KR101964327B1 - 웨이퍼 이송 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 이송 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치는, 대기압 상태에서 웨이퍼를 이송하기 위한 대기압 로봇이 구비된 프론트엔드 모듈; 상기 프론트엔드 모듈에 결합되고, 상기 프론트엔드 모듈에서 이송된 웨이퍼를 적재하며, 진공 상태와 대기압 상태를 전환하는 로드락 챔버; 상기 로드락 챔버에 결합되고, 진공 상태에서 상기 로드락 챔버에 적재된 웨이퍼를 이송하기 위한 진공 로봇이 구비된 트랜스퍼 챔버; 및 상기 트랜스퍼 챔버에 결합되고, 상기 진공 로봇에 의해 이송된 웨이퍼를 처리하는 다수의 프로세스 챔버를 포함하고, 상기 트랜스퍼 챔버는 일 방향의 길이를 가지며, 상기 다수의 프로세스 챔버는 상기 트랜스퍼 챔버의 길이 방향의 양측에 배치되고, 상기 진공 로봇은 상기 트랜스퍼 챔버의 길이 방향으로 이동하면서 상기 로드락 챔버와 다수의 프로세스 챔버로 웨이퍼를 이송할 수 있다. 본 발명에 의하면, 트랜스퍼 챔버 내에 설치된 진공 로봇의 위치를 이동시켜 프로세스 챔버로 웨이퍼를 이송할 수 있으므로, 하나의 트랜스퍼 챔버에 이론상 무한하게 프로세스 챔버를 설치할 수 있는 효과가 있다.

Description

웨이퍼 이송 장치{TRANSFERRING APPARATUS OF WAFER}
본 발명은 웨이퍼 이송 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동시에 다수의 웨이퍼를 처리할 수 있는 웨이퍼 이송 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서 대상물인 웨이퍼(wafer)의 처리하기 위해 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송 장치가 이용된다. 통상 반도체 소자는 기판인 웨이퍼 상에 여러 가지 물질을 박막형태로 증착하고 패터닝하여 구현한다. 이를 위해 웨이퍼에 증착, 식각, 세정 및 건조 등의 여러 공정 단계를 거친다.
이때, 상기와 같은 공정을 수행하기 위해, 웨이퍼가 최적의 환경에서 공정이 수행될 수 있도록 공정이 수행되는 프로세스 챔버로 이송되거나 회송될 필요가 있다.
이러한 웨이퍼 이송장치는 상기와 같이, 공정이 수행되는 프로세스 챔버로 이송하기 위해, 로드포트, 프론트엔드 모듈, 로드락 챔버, 트랜스퍼 챔버 및 프로세스 챔버를 포함할 수 있다.
종래의 웨이퍼 이송장치는 하나의 트랜스퍼 챔버를 둘러싸도록 다수의 프로세스 챔버가 결합되어, 다수의 프로세스 챔버에서 동시에 웨이퍼 처리 공정이 이루어질 수 있도록 한다. 즉, 트랜스퍼 챔버 내에 포함된 로봇이 제자리에서 로드락 챔버에서 다수의 프로세스 챔버 중 하나로 웨이퍼를 전달하는 방식으로 각 프로세스 챔버에 웨이퍼를 이송한다.
그런데, 이렇게 트랜스퍼 챔버를 둘러싸도록 다수의 프로세스 챔버를 설치하는 경우, 트랜스퍼 챔버의 주변에 설치할 수 있는 프로세스 챔버의 수가 한정될 수밖에 없다. 일례로, 평명 형상이 사각 형상을 갖는 트랜스퍼 챔버의 일면에 로드락 챔버가 설치되고, 나머지 세면에 세 개의 프로세스 챔버가 설치될 수 있다. 또한, 오각 형상을 갖는 트랜스퍼 챔버는 네 개의 프로세스 챔버가 설치될 수 있다.
이렇게 하나의 트랜스퍼 챔버에 설치될 수 있는 프로세스 챔버의 개수가 한정됨에 따라 추가로 프로세스 챔버를 설치하고자 하는 경우, 추가로 웨이퍼 이송 장치를 설치해야 하는 문제가 있다.
또한, 다수의 트랜스퍼 챔버를 연속적으로 설치하는 경우, 하나의 프론트엔드 모듈과 로드락 챔버로부터 웨이퍼를 전달할 때, 하나의 트랜스퍼 챔버에서 다른 트랜스퍼 챔버를 거친 다음, 프로세스 챔버로 전달된다. 그렇기 때문에 다수의 트랜스퍼 챔버를 구비하기 위한 설치비용이 증가하고, 웨이퍼 이송 장치의 설치 공간(footprint)이 커지는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 웨이퍼 이송 장치의 설치비용과 설치 공간을 최소화하면서 다수의 프로세스 챔버가 설치된 웨이퍼 이송 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치는, 대기압 상태에서 웨이퍼를 이송하기 위한 대기압 로봇이 구비된 프론트엔드 모듈; 상기 프론트엔드 모듈에 결합되고, 상기 프론트엔드 모듈에서 이송된 웨이퍼를 적재하며, 진공 상태와 대기압 상태를 전환하는 로드락 챔버; 상기 로드락 챔버에 결합되고, 진공 상태에서 상기 로드락 챔버에 적재된 웨이퍼를 이송하기 위한 진공 로봇이 구비된 트랜스퍼 챔버; 및 상기 트랜스퍼 챔버에 결합되고, 상기 진공 로봇에 의해 이송된 웨이퍼를 처리하는 다수의 프로세스 챔버를 포함하고, 상기 트랜스퍼 챔버는 일 방향의 길이를 가지며, 상기 다수의 프로세스 챔버는 상기 트랜스퍼 챔버의 길이 방향의 양측에 배치되고, 상기 진공 로봇은 상기 트랜스퍼 챔버의 길이 방향으로 이동하면서 상기 로드락 챔버와 다수의 프로세스 챔버로 웨이퍼를 이송할 수 있다.
이때, 상기 트랜스퍼 챔버는 둘 이상의 모듈이 길이 방향으로 결합되며, 상기 다수의 프로세스 챔버는 상기 둘 이상의 모듈 각각의 양측에 배치될 수 있다.
그리고 상기 트랜스퍼 챔버는, 수용공간을 갖는 제1 챔버부, 상기 제1 챔버부의 하부에 배치되고 수용공간을 갖는 제2 챔버부, 상기 제1 및 제2 챔버부를 분리하는 차단부 및 상기 제1 및 제2 챔버부의 수용공간을 연결하는 연결통로를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 진공 로봇은, 상기 로드락 챔버와 다수의 프로세스 챔버로 웨이퍼를 이송하기 위한 하나 이상의 암(arm)을 포함하는 암부; 상기 암부를 제어하기 위한 바디부; 및 상기 암부와 바디부를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 암부는 상기 제1 챔버부에 배치되고, 상기 바디부는 상기 제2 챔버부에 배치되며, 상기 연결부는 상기 연결통로를 통해 상기 암부와 바디부를 연결할 수 있다.
그리고 상기 바디부는 상기 암부를 제어하기 위한 구동부 및 상기 구동부를 감싸는 몸체부를 포함하고, 상기 몸체부에는 홀이 형성되며, 상기 홀에는 필터가 배치될 수 있다.
또한, 상기 트랜스퍼 챔버의 상부에 배치되고, 상기 트랜스퍼 챔버로 질소 가스를 공급하는 디퓨저를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 제2 챔버부의 하부에는 상기 디퓨저에서 공급된 질소 가스가 배출되는 하나 이상의 배출구가 형성될 수 있다.
그리고 상기 하나 이상의 배출구에 연결되며, 상기 트랜스퍼 챔버 내부의 질소 가스를 배출하는 진공 펌프를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 차단부는 상기 트랜스퍼 챔버의 내측 양측 벽에서 돌출되며, 상기 연결통로는 상기 트랜스퍼 챔버의 내측 양측 벽에서 돌출된 구조물의 사이에 형성될 수 있다.
이때, 상기 차단부의 상면은 상기 연결통로 방향으로 경사진 경사면일 수 있다.
또한, 상기 트랜스퍼 챔버는, 상기 진공 로봇을 상기 트랜스퍼 챔버의 길이 방향으로 이동시키는 트랙부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 트랙부는 자기력을 이용한 비접촉 방식으로 구동될 수 있다.
이러한 상기 트랙부는, 상기 트랜스퍼 챔버의 길이 방향으로 배치되고, 외부에서 공급된 전원에 의해 자기장을 발생시키는 하나 이상의 코일부; 및 상기 진공 로봇에 연결되고, 상기 하나 이상의 코일부 상에서 이동할 수 있도록 내부에 자석을 포함하는 마그넷부를 포함할 수 있다.
또는, 상기 트랜스퍼 챔버는, 상기 바디부의 양측에 배치되며, 자기력을 이용한 비접촉 방식으로 상기 진공 로봇을 상기 트랜스퍼 챔버의 길이 방향으로 이동시키는 하나 이상의 트랙부를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 트랜스퍼 챔버 내에 설치된 진공 로봇의 위치를 이동시켜 프로세스 챔버로 웨이퍼를 이송할 수 있으므로, 하나의 트랜스퍼 챔버에 이론상 무한하게 프로세스 챔버를 설치할 수 있는 효과가 있다.
또한, 하나의 트랜스퍼 챔버의 일면에 다수의 프로세스 챔버를 설치할 수 있으므로, 웨이퍼 이송 장치의 설치 공간을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 트랜스퍼 챔버를 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 트랜스퍼 챔버 내부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 트랜스퍼 챔버 내부의 진공을 유지하는 것에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 트랜스퍼 챔버 내부에 설치된 진공 로봇의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 트랙부를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치(100)는, 프론트엔드 모듈(130), 로드락 챔버(140), 트랜스퍼 챔버(150) 및 프로세스 챔버(161 ~ 166)를 포함한다.
또한, 본 실시예에서, 도면에는 도시하지 않았지만, 프론트엔드 모듈(130)에 하나 이상의 로드포트(load port)가 설치될 수 있다. 로드포트는 다수의 웨이퍼가 각각 적재될 수 있으며, 미처리되거나 처리가 완료된 웨이퍼가 적재될 수 있다. 처리 완료된 웨이퍼는 로드포트에서 다른 공정 등을 위해 이송될 수 있다.
프론트엔드 모듈(front end module, 130)은 로드포트와 로드락 챔버(140) 사이에 위치하고, 로드포트에 위치한 웨이퍼를 로드락 챔버(140)로 전달하거나 로드락 챔버(140)에 위치한 웨이퍼를 로드포트로 전달한다. 이를 위해 프론트엔드 모듈(130)에 대기 로봇(ATM robot, 132)이 구비될 수 있다.
대기 로봇(132)은 도시된 바와 같이, 두 개의 로봇 팔을 포함할 수 있고, 두 개의 로봇 팔을 이용하여 로드포트에 적재된 웨이퍼를 로드락 챔버(140)로 전달하거나, 로드락 챔버(140)에 적재된 웨이퍼를 로드포트로 전달한다. 이때, 프론트엔드 모듈(130)은 오염되지 않은 대기에 노출된 상태이다.
로드락 챔버(140)는 프론트엔드 모듈(130)과 트랜스퍼 챔버(150) 사이에 배치되며, 프론트엔드 모듈(130)에서 전달된 웨이퍼를 적재한다. 또한, 로드락 챔버(140)는 트랜스퍼 챔버(150)에서 전달된 웨이퍼를 적재한다.
이때, 로드락 챔버(140)는 대기 상태의 프론트엔드 모듈(130)과 진공 상태의 트랜스퍼 챔버(150) 사이에 배치되므로, 대기압 상태와 진공 상태를 전환하는 역할을 한다. 즉, 로드락 챔버(140)는 대기압 상태의 프론트엔드 모듈(130)에서 웨이퍼가 전달되면, 대기압 상태를 진공 상태로 전환한다. 그리고 로드락 챔버(140)는 진공 상태에서 트랜스퍼 챔버(150)로 웨이퍼를 전달하거나 전달 받고, 트랜스퍼 챔버(150)에서 전달된 웨이퍼를 프론트엔드 모듈(130)로 전달하기 위해 진공 상태를 대기압 상태로 전환한다.
트랜스퍼 챔버(150)는 로드락 챔버(140)에 적재된 웨이퍼를 다수의 프로세스 챔버(161 ~ 166)로 각각 이송하는 역할을 한다. 이를 위해 본 실시예에서, 트랜스퍼 챔버(150)는 도 1에 도시된 바와 같이, 직사각형 형상을 가질 수 있으며, 직사각형 형상 중 일면에 로드락 챔버(140)가 배치될 수 있다. 이때, 트랜스퍼 챔버(150)의 형상은 본 실시예에서 직사각형 형상인 것으로 설명하지만, 트랜스퍼 챔버(150)의 형상은 필요에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 트랜스퍼 챔버(150)의 평면 형상이 일 방향으로 직선이 아닌 곡선으로 휘어진 형상을 가질 수 있으며, 중간에 소정의 각도로 절곡된 형상을 가질 수도 있다.
이렇게 직사각형 형상의 짧은 면 측에 로드락 챔버(140)가 배치되고, 긴 면 측에 각각 다수의 프로세스 챔버(161 ~ 166)가 배치될 수 있다. 또한, 도시되지 않았지만, 로드락 챔버(140)의 대향된 면에 추가로 프로세스 챔버가 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 여섯 개의 프로세스 챔버(161 ~ 166)가 트랜스퍼 챔버(150)에 설치된 것에 대해 설명하지만, 프로세스 챔버(161 ~ 166)의 설치 개수는 필요에 따라 변경될 수 있다.
트랜스퍼 챔버(150)의 내부는 진공상태로 유지될 수 있다. 그리고 트랜스퍼 챔버(150)의 내부에 진공 로봇(152)이 설치되는데, 진공 로봇(152)은 둘 이상의 로봇 팔을 가지며, 로드락 챔버(140)와 제1 내지 제6 프로세스 챔버(161 ~ 166) 사이로 웨이퍼를 이송할 수 있다. 또한, 이후에 보다 자세히 설명하겠지만, 본 실시예에서, 진공 로봇(152)은 직사각형 형상의 트랜스퍼 챔버(150) 내에서 트랜스퍼 챔버(150)의 길이 방향으로 왕복 이동할 수 있게 설치된다.
제1 내지 제6 프로세스 챔버(161 ~ 166)는 본 실시예에서, 여섯 개가 구비된 것에 대해 설명하며, 각각의 프로세스 챔버(161 ~ 166)는 독립적으로 구동될 수 있다. 각 프로세스 챔버(161 ~ 166) 내에서 웨이퍼에 대한 처리가 이루어진다. 이때, 각 프로세스 챔버(161 ~ 166)에서 이루어지는 웨이퍼의 처리는 동일한 공정이 이루어질 수 있으며, 필요에 따라 각기 다른 공정이 이루어질 수도 있다.
이후, 본 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치(100)의 트랜스퍼 챔버(150)에 대해 도 3 내지 도 7을 참조하여 보다 자세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 트랜스퍼 챔버를 도시한 개략도이다.
도 3을 참조하면, 트랜스퍼 챔버(150)의 몸체는 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 모듈(50a, 50b, 50c)이 결합되어 구성될 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 트랜스퍼 챔버(150)는 직사각형 형상으로 일체화된 형상을 가질 수 있지만, 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 모듈(50a, 50b, 50c)이 결합된 형상을 가질 수도 있다. 일례로, 도시된 바와 같이, 세 개의 모듈(50a, 50b, 50c)이 서로 일 방향으로 결합되어 하나의 트랜스퍼 챔버(150)로 구성될 수 있다. 이때, 각 모듈(50a, 50b, 50c)의 양측에 각각 프로세스 챔버(161 ~ 166)가 설치될 수 있다.
또한, 이렇게 트랜스퍼 챔버(150)는 다수의 모듈(50a, 50b, 50c)로 구성될 수 있어, 필요에 따라 두 개의 모듈만 결합할 수 있고, 필요에 따라 네 개, 다섯 개 또는 그 이상의 개수를 결합하여 트랜스퍼 챔버(150)를 구성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 트랜스퍼 챔버 내부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 트랜스퍼 챔버(150)는 제1 챔버부(150a), 제2 챔버부(150b), 차단부(150c), 연결통로(150d), 진공 로봇(152), 디퓨저(154) 및 트랙부(156)를 포함한다. 이때, 제1 챔버부(150a), 제2 챔버부(150b), 차단부(150c) 및 연결통로(150d)는 각각 트랜스퍼 챔버(150)의 몸체를 이루는 구성이다.
즉, 트랜스퍼 챔버(150)의 내부를 보면, 두 개의 챔버부(150a, 150b)가 수직하게 배치되고, 제1 챔버부(150a) 및 제2 챔버부(150b) 사이는 차단부(150c)로 차단된다. 이때, 차단부(150c)는 트랜스퍼 챔버(150)의 양 측벽에서 각각 돌출된 형상을 가지며, 중앙의 위치에서 소정의 이격 거리를 가질 수 있다. 그에 따라 제1 챔버부(150a)와 제2 챔버부(150b)는 서로 밀폐된 공간이 아닌 연결통로(150d)를 통해 공기가 유동될 수 있게 구성된다.
차단부(150c)는 트랜스퍼 챔버(150) 내측의 양 측벽에서 돌출된 형상을 가지며, 차단부(150c)의 상면은 양 측벽에서 중앙으로 갈수록 하향 경사진 경사면을 가질 수 있다. 그리고 하면은 경사면이거나 수평 방향의 평평한 면인 것에 한정되지 않는다.
진공 로봇(152)은 도시된 바와 같이, 바디부(152a), 암부(152b) 및 연결부(152c)를 포함한다. 바디부(152a)는 제2 챔버부(150b)에 배치되고, 암부(152b)는 제1 챔버부(150a)에 배치된다. 그리고 연결부(152c)는 연결통로(150d)를 통해 바디부(152a)와 암부(152b)를 서로 연결한다. 바디부(152a)는 내부에 하나 이상의 모터 등의 구동장치가 설치되며, 외부에서의 제어를 받아 암부(152b)를 동작을 제어할 수 있다. 암부(152b)는 제1 챔버부(150a) 내에 배치되며, 로드락 챔버(140)와 각 프로세스 챔버(161 ~ 166) 간에 웨이퍼를 이송하는 동작을 수행할 수 있다.
또한, 진공 로봇(152)의 바디부(152a)의 양측에 트랙부(156)가 설치될 수 있다. 트랙부(156)는 진공 로봇(152)이 트랜스퍼 챔버(150)의 길이 방향의 수평 방향으로 이동시키기 위해 구비된다. 이때, 트랙부(156)는 진공 로봇(152)의 수평 방향의 이동을 제어하고, 이동된 위치에서 진공 로봇(152)은 웨이퍼를 이송하는 동작을 수행한다.
본 실시예에서, 트랙부(156)는 진공 로봇(152)의 바디부(152a)의 양측에 배치되며, 진공 로봇(152)의 바디부(152a)를 수평 방향으로 이동시키도록 구성된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 트랜스퍼 챔버 내부의 진공을 유지하는 것에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에서, 트랜스퍼 챔버(150)의 내부는 진공으로 유지된다. 그에 따라 제1 챔버부(150a) 및 제2 챔버부(150b)도 모두 진공으로 유지된다. 이때, 트랜스퍼 챔버(150)의 내부를 완전한 진공으로 형성하는 것은 쉽지 않기 때문에 일정 수준의 진공 상태에서 트랜스퍼 챔버(150)의 내부에 질소(N2) 가스를 공급하여, 질소 가스 이외의 기체와 웨이퍼가 접촉되는 것을 차단할 수 있다.
이를 위해 트랜스퍼 챔버(150)의 상부에 다수의 디퓨저(154)가 배치될 수 있다. 디퓨저(154)는 외부에서 공급된 질소 가스를 트랜스퍼 챔버(150)의 제1 챔버부(150a) 상부에서 하부 방향으로 공급한다. 그에 따라 제1 챔버부(150a) 내로 유입된 질소 가스는 제1 챔버부(150a)의 상부에 하부로 이동하고, 차단부(150c)의 상단 경사면을 따라 이동하여 연결통로(150d)를 통해 제2 챔버부(150b)로 이동할 수 있다. 여기서, 차단부(150c)의 상단면이 경사면으로 형성됨에 따라 질소 가스가 차단부(150c)의 상단면을 따라 이동하여 연결통로(150d) 방향으로 이동될 수 있다.
그리고 제2 챔버부(150b)의 중앙 상부에 형성된 연결통로(150d)를 통해 제2 챔버부(150b)로 이동된 질소 가스는 제2 챔버부(150b)의 하단에 배치된 제1 및 제2 배출구(P1, P2)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 배출구는 제2 챔버부(150b) 하단의 벽측에 배치될 수 있다. 그에 따라 제2 챔버부(150b)의 중앙 상단으로 유입된 질소 가스는 제2 챔버부(150b)를 통과하여 제1 및 제2 배출구(P1, P2)로 배출될 수 있다.
상기와 같이, 트랜스퍼 챔버(150)의 상부에서 유입된 질소 가스는 제1 챔버부(150a)를 거쳐 제2 챔버부(150b)의 하단으로 배출되기 때문에 트랜스퍼 챔버(150) 내부에 있을 수 있는 파티클 등의 오염 물질을 제거할 수 있다. 특히, 질소 가스를 공급하는 디퓨저(154)는 트랜스퍼 챔버(150)의 양 측단 상부에 배치되고, 제1 및 제2 배출구(P1, P2)는 트랜스퍼 챔버(150)의 양 측단 하부에 배치되며, 연결통로(150d)는 트랜스퍼 챔버(150)의 중앙 부분에 배치된다. 그에 따라 질소 가스는 전체적으로 트랜스퍼 챔버(150) 내에서 X자 형상으로 이동하여 보다 효과적으로 트랜스퍼 챔버(150) 내의 오염 물질을 제거할 수 있다.
그리고 제1 및 제2 배출구(P1, P2)를 통해 배출되는 질소 가스는 밸브(172)를 거쳐 진공 펌프(170) 측으로 배출되는데, 진공 펌프(170)에서 질소 가스를 펌핑함으로써, 트랜스퍼 챔버(150) 내에서 질소 가스의 이동을 촉진할 수 있다. 또한, 필요에 따라 밸브(172)를 제어하여, 트랜스퍼 챔버(150) 내에서 질소 가스의 이동을 제어할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 트랜스퍼 챔버 내부에 설치된 진공 로봇의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 진공 로봇(152)은 트랜스퍼 챔버(150) 내부에 배치된다. 진공 로봇(152)의 바디부(152a)는 제2 챔버부(150b)에 배치되고, 진공 로봇(152)의 암부(152b)는 제1 챔버부(150a)에 배치된다. 상기에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에서, 제1 챔버부(150a) 및 제2 챔버부(150b)는 모두 진공 상태로 유지되기 때문에 진공 로봇(152)의 바디부(152a)와 암부(152b)도 진공 상태에서 동작이 이루어진다.
종래에는 진공 로봇의 바디부(152a)는 대기압 상태에 배치된 상태로, 암부(152b)만 진공 상태에서 동작이 이루어졌다. 본 실시예에서 진공 로봇(152)의 바디부(152a)도 진공 상태에 배치됨에 따라 암부(152b)를 제어하기 위한 바디부(152a)의 내부에 배치된 구동부(23)도 진공 상태에 배치될 필요가 있다. 구동부(23)가 구동됨에 따라 구동부(23)의 주변에 파티클 등의 오염 물질이 발생되거나 구동부(23)에 오염물질이 달라붙는 등의 현상이 발생할 수 있다.
또한, 바디부(152a)의 내부를 대기압 상태로 유지하면, 바디부(152a)의 내부와 외부의 압력차로 인해 바디부(152a)의 몸체부(21) 내구성에 문제가 발생할 수 있다. 그에 따라 몸체부(21)의 일부를 개방한 홀을 형성하여 바디부(152a)의 내부와 외부의 압력이 일정하도록 할 필요가 있다.
그에 따라 몸체부(21)의 일부를 개방한 홀을 형성하여 바디부(152a)의 내/외부의 압력을 유지하고, 해당 홀에 필터부(25)를 설치하여, 바디부(152a)의 내부에서 발생된 오염 물질이 바디부(152a) 외부로 배출되지 않도록 할 수 있다. 이때, 필터부(25)는 몸체부(21)의 하부에 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 트랙부를 설명하기 위한 도면이다.
또한, 도 7을 참조하면, 트랜스퍼 챔버 내부에서 진공 로봇(152)을 트랜스퍼 챔버(150)의 길이 방향으로 이동시키기 위해 트랙부(156)가 설치된다. 트랙부(156)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 진공 로봇(152)의 바디부(152a) 양측에 배치되며, 바디부(152a)와 결합될 수 있다.
본 실시예에서, 트랙부(156)는 비접촉 방식으로 이동될 수 있다. 이를 위해 트랙부(156)는 코일부(61), 마그넷부(63) 및 캐리어부(65)를 포함할 수 있다. 그리고 코일부(61)는 케이블(61a), 비접촉 베어링(61b), 액추에이터(61c) 및 스테이터(61d)를 포함할 수 있다.
코일부(61)는 트랙부(156)의 하부에 배치되며, 트랜스퍼 챔버(150)의 길이 방향으로 소정의 길이를 가지도록 배치될 수 있다. 이때, 코일부(61)는 내부에 다수의 코일이 일정 간격으로 배치되어 있으며, 외부에서 공급된 전원에 의해 전류가 흘러 주변에 자기장이 발생할 수 있다. 이를 위해 외부 전원이 공급되는 케이블(61a), 비접촉 베어링(61b) 및 자기장을 발생시키는 코일을 포함하는 액추에이터(61c) 및 액추에이터(61c)를 트랜스퍼 챔버(150)의 길이 방향으로 정렬하기 위한 스테이터(61d)를 포함할 수 있다.
마그넷부(63)는 캐리어부(65)의 하부에 결합되고, 코일부(61)의 상부에 배치될 수 있다. 이때, 마그넷부(63)는 내부에 자석이 포함되어 지속적으로 자기장을 발생시킬 수 있다. 그리고 코일부(61)에 공급된 전원에 의해 발생된 자기장과의 간섭으로 마그넷부(63)는 코일부(61)의 상부에서 이격된 상태로 코일부(61)의 길이 방향으로 이동될 수 있다. 이때, 마그넷부(63)가 코일부(61) 상에 이동되고, 코일부(61)가 마그넷부(63)의 하부에 고정됨에 따라 코일부(61)의 케이블(61a)이 움직이지 않고 고정된 상태를 유지할 수 있다. 그에 따라 케이블(61a)의 움직이면서 오염 물질이 발생하는 것을 사전에 방지할 수 있다.
캐리어부(65)는 일 측이 진공 로봇(152)의 바디부(152a)에 결합되며, 타 측 또는 하부가 마그넷부(63)와 결합된다. 마그넷부(63)가 코일부(61)의 상에서 이동됨에 따라 진공 로봇(152)이 트랜스퍼 챔버(150)의 길이 방향으로 이동될 수 있다.
상기와 같이, 마그넷부(63)와 코일부(61)가 비접촉된 상태로 마그넷부(63)가 트랜스퍼 챔버(150)의 길이 방향으로 이동되므로, 진공 상태의 트랜스퍼 챔버(150) 내부에서 마찰 없이 이동할 수 있어 오염 물질이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
100: 웨이퍼 이송 장치
130: 프론트엔드 모듈 132: 대기 로봇
140: 로드락 챔버
150: 트랜스퍼 챔버
150a: 제1 챔버부 150b: 제2 챔버부
150c: 차단부 150d: 연결통로
152: 진공 로봇 152a: 바디부
21: 몸체부 23: 구동부
25: 필터부
152b: 암부 152c: 연결부
154: 디퓨저 156: 트랙부
61: 코일부
61a: 케이블 61b: 비접촉 베어링
61c: 액추에이터 61d: 스테이터
63: 마그넷부 65: 캐리어부
161 ~ 166: 제1 내지 제6 프로세스 챔버
170: 진공 펌프 172: 밸브
P1, P2: 제1 및 제2 배출구

Claims (15)

  1. 대기압 상태에서 웨이퍼를 이송하기 위한 대기압 로봇이 구비된 프론트엔드 모듈;
    상기 프론트엔드 모듈에 결합되고, 상기 프론트엔드 모듈에서 이송된 웨이퍼를 적재하며, 진공 상태와 대기압 상태를 전환하는 로드락 챔버;
    상기 로드락 챔버에 결합되고, 진공 상태에서 상기 로드락 챔버에 적재된 웨이퍼를 이송하기 위한 진공 로봇이 구비된 트랜스퍼 챔버; 및
    상기 트랜스퍼 챔버에 결합되고, 상기 진공 로봇에 의해 이송된 웨이퍼를 처리하는 다수의 프로세스 챔버를 포함하고,
    상기 트랜스퍼 챔버는 일 방향의 길이를 가지며,
    상기 다수의 프로세스 챔버는 상기 트랜스퍼 챔버의 길이 방향의 양측에 배치되고,
    상기 진공 로봇은 상기 트랜스퍼 챔버의 길이 방향으로 이동하면서 상기 로드락 챔버와 다수의 프로세스 챔버로 웨이퍼를 이송하고,
    상기 트랜스퍼 챔버는, 수용공간을 갖는 제1 챔버부, 상기 제1 챔버부의 하부에 배치되고 수용공간을 갖는 제2 챔버부, 상기 제1 및 제2 챔버부를 분리하는 차단부 및 상기 제1 및 제2 챔버부의 수용공간을 연결하는 연결통로를 포함하는 웨이퍼 이송 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 트랜스퍼 챔버는 둘 이상의 모듈이 길이 방향으로 결합되며,
    상기 다수의 프로세스 챔버는 상기 둘 이상의 모듈 각각의 양측에 배치된 웨이퍼 이송 장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 진공 로봇은,
    상기 로드락 챔버와 다수의 프로세스 챔버로 웨이퍼를 이송하기 위한 하나 이상의 암(arm)을 포함하는 암부;
    상기 암부를 제어하기 위한 바디부; 및
    상기 암부와 바디부를 연결하는 연결부를 포함하는 웨이퍼 이송 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 암부는 상기 제1 챔버부에 배치되고,
    상기 바디부는 상기 제2 챔버부에 배치되며,
    상기 연결부는 상기 연결통로를 통해 상기 암부와 바디부를 연결하는 웨이퍼 이송 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 바디부는 상기 암부를 제어하기 위한 구동부 및 상기 구동부를 감싸는 몸체부를 포함하고,
    상기 몸체부에는 홀이 형성되며, 상기 홀에는 필터가 배치된 웨이퍼 이송 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 트랜스퍼 챔버의 상부에 배치되고, 상기 트랜스퍼 챔버로 질소 가스를 공급하는 디퓨저를 더 포함하는 웨이퍼 이송 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 챔버부의 하부에는 상기 디퓨저에서 공급된 질소 가스가 배출되는 하나 이상의 배출구가 형성된 웨이퍼 이송 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 하나 이상의 배출구에 연결되며, 상기 트랜스퍼 챔버 내부의 질소 가스를 배출하는 진공 펌프를 더 포함하는 웨이퍼 이송 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 차단부는 상기 트랜스퍼 챔버의 내측 양측 벽에서 돌출되며,
    상기 연결통로는 상기 트랜스퍼 챔버의 내측 양측 벽에서 돌출된 구조물의 사이에 형성된 웨이퍼 이송 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 차단부의 상면은 상기 연결통로 방향으로 경사진 경사면인 웨이퍼 이송 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 트랜스퍼 챔버는, 상기 진공 로봇을 상기 트랜스퍼 챔버의 길이 방향으로 이동시키는 트랙부를 포함하는 웨이퍼 이송 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 트랙부는 자기력을 이용한 비접촉 방식으로 구동되는 웨이퍼 이송 장치.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 트랙부는,
    상기 트랜스퍼 챔버의 길이 방향으로 배치되고, 외부에서 공급된 전원에 의해 자기장을 발생시키는 하나 이상의 코일부; 및
    상기 진공 로봇에 연결되고, 상기 하나 이상의 코일부 상에서 이동할 수 있도록 내부에 자석을 포함하는 마그넷부를 포함하는 웨이퍼 이송 장치.
  15. 청구항 4에 있어서,
    상기 트랜스퍼 챔버는, 상기 바디부의 양측에 배치되며, 자기력을 이용한 비접촉 방식으로 상기 진공 로봇을 상기 트랜스퍼 챔버의 길이 방향으로 이동시키는 하나 이상의 트랙부를 포함하는 웨이퍼 이송 장치.
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