KR100816739B1 - 기판을 이송하는 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

기판 이송장치는 용기 내의 웨이퍼를 인출할 수 있는 인출부재가 제공된 복수의 블레이드들을 구비한다. 인출부재는 회전가능하도록 블레이드에 연결되며, 회전에 의하여 블레이드로부터 돌출된 상태에서 웨이퍼를 인출한다. 인출부재는 회전축을 구비하며, 회전축은 회전축에 감겨진 와이어의 장력(tension)에 의하여 회전한다. 한편, 와이어는 구동기에 의하여 회전하며, 구동기는 제어기에 의하여 선택적으로 구동된다.
회전바, 와이어, 구동기

Description

기판을 이송하는 장치 및 방법{Apparatus and method for transferring substrate}
도 1은 반도체 설비를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 EFEM의 내부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 기판이송장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 기판이송장치의 내부를 나타내는 사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판이송장치의 동작을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 기판을 이송하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판이송장치의 동작을 나타내는 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 용기 100 : EFEM
400 : 이송장치 420 : 블레이드
440 : 고정체 460 : 이동부
500a : 제1 인출부재 520a : 제1 회전바
540a : 제1 몸체 560a : 제1 회전축
600 : 구동유닛 620a : 제1 와이어
630a : 제1 구동기 660 : 제어기
본 발명은 기판이송장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용기 내의 기판을 인출하는 기판이송장치 및 방법에 관한 것이다.
최근에 반도체 웨이퍼의 직경이 200㎜에서 300㎜로 증가됨에 따라, 웨이퍼 이송간에 대기중의 이물질이나 화학적인 오염으로부터 웨이퍼를 보호하기 위해 밀폐형 웨이퍼 용기인 전면 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod:FOUP)가 사용되고 있다. 또한, 완전한 자동화 시스템에 의해 반도체 칩이 제조됨에 따라, 공정설비에는 웨이퍼 컨테이너와 공정설비내의 로드록 챔버간 인터페이스 역할을 하는 이에프이엠(Equipment Front End Module:EFEM)이 설치된다.
상술한 EFEM 내에는 웨이퍼의 이송을 위한 이송부가 설치된다. 이송부는 웨이퍼 용기 내에 로딩된 복수의 웨이퍼들을 인출하는 복수의 블레이드들을 구비하며, 복수의 블레이드들은 인출된 웨이퍼들을 공정설비 내의 로드록 챔버로 이송한다.
그러나, 종래의 이송부는 웨이퍼 용기 내의 복수의 웨이퍼들을 동시에 언로딩할 수 밖에 없었다. 따라서, 웨이퍼를 선택적으로 언로딩하기 위해서는 별도의 장치를 필요로 하였다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 용기 내의 기판들을 선택적으로 언로딩할 수 있는 기판이송장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 의하면, 용기 내의 기판을 인출하여 이송하는 기판이송장치는 이송시 기판을 파지하는 복수의 블레이드들과, 상기 블레이드들의 일단에 각각 설치되며 상기 블레이드로부터 돌출된 상태에서 상기 용기로부터 기판을 인출하는 인출부재들과, 각각의 상기 인출부재를 각각의 상기 블레이드로부터 돌출시키는 구동유닛을 포함한다.
상기 인출부재는 일단은 상기 블레이드에 회전가능하도록 연결되며, 타단은 회전에 의하여 상기 블레이드로부터 돌출가능한 회전바를 포함할 수 있다.
상기 인출부재는 상기 회전바의 일단에 상기 회전바와 수직하도록 연결되며, 회전에 의하여 상기 회전바를 상기 블레이드로부터 돌출시키는 회전축을 더 포함하며, 상기 구동유닛은 상기 회전축에 일단이 감기는 와이어와, 상기 와이어의 타단을 회전에 의하여 감을 수 있는 릴과, 상기 릴을 회전시키는 구동기를 포함할 수 있다.
상기 구동유닛은 상기 회전축에 연결되며, 상기 회전축이 상기 와이어를 감는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부재를 구비할 수 있다.
본 발명에 의하면, 용기 내의 기판을 인출하여 이송하는 기판이송방법은 상 기 용기 내의 기판을 인출할 수 있는 인출부재가 제공된 복수의 블레이드들을 상기 용기의 내부로 이동하고, 상기 용기로부터 인출하고자 하는 기판에 해당하는 인출부재를 선택적으로 구동하여 기판을 인출한 후에 기설정된 위치로 이송한다.
상기 인출부재는 상기 블레이드에 회전가능하도록 연결되며, 상기 인출부재를 구동하는 단계는 회전에 의하여 상기 블레이드로부터 돌출되도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 인출부재를 선택적으로 구동하는 단계는 상기 인출부재에 연결된 회전축에 감겨진 와이어에 선택적으로 장력을 가하는 단계를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 7을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 더욱 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
이하에서는 기판의 일례로 웨이퍼(W)를 들어 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 1은 반도체 설비(1)를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 2는 도 1의 EFEM(100)의 내부를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 반도체 설비(1)는 공정설비(200), EFEM(100), 그리고 경계벽(interface wall)(290)을 가진다. 공정설비(200)는 적어도 하나의 로드록 챔버(loadlock chamber)(220), 트랜스퍼 챔버(transfer chamber)(240), 그리고 복수의 공정챔버들(process chambers)(260)을 가진다. 예컨대, 공정챔버들(260)은 화학기상증착(chemical vapor deposition)장비, 건식식각(dry etch)장비, 또는 열확산로(thermal furnace) 등과 같은 챔버일 수 있다. 공정챔버들(260)의 중앙에는 이송로봇(280)이 설치된 트랜스퍼 챔버(240)가 위치되며, 이송로봇(280)은 로드록 챔버(220)와 공정챔버들(260) 간에 웨이퍼를 이송한다. 이러한 공정설비(200)는 외부환경에 비해 매우 높은 청정도로 유지되며, 경계벽은 외부환경으로부터 공정설비(200)를 구획한다. 공정설비(200)의 일측에는 웨이퍼를 보관 및 운송하는 웨이퍼 컨테이너와 공정설비(200)간에 인터페이스 기능을 하는 EFEM(100)이 설치된다.
도 2에 도시한 바와 같이, EFEM(100)은 프레임(120), 로드 스테이션(140), 그리고 이송장치(400)를 포함한다. 프레임(120)은 직육면체의 형상을 가지며, 공정설비(200)와 인접하는 측면인 리어면(rear face)(121)에는 프레임(120)과 공정설비(200)간 웨이퍼가 이송되는 통로인 반입구(124)가 형성된다. 프레임(120) 내부를 일정한 청정도로 유지하기 위해, 프레임(120)의 상부면에는 외부의 공기가 유입되는 공기유입구(126)가 형성되고, 하부면에는 공기를 외부로 배기하기 위해 배기라인(128)이 연결되는 배기구(127)가 형성될 수 있다. EFEM(100)의 리어면(121)과 대향되는 측면인 프론트면(front face)(123)의 일측에는 웨이퍼 용기(wafer container)(10)가 놓여지는 로드 스테이션(load station)(140)이 설치된다. 로드 스테이션(140)은 하나 또는 둘 이상 설치될 수 있다. 웨이퍼 컨테이너(100)는 이송 중에 대기중의 이물이나 화학적인 오염으로부터 웨이퍼를 보호하기 위해 밀폐형 웨이퍼 캐리어인 전방 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod:FOUP)이 사용될 수 있다. 용기(10)는 OHT(overhead transfer), OHC(overhead conveyor), 또는 자동 안내 차량(automatic guided vehicle: AGV 혹은 RGV)과 같은 캐리어 이송 시스템(도시되지 않음)에 의해 로드 스테이션(140)상에 로딩(loading) 또는 언로딩(unloading)된다. 프레임(120)에는 로드 스테이션(140)에 놓여진 용기(10)의 도어(door)(14)를 개폐하는 오프너(130)가 설치된다. 용기(10)의 도어(14)가 오프터(130)에 의해 열리면 프레임(120)의 프론트면(123)에는 웨이퍼의 이송통로인 개구부(122)가 형성된다.
EFEM(100) 내에는 용기(10)으로부터 공정설비(200)내의 로드록 챔버(220)로 웨이퍼들을 이송하는 이송장치(400)가 위치된다. 도 3은 본 발명에 따른 이송장치(400)의 사시도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 이송장치(400)는 블레이드(blade)(420), 고정체(fixed body)(440), 고정체 이동부(fixed body move part)(460)를 가진다.
블레이드(420)는 웨이퍼를 파지하는 부분으로, 제1 내지 제5 블레이드(420a, 420b, 420c, 420d, 420e)로 이루어진다. 제1 내지 제5 블레이드(420a, 420b, 420c, 420d, 420e)는 서로간에 상하로 위치되도록 고정체(440)의 일측에 결합된다. 제1 내지 제5 블레이드(420a, 420b, 420c, 420d, 420e) 간의 간격은 용기(10) 내에 형 성된 슬롯들의 간격과 동일하게 형성된다. 블레이드(420)에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
고정체(440)의 아래에는 고정체를 회전/직선 이동시키는 이동부(460)가 결합된다. 이동부(460)에 의해 고정체(440)에 고정된 블레이드들(420)은 용기(10) 내로 이동되어 용기(10)으로부터 웨이퍼들을 꺼내고, 이들을 다시 로드록 챔버(220)로 이동시킨다. 본 실시예에서는 5개의 블레이드들(420)을 가지고 있는 것으로 설명되었다. 그러나 이는 실시예에 불과한 것으로, 블레이드들(420)의 수는 다양하게 변화될 수 있다.
고정체(440)의 상부에는 센서(도시되지 않음)가 장착될 수 있다. 센서는 용기(10) 내의 상태, 예컨대 슬롯의 수, 슬롯에 웨이퍼가 놓여있는지 여부를 체크하기 위한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 제1 블레이드(420a)의 내부를 나타내는 사시도이다. 제2 내지 제4 블레이드(420b, 420c, 420d, 420e)도 동일한 구조와 기능을 가지므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 블레이드(420a)는 제1 블레이드(420a의 중심을 기준으로 대칭이므로, 대칭되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.
제1 블레이드(420a)는 고정체(440)로부터 끝단으로 갈수록 점점 넓어지는 형상을 가지며, 끝단에는 두 개의 제1 돌출부(422a)들이 형성된다. 제1 돌출부(422a)에는 후술하는 제1 인출부재(500a)가 설치된다.
제1 블레이드(420a)의 내부에는 'Y'자 형상의 제1 홈(424a)이 형성된다. 제1 홈(424a)에는 후술하는 제1 와이어(620a)와 두 개의 제1 롤러(622a)가 설치된다.
상술한 바와 같이, 제1 돌출부(422a)에는 제1 인출부재(500a)가 설치된다. 제1 인출부재(500a)는 제1 회전바(520a), 제1 몸체(540a), 제1 회전축(560a)을 포함한다.
제1 회전바(520a) 및 제1 회전축(560a)은 제1 몸체(540a)로부터 서로 수직하게 연장된다. 제1 회전축(560a)은 제1 돌출부(420a)의 측면에 회전가능하도록 연결되며, 제1 회전바(520a)는 제1 회전축(560a)의 회전에 의하여 제1 블레이드(420a)로부터 상부로 돌출된다.
제1 인출부재(500a)는 구동유닛(600)에 의하여 구동된다. 구동유닛(600)은 제1 와이어(620a) 및 제1 구동기(630a)와 제어기(660)를 포함한다.
제1 와이어(620a)의 일단은 상술한 제1 회전축(560a)에 감기며, 제1 와이어(620a)의 장력에 의하여 제1 회전축(560a)에 회전력을 제공한다. 제1 와이어(620a)의 타단은 제1 구동기(630a)에 감기며, 제1 구동기(630a)는 회전에 의하여 제1 와이어(620a)를 감거나 풀 수 있으며, 제1 와이어(620a)에 장력을 제공한다.
한편, 제1 홈(424a) 상에는 두 개의 제1 롤러(622a)가 제공된다. 두 개의 제1 롤러(622a)는 제1 와이어(620a)에 접하여 회전가능하며, 제1 와이어(620a)가 제1 구동기(630a)에 의하여 이동할 때, 제1 와이어(620a)의 이동경로를 안내한다.
제어기(660)는 제1 구동기(630a)에 연결되어 제1 구동기(630a)를 구동한다.
한편, 제1 인출부재(500a)는 제1 탄성부재(680a)를 더 포함한다. 제1 탄성부재(680a)는 제1 회전축(560a) 상에 제공되며, 제1 회전축(560a)의 회전방향에 대하여 탄성력을 제공한다. 제1 탄성부재(680a)의 기능에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이송장치(400)의 동작을 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 기판을 이송하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5a에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제5 블레이드(420a, 420b, 420c, 420d, 420e) 상에는 각각 제1 내지 제5 인출부재(500a, 500b, 500c, 500d, 500e)가 제공되며, 제1 내지 제5 인출부재(500a, 500b, 500c, 500d, 500e)에는 제1 내지 제5 와이어(620a, 620b, 620c, 620d, 620e)의 일단이 연결되며, 제1 내지 제5 와이어(620a, 620b, 620c, 620d, 620e)의 타단은 제1 내지 제5 구동기(630a, 630b, 630c, 630d, 630e)가 연결된다. 제1 내지 제5 구동기(630a, 630b, 630c, 630d, 630e)는 제어기(660)를 이용하여 제어된다.
또한, 제1 내지 제5 회전축(560a, 560b, 560c, 560d, 560e) 상에는 제1 내지 제5 탄성부재(680a, 680b, 680c, 680d, 680e)가 제공된다. 제1 내지 제5 탄성부재(680a, 680b, 680c, 680d, 680e)는 시계 방향으로 탄성력을 제공한다. 따라서, 제1 내지 제5 와이어(620a, 620b, 620c, 620d, 620e)는 탄성력에 의하여 제1 내지 제5 회전축(560a, 560b, 560c, 560d, 560e)에 감긴 상태를 유지하며, 제1 내지 제5 인출부재(500a, 500b, 500c, 500d, 500e)는 제1 내지 제5 블레이드(420a, 420b, 420c, 420d, 420e)로부터 외부로 돌출되지 않는다.
이하, 도 5a 내지 도 6을 참고하여 기판을 선택적으로 이송하는 방법을 살펴보기로 한다.
먼저, 제1 내지 제5 블레이드(420a, 420b, 420c, 420d, 420e)를 용기(10)의 의 내부로 이동하고(S10). 제1 내지 제5 블레이드(420a, 420b, 420c, 420d, 420e)를 용기(10) 내에 형성된 슬롯들의 하부에 각각 삽입한다. 이때, 슬롯들 상에는 제1 내지 제5 웨이퍼(W1, W2, W3, W4, W5)가 각각 지지되고 있으므로, 제1 내지 제5 블레이드(420a, 420b, 420c, 420d, 420e)의 상부에는 제1 내지 제5 웨이퍼(W1, W2, W3, W4, W5)가 각각 위치한다.
다음, 제1 내지 제5 웨이퍼(W1, W2, W3, W4, W5) 중 인출하고자 하는 웨이퍼의 하부에 위치한 인출부재를 선택적으로 구동한다(S20). 제1 내지 제5 인출부재(500a, 500b, 500c, 500d, 500e)는 제어기(660)에 의하여 구동된다.
예를 들어, 제3 및 제5 웨이퍼(W3, W5)를 인출하고자 하는 경우, 제어기(660)는 제3 및 제5 구동기(630c, 630e)를 구동한다. 제3 및 제5 구동기(630c, 630e)를 구동하면, 도 5b에 도시한 바와 같이, 제3 및 제5 구동기(630c, 630e)는 시계방향으로 회전하면서 제3 및 제5 와이어(620c, 620e)를 감는다.
제3 및 제5 와이어(620c, 620e)를 감으면, 제3 및 제5 와이어(620c, 620e)를 따라 제3 및 제5 회전축(560c, 560e)으로 장력이 전해지며, 제3 및 제5 회전축(560c, 560e)에 감겨진 제3 및 제5 와이어(620c, 620e)는 풀리면서 제3 및 제5 회전축(560c, 560e)은 반시계방향으로 회전한다. 따라서, 제3 및 제5 회전축(560c, 560e)과 함께 제3 및 제5 회전바(520c, 520e)가 반시계방향으로 회전하면서 제3 및 제5 블레이드(420c, 420e)로부터 상부로 돌출된다.
제3 및 제5 회전바(520c, 520e)가 제3 및 제5 블레이드(420c, 420e)로부터 돌출되면, 제3 및 제5 블레이드(420c, 420e)를 용기(10)로부터 인출하여 웨이퍼를 용기(10)로부터 인출한다(S30). 다음, 인출된 웨이퍼를 기설정된 위치, 예컨대 공정설비(200) 내의 로드록 챔버(220)로 이송한다(S40).
상술한 바에 의하면 용기 내에 로딩된 복수의 웨이퍼들을 선택적으로 인출하여 공정설비(200) 내의 로드록 챔버(220)로 이송할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이송장치(400)의 동작을 나타내는 도면이다.
제1 내지 제5 회전축(560a, 560b, 560c, 560d, 560e) 상에 제공된 제1 내지 제5 탄성부재(680a, 680b, 680c, 680d, 680e)는 반시계 방향으로 탄성력을 제공하며, 제1 내지 제5 와이어(620a, 620b, 620c, 620d, 620e)는 제1 내지 제5 구동기(630a, 630b, 630c, 630d, 630e)에 의하여 당겨진 상태를 유지한다. 따라서, 제1 내지 제5 회전축(560a, 560b, 560c, 560d, 560e)은 시계방향으로 회전된 상태를 유지하며, 제1 내지 제5 인출부재(500a, 500b, 500c, 500d, 500e)는 제1 내지 제5 블 레이드(420a, 420b, 420c, 420d, 420e)로부터 외부로 돌출되지 않는다.
만일, 제3 및 제5 웨이퍼(W3, W5)를 인출하고자 하는 경우, 제어기(660)는 마찬가지로 제3 및 제5 구동기(630c, 630e)를 구동한다. 제3 및 제5 구동기(630c, 630e)를 구동하면, 도 7b에 도시한 바와 같이, 제3 및 제5 구동기(630c, 630e)는 반시계방향으로 회전하면서 제3 및 제5 와이어(620c, 620e)를 푼다.
제3 및 제5 와이어(620c, 620e)를 풀면, 제3 및 제5 탄성부재(560c, 560e)에 의하여 제3 및 제5 회전축(560c, 560e)은 반시계방향으로 회전하며, 제3 및 제5 구동기(630c, 630e)에 감겨진 제3 및 제5 와이어(620c, 620e)는 풀리면서 제3 및 제5 회전축(560c, 560e)에 감긴다. 또한, 제3 및 제5 회전축(560c, 560e)과 함께 제3 및 제5 회전바(520c, 520e)가 반시계방향으로 회전하면서 제3 및 제5 블레이드(420c, 420e)로부터 상부로 돌출된다.
본 발명에 의하면, 용기 내에 로딩된 복수의 기판들을 선택적으로 언로딩할 수 있다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 용기 내의 기판을 인출하여 이송하는 기판 이송장치에 있어서,
    이송시 기판이 놓여지는 복수의 블레이드들;
    상기 블레이드들의 일단에 각각 설치되며, 상기 용기로부터 상기 기판을 인출시 상기 블레이드로부터 돌출되는 인출부재들;
    각각의 상기 인출부재를 각각의 상기 블레이드로부터 돌출시키는 구동유닛을 포함하고,
    상기 인출부재는,
    일단이 상기 블레이드에 회전가능하도록 연결되며, 타단은 회전에 의하여 상기 블레이드로부터 돌출가능한 회전바; 및
    상기 회전바의 일단에 상기 회전바와 수직하도록 연결되며, 회전에 의하여 상기 회전바를 상기 블레이드로부터 돌출시키는 회전축을 포함하고,
    상기 구동유닛은,
    상기 회전축에 일단이 감기는 와이어; 및
    상기 와이어의 타단을 회전에 의하여 감을 수 있는 구동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동유닛은 상기 회전축에 연결되며, 상기 회전바가 상기 블레이드 내에 위치하도록 상기 회전축에 대하여 탄성력을 제공하는 탄성부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 용기 내의 기판을 인출하여 이송하는 기판 이송방법에 있어서,
    상기 용기 내의 기판을 인출할 수 있는 인출부재들이 각각 제공된 복수의 블레이드들을 상기 용기의 내부로 이동하고, 상기 용기로부터 인출하고자 하는 기판에 해당하는 각각의 인출부재를 선택적으로 구동하여 기판을 인출한 후에 기설정된 위치로 이송하되,
    각각의 상기 인출부재는 각각의 상기 블레이드에 회전가능하도록 연결되며, 상기 인출부재를 구동하는 단계는 상기 인출부재가 회전에 의하여 상기 블레이드로부터 돌출되도록 하고,
    상기 인출부재가 회전에 의하여 상기 블레이드로부터 돌출되도록 하는 단계는 상기 인출부재에 연결된 회전축에 감겨진 와이어에 선택적으로 장력을 가하는 것을 특징으로 하는 기판 이송방법.
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