通过第二基板输送机械手(530)从湿式处理模块(400)被再次卸载并输送到缓冲室(600)的备用缓冲部(610)。堆叠在备用缓冲部(610)上的基板(106)通过大气压力基板搬运模块(200)的大气压力基板输送机械手(230)输送并装载在盒部(210)上(s170)。
图21是示出使用本发明的基板处理系统的基板的湿-干式处理方法的流程图。
参照图21，使用基板处理系统(100)，基板(106)可以在经历湿式处理工艺之后经历干式处理工艺。使用大气压力基板搬运模块(200)的大气压力基板输送机械手(230)，基板被输送到缓冲室(600)的备用缓冲部(620)并装载(s200)。装载在备用缓冲部(620)上的基板(106)通过第二基板搬运模块(500)的第二基板输送机械手(530)被卸载并装载到湿式处理模块(400)(s210)。在湿式处理模块(400)中，基板(106)经历湿式处理(s220)。湿式处理后的基板通过第二基板输送机械手(530)被再次输送到缓冲室(600)的备用缓冲部(610)(s230)。堆叠在备用缓冲部(610)上的基板(106)通过大气压力基板搬运模块(200)的大气压力基板输送机械手(230)被卸载，并传送到第一基板输送机械手(330)并装载到干式处理模块(300)(s240)。基板(106)在干式处理模块(300)中经历干式处理(s250)。干式处理后的基板(106)通过第一基板输送机械手(330)被再次卸载，并通过大气压力基板输送机械手(230)被输送到缓冲室(600)的冷却缓冲部(630)(s260)。基板(106)在冷却缓冲部(630)中经历冷却处理(s270)。冷却处理后的基板(106)经由大气压力基板输送机械手(230)被输送到前端模块(s280)。
图22是示出使用本发明的基板处理系统的基板干-湿式处理方法的流程图。
参照图22，使用基板处理系统，基板可以经历干式处理工艺，然后经历湿式处理工艺，之后再经历干式处理工艺。以与图20所示相同的方式，基板(106)经历干式处理和湿式处理。使用大气压力基板输送模块(200)的大气压力基板输送机械手(230)，基板(106)被输送到干式处理模块(300)(s300)。输送的基板(106)通过干式处理模块(300)的第一基板输送机械手(330)被装载到干式处理模块，并经历干式处理(s301)。通过干式处理而升温的基板(106)通过第一基板输送机械手(330)被再次传送到大气压力基板输送机械手(230)(s302)。在大气压力基板搬运模块(200)中，基板(106)利用大气压力基板输送机械手(230)被装载到缓冲室(600)的冷却缓冲部(630)中(s303)。基板(106)通过冷却缓冲部(630)内的水冷或风冷方式进行冷却。在冷却缓冲部(630)中冷却的基板(106)通过第二基板搬运模块(500)的第二基板输送机械手(530)被卸载并输送到湿式处理模块(400)(s305)。输送的基板(106)在湿式处理模块(400)中经历湿式处理(s306)。完成了湿式处理的基板(106)通过第二基板输送机械手(530)从湿式处理模块(400)被再次卸载并输送到缓冲室(600)的备用缓冲部(610)。堆叠在备用缓冲部(610)上的基板(106)通过大气压力基板搬运模块(200)的大气压力基板输送机械手(230)被输送到前端模块(s308)。输送的基板(106)被再次输送到干式处理模块(400)，并且在干式处理模块(300)中经历干式处理(s309)。干式处理后的基板经由大气压力基板输送机械手(230)被输送到冷却缓冲部(630)(s310)。基板(106)在冷却缓冲部(630)中经历冷却处理(s311)。冷却后的基板(106)经由大气压力基板输送机械手(230)被再次卸载并输送到前端模块的盒部(210)(s312)。
图23是示出使用本发明的基板处理系统的基板湿-干-湿式处理方法的流程图。
参照图23，使用基板处理系统(100)，基板(106)可以经历湿式处理工艺，然后经历干式处理工艺，之后再经历湿式处理工艺。使用大气搬运模块(200)的大气压力基板输送机械手(230)，基板被输送到缓冲室(600)的备用缓冲部(610)并装载(s400)。堆叠在备用缓冲部(610)上的基板(106)经由第二基板搬运模块(500)的第二基板输送机械手(530)被卸载并装载到湿式处理模块(400)(s401)。通过设置在湿式处理模块(400)中的喷嘴，其将处于气态或蒸汽状态的di水(去离子水)或di臭氧化学物质(去离子臭氧化学物质)喷射到基板(106)的中央区域，并执行湿式处理(s402)。这是对基板(106)的表面上的杂质进行预处理的浸渍步骤。湿式处理后的基板(106)经由第二基板输送机械手(530)被再次输送到备用缓冲部(610)(s403)。堆叠在备用缓冲部(610)上的基板(106)通过大气压力基板搬运模块(200)的大气压力基板输送机械手(230)卸载，并通过大气压力基板输送机械手(330)被传送到第一基板输送机械手(330)并装载到干式处理模块(330)(s404)。在干式处理模块(300)中，执行作为干式处理的氧气发泡处理。氧气发泡处理是为了在下一步中提高基板(106)的杂质去除效率，并且通过氧气去除基板(106)表面上形成的碳化层(s405)。干式处理后的基板(106)通过第一基板输送机械手(330)被再次卸载，并经由大气压力基板输送机械手(230)输送到缓冲室(600)的冷却缓冲部(630)(s406)。在冷却缓冲部(630)中，基板经历冷却处理(s407)。冷却处理后的基板经由第二基板搬运模块(530)被输送到湿式处理模块(400)用于湿式处理(s408)。在湿式处理模块(400)中，sc-1或氢氟酸(hf)通过旋转喷嘴被喷射到基板(106)的表面上。处理后的基板(106)进行干燥并经由第二基板搬运模块(530)被再次输送到缓冲室(600)的备用缓冲部(610)(s409)。通过大气压力基板输送机械手(230)，基板(106)从备用缓冲部(610)被卸载并输送到前端模块(s410)。
如上所述，因为湿式处理工艺、干式处理工艺在单个平台上进行，因此可以节省产品的制造时间。另外，可以通过节省生产时间来降低制造成本。
图24是示出使用本发明的基板处理系统的基板的干式处理方法的流程图。
参照图24，可以使用基板处理系统仅实施基板的干式处理。使用大气搬运模块(200)的大气压力基板输送机械手(230)从前端模块卸载的基板(106)被输送到干式处理模块(300)的第一基板输送机械手(330)(s510)。在干式处理模块(300)中，基板(106)经历干式处理(s520)。干式处理后的基板(106)通过第一基板输送机械手(230)被输送到大气搬运模块(200)(s530)。具有高温的干式处理后的基板(106)通过大气压力基板输送机械手(230)被输送到冷却缓冲部(630)(s540)，并经历冷却处理(s550)。冷却处理后的基板(106)通过大气压力基板输送机械手(230)被再次输送到前端模块(s560)。
图25是示出使用本发明的基板处理系统的基板的湿式处理方法的流程图。
参照图25，可以通过使用基板处理系统仅执行基板的湿式处理工艺。使用大气搬运模块(200)的大气压力基板输送机械手(230)，基板(106)被输送到缓冲部的备用缓冲部(610)(s600)。堆叠在等待缓冲部(610)上的基板(106)通过第二基板输送机械手(530)被卸载并输送到湿式处理模块(400)(s610)。输送的基板(106)在湿式处理模块(400)中接受湿式处理(s620)。完成了湿式处理的基板(106)通过使用第二基板输送机械手(530)被再次输送到缓冲部的备用缓冲部(610)(s630)。使用大气压力基板输送机械手(230)，堆叠在备用缓冲部(610)上的基板(106)被卸载并输送到前端模块(s640)。
图26是示出根据本发明的第二优选实施例的混合基板处理系统的结构的视图。
参照图26，基板处理系统(100a)设置有两个第二基板搬运模块(500a、500b)。第二基板搬运模块(500a、500b)中的每一个分别配备有第二基板输送机械手(530)。第二基板搬运模块(500a、500b)分别连接到两个缓冲室(600a、600b)。其也可以使用单个缓冲室。两个第三基板输送模块(500a、500b)将装载/卸载的基板(106)分配并输送到多个湿式处理模块(400)。因此，缩短了湿式处理模块(400)的基板装载/卸载时间。基板处理系统(100a)的其它结构与上述相同。
上述的本发明的用于干式处理和湿式处理的混合基板处理系统以及其基板处理方法的实施例的示例仅仅是说明性的，并且在本发明所属的技术领域中具有共同知识的任何人将会由此充分理解到各种修改和等同的其它实施例是可能的。
因此，本发明将被很好地理解为不限于上面具体实施方式中提及的形式。因此，本发明的真正的技术保护范围应当由所附权利要求的技术精神所限定。而且，应将本发明理解为包括落入由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改方案和等同方案以及替换方案。
[附图标记]
100、100a：基板处理系统102：控制器
104：真空泵106：基板/板
200：大气压力搬运模块210：盒部
230：大气压力基板输送机械手231：第一主体部分
232：第二主体部分240：导轨
242：轨道252：第一输送臂
254：移动导向件256：边缘夹持末端执行器
257：第二输送臂258：真空夹持末端执行器
259：基板位置传感器300：干式处理模块
302：工作台310：干式处理室
320：第一基板搬运模块330：第一基板输送机械手
332：驱动轴334：输送臂
336：末端执行器400：湿式处理模块
500：第二基板搬运模块
530、530a、530b：第二基板输送机械手
532：导轨534：输送臂
600：缓冲室602：排气箱
610：备用缓冲部620：备用缓冲槽
622、624：第一备用缓冲槽和第二备用缓冲槽
625：限制部627：基板装载部
630：冷却缓冲部632：底面
633、637：开口636：侧面
638：通风口640：冷却缓冲槽
642、644：第一冷却缓冲槽和第二冷却缓冲槽
645：限制部646：基板支撑构件
647：凸点650：推杆单元
652、653：第一主体部分和第二主体部分
654：推杆661：冷却剂入口
663：冷却路径664：冷却剂出口