KR101130558B1 - 열교환용 플레이트가 구비된 트랜스퍼 챔버 및 이를 구비한 반도체 제조장비 - Google Patents

열교환용 플레이트가 구비된 트랜스퍼 챔버 및 이를 구비한 반도체 제조장비 Download PDF

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Abstract

기판과 열교환하는 플레이트가 구비된 트랜스퍼 챔버 및 이를 구비한 반도체 제조장비가 개시된다. 보다 상세히는, 로드락 챔버와 공정 챔버를 연결하며 기판이송로봇이 기판을 이송하는 공간을 제공하는 트랜스퍼 챔버에 기판을 가열 또는 냉각할 수 있는 플레이트가 구비된다. 이러한 트랜스퍼 챔버는 트랜스퍼 챔버의 하부면을 형성하는 챔버 베이스와, 챔버 베이스에 형성되어 기판과 열교환하는 적어도 하나 이상의 플레이트와, 기판을 안착하여 이송로봇과 플레이트로 기판을 전달하는 쉘프(shelf) 및 쉘프와 연동되어 쉘프를 상하 이동시키는 승강모듈을 포함하며, 본 발명에 따른 반도체 제조장비는 상기 트랜스퍼 챔버 내부에 구비되어 기판을 플레이트와 이송로봇의 로봇암으로 전달하는 이송로봇을 포함한다.
트랜스퍼 챔버, 쿨러, 히터, 웨이퍼

Description

열교환용 플레이트가 구비된 트랜스퍼 챔버 및 이를 구비한 반도체 제조장비{Transfer Chamber having Plate for Heat Exchange and Semiconductor Fabrication Equipment having The same}
본 발명은 반도체 제조용 설비에 관한 것으로, 더욱 상세히는 로드락 챔버와 공정 챔버 사이에 연결되어 기판을 이송하는 공간을 제공하는 트랜스퍼 챔버 및 이를 구비한 반도체 제조장비에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조 공정은 반도체 기판에 사진, 식각, 확산, 증착 등 여러 공정을 반복적으로 수행하여 이루어지는데 식각, 증착과 같은 많은 공정이 고진공의 공정 챔버에서 행해진다. 도 1은 종래의 반도체 식각 장치의 구조를 도시한 평면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 고진공의 공정 챔버에서 반도체 식각 공정을 수행하는 반도체 식각 장치는 공정 챔버(10)와 더불어 반도체 기판을 투입하고 꺼내는 로드락 챔버(20)와 이들 공정 챔버(10)와 로드락 챔버(20) 사이 또는 공정 챔버(10)들 사이에서 기판이 이동되는 트랜스퍼 챔버(30)를 구비한다. 특히, 도 1과 같은 클러스터(cluster) 타입의 반도체 식각 장치는 이송로봇(또는 핸들러, handler, 31)과 그 주위에 마련된 복수의 처리 챔버를 포함하는 멀티 챔버형 장치 이다.
지금까지 트랜스퍼 챔버는 그 내부에 이송로봇만을 구비하여 단순히 로드락 챔버와 공정 챔버 사이에서 기판이 이동되는 통로의 역할만을 수행하였다.
반도체 제조 공정에서 피처리체인 기판이 공정 챔버에 삽입되기 이전에 기판을 일정 온도 이상으로 가열하는 단계가 필요한 경우가 있으며 또는 공정 챔버에서 가공된 기판이 배출되는 경우 기판의 온도를 일정 수준 이하로 냉각하여야 할 경우가 있다. 종래에는 기판의 냉각 및 가열이 모두 로드락 챔버에서 이루어졌다.
따라서, 기판이 로드락 챔버에 대기하는 시간이 길어져 소위 기판 흐름의 병목현상이 유발되었다. 그리고, 가열된 기판이 이송로봇을 통해 공정 챔버로 삽입되는 과정에서 기판의 온도가 낮아지게 되는 점을 감안하여 요구되는 기판의 온도보다 더 높은 온도까지 기판을 가열하여야 하는 문제점이 있었다.
또한, 로드락 챔버의 온도가 일정하게 유지되므로, 공정 챔버에 삽입되는 기판에 따라 기판의 온도를 달리 설정하여야 하는 요구를 수용하지 못하는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 트랜스퍼 챔버 내부에 기판을 가열 또는 냉각할 수 있는 수단을 구비하여 기판이 로드락 챔버에 대기하는 시간을 절약하여 기판 흐름의 정체를 방지하는 것에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 공정 챔버로 기판을 삽입하기 바로 전에 기판을 요구되는 온도로 가열하여 열에너지의 낭비를 방지하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 기판별로 온도를 달리 설정하여야 하는 요구를 수용할 수 있는 트랜스퍼 모듈 및 이를 이용하는 반도체 제조장비를 제공하는 것에 있다.
그러나, 본 발명의 기술적 과제는 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명에 따른 트랜스퍼 챔버는, 트랜스퍼 챔버의 하부면을 형성하는 챔버 베이스와, 기판과 열교환하기 위해 상기 챔버 베이스에 적어도 하나 이상 구비되는 플레이트와, 기판을 안착하여 상기 이송로봇과 상기 플레이트로 기판을 전달하는 쉘프(shelf) 및 상기 쉘프와 연결되어 상기 쉘프를 상하 이동시키는 승강모듈을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 플레이트는 기판으로 열을 공급하는 히터(heater)를 포함할 수 있을 것이다. 여기서, 상기 챔버 베이스는 상기 플레이트의 외주연을 따라 냉매가 흐르는 제1 가이드 및 상기 제1 가이드의 외주연을 따라 냉매가 흐르는 제2 가이드를 포함하는 것이 더욱 바람직할 것이다.
또한 바람직하게는, 상기 플레이트는 기판으로부터 열을 흡수하는 쿨러(cooler)를 포함할 수 있을 것이다.
또한 바람직하게는, 상기 플레이트는 적어도 어느 하나 이상의 플레이트는 히터를 포함하고 나머지 플레이트는 쿨러를 포함할 수 있을 것이다. 여기서, 상기 챔버 베이스는 상기 히터를 포함하는 플레이트의 외주연을 따라 냉매가 흐르는 제1 가이드 및 상기 제1 가이드의 외주연을 따라 냉매가 흐르는 제2 가이드를 포함하는 것이 더욱 바람직할 것이다.
또한 바람직하게는, 상기 챔버 베이스는 상기 트랜스퍼 챔버를 진공처리하는 펌프모듈과 연결되는 펌프 연결공을 적어도 하나 이상 형성할 수 있을 것이다.
또한 바람직하게는, 상기 플레이트는 그 중앙부에 상기 트랜스퍼 챔버를 진공처리하는 펌프모듈과 연결되는 펌프 연결공을 형성할 수 있을 것이다.
또한 바람직하게는, 상기 쉘프는 기판의 에지(edge)부분을 지지하여 기판을 안착하는 구조로 형성할 수 있을 것이다.
상기 챔버 베이스는 상기 트랜스퍼 챔버 내부로 가스를 분사하는 분사노즐을 적어도 하나 이상 포함할 수 있을 것이다.
또한 바람직하게는, 상기 이송로봇은 적어도 하나 이상의 기판이 안착되는 로봇암과, 로봇암이 회전 가능하도록 연결되는 제1 연결부와, 제1 연결부가 회전 가능하도록 연결되는 제2 연결부와, 제2 연결부가 회전 가능하도록 연결되며 상하 이동되는 지지축을 포함할 수 있을 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명에 따른 반도제 제조장비는, 반도체 제조공정이 진행되는 적어도 하나 이상 구비되는 공정 챔버와, 공정 챔버에 투입되는 기판 또는 공정 챔버에서 소정의 공정을 거친 기판을 일시 보관하는 적어도 하나 이상 구비되는 로드락 챔버와, 공정 챔버와 상기 로드락 챔버 사이에 구비되어 기판을 로딩 또는 언로딩하는 이송로봇과, 공정 챔버 및 로드락 챔버와 연결되며 이송로봇의 이동공간을 규정하는 트랜스퍼 챔버와, 트랜스퍼 챔버 내부에 형성되어 기판과 열교환하는 적어도 하나 이상의 플레이트와, 이송로봇과 플레이트간 기판 전달이 가능하도록 구비되는 쉘프 및 쉘프와 연결되어 쉘프를 상하 이동시키는 승강모듈을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 이송로봇은 적어도 하나 이상의 기판이 안착되는 로봇암과, 로봇암이 회전 가능하도록 연결되는 제1 연결부와, 제1 연결부가 회전 가능하도록 연결되는 제2 연결부 및 제2 연결부가 회전 가능하도록 연결되며 상하 이동되는 지지축을 포함할 수 있을 것이다.
본 발명에 따르면, 기판이 로드락 챔버에 대기하는 시간을 절약하여 기판 흐름의 정체를 방지하여 공정 속도가 향상되는 효과가 있다.
또한, 기판을 공정 챔버로 삽입하기 바로 직전까지 기판을 요구되는 온도로 가열하여 열에너지의 낭비를 방지하여 경제성을 향상하는 효과가 있다.
또한, 트랜스퍼 챔버에 구비되는 복수의 플레이트의 가열 온도를 달리하여 기판별로 온도를 달리 설정하여야 하는 요구를 수용할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스퍼 챔버를 도시한 평면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 트랜스퍼 챔버(100)는 챔버 베이스(170), 플레이트(110), 쉘프(140) 및 승강모듈(미도시)를 포함한다.
챔버 베이스(170)는 트랜스퍼 챔버(100)의 하부면을 형성하는 것으로 트랜스퍼 챔버(100)의 면적을 규정한다.
플레이트(110)는 기판이 안착되어 기판으로 열전달 또는 기판으로부터 열흡수하기 위해 챔버 베이스(170)에 형성되는 것으로 적어도 하나 이상, 바람직하게는 공정 챔버 및 로드락 챔버의 개수를 고려하여 다양한 개수로 구비된다.
이러한 플레이트(110)는 그 역할에 따라, 플레이트(110)의 하부에 히터(heater) 또는 쿨러(cooler)를 장착하여 기판과 열교환 하도록 하는데 이에 대하 여는 후술하기로 한다.
쉘프(140)는 기판을 이송하는 이송로봇으로부터 기판을 전달받아 상술한 플레이트(110)에 안착하는 구동을 한다. 또한, 플레이트(110)에서 열교환이 끝난 기판을 다시 이송로봇에 전달하여 프로세스가 진행되도록 한다. 이러한 쉘프(140)는 이송로봇과 플레이트(110) 사이에 구비되어 상하이동하는 것이 바람직한데 쉘프(140)를 구동하는 승강모듈(미도시)에 대하여는 다른 첨부도면을 참조하여 후술하기로 한다.
또한, 트랜스퍼 챔버(100)는 챔버 내부를 진공상태로 만들고 유지하기 위해 내부의 공기를 챔버 밖으로 배출하는 펌프모듈(미도시)과 연결되는 펌프 연결공(130)을 형성한다. 펌프 연결공(130)은 펌프모듈의 개수에 따라 구비된다. 일 실시예에서는 펌프 연결공(130)은 챔버 베이스(170)에 형성된다.
도 2의 (A)는 냉각을 위한 플레이트(이하 냉각용 플레이트라 함, 110)를 4개 구비한 트랜스퍼 챔버(100)를 예시적으로 도시한 것이며, 도 2의 (B)는 2개의 냉각용 플레이트(110)와 2개의 가열을 위한 플레이트(이하 가열용 플레이트라 함, 120)를 구비한 트랜스퍼 챔버(100)를 도시한 도면이다. 상기 (A) (B)를 비교하여 보면, 냉각용 플레이트(110)는 도면상 도시되지 않았으나, 냉각용 플레이트(110)의 하부에 쿨러(cooler)가 장착되어 기판을 냉각하고, 가열용 플레이트(120)는 그 하부에 히터(heater)가 장착되어 기판을 가열한다.
가열용 플레이트(120)는 일반적으로 히터에 의해 섭씨 300도~400도로 가열된다. 가열용 플레이트(120)가 장착되는 챔버 베이스(170)에는 가열용 플레이트(120) 의 외주연을 따라 제1 가이드(150) 및 제 2 가이드(160)를 형성한다.
또한, 가열용 플레이트(120)로부터 기판으로의 열전달을 향상시키기 위해 트랜스퍼 챔버(100) 내부에는 챔버(100) 내부로 질소(N) 및/또는 헬륨(He)가스를 공급하기 위한 분사노즐(180)이 구비된다.
제1 및 제 2 가이드(150, 160)는 가열용 플레이트(120)에 의해 발생되는 고온의 열을 흡수하여 트랜스퍼 챔버(100)의 내부에 구비되는 이송로봇 및 다른 장치로 열전달이 이루어지는 것을 방지한다. 제1 및 제 2 가이드(150, 160)는 냉매가 유동하는 일정한 관 형상의 파이프로 구현될 수 있다. 제1 가이드(150)와 제2 가이드(160)는 차례로 가열용 플레이트(120)의 외주연을 감싸면서 챔버 베이스(170)에 형성되며, 제1 가이드(150) 및 제2 가이드(160)에는 열교환을 위한 냉매가 흐른다. 냉매는 냉각수(Process Cooling Water, PCW)와 같은 냉각용 액체 또는 헬륨(He)과 같은 냉각용 기체가 사용될 수 있다. 가열용 플레이트(120)로부터 발생되는 열을 충분히 흡수할 수 있도록 제1 및 제 2 가이드(150, 160)는 충분히 많은 양의 냉매가 순환할 수 있는 구조인 것이 바람직하다. 제1 가이드(150)와 제2 가이드(160)를 순차로 형성하는 것은 가열용 플레이트(120)에서 발생되는 고온의 열을 순차로 낮추기 위함인데, 제1 가이드(150)는 가열용 플레이트(120) 주변의 온도를 대략 섭씨 75도 정도로 낮추게 되고, 제2 가이드(160)는 섭씨 20도 정도로 트랜스퍼 챔버(100)내부의 가스의 온도를 낮춘다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랜스퍼 챔버를 도시한 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에서는 펌프 연결공(170)이 플레이트(100) 내부에 형성된다. 도면상에서는 4개의 플레이트(110)를 냉각용 플레이트(100)로 도시하였기 때문에 플레이트(100)를 감싸고 형성되는 제1 가이드 및 제2 가이드(도 2의 (B) 150, 160 참조)를 도시하지 않았으나, 냉각용 또는 가열용 플레이트를 혼합하여 배치하거나 어느 한 종류로 배치하는 것도 가능함은 물론이고, 특 히 가열용 플레이트인 경우에는 상술한 바와 같은 제1 및 제2 가이드(도 2의 (B) 150, 160 참조)가 구비된다.
이러한 실시예에서의 트랜스퍼 챔버의 다른 부분에 관한 설명은 상술한 일 실시예의 내용과 같으므로 여기서는 설명을 생략한다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스퍼 챔버 내부의 단면을 도시한 도면, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스퍼 챔버의 측면을 도시한 도면이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 트랜스퍼 챔버는 그 내부에 챔버 베이스(170), 가열용 플레이트(120), 제1 가이드(150), 제2 가이드(160), 히터(200), 분사노즐(180), 쉘프(140) 및 승강모듈(190)을 포함한다.
여기서, 챔버 베이스(170), 가열용 플레이트(120), 제1 가이드(150), 제2 가이드(160), 히터(200) 및 분사노즐(180)에 대하여는 상술한 바 있어 설명을 생략하고, 쉘프(140) 및 승강모듈(190)에 대하여 설명한다.
쉘프(140)는 이송로봇으로부터 기판(1000)을 전달받아 가열용 플레이트(120)에 안착시키거나 열교환이 끝난 기판(1000)을 다시 이송로봇으로 전달하기 위한 수단이다. 후술하겠지만, 쉘프(140)는 이송로봇의 원활한 움직임을 위해 상승 및 하강이 가능하여야 한다.
쉘프(140)의 상승 및 하강 이동은 쉘프(140)와 연결된 승강모듈(190)에 의해 이루어진다. 승강모듈(190)은 트랜스퍼 챔버(100) 내부에서 이루어지는 공정의 순서에 맞추어 상승 또는 하강하도록 제어된다. 여기서, 승강모듈(190)은 리프트 핀 어셈블리일 수 있다.
트랜스퍼 챔버는 복수개의 플레이트를 포함하는데, 이러한 플레이트는 공정상의 필요에 따라 자유롭게 변경할 수 있다. 즉, 가열용 플레이트 또는 냉각용 플레이트의 배치 및 구성을 임의로 조작할 수 있도록 트랜스퍼 챔버로부터 플레이트가 자유롭게 분리될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 기판은 로봇 암(510a, 510b)과 쉘프(140)로 전송되는 과정을 거치는데, 쉴프(140)에 연결되는 승강모듈(190)이 쉘프(140)을 업-다운 제어하여 기판이 쉘프(140)에서 로봇암(510a,510b)로 전달되거나 그 역의 과정이 수행되도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스퍼 챔버의 사시도이다.
도 5를 참조하는 것에 의하여, 트랜스퍼 챔버(100)의 구성이 보다 효과적으로 이해될 것이다.
기판을 로봇암(510a,510b)과 플레이트로 전송하기 위한 쉘프(140)은 도 5에 도시되는 것과 같이, 플레이트의 외주연을 따라 형성된다. 로봇암(510a,510b)의 동작에 방해를 주지않기 위한 것으로 도 5와 같이 원형의 플레이트 주변을 따라 링 형상으로 형성될 수 있다. 링 형상의 쉘프(140)에는 로봇암(510a,510b)의 동작에 방해를 주지 않고 기판이 안정으로 안착될 수 있도록, 작은 돌기를 여러 개 형성한다. 또한, 쉘프(140)는 승강묘듈(190)에 연결되어 상하 이동한다.
이하에서는 본 발명에 따른 트랜스퍼 챔버의 내부에서 기판이 이송되는 과정에 대하여 설명을 개시한다.
도 6은 본 발명에 따른 트랜스퍼 챔버가 사용되는 반도체 식각 장치의 구조를 도시한 평면도, 도 7은 본 발명에 따른 트랜스퍼 챔버에서 기판이 이송되는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 제조장비에서 이송로봇의 구동과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 트랜스퍼 챔버(100)는 클러스터 타입의 반도체 식각 장치의 중앙부에 구비된다. 도 6에서는 예시적으로 2개의 로드락(load lock)챔버(210,220)와 6개의 공정(process) 챔버(310,320,330,340,350,360)로 구성되는 반도체 식각 장치가 도시되어 있다.
도 7을 참조하여 도 6에 도시된 반도체 식각 장치에서 본 발명에 따른 트랜스퍼 챔버의 내부에서 이루어지는 기판의 이동에 대해 설명한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 트랜스퍼 챔버(100)의 내부 중앙부에는 이송로봇(520)이 구비된다.
이송로봇(520)은 로드락 챔버(210, 220)에 대기중인 기판을 로봇 암(510a, 510b)에 안착하여 트랜스퍼 챔버(520) 내부로 인입하여 기판이 투입되어야 할 공정 챔버(310,320)의 전단 부위에 형성되어 있는 가열용 플레이트(120)의 상부에 기판이 위치하도록 움직인다. 그런 후에 이송로봇(520)은 수직방향으로 하향 이동(z-축 모션)하여 가열용 플레이트(120)와 챔버 베이스(170) 사이에 형성된 쉘프(140)에 기판을 안착시킨다. 기판을 쉘프(140)에 안착시킨 이송로봇(520)은 더욱 하향 이동하여 로봇암(520)이 기판과 완전히 떨어진 후 후퇴하게 된다. 그리고, 기판을 안착한 쉘프(140)는 쉘프(140)와 연결된 승강모듈(190)에 의해 하강한다. 이 때 쉘 프(140)는 가열용 플레이트(120)와 상기 기판이 서로 접촉할 수 있도록 충분히 하강한다. 가열용 플레이트(520)에 안착된 기판은 가열된 플레이트(120)로부터 열을 전달받아 온도가 상승된다. 기판이 공정상 필요로 하는 온도에 도달하면 승강모듈(190)이 구동되어 쉘프(140)를 상승시킨다. 그러면, 이송로봇(520)은 쉘프(140)에 안착되어 있는 기판을 전달받기 위해 로봇암(510a, 510b)을 기판의 하부로 삽입한 다음 상향 이동한다. 상승되는 로봇암(510a, 510b)에 의해 기판이 로봇암(510a,510b)에 안착되면 이송로봇(520)은 전진하여 공정 챔버(310,320)에 기판을 투입한다.
한편, 본 발명에 따른 트랜스퍼 챔버는 가열용 플레이트와 냉각용 플레이트를 적절히 혼합하여 포함할 수 있다. 상술한 기판이 이송되는 과정에 대한 설명은 그 순서를 역으로 하여 공정 챔버로부터 기판을 트랜스퍼 챔버로 이송하고 다음으로 로드락 챔버로 배출하는 과정에 적용될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 트랜스퍼 챔버를 구비한 반도체 제조장비에 관한 설명을 개시한다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 제조장비에서 이송로봇의 구동과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 바람직한 실시예에서 반도체 제조장비는 로드락 챔버(210,220), 공정 챔버(310,320), 트랜스퍼 챔버(100), 가열용 플레이트(120), 이송로봇(520), 냉각용 플레이트(110)를 포함한다.
로드락 챔버(210,220), 공정 챔버(310,320), 트랜스퍼 챔버(100), 가열용 플 레이트(120), 및 냉각용 플레이트(110)에 대한 설명은 상술한 바 있으므로 여기서는 설명을 생략한다.
이송로봇(520)은 기판(1000)을 핸들링 할 수 있는 로봇암(510a,510b)을 2개 구비할 수 있다. 또한, 이송로봇(520)은 로봇암(510a,510b)과 연결된 제1 연결부(530)를 구비하고 제1 연결부(530)와 연결된 제2 연결부(540)를 포함한다. 제2 연결부(540)는 이송로봇(520)의 본체를 이루는 지지축(미도시)에 연결된다.
이하 도 8을 참조하여 반도체 제조장비의 구동과정을 살펴본다. 여기서 이송로봇(520)의 구동과정을 설명하겠지만, 본 명세서에서는 보다 상세한 이송로봇의 구동에 대하여 주식회사 테스가 출원하여 특허 등록받은 내용에 관한 대한민국 등록특허공보 제10-0805278호 ‘웨이퍼 이송로봇 및 이를 구비한 클러스터 툴’이 참조됨을 일러둔다.
바람직한 실시예에서 로드락 챔버(210,220)에 2장의 기판(1000)이 대기하고 있다. 트랜스퍼 챔버(100)의 내부에 위치한 이송로봇(520)은 로봇암(510a,510b)을 2개 구비하여 로드락 챔버에 대기중인 기판(1000)을 동시에 로봇암(510a,510b)에 안착시킨다. 기판(1000)을 안착하기 위해서는 이송로봇(520)이 적절히 구동되어야 하는데, 이는 제1 연결부(530), 제2 연결부(540) 및 지지축(미도시)의 상호 작용에 의한다. 즉, 로드락 챔버(210,220)의 기판(1000)을 로봇암(510a,510b)에 안착시키기 위하여 제1 연결부(530) 및 제2 연결부(540)는 회전하여 이송로봇(520)을 전진시켜 로봇암(510a,510b)을 로드락 챔버(210,220)에 대기중인 기판(1000)의 하단부에 포지셔닝(positioning) 한다. 도 8의 A와 B를 비교하여 설명하면, 이송로 봇(520)의 리치를 연장하기 위해서 제2 연결부(540)가 시계 방향(clock wise)로 회전하고 제1 연결부(530)가 반시계 방향(counter clock wise)로 회전하여 이송로봇(520)이 전진한다.
다음으로 이송로봇(520)의 지지축이 상승함에 따라 로드락 챔버(210,220)의 기판(1000)은 로봇암(510a,510b)에 안착된다.(도 8의 A)
그런 후에, 이송로봇(520)은 기판(1000)을 트랜스퍼 챔버(100)내부로 인입하는데, 이송로봇(520)의 제1 연결부(530) 및 제2 연결부(540)의 작동에 의해 이송로봇(520)이 후퇴한다. 도 8의 A와 B에 도시된 바를 비교하여 설명하면, 이송로봇(520)이 후퇴하기 위해서 제2 연결부(540)가 반시계 방향(counter clock wise)로 회전하고 제1 연결부(530)가 시계 방향(clock wise)로 회전한다.
다음으로 이송로봇(520)은 트랜스퍼 챔버(100)내에서 회전하여 기판(1000)을 안착하고자 하는 플레이트의 상부에 포지셔닝(positioning)한다. 도 8의 C에서는 2장의 기판(1000)을 가열용 플레이트(120)에 안착시키기 위한 구동과정을 예시적으로 도시하고 있다. 이송로봇(520)의 회전은 지지축(미도시)이 회전됨에 따라 이루어진다. 지지축이 회전하므로 지지축과 연결된 제2 연결부(540), 제1 연결부(530) 및 로봇암(510a,510b)이 상기 가열용 플레이트(120)의 상부에 포지셔닝된다. 그런 후에 지지축은 하강하여 로봇암(510a,510b)에 안착된 기판(1000)을 가열용 플레이트(120)의 외주연을 따라 구비된 상술한 바 있는 쉘프(도 5의 140참조)에 기판이 전달된다. 이후 지지축은 더욱 하강하여 로봇암(510a,510b)으로부터 기판(1000)을 완전히 분리한다.(도 8의 C)
기판(1000)을 쉘프에 안착한 후 이송로봇(520)은 기판(1000)이 위치한 가열용 플레이트(120)로부터 로봇암(510a,510b)을 제거하기 위해 후퇴한다.(도 8의 D) 후퇴과정은 상기 도 8의 B에 설명된 바와 차이가 없으므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.
상술한 바와 같이 바람직한 실시예에 따른 반도체 제조장비에서는 이송로봇의 구동에 의해 기판의 이송이 수행되며 이송로봇은 동시에 2장의 기판을 안착하여 공정 시간을 단축할 수 있다. 그러나 공정 조건에 따라서는 로봇암을 2 이상 구비하여 2장 이상의 기판을 동시에 처리하는 것도 가능함을 본 기술이 속하는 분야의 일반적 지식을 가진 자라면 알 수 있을 것이다.
또는, 로봇암을 단지 하나로 구비하여 한 장의 기판(wafer)을 이송하여 공정 챔버 또는 로드락 챔버로 로딩하거나 이들로부터 언로딩하고, 이러한 과정에서 기판을 트랜스퍼 챔버에 구비된 가열 혹은 냉각용 플레이트에 안착시켜 전처리 및 후처리과정을 거치는 것도 가능할 것이다.
또한, 상술한 모든 과정에서 트랜스퍼 챔버 내부에 냉각용 플레이트에 공정 챔버로부터 이송되는 기판을 안착하여 쿨다운(cool-down)하는 과정이 포함될 수 있다. 특히 본 발명은 트랜스퍼 챔버 내부에 형성되는 플레이트의 개수와 그 종류-가열용 또는 냉각용-를 다양하게 할 수 있으며, 그 구성을 자유롭게 변경할 수 있음에 유의하여야 할 것이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 사상적 범주에 속한다.
도 1은 종래의 반도체 식각 장치의 구조를 도시한 평면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스퍼 챔버를 도시한 평면도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랜스퍼 챔버를 도시한 단면도,
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스퍼 챔버 내부의 단면을 도시한 도면,
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스퍼 챔버의 측면을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스퍼 챔버의 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 트랜스퍼 챔버가 사용되는 반도체 식각 장치의 구조를 도시한 평면도,
도 7은 본 발명에 따른 트랜스퍼 챔버에서 기판이 이송되는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 제조장비에서 이송로봇의 구동과정을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 트랜스퍼 챔버 140: 쉘프
150: 제1 가이드 160: 제2 가이드
180: 분사노즐

Claims (13)

  1. 제1 챔버에서 제2 챔버로 기판을 이송하는 이송로봇의 이동공간을 규정하는 트랜스퍼 챔버의 하부면을 형성하는 챔버 베이스;
    기판과 열교환하기 위해 상기 챔버 베이스에 적어도 하나 이상 구비되는 플레이트;
    기판을 안착하여 상기 이송로봇과 상기 플레이트로 기판을 전달하는 쉘프(shelf); 및
    상기 쉘프와 연결되어 상기 쉘프를 상하 이동시키는 승강모듈을 포함하며,
    상기 플레이트 중 적어도 어느 하나 이상의 플레이트는 히터를 포함하고 나머지 플레이트는 쿨러를 포함하고,
    상기 챔버 베이스는 상기 히터를 포함하는 플레이트의 외주연을 따라 형성되고 냉매가 흐르는 제1 가이드 및 상기 제1 가이드의 외주연을 따라 형성되고 냉매가 흐르는 제2 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 챔버.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 챔버 베이스는 상기 트랜스퍼 챔버를 진공처리하는 펌프모듈과 연결되는 펌프 연결공을 적어도 하나 이상 형성하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 챔버.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트는 그 중앙부에 상기 트랜스퍼 챔버를 진공처리하는 펌프모듈과 연결되는 펌프 연결공을 형성하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 챔버.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 쉘프는 기판의 에지(edge)부분을 지지하여 기판을 안착하는 형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 챔버.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 챔버 베이스는 상기 트랜스퍼 챔버 내부로 가스를 분사하는 분사노즐을 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 챔버.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 이송로봇은 적어도 하나 이상의 기판이 안착되는 로봇암;
    상기 로봇암이 회전 가능하도록 연결되는 제1 연결부;
    상기 제1 연결부가 회전 가능하도록 연결되는 제2 연결부; 및
    상기 제2 연결부가 회전 가능하도록 연결되며 상하 이동되는 지지축을 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 챔버.
  12. 삭제
  13. 삭제
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