KR200184264Y1 - 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치 - Google Patents

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 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, 제 1챔버와 제 2챔버 사이의 슬릿을 통과하는 버퍼 로보트의 블레이드에 직선상으로 광을 방사하는 광 발생부를 설치하고 광 발생부에서 슬릿을 통해 직선상으로 방사되는 광 이동 경로상의 챔버 내벽에 광 검출부를 설치하여 광 검출부에 광 발생부에서 방사된 광이 검출될 경우에만 버퍼 로보트의 암을 확장 및 수축하여 블레이드가 슬릿을 통과하도록 함으로써 블레이드의 휘어짐 현상이나 버퍼 로보트가 슬릿에 정확히 위치하지 않은 상태에서 암을 확장 및 수축하여 블레이드가 챔버 벽에 충돌하는 현상을 방지할 수 있어 충돌에 따른 웨이퍼의 파손이나 버퍼 로보트의 손상을 방지한다.

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 1을 참조하여 종래 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.

이러한 종래 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치에서는 웨이퍼를 이송하기 위하여, 먼저 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)의 동작에 의해 버퍼 로보트(11)를 회전하여 버퍼 로보트(11)가 웨이퍼 로드(load) 스테이션에 위치되도록 하고, 암(12)을 확장시킴으로써 블레이드(13)를 전방으로 이동시켜 웨이퍼 로드 스테이션에 위치한 웨이퍼(W)를 지지하도록 한다. 그리고, 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)의 동작에 의해 암(12)을 수축시킴으로써 웨이퍼(W)를 지지한 블레이드를 후방으로 이동시킨다. 이후, 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)의 동작에 의해 버퍼 로보트(11)를 회전하여 버퍼 로보트(11)가 버퍼 챔버(10)와 공정 챔버(20) 사이에 형성된 슬릿(S)에 위치되도록 한다.

그리고, 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)의 동작에 의해 암(12)을 확장시킴으로써 웨이퍼(W)가 지지된 블레이드(13)가 슬릿(S)을 통해 공정 챔버(20) 내의 공정 스테이션(21)으로 이동되도록 하여 블레이드(13)에 지지된 웨이퍼(W)가 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 한다.

그 다음, 공정 챔버(20)의 공정 스테이션(21)에서 웨이퍼(W)의 단위 공정이 완료되면, 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)의 동작에 의해 암(12)을 확장시킴으로써 블레이드(13)가 슬릿(S)을 통해 공정 챔버(20) 내의 공정 스테이션(21)으로 이동되도록 하여 공정 스테이션(21)에 지지된 웨이퍼(W)를 지지하도록 한 후, 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)의 동작에 의해 암(12)을 수축시킴으로써 웨이퍼(W)가 지지된 블레이드(13)를 공정 챔버(20)에서 배출하여 버퍼 챔버(10)에 위치되도록 한다.

그리고, 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)의 동작에 의해 버퍼 로보트(11)를 회전시킴으로써 버퍼 로보트(11)가 장비 내의 다른 공정 챔버(미도시) 또는 웨이퍼 언로드(unload) 스테이션(미도시)에 위치되도록 한 후, 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)의 동작에 의해 암(12)을 확장 또는 수축함으로써 동일한 방법에 의해 웨이퍼(W)를 이송한다.

그러나, 이와 같은 종래 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치는 정해진 스텝(step)에만 도달하면 블레이드(13)의 휨 현상 등과 같은 버퍼 로보트(11)의 비정 상태나 버퍼 로보트(11)가 정확한 슬릿(S) 위치가 아니어도 암(12)의 확장 및 수축 동작을 수행하게 되므로, 블레이드(13)가 챔버(10)(20) 벽(wall)에 충돌하게 되어 웨이퍼가 파손되거나 버퍼 로보트가 손상을 입게되는 문제점이 있다.

또한, 웨이퍼의 파손이나 버퍼 로보트의 손상시 장비의 동작을 중단하여야 함으로 가동율이 저하되며, 블레이드나 같은 각 장비 등의 수리 및 교체하는 데 장시간이 소요되는 문제점이 있다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 버퍼 로보트가 정상적인 상태이며 정확한 슬릿의 위치에 있을 경우에만 암을 확장 및 수축하여 웨이퍼를 이송할 수 있도록 하여 버퍼 로보트가 챔벽 벽에 충돌하여 발생하는 제반 문제점을 미연에 방지할 수 있도록 한 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 일반적인 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치를 개략적으로 도시한 것이고,

도 2a와 도 2b는 본 고안의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치를 개략적으로 도시한 것으로, 도 2a는 측면도, 도 2b는 평면도이다.

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 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 블레이드에 설치되어 직선상으로 광을 방사하는 광 발생수단과, 상기 광 발생수단에서 방사되는 광이 상기 슬릿을 통해 직선상으로 이동되는 경로상의 제 2챔버 벽에 설치되어 상기 광 발생수단에서 방사되는 광을 검출하는 광 검출수단과, 상기 버퍼 로보트 암의 확장 및 수축시 상기 광 검출수단에서 전송되는 광 검출 신호에 따라 상기 버퍼 로보트의 상태를 판단하여 상기 광 검출 신호가 있을 경우에만 상기 버퍼 로보트가 정상 상태라 판단하고 상기 제 1모터와 제 2모터를 구동하여 상기 암을 확장 및 수축하는 제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안은 상기 버퍼 로보트 암의 확장 및 수축시 상기 광 검출수단에서 전송되는 광 검출 신호에 따라 상기 버퍼 로보트의 상태를 판단하여 상기 광 검출 신호가 없을 경우 상기 제어수단의 신호에 따라 동작하여 작업자가 상기 버퍼 로보트의 비정상 상태를 인식할 수 있도록 하는 경고수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 광 발생수단은 적외선 또는 레이저를 방사하며, 상기 광 검출수단은 상기 광 발생수단에서 방사되는 적외선 또는 레이저를 검출하도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 일 실시예를 설명한다.

도 2a와 도 2b는 본 고안의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치를 개략적으로 도시한 것이다.

도 2a와 도 2b에서 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, 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, 블레이드(13)에는 대기중으로 광을 직선으로 방사하는 광 발생부(31)가 설치되어 블레이드(13)의 전방 직선상으로 광, 바람직하게는 적외선 또는 레이저를 방사하도록 하고, 광 발생부(31)에서 슬릿(S)을 통해 직선상으로 방사되는 광 이동 경로상의 공정 챔버(20) 내벽에 광 검출부(32)를 설치하여 광 발생부(31)에서 방사되는 광, 바림직하게는 적외선 또는 레이저를 검출하여 그에 따른 전기적인 신호를 제어부(33)로 전송하여 준다.

그리고, 제어부(33)는 반도체 제조 장비 전체의 동작을 제어하며, 버퍼 로보트(11)의 암(12)을 확장 및 수축하는 스텝에서 광 검출부(32)로부터 광 검출 신호가 있을 경우에만 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)의 동작에 의해 암(12)의 확장 및 수축 동작이 이루어지도록 하며, 그렇지 않을 경우에는 암(12)의 확장 및 수축 동작이 이루어지지 않도록 하며 작업자가 이를 인식할 수 있도록 경고부(34)를 통해 경고하여 준다.

이와 같이 구성된 본 고안의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치를 그 동작 과정에 따라 상세히 설명한다.

먼저, 제어부(33)가 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)를 동작시켜 버퍼 로보트(11)를 회전시킴으로써 버퍼 로보트(11)가 웨이퍼 로드 스테이션(미도시)에 위치되도록 하고, 암(12)을 확장시킴으로써 블레이드(13)를 전방으로 이동시켜 웨이퍼 로드 스테이션에 위치한 웨이퍼(W)를 지지하도록 한다. 이후, 제어부(33)는 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)를 동작시켜 암(12)을 수축시킴으로써 웨이퍼(W)를 지지한 블레이드(13)를 후방으로 이동시키고, 버퍼 로보트(11)를 회전시킴으로써 버퍼 로보트(11)가 버퍼 챔버(10)와 공정 챔버(20) 사이에 형성된 슬릿(S)에 위치되도록 한다.

그 다음 공정 챔버(20)로의 웨이퍼 장입을 위한 설정 스텝이 되면, 제어부(33)는 광 검출부(32)로부터 전송되는 검출 신호 여부에 따라 공정 챔버(20)로의 웨이퍼(W) 장입 여부를 판단한다. 즉, 블레이드(13)의 휨 현상이 없고 버퍼 로보트(11)가 슬릿(S)에 정확히 위치하여 광 발생부(31)에서 직선상으로 방사되는 광이 광 검출부(32)에서 검출되어 제어부(33)에 전송되면 제어부(33)는 버퍼 로보트(11)가 정상 상태라 판단하여 공정 챔버(20)로의 웨이퍼(W) 장입을 위하여 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)를 구동시키고, 블레이드(13)가 휘어져 있거나 버퍼 로보트(11)가 슬릿(S)에 정확히 위치하지 못하여 광 발생부(31)에서 직선상으로 방사되는 광이 광 검출부(32)에서 검출되지 않아 제어부(33)에 검출 신호가 전송되지 않으면 제어부(33)는 버퍼 로보트(11)가 비정상 상태라 판단하여 공정 챔버(20)로의 웨이퍼(W) 장입을 차단하기 위하여 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)를 구동시키지 않고, 작업자가 버퍼 로보트(11)의 비정상 상태를 인식할 수 있도록 경고부(34)를 동작시킨다.

이때 제어부(33)는 버퍼 로보트(11)가 정상 상태라고 판단되면, 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)를 동작시켜 암(12)을 확장시킴으로써 웨이퍼(W)가 지지되어 있는 블레이드(13)가 슬릿(S)을 통해 공정 챔버(20) 내의 공정 스테이션(21)으로 이동되도록 하여 블레이드(13)에 지지된 웨이퍼(W)가 공정 스테이션(21)에 지지되도록 한다. 이후, 제어부(33)는 웨이퍼(W)를 공정 챔버(20)로 장입하기 위한 암(12)의 확상시와 같이 광 검출부(32)의 신호에 따라 버퍼 로보트(11)의 상태를 판단하여 정상 상태라 판단될 경우에만 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)를 동작시켜 암(12)을 수축시킴으로써 블레이드(13)가 공정 챔버(20)에서 배출되도록 한다.

그 다음 공정 챔버(20)의 공정 스테이션(21)에서 웨이퍼(W)의 단위 공정이 완료되어 공정 챔버(20)로부터의 웨이퍼(W) 배출을 위한 설정 스텝이 되면, 제어부(33)는 공정 챔버(20)로의 웨이퍼(W) 인입시와 같이 광 검출부(32)의 신호에 따라 버퍼 로보트(11)의 상태를 판단하여 정상 상태라 판단될 경우에만 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)를 동작시켜 암(12)을 확장시킴으로써 블레이드(13)가 슬릿(S)을 통해 공정 챔버(20) 내의 공정 스테이션(21)으로 이동되도록 하여 공정 스테이션(21)에 지지된 웨이퍼(W)를 지지하도록 한다. 그리고, 제어부(33)는 암(12)의 확상시와 같이 광 검출부(32)의 신호에 따라 버퍼 로보트(11)의 상태를 판단하여 정상 상태라 판단될 경우에만 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)를 동작시켜 암(12)을 수축시킴으로써 웨이퍼(W)가 지지된 블레이드(13)를 공정 챔버(20)에서 배출하여 버퍼 챔버(10)에 위치되도록 한다.

이후, 제어부(33)는 상부 모터(M1)와 하부 모터(M2)를 동작시켜 버퍼 로보트(11)를 회전시킴으로써 버퍼 로보트(11)가 장비 내의 다른 공정 챔버(미도시) 또는 웨이퍼 언로드 스테이션(미도시)에 위치되도록 한 후, 암(12)을 확장 또는 수축함으로써 동일한 방법에 의해 웨이퍼(W)를 이송한다.

상기의 실시예에서는 광 발생부(31)가 광을 발생하고 있는 것으로 설명하였지만, 이와는 달리 웨이퍼(W)의 장입 또는 배출을 위한 설정 스텝이 될 경우 제어부(33)의 제어 동작에 의해서만 광을 방사하도록 할 수도 있으며, 버퍼 챔버(10)와 공정 챔버(20) 사이 뿐만 아니라 버퍼 로보트(11)를 이용하여 웨이퍼(W)를 이송하는 일반적인 챔버와 챔버 사이에서의 웨이퍼 이송 장치에서도 적용할 수 있다.

이와 같이 본 고안은 챔버와 챔버 사이의 슬릿을 통과하는 버퍼 로보트의 블레이드에 직선상으로 광을 방사하는 광 발생부를 설치하고 광 발생부에서 슬릿을 통해 직선상으로 방사되는 광 이동 경로상의 챔버 내벽에 광 검출부를 설치하여 광 검출부에 광 발생부에서 방사된 광이 검출될 경우에만 버퍼 로보트의 암을 확장 및 수축하여 블레이드가 슬릿을 통과하도록 함으로써 블레이드의 휘어짐 현상이나 버퍼 로보트가 슬릿에 정확히 위치하지 않은 상태에서 암을 확장 및 수축하여 블레이드가 챔버 벽에 충돌하는 현상을 방지할 수 있어 충돌에 따른 웨이퍼의 파손이나 버퍼 로보트의 손상을 방지할 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 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 블레이드에 설치되어 직선상으로 광을 방사하는 광 발생수단과;

   상기 광 발생수단에서 방사되는 광이 상기 슬릿을 통해 직선상으로 이동되는 경로상의 제 2챔버 벽에 설치되어 상기 광 발생수단에서 방사되는 광을 검출하는 광 검출수단과;

   상기 버퍼 로보트 암의 확장 및 수축시 상기 광 검출수단에서 전송되는 광 검출 신호에 따라 상기 버퍼 로보트의 상태를 판단하여 상기 광 검출 신호가 있을 경우에만 상기 버퍼 로보트가 정상 상태라 판단하고 상기 제 1모터와 제 2모터를 구동하여 상기 암을 확장 및 수축하는 제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 버퍼 로보트 암의 확장 및 수축시 상기 광 검출수단에서 전송되는 광 검출 신호에 따라 상기 버퍼 로보트의 상태를 판단하여 상기 광 검출 신호가 없을 경우 상기 제어수단의 신호에 따라 동작하여 작업자가 상기 버퍼 로보트의 비정상 상태를 인식할 수 있도록 하는 경고수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광 발생수단은 적외선 또는 레이저를 방사하며, 상기 광 검출수단은 적외선 또는 레이저를 검출하도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장비의 웨이퍼 이송 장치.