KR100851819B1 - Semiconductor wafer transfer robot - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 기판 제조 시스템의 개략적인 구성도.1 is a schematic configuration diagram of a conventional substrate manufacturing system.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조 시스템의 개략적인 구성도.2 is a schematic structural diagram of a substrate manufacturing system according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송 로봇의 수직 절개도.3 is a vertical cutaway view of a semiconductor wafer transfer robot according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 반도체 웨이퍼 이송 로봇의 평면도.4 is a plan view of the semiconductor wafer transfer robot shown in FIG. 3;
도 5a 내지 도 5l은 도 3 및 도 4에 도시된 반도체 웨이퍼 이송 로봇의 동작상태도.5A to 5L are operation state diagrams of the semiconductor wafer transfer robot shown in FIGS. 3 and 4.
<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명><Description of the code used in the main part of the drawing>
320: 이송 챔버 330a~332b: 공정 챔버320:
333a~335b: 기판 스테이지 340: 기판 이송 모듈333a to 335b: substrate stage 340: substrate transfer module
500: 상부 이송 로봇 600: 하부 이송 로봇500: upper transfer robot 600: lower transfer robot
501, 601: 주 회전축 502, 502a, 602, 602a: 제1 암501, 601:
503, 503a, 603, 603a: 제2 암 504, 504a, 604, 604a: 블레이드503, 503a, 603, 603a:
700: 프레임 701: 상측 덮개700: frame 701: top cover
701a, 702a: 천공홈 702: 하부 지지대701a, 702a: perforated groove 702: lower support
702b: 기저부 702c: 측벽702b:
702d: 관통공 A: 중심축702d: through hole A: central axis
본 발명의 반도체 웨이퍼 이송장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 공정챔버들이 설치된 장치에서 반도체 웨이퍼를 공정 챔버로 이송시키거나 공정 챔버에서 공정이 완료된 반도체 웨이퍼를 로드락 챔버로 이송시키는 이송 챔버에 사용되는 반도체 웨이퍼 이송 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor wafer transfer apparatus, and more particularly, to a transfer chamber for transferring a semiconductor wafer to a process chamber or a semiconductor wafer having a process completed in the process chamber to a load lock chamber in an apparatus provided with a plurality of process chambers. It relates to a semiconductor wafer transfer robot used.
반도체 소자 제조를 위해 반도체 기판인 웨이퍼 상에는 증착이나 식각공정 등 다양한 공정이 수행된다. 최근에는 공정의 효율을 높이기 위해 중앙에 다각형상의 이송 챔버가 배치되고 둘레에 복수의 공정 챔버들이 배치된 클러스터 시스템이 주로 사용되고 있다.Various processes such as deposition or etching are performed on a wafer, which is a semiconductor substrate, for manufacturing a semiconductor device. Recently, a cluster system in which a polygonal transfer chamber is disposed in the center and a plurality of process chambers are disposed around the center in order to increase the efficiency of the process is mainly used.
클러스터 시스템에서 이송 챔버는 사각 또는 기타 다각의 형상을 가지고, 중앙에는 이송로봇이 설치된다. 이송 챔버의 일 측면에는 로드락 챔버가 배치되고, 다른 측면에는 공정 챔버들이 배치된다.In a cluster system, the transfer chamber has a rectangular or other polygonal shape and a transfer robot is installed at the center. A load lock chamber is disposed on one side of the transfer chamber, and process chambers are disposed on the other side.
초기의 클러스터 시스템에서 반도체 웨이퍼를 이송하는 이송 챔버는 하나의 웨이퍼를 공정 챔버로 이송시키는 역할에 한정되었다. 즉, 주 회전축을 이용하여 이송로봇을 360° 회전시키고, 제1 암 회전축과 제2 암 회전축 및 블레이드 회전축을 이용하여 이송로봇의 암을 전후방으로 이동시키며, 상하 이동 축을 이용하여 주 회전축을 상하 이동시켜 웨이퍼를 블레이드 상에 안착하거나 혹은 블레이드 상에 안착된 웨이퍼를 공정 챔버 혹은 로드락 챔버에 안착시키도록 구성된다.In early cluster systems, the transfer chamber for transferring semiconductor wafers was limited to the transfer of one wafer into the process chamber. That is, the feed robot is rotated 360 ° using the main rotating shaft, the arm of the feed robot is moved forward and backward using the first arm rotating shaft, the second arm rotating shaft, and the blade rotating shaft, and the main rotating shaft is vertically moved using the vertical movement shaft. And seat the wafer on the blade or seat the wafer seated on the blade in a process chamber or load lock chamber.
이러한 방식은 이송로봇을 통해 하나의 웨이퍼를 이송시키고 공정 처리하도록 구성되어 있어서 제품의 생산성이 저하되며, 따라서, 최근에는 제품의 생산성을 향상시키기 위해 보다 다양한 이송로봇의 개발이 활발하게 진행되고 있다.Such a method is configured to transfer and process a single wafer through a transfer robot, thereby lowering the productivity of the product. Accordingly, in recent years, development of more various transfer robots has been actively conducted to improve the productivity of the product.
제품의 생산성을 향상시키기 위해 최근에는 두개의 웨이퍼를 동시에 이송하고 공정 처리하는 듀얼 암 방식이 주로 사용된다. 이러한 듀얼 암 방식의 클러스터 시스템의 일예로 국내 공개특허 제2005-72621호인 발명의 명칭 "기판 제조장치 및 이에 사용되는 기판 이송모듈"이 게시된 바 있다.In order to improve the productivity of the product, recently, the dual arm method of transferring and processing two wafers simultaneously is mainly used. As an example of such a dual-arm cluster system has been published the name "substrate manufacturing apparatus and substrate transfer module used therein" of the present invention published in Korea Patent Publication No. 2005-72621.
도 1을 참조하여 종래의 듀얼 암 방식의 기판 제조 시스템을 개략적으로 설명한다.Referring to FIG. 1, a conventional dual arm type substrate manufacturing system will be described.
반도체 웨이퍼 공정설비에는 웨이퍼 핸들링 시스템의 하나인 EFEM(Equipment Front End Module)(10)이 장착된다. EFEM(10)은 프레임(12)과 그 일 측벽에 FOUP(Front Open Unified Pod)(18)과 같은 기판저장용기(도시되지 않음)가 놓여지는 로드 스테이션(14)이 구성된다. 프레임(12)의 내부에는 FOUP(18)의 도어를 개폐하는 도어 오프너(도시되지 않음)가 설치되고, FOUP(18)과 공정 설비(20)간 웨이퍼를 이송하는 이송 로봇(16)이 배치된다.The semiconductor wafer processing equipment is equipped with an equipment front end module (EFEM) 10, which is one of wafer handling systems. The EFEM 10 includes a
공정 설비(20)는 웨이퍼에 대해 하나 또는 복수의 공정을 수행하기 위한 것으로서, 로드락 챔버(loadlock chamber)(120), 이송 챔버(transfer chamber)(140), 다수의 공정 챔버들(process chambers)(160) 및 기판 이송 모듈(substrate transfer module)(30)이 구성된다. 공정 설비(20)의 중앙에는 다각 형상의 이송 챔버(140)가 배치되고, EFEM(10)과 이송 챔버(140) 사이에는 공정이 수행될 웨이퍼들이 놓여지는 로드락 챔버(120)가 배치된다. 또한, 이송 챔버(140)의 각각의 측면에는 웨이퍼에 대해 소정의 공정을 수행하는 공정 챔버(20)가 나란히 복수개가 배치된다. 나란히 배치된 공정 챔버(160)에서는 동일 공정이 수행되며, 각각의 공정 챔버(160) 내에는 하나의 기판 스테이지(102)가 놓여진다.The
이송 챔버(140)의 중앙에는 기판 이송 모듈(30)이 배치된다. 기판 이송 모듈(30)은 로드락 챔버(120)와 공정 챔버(160)간, 또는 인접하는 공정 챔버들(160)간에 웨이퍼를 이송한다. 기판 이송 모듈(30)은 회전체, 회전체 구동부, 그리고 각각 독립적으로 구동되는 두개의 이송로봇들로 구성된다. 각각의 이송 로봇은 블레이드와 암부를 갖는다. 도 1에 도시된 바와 같이 블레이드는 서로 대칭되는 한 쌍으로 구성되며, 암부와 블레이드의 연결 축에서 360° 회전이 가능하다.The
즉, 전술한 종래의 클러스터 시스템은, 우선, 기판 이송 모듈(30)을 360° 회전시키기 위한 주 회전축과, 각각의 이송 로봇에 연결된 제1 암들을 회전시키기 위한 각각의 제1 암 회전축과, 제1 암들에 각각 연결된 제2 암들을 회전시키기 위한 각각의 제2 암 회전축과, 각각의 제2 암들에 각각 연결된 블레이드들을 회전시키기 위한 각각의 블레이드 회전축 및 상기 기판 이송 모듈(30) 전체를 상하로 이동시키는 상하 이동 축으로 구성되는 8축의 이송 로봇을 사용하여야 한다.In other words, the above-described conventional cluster system includes, first, a main axis of rotation for rotating the
또한, 종래의 클러스터 시스템은 로드락 챔버(120)에서 대기 중인 한 쌍의 제1 웨이퍼를 한 쌍의 제1 블레이드에서 취한 후, 블레이드 회전축을 180° 회전시켜 로드락 챔버(120)에서 대기 중인 다른 한 쌍의 제2 웨이퍼를 한 쌍의 제2 블레이드에서 취할 수 있다.In addition, the conventional cluster system takes a pair of first wafers waiting in the
이후, 이송하여야 할 공정 챔버(160)의 위치로 기판 이송 모듈(30)이 회전하고, 제1 또는 제2 블레이드 중 어느 한 쌍의 블레이드에 취부되어 있는 웨이퍼가 공정 챔버(160)로 이송된다. 이때, 다른 한 쌍의 블레이드는 대기 상태를 유지하고, 다른 한 쌍의 블레이드에 취부된 웨이퍼는 다른 어떠한 공정 챔버(160)에도 이송되지 못한다.Subsequently, the
한 쌍의 블레이드가 어느 하나의 공정 챔버(160)에 웨이퍼를 안착시킨 후 기판 이송 모듈(30)측으로 귀환하면, 이번에는 각각의 블레이드가 180° 회전하여 블레이드에 취부된 한 쌍의 웨이퍼들은 다른 공정 챔버(160)로 이송할 수 있다.When a pair of blades seats a wafer in one of the
그런데, 종래의 클러스터 시스템을 보면, 한 쌍의 블레이드 중 어느 하나가 웨이퍼를 이송하는 작업을 수행할 때 다른 하나의 블레이드에 180° 방향으로 회전되어 있어 현재 이송작업과는 별개의 작업을 수행할 수 없다. 따라서, 웨이퍼의 생산성 향상을 기대하기 어렵다.However, in the conventional cluster system, when one of the pair of blades is rotated in the direction of 180 ° to the other blade when performing the operation of transferring the wafer can perform a separate operation from the current transfer operation none. Therefore, it is difficult to expect an improvement in the productivity of the wafer.
또한, 기판 이송 모듈을 동작하기 위해서는 앞서 언급한 바와 같이 8개의 축이 필요하다. 따라서, 많은 수의 모터와 회전축 및 풀리나 기어 등의 구성이 요구되며, 이로 인해 기판 이송 모듈의 전체적인 부피가 증가한다.In addition, eight axes are required to operate the substrate transfer module. Therefore, a large number of motors, rotating shafts, pulleys and gears, etc. are required, which increases the overall volume of the substrate transfer module.
또한, 기판 이송 모듈을 작동하기 위해 8개의 축을 구성하는 것은 현실적으로 매우 어렵고, 실제 8축의 이송 로봇을 구성하더라도 구성부가 너무나 복잡해지고, 이로 인해 고장발생 우려가 높고, 고장발생시 수리가 용이하지 않다.In addition, it is practically very difficult to configure eight axes to operate the substrate transfer module, and even if the actual eight-axis transfer robot is configured, the components become too complicated, and thus, there is a high possibility of failure and repair is not easy in case of failure.
본 발명은 간단한 구성의 듀얼 암 이송 로봇을 교차 설치하여 생산성을 향상시킨 반도체 웨이퍼 이송 로봇을 제공한다.The present invention provides a semiconductor wafer transfer robot having improved productivity by cross-installing a dual arm transfer robot having a simple configuration.
본 발명은 듀얼 암 클러스터 내에 설치되는 이송 로봇의 부피가 작은 반도체 웨이퍼 이송 로봇을 제공한다.The present invention provides a semiconductor wafer transfer robot having a small volume of a transfer robot installed in a dual arm cluster.
본 발명은 구성을 간소화하여 고장에도 신속하게 대처할 수 있는 반도체 웨이퍼 이송 로봇을 제공한다.The present invention provides a semiconductor wafer transfer robot that can simplify a configuration and cope with failures quickly.
본 발명은 웨이퍼의 이송위치가 상이하더라도 이에 용이하게 대응할 수 있는 반도체 웨이퍼 이송 로봇을 제공한다.The present invention provides a semiconductor wafer transfer robot that can easily cope with this even if the wafer transfer positions are different.
본 발명은 웨이퍼를 로드락 챔버와 공정 챔버에 로딩 및 언로딩하는 이송 챔버 내에 설치되는 이송 로봇에 있어서, 상기 이송 로봇은 상기 이송 챔버의 대략 중앙 부위에 복수개가 분리 설치되고, 상기 이송 로봇 각각은, 주 회전모터에 의해 상기 이송 로봇이 독립적으로 회전되는 주 회전축; 상기 주 회전축에 연결되고, 전후진 모터에 의해 상호 교차 회전되는 적어도 둘 이상의 암; 및 상기 암에 연결되어 상기 암의 교차 회전에 의해 전후진되며, 웨이퍼를 로딩 및 언로딩하는 적어도 한 쌍의 블레이드를 포함한다.The present invention provides a transfer robot installed in a transfer chamber for loading and unloading wafers into a load lock chamber and a process chamber, wherein a plurality of transfer robots are separately installed at approximately a central portion of the transfer chamber, and each transfer robot A main rotation shaft to which the transfer robot is independently rotated by a main rotation motor; At least two arms connected to the main axis of rotation and mutually rotated by a forward and backward motor; And at least one pair of blades connected to the arm and advanced back and forth by cross rotation of the arms, for loading and unloading a wafer.
상기 이송 로봇은, 상기 이송 챔버의 상부 대략 중앙위치에 설치된 프레임에 설치되되, 상기 프레임의 일 측에 상기 이송 로봇 중 제1 이송 로봇이 설치되고, 상기 제1 이송 로봇이 설치된 상기 프레임에서 소정 거리 이격된 위치에 상기 이송 로봇 중 제2 이송 로봇이 설치된다.The transfer robot is installed in a frame installed at an approximately center position of the upper transfer chamber, a first transfer robot of the transfer robot is installed on one side of the frame, and a predetermined distance from the frame in which the first transfer robot is installed. A second transfer robot of the transfer robot is installed at a spaced position.
또한, 상기 제1 이송 로봇과 상기 제2 이송 로봇은, 서로 대향되도록 설치된다.The first transfer robot and the second transfer robot are provided to face each other.
또한, 상기 제1 이송 로봇은 상기 프레임의 상부에 설치되고, 상기 제2 이송 로봇은 상기 프레임의 하부에 설치될 수도 있다.In addition, the first transfer robot may be installed above the frame, and the second transfer robot may be installed below the frame.
이때, 상기 제1 이송 로봇은, 상기 프레임의 상부에서 회전되도록 설치되는 제1 주 회전축; 상기 제1 주 회전축의 하측 방향으로 설치되는 적어도 둘 이상의 제1 암부; 및 상기 적어도 둘 이상의 제1 암부 중 어느 하나의 암의 하측 방향으로 설치되는 한 쌍의 제1 블레이드를 포함한다.In this case, the first transfer robot, the first main rotating shaft which is installed to rotate in the upper portion of the frame; At least two first arm parts disposed in a lower direction of the first main rotation axis; And a pair of first blades installed in a lower direction of any one of the at least two first arm portions.
또한, 상기 제2 이송 로봇은, 상기 프레임의 하부에서 회전되도록 설치되는 제2 주 회전축; 상기 제2 주 회전축의 상측 방향으로 설치되는 적어도 둘 이상의 제2 암부; 및 상기 적어도 둘 이상의 제2 암부 중 어느 하나의 암의 상측 방향으로 설치되는 한 쌍의 제2 블레이드를 포함한다.In addition, the second transfer robot, the second main rotary shaft is installed to rotate in the lower portion of the frame; At least two second arm portions disposed in an upper direction of the second main rotation shaft; And a pair of second blades installed in an upward direction of any one of the at least two second arm portions.
또한, 상기 한 쌍의 제1 블레이드는, 동일 평면상에 위치한다.In addition, the pair of first blades are located on the same plane.
또한, 상기 한 쌍의 제2 블레이드는, 동일 평면상에 위치한다.In addition, the pair of second blades are located on the same plane.
또한, 상기 한 쌍의 제1 블레이드와 상기 한 쌍의 제2 블레이드는, 서로 상이한 평면상에 위치하되, 상기 한 쌍의 제1 블레이드가 상기 한 쌍의 제2 블레이드보다 높은 위치에 위치한다.In addition, the pair of first blades and the pair of second blades are located on different planes from each other, but the pair of first blades are located at a higher position than the pair of second blades.
한편, 상기 제1 주 회전축과 상기 적어도 둘 이상의 제1 암부를 연결하는 제1 연결 축을 더 포함하며, 상기 제1 연결 축은 상하 이동모터에 의해 상하 이동된다.On the other hand, the first main axis of rotation further comprises a first connecting shaft for connecting the at least two first arm portion, the first connecting shaft is moved up and down by a vertical movement motor.
또한, 상기 제2 주 회전축과 상기 적어도 둘 이상의 제2 암부를 연결하는 제2 연결 축을 더 포함하며, 상기 제2 연결 축은 상하 이동모터에 의해 상하 이동된다.The apparatus may further include a second connecting shaft connecting the second main rotational shaft and the at least two second arm parts, wherein the second connecting shaft is vertically moved by a vertical movement motor.
또한, 상기 적어도 둘 이상의 암은, 각각의 전후진 모터에 의해 독립적으로 전후진된다.In addition, the at least two arms are independently moved forward and backward by respective forward and backward motors.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예(들)에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기의 설명에서는 구체적인 회로의 구성소자 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiment (s) of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the elements of each drawing, it should be noted that the same elements are denoted by the same reference numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in the following description there are shown a number of specific details, such as components of the specific circuit, which are provided only to help a more general understanding of the present invention that the present invention may be practiced without these specific details. It is self-evident to those of ordinary knowledge in Esau. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송 로봇의 수직 절개도이며, 도 4는 도 3에 도시된 반도체 웨이퍼 이송 로봇의 평면도이고, 도 5a 내지 도 5l은 도 3 및 도 4에 도시된 반도체 웨이퍼 이송 로봇의 동작상태도이다.2 is a schematic structural diagram of a substrate manufacturing system according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a vertical cutaway view of a semiconductor wafer transfer robot according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is shown in FIG. 5 is a plan view of the semiconductor wafer transfer robot, and FIGS. 5A to 5L are operation state diagrams of the semiconductor wafer transfer robot shown in FIGS. 3 and 4.
먼저, 도 2를 참조하여 본 발명에 적용된 기판 제조 시스템의 전체적인 구성을 설명하면, 최근 반도체 기판인 웨이퍼가 200mm에서 300mm로 대구경화됨에 따라 기판 제조 시스템(200)은 완전한 자동화에 의해 공정을 수행하며, 공정 설비(300)에는 웨이퍼 핸들링 시스템의 일예로 EFEM(400)이 설치된다. EFEM(400)은 프레임(401)과 그 일 측벽에 FOUP(402)와 같은 기판저장용기(도시되지 않았음)가 놓여지는 로드 스테이션(403)이 구성된다. 프레임(401)의 내부에는 FOUP(402)의 도어를 개폐하는 도어 오프너(도시되지 않았음)가 설치되고, FOUP(402)와 공정 설비(300)간 웨이퍼를 이송하는 이송로봇(404)(통상 "대기반송로봇"으로 칭하기도 함)이 설치된다.First, referring to FIG. 2, the overall configuration of the substrate manufacturing system applied to the present invention will be described. As the wafer, which is a semiconductor substrate, is largely cured from 200 mm to 300 mm, the
한편, 공정 설비(300)는 웨이퍼에 대해 하나 또는 복수의 공정을 수행하기 위한 것으로, 로드락 챔버(310), 이송 챔버(320), 공정 챔버들(330) 및 기판 이송 모듈(340)이 설치된 클러스터 시스템의 구성을 갖는다. 공정 설비(300)의 중앙에는 다각 형상의 이송 챔버(320)가 설치되며, 이때, 이송 챔버(320)의 형태는 작업의 종류, 규모 등에 따라 4각 또는 그 이상의 다각 형상으로 구성할 수도 있다. 본 발명에서는 4각형상의 이송 챔버(320)를 사용한 것으로 한정하여 설명할 것이며, 이송 챔버(320)의 4각 형상은 본 발명의 구성에 있어서 하나의 실시예일 뿐임을 미리 밝혀둔다.On the other hand, the
또한, 이송 챔버(320)의 각각의 측면에는 웨이퍼에 대해 소정 공정을 수행하는 공정 챔버들(330a~332b)이 다수개 배치된다. 여기서, 다수의 공정 챔버들(330a~332b)은 모두 동일한 공정을 수행하도록 구성할 수도 있으며, 작업의 성격이나 작업자의 필요에 따라 서로 상이한 공정을 수행하도록 구성할 수도 있다. 또한, 듀얼 암 이송 로봇의 구성에 따라 두개의 공정 챔버(330~332)가 쌍을 이루는 형태로 인접 설치되며, 한 쌍의 공정 챔버(330~332)에서 한 싸이클의 웨이퍼 제조작업이 수행된다. 또한, 각각의 공정 챔버(330a~332b)에는 각각 하나씩의 기판 스테이지(333a~335b)가 구성된다.In addition, a plurality of
또한, 이송 챔버(320)의 중앙에는 기판 이송 모듈(340)이 설치된다. 기판 이송 모듈(340)은 로드락 챔버(310)와 공정 챔버(330)간, 또는 인접하는 공정 챔버(330)간에 웨이퍼를 이송한다. 즉, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 기판 이송 모듈(340)은 상부 이송 로봇(500) 및 하부 이송 로봇(600)으로 구분되어 설치되며, 각각의 이송 로봇(500, 600)은 독립된 구동원(도시되지 않았음)을 통해 개별적으로 동작된다. 여기서, 상부 및 하부 이송 로봇(500, 600)은 통상 "진공반송로봇"으로 칭하기도 한다.In addition, the
주 회전축(501, 601)은 이송 챔버(320)의 대략 중앙부위에서 상하로 분리 설치되고, 대략 원통형상으로 구성된다.The main
상부 이송 로봇(500)의 주 회전축(501)은 상부 및 하부 이송 로봇(500, 600)을 고정하기 위한 프레임(700) 중 상측 덮개(701)에 설치된다. 상측 덮개(701)는 대략 중앙부위가 천공된 천공홈(701a)을 포함하며, 천공홈(701a)을 통해 상부 이송 로봇(500)의 주 회전축(501)이 끼워진 후 베어링 등의 회전 가능수단에 의해 고정 설치된다. 주 회전축(501)은 도시되지 않은 주 상부 주 회전모터에 의해 중심축(도 3의 "A")을 기준으로 360° 회전 가능하도록 구성된다.The
또한, 하부 이송 로봇(600)의 주 회전축(601)은 상부 이송 로봇(500)의 주 회전축(501)에 설치된 것과 유사하게 설치된다. 즉, 하부 이송 로봇(600)의 주 회전축(601)은 프레임(700) 중 하부 지지대(702)에 설치된다. 하부 지지대(702)는 기저부(702b)의 대략 중앙 부위가 천공된 천공홈(702a)을 포함하며, 천공홈(702a)을 통해 하부 이송 로봇(600)의 주 회전축(601)이 끼워진 후 베어링 등의 회전 가능수단에 의해 고정 설치된다.In addition, the main
또한, 하부 지지대(702)의 측면에는 측벽(702c)이 형성되어 있으며, 측벽(702c)의 상측에는 상부 이송 로봇(500)에 고정된 덮개(701)가 결합된다. 하부 지지대(702)의 측면에 형성된 측벽(702c)에는 후술하는 암 및 블레이드가 진행하는데 방해받지 않도록 소정 크기의 관통공(702d)이 형성되며, 이 관통공(702d)은 필요에 따라 공정 챔버(330) 및 로드락 챔버(310)가 설치된 방향으로 개방된 형태로 구성할 수도 있다.In addition, a
상부 이송 로봇(500)의 상부 주 회전축(501)에는 중심축("A") 위치에서 하측방향으로 연장된 상부 연결축(505)이 구성되고, 이 상부 연결축(505)의 종단에는 제1 상부 암(502, 502a)의 일측이 결합된다. 제 1 상부 암(502, 502a)의 타측은 제2 상부 암(503, 503a)의 일측에 결합되며, 제2 상부 암(503, 503a)의 타측은 상부 블레이드(504, 504a)에 각각 결합된다. 이때, 제1 상부 암(502, 502a)은 상부 주 회전축(501)에 직접 연결되도록 구성할 수도 있다.The upper main
상부 이송 로봇(500)의 제1 상부 암(502, 502a)과 제2 상부 암(503, 503a) 및 상부 블레이드(504, 504a)는 풀리와 기어 등의 연동수단에 의해 상호 연동되도록 결합되며, 도시되지 않은 제1 상부 전후진 모터에 의해 회전상태가 연동된다. 즉, 제1 상부 암(502)이 시계방향으로 회전하면 제2 상부 암(503)은 반시계방향으로 회전하며, 상부 블레이드(504)는 시계방향으로 회전하도록 각각의 암(502, 503)과 블레이드(504)는 풀리와 기어에 의해 결합된다. 또한, 제1 상부 암(502)이 시계방향으로 회전할 때 쌍을 이루는 제1 상부 암(502a)은 제2 상부 전후진 모터(도시되지 않았음)에 의해 반시계방향으로 회전하고, 제2 상부 암(503a)은 시계방향으로, 상부 블레이드(504a)는 반시계방향으로 회전되어, 한 쌍의 블레이드(504, 504a)간의 간격은 항상 일정하게 유지되면서 블레이드(504, 504a)가 로드락 챔버(310) 혹은 공정 챔버들(330a~332b) 중 어느 하나로 전진하거나 후퇴하도록 구성된다.The first
하부 이송 로봇(600)의 구성도 앞의 상부 이송 로봇(500)의 구성과 동일한 구성을 갖는다. 즉, 하부 이송 로봇(600)의 하부 주 회전축(601)에는 중심축("A") 위치에서 상측방향으로 연장된 하부 연결축(605)이 구성되고, 이 하부 연결축(605)의 종단에는 제1 하부 암(602, 602a)의 일측이 결합된다. 제 1 하부 암(602, 602a)의 타측은 제2 하부 암(603, 603a)의 일측에 결합되며, 제2 하부 암(603, 603a)의 타측은 하부 블레이드(604, 604a)에 각각 결합된다. 이때, 제1 하부 암(602, 602a)은 하부 주 회전축(601)에 직접 연결되도록 구성할 수도 있다.The configuration of the
하부 이송 로봇(600)의 제1 하부 암(602, 602a)과 제2 하부 암(603, 603a) 및 하부 블레이드(604, 604a)는 풀리와 기어 등의 연동수단에 의해 상호 연동되도록 결합되며, 도시되지 않은 제1 하부 전후진 모터에 의해 회전상태가 연동된다. 즉, 제1 하부 암(602)이 시계방향으로 회전하면 제2 하부 암(603)은 반시계방향으로 회전하며, 하부 블레이드(604)는 시계방향으로 회전하도록 각각의 암(602, 603)과 블레이드(604)는 풀리와 기어에 의해 결합된다. 또한, 제1 하부 암(602)이 시계방향으로 회전할 때 쌍을 이루는 제1 하부 암(602a)은 제2 하부 전후진 모터(도시되지 않았음)에 의해 반시계방향으로 회전하고, 제2 하부 암(603a)은 시계방향으로, 하부 블레이드(604a)는 반시계방향으로 회전되어, 한 쌍의 블레이드(604, 604a)간의 간격은 항상 일정하게 유지되면서 블레이드(604, 604a)가 로드락 챔버(310) 혹은 공정 챔버들(330a~332b) 중 어느 하나로 전진하거나 후퇴하도록 구성된다.The first
또한, 상부 이송 로봇(500)의 주 회전축(501)은 도시되지 않은 상부 상하 이동모터에 의해 상하 방향으로 이동된다. 하부 이송 로봇(500) 또한 주 회전축(601)이 도시되지 않은 하부 상하 이동모터에 의해 상하 방향으로 이동된다.In addition, the
즉, 본 발명의 이송 로봇은 상부 이송 로봇(500)과 하부 이송 로봇(600)이 각각 개별적으로 동작되도록 구성되며, 상부 이송 로봇(500)의 암들(502, 503) 및 블레이드(504)는 다른 한 쌍의 암들(502a, 503a) 및 블레이드(504a)와 독립적으로 구동된다. 마찬가지로, 하부 이송 로봇(600)의 암들(602, 603) 및 블레이드(604)는 다른 한 쌍의 암들(602a, 603a) 및 블레이드(604a)와 독립적으로 구동된다.That is, the transfer robot of the present invention is configured such that the
또한, 본 발명의 이송 로봇은 상부 이송 로봇(500) 전체를 회전하는 상부 주 회전축(501)과, 각 암들(502, 502a, 503, 503a) 및 블레이드(504, 504a)를 전후진하는 한 쌍의 전후진축과, 상부 이송 로봇(500)을 상하 이동시키는 상하 이동축으로 구성된 4축의 상부 이송 로봇(500)과, 하부 이송 로봇(600) 전체를 회전하는 하부 주 회전축(601)과, 각 암들(602, 602a, 603, 603a) 및 블레이드(604, 604a)를 전후진하는 한 쌍의 전후진축과, 하부 이송 로봇(600)을 상하 이동시키는 상하 이동축으로 구성된 4축의 하부 이송 로봇(600)이 서로 프레임(700)의 상하측에 대칭되도록 교차 설치된다.In addition, the transfer robot of the present invention is a pair of the upper main
전술한 구성의 본 발명의 일 실시예에 따른 동작에 대하여 도 5a 내지 도 5e를 참조하여 상세히 설명한다.An operation according to an embodiment of the present invention having the above-described configuration will be described in detail with reference to FIGS. 5A to 5E.
먼저, EFEM(400)으로 대변되는 전처리 과정은 통상의 전처리 과정과 동일하므로, 간략하게 설명하기로 한다.First, since the pretreatment process represented by the
FOUP(402)에 적재된 다수의 웨이퍼는 로드 스테이션(403)을 통해 이송상태로 위치되고, EPEM(400)에 설치된 이송 로봇(404)은 FOUP(402)에 적재된 웨이퍼 한 쌍을 로드락 챔버(310)로 이송한다.A plurality of wafers loaded in the
또한, 공정 설비(300)에 의해 공정 처리된 웨이퍼가 로드락 챔버(310)에 이송되면, 이송 로봇(404)이 로드락 챔버(301)에 놓여진 웨이퍼를 수거하여 다시 FOUP(402)에 적재하고, 이러한 과정을 반복적으로 수행한다.In addition, when the wafer processed by the
한편, 로드락 챔버(310)에 새로운 웨이퍼(W1)가 적재되면, 이송 챔버(320)내의 상부 및 하부 이송 로봇(500, 600) 중 어느 하나의 로봇이 로드락 챔버(310)가 설치된 방향으로 회전하여 로드락 챔버(310)에 적재된 새로운 웨이퍼(W1)를 로딩한다. 예를 들어, 상부 이송 로봇(500)이 로드락 챔버(310)에 적재된 새로운 웨이퍼(W1)를 로딩하고자 하는 경우, 상부 이송 로봇(500)의 블레이드(504, 504a)가 각각 로드락 챔버(310)내의 각 웨이퍼(W1)를 향하도록 상부 주 회전축을 회전시킨다. 이후, 제1 상부 암(5002, 502a)이 서로 접근하는 방향으로 제1 상부 암들(502, 502a)을 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하면, 제2 상부 암들(503, 503a)은 제1 상부 암들(502, 502a)과 반대 방향으로 회전하게 되고, 결국 블레이드(504, 504a)는 로드락 챔버(310) 방향으로 전진하게 된다.On the other hand, when a new wafer (W1) is loaded in the
블레이드(504, 504a)의 대략 중심부위가 로드락 챔버(310)상에 적재된 웨이퍼(W1)의 대략 중심부위에 도달하면, 상부 이송 로봇(500)의 주 회전축(501)이 상측으로 이동되면서 웨이퍼(W1)를 들어 올리게 되고, 이에 따라 웨이퍼(W1)는 상부 블레이드(504, 504a) 상에 로딩된다(이상 도 5a 참조).When the approximately center of the
이후, 상부 이송 로봇(500)의 제1 상부 암(5002, 502a)이 서로 멀어지는 방향으로 제1 상부 암들(502, 502a)을 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하면, 제2 상부 암들(503, 503a)은 제1 상부 암들(502, 502a)과 반대 방향으로 회전하게 되고, 결국 블레이드(504, 504a)는 로드락 챔버(310)로부터 후퇴하게 된다(이상 도 5b 참조).Thereafter, when the first
상부 이송 로봇(500)이 이송 챔버(320) 내에서 회전하는데 지장이 없는 상태까지 블레이드가 후퇴하면, 상부 이송 로봇(500)의 주 회전축(501)이 소정 각도(도 5에서는 90°, 180°, 270° 중 어느 하나)로 회전하여 웨이퍼(W1)가 로딩되어 있는 블레이드(504, 504a)가 임의의 공정 챔버(330a~332b 중 어느 한 쌍)에 위치되도록 하고, 상기한 과정을 통해 블레이드(504, 504a)를 전진시켜 공정 챔버(330a~332b 중 어느 한 쌍)에 웨이퍼(W1)를 위치시킨다. 블레이드(504, 504a)가 공정 챔버(330a~332b 중 어느 한 쌍)에 위치하면, 상부 이송 로봇(500)의 상부 주 회전축(501)이 하측으로 이동되고, 웨이퍼(W1)는 공정 챔버(330a~332b 중 어느 한 쌍)내의 기판 스테이지(333a~335b 중 어느 한 쌍)에 언로딩된다(이상 도 5c 참조).When the blade is retracted until the
한편, 상기한 바와 같이 상부 이송 로봇(500)이 작업을 수행하는 도중에 하부 이송 로봇(600)은 상부 이송 로봇(500)의 작업과 무관하게 임의의 작업을 수행할 수 있다. 즉, 하부 이송 로봇(600)은 상기한 과정과 같이 새로운 웨이퍼(W2)를 로드락 챔버(310)로부터 가져와서 상부 이송 로봇(500)에서 작업 중인 공정 챔버(330a~332b 중 어느 한 쌍)를 제외한 나머지 공정 챔버 중 어느 한 쌍에 웨이퍼(W2)를 로딩할 수도 있고, 공정이 완료된 웨이퍼(W3)를 공정 챔버(330a~332b 중 어느 한 쌍)로부터 추출하여 로드락 챔버(310)로 언로딩할 수도 있다(이상 도 5d 참조). 한편, 전술한 바와 같은 과정을 로드락 챔버(310)내의 모든 웨이퍼들에 대하여 공정이 완료될 때까지 각각의 공정 챔버(330a~332b)에 대하여 순차적 또는 불연속적으로 반복 진행할 수 있다. 이와 같은 과정은 도 5e 내지 도 5l에 잘 도시되어 있다.Meanwhile, as described above, the
여기서, 웨이퍼(W1~W3)를 표현함에 있어서, 도 5에서 내부가 빈 웨이퍼는 공정이 진행되지 않은 상태의 웨이퍼들이고, 내부가 일 방향으로 빗금 쳐진 웨이퍼는 공정이 진행 중인 상태의 웨이퍼들이며, 내부가 양 방향으로 빗금 쳐진 웨이퍼는 공정이 완료된 상태의 웨이퍼들이다.Here, in representing the wafers W1 to W3, the wafers with an empty interior in FIG. 5 are wafers in which the process is not performed, and the wafers in which the inside is hatched in one direction are wafers in a process in progress, and Wafers shaded in both directions are wafers in which the process is completed.
또한, 본 발명의 이송 로봇은 좌측 암들(502, 503, 602a, 603a) 및 좌측 블레이드(504, 604a)가 우측 암들(502a, 503a, 602, 603) 및 우측 블레이드(504a, 604)와 서로 독립적으로 구동되므로, 각각의 웨이퍼(W1~W3)가 공정 챔버(330a~332b 중 어느 하나)의 중앙에 위치하도록 개별적으로 제어할 수도 있다. 웨이퍼의 중심점을 검출하는 기술은 국내특허공개 제1998-42482호인 발명의 명칭이 "웨이퍼 처리장치 및 방법"에도 잘 나타나 있으며, 이외에도 이미 많은 선행된 자료들에 의해 충분하게 공지된 기술에 해당한다.In addition, the transfer robot of the present invention is that the
그리고, 상부 및 하부 이송 로봇(500, 600)의 주 회전축(501, 601)을 각각 구동하는 주 회전모터와, 제1 암들(502, 502a, 602, 602a)과 제2 암들(503, 503a, 603, 603a)을 각각 구동함과 동시에 제2 암들(503, 503a, 603, 603a)들과 블레이드들(504, 504a, 604, 604a)을 각각 구동하기 위한 전후진 모터들과, 주 회전축(5001, 601)을 상하 이송시키는 상하 이동모터들의 구성은 통상의 이송 로봇에서 제시된 바 있는 통상적인 기술임을 미리 밝혀둔다.And, the main rotary motor for driving the main rotary shaft (501, 601) of the upper and lower transfer robot (500, 600), respectively, the first arms (502, 502a, 602, 602a) and the second arms (503, 503a, Forward and backward motors for driving the
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예(들)에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예(들)에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, although the specific embodiment (s) have been described in the detailed description of the present invention, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiment (s), but should be defined by the appended claims and equivalents thereof.
본 발명은 4축 이송 로봇 한 쌍을 이송 챔버의 상측과 하측에 각각 설치하고, 한 쌍의 4축 이송 로봇을 독립적으로 구동하도록 함으로써, 상부 이송 로봇이 공정을 수행하는 동안 하부 이송 로봇이 상부 이송 로봇의 작업에 구애받지 않고 독립적인 공정을 수행할 수 있으므로 생산성이 향상된다.According to the present invention, a pair of four-axis transfer robots are installed on the upper side and the lower side of the transfer chamber, respectively, and the pair of four-axis transfer robots are independently driven so that the lower transfer robot moves upward while the upper transfer robot performs the process. Productivity is improved because independent processes can be performed regardless of the robot's work.
본 발명은 4축 이송 로봇 한 쌍의 이송 챔버의 상측과 하측에 각각 분할 설치함으로써, 이송 로봇이 설치된 이송 챔버의 부피가 작고, 이로 인해 공정 설비를 설치할 공간을 확보하기 용이하다.The present invention is divided into the upper and lower sides of the pair of four-axis transfer robot transfer chamber, respectively, the volume of the transfer chamber is small, it is easy to ensure a space to install the process equipment.
본 발명은 4축 이송 로봇을 이송 챔버의 상측과 하측에 개별적으로 설치함으로써, 이송 로봇들의 구성이 간소화되고, 이로 인해 고장 발생시에 이송 로봇의 수리작업이 간편하며, 고장 발생시에도 신속한 대처가 가능하다.According to the present invention, four-axis transfer robots are separately installed on the upper side and the lower side of the transfer chamber, thereby simplifying the configuration of the transfer robots, thereby simplifying the repair work of the transfer robots in the event of a failure, and promptly coping with a failure. .
본 발명은 상측 이송 로봇과 하측 이송 로봇의 듀얼 암들이 각각 개별적인 축에 의해 전후 방향으로 이동 가능하게 설치되기 때문에 웨이퍼의 이송위치가 상이하더라도 이에 용이하게 대응할 수 있다.According to the present invention, since the dual arms of the upper transfer robot and the lower transfer robot are installed to be moved in the front-rear direction by their respective axes, even if the transfer positions of the wafers are different, they can be easily coped with.
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