KR101368898B1 - 웨이퍼이송로봇, 이를 이용하는 웨이퍼처리시스템 및웨이퍼이송방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼이송로봇, 이를 이용하는 웨이퍼처리시스템 및 웨이퍼이송방법에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼이송로봇에 있어서, 로봇본체와, 상기 로봇본체에 회전 가능하게 설치된 회전체와, 상기 회전체에 설치되며 수평 방향으로 웨이퍼를 이송하기 위한 로봇암부를 구비하고, 상기 로봇암부는, 각각 독립적으로 구동 가능한 제1로봇암부, 제2로봇암부, 제3로봇암부 및 제4로봇암부를 포함하며, 상기 제1로봇암부, 제2로봇암부, 제3로봇암부 및 제4로봇암부 각각은, 상기 회전승강부에 결합된 로봇암과, 상기 로봇암에 회전 가능하게 결합되고 상기 웨이퍼와 접촉하는 블레이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼이송로봇, 이를 이용하는 웨이퍼처리시스템 및 웨이퍼이송방법에 관한 것이다.

Description

웨이퍼이송로봇, 이를 이용하는 웨이퍼처리시스템 및 웨이퍼이송방법 {Wafer transferring robot, Wafer processing system and Wafer transferring method using the same}
도 1은 종래의 웨이퍼처리시스템의 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼처리시스템의 평면도.
도 3은 도 2에 도시된 웨이퍼처리시스템에 있어서, 웨이퍼이송로봇이 180도 회전한 모습을 도시한 도면.
도 4는 도 2에 도시된 웨이퍼처리시스템에 있어서, 웨이퍼이송로봇의 일 실시예를 Ⅳ 방향으로 본 모습을 도시한 도면.
도 5는 도 4에 도시된 웨이퍼이송로봇을 Ⅴ 방향으로 본 모습을 도시한 도면.
도 6은 도 4에 도시된 웨이퍼이송로봇의 회전체를 회전시키고 승강체를 승강시키는 구동장치의 일례를 구조적으로 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 웨이퍼이송방법의 일 실시예의 흐름도.
도 8은 도 7의 웨이퍼 안착 단계 또는 웨이퍼처리용기 안착 단계의 일 실시예를 도시한 도면.
도 9는 도 2에 도시된 웨이퍼처리시스템에 있어서, 웨이퍼이송로봇의 다른 실시예를 Ⅸ 방향으로 본 모습을 도시한 도면.
도 10은 도 9에 도시된 웨이퍼이송로봇을 Ⅹ 방향으로 본 모습을 도시한 도면.
도 11은 도 9에 도시된 웨이퍼이송로봇의 회전체를 회전시키고 제1승강체와 제2승강체를 승강시키는 구동장치의 일례를 구조적으로 도시한 단면도.
도 12는 본 발명의 웨이퍼이송방법의 다른 실시예의 흐름도.
도 13는 본 발명의 웨이퍼이송방법의 또 다른 실시예의 흐름도.
도 14는 도 7의 웨이퍼 안착 단계 또는 웨이퍼처리용기 안착 단계의 다른 실시예를 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
200 : 웨이퍼처리시스템 210 : 웨이퍼적재 모듈
220 : 전달 모듈 230 : 처리 모듈
232 : 웨이퍼처리용기 233 : 웨이퍼블록
234 : 리프트핀 240 : 웨이퍼이송로봇
241 : 로봇본체 242, 252 : 회전체
243 : 승강체 244 : 로봇암
245 : 블레이드 253a : 제1승강체
253b : 제2승강체 S310 : 초기 이송 단계
S330 : 처리 모듈 언로딩 단계 S340 : 처리 모듈 로딩 단계
S350 : 웨이퍼적재 모듈 로딩 단계 S360 : 웨이퍼적재 모듈 언로딩 단계
w : 웨이퍼
본 발명은 웨이퍼이송로봇, 웨이퍼처리시스템 및 이를 이용하는 웨이퍼이송방법에 관한 것으로서, 상세하게는 한 쌍의 웨이퍼처리용기를 포함하는 처리 모듈을 구비하여 다수의 웨이퍼를 동시에 처리할 수 있도록 마련된 웨이퍼이송로봇, 웨이퍼처리시스템 및 이를 이용하는 웨이퍼이송방법에 관한 것이다.
일반적으로, 웨이퍼처리시스템이란, 다수의 웨이퍼를 처리하는 시간을 절감하고 시스템이 생산라인 내에서 차지하는 면적을 줄이기 위해, 반도체 제조공정에서 처리 공정들을 수행하는 복수 개의 모듈들을 일체화시킨 클러스터 시스템을 말한다.
도 1은 종래의 웨이퍼처리시스템의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 웨이퍼처리시스템(100)은, 처리공정 전후의 웨이퍼(w)가 적재되어 있는 웨이퍼적재 모듈(110)과, 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 등의 처리 공정이 수행되는 처리 모듈(130)과, 상기 웨이퍼적재 모듈(110)과 상기 처리 모듈(130) 사이에 배치되며 상기 웨이퍼적재 모듈(110)과 상기 처리 모듈(130) 사이에서 웨이퍼(w)를 이송하기 위한 웨이퍼이송로봇(140)이 배치되어 있는 전달 모듈(120)을 포함하고 있다. 상기 처리 모듈(130)은 사각 또는 오각 형상을 가지는 전달 모듈(120) 주변에 복수 개가 배치된다. 웨이퍼(w)의 처리 시간을 절감하 고자 한 쌍의 웨이퍼를 동시에 처리할 수 있도록 상기 처리 모듈(130) 각각의 내부에는 한 쌍의 웨이퍼처리용기(132)가 마련되어 있다.
상기 전달 모듈(120)에 배치되는 웨이퍼이송로봇(140)은, 상기 전달 모듈(120) 내의 중앙부에 고정된 로봇본체와, 상기 로봇본체에 대해 회전 및 승강 가능하게 상기 로봇본체에 결합된 회전승강체(142)와, 상기 회전승강체(142)에 설치되어 수평 방향으로 신장 또는 수축되면서 웨이퍼를 이송할 수 있는 로봇암(144)과, 일단부는 상기 로봇암(144)에 연결되며 타단부는 웨이퍼(w)에 접촉하는 블레이드(145)를 구비하고 있다. 상기 로봇본체를 상하 방향으로 수직으로 관통하는 회전축을 중심으로 하는 상기 회전승강체(142)의 회전운동, 상기 로봇본체에 대한 상기 회전승강체(142)의 승강운동 및 상기 로봇암(144)의 수평 방향으로의 신장 또는 수축 운동은, 각각 모터에 의해 구동된다. 상기 블레이드(145)는, 한 쌍의 웨이퍼를 동시에 핸들링할 수 있도록 한 쌍의 웨이퍼 지지부(145a)를 구비하고 있으며, 상기 한 쌍의 웨이퍼 지지부(145a)는 동일한 높이에서 수평 방향으로 일정 간격을 유지한 채 서로 같은 방향을 향하도록 형성되어 있다.
상기 블레이드(145)가 설치된 종래의 웨이퍼이송로봇(140)을 사용하면, 나란히 배치된 한 쌍의 웨이퍼처리용기(132)로 2개의 웨이퍼를 동시에 이송시킬 수 있으나, 한 쌍의 웨이퍼처리용기(132) 중 어느 하나의 웨이퍼처리용기(132)가 고장이거나 점검 중인 경우 정상적인 처리 공정을 수행할 수 있는 웨이퍼처리용기(132)에 대해서도 공정을 진행할 수 없게 된다. 또한, 처리 공정 중 한 쌍의 웨이퍼처리용기(132) 중 어느 하나에 문제가 발생하여 그 웨이퍼처리용기(132)로부터 불량 웨이 퍼를 언로딩하고자 하는 경우가 발생하더라도, 정상적으로 작동되고 있는 웨이퍼처리용기(132) 내부에서 처리 공정이 마무리될 때까지 기다린 후에야 비로소 한 쌍의 웨이퍼처리용기(132)로부터 2개의 웨이퍼를 동시에 언로딩할 수 있게 된다. 따라서, 상기 블레이드(145)가 항상 2개의 웨이퍼를 동시에 처리할 수 있는 한 쌍의 웨이퍼 지지부(145a)를 가지고 있는 구조적인 제약으로 인하여, 한 쌍의 웨이퍼처리용기(132) 모두가 정상적으로 가동되는 경우에만 처리 공정을 진행할 수 있으므로, 시스템의 가동률이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 상기 웨이퍼처리시스템(100)에 있어서, 상기 처리 모듈(130)에서 웨이퍼에 대한 소정의 처리가 완료되면, 웨이퍼이송로봇(140)은 처리 모듈(130)로부터 웨이퍼(w)를 언로딩하여 이를 웨이퍼적재 모듈(110)로 이송한 후 웨이퍼적재 모듈(110)로부터 다음 웨이퍼(w)를 언로딩하여 이를 처리 모듈(130)로 이송하는 동작을 반복한다. 상술한 바와 같이, 하나의 블레이드(145)를 이용하여 웨이퍼를 이송하는 작업을 수행하게 되면, 처리가 완료된 웨이퍼를 처리 모듈(130)로부터 언로딩하고 다시 미처리된 웨이퍼를 처리 모듈(130)로 로딩하는 동안에는 처리 모듈(130) 내부에서 웨이퍼에 대한 처리 공정이 수행되지 않으므로 시스템의 가동률이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 독립적으로 구동 가능한 4개의 로봇암부를 가지는 웨이퍼이송로봇을 구비함으로써, 복수의 처리 모듈이 배치된 웨이퍼처리시스템의 시스템 가동률을 향상시킬 수 있도록 구조가 개 선된 웨이퍼이송로봇, 웨이퍼처리시스템 및 이를 이용하는 웨이퍼이송방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 웨이퍼이송로봇은, 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼이송로봇에 있어서, 로봇본체와, 상기 로봇본체에 회전 가능하게 설치된 회전체와, 상기 회전체에 설치되며 수평 방향으로 웨이퍼를 이송하기 위한 로봇암부를 구비하고, 상기 로봇암부는, 각각 독립적으로 구동 가능한 제1로봇암부, 제2로봇암부, 제3로봇암부 및 제4로봇암부를 포함하며, 상기 제1로봇암부, 제2로봇암부, 제3로봇암부 및 제4로봇암부 각각은, 상기 회전승강부에 결합된 로봇암과, 상기 로봇암에 회전 가능하게 결합되고 상기 웨이퍼와 접촉하는 블레이드를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 웨이퍼이송로봇에 있어서, 바람직하게는, 상기 로봇본체에 대해 승강 가능하게 상기 회전체에 결합된 승강체를 포함하며, 상기 제1로봇암부와 상기 제3로봇암부는, 상호 간섭되지 않도록 각각 다른 높이로 상기 회전체의 일측 또는 상기 승강체의 일측에 설치되어 소정의 스트로크 범위 내에서 수평방향으로 신장 또는 수축되며, 상기 제2로봇암부와 상기 제4로봇암부는, 상호 간섭되지 않도록 각각 다른 높이로 상기 회전체의 타측 또는 상기 승강체의 타측에 설치되어 소정의 스트로크 범위 내에서 수평방향으로 신장 또는 수축된다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 웨이퍼처리시스템은, 다수의 웨이퍼가 적재되어 있는 웨이퍼적재 모듈과, 이웃하게 배치되어 있는 한 쌍 의 웨이퍼처리용기를 구비하는 처리 모듈과, 상기 웨이퍼적재 모듈과 상기 처리 모듈 사이에 배치되어 상기 웨이퍼적재 모듈과 상기 처리 모듈 사이에서 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼이송로봇을 포함하는 웨이퍼처리시스템에 있어서, 상기 웨이퍼이송로봇은, 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 기재된 웨이퍼이송로봇인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 웨이퍼이송방법은, 다수의 웨이퍼가 적재되어 있는 웨이퍼적재 모듈과, 이웃하게 배치되어 있는 한 쌍의 웨이퍼처리용기를 구비하는 처리 모듈과, 각각 독립적으로 구동 가능한 제1로봇암부, 제2로봇암부, 제3로봇암부 및 제4로봇암부를 구비하며 상기 제1로봇암부 및 제2로봇암부는 서로 이웃하게 배치되며 상기 제1로봇암부 및 제2로봇암부와는 다른 높이 상에서 제3로봇암부 및 제4로봇암부는 서로 이웃하게 배치되는 웨이퍼이송로봇을 포함하는 웨이퍼처리시스템을 이용하여, 상기 웨이퍼적재 모듈과 상기 처리 모듈 사이에서 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼이송방법에 있어서, 상기 웨이퍼적재 모듈 내부에 적재되어 있는 미처리된 웨이퍼를, 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기 내부로 로딩하는 초기 이송 단계; 상기 제3로봇암부 및 상기 제4로봇암부를 이용하여 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기 내부로부터 한 쌍의 처리 웨이퍼를 언로딩하는 처리 모듈 언로딩 단계; 상기 제1로봇암부 및 상기 제2로봇암부를 이용하여 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기 내부로 한 쌍의 미처리 웨이퍼를 로딩하는 처리 모듈 로딩 단계; 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기로부터 언로딩된 한 쌍의 처리 웨이퍼를, 상기 웨이퍼적재 모듈 내부로 로딩하는 웨이퍼적재 모듈 로딩 단계; 및 상기 제1로봇암부 및 상 기 제2로봇암부를 이용하여 상기 웨이퍼적재 모듈로부터 한 쌍의 미처리 웨이퍼를 언로딩하는 웨이퍼적재 모듈 언로딩 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 웨이퍼이송로봇, 웨이퍼처리시스템 및 웨이퍼이송방법의 바람직한 실시예들을, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼처리시스템의 평면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 웨이퍼처리시스템에 있어서, 웨이퍼이송로봇이 180도 회전한 모습을 도시한 도면이고, 도 4는 도 2에 도시된 웨이퍼처리시스템에 있어서, 웨이퍼이송로봇의 일 실시예를 Ⅳ 방향으로 본 모습을 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 웨이퍼이송로봇을 Ⅴ 방향으로 본 모습을 도시한 도면이고, 도 6은 도 4에 도시된 웨이퍼이송로봇의 회전체를 회전시키고 승강체를 승강시키는 구동장치의 일례를 구조적으로 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 상기 웨이퍼처리시스템(200)은, 반도체 제조공정에서 동일한 공정들 또는 일련의 공정들을 수행하는 복수 개의 모듈들을 일체화시킨 시스템으로서, 전달 모듈(220)과, 웨이퍼적재 모듈(210)과, 처리 모듈(230)을 구비하고 있다.
상기 전달 모듈(220)은, 미처리된 웨이퍼(w)와 처리가 완료된 웨이퍼(w)를 웨이퍼적재 모듈(210)과 처리 모듈(230) 사이에서 이송하기 위한 웨이퍼이송로봇(240)이 배치된 곳으로서, 상기 웨이퍼처리시스템(200)의 중앙에 다각 형상을 가지며 배치되어 있다. 상기 전달 모듈(220) 측면에 배치될 처리 모듈(230)의 수에 따라 그 형상이 결정될 수 있는데, 본 실시예에서는 사각 형상의 전달 모듈(220)이 배치된다. 상기 전달 모듈(220) 내부는 진공펌프(미도시)에 의해 진공이 형성되며, 처리 모듈(230) 내부의 잔여 가스가 전달 모듈(220) 내부로 유입되는 것을 방지하고자, 처리 모듈(230) 내부의 압력보다는 다소 높은 압력으로 유지되도록 컨트롤된다.
상기 웨이퍼적재 모듈(210)은, 미처리된 다수의 웨이퍼(w)와 처리가 완료된 다수의 웨이퍼(w)가 적재되어 있는 곳으로서, 그 내부에 웨이퍼적재 카세트(미도시)가 설치될 수도 있다. 이 경우 상기 웨이퍼적재 카세트에는 상하 방향으로 배열된 다수 개의 슬롯이 마련되어 있어서 다수의 웨이퍼(w)는 상기 슬롯들 각각에 적재된다. 또한, 상기 웨이퍼적재 모듈(210) 내부에는, 미처리된 웨이퍼(w)를 예열하기 위한 히터(미도시) 또는 처리가 완료된 웨이퍼(w)를 상온으로 냉각하기 위한 쿨러(미도시) 등이 설치될 수도 있다. 본 실시예에 있어서, 상기 웨이퍼적재 모듈(210)은, 전달 모듈(220)의 일측면에 배치된 로드락 모듈이며, 상기 로드락 모듈은 버퍼 모듈로 지칭될 수도 있다. 또한, 후술할 웨이퍼이송로봇(240)은, 웨이퍼적재 모듈(210)을 거치지 않고, 반도체 제조 공정에서 흔히 사용되는 설비 프론트 엔드 모듈(Equipment Front End Module, EFEM)로부터 직접 웨이퍼를 언로딩하거나 설비 프론트 엔드 모듈로 직접 웨이퍼를 로딩함으로써, 상기 설비 프론트 엔드 모듈이 웨이퍼적재 모듈(210)의 역할을 수행할 수도 있다.
상기 처리 모듈(230)은, 박막 증착과 같은 반도체 처리 공정이 수행되는 웨이퍼처리용기(232)를 포함하는 것으로서, 그 내부에는 웨이퍼 처리 속도를 향상시키고자 한 쌍의 웨이퍼처리용기(232)가 마련되어 있다. 상기 처리 모듈(230)은 복 수 개가 마련되어서 상기 웨이퍼적재 모듈(210)이 배치된 전달 모듈(220)의 일측면을 제외한 나머지 측면들에 각각 하나씩 배치된다. 상기 처리 모듈(230) 내부에 배치된 한 쌍의 웨이퍼처리용기(232)는 격벽(235)에 의해 분리된 밀폐공간에 하나씩 수용되는데, 대칭 구조를 갖는 공간 상에서 웨이퍼(w)를 처리하여야 웨이퍼의 전면적에 걸쳐 처리 품질을 고르게 유지할 수 있기 때문이다. 각각의 처리 모듈들(230)은 모두 동일한 처리 공정이 수행되는 모듈일 수 있고, 하나의 웨이퍼에 대해 일련의 처리 공정이 순차적으로 진행될 수 있도록 서로 다른 처리 공정이 수행되는 모듈일 수도 있다.
상기 웨이퍼처리용기(232) 내부에는 웨이퍼(w)가 안착되어 그 웨이퍼를 지지할 수 있는 웨이퍼블록(233)이 마련되어 있다. 상기 웨이퍼블록(233) 상에 웨이퍼가 안착된 후 웨이퍼(w)에 대한 처리 공정이 진행된다. 상기 웨이퍼블록(233)에는, 웨이퍼블록(233)과 블레이드(245) 사이의 충돌을 피하면서 웨이퍼의 로딩 또는 언로딩을 하기 위하여 복수의 리프트핀(234)이 마련되어 있다. 상기 리프트핀(234)은, 공압실린더 등과 같은 구동원에 의해 웨이퍼블록(233)으로부터 돌출 가능하게 상기 웨이퍼블록(233) 내부에 설치되어 있다.
상기 전달 모듈(220)의 중앙에 배치된 웨이퍼이송로봇(240)은, 처리 공정 전의 웨이퍼(w) 또는 처리 공정이 완료된 웨이퍼(w)를 상기 웨이퍼적재 모듈(210)과 상기 처리 모듈(230) 사이에서 또는 이웃하는 처리 모듈(230)들 사이에서 이송하기 위한 것으로서, 로봇본체(241)와, 승강체(242)와, 회전체(243)와, 제1로봇암부와, 제2로봇암부와, 제3로봇암부와, 제4로봇암부를 구비한다.
상기 로봇본체(241)는, 웨이퍼이송로봇(240)의 베이스로서, 상기 전달 모듈(220)의 중앙부에 고정되어 배치되며 원통형의 형상을 가진다.
상기 승강체(242)는, 상기 로봇본체(241)에 대해 승강 가능하게 상기 로봇본체(241)에 설치된 것으로서, 상기 승강체(242)를 승강시키는 구동장치의 일례가 도 6에 구조적으로 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 상기 승강체(242)에는 너트(412)가 삽입되어 있고, 상기 너트(412)에는 이송나사(411)가 체결되며, 상기 이송나사(411)는 그 이송나사(411)를 회전시키는 승강모터(410)에 연결된다. 상기 승강모터(410)에 의해 이송나사(411)가 정역 방향으로 회전하면, 상기 너트(412)는 상기 이송나사(411)의 축을 따라 왕복 직선운동을 하게 되고, 상기 너트(412)에 결합된 승강체(242) 역시 상기 너트(411)와 함께 왕복 직선운동을 하게 된다. 상기 너트(412)와 이송나사(411)의 양측으로는 가이드바(413)가 설치되어 있어서 상기 승강체(242)의 승강 운동을 가이드한다.
상기 회전체(243)는, 상기 로봇본체(241)에 대해 회전 가능하게 상기 승강체(242)에 설치된 것으로서, 상기 회전체(243)를 회전시키는 구동장치의 일례가 도 6에 구조적으로 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 상기 회전체(243)에는 그 하측으로 돌출되게 원통형의 회전체 연결축(243a)이 형성되어 있으며, 상기 회전체 연결축(243a)의 단부에는 제2풀리(422)가 동축적으로 고정되어 있다. 상기 회전체(243)를 회전시키기 위한 회전모터(420)와, 상기 회전모터(420)의 축에 동축적으로 연결되는 제1풀리(421)가 마련되어 있으며, 상기 제1풀리(421)와 제2풀리(422) 사이에는 벨트(423)가 감아걸려 있다. 상기 회전모터(420)가 회전하면, 상기 제1 풀리(421), 벨트(423) 및 제2풀리(422)에 의해 회전체(243)도 회전 가능하게 된다.
상기 승강체(242)를 상기 로봇본체(241)에 대해 승강 가능하게 하는, 상기 승강모터(410)와 승강모터(410)의 구동력을 전달하는 이송나사(411)와 너트(412)의 결합체로 이루어진 구조나, 상기 회전체(243)를 상기 로봇본체(241)에 대해 회전 가능하게 하는, 회전모터(420)와 회전모터(420)의 구동력을 전달하는 풀리(421)(422)와 벨트(423)의 결합체로 이루어진 구조는 일례에 불과하고, 상술한 바와 다른 구동원 및 동력전달유닛으로 이루어진 구조에 의해 상기 승강체(242)가 승강되고 상기 회전체(243)가 회전될 수도 있다.
상기 제1로봇암부는, 수평방향으로 수축과 신장을 반복하면서 웨이퍼(w)를 원하는 위치로 이송하는 것으로서, 제1연결축(246a)에 의해 상기 회전체(243)의 일측에 결합되며 상기 회전체(243)에 대해 수평 방향으로 관절 운동하며 수축 또는 신장되는 제1로봇암(244a)과, 일단부는 상기 제1로봇암(244a)에 연결되며 타단부는 웨이퍼(w)에 접촉하는 제1블레이드(245a)를 구비한다. 상기 회전체(243)와 제1로봇암(244a), 상기 제1로봇암(244a)을 구성하는 2개의 로봇암부재, 상기 제1로봇암(244a)과 제1블레이드(245a)가 연결되는 각각의 부위는 피봇(pivot)결합되어 있어서, 각 부재들은 상대 회전이 가능하다. 상기 부재들의 상대 회전 운동에 의해 상기 제1로봇암부는, 최대 스트로크(max. stroke)와 최소 스트로크(min. stroke) 범위 내에서 신장 또는 수축하는 것이 가능해진다.
상기 제2로봇암부는, 제2연결축(246b)에 의해 상기 제1로봇암부와 나란하게 상기 회전체(243)의 타측에 결합되며, 상기 제1로봇암부와 동일한 구조로 제2로봇 암(244b)과 제2블레이드(245b)를 구비한다. 본 실시예에서는 상기 제1연결축(246a)과 상기 제2연결축(246b)이 동일한 높이로 형성되어 있어서 상기 제1로봇암부와 상기 제2로봇암부는 동일한 높이 상에서 웨이퍼(w)를 수평 방향으로 이송한다.
상기 제3로봇암부는, 제3연결축(246c)에 의해 상기 제1로봇암부가 설치된 상기 회전체(243)의 일측에 결합되며, 상기 제1로봇암부와 상호 간섭되지 않으면서 상기 제1로봇암부의 하측에서 신장 또는 수축되도록 설치된다. 상기 제3로봇암부 역시 상기 제1로봇암부와 동일한 구조로 제3로봇암(244c)과 제3블레이드(245c)를 구비한다. 상기 제3연결축(246c)은, 상기 제1연결축(246a)과 앞뒤로 일렬로 배치되며 상기 제1연결축(246a)보다 짧다.
상기 제4로봇암부는, 제4연결축(246d)에 의해 상기 제2로봇암부가 설치된 상기 회전체(243)의 타측에 결합되며, 상기 제2로봇암부와 상호 간섭되지 않으면서 상기 제2로봇암부의 하측에서 신장 또는 수축되도록 설치된다. 상기 제4로봇암부 역시 상기 제1로봇암부와 동일한 구조로 제4로봇암(244d)과 제4블레이드(245d)를 구비한다. 상기 제4연결축(246d)은 상기 제2연결축(246b)과 앞뒤로 일렬로 배치되며 상기 제2연결축(246b)보다 짧다. 본 실시예에서는 상기 제3연결축(246c)과 상기 제4연결축(246d)이 동일한 높이로 형성되어 있어서 상기 제3로봇암부와 상기 제4로봇암부는 동일한 높이 상에서 웨이퍼를 수평 방향으로 이송한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1로봇암부, 제2로봇암부, 제3로봇암부 및 제4로봇암부는 각각 독립적으로 구동 가능하다. 즉, 제1로봇암(244a), 제2로봇암(244b), 제3로봇암(244c) 및 제4로봇암(244d)은 각각 별개의 구동원에 연결되어, 그 중 어느 하나의 로봇암은 나머지 로봇암들의 구동과는 관계없이 신장 또는 수축 운동을 수행할 수 있다. 상기 4개의 로봇암부의 독립적인 구동으로 인하여 다양한 형태의 운동의 조합들을 구현할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 8을 참조하면서, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 웨이퍼이송로봇(240) 및 웨이퍼처리시스템(200)를 이용하여 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼이송방법을 개략적으로 설명하기로 한다. 도 7은 본 발명의 웨이퍼이송방법의 일 실시예의 흐름도이고, 도 8은 도 7의 하부암 안착 단계 또는 상부암 이탈 단계의 일 실시예를 도시한 도면이다.
상기 전달 모듈(220)의 일측면에 배치된 웨이퍼적재 모듈(210)과, 상기 웨이퍼적재 모듈(210)이 위치하는 일측면과 마주보는 측면에 배치된 처리 모듈(230) 사이에서 웨이퍼(w)를 이송하면서 웨이퍼 처리 공정을 수행하는 경우를 예를 들어 설명한다.
우선, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 블레이드들(245a)(245b)(245c)(245d)이 웨이퍼적재 모듈(210)을 향하도록 회전모터(420)에 의해 회전체(243)를 회전시킨다. 상기 로봇암들(244a)(244b)(244c)(244d)을 웨이퍼적재 모듈(210) 측으로 신장시켜 웨이퍼적재 모듈(210)에 적재되어 있는 두 쌍의 미처리 웨이퍼(w)를 상기 웨이퍼적재 모듈(210)로부터 상기 블레이드들(245a)(245b)(245c)(245d) 상으로 언로딩한다(S311, 제1웨이퍼적재 모듈 언로딩 단계). 상기 로봇암들(244a)(244b)(244c)(244d)이 동시에 작동할 수도 있고, 상측에 위치하는 제1로봇 암(244a)과 제2로봇암(244b) 또는 하측에 위치하는 제3로봇암(244c)과 제4로봇암(244d) 중 두 개씩 순차적으로 작동할 수도 있다.
이후, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 블레이드들(245a)(245b)(245c)(245d)이 처리 모듈(230)을 향하도록 회전모터(420)에 의해 회전체(243)를 180도 회전시킨다. 제3로봇암(244c)과 제4로봇암(244d)을 처리 모듈(230) 측으로 신장시켜 제3블레이드(245c)와 제4블레이드(245d) 상에 안착되어 있는 한 쌍의 미처리 웨이퍼(w)를 한 쌍의 웨이퍼처리용기(242) 내부로 로딩한다(S321, 제1처리 모듈 로딩 단계). 처리 모듈(230) 내부에서 처리 공정이 진행되고 있는 동안 웨이퍼이송로봇(240)은 그 상태에서 대기한다.
웨이퍼에 대한 처리 공정이 완료되면, 제3로봇암(244c)과 제4로봇암(244d)을 처리 모듈(230) 측으로 신장시켜 상기 웨이퍼블록(243) 상에 안착되어 있는 한 쌍의 처리완료된 웨이퍼(w)를 한 쌍의 웨이퍼처리용기(242) 내부로부터 언로딩한다(S330, 처리 모듈 언로딩 단계). 상기 처리 모듈 언로딩 단계(S330)는, 상기 제3로봇암부 및 상기 제4로봇암부가 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기(232) 내부로 진입하는 하부암 진입 단계(S331)와, 한 쌍의 처리 웨이퍼(w)를 제3블레이드(245c) 및 제4블레이드(245d) 상으로 안착시키는 웨이퍼 안착 단계(S332)와, 상기 한 쌍의 처리 웨이퍼(w)가 안착된 제3로봇암부 및 제4로봇암부가 한 쌍의 웨이퍼처리용기(232) 내부로부터 후퇴하는 하부암 후퇴 단계(S333)를 순차적으로 수행하면서 이루어진다.
이후, 제1로봇암(244a)과 제2로봇암(244b)을 처리 모듈(230) 측으로 신장시 켜 제1블레이드(245a)와 제2블레이드(245b) 상에 안착되어 있는 한 쌍의 미처리 웨이퍼(w)를 웨이퍼처리용기(232) 내부로 진입시켜 상기 웨이퍼블록(233) 상에 안착시킨다(S340, 처리 모듈 로딩 단계). 상기 처리 모듈 로딩 단계(S340)는, 상기 한 쌍의 미처리 웨이퍼(w)가 안착된 상기 제1로봇암부 및 상기 제2로봇암부가 한 쌍의 웨이퍼처리용기(232) 내부로 진입하는 상부암 진입 단계(S341)와, 상기 제1블레이드(245a) 및 상기 제2블레이드(245b) 상에 안착된 한 쌍의 미처리 웨이퍼를 한 쌍의 웨이퍼처리용기 각각의 내부에 마련된 웨이퍼블록에 안착시키는 웨이퍼처리용기 안착 단계(S342)와, 상기 제1로봇암부 및 상기 제2로봇암부가 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기(232) 내부로부터 후퇴하는 상부암 후퇴 단계(S343)를 순차적으로 수행하면서 이루어진다.
본 실시예에서는 상기 하부암 진입 단계(S331)와 상부암 진입 단계(S341)를 동시에 수행한다. 이후, 웨이퍼 안착 단계(S332), 하부암 후퇴 단계(S333)를 순차적으로 수행하고, 상기 승강체(242)는, 상기 제1블레이드(245a) 및 제2블레이드(245b)가 웨이퍼블록(233)의 상측 소정의 위치에 위치하도록, 로봇본체(241)에 대해 하강한다. 이후, 웨이퍼처리용기 안착 단계(S342), 상부암 후퇴 단계(S343)를 순차적으로 수행한다.
상기 처리 모듈(230) 내부에서 처리 공정이 진행되고 있는 동안, 상기 블레이드들(245a)(245b)(245c)(245d)이 웨이퍼적재 모듈(210)을 향하도록 회전모터(420)에 의해 회전체(243)를 180도 회전시킨다. 제3로봇암(244c)과 제4로봇암(244d)을 처리 모듈(230) 측으로 신장시켜 제3블레이드(245c)와 제4블레이 드(245d) 상에 안착되어 있는 한 쌍의 처리 웨이퍼(w)를 웨이퍼적재 모듈(210) 내부로 로딩한다(S350, 웨이퍼적재 모듈 로딩 단계). 제3로봇암(244c)과 제4로봇암(244d)을 회전체(243) 측으로 수축시킨 후, 상기 제1로봇암(244a)과 제2로봇암(244b)을 웨이퍼적재 모듈(210) 측으로 신장시켜 웨이퍼적재 모듈(210)에 적재되어 있는 한 쌍의 미처리 웨이퍼(w)를 상기 웨이퍼적재 모듈(210)로부터 상기 제1블레이드(245a)와 제2블레이드(245b) 상으로 언로딩한다(S360, 웨이퍼적재 모듈 언로딩 단계). 이후, 웨이퍼적재 모듈(210) 내의 모든 웨이퍼들에 대해 처리 공정이 완료될 때까지 상기 처리 모듈 언로딩 단계(S330)부터 상기 웨이퍼적재 모듈 언로딩 단계(S360)까지 반복해서 수행한다.
처리 모듈(230) 내부에서 마지막 한 쌍의 웨이퍼에 대한 처리 공정이 완료되면, 상기 제3로봇암부와 제4로봇암부를 이용하여 웨이퍼처리용기(232) 내부로부터 언로딩한 후(S330, 처리 모듈 언로딩 단계), 제3블레이드(245c)와 제4블레이드(245d) 상에 안착되어 있는 한 쌍의 처리 웨이퍼(w)를, 웨이퍼적재 모듈(210) 내부로 로딩(S350, 웨이퍼적재 모듈 로딩 단계)함으로써, 모든 웨이퍼들의 처리 공정이 종료된다.
상기 하부암 진입 단계(S331)와 상기 상부암 진입 단계(S341)가 동시에 수행되는 경우를 예로 들어, 상기 웨이퍼 안착 단계(S332)와 상기 웨이퍼처리용기 안착 단계(S342)의 일 실시예를 설명하기로 한다. 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 웨이퍼의 처리 공정이 완료되면 웨이퍼블록(233) 내부에 있던 리프트핀(234)이 웨이퍼블록(233)의 상면으로부터 돌출되고, 처리 웨이퍼는 리프트핀(234)에 의해 지지 된다. 그 상면에 웨이퍼를 보유하지 않은 제3블레이드(245c)와 제4블레이드(245d)는 상기 리프트핀(234)의 상단부와 웨이퍼블록(233)의 사이로 진입하고, 그 상면에 미처리 웨이퍼를 보유한 제1블레이드(245a)와 제2블레이드(245b)는 리프트핀(234)에 의해 지지되어 있는 처리 웨이퍼 상측으로 진입한다. 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 처리완료된 웨이퍼는 제3블레이드(245c)와 제4블레이드(245d) 상에 안착된 후 웨이퍼처리용기(232)로부터 꺼내어지고, 리프트핀(234)이 돌출된 상태에서 미처리 웨이퍼를 보유하고 있는 제1블레이드(245a)와 제2블레이드(245b)는 하강하게 된다. 이후, 미처리 웨이퍼는 상기 제1블레이드(245a)와 제2블레이드(245b)로부터 이탈되어 리프트핀(234)에 의해 지지되게 된다. 리프트핀(234)이 하강하게 되면, 리프트핀(234)에 의해 지지되었던 미처리 웨이퍼는 웨이퍼블록(233)의 상면에 안착된다.
상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 웨이퍼이송로봇, 이를 이용하는 웨이퍼처리시스템 및 웨이퍼이송방법은, 한 쌍의 웨이퍼처리용기로 진입 또는 후퇴하는 로봇암부들이 서로 독립적으로 구동 가능하므로, 이웃하게 배치된 두 개의 웨이퍼처리용기 중 어느 하나가 고장이거나 점검 중일 때 다른 웨이퍼처리용기로 웨이퍼를 이송하며 웨이퍼 처리 공정을 수행할 수 있어서 시스템의 가동률을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 웨이퍼이송로봇, 이를 이용하는 웨이퍼처리시스템 및 웨이퍼이송방법은, 처리 모듈의 내부에서 웨이퍼의 처리 공정이 진행되는 동안, 처리가 완료된 웨이퍼를 웨이퍼적재 모듈로 로딩하고, 미처리된 웨이퍼를 웨이퍼적재 모듈로부터 언로딩하여 처리 모듈 앞에서 대기하므로 웨이퍼를 이송하는데 소요되는 시간을 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도 9는 도 2에 도시된 웨이퍼처리시스템에 있어서, 웨이퍼이송로봇의 다른 실시예를 Ⅸ 방향으로 본 모습을 도시한 도면이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 실시예의 웨이퍼이송로봇(250)은, 회전체(252)와, 제1승강체(253a)와, 제2승강체(253b)를 구비한다. 도 9 내지 도 11에 있어서, 도 4 내지 도 6에 도시된 부재들과 동일한 부재번호에 의해 지칭되는 부재들은 동일한 구성 및 기능을 가지는 것으로서, 그들 각각에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4에 도시된 웨이퍼이송로봇(240)과는 달리, 로봇본체(251)에 대해 회전 가능하게 로봇본체(251)에 결합된 회전체(252)와, 상기 회전체(252)에 대해 승강 가능하게 회전체(252)의 일측에 결합된 제1승강체(253a)와, 상기 제1승강체(253a)와 독립되게 구동되며 상기 회전체(252)에 대해 승강 가능하게 회전체(252)의 타측에 결합된 제2승강체(253b)가 별도로 마련되어 있다.
상기 제1승강체(253a)에는 서로 다른 높이로 제1로봇암부와 제3로봇암부가 설치되며, 상기 제2승강체(253b)에는 서로 다른 높이로 제2로봇암부와 제4로봇암부가 설치된다. 상기 제1승강체(253a)와 제2승강체(253b)가 서로 독립적으로 승강 가능하므로, 다른 높이 상에서 나란히 배치된 웨이퍼에 대해 로딩 또는 언로딩하는 작업을 수행할 수 있다.
상기 회전체(252)를 회전시키고, 상기 제1승강체(253a)와 제2승강체(253b)를 승강시키는 구동장치의 일례가 도 11에 구조적으로 도시되어 있다. 도 11을 참조하면, 상기 회전체(252)의 하측으로 돌출되게 원통형의 회전체 연결축(252a)이 형성되어 있으며, 상기 회전체 연결축(252a)의 단부에는 제2풀리(422)가 동축적으로 고정되어 있다. 회전모터(420)와, 회전모터와 동축적으로 결합된 제1풀리(421)의 회전력이 제1풀리(421)와 제2풀리(422)에 감아걸려 있는 벨트(423)에 의해 제2풀리(422) 측으로 전달되면, 회전체(252)는 회전 가능하게 된다.
상기 제1승강체(253a)와 제2승강체(253b) 각각의 하부면에는 너트(412)가 삽입되어 있고, 상기 너트(412)에는 이송나사(411)가 체결되며, 상기 이송나사(411)는 그 이송나사(411)를 회전시키는 승강모터(410)에 연결된다. 상기 승강모터(410)에 의해 제1승강체(253a)와 제2승강체(253b)는 수직 방향으로 왕복 직선운동 할 수 있게 된다.
상기 회전체(252)를 상기 로봇본체(251)에 대해 회전 가능하게 하는, 회전모터(420)와 회전모터(420)의 구동력을 전달하는 풀리(421)(422)와 벨트(423)의 결합체로 이루어진 구조나, 상기 제1승강체(253a) 및 제2승강체(253b)를 상기 로봇본체(251)에 대해 승강 가능하게 하는, 상기 승강모터(410)와 승강모터(410)의 구동력을 전달하는 이송나사(411)와 너트(412)의 결합체로 이루어진 구조는 일례에 불과하고, 상술한 바와 다른 구동원 및 동력전달유닛으로 이루어진 구조에 의해 상기 회전체(252)가 회전되고 제1승강체(253a) 및 제2승강체(253b)가 승강될 수도 있다.
한편, 도 12는 본 발명의 웨이퍼이송방법의 다른 실시예의 흐름도이고, 도 13은 본 발명의 웨이퍼이송방법의 또 다른 실시예의 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 도 7에 도시된 웨이퍼이송방법과는 달리, 처리 완료된 웨이퍼를 웨이퍼처리용기(232) 내부로부터 언로딩하기 위하여 제3로봇암부와 제4로봇암부가 웨이퍼처리용기(232) 내부로 진입하는 단계(S331, 하부암 진입 단계)와, 미처리된 웨이퍼를 웨이퍼처리용기(232) 내부로 로딩하기 위하여 제1로봇암부와 제2로봇암부가 웨이퍼처리용기(232) 내부로 진입하는 단계(S341, 상부암 진입 단계)가 동시에 수행되지 않는다. 처리 완료된 웨이퍼를 제3블레이드(245c)와 제4블레이드(245d) 상에 안착시키고, 상기 제3로봇암부와 제4로봇암부가 웨이퍼처리용기(232)로부터 후퇴한 후, 상기 상부암 진입 단계(S341)를 수행한다. 이후, 상기 웨이퍼처리용기 안착 단계(S342)와 상기 상부암 후퇴 단계(S343)를 순차적으로 수행한다.
도 13을 참조하면, 도 7에 도시된 웨이퍼이송방법과는 달리, 초기 처리 단계에서, 제1로봇암부, 제2로봇암부, 제3로봇암부 및 제4로봇암부 모두를 이용하여 상기 웨이퍼적재 모듈(210)로부터 웨이퍼(w)를 언로딩하지 않고, 우선 한 쌍의 미처리 웨이퍼를, 상기 제3로봇암부 및 제4로봇암부를 이용하여 상기 웨이퍼적재 모듈(210)로부터 언로딩한다(S312, 제2웨이퍼적재 모듈 언로딩 단계). 이후, 제3로봇암부 및 제4로봇암부에 안착되어 있는 한 쌍의 미처리 웨이퍼를, 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기 내부로 로딩하고(S321, 제1처리 모듈 로딩 단계), 웨이퍼의 처리가 진행되고 있는 동안 상기 회전체(243)는 웨이퍼적재 모듈(210) 측을 향하도록 회전하여 제1로봇암부와 제2로봇암부를 이용하여 상기 웨이퍼적재 모듈(210)로부터 한 쌍의 미처리 웨이퍼를 다시 언로딩한다(S360, 웨이퍼적재 모듈 언로딩 단계). 이 후, 상기 회전체(243)는 처리 모듈(230) 측을 향하도록 회전하여 처리 모듈(230) 내부에서 웨이퍼의 처리가 완료될 때까지 대기한다. 본 실시예의 웨이퍼이송방법 역시 웨이퍼의 처리가 진행되고 있는 동안 웨이퍼를 이송하게 되므로, 시스템의 가동률을 저하시키는 문제점은 발생하지 않는다.
여기에서, 상기 제3로봇암부 및 제4로봇암부 대신 상기 제1로봇암부 및 제2로봇암부를 이용하여 한 쌍의 미처리 웨이퍼(w)를 상기 웨이퍼적재 모듈(210)로부터 언로딩할 수도 있다(S313, 제3웨이퍼적재 모듈 언로딩 단계). 따라서, 상기 제1로봇암부 및 제2로봇암부에 안착되어 있는 한 쌍의 미처리 웨이퍼(w)를 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기(232) 내부로 로딩(S322, 제2처리 모듈 로딩 단계)한 후, 웨이퍼의 처리가 진행되는 동안 다시 상기 웨이퍼적재 모듈 언로딩 단계(S360)을 수행하고, 상기 회전체(243)는 처리 모듈(230) 측을 향하도록 회전하여 웨이퍼의 처리가 완료될 때까지 대기할 수도 있다.
한편, 상기 하부암 진입 단계(S331)와 상기 상부암 진입 단계(S341)가 동시에 수행되는 경우를 예로 들어, 상기 웨이퍼 안착 단계(S332)와 상기 웨이퍼처리용기 안착 단계(S342)의 다른 실시예를 설명하기로 한다. 도 14를 참조하면, 본 실시예의 웨이퍼 안착 단계(S332) 또는 웨이퍼처리용기 안착 단계(S342)는, 로봇본체(241)에 대해 상기 승강체(242)의 승강 운동 없이 리프트핀(234)의 승강에 의해서만 웨이퍼의 로딩 또는 언로딩이 이루어진다.
도 14의 (a)에 도시한 바와 같이, 웨이퍼의 처리 공정이 완료되면 웨이퍼블록(233) 내부에 있던 리프트핀(234)이 웨이퍼블록(233)의 상면으로부터 돌출되고, 처리 웨이퍼는 리프트핀(234)에 의해 지지된다. 그 상면에 웨이퍼를 보유하지 않은 제3블레이드(245c)와 제4블레이드(245d)는 상기 리프트핀(234)의 상단부와 웨이퍼블록(233)의 사이로 진입하고, 그 상면에 미처리 웨이퍼를 보유한 제1블레이드(245a)와 제2블레이드(245b)는 리프트핀(234)에 의해 지지되어 있는 처리 웨이퍼 상측으로 진입한다. 도 14의 (b)에 도시한 바와 같이, 처리완료된 웨이퍼는 제3블레이드(245c)와 제4블레이드(245d) 상에 안착된 후 웨이퍼처리용기(232)로부터 꺼내어지고, 미처리 웨이퍼를 보유하고 있는 제1블레이드(245a)와 제2블레이드(245b)는 고정된 상태에서 리프트핀(234)이 다시 상승하게 된다. 이후, 미처리 웨이퍼는 상기 제1블레이드(245a)와 제2블레이드(245b)로부터 이탈되어 리프트핀(234)에 의해 지지되게 된다. 리프트핀(234)이 하강하게 되면, 리프트핀(234)에 의해 지지되었던 미처리 웨이퍼는 웨이퍼블록(233)의 상면에 안착된다.
이상 바람직한 실시예 및 변형례들에 대해 설명하였으나, 본 발명에 따른 웨이퍼이송로봇, 이를 이용하는 웨이퍼처리시스템 및 웨이퍼이송방법은 상술한 예들에 한정되는 것은 아니며, 그 예들의 변형이나 조합에 의해, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 웨이퍼이송로봇, 이를 이용하는 웨이퍼처리시스템 및 웨이퍼이송방법이 구체화될 수 있다.
본 발명의 웨이퍼이송로봇, 이를 이용하는 웨이퍼처리시스템 및 웨이퍼이송방법은, 한 쌍의 웨이퍼처리용기로 진입 또는 후퇴하는 로봇암부들이 서로 독립적으로 구동 가능하므로, 이웃하게 배치된 두 개의 웨이퍼처리용기 중 어느 하나가 고장이거나 점검 중일 때 다른 웨이퍼처리용기로 웨이퍼를 이송하며 웨이퍼 처리 공정을 수행할 수 있어서 시스템의 가동률을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 웨이퍼이송로봇, 이를 이용하는 웨이퍼처리시스템 및 웨이퍼이송방법은, 처리 모듈의 내부에서 웨이퍼의 처리 공정이 진행되는 동안, 처리가 완료된 웨이퍼를 웨이퍼적재 모듈로 로딩하고, 미처리된 웨이퍼를 웨이퍼적재 모듈로부터 언로딩하여 처리 모듈 앞에서 대기하므로 웨이퍼를 이송하는데 소요되는 시간을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (14)

  1. 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼이송로봇에 있어서,
    로봇본체와, 상기 로봇본체에 회전 가능하게 설치된 회전체와, 상기 회전체에 설치되며 수평 방향으로 웨이퍼를 이송하기 위한 로봇암부를 구비하고,
    상기 로봇암부는, 각각 독립적으로 구동 가능한 제1로봇암부, 제2로봇암부, 제3로봇암부 및 제4로봇암부를 포함하며,
    상기 제1로봇암부, 제2로봇암부, 제3로봇암부 및 제4로봇암부 각각은,
    상기 회전체에 결합된 로봇암과, 상기 로봇암에 회전 가능하게 결합되고 상기 웨이퍼와 접촉하는 블레이드를 구비하며,
    상기 회전체의 일측에 승강 가능하게 결합된 제1승강체와, 상기 제1승강체와는 독립되게 구동되며 상기 회전체의 타측에 승강 가능하게 결합된 제2승강체를 포함하며,
    상기 제1로봇암부와 상기 제3로봇암부는, 상호 간섭되지 않도록 각각 다른 높이로 상기 제1승강체에 설치되어 소정의 스트로크 범위 내에서 수평방향으로 신장 또는 수축되며,
    상기 제2로봇암부와 상기 제4로봇암부는, 상호 간섭되지 않도록 각각 다른 높이로 상기 제2승강체에 설치되어 소정의 스트로크 범위 내에서 수평방향으로 신장 또는 수축되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼이송로봇.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1로봇암부와 상기 제2로봇암부는 서로 동일한 높이 상에 설치되며,
    상기 제3로봇암부는 상기 제1로봇암부의 하측에, 상기 제4로봇암부는 상기 제2로봇암부의 하측에 서로 동일한 높이로 설치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼이송로봇.
  4. 다수의 웨이퍼가 적재되어 있는 웨이퍼적재 모듈과, 이웃하게 배치되어 있는 한 쌍의 웨이퍼처리용기를 구비하는 처리 모듈과, 상기 웨이퍼적재 모듈과 상기 처리 모듈 사이에 배치되어 상기 웨이퍼적재 모듈과 상기 처리 모듈 사이에서 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼이송로봇을 포함하는 웨이퍼처리시스템에 있어서,
    상기 웨이퍼이송로봇은,
    제3항에 따른 웨이퍼이송로봇인 것을 특징으로 하는 웨이퍼처리시스템.
  5. 다수의 웨이퍼가 적재되어 있는 웨이퍼적재 모듈과, 이웃하게 배치되어 있는 한 쌍의 웨이퍼처리용기를 구비하는 처리 모듈과, 상기 웨이퍼적재 모듈과 상기 처리 모듈 사이에 배치되어 상기 웨이퍼적재 모듈과 상기 처리 모듈 사이에서 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼이송로봇을 포함하는 웨이퍼처리시스템에 있어서,
    상기 웨이퍼이송로봇은,
    제1항에 따른 웨이퍼이송로봇인 것을 특징으로 하는 웨이퍼처리시스템.
  6. 제5항에 따른 웨이퍼처리시스템을 이용하여, 상기 웨이퍼적재 모듈과 상기 처리 모듈 사이에서 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼이송방법에 있어서,
    상기 웨이퍼적재 모듈 내부에 적재되어 있는 미처리된 웨이퍼를, 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기 내부로 로딩하는 초기 이송 단계;
    상기 제3로봇암부 및 상기 제4로봇암부를 이용하여 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기 내부로부터 한 쌍의 처리 웨이퍼를 언로딩하는 처리 모듈 언로딩 단계;
    상기 제1로봇암부 및 상기 제2로봇암부를 이용하여 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기 내부로 한 쌍의 미처리 웨이퍼를 로딩하는 처리 모듈 로딩 단계;
    상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기로부터 언로딩된 한 쌍의 처리 웨이퍼를, 상기 웨이퍼적재 모듈 내부로 로딩하는 웨이퍼적재 모듈 로딩 단계; 및
    상기 제1로봇암부 및 상기 제2로봇암부를 이용하여 상기 웨이퍼적재 모듈로부터 한 쌍의 미처리 웨이퍼를 언로딩하는 웨이퍼적재 모듈 언로딩 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼이송방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제3로봇암부는 상기 제1로봇암부의 하측에, 상기 제4로봇암부는 상기 제2로봇암부의 하측에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼이송방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 초기 이송 단계는,
    상기 제1로봇암부, 제2로봇암부, 제3로봇암부 및 제4로봇암부를 이용하여 상기 웨이퍼적재 모듈로부터 두 쌍의 미처리 웨이퍼를 언로딩하는 제1웨이퍼적재 모듈 언로딩 단계;
    상기 제3로봇암부 및 제4로봇암부에 안착되어 있는 한 쌍의 미처리 웨이퍼를 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기 내부로 로딩하는 제1처리 모듈 로딩 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼이송방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 초기 이송 단계는,
    상기 제3로봇암부 및 제4로봇암부를 이용하여 상기 웨이퍼적재 모듈로부터 한 쌍의 미처리 웨이퍼를 언로딩하는 제2웨이퍼적재 모듈 언로딩 단계;
    상기 제3로봇암부 및 제4로봇암부에 안착되어 있는 한 쌍의 미처리 웨이퍼를 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기 내부로 로딩하는 제1처리 모듈 로딩 단계; 및
    상기 웨이퍼적재 모듈 언로딩 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼이송방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 초기 이송 단계는,
    상기 제1로봇암부 및 제2로봇암부를 이용하여 상기 웨이퍼적재 모듈로부터 한 쌍의 미처리 웨이퍼를 언로딩하는 제3웨이퍼적재 모듈 언로딩 단계;
    상기 제1로봇암부 및 제2로봇암부에 안착되어 있는 한 쌍의 미처리 웨이퍼를 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기 내부로 로딩하는 제2처리 모듈 로딩 단계; 및
    상기 웨이퍼적재 모듈 언로딩 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼이송방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 처리 모듈 언로딩 단계는,
    상기 제3로봇암부 및 상기 제4로봇암부가 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기 내부 로 진입하는 하부암 진입 단계와, 한 쌍의 처리 웨이퍼를 상기 제3로봇암부 및 상기 제4로봇암부에 안착시키는 웨이퍼 안착 단계와, 상기 한 쌍의 처리 웨이퍼가 안착된 상기 제3로봇암부 및 상기 제4로봇암부가 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기 내부로부터 후퇴하는 하부암 후퇴 단계를 순차적으로 포함하며,
    상기 처리 모듈 로딩 단계는,
    상기 한 쌍의 미처리 웨이퍼가 안착된 상기 제1로봇암부 및 상기 제2로봇암부가 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기 내부로 진입하는 상부암 진입 단계와, 상기 제1로봇암부 및 상기 제2로봇암부에 안착된 한 쌍의 미처리 웨이퍼를 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기 내부에 안착시키는 웨이퍼처리용기 안착 단계와, 상기 제1로봇암부 및 상기 제2로봇암부가 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기 내부로부터 후퇴하는 상부암 후퇴 단계를 순차적으로 포함하며,
    상기 하부암 진입 단계와 상기 상부암 진입 단계는, 동시에 수행되고,
    상기 웨이퍼처리용기 안착 단계는, 상기 하부암 후퇴 단계 후에 수행되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼이송방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 처리 모듈 언로딩 단계는,
    상기 제3로봇암부 및 상기 제4로봇암부가 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기 내부로 진입하는 하부암 진입 단계와, 한 쌍의 처리 웨이퍼를 상기 제3로봇암부 및 상기 제4로봇암부에 안착시키는 웨이퍼 안착 단계와, 상기 한 쌍의 처리 웨이퍼가 안 착된 상기 제3로봇암부 및 상기 제4로봇암부가 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기 내부로부터 후퇴하는 하부암 후퇴 단계를 순차적으로 포함하며,
    상기 처리 모듈 로딩 단계는,
    상기 한 쌍의 미처리 웨이퍼가 안착된 상기 제1로봇암부 및 상기 제2로봇암부가 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기 내부로 진입하는 상부암 진입 단계와, 상기 제1로봇암부 및 상기 제2로봇암부에 안착된 한 쌍의 미처리 웨이퍼를 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기 내부에 안착시키는 웨이퍼처리용기 안착 단계와, 상기 제1로봇암부 및 상기 제2로봇암부가 상기 한 쌍의 웨이퍼처리용기 내부로부터 후퇴하는 상부암 후퇴 단계를 순차적으로 포함하며,
    상기 상부암 진입 단계는, 상기 하부암 후퇴 단계 후에 수행되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼이송방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 웨이퍼처리용기는, 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼블록과 상기 웨이퍼블록의 상면으로부터 돌출 가능하도록 상기 웨이퍼블록에 설치된 리프트핀을 구비하며,
    상기 웨이퍼 안착 단계 또는 상기 웨이퍼처리용기 안착 단계는,
    상기 리프트핀이 상기 웨이퍼블록의 상면으로부터 돌출된 상태에서, 상기 리프트핀에 대해 상기 제3로봇암부 및 제4로봇암부 또는 상기 제1로봇암부 및 제2로봇암부가 승강함에 따라 상기 웨이퍼가 로딩 또는 언로딩되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼이송방법.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 웨이퍼처리용기는, 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼블록과 상기 웨이퍼블록의 상면으로부터 돌출 가능하도록 상기 웨이퍼블록에 설치된 리프트핀을 구비하며,
    상기 웨이퍼 안착 단계 또는 상기 웨이퍼처리용기 안착 단계는,
    상기 제3로봇암부 및 제4로봇암부가 또는 상기 제1로봇암부 및 제2로봇암부가 상기 웨이퍼블록의 상측에 위치한 상태에서, 상기 제3로봇암부 및 제4로봇암부에 또는 상기 제1로봇암부 및 제2로봇암부에 대해 상기 리프트핀이 승강함에 따라 상기 웨이퍼가 로딩 또는 언로딩되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼이송방법.
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