KR101543681B1 - 기판 처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인라인 형태로 배치된 복수의 공정챔버 사이에 기판 반송장치를 통해 기판을 양방향으로 반송하여 기판의 반송 효율을 향상시킬 수 있도록 한 기판 처리 시스템에 관한 것으로, 기판을 양방향으로 반송하는 적어도 하나의 양방향 기판 반송장치를 가지는 트랜스퍼 챔버; 및 인라인 형태로 상기 트랜스퍼 챔버에 마주보도록 배치되어 상기 기판에 대한 반도체 제조공정을 수행하는 복수의 공정 챔버를 포함하며, 상기 양방향 기판 반송장치는 리니어 모터에 의해 수평 방향으로 이송 가능하도록 상기 트랜스퍼 챔버 내에 설치된 이송부; 및 상기 이송부에 설치되어 양방향 슬라이딩을 통해 상기 기판을 공정 챔버로 반송하는 양방향 기판 반송부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템을 제공한다.
기판 반송, 트랜스퍼 챔버, 양방향 슬라이딩, 포크

Description

기판 처리 시스템{SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM}
본 발명은 기판 처리 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 인라인 형태로 배치된 복수의 공정챔버 사이에 기판 반송장치를 통해 기판을 양방향으로 반송하여 기판의 반송 효율을 향상시킬 수 있도록 한 기판 처리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 평판 표시장치 및 태양전지 등의 반도체 장치는 기판 상에 증착공정, 사진공정, 식각공정, 확산공정, 이온주입공정 등과 같은 복수의 반도체 제조공정을 선택적이고도 반복적으로 수행하는 과정을 통해 이루어진다. 이러한 각 공정을 원활하게 수행하기 위해서는 멀티 챔버 구조를 갖는 기판 처리 시스템이 요구된다.
멀티 챔버 구조의 기판 처리 시스템은 적어도 하나의 공정을 수행하는 복수의 공정 챔버; 및 복수의 공정 챔버를 공통으로 연결하는 트랜스퍼 챔버를 포함하여 클러스터(Cluster) 타입으로 구성된다.
트랜스퍼 챔버는 내부에 위치되는 외부로부터 공급되는 기판을 반송하는 기판 반송장치를 포함하여 구성된다.
기판 반송장치는 반송 로봇의 승강 및 회전 운동을 이용하여 기판을 각 공정 챔버의 내부에 로딩시키거나 각 공정 챔버에서 언로딩시키는 역할을 한다.
그러나, 종래의 기판 처리 시스템은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 반송 로봇의 회전을 통해 클러스터 구조로 배치된 각 공정 챔버로 기판을 반송하기 때문에 반송 로봇의 반송 부하가 증가되어 생산성이 떨어진다는 문제점이 있다.
둘째, 반송 로봇의 회전을 위한 공간 확보로 인하여 트랜스퍼 챔버의 크기가 증가되므로 트랜스퍼 챔버의 유지 보수 시간이 많이 소요된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 인라인 형태로 배치된 복수의 공정챔버 사이에 기판 반송장치를 통해 기판을 양방향으로 반송하여 기판의 반송 효율을 향상시킬 수 있도록 한 기판 처리 시스템을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 기판을 양방향으로 반송하는 적어도 하나의 양방향 기판 반송장치를 가지는 트랜스퍼 챔버; 및 인라인 형태로 상기 트랜스퍼 챔버에 마주보도록 배치되어 상기 기판에 대한 반도체 제조공정을 수행하는 복수의 공정 챔버를 포함하며, 상기 적어도 하나의 양방향 기판 반송장치는 리니어 모터에 의해 수평 방향으로 이송 가능하도록 상기 트랜스퍼 챔버 내에 설치된 이송부; 및 상기 이송부에 설치되어 양방향 슬라이딩을 통해 상기 기판을 공정 챔버로 반송하는 양방향 기판 반송부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템을 제공한다.
상기 양방향 기판 반송부는 상기 이송부에 설치된 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임 상에 설치되는 포크 프레임; 양방향 슬라이딩이 가능하도록 상기 포크 프레임에 설치된 제 1 및 제 2 양방향 슬라이딩 포크부; 및 상기 포크 프레임에 측면에 설치되는 상기 포크 프레임을 승강시켜 제 1 및 제 2 양방향 슬라이딩 포크부를 승강시키는 포크 승강부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 포크 프레임은 상기 포크 승강부에 의해 승강되는 제 1 지지 프레임; 상기 제 1 지지 프레임의 가장자리를 따라 설치되는 복수의 측벽 지지대; 및 상기 제 1 지지 프레임에 마주보도록 상기 복수의 측벽 지지대에 설치된 제 2 지지 프레임을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 포크 승강부는 상기 베이스 프레임에 수직하게 설치된 제 1 및 제 2 승강 지지대; 제 1 및 제 2 승강 지지대 각각의 내측에 대응되도록 상기 베이스 프레임에 설치된 제 1 및 제 2 승강 모터; 상기 제 1 지지 프레임을 관통하여 상기 제 1 승강 지지대와 상기 제 1 승강 모터간에 설치되어 상기 제 1 승강 모터의 회전에 따라 상기 포크 프레임을 승강시키는 제 1 볼 스크류; 상기 제 1 지지 프레임을 관통하여 상기 제 2 승강 지지대와 상기 제 2 승강 모터간에 설치되어 상기 제 2 승강 모터의 회전에 따라 상기 포크 프레임을 승강시키는 제 2 볼 스크류; 및 상기 제 1 및 제 2 승강 모터간에 설치되는 상기 제 1 및 제 2 승강 모터의 회전을 동기시키는 연동 샤프트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 양방향 기판 반송부는 상기 포크 승강부에 의한 상기 포크 프레임의 승강을 가이드하는 포크 승강 가이드부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 포크 승강 가이드부는 상기 포크 프레임의 양측면에 대응되는 상기 복수의 측벽 지지대에 설치된 복수의 승강 가이드 블록; 및 상기 각 승강 가이드 블록에 접속되도록 상기 베이스 프레임에 수직하게 설치되어 상기 포크 프레임의 승강시 상기 각 승강 가이드 블록의 승강을 가이드 하는 승강 가이드 레일을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 양방향 슬라이딩 포크부 각각은 양방향 슬라이딩이 가능하도록 상기 제 1 및 제 2 지지 프레임 각각에 설치된 적어도 2개의 슬라이딩 포크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 적어도 2개의 슬라이딩 포크 각각은 상기 지지 프레임에 설치된 가이드 블록; 및 양방향 슬라이딩이 가능하도록 상기 가이드 블록에 설치된 복수의 슬라이딩 바를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 양방향 슬라이딩 포크부 각각은 상기 제 1 및 제 2 지지 프레임 각각에 설치되어 상기 복수의 슬라이딩 바를 양방향 슬라이딩시키기 위한 포크 슬라이더를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 인라인 형태로 배치된 복수의 공정챔버 사이에 기판 반송장치를 통해 기판을 양방향으로 반송함으로써 기판의 반송 효율을 향상시켜 생산성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
둘째, 양방향 슬라이딩 방식을 통해 기판을 반송하므로 트랜스퍼 챔버의 크기를 최소화할 수 있어 트랜스퍼 챔버의 유지 보수 시간을 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.
셋째, 리니어 모터를 통해 양방향 기판 반송부를 수평 이동시킴으로써 기판 반송 속도를 빠르게 할 수 있다는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 시스템은 기판을 반송하는 트랜스퍼 챔버(TC); 트랜스퍼 챔버(TC)에 접속되도록 배치된 적어도 하나의 로드락 챔버(LC); 및 트랜스퍼 챔버(TC)를 사이에 두고 나란하게 배치된 복수의 공정 챔버(PC)를 포함하여 구성된다.
로드락 챔버(LC)는 트랜스퍼 챔버(TC)의 일측 및 타측 중 적어도 한 측에 설치될 수 있다. 이러한, 로드락 챔버(LC)는 외부로부터의 기판(미도시)을 트랜스퍼 챔버(TC)로 로딩하거나, 트랜스퍼 챔버(TC)로부터 공급되는 기판을 외부로 언로딩한다. 이때, 로드락 챔버(LC)와 트랜스퍼 챔버(TC) 사이에는 기판의 출입을 위한 게이트(GT)가 설치될 수 있다.
복수의 공정 챔버(PC) 각각은 트랜스퍼 챔버(TC)로부터 반송되는 기판 상에 반도체 제조 공정 중 해당하는 반도체 제조 공정을 수행한다. 여기서, 반도체 제조 공정은 평판 표시장치 및 태양전지 등의 반도체 장치를 제조하기 위한 제조 공정 중 어느 한 공정이 될 수 있다. 예를 들어, 반도체 제조 공정은 증착공정, 세정공정, 예열공정, 건조공정, 열처리공정, 사진공정, 식각공정, 확산공정, 및 이온주입공정 중 어느 한 공정이 될 수 있다.
이러한, 복수의 공정 챔버(PC) 각각은 트랜스퍼 챔버(TC)의 상측 및 하측 각각에 일렬로 배치될 수 있다. 또한, 각 공정챔버(PC)와 트랜스퍼 챔버(TC) 사이에는 기판의 출입을 위한 게이트(GT)가 설치될 수 있다.
트랜스퍼 챔버(TC)는 게이트(GT)를 사이에 두고 복수의 공정 챔버(PC) 사이에 배치된다. 이때, 트랜스퍼 챔버(TC) 내부는 진공 상태로 유지될 수 있다.
트랜스퍼 챔버(TC)는 로드락 챔버(LC)로부터 공급되는 기판을 각 공정 챔버(PC)로 반송하거나 각 공정 챔버(PC)에서 기판을 인출하여 로드락 챔버(LC)로 반송하기 위한 양방향 기판 반송장치(100)를 포함하여 구성된다. 이때, 양방향 기판 반송장치(100)는 트랜스퍼 챔버(TC) 내부에서 수평 방향으로 이송하면서 각 공정 챔버(PC) 간에 기판을 반송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 양방향 기판 반송장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 양방향 기판 반송장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 도 1과 결부하면, 일 실시 예에 따른 양방향 기판 반송장 치(100)는 이송부(200); 및 양방향 기판 반송부(300)를 포함하여 구성된다.
일 실시 예에 따른 이송부(200)는 트랜스퍼 챔버(TC)의 길이 방향을 따라 설치되어 양방향 기판 반송부(300)를 수평 방향으로 이송시킨다. 이를 위해, 이송부(200)는 리니어 모터로 구성될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 이송부(200)는 이송 가이더(210); 및 이송 블록부(220)를 포함하여 구성된다.
이송 가이더(210)는 이송 블록부(220)의 수평 이송을 가이드 한다. 예를 들어, 이송 가이더(210)는 리니어 모터의 고정자가 될 수 있다.
이송 블록부(220)는 이송 가이더(210)에 이송 가능하게 설치되어 이송 가이더(210)를 따라 수평 방향으로 이송한다. 예를 들어, 이송 블록부(220)는 리니어 모터의 회전자(또는 코일부)가 될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 양방향 기판 반송부(300)는 베이스 프레임(310); 포크 프레임(320); 제 1 및 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(330, 340); 포크 승강부(350); 및 포크 승강 가이드부(360)를 포함하여 구성된다.
베이스 프레임(310)은 이송부(200)의 이송 블록부(220) 상에 설치되어 이송 블록부(220)와 함께 수평 방향으로 이송된다.
일 실시 예에 따른 포크 프레임(320)은 제 1 지지 프레임(322); 복수의 측벽 지지대(324); 제 2 지지 프레임(326)을 포함하여 구성된다.
제 1 지지 프레임(322)은 베이스 프레임(310) 상에 일정한 높이로 설치되어 포크 승강부(350)에 의해 승강 가능하도록 지지된다. 이때, 제 1 지지 프레 임(322)의 제 1 및 제 2 측면 각각에는 포크 승강부(350)가 관통하여 접속되는 돌출부(328)가 형성된다.
복수의 측벽 지지대(324)는 제 1 지지 프레임(322)의 가장자리를 따라 일정한 간격으로 설치되어 제 2 지지 프레임(326)을 지지한다.
제 2 지지 프레임(326)은 제 1 지지 프레임(322)과 중첩되도록 복수의 측벽 지지대(324) 상에 설치된다. 이러한, 제 2 지지 프레임(326)은 제 1 지지 프레임(322)의 승강과 함께 승강된다.
일 실시 예에 따른 제 1 양방향 슬라이딩 포크부(330)는 제 1 및 제 2 슬라이딩 포크(410, 420); 제 1 포크 슬라이더(430); 및 복수의 제 1 기판 지지 패드(440)를 포함하여 구성될 수 있다.
제 1 및 제 2 슬라이딩 포크(410, 420) 각각은 제 1 지지 프레임(322) 상에 일정한 간격으로 나란하게 설치되어 제 1 포크 슬라이더(430)의 구동에 따라 제 1 수평 방향 또는 제 1 수평 방향에 반대되는 제 2 수평 방향으로 이송된다. 이를 위해, 제 1 및 제 2 슬라이딩 포크(410, 410) 각각은 제 1 가이드 블록(412); 및 제 1 내지 제 3 슬라이딩 바(414, 416, 418)를 포함하여 구성된다.
제 1 가이드 블록(412)은 제 1 지지 프레임(322) 상의 양측면 간에 설치되어 제 1 슬라이딩 바(414)의 슬라이딩을 안내한다.
제 1 슬라이딩 바(414)는 제 1 가이드 블록(412)에 설치되어 제 1 포크 슬라이더(430)의 구동에 따라 제 1 수평 방향 또는 제 1 수평 방향에 반대되는 제 2 수평 방향으로 이송된다.
제 2 슬라이딩 바(416)는 제 1 슬라이딩 바(414)의 측면에 설치되어 제 1 슬라이딩 바(414)의 슬라이딩에 연동되어 수평 방향으로 이송된다.
제 3 슬라이딩 바(418)는 제 2 슬라이딩 바(416)의 측면에 설치되어 제 2 슬라이딩 바(416)의 슬라이딩에 연동되어 수평 방향으로 이송된다.
한편, 제 2 및 제 3 슬라이딩 바(416, 418) 각각은 제 1 슬라이딩 바(414)의 상면에 순차적으로 적층되어 제 1 슬라이딩 바(414)의 슬라이딩에 연동되어 수평 방향으로 이송될 수도 있다.
제 1 포크 슬라이더(430)는 제 1 및 제 2 슬라이딩 포크(410, 420) 사이에 배치되도록 제 1 지지 프레임(322) 상의 양측면 간에 설치되어 제 1 및 제 2 슬라이딩 포크(410, 420)를 동시에 제 1 수평 방향 또는 제 1 수평 방향에 반대되는 제 2 수평 방향으로 이송시킨다. 이를 위해, 제 1 포크 슬라이더(430)는 브라켓에 의해 지지되도록 제 1 지지 프레임(322) 상의 양측면 간에 설치된 제 1 가이드 봉(432); 및 제 1 가이드 봉(432)에 이송 가능하게 설치됨과 아울러 제 1 및 제 2 슬라이딩 포크(410, 420) 각각에 접속된 링크(미도시)를 가지는 제 1 이송 실린더(434)를 포함하여 구성된다. 이러한, 제 1 포크 슬라이더(430)는 제 1 가이드 봉(432)의 적어도 한 측면에 공급되는 유압 또는 공압에 의해 제 1 이송 실린더(434)를 이송시키는 유압 또는 공압 구동 실린더로 이루어질 수 있다.
복수의 제 1 기판 지지 패드(440)는 제 3 슬라이딩 바(418) 상에 일정한 간격으로 설치되어 기판의 반송시 기판의 일측 배면을 지지한다.
한편, 제 1 양방향 슬라이딩 포크부(330)에서 슬라이딩 포크(410, 420)가 2 개로 구성되는 것으로 설명하였으나, 이에 안정되지 않고 안정적인 기판 반송을 위해 슬라이딩 포크는 2개 이상으로 구성될 수 있다. 또한, 제 1 양방향 슬라이딩 포크부(330)에서 제 1 포크 슬라이더(430)가 유압 또는 공압 구동 실린더로 구성되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 제 1 포크 슬라이더(430) 없이 LM 가이더, 볼 스크류, 및 벨트 중 적어도 하나 또는 적어도 2개를 조합하여 슬라이딩 포크(410, 420)를 슬라이딩시킬 수도 있다. 나아가, 제 1 양방향 슬라이딩 포크부(330)는 제 1 포크 슬라이더(430) 없이 LM 가이더, 볼 스크류, 및 벨트 중 적어도 하나 또는 적어도 2개를 조합한 전자석 모터 방식으로 슬라이딩 포크(410, 420)를 슬라이딩시킬 수도 있다.
다른 한편, 제 1 양방향 슬라이딩 포크부(330)는 슬라이딩 바(414, 416, 418)의 양방향 슬라이딩시 슬라이딩 위치를 검출하여 제 1 포크 슬라이더(430)를 제어하기 위한 위치 검출센서를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은, 제 1 양방향 슬라이딩 포크부(330)는 제 1 포크 슬라이더(430)를 이용해 제 1 및 제 2 슬라이딩 포크(410, 420)를 제 1 반송 방향 또는 제 1 반송 방향과 반대되는 제 2 반송 방향으로 접거나 펼쳐 동시에 슬라이딩시킴으로써 트랜스퍼 챔버(TC)의 일측 또는 타측에 배치된 공정 챔버(TC)로 기판을 양방향으로 반송한다.
일 실시 예에 따른 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(340)는 제 3 및 제 4 슬라이딩 포크(510, 520); 제 2 포크 슬라이더(530); 및 복수의 제 2 기판 지지 패드(540)를 포함하여 구성될 수 있다.
제 3 및 제 4 슬라이딩 포크(510, 520) 각각은 제 2 지지 프레임(326) 상에 일정한 간격으로 나란하게 설치되어 제 2 포크 슬라이더(530)의 구동에 따라 제 1 수평 방향 또는 제 1 수평 방향에 반대되는 제 2 수평 방향으로 이송된다. 이를 위해, 제 3 및 제 4 슬라이딩 포크(510, 510) 각각은 제 2 가이드 블록(512); 및 제 4 내지 제 6 슬라이딩 바(514, 516, 518)를 포함하여 구성된다.
제 2 가이드 블록(512)은 제 2 지지 프레임(322) 상의 양측면 간에 설치되어 제 4 슬라이딩 바(514)의 슬라이딩을 안내한다.
제 4 슬라이딩 바(514)는 제 2 가이드 블록(512)에 설치되어 제 2 포크 슬라이더(530)의 구동에 따라 제 1 수평 방향 또는 제 1 수평 방향에 반대되는 제 2 수평 방향으로 이송된다.
제 5 슬라이딩 바(516)는 제 4 슬라이딩 바(514)의 측면에 설치되어 제 4 슬라이딩 바(514)의 슬라이딩에 연동되어 수평 방향으로 이송된다.
제 6 슬라이딩 바(518)는 제 5 슬라이딩 바(516)의 측면에 설치되어 제 5 슬라이딩 바(516)의 슬라이딩에 연동되어 수평 방향으로 이송된다.
한편, 제 5 및 제 6 슬라이딩 바(516, 518) 각각은 제 4 슬라이딩 바(514)의 상면에 순차적으로 적층되어 제 4 슬라이딩 바(514)의 슬라이딩에 연동되어 수평 방향으로 이송될 수도 있다.
제 2 포크 슬라이더(530)는 제 3 및 제 4 슬라이딩 포크(510, 520) 사이에 배치되도록 제 2 지지 프레임(326) 상의 양측면 간에 설치되어 제 3 및 제 4 슬라이딩 포크(510, 520)를 동시에 제 1 수평 방향 또는 제 1 수평 방향에 반대되는 제 2 수평 방향으로 이송시킨다. 이를 위해, 제 2 포크 슬라이더(530)는 브라켓에 의해 지지되도록 제 2 지지 프레임(326) 상의 양측면 간에 설치된 제 2 가이드 봉(532); 및 제 2 가이드 봉(532)에 이송 가능하게 설치됨과 아울러 제 3 및 제 4 슬라이딩 포크(510, 520) 각각에 접속된 링크(536)를 가지는 제 2 이송 실린더(534)를 포함하여 구성된다. 이러한, 제 2 포크 슬라이더(530)는 제 2 가이드 봉(532)의 적어도 한 측면에 공급되는 유압 또는 공압에 의해 제 2 이송 실린더(534)를 이송시키는 유압 또는 공압 구동 실린더로 이루어질 수 있다.
복수의 제 2 기판 지지 패드(540)는 제 6 슬라이딩 바(518) 상에 일정한 간격으로 설치되어 기판의 반송시 기판의 일측 배면을 지지한다.
한편, 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(340)에서 슬라이딩 포크(510, 520)가 2개로 구성되는 것으로 설명하였으나, 이에 안정되지 않고 안정적인 기판 반송을 위해 슬라이딩 포크는 2개 이상으로 구성될 수 있다. 또한, 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(340)에서 제 2 포크 슬라이더(530)가 유압 또는 공압 구동 실린더로 구성되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 제 2 포크 슬라이더(530) 없이 LM 가이더, 볼 스크류, 및 벨트 중 적어도 하나 또는 적어도 2개를 조합하여 슬라이딩 포크(510, 520)를 슬라이딩시킬 수도 있다. 나아가, 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(340)는 제 2 포크 슬라이더(530) 없이 LM 가이더, 볼 스크류, 및 벨트 중 적어도 하나 또는 적어도 2개를 조합한 전자석 모터 방식으로 슬라이딩 포크(510, 520)를 슬라이딩시킬 수도 있다.
다른 한편, 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(340)는 슬라이딩 바(514, 516, 518)의 양방향 슬라이딩시 슬라이딩 위치를 검출하여 제 2 포크 슬라이더(530)를 제어하기 위한 위치 검출센서를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은, 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(340)는 제 2 포크 슬라이더(530)를 이용해 제 3 및 제 4 슬라이딩 포크(510, 520)를 제 1 반송 방향 또는 제 1 반송 방향과 반대되는 제 2 반송 방향으로 접거나 펼쳐 동시에 슬라이딩시킴으로써 트랜스퍼 챔버(TC)의 일측 또는 타측에 배치된 공정 챔버(TC)로 기판을 양방향으로 반송한다.
일 실시 예에 따른 포크 승강부(350)는 제 1 승강 지지대(352a); 제 2 승강 지지대(352b); 제 1 승강 모터(354a); 제 2 승강 모터(미도시); 제 1 볼 스크류(356a); 제 2 볼 스크류(356b); 및 연동 샤프트(358)를 포함하여 구성된다.
제 1 승강 지지대(352a)는 포크 프레임(320)의 제 1 측면에 마주보도록 베이스 프레임(310)에 수직하게 설치된다.
제 2 승강 지지대(352b)는 포크 프레임(320)의 제 2 측면에 제 1 승강 지지대(352a)와 마주보도록 베이스 프레임(310)에 수직하게 설치된다.
제 1 승강 모터(354a)는 제 1 승강 지지대(352a)의 내측면에 인접하도록 베이스 프레임(310)에 설치되어 제 1 볼 스크류(356a)를 제 1 방향 또는 제 1 방향에 반대되는 제 2 방향으로 회전시킨다.
제 2 승강 모터는 제 2 승강 지지대(352b)의 내측면에 인접하도록 베이스 프레임(310)에 설치되어 제 2 볼 스크류(356b)를 제 1 볼 스크류(356b)와 동일한 방향으로 회전시킨다.
제 1 볼 스크류(356a)는 포크 프레임(320)의 제 1 지지 프레임(322)에 형성된 돌출부(328)를 관통하도록 제 1 승강 지지대(352a)와 제 1 승강 모터(354a)간에 설치됨으로써 제 1 승강 모터(354a)의 회전에 따라 포크 프레임(320)의 제 1 측을 승강시킨다. 이때, 제 1 지지 프레임(322)에 형성된 돌출부(328)는 제 1 볼 스크류(356a)에 치합되는 나사산이 형성된다.
제 2 볼 스크류(356b)는 포크 프레임(320)의 제 1 지지 프레임(322)에 형성된 돌출부(328)를 관통하도록 제 2 승강 지지대(352b)와 제 2 승강 모터간에 설치됨으로써 제 2 승강 모터(354b)의 회전에 따라 포크 프레임(320)의 제 2 측을 승강시킨다. 이때, 제 1 지지 프레임(322)에 형성된 돌출부(328)는 제 2 볼 스크류(356b)에 치합되는 나사산이 형성된다.
연동 샤프트(358)는 제 1 승강 모터(354a)와 제 2 승강 모터간에 설치되어 제 1 승강 모터(354a) 또는 제 2 승강 모터의 회전력을 다른 승강 모터에 전달하여 제 1 승강 모터(354a)와 제 2 승강 모터의 회전이 연동되어 동기되도록 한다.
이와 같은, 포크 승강부(350)는 제 1 승강 모터(354a)와 제 2 승강 모터의 회전에 따른 제 1 및 제 2 볼 스크류(356a, 356b)의 회전에 따라 포크 프레임(320)을 승강시킴으로써 제 1 또는 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(330, 340)를 원하는 높이로 승강시킨다.
한편, 포크 승강부(350)는 포크 프레임(320)의 승강시 위치를 검출하여 제 1 승강 모터(354a)와 제 2 승강 모터의 회전을 제어하기 위한 위치 센서를 더 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따른 포크 승강 가이드부(360)는 복수의 승강 가이드 블록(362); 및 복수의 승강 가이드 레일(364)을 포함하여 구성된다.
복수의 승강 가이드 블록(362)은 포크 프레임(320)의 제 1 및 제 2 측면 모서리 부분에 대응되는 측벽 지지대(324)에 설치된다. 여기서, 복수의 승강 가이드 블록(362)은 포크 프레임(320)의 제 1 및 제 2 측면 각각에 2개씩 설치될 수 있다.
복수의 승강 가이드 레일(364)은 각 승강 가이드 블록(362)에 접속되도록 베이스 프레임(310)에 수직하게 설치됨으로써 포크 프레임(320)의 승강시 각 승강 가이드 블록(362)의 승강을 가이드한다.
이와 같은, 양방향 기판 반송장치(100)는 이송부(200)에 의한 수평 이동을 통해 공정 챔버(PC) 또는 로드락 챔버(LC)로 이동되어 기판을 양방향으로 반송한다. 이러한, 양방향 기판 반송장치(100)는 제 1 및 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(330, 340)의 양방향 슬라이딩을 통해 기판의 양방향 반송이 가능하기 때문에 기판을 양방향으로 반송하기 위해 회전될 필요가 없다.
한편, 상술한 트랜스퍼 챔버(TC)는 기판의 반송 효율을 향상시키기 위하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 양방향 기판 반송장치(100)를 포함하여 구성될 수도 있으며, 양방향 기판 반송장치(100)의 수는 트랜스퍼 챔버(TC)의 길이에 따라 변경될 수 있다. 이러한, 복수의 양방향 기판 반송장치(100) 각각은 상술한 바와 같이 동일하게 구성되어 트랜스퍼 챔버(TC) 내의 일정 영역에 대한 기판 반송을 수행할 수 있다. 이하에서는, 트랜스퍼 챔버(TC)가 하나의 양방향 기판 반송장치(100)를 포함하여 구성된 것을 가정하여 설명하기로 한다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 시스템에 있어서, 제 1 실시 예의 기판 반송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 외부로부터 제 1 로드락 챔버(LC1)에 기판(S)이 반송되면, 양방향 기판 반송장치(100)는 이송부(200)의 이송을 통해 양방향 기판 반송부(300)를 제 1 로드락 챔버(LC1) 쪽으로 이송시킨다.
다음으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 양방향 기판 반송장치(100)는 포크 승강부(350)를 구동시켜 포크 프레임(320)의 제 1 양방향 슬라이딩 포크부(330)의 높이를 제 1 로드락 챔버(LC1)로 이송된 기판(S)의 높이에 대응되도록 승강시킨 후, 제 1 양방향 슬라이딩 포크부(330)의 슬라이딩 바(414, 416, 418)를 제 1 방향, 즉 제 1 로드락 챔버(LC1) 내부로 슬라이딩시킨 다음, 포크 승강부(350)의 구동을 통해 포크 프레임(320)을 소정 높이로 상승시켜 제 1 양방향 슬라이딩 포크부(330) 상에 기판(S)을 안착시킨다.
다음으로, 도 5c에 도시된 바와 같이, 양방향 기판 반송장치(100)는 기판(S)이 안착된 제 1 양방향 슬라이딩 포크부(330)의 슬라이딩 바(414, 416, 418)를 포크 프레임(320) 상의 원 위치로 접은 후, 제 1 양방향 슬라이딩 포크부(330)의 슬라이딩 바(414, 416, 418)를 제 2 방향, 즉 공정 챔버(PC) 내부로 슬라이딩시킨 다음, 포크 승강부(350)의 구동을 통해 포크 프레임(320)을 소정 높이로 하강시켜 제 1 양방향 슬라이딩 포크부(330) 상에 안착된 기판(S)을 공정 챔버(PC) 내부에 안착시킨다.
다음으로, 도 5d에 도시된 바와 같이, 양방향 기판 반송장치(100)는 기판(S) 이 공정 챔버(PC) 내부에 안착되면, 제 1 양방향 슬라이딩 포크부(330)의 슬라이딩 바(414, 416, 418)를 포크 프레임(320) 상의 원 위치로 접히도록 제 2 방향으로 슬라이딩시킨다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 시스템에 있어서, 제 2 실시 예의 기판 반송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 트랜스퍼 챔버(TC)를 사이에 두고 마주보는 일측 및 타측 공정 챔버(PC)에서 반도체 제조 공정이 완료되면, 양방향 기판 반송장치(100)는 이송부(200)의 이송을 통해 양방향 기판 반송부(300)를 일측 및 타측 공정 챔버(PC) 사이로 이송시킨다.
다음으로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 양방향 기판 반송장치(100)는 포크 승강부(350)를 구동시켜 포크 프레임(320)의 제 1 양방향 슬라이딩 포크부(330)의 높이를 일측 공정 챔버(PC) 내부에 있는 제 1 기판(S1)의 높이에 대응되도록 승강시킨 후, 제 1 양방향 슬라이딩 포크부(330)의 슬라이딩 바(414, 416, 418)를 제 1 방향, 즉 일측 공정 챔버(PC) 내부로 슬라이딩시킨 다음, 포크 승강부(350)의 구동을 통해 포크 프레임(320)을 소정 높이로 상승시켜 제 1 양방향 슬라이딩 포크부(330) 상에 제 1 기판(S1)을 안착시킨다. 이어, 양방향 기판 반송장치(100)는 제 1 기판(S1)이 안착된 제 1 양방향 슬라이딩 포크부(330)의 슬라이딩 바(414, 416, 418)를 포크 프레임(320) 상의 원 위치로 접히도록 제 2 방향으로 슬라이딩시켜 제 1 기판(S1)을 포크 프레임(320) 상에 위치시킨다.
다음으로, 양방향 기판 반송장치(100)는 포크 승강부(350)를 구동시켜 포크 프레임(320)의 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(340)의 높이를 타측 공정 챔버(PC) 내부에 있는 제 2 기판(S2)의 높이에 대응되도록 승강시킨 후, 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(340)의 슬라이딩 바(514, 516, 518)를 제 2 방향, 즉 타측 공정 챔버(PC) 내부로 슬라이딩시킨 다음, 포크 승강부(350)의 구동을 통해 포크 프레임(320)을 소정 높이로 상승시켜 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(340) 상에 제 2 기판(S2)을 안착시킨다. 이어, 양방향 기판 반송장치(100)는 제 2 기판(S2)이 안착된 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(340)의 슬라이딩 바(514, 516, 518)를 포크 프레임(320) 상의 원 위치로 접히도록 제 1 방향으로 슬라이딩시켜 제 2 기판(S2)을 포크 프레임(320) 상에 위치시킨다. 결과적으로 양방향 기판 반송장치(100)는, 도 6c에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(330, 340) 각각의 순차적인 양방향 슬라이딩 통해 일측 및 타측 공정 챔버(PC) 각각에 있는 제 1 및 제 2 기판(S1, S2)을 포크 프레임(320) 상으로 반송한다.
한편, 일측 및 타측 공정 챔버(PC) 각각에 있는 제 1 및 제 2 기판(S1, S2)이 제 1 및 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(330, 340)간의 높이 차에 대응되는 높이에 있을 경우, 양방향 기판 반송장치(100)는 제 1 및 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(330, 340)를 양방향으로 동시에 슬라이딩시켜 일측 및 타측 공정 챔버(PC) 각각에 있는 제 1 및 제 2 기판(S1, S2)을 포크 프레임(320) 상으로 반송할 수 있다.
다음으로, 도 6d에 도시된 바와 같이, 양방향 기판 반송장치(100)는 이송부(200)의 이송을 통해 양방향 기판 반송부(300)를 제 2 로드락 챔버(LC2) 쪽으로 이송시킨 후, 제 1 기판(S1)이 안착된 제 1 양방향 슬라이딩 포크부(330)의 슬라이 딩 바(414, 416, 418)를 제 2 로드락 챔버(LC2) 내부로 슬라이딩시킨 다음, 포크 승강부(350)의 구동을 통해 포크 프레임(320)을 소정 높이로 하강시켜 제 1 양방향 슬라이딩 포크부(330) 상에 안착된 제 1 기판(S1)을 제 2 로드락 챔버(LC2) 내부에 안착시킨다. 이어, 양방향 기판 반송장치(100)는 제 1 기판(S1)이 제 2 로드락 챔버(LC2)에 안착되면, 제 1 양방향 슬라이딩 포크부(330)의 슬라이딩 바(414, 416, 418)를 포크 프레임(320) 상의 원 위치로 접히도록 슬라이딩시킨다.
다음으로, 도 6e에 도시된 바와 같이, 양방향 기판 반송장치(100)는 제 1 기판(S1)이 제 2 로드락 챔버(LC2)로 반송되면, 제 2 기판(S2)이 안착된 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(340)의 슬라이딩 바(514, 516, 518)를 제 2 로드락 챔버(LC2) 내부로 슬라이딩시킨 다음, 포크 승강부(350)의 구동을 통해 포크 프레임(320)을 소정 높이로 하강시켜 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(340) 상에 안착된 제 2 기판(S2)을 제 2 로드락 챔버(LC2) 내부에 안착시킨다. 이어, 양방향 기판 반송장치(100)는 제 2 기판(S2)이 제 2 로드락 챔버(LC2)에 안착되면, 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(340)의 슬라이딩 바(514, 516, 518)를 포크 프레임(320) 상의 원 위치로 접히도록 슬라이딩시킨다.
한편, 제 2 실시 예의 기판 반송 방법에서, 일측 및 타측 공정 챔버(PC) 각각의 제 1 및 제 2 기판(S1, S2)을 제 2 로드락 챔버(LC2)로 반송하지 않고, 도 7에 도시된 바와 같이, 다른 공정 챔버(PC)로 반송할 수 있다.
구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 양방향 기판 반송장치(100)는 일측 및 타측 공정 챔버(PC)로부터 제 1 및 제 2 기판(S1, S2) 각각이 포크 프레임(320) 상으로 반송되면, 이송부(200)의 이송을 통해 양방향 기판 반송부(300)를 원하는 공정 챔버(PC) 사이로 이송시킨 후, 양방향 슬라이딩을 통해 제 1 및 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(330, 340) 각각에 안착된 제 1 및 제 2 기판(S1, S2)을 순차적으로 일측 및 타측 공정 챔버(PC) 각각으로 반송한다.
이와 같이 상술한 기판 반송 방법은 리니어 모터로 구성된 이송부(200)를 통해 양방향 기판 반송부(300)를 트랜스퍼 챔버(TC) 내에서 빠르게 이동시킬 수 있으며, 포크 승강부(350)를 통해 제 1 및 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(330, 340)를 승강시킴과 아울러 제 1 및 제 2 양방향 슬라이딩 포크부(330, 340)의 양방향 슬라이딩을 통해 기판(S)을 양방향으로 반송할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 양방향 기판 반송장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 양방향 기판 반송부를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 시스템에 있어서, 제 1 실시 예의 기판 반송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 시스템에 있어서, 제 2 실시 예의 기판 반송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 시스템에 있어서, 제 3 실시 예의 기판 반송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 >
LC1, LC2: 로드락 챔버 PC: 공정 챔버
TC: 트랜스퍼 챔버 100: 양방향 기판 반송장치
200: 이송부 210: 이송 가이더
220: 이송 블록부 300: 양방향 기판 반송부
310: 베이스 프레임 320: 포크 프레임
322, 326: 지지 프레임 330, 340: 양방향 슬라이딩 포크부 350: 포크 승강부

Claims (9)

  1. 기판을 양방향으로 반송하는 적어도 하나의 양방향 기판 반송장치를 가지는 트랜스퍼 챔버; 및
    인라인 형태로 상기 트랜스퍼 챔버에 마주보도록 배치되어 상기 기판에 대한 반도체 제조공정을 수행하는 복수의 공정 챔버를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 양방향 기판 반송장치는 리니어 모터에 의해 수평 방향으로 이송 가능하도록 상기 트랜스퍼 챔버 내에 설치된 이송부, 및 상기 이송부에 설치되어 제 1 및 제 2 양방향 슬라이딩 포크부 각각의 양방향 슬라이딩을 이용해 상기 기판을 공정 챔버로 반송하는 양방향 기판 반송부를 가지며,
    상기 양방향 기판 반송부는,
    상기 제 1 및 제 2 양방향 슬라이딩 포크부를 승강시키는 포크 승강부; 및
    상기 포크 승강부에 의해 승강되는 제 1 지지 프레임, 상기 제 1 지지 프레임의 가장자리를 따라 설치된 복수의 측벽 지지대, 및 상기 제 1 지지 프레임과 마주보도록 상기 복수의 측벽 지지대에 설치된 제 2 지지 프레임을 갖는 포크 프레임을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 양방향 기판 반송부는,
    상기 이송부에 설치되어 상기 포크 프레임을 지지하는 베이스 프레임을 더 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 양방향 슬라이딩 포크부는 양방향 슬라이딩이 가능하도록 상기 포크 프레임에 설치되며,
    상기 포크 승강부는 상기 포크 프레임에 측면에 설치되고 상기 포크 프레임을 승강시켜 상기 제 1 및 제 2 양방향 슬라이딩 포크부를 승강시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 포크 승강부는,
    상기 베이스 프레임에 수직하게 설치된 제 1 및 제 2 승강 지지대;
    제 1 및 제 2 승강 지지대 각각의 내측에 대응되도록 상기 베이스 프레임에 설치된 제 1 및 제 2 승강 모터;
    상기 제 1 지지 프레임을 관통하여 상기 제 1 승강 지지대와 상기 제 1 승강 모터간에 설치되어 상기 제 1 승강 모터의 회전에 따라 상기 포크 프레임을 승강시키는 제 1 볼 스크류;
    상기 제 1 지지 프레임을 관통하여 상기 제 2 승강 지지대와 상기 제 2 승강 모터간에 설치되어 상기 제 2 승강 모터의 회전에 따라 상기 포크 프레임을 승강시키는 제 2 볼 스크류; 및
    상기 제 1 및 제 2 승강 모터간에 설치되는 상기 제 1 및 제 2 승강 모터의 회전을 동기시키는 연동 샤프트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 양방향 기판 반송부는 상기 포크 승강부에 의한 상기 포크 프레임의 승강을 가이드하는 포크 승강 가이드부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 포크 승강 가이드부는,
    상기 포크 프레임의 양측면에 대응되는 상기 복수의 측벽 지지대에 설치된 복수의 승강 가이드 블록; 및
    상기 각 승강 가이드 블록에 접속되도록 상기 베이스 프레임에 수직하게 설치되어 상기 포크 프레임의 승강시 상기 각 승강 가이드 블록의 승강을 가이드 하는 승강 가이드 레일을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  7. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 양방향 슬라이딩 포크부 각각은 양방향 슬라이딩이 가능하도록 상기 제 1 및 제 2 지지 프레임 각각에 설치된 적어도 2개의 슬라이딩 포크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 슬라이딩 포크 각각은,
    상기 지지 프레임에 설치된 가이드 블록; 및
    양방향 슬라이딩이 가능하도록 상기 가이드 블록에 설치된 복수의 슬라이딩 바를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 양방향 슬라이딩 포크부 각각은 상기 제 1 및 제 2 지지 프레임 각각에 설치되어 상기 복수의 슬라이딩 바를 양방향 슬라이딩시키기 위한 포크 슬라이더를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
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