KR100778394B1 - 기판 이송 장치 및 이를 포함하는 반도체 소자 제조용 장비 - Google Patents

기판 이송 장치 및 이를 포함하는 반도체 소자 제조용 장비 Download PDF

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Abstract

기판이 안정적으로 로딩되거나 언로딩되는 기판 이송 장치 및 이를 포함하는 반도체 소자 제조용 장비가 제공된다. 기판 이송 장치는 전, 후진하거나 승강하는 메인 암, 상기 메인 암의 끝단에 배치되는 핸드부 및 상기 핸드부의 내주연을 따라 배치되는 핑거부를 포함하되, 핑거부는 기판을 지지하는 제1 안착판, 제1 안착판에 수직되게 배치되는 수직벽과 상기 수직벽에서 돌출되는 돌출턱을 구비하는 프론트 핑거를 포함한다.
기판 이송 장치, 슬라이더

Description

기판 이송 장치 및 이를 포함하는 반도체 소자 제조용 장비{Apparatus for transferring substrate and equipment for fabricating semiconductor device employing the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치의 사시도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 이용하여 기판이 척 상에 로딩되는 경우의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 이용하여 기판이 척 상에 언로딩되는 경우의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치에서 기판을 이송하는 동작을 나타낸 사시도이다.
(도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명)
100: 기판 이송 장치 110: 본체
120: 메인 암 130: 핸드부
140: 핑거부 140a: 백 핑거
140b: 프론트 핑거 142a: 안착판
144a: 수직벽 146a: 백 가이드
142b: 안착판 144b: 수직벽
144b: 수직벽 146b: 돌출턱
본 발명은 기판 이송 장치 및 이를 포함하는 반도체 소자 제조용 장비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기판 이송시 기판의 손상을 방지하는 기판 이송 장치 및 이를 포함하는 반도체 소자 제조용 장비에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위해서는 확산, 식각, 사진 및 클리닝 공정 등을 수행하게 된다. 따라서 이러한 각 공정들을 모두 수행하기 위해서 각 공정을 수행한 후 기판들이 다음 공정으로 이송되어야 한다. 이를 위해 기판을 보관하는 용기를 사용하고, 용기에서 각 반도체 소자 제조 공정이 진행되는 공정 챔버로 기판을 이송하기 위해 기판 이송 장치가 사용된다.
기판 이송 장치는 메인 암의 말단부에 링 타입의 핸드부를 가지고 핸드부의 내주연을 따라 기판이 안착되도록 복수의 핑거부가 결합되어 있다. 기판 이송 장치는 핑거부를 기판의 하부에 위치하게 한 후, 상승하면서 기판을 핑거부에 안착시킨다.
그러나, 기판 이송 장치에 기판을 척 상에 로딩/언로딩하는 경우에 기판 이송 장치가 고속으로 기판에서 이탈되거나 기판에 접근하여 기판이 핑거부에 안정적으로 로딩/언로딩되지 않는다. 불안정하게 기판을 로딩하는 경우, 척 상에 로딩된 기판이 정위치에 정렬되지 않아 기판의 처리가 균일하게 이루어지지 않을 수 있다. 또한, 불안정하게 기판을 언로딩하는 경우, 기판이 고속으로 이송되어 기판 이송 장치에서 기판이 이탈될 수 있다. 따라서, 반도체 소자 제조 공정의 수율을 저하시킨다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기판 웨이퍼가 안정적으로 로딩되거나 언로딩되는 기판 이송 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 웨이퍼가 안정적으로 로딩되거나 언로딩되는 상기의 기판 이송 장치를 포함하는 반도체 소자 제조용 장비를 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치는 전, 후진하거나 승강하는 메인 암, 상기 메인 암의 끝단에 배치되는 핸드부 및 상기 핸드부의 내주연을 따라 배치되는 핑거부를 포함하되, 상기 핑거부는 기판을 지지하는 제1 안착판, 상기 제1 안착판에 수직되게 배치되는 수직벽과 상기 수직벽에서 돌출되는 돌출턱을 구비하는 프론트 핑거를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있 다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치 및 이를 포함하는 반도체 소자 제조용 장비를 상세히 설명하기로 한다
먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송장치에 대하여 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치의 사시도이다.
기판 이송 장치(100)는 내부에 구동 수단(미도시)이 설치된 본체(110), 본체(110)의 상부에 배치된 메인 암(120), 메인 암(120)의 끝단에 배치되는 핸드부(130) 및 핸드부(130)의 내주연의 일정한 간격으로 배치된 핑거(finger)부(140)를 포함한다.
메인 암(120)은 본체(110)와 연결되어 수평면 상에서 상하로 이동하거나 전, 후진한다. 메인 암(120)은 수평면 상에서 선회하는 다수개의 암(120a, 120b, 120c)을 구비한다. 각각 암(120a, 120b, 120c)은 다관절 형태를 가지고 있어, 메인 암 (120)을 신축적으로 움직이게 한다.
메인 암(120)의 끝단에는 핸드부(130)가 배치된다. 핸드부(130)는 개방된 링의 형태를 가지며, 내주연의 둘레는 기판의 외주연의 둘레보다 더 크게 형성될 수 있다.
한편, 핸드부(130)의 내주연을 따라 핑거부(140)가 배치된다. 핑거부(140)는 기판을 지지하는 부재로서 핸드부(130)의 개방된 내주연에서 대칭되는 부분에 배치되는 백 핑거(140a) 및 핸드부(130)의 양 끝단에 배치되는 프론트(front) 핑거(140b)를 포함한다.
프론트 핑거(140b)는 기판이 로딩되거나 언로딩되는 경우에 슬라이딩되도록 기여하고, 기판을 지지하는 제 1 안착판(142b), 제1 안착판(142b)에 수직되게 형성되는 제1 수직벽(144b) 및 제1 수직벽(144b)에서 돌출된 형태를 가지는 돌출턱(146b)을 포함한다.
백 핑거(140a)는 기판을 지지하는 제2 안착판(142a), 제2 안착판(142a)에 수직되게 형성되는 제2 수직벽(144a) 및 기판이 로딩되거나 언로딩되는 경우에 기판이 상부면을 따라 슬라이딩되도록 경사진 형태를 가지는 백 가이드(146a)를 포함한다. 여기서, 도 2a를 참조하면, 백 가이드(146a)는 제2 안착판(142a)을 기준으로 그 사이각(A)는 둔각으로 기울어질 수 있다. 또한, 제2 안착판(142a), 제2 수직벽(144a) 및 백 가이드(146a)는 일체로 형성될 수 있다.
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돌출턱(146b)은 기판이 로딩되거나 언로딩되는 경우에 기판이 백 가이드(146a)에 슬라이딩되도록 기여한다. 기판이 외부 장치의 척(미도시) 상으로부터 언로딩되는 경우, 핑거부(140)가 기판의 하부에서 상승하여 기판의 일측면이 백 가이드(146a)를 따라 아래로 슬라이딩되면서, 기판의 타측면이 돌출턱(146b)에 의해 이탈되지 않도록 하기 위함이다. 또한, 도 2a를 참조하면, 돌출턱(146b)의 하부면은 제1 안착판(142b)을 기준으로 그 사이각(B)은 제2 안착판(142a)과 백 가이드(146a) 사이의 각의 보각과 동일하거나 더 큰 각으로 경사진다. 이는 기판이 외부 장치의 척(미도시) 상에 로딩되는 경우, 기판이 안착된 핑거부(140)가 하강함에 따라 기판의 타측면이 돌출턱(146b)의 하부면을 따라 위로 슬라이딩하여 기판의 일측면을 백 가이드(146a) 방향으로 안내하도록 하기 위함이다.
이하, 도 2a 내지 2c 및 도 3a 내지 도 3c를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치의 동작에 대하여 설명한다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 이용하여 기판이 척 상에 로딩되는 경우의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 2a를 참조하면, 백 핑거(140a) 및 프론트 핑거(140b) 상에 안착된 기판(W)을 외부 장치의 척(222) 상에 정렬시켜 기판(W)의 저면이 척(222) 상에 접하게 한다.
이어서, 도 2b를 참조하면, 메인 암(미도시)의 하강에 의해 백 핑거(140a) 및 프론트 핑거(140b)가 하강되며 기판(W)의 일측면이 돌출턱(146b)에 걸리게 한다. 이때, 하강시키는 높이(H)는 프론트 핑거(140b)의 제1 수직턱(144b)만큼의 높이로 하강시켜 기판(W)의 일측면이 돌출턱(146b)의 하부면에 접하게 한다.
이어서, 도 2c를 참조하면, 메인 암(미도시)의 하강과 동시에 전진에 의해 백 핑거(140a) 및 프론트 핑거(140b)가 하강과 전진되면서 기판(W)이 백 가이드 (146a)를 따라 위로 슬라이딩하면서 핑거부(140)는 기판을 척(222) 상에 로딩한다. 이때, 프론트 핑거(140b)가 하강되어 기판(W)의 일측면이 돌출턱(146b)의 하부면을 따라 위로 슬라이딩된다. 그리고, 기판(W)의 일측면이 돌출턱(146b)의 하부면의 경사에 따라 이동됨으로써 기판(W)의 타측면이 백 가이드(146a)에 접하게 되어 백 가이드(146a)를 따라 슬라이딩하게 한다. 계속해서, 기판(W)이 백 핑거(140a) 및 프론트 핑거(140b)에서 이탈된 후, 메인 암(미도시)의 후진에 의해 백 핑거(140a) 및 프론트 핑거(140b)를 후진시킨다. 이와 같은 동작으로 기판(W)이 척(222) 상에 로딩되는 경우에 기판(W)이 척(222) 상에서 움직임없이 핑거부(140)로부터 이탈되어 기판(W)이 척(222)상에 정확한 위치에 안정적으로 로딩될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 이용하여 기판이 척 상에 언로딩되는 경우의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 3a를 참조하면, 척(222) 상에 로딩된 기판(W)의 하부에 백 핑거(140a) 및 프론트 핑거(140b)를 정렬시킨다. 이때, 메인 암(미도시)의 이동에 의해 기판(W)의 일측면으로 돌출턱(146b)을 접근시키면서, 기판(W)의 타측면이 백 가이드(146a)와 중첩되도록 이동한다.
도 3b를 참조하면, 메인 암(미도시)의 상승에 의해 백 핑거(140a) 및 프론트 핑거(140b)가 상승되어 기판(W)의 타측면이 백 가이드(146a)를 따라 아래로 슬라이딩한다. 이때, 백 핑거(140a)가 고속으로 상승하면서 기판(W)의 일측면이 이탈되는 것을 방지하여 기판(W)의 타측면이 백 가이드(146a)를 따라 아래로 안정적인 슬라이딩을 한다.
도 3c를 참조하면, 메인 암(미도시)의 상승 및 후진에 의해 백 가이드(146a)에 의해 기판(W)의 타측면이 완전히 아래로 슬라이딩되어 기판(W)의 일측면 및 타측면을 제1 안착판(142b) 및 제2 안착판(142a) 상에 안착시킨다. 이때, 후진에 의해 백 가이드(146a)를 따라 슬라이딩되는 기판(W)이 이탈되지 않도록 돌출턱(146b)이 이를 방지한다.
이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 포함하는 반도체 소자 제조용 장비에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비의 평면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 반도체 소자 제조용 장비(200)는 로드락 챔버(210), 버퍼 챔버(220), 공정 챔버(230) 및 기판 이송부(240)를 포함한다.
로드락 챔버(210)는 기판(W)들을 반도체 소자 제조 공정이 수행되는 공정 챔버(230)로 이송하기 전에 공정 챔버(230) 내의 환경 조건에 근접한 환경 조건을 접할 수 있도록 하고, 공정 챔버(230) 내의 환경 조건이 외부로부터 영향을 받지 않도록 차단하는 역할을 한다. 이러한 로드락 챔버(210)의 일면은 외부와 연결되고 다른 일면은 버퍼 챔버(220)와 연결된다. 따라서 이전 반도체 소자 제조 공정을 마친 기판(W)들을 수용한 카세트(212)가 로드락 챔버(210) 내로 이송되어 기판(W)들이 로드락 챔버(210) 내에 위치한다.
버퍼 챔버(220)는 로드락 챔버(210)에 위치된 카세트(212)를 이송하여 대기시키고, 카세트(212) 내에 수용된 기판(W)을 인출하여 공정 챔버(230)로 갈 수 있도록 오프너(미도시)에 대기시킨다.
공정 챔버(230)는 반도체 소자 제조 공정이 수행되는 공간으로써 기판 이송 부(220)를 통해 버퍼 챔버(220) 내의 기판(W)을 이송받아 기판(W)에 확산, 식각 또는 클리닝 공정 등을 수행한다.
기판 이송부(240)는 버퍼 챔버(220)와 공정 챔버(230) 간을 이동하면서 기판(W)을 이송한다. 이러한 기판 이송부(240) 내부에는 기판 이송 장치(100)가 설치된다. 따라서 기판 이송 장치(100)에 의해 버퍼 챔버(210)의 오프너(미도시) 상에 안치된 기판(W)들이 공정 챔버(230)로 이송되며, 반도체 소자 제조 공정을 마친 공정 챔버(230) 내의 기판(W)은 버퍼 챔버(210)로 이송된다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치에서 기판을 이송하는 동작을 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치에서 기판을 이송하는 동작을 나타낸 사시도이다.
기판 이송부(240)에 설치되는 기판 이송 장치(100)는 버퍼 챔버(220)와 공정 챔버(230) 간에 기판(W)을 이송한다.
상세히 설명하면, 먼저 본체(110)의 상부에 설치된 메인 암(120)들이 이완되어 핸드부(130)와 결합된 핑거부(140)를 버퍼 챔버(220) 또는 공정 챔버(230) 로 진입시킨다. 버퍼 챔버(220) 또는 공정 챔버(230)로 진입된 핑거부(140)는 이송할 기판(W) 하부에 위치한다. 이와 같이 기판(W) 하부에 위치한 핑거부(140)는 상승되어 기판(W)의 일부분과 접촉된다. 이때, 상술한 바와 같이, 핑거부(140)의 동작은 도 3a 내지 도 3c에 대한 설명과 동일하다.
이와 같이 핑거부(140)의 안착판(142a, 142b) 상에 기판(W)이 안착되면 메인 암(120)이 다시 수축되어 기판(W)이 버퍼 챔버(220) 또는 공정 챔버(230)에서 기판 이송부(240)로 이송된다. 그리고 나서, 핑거부(140)와 연결된 본체(110)가 이동되어 기판(W)을 원하는 챔버의 입구에 위치시킨다. 그리고 다시 메인 암(120)을 이완시켜 버퍼 챔버(220) 또는 공정 챔버(230)로 기판(W)을 이송한다. 여기서, 핑거부(140)가 버퍼 챔버(220) 또는 공정 챔버(230)에 기판을 로딩하는 동작에 대한 설명은 도 2a 내지 도 2c에 대한 설명과 동일하다.
이와 같은 과정을 반복하여 기판(W)이 연속적으로 버퍼 챔버(210)와 공정 챔버(230) 사이를 이동한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 기판 이송 장치 및 이를 포함하는 반도체 소자 제조용 장비에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
프론트 핑거에 돌출턱을 배치함으로써 기판을 척 상에 로딩하거나 언로딩하는 경우에 기판이 백 핑거에 배치된 백 가이드를 따라 아래로 또는 위로 슬라이딩하는데 기여한다. 따라서, 기판을 안정적으로 척 상에 로딩하고 언로딩하여 반도체 제조시 수율을 향상시킬 수 있다.

Claims (9)

  1. 전, 후진하거나 승강하는 메인 암;
    상기 메인 암의 끝단에 배치되는 핸드부; 및
    상기 핸드부의 내주연을 따라 배치되는 핑거부를 포함하되,
    상기 핑거부는 기판을 지지하는 제1 안착판, 상기 제1 안착판에 수직되게 배치되는 수직벽과 상기 수직벽에서 돌출되는 돌출턱을 구비하는 프론트 핑거 및
    상기 기판을 지지하며 상기 제1 안착판과 평행하게 배치되는 제2 안착판과 상기 제2 안착판 상에 배치되며 상기 기판이 슬라이딩되도록 경사가진 백 가이드를 구비하는 백 핑거를 포함하는 기판 이송 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 핸드부는 개방된 링 형상을 가지며, 상기 프론트 핑거는 상기 핸드부의 양 끝단에 배치되는 기판 이송 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 돌출턱의 하부면이 상기 제1 안착판을 기준으로 예각으로 경사진 기판 이송 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 백가이드는 상부면이 상기 제2 안착판을 기준으로 상기 돌출턱의 하부면과 상기 제 1 안착판 사이의 각도의 보각과 동일하거나 더 크게 경사지는 기판 이송 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 핸드부는 개방된 링 형상을 가지며, 상기 백 핑거는 상기 핸드부의 내주연에서 대칭되는 부분에 배치되는 기판 이송 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 백 핑거는 상기 백 가이드와 상기 제2 안착판 사이에 배치되는 제2 수직벽을 더 포함하는 기판 이송 장치.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 기판이 로딩되는 경우, 상기 핑거부는 상기 기판의 저면을 외부 장치의 척과 접하게 한 다음, 상기 제1 수직벽의 높이만큼 하강한 후, 상기 기판의 측면이 상기 백 가이드를 따라 위로 슬라이딩하도록 하강하면서 전진하는 기판 이송 장치.
  8. 제4 항에 있어서,
    상기 기판이 언로딩되는 경우, 상기 핑거부는 상기 기판 상에 백 가이드가 중첩되도록 이동된 후, 상기 기판의 일측면이 상기 백 가이드를 따라 아래로 슬라이딩하도록 상승하면서 후진하는 기판 이송 장치.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 따른 기판 이송 장치를 포함하는 반도체 소자 제조용 장비.
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