KR200184263Y1 - 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치 - Google Patents

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Abstract

제 1챔버에서 제 1모터와 제 2모터의 구동에 의해 버퍼 로보트를 회전시키며, 버퍼 로보트의 암을 확장 및 수축함으로써 암에 설치된 블레이드를 제 1챔버와 제 2챔버 사이에 형성된 관로와 관로를 개폐하는 슬릿 밸브로 이루어진 슬릿을 통해 제 2챔버로 인입 및 배출할 수 있도록 하여 제 1챔버와 제 2챔버 사이에서 웨이퍼가 이송되도록 한 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치에 있어서, 슬릿의 관로 상에 설치되어 슬릿에서의 웨이퍼를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하는 웨이퍼 감지수단, 암의 수축 이후 웨이퍼 감지수단으로부터 웨이퍼 감지 신호가 있을 경우에는 관로를 폐쇄하기 위한 슬릿 밸브의 크로즈 동작을 중단시키는 제어수단을 더 포함하는 것으로, 챔버와 챔버 사이의 웨이퍼 이송시 웨이퍼가 슬릿에 떨어져 위치할 경우 슬릿 밸브의 크로즈 동작을 중단하여 웨이퍼가 파손되는 것을 방지함으로써 파손된 웨이퍼에 의한 파티클 문제를 방지할 수 있으며, 웨이퍼 파티클에 의한 버퍼 로보트의 손상 및 슬릿 밸브의 손상을 방지할 수 있어 공정의 신뢰성을 향상시킬 뿐만 아니라 반도체 제조 장비의 가동율을 향상시킬 수 있다.

Description

반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치{DEVICE FOR TRANSFERRING WAFER OF SEMICONDUCTOR MANUFACTURING UNIT}
본 고안은 반도체 제조 장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 제조 장비에서 단위 공정을 위한 웨이퍼를 공정 챔버로 장입하거나 공정 챔버로부터 배출하기 위한 웨이퍼 이송 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체를 제조하는 공정은 박막 증착 공정, 식각 공정, 연마 공정, 세정 공정 등의 단위 공정들을 반복 실시하여 원하는 회로 동작 특성을 가진 반도체 소자를 형성하는 것이다.
그리고, 각 단위 공정들을 진행하기 위해서 식각 장비, 화학 기상 증착(chemical vapor deposition) 장비, 스퍼터(sputter) 장비, 화학 기계적 연마(chemical mechanical polishing) 장비 등 각종 반도체 제조 장비가 이용되고 있으며, 이러한 각종 반도체 제조 장비에서는 웨이퍼를 공정 챔버에 장입하거나 단위 공정이 완료된 웨이퍼를 공정 챔버로부터 배출하기 위하여 버퍼(buffer) 로보트(또는 트랜스퍼(transfer) 로보트)를 사용하고 있다.
그러면, 도 1과 도 2를 참조하여 일반적인 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치를 개략적으로 설명한다.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 반도체 제조 장비는 크게 웨이퍼(W)를 이송하기 위한 버퍼 로보트(11)가 위치되는 버퍼(또는 트랜스퍼) 챔버(10)와 웨이퍼(W)를 공정 처리하기 위한 공정 스테이션(21)이 위치되는 공정 챔버(20)로 나누어지며, 버퍼 챔버(10)와 공정 챔버(20) 사이에 슬릿(slit)(S)이 형성되어 웨이퍼(W)의 이송 경로를 형성한다.
그리고, 버퍼 로보트(11)는 암(arm)(12)이 설치되어 있으며, 암(12)에는 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 블레이드(blade)(13)가 설치되어 있다. 또한, 버퍼 로보트(11)에는 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)가 설치되어, 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)의 동작에 의해 암(12)을 확장 및 수축하여 웨이퍼(W)를 지지하는 블레이드(13)를 전후로 이동시킴으로써 웨이퍼(W)를 공정 챔버(20)로 장입하거나 공정 챔버(20)로부터 배출할 수 있도록 하며, 버퍼 로보트(11)를 회전시킴으로써 암(12)의 위치를 조정할 수 있도록 한다.
그리고 슬릿(S)은 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 버퍼 챔버(10)와 공정 챔버(20) 사이에 웨이퍼(W)의 이송 경로를 형성하기 위하여 관로(30)가 형성되어 있으며, 관로(30)의 버퍼 챔버(10) 측에 관로(30)를 개폐하기 위한 슬릿 밸브(31)가 설치되어 있다.
이러한 종래 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치에서는 웨이퍼를 이송하기 위하여, 먼저 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)를 동작시켜 블레이드(13)에 웨이퍼(W)를 지지한 버퍼 로보트(11)를 회전시킴으로써 버퍼 로보트(11)가 버퍼 챔버(10)와 공정 챔버(20) 사이에 형성된 슬릿(S)에 정확히 위치되도록 한다. 그리고, 슬릿(S)의 슬릿 밸브(31)를 오픈(open)시켜 관로(30)를 개방하고, 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)를 동작시켜 버퍼 로보트(11)의 암(12)을 확장시킴으로써 블레이드(13)에 지지된 웨이퍼(W)를 슬릿(S)의 관로(30)를 통해 공정 챔버(20)로 장입하여 공정 스테이션(21)에 지지되도록 한다. 이후, 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)의 동작에 의해 암(12)을 수축시킴으로써 블레이드(13)가 공정 챔버(20)에서 배출되도록 하고, 슬릿 밸브(31)를 크로즈(close)시켜 슬릿(S)의 관로(30)를 폐쇄하며 공정 챔버(20)에서 웨이퍼(W)의 단위 공정을 수행한다.
그 다음, 공정 챔버(20)의 공정 스테이션(21)에서 웨이퍼(W)의 단위 공정이 완료되면, 슬릿(S)의 슬릿 밸브(31)를 오픈시켜 관로(30)를 개방하고 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)를 동작시켜 암(12)을 확장 시킴으로써 블레이드(13)가 관로(30)를 통해 공정 챔버(20) 내의 공정 스테이션(21)으로 이동되도록 하여 공정 스테이션(21)에 지지된 단위 공정이 완료된 웨이퍼(W)를 지지하도록 하고, 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)를 동작시켜 버퍼 로보트(11)의 암(12)을 수축시킴으로써 블레이드(13)가 리턴되게 하여 웨이퍼(W)가 공정 챔버(20)로부터 배출되도록 하며 슬릿(S)의 슬릿 밸브(31)를 크로즈시켜 슬릿(S)의 관로(30)를 폐쇄한다.
이와 같은 종래 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치에서는 버퍼 챔버(10)에서 공정 챔버(20)로 웨이퍼(W)를 장입하거나 배출할 경우 버퍼 로보트(11)의 스텝(step)값 오차, 버퍼 챔버(10)와 공정 챔버(20) 사이의 압력차, 스틱킹(sticking) 현상 등의 다양한 이유에 의하여 블레이드(13)에 지지된 웨이퍼(W)가 슬릿(S)의 관로(30) 상에 떨어지며, 이때 슬릿(S)의 슬릿 밸브(31)는 관로(30) 상의 웨이퍼(W) 유무와 관계없이 버퍼 로보트(11)의 암(12)이 완전히 리턴되면 크로즈되므로 관로(30)상에 떨어진 웨이퍼(W)가 파손되는 문제점이 있다.
특히, 슬릿 밸브(31)는 고압의 공기로 동작을 하게 되는 데 슬릿(S)의 관로(30) 상에 웨이퍼(W)가 있는 상태로 크로즈되어 웨이퍼(W)가 파손되면 양측 챔버(10)(20) 모두에 강한 힘으로 웨이퍼 조각들이 튀어 반도체 제조 공정에서 있어서는 안되는 파티클(particle) 문제를 일으키며, 특히 강한 힘으로 튀는 웨이퍼 파티클에 의한 버퍼 로보트의 손상 및 슬릿 밸브의 손상을 일으켜 장비를 수리 및 교체해야하는 문제점이 있다.
또한, 파티클 제거, 장비의 수리 및 교체를 위해서는 고진공의 챔버를 개방하여야 하므로 다시 고진공의 공정 조건을 만드는 데 상당한 시간이 걸려 장비 가동율을 저하시키는 문제점이 있다.
본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 웨이퍼가 슬릿의 관로상에 있는 상태에서 슬릿 밸브가 크로즈되는 것을 방지할 수 있도록 한 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 일반적인 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치를 개략적으로 도시한 것이고,
도 2는 종래 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치에서 슬릿을 개략적으로 도시한 것이고,
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치에서 슬릿을 개략적으로 도시한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 제 1챔버에서 제 1모터와 제 2모터의 구동에 의해 버퍼 로보트를 회전시키며, 버퍼 로보트의 암을 확장 및 수축함으로써 암에 설치된 블레이드를 제 1챔버와 제 2챔버 사이에 형성된 관로와 관로를 개폐하는 슬릿 밸브로 이루어진 슬릿을 통해 제 2챔버로 인입 및 배출할 수 있도록 하여 제 1챔버와 제 2챔버 사이에서 웨이퍼가 이송되도록 한 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치에 있어서, 상기 슬릿의 관로 상에 설치되어 상기 슬릿에서의 상기 웨이퍼를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하는 웨이퍼 감지수단, 상기 암의 수축 이후 상기 웨이퍼 감지수단으로부터 상기 웨이퍼 감지 신호가 있을 경우에는 상기 관로를 폐쇄하기 위한 상기 슬릿 밸브의 크로즈 동작을 중단시키는 제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 고안은 상기 암의 수축 이후 상기 웨이퍼 감지수단의 신호에 따라 상기 관로 상에 웨이퍼가 있는 것으로 판단된 경우 상기 제어수단의 신호에 따라 동작하여 작업자가 알 수 있도록 경고하여 주는 경고수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 웨이퍼 감지수단은 상기 관로 상에 대향되게 설치된 발광부와 수광부를 포함하는 포토 커플러인 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 일 실시예를 설명한다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장비의 웨이퍼 장치에서 슬릿을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1과 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치는 웨이퍼(W)를 이송하기 위한 버퍼 로보트(11)가 위치되는 버퍼 챔버(10)와 웨이퍼(W)를 공정 처리하기 위한 공정 스테이션(21)이 위치되는 공정 챔버(20)로 나누어지며, 버퍼 챔버(10)와 공정 챔버(20) 사이에 슬릿(S)이 형성되어 웨이퍼(W)의 이송 경로를 형성한다. 그리고, 버퍼 로보트(11)는 암(12)이 설치되어 있으며, 암(12)에는 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 블레이드(13)가 설치되어 있다. 또한, 버퍼 로보트(11)에는 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)가 설치되어, 암(12)을 확장 및 수축하여 웨이퍼(W)를 지지하는 블레이드(13)를 전후로 이동시킴으로써 웨이퍼(W)를 공정 챔버(20)로 장입하거나 공정 챔버(20)로부터 배출할 수 있도록 하며 버퍼 로보트(11)를 회전시킴으로써 암(12)의 위치를 조정할 수 있도록 한다.
그리고, 슬릿(S)은 버퍼 챔버(10)와 공정 챔버(20) 사이에 웨이퍼(W)의 이송 경로를 형성하기 위하여 관로(30)가 형성되어 있으며, 관로(30)의 버퍼 챔버(10) 측에 관로(30)를 개폐하기 위한 슬릿 밸브(31)가 설치되어 있다.
또한, 관로(30)에는 관로(30)를 통해 이송되는 웨이퍼(W)를 감지하는 웨이퍼 감지부(41)가 설치되어 관로(30) 상의 웨이퍼(W)를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 제어부(42)로 전송하여 준다. 이때, 웨이퍼 감지부(41)는 관로(30)를 통해 이송되는 웨이퍼(W)의 상하 위치에 서로 대향되도록 발광부와 수광부를 설치하여 포토 커플러로 형성하는 것이 바람직하며, 특히 광은 적외선을 이용하는 것이 바람직하다.
그리고, 제어부(42)는 반도체 제조 장비 전체의 동작을 제어하며, 버퍼 로보트(11)의 암(12) 확장 및 수축으로 관로(30)를 통해 웨이퍼(W)를 버퍼 챔버(10)와 공정 챔버(20)에서 이송할 때 웨이퍼(W)가 관로(30) 상에 있어 웨이퍼 감지부(41)로부터 전송 신호가 있을 경우에는 슬릿 밸브(31)의 크로즈 동작이 이루어지지 않도록 하고 작업자가 이를 인식할 수 있도록 경고부(43)를 동작시켜 경고하여 준다.
이와 같이 구성된 본 고안의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치를 그 동작 과정에 따라 상세히 설명한다.
먼저 제어부(42)는 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)를 동작시켜 버퍼 로보트(11)를 회전시킴으로써 웨이퍼(W)를 지지하고 있는 블레이드(13)가 설치된 암(12)이 버퍼 챔버(10)와 공정 챔버(20) 사이에 형성된 슬릿(S)에 정확히 위치하도록 한다. 그리고, 제어부(42)는 슬릿 밸브(31)를 오픈시켜 슬릿(S)의 관로(30)가 개방되도록 한 후, 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)를 동작시켜 버퍼 로보트(11)의 암(12)을 확장시킴으로써 블레이드(13)가 관로(30)를 통해 공정 챔버(20)로 들어가도록 하여 블레이드(13)에 지지된 웨이퍼(W)가 슬릿(S)의 관로(30)를 통해 공정 챔버(20)로 장입되어 공정 스테이션(21)에 지지되도록 한다. 이후, 제어부(42)는 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)를 동작시켜 암(12)을 수축시켜 리턴되도록 함으로써 블레이드(13)가 공정 챔버(20)에서 배출되도록 하고, 슬릿 밸브(31)를 크로즈시켜 슬릿(S)의 관로(30)를 폐쇄하며 공정 챔버(20)에서 웨이퍼(W)의 단위 공정을 수행하도록 한다. 그리고, 슬릿(S)의 관로(30)를 통한 웨이퍼(W)의 장입시 웨이퍼(W)를 장입하기 위한 버퍼 로보트(11)의 스텝값 오차, 버퍼 챔버(10)와 공정 챔버(20) 사이의 압력차, 스틱킹 현상 등에 의해 웨이퍼(W)가 블레이드(13)에서 떨어져 관로(30) 상에 위치할 경우, 제어부(42)는 웨이퍼 감지부(41)에서 전송되는 웨이퍼 감지 신호에 따라 버퍼 로보트(11)의 암(12) 리턴 이후 슬릿 밸브(31)의 동작을 중단하여 슬릿 밸브(31)가 크로즈되지 않도록 함으로써 웨이퍼 파손을 방지하며, 경고부(43)를 동작시켜 이를 작업자가 알 수 있도록 경고하여 준다. 이때, 웨이퍼 감지부(41)가 포토 커플러일 경우에는 발광부에서 방사되는 광을 수광부에서 수광하는 중 관로(30) 상에 웨이퍼(W)가 놓여 발광부에서 방사되는 광이 차단되어 수광부에서 광을 수광하지 못할때 제어부(42)는 이를 웨이퍼 감지 신호로 인식하게 된다.
그 다음 공정 챔버(20)의 공정 스테이션(21)에서 웨이퍼(W)의 단위 공정이 완료되면 제어부(42)는 슬릿(S)의 슬릿 밸브(31)를 오픈시켜 관로(30)를 개방하고, 상부 모터(M1)와 하부 모터9M2)를 동작시켜 암(12)을 확장시킴으로써 블레이드(13)가 슬릿(S)의 관로(30)를 통해 공정 챔버(20) 내의 공정 스테이션(21)으로 이동되도록 하여 공정 스테이션(21)에 지지된 단위 공정이 완료된 웨이퍼(W)를 지지하도록 한다. 그리고, 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)를 동작시켜 버퍼 로보트(11)의 암(12)을 수축하여 리턴되도록 함으로써 블레이드(13)가 공정 챔버(20)에서 배출되도록 하여 웨이퍼(W)가 슬릿(S)의 관로(30)를 통해 공정 챔버(20)로부터 배출되도록 하고, 슬릿(S)의 슬릿 밸브(31)를 크로즈시켜 슬릿(S)의 관로(30)를 폐쇄한다. 그리고, 슬릿(S)의 관로(30)를 통한 웨이퍼(W)의 배출시 웨이퍼(W)를 배출하기 위한 버퍼 로보트(11)의 스텝값 오차, 버퍼 챔버(10)와 공정 챔버(20) 사이의 압력차, 스틱킹 현상 등에 의해 웨이퍼(W)가 블레이드(13)에서 떨어져 관로(30) 상에 위치할 경우, 제어부(42)는 웨이퍼 감지부(41)에서 전송되는 웨이퍼 감지 신호에 따라 버퍼 로보트(11)의 암(12) 리턴 이후 슬릿 밸브(31)의 동작을 중단하여 슬릿 밸브(31)가 크로즈되지 않도록 함으로써 웨이퍼 파손을 방지하며, 경고부(43)를 동작시켜 작업자가 이를 알 수 있도록 경고하여 준다.
이와 같이 본 고안은 챔버와 챔버 사이의 웨이퍼 이송시 웨이퍼가 슬릿에 떨어져 위치할 경우 슬릿 밸브의 크로즈 동작을 중단하여 웨이퍼가 파손되는 것을 방지함으로써 파손된 웨이퍼에 의한 파티클 문제를 방지할 수 있으며, 웨이퍼 파티클에 의한 버퍼 로보트의 손상 및 슬릿 밸브의 손상을 방지할 수 있어 공정의 신뢰성을 향상시킬 뿐만 아니라 반도체 제조 장비의 가동율을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

  1. 제 1챔버에서 제 1모터와 제 2모터의 구동에 의해 버퍼 로보트를 회전시키며, 버퍼 로보트의 암을 확장 및 수축함으로써 암에 설치된 블레이드를 제 1챔버와 제 2챔버 사이에 형성된 관로와 관로를 개폐하는 슬릿 밸브로 이루어진 슬릿을 통해 제 2챔버로 인입 및 배출할 수 있도록 하여 제 1챔버와 제 2챔버 사이에서 웨이퍼가 이송되도록 한 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치에 있어서,
    상기 슬릿의 관로 상에 설치되어 상기 슬릿에서의 상기 웨이퍼를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하는 웨이퍼 감지수단;
    상기 암의 수축 이후 상기 웨이퍼 감지수단으로부터 상기 웨이퍼 감지 신호가 있을 경우에는 상기 관로를 폐쇄하기 위한 상기 슬릿 밸브의 크로즈 동작을 중단시키는 제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 암의 수축 이후 상기 웨이퍼 감지수단의 신호에 따라 상기 관로 상에 웨이퍼가 있는 것으로 판단된 경우 상기 제어수단의 신호에 따라 동작하여 작업자가 알 수 있도록 경고하여 주는 경고수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 웨이퍼 감지수단은 상기 관로 상에 대향되게 설치된 발광부와 수광부를 포함하는 포토 커플러인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치.
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