KR20040100030A - 반도체 기판 이송 장치 및 이를 구비하는 반도체 기판가공 장치 - Google Patents

반도체 기판 이송 장치 및 이를 구비하는 반도체 기판가공 장치 Download PDF

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KR20040100030A
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Abstract

진공 상태에서도 반도체 기판을 신속하게 이동할 수 있는 반도체 기판 이송 장치 및 이를 구비하는 반도체 기판 가공 장치가 개시된다. 이송 암의 상면에는 반도체 기판을 수용하기 위한 홈이 형성되고, 상기 홈에 인접하게 반도체 기판의 일측을 가압하기 위한 고정부가 설치된다. 반도체 기판이 상기 이송 암에 안착되면, 고정부는 회전 또는 전진하여 반도체 기판의 일측을 가압하여 상기 반도체 기판을 상기 홈의 단차부에 밀착 고정하고, 구동부는 회전 및 수평 이동하여 상기 반도체 기판을 프로세스 챔버 내부로 이송한다. 반도체 기판을 메커니즘(mechanism)적으로 파지함으로써 진공으로 조성된 환경에서도 반도체 기판을 고속으로 이동할 수 있으며, 반도체 기판이 고정됨과 동시에 자동 얼라이닝 되어 이송 암이 플랫존 얼라이너의 기능도 겸비할 수 있다.

Description

반도체 기판 이송 장치 및 이를 구비하는 반도체 기판 가공 장치{APPARATUS FOR TRANSFER A SEMICONDUCTOR SUBSTRATE AND APPARATUS FOR MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR SUBSTRATE HAVING THE SAME}
본 발명은 반도체 기판 이송 장치 및 이를 구비하는 반도체 기판 가공 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로봇 암을 이용하여 반도체 기판을 카세트로부터 프로세스 챔버 내부로 이송하는 반도체 기판 이송 장치 및 이를 구비하는 반도체 기판 가공 장치에 관한 것이다.
현재의 반도체 장치에 대한 연구는 보다 많은 데이터를 단시간 내에 처리하기 위하여 고집적, 고신뢰 및 고성능을 추구하는 방향으로 진행되고 있다.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판 상에 사진, 식각, 증착, 확산, 이온 주입, 금속 증착 등의 공정이 반복되어 형성된다. 상기 공정들을 거치면서 반도체장치로 제조되기까지 반도체 기판은 높은 진공 상태로 유지되는 챔버에 빈번하게 유출입 된다.
또한, 상기 각 공정들에 의하여 형성된 패턴들이 후속 공정에서 많은 차질을 유발할 수 있기 때문에, 반도체 기판에 형성되는 패턴을 포함한 미세 구조물의 정확도를 확인한 후, 후속 공정의 진행 여부를 판단하는 측정 공정도 반도체 제조 공정에 필요하다. 이 경우에도 반도체 기판은 높은 진공 상태로 유지되는 챔버에 빈번하게 유출입 된다.
챔버를 포함하는 반도체 기판 가공 장치는 반도체 기판을 몇 장씩 장입하느냐에 따라 크게 배치형(batch type)과 매엽식(single wafer type)으로 구분할 수 있다.
배치형의 경우, 한 챔버에 반도체 기판이 몇 십장씩 투입되어 공정이 진행되기 때문에, 공정 불량이 발생할 경우에 한번에 몇 십장씩의 반도체 기판을 폐기처분해야 하는 단점이 있다.
매엽식의 경우, 한 챔버에 한 장의 반도체 기판이 투입되어 공정이 진행되어 생산수율이 떨어진다는 단점이 있지만, 반도체 기판이 대구경화되고 임계공정에 적합하기 때문에 최근에는 많은 반도체 기판 가공 장치가 배치형에서 매엽식으로 전환되는 추세이다.
도 1은 종래의 매엽식 반도체 기판 가공 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 반도체 기판(11)은 카세트 로딩부(10)에 장착되어 있는 복수개의 카세트(15)에 보관된다. 카세트 로딩부(10)에는 내부에는 플랫존얼라이너(20)가 설치된 로드락 챔버(40)가 인접하게 설치된다.
로드락 챔버(40)는 플랫폼(30)에 연결되며, 플랫폼(30)의 둘레에는 다수의 프로세스 챔버(50)가 설치된다.
반도체 기판(11)은 제1 로봇 암(25)에 의해 카세트 로딩부(10)에서 로드락 챔버(40)로 이송된다. 이 경우, 제1 로봇 암(25)의 단부에는 진공 흡입구가 형성되어 제1 로봇 암(25)은 진공력을 이용하여 반도체 기판(11)을 파지한다.
로드락 챔버(40) 내부로 유입된 반도체 기판(11)은 플랫존 얼라이너(20)로 이송되어 정렬된다. 이 후, 로드락 챔버(40)가 진공 상태로 조성되면, 반도체 기판(11)은 플랫폼(30) 내부에 설치된 제2 로봇 암(35)에 의해서 플랫폼(30) 내부로 이송된다.
플랫폼(30) 내부에는 다수의 반도체 기판(11)을 적층할 수 있는 기판 지지대(32)가 설치된다. 기판 지지대(32)에는 프로세스 챔버(50) 개수에 대응하는 다수의 반도체 기판(11)이 적층된다.
다음으로, 반도체 기판(11)은 제2 로봇 암(35)의 수평 및 회전 운동에 의하여 적절한 프로세스 챔버(50)에 제공하고, 반도체 기판(11)은 프로세스 챔버(50) 내에서는 해당 공정에 맞게 처리된다. 프로세스 챔버(50)에서 공정이 끝난 반도체 기판(11)은 플랫폼(30)내부의 기판 지지대(32)로 반송되어 보관된다.
이 경우, 플랫폼(30) 내부는 프로세스 챔버(50)를 진공 상태로 유지하기 위하여 프로세스 챔버(50) 내부의 압력보다 낮거나 동일하게 유지된다. 플랫폼(30) 내부의 압력이 거의 진공 상태에 가깝기 때문에, 제2 로봇 암(35)은 진공을 이용하여 반도체 기판(11)을 파지하기 난해하다.
일반적으로 진공 상태에서 동작되는 제2 로봇 암(35)은 반도체 기판(11)의 자체 중량을 이용한다. 하지만 진공 상태에서의 반도체 기판(11)의 중량은 대기압 상태에서보다 상대적으로 작기 때문에 반도체 기판(11)은 제2 로봇 암(35)에 불안정하게 배치된다.
제2 로봇 암(35)은 기판 지지대에 보관된 반도체 기판(11) 하부로 유입된 후, 상승하여 반도체 기판(11)을 지지한다. 이후, 제2 로봇 암(35)은 반도체 기판(11)의 이탈을 방지하기 위하여 저속으로 동작하여 반도체 기판(11)을 이동한다.
반도체 기판(11)에는 고성능, 고집적 반도체 장치들이 형성되기 때문에 일반적인 로봇 암이 피대상체를 파지하는 방법, 예를 들어 집게식 파지법, 으로 반도체 기판(11)을 파지할 수 없다.
바람직하게는 진공을 이용하여 반도체 장치가 형성되지 않은 반도체 기판(11)의 하부를 이송 암에 흡착하는 방법이 있지만, 이는 진공 상태로 유지되는 공간에서는 무용하다.
상술한 종래의 매엽식 반도체 기판 가공 장치는 생산수율을 증대시키기 위하여 다수의 프로세스 챔버를 이용하였지만, 프로세스 챔버들이 수평하게 2차원적으로 배열되어 있어 설치 면적(foot-print)이 많이 요구되기 때문에 프로세스 챔버의 개수를 증가시키는 것은 한계가 있다. 또한, 반도체 기판이 대구경화 됨에 따라 프로세스 챔버(50)의 크기도 증대하여 프로세스 챔버의 증가는 점점 힘들어지고 있다.
이로 인하여, 반도체 기판 가공 장치의 단위면적당 생산수율은 계속 저하되고 있으며, 반도체 제조 단가는 계속 상승하고 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 기술이 갖는 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 제1 목적은 이송 암의 상면에 반도체 기판을 수용하기 위한 홈을 형성하고, 상기 홈에 인접하게 반도체 기판의 일측을 가압하는 고정부를 설치하여, 반도체 기판을 용이하게 고정할 수 있으며, 이와 동시에 반도체 기판의 자동 얼라이닝도 이룰 수 있는 반도체 기판의 이송 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 이송 장치에 반도체 기판의 얼라이닝 기능도 부가하여 반도체 장치로부터 플랫존 얼라이너를 제거할 수 있으며, 생산수율은 증대되는 반도체 기판 가공 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 반도체 기판 가공 장치 중 매엽식 반도체 기판 가공 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판 이송 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 반도체 기판 이송 장치를 설명하기 위한 측면도이다.
도 4는 도 2에 도시한 이송 장치의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 기판 이송 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시한 반도체 기판 이송 장치를 설명하기 위한 측면도이다.
도 7은 도 5에 도시한 이송 장치의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판 가공 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101, 201, 301：반도체 기판 110, 210, 310：이송 암
111, 211, 311：홈 113, 213：제1 내측면
114, 214：제2 내측면 120, 220, 320：고정부
121：롤러 123：회전 암
130, 230, 330：구동부 221：헤드
223：로드 300：이송 장치
340：카세트 로딩부 343：카세트
350：프로세스 챔버 351：제2 게이트
360：로드락 챔버 361：제1 게이트
363：기판지지 부재
상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 이송 암의 상면에는 반도체 기판을 수용하기 위한 홈이 형성되고, 상기 홈에 인접하게 반도체 기판의 일측을 가압하기 위한 고정부가 설치된다. 반도체 기판이 상기 이송 암에 안착되면, 고정부는 회전 또는 전진하여 반도체 기판의 일측을 가압하고, 반도체 기판은 상기 홈의 단차부에 밀착, 고정된다.
상술한 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반도체 기판 가공 장치는, 소정의 압력이 조성되는 프로세스 챔버, 상기 프로세스 챔버에 연결되고, 반도체 기판이 보관되는 로드락 챔버, 및 상기 반도체 기판을 상기 로드락 챔버로와 상기 프로세스 챔버 사이에서 이송하기 위하여 상기 로드락 챔버 내부에 설치되며 상기 반도체 기판의 일측을 가압하여 파지하는 이송 장치를 포함한다.
본 발명에 따르면, 반도체 기판의 일측을 가압하여 이송 암 상면에 형성된 홈에 밀착 고정함으로써 진공 상태에서도 반도체 기판을 고속으로 이동시킬 수 있으며, 반도체 기판이 상기 홈에 고정함과 동시에 자동 얼라이닝 되어 반도체 기판 얼라이닝(aligning)의 효과도 얻을 수 있다. 따라서 본 발명은 반도체 기판 가공 장치에서 플랫존 얼라이너를 제거하여 간단한 구조의 반도체 기판 가공 장치를 형성할 수 있을 뿐만 아니라 생산수율도 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 반도체 기판 이송 장치에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판 이송 장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시한 반도체 기판 이송 장치를 설명하기 위한 측면도이며, 도 4는 도 2에 도시한 이송 장치의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판 이송 장치는, 상면에 반도체 기판(101)을 수용하기 위한 홈(111)이 형성된 이송 암(110), 홈(111)에 인접하게 이송 암(110)에 설치된 고정부(120) 및 이송 암(110)의 최단부에 연결된 구동부(130)를 포함한다.
이송 암(110)의 상면 형성된 홈(111)은 단차부를 갖는다. 단차부, 즉, 홈(111)의 제1 내측면(113)은 반도체 기판(101)의 측면에 대응하게 원형으로 형성된다.
이송 암(110)의 홈(111)에는 반도체 기판(101)이 배치된다. 이송 암(110)은 반도체 기판(101)의 하면을 밑에서 받쳐 지지한다.
홈(111)의 내경은 즉, 제1 내측면(113)과 제1 내측면(213)에 대향하는 방향의 제2 내측면(114)의 이격 거리는 반도체 기판(101)의 지름보다 크게 형성된다.
이송 암(110)의 제2 내측면(114)에 인접하게는 고정부(120)가 설치된다.
고정부(120)는 반도체 기판(101)의 일측에 접하는 롤러(121), 일단부가 롤러(121)에 연결되는 회전 암(123) 및 회전 암(123)의 타단부에 연결되어 회전력을 제공하는 위한 액추에이터(도시되지않음)를 포함한다.
액추에이터는 다양하게 형성될 수 있다. 바람직하게는, 액추에이터가 구조가 간단하고 제조 단가도 저렴한 모터로 형성되어, 회전 암(123)에 회전력 및 수직 이동력을 제공한다.
고정부(120)는 적어도 하나의 회전 암(123)을 포함한다. 하나의 회전 암(123)을 포함하는 경우, 이송 암(110) 상면에 형성된 홈(111)의 제1 내측면(113)은 이송 암(110) 상면으로부터 편심 되게 형성된다. 따라서 반도체 기판(101)은 회전 암(123)의 대향하는 방향의 제1 내측면(113)에 밀착되어 이송 암(110)으로부터 이탈되지 않는다.
고정부(120)는 두 개의 회전 암(123)을 포함하는 것이 바람직하다. 두개의회전 암(123)은 이송 암(110)의 상면 또는 양측 면에 설치될 수 있다. 모든 회전 암(123)의 일단부는 이송 암(110)에 피벗 고정된다. 따라서 회전 암(123) 일단부를 기준으로 회전 가능 하다.
두 회전암(123)은 이송 암(110)을 중심으로 모여들면서 반도체 기판(101)의 일측을 가압한다. 보다 자세히 설명하면, 이송 암(110)은 반도체 기판(101)의 하부로 수평 이동된 후, 수직 이동하여 반도체 기판(101)을 지지한다. 이 경우, 반도체 기판(101)은 이송 암(110)의 상면에 불안정하게 배치되어 이송 암(110)으로부터 이탈될 수 있다. 이송 암(110)의 두 개의 회전 암(123)은 이송 암(110)의 중심부로 모여들면서 반도체 기판(101)의 일측을 가압한다. 반도체 기판(101)은 두 회전 암(123)에 의해서 이송 암(110)의 단차부, 즉, 제1 내측면(113)으로 이동되고, 반도체 기판(101)의 일측이 제1 내측면(113)에 정확히 접한다. 제1 내측면(113)은 반도체 기판(101)의 측면에 대응하게 원형으로 형성되어 반도체 기판(101)의 이탈을 방지된다. 또한, 반도체 기판(101)의 측면에 접하는 푸셔가 롤러(121)를 포함하여, 이송 암(110)이 반도체 기판(101)을 가압함으로 발생되는 접촉 마찰은 감소된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 기판 이송 장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시한 반도체 기판 이송 장치를 설명하기 위한 측면도이며, 도 7은 도 5에 도시한 이송 장치의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 기판 이송 장치는, 상면에 반도체 기판(201)을 수용하기 위한 홈(211)이 형성된 이송 암(210), 홈에 인접하게 이송 암(210)에 설치된 고정부(220) 및 이송 암(210)의 최단부에 연결된 구동부(230)를 포함한다.
이송 암(210)의 상면 형성된 홈(211)의 제1 내측면(213)은 반도체 기판(201)의 측면에 대응하게 원형으로 형성된다.
홈(211)의 내경은 즉, 제1 내측면(213)과 제1 내측면(213)에 대향하는 방향의 제2 내측면(214)의 이격 거리는 반도체 기판(201)의 지름보다 크게 형성된다.
이송 암(210)의 제2 내측면(214)에 인접하게는 실린더를 포함하는 고정부(220)가 설치된다.
고정부(220)는 반도체 기판(201)의 일측에 접하는 헤드(221), 일단부가 헤드(221)에 연결된 로드(223) 및 로드(223)의 타단부에 연결되어 헤드(221)에 직선 운동력을 제공하는 위한 액추에이터(도시되지않음)를 포함한다.
액추에이터는 다양하게 형성될 수 있다. 바람직하게는, 액추에이터가 헤드(221) 및 로드(223)를 직선 운동력을 전달하기 용이한 실린더로 형성된다.
실린더형 액추에이터는 모터, 전자석 또는 유공압 등을 동력원으로 이용할 수 있다. 하지만, 구조의 간단화, 사용의 용이성을 고려할 때, 솔레노이드 실린더로 형성되는 것이 바람직하다. 솔레노이드 실린더는 마그넷, 즉, 전자석을 포함하며, 전자력을 이용하여 동작된다
헤드(221)는 반도체 기판(201)에 대응하게 원형으로 형성되며, 로드(223)에 연결되어 액추에이터로부터 직선 운동력을 전달 받는다.
이송 암(210)은 반도체 기판(201)의 하부로 수평 이동된 후, 수직 이동하여 반도체 기판(201)을 지지한다. 이 경우, 반도체 기판(201)은 이송 암(210)의 상면에 불안정하게 배치되어 이송 암(210)으로부터 이탈될 수 있다. 헤드(221) 및 로드(223)는 제2 내측면(214)으로부터 제 1측면(213)을 향하여 전진하면서 반도체 기판(201)의 일측을 가압한다. 반도체 기판(201)은 고정부(220)의 직선 운동력에 의해서 이송 암(210)의 단차부, 즉, 제1 내측면(213)으로 이동되고, 반도체 기판(201)의 일측이 제1 내측면(213)에 정확히 접한다.
제1 내측면(213)은 반도체 기판(201)의 측면에 대응하게 원형으로 형성되어 반도체 기판(201)의 이탈이 방지된다. 또한, 반도체 기판(201)의 측면에 접하는 헤드(221)의 전면도 반도체 기판(201)의 측면에 대응하게 원형으로 형성되어, 반도체 기판(201)의 이탈이 방지되다.
반도체 기판(201)을 파지한 이송 암(210)이 대상체(도시되지 않음), 예들 들어 프로세스 챔버 내부 척(chuck), 으로 이동되면 헤드(221) 및 로드(223)는 반도체 기판(201)으로부터 후진하여 반도체 기판(201)의 고정력이 해제된다. 이후, 이송 암(210)은 수직 이동하여 반도체 기판(201)이 대상체 상에 안착된다.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판 상에 사진, 식각, 증착, 확산, 이온 주입, 금속 증착 등의 공정이 반복되어 형성된다. 상기 공정들을 거치면서 반도체 장치로 제조되기까지 반도체 기판은 높은 진공 상태로 유지되는 챔버에 빈번하게 유출입 된다.
하지만, 진공 상태로 유지되는 챔버에 반도체 기판을 제공하기 위한 종래의 이송 장치는 반도체 기판의 중량만을 이용한 단순 지지하는 방식이었기 때문에 반도체 기판을 신속하게 이송할 수 없었다. 이는, 반도체 기판 이송 속도를 증가시키게 되면 반도체 기판이 이송 장치로부터 이탈되어 공정 사고를 유발하기 때문이다.
본 발명에 따른 이송 장치는 반도체 기판을 메카니즘(mechanism)적으로 파지할 수 있어, 진공 상태로 유지되는 환경에서도 동작될 수 있으며, 이송 속도를 증가시키더라도 반도체 기판이 이송 장치로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판 가공 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 8을 참조하면, 반도체 기판 가공 장치는 다수의 카세트(343)가 설치된 카세트 로딩부(340), 카세트 로딩부(340)에 연결되는 로드락 챔버(360), 로드락 챔버(360)의 둘레를 따라 설치되는 다수의 프로세스 챔버(350) 및 로드락 챔버(360) 내부에 설치되며 반도체 기판(301)을 카세트 로딩부(340)와 프로세스 챔버(350) 사이에서 이송하는 이송 장치(300)을 포함한다.
반도체 기판(301) 상에 식각, 증착, 확산 등의 공정 수행되는 프로세스 챔버(350) 내부는 고 진공으로 유지된다. 프로세스 챔버(350) 내부를 진공 상태로 유지하기 위하여 프로세스 챔버(350)와 연결된 로드락 챔버(360)의 내부는 프로세스 챔버(50) 내부의 압력보다 낮거나 동일하게 유지된다.
로드락 챔버(360)의 둘레에는 다수의 프로세스 챔버(350)가 설치되고, 프로세스 챔버(350)와 로드락 챔버(360) 사이에는 제2 게이트(351)가 형성된다.
로드락 챔버(360)가 종래의 반도체 기판 가공 장치에서의 플랫폼(트랜스퍼 챔버)를 대체한다. 이는 종래의 반도체 기판 가공 장치에서의 플랫폼(트랜스퍼 챔버)가 로드락 챔버(360)를 대체한 것으로 볼 수도 있다. 즉, 종래의 반도체 기판가공 장치에서 로드락 챔버와 플랫폼(트랜스퍼 챔버)가 필요했던 것을 로드락 챔버또는 플랫폼(트랜스퍼 챔버)에 두 기능을 모두 통합한 것이다.
로드락 챔버(360)의 일측에는 제1 게이트(361)가 형성되고, 제1 게이트(361)를 통하여 카세트 로딩부(340)가 연결된다. 로드락 챔버(360) 내부에는 이송 장치(300) 및 기판지지 부재(363)가 설치된다.
이송 장치(300)는 상면에 반도체 기판(301)을 수용하기 위한 홈(311)이 형성된 이송 암(310), 홈(311)에 인접하게 이송 암(310)에 설치되어 반도체 기판(301)의 일측을 가압하는 고정부(320) 및 이송 암(310)의 최단부에 연결되어 이송 암(310)을 이동시키는 구동부(330)를 포함한다.
고정부(320)는 다양하게 형성될 수 있다. 예들 들면, ⅰ)두개의 회전 암에 모터가 연결되어, 두개의 회전 암이 이송 암(310)을 중심으로 모여들면서 반도체 기판(301)의 일측을 가압하는 방식이나, ⅱ) 직선운동을 하는 로드에 실린더가 연결되어 로드가 전진하며 반도체 기판(301)의 일측을 가압하는 방식 등으로 형성될 수 있다. 고정부(320)는 반도체 기판의 일측을 가압하여 홈(311)에 밀착 가능한 구조이면 모두 적용 가능하다.
이송 장치(300)는 제1 게이트(361)가 개방된 후, 카세트 로딩부(340)로부터 로드락 챔버(360) 내부의 기판지지 부재(363)로 반도체 기판(301)을 이송한다. 기판지지 부재(363)로 반도체 기판(301)의 이송이 완료되면, 제1 게이트(361)는 차단되어 로드락 챔버(360)를 밀폐된다. 이 후, 로드락 챔버(360)가 진공 상태로 조성되면 제2 게이트(351)가 개방되어 로드락 챔버(360) 내부와 프로세스 챔버(350)의내부가 연통된다. 반도체 기판(301)은 이송 장치(300)에 의해서 기판지지 부재(363)로부터 프로세스 챔버(350)로 이송되고, 제2 게이트(351)는 폐쇄된다.
프로세스 챔버(350)에서 반도체 기판(301)의 공정이 완료되면, 제2 게이트(351)는 다시 개방되고, 반도체 기판(301)은 이송 장치(340)에 의하여 로드락 챔버(360)로 반송된다.
일반적으로 카세트 로딩부(340)는 대기압 상태로 유지되고, 프로세스 챔버(350) 내부는 고진공으로 유지된다. 따라서, 카세트 로딩부(340)와 프로세스 챔버(350)를 연결하는 로드락 챔버(360) 내부는 대기압 및 진공 상태가 반복되며 조성된다.
반도체 장치의 생산수율을 증가하기 위해서는 반도체 기판(301)의 신속한 이송이 중요하다. 따라서 로드락 챔버(360) 내부에 설치된 이송 장치(300)는 대기압 및 진공 상태에서도 신속하게 동작될 수 있어야 한다.
본 발명에 따른 이송 장치(300)는 반도체 기판(301)을 메카니즘(mechanism)적으로 파지할 수 있어, 진공 상태로 유지되는 환경에서도 신속하게 동작될 수 있으며, 이송 속도를 증가시키더라도 반도체 기판(301)이 이송 장치(300)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
일반적으로 반도체 기판 가공 장치는 반도체 기판(301)이 보관되는 카세트(343)로부터 반도체 기판(301)을 선택한 후, 반도체 기판 가공 공정이 수행되는 프로세스 챔버(350)로 반도체 기판(301)을 이송하기 전에 얼라인 하는 단계를 포함한다. 반도체 기판의 얼라인은 주로 로드락 챔버에 설치된 플랫존 얼라이너에서 수행된다.
반도체 기판의 얼라인은 반도체 기판 가공 공정의 정밀도를 향상시키기 위하여 수행된다. 하지만, 현재 반도체 기판 가공 공정 자체가 정밀해지고, 반도체 기판도 300 mm 이상 대구경화 됨에 따라 반도체 기판의 플랫존이 사라지게 되어 플랫존 얼라이너의 필요도가 낮아졌다.
포토나 측정 공정처럼 정밀한 제어가 필요한 공정 외에 반도체 기판의 전면에 걸쳐서 수행되는 증착이나 에칭 등과 같은 공정에서는 반도체 기판을 센터링(centering)하면 공정 정밀도에 큰 영향을 미치지 않는다.
본 발명에 따른 이송 장치(300)는 반도체 기판(301)을 고정함과 동시에 반도체 기판(301)의 센터링(centering)도 이룰 수 있다.
이송 장치(300)에 형성된 홈(311)의 내측면은 반도체 기판(301)의 일측에 대응하게 원형으로 형성된다. 이송 장치(300)는 반도체 기판(301)의 일측을 가압하여 반도체 기판(301)의 타측을 홈(311)의 내측면에 정확히 접촉시켜 고정한다. 이 경우, 반도체 기판(301)은 다른 방향으로 유동되지 않는다. 반도체 기판(301)이 기 설정된 이동 장치(300)에 정확히 고정됨으로써, 해당 공정에 맞는 반도체 기판(301)의 센터링이 이뤄진다. 즉, 이송 장치(300)는 플랫존 얼라이너의 기능까지 겸비한다.
종래의 반도체 기판 가공 장치에서 필요한 플랫존 얼라이너를 제거함으로써, 반도체 기판 가공 장치의 소형화가 가능하며, 반도체 기판(301) 준비 시간을 단축할 수 있다. 또한, 이송 장치(300)는 반도체 기판(301)을 메카니즘(mechanism)적으로 파지하여 반도체 기판(301)의 정확한 이송이 가능하며, 진공 상태에서도 고속으로 동작될 수 있다.
본 발명에 따르면, 반도체 기판을 수용하기 위한 홈이 형성된 이송 장치에 반도체 기판의 측면을 가압하여 고정함으로써 반도체 이송 소요시간이 단축되고, 생산수율은 증대된다. 또한, 반도체 기판이 고정됨과 동시에 자동 얼라이닝 되어 반도체 기판 가공 장치로부터 플랫존 얼라이너를 제거할 수 있어 기판 가공 장치의 소형화를 이룰 수 있으면서도 생산수율은 증대된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. 반도체 기판을 수용하기 위한 홈이 형성된 이송 암(arm);
    상기 이송 암에 설치되어 상기 반도체 기판을 상기 홈에 밀착시키는 고정부; 및
    상기 이송 암의 최단부에 연결되며 상기 반도체 기판을 이송하기 위한 구동력을 제공하는 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 이송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 고정부는 상기 반도체 기판의 일측에 접하는 푸셔(pusher) 및 상기 푸셔에 연결되어 상기 반도체 기판의 일측을 가압하기 위한 액추에이터(actuator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 이송 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 푸셔는 일단이 상기 액추에이터에 연결된 적어도 하나의 회전암 및 상기 회전암의 타단부에 연결되어 상기 반도체 기판의 일측에 접하는 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 이송 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 푸셔에 회전력을 전달하기 위한 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 이송 장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 푸셔에 직선 운동력을 전달하기위한 솔레노이드 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 이송 장치.
  6. 반도체 기판에 대한 소정의 공정을 수행하기 위한 프로세스 챔버;
    상기 프로세스 챔버에 연결되고, 반도체 기판이 보관되는 로드락 챔버; 및
    상기 로드락 챔버 내부에 설치되며, 상기 반도체 기판을 상기 로드락 챔버와 상기 프로세스 챔버에서 이송하기 위하여 상기 반도체 기판의 일측을 가압하여 고정하는 이송 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 가공 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 이송 장치는 반도체 기판을 수용하기 위한 홈이 형성된 이송 암(arm), 상기 이송 암에 설치되어 상기 반도체 기판을 상기 홈에 밀착시키는 고정부, 및 상기 이송 암의 최단부에 연결되며 상기 반도체 기판을 이송하기 위한 구동력을 제공하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 가공 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 고정부는 상기 반도체 기판의 일측에 접하는 푸셔(pusher) 및 상기 푸셔에 연결되며 상기 반도체 기판의 일측을 가압하기 위한 액추에이터(actuator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 가공 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 푸셔는 일단이 상기 액추에이터에 연결된 적어도 하나의 회전암 및 상기 회전암의 타단부에 연결되어 상기 반도체 기판의 일측에 접하는 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 가공 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 푸셔에 회전력을 전달하기 위한 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 가공 장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 푸셔에 직선 운동력을 전달하기 위한 솔레노이드 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 가공 장치.
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