KR20050004484A - 반도체 기판을 컨테이너로부터 언로딩하는 이송장치 - Google Patents

반도체 기판을 컨테이너로부터 언로딩하는 이송장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 컨테이너로부터 웨이퍼들을 로딩 또는 언로딩하는 이송장치에 관한 것으로, 상기 장치는 고정핸드들이 결합된 고정지지대와 이동핸드가 결합된 이동지지대를 가진다. 상기 컨테이너로부터 복수매의 웨이퍼들을 언로딩할 때에는 상기 복수매의 웨이퍼들은 상기 고정핸드와 상기 이동핸드에 의해 언로딩되고, 상기 컨테이너로부터 특정 슬롯에 삽입된 웨이퍼를 언로딩할 때에는 상기 이동지지대는 상기 지지대에 근접하도록 이동되어 상기 특정 슬롯에 삽입된 웨이퍼는 상기 이동핸드에 의해 언로딩된다.
상술한 구조를 가지는 본 발명에 의하면, 이송장치는 상기 웨이퍼 컨테이너로부 동시에 복수의 웨이퍼들을 언로딩할 수 있을 뿐 만 아니라 특정웨이퍼만을 언로딩 할 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체 기판을 컨테이너로부터 언로딩하는 이송장치{TRANSFER APPARATUS FOR UNLOADING SEMICONDUCTOR DEVICES FROM A CONTAINER}
본 발명은 웨이퍼 이송 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 웨이퍼 컨테이너에서 웨이퍼를 언로딩하는 이송 장치에 관한 것이다.
최근에 반도체 웨이퍼의 직경이 200mm에서 300mm로 증가됨에 따라, 웨이퍼 이송간에 대기중의 이물질이나 화학적인 오염으로부터 웨이퍼를 보호하기 위해 밀폐형 웨이퍼 컨테이너인 전면 개방 일체식 포드(front open unified pod : 이하 "FOUP")가 사용되고 있다. 또한, 완전한 자동화 시스템에 의해 반도체 칩이 제조됨에 따라, 공정설비에는 웨이퍼 컨테이너와 공정설비 내의 로드록 챔버간 인터페이스 역할을 수행하는 이에프이엠(equipment front end module : 이하 "EFEM")이 설치된다.
상술한 EFEM 내에는 웨이퍼 컨테이너와 공정설비간에 웨이퍼들을 이송하는 이송장치가 배치된다. 일반적으로 사용되는 이송장치는 이송에 소요되는 시간을 단축하기 위해 대략 5매 내지 25매의 핸드를 가져 복수매의 웨이퍼들을 동시에 이송한다.
도 1은 일반적인 이송장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면 핸드들(710)은 일정간격 상하로 서로 이격되도록 지지대에 결합되며, 지지대(710)는 구동부(730)에 의해 회전 또는 수평으로 직선이동된다. 그러나 공정 진행 중, 포토공정의 재작업이 필요한 경우나 샘플로 건식식각이 수행되는 경우에는 FOUP(10) 내의 슬롯에 연속적으로 삽입된 웨이퍼들 중 특정 웨이퍼만이 언로딩되어야 한다. 상술한 이송장치 사용시 모든 핸드들이 동시에 이동되므로, 복수의 웨이퍼들 중 어느 하나만을 선택적으로 이송할 수 없다. 따라서 FOUP(10)이 설비에 투입되기 전에 웨이퍼를 별도로 분리하여야 하므로 자동화라인에서 생산 효율이 현저하게 저해되는 문제가 있다.
본 발명은 FOUP으로부터 복수의 웨이퍼들을 동시에 로딩할 뿐 만 아니라 필요에 따라 어느 하나의 웨이퍼만을 선택적으로 로딩할 수 있는 이송장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 일반적인 이송장치를 개략적으로 보여주는 도면;
도 2와 도 3은 각각 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 이송장치를 개략적으로 보여주는 정면도와 평면도;
도 4는 FOUP으로부터 복수매의 웨이퍼들을 동시에 언로딩하기 위해 이동지지대가 제 1위치로 이동된 상태를 보여주는 도면; 그리고
도 5는 FOUP으로부터 특정웨이퍼만을 언로딩하기 위해 이동지지대가 제 2위치로 이동된 상태를 보여주는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : FOUP 100 : 핸드부
110 : 고정핸드 120 : 이동핸드
200 : 지지부 210 : 고정지지대
220 : 이동지지대 240 : 이동지지대 구동부
300 : 받침대 400 : 지지로드
500 : 지지로드 구동부
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 이송장치는 받침대, 상기 받침대 상에 결합되는 지지부, 상기 지지대에 결합되며 반도체 기판이 놓여지는 핸드부, 그리고 상기 받침대를 수직 또는 수평방향으로 이동시키는 구동부를 포함한다. 상기 지지부는 상기 받침대의 전단부 상에 고정결합되는 고정지지대와 상기 받침대의 후단부에서 상기 받침대를 따라 이동되도록 상기 받침대에 결합되는 이동지지대를 가지고, 상기 핸드부는 상기 고정지지대에 고정되는 복수의 고정핸드들과 상기 이동지지대에 고정되며 상기 고정핸드보다 긴 길이를 가지는 이동핸드를 가진다.
상기 고정지지대에는 안내홀이 형성되며, 상기 이동핸드는 상기 안내홀에 삽입되어 상기 안내홀을 따라 이동된다. 바람직하게는 상기 안내홀은 상기 고정지지대의 최상부에 결합된 고정핸드의 위치보다 높은 위치에 형성된다.
상술한 구조에 의해 상기 컨테이너로부터 복수매의 웨이퍼들을 언로딩할 때에는 상기 복수매의 웨이퍼들은 상기 고정아암과 상기 이동아암에 의해 언로딩되고, 상기 컨테이너로부터 특정 슬롯에 삽입된 웨이퍼를 언로딩할 때에는 상기 이동지지대는 상기 지지대에 근접하도록 이동되어 상기 특정 슬롯에 삽입된 웨이퍼는 상기 이동핸드에 의해 언로딩된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 5를 참조하면서 보다 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
도 2와 도 3은 각각 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 이동장치(1)를 개략적으로 보여주는 정면도와 평면도이다. 본 발명에서 공정설비는 복수매의 웨이퍼들에 대해 동시에 공정을 수행하는 습식세정설비와 같은 배치(batch)식 공정설비이고, 이동장치(1)는 컨테이너(10)와 공정설비간 복수의 웨이퍼들(W)을 동시에 또는 특정 웨이퍼(W′)만을 이송하는 장치일 수 있다. 또는, 최근 자동화 설비에서 컨테이너(10)는 밀폐형 웨이퍼 컨테이너인 전면 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod : 이하 'FOUP'이라 한다)이고, 이동장치(1)는 FOUP(10)이 놓이는 스테이지(20)와 공정설비의 로드록 챔버간에 복수매의 웨이퍼들(W)을 동시에 또는 특정 웨이퍼(W)만을 공정설비로 이송하는 장치일 수 있다.
도 2와 도 3을 참조하면, 이동장치(1)는 핸드부(100), 지지부(200),받침대(300), 이동지지대 구동부(240), 그리고 지지로드 구동부(500)를 가진다. 핸드부(100)는 FOUP(10) 내로 삽입되어 웨이퍼(W)를 FOUP(10)으로부터 언로딩하거나 FOUP(10) 내로 웨이퍼(W)를 로딩하는 부분으로, 이동핸드(120)와 복수의 고정핸드들(110)을 가진다. 고정핸드(110)는 복수매의 웨이퍼들(W)을 동시에 언로딩할 때 사용되는 핸드이며, 이동핸드(120)는 고정핸드들(110)과 함께 복수매의 웨이퍼들(W)을 동시에 FOUP(10)으로부터 언로딩하거나, 특정 웨이퍼(W′)만을 FOUP(10)으로부터 언로딩할 때 사용된다.
복수의 고정핸드들(110)과 이동핸드(120)의 수의 합은 FOUP(10) 내에 형성된 슬롯들의 수와 동일하여, 이송장치(1)는 한번에 FOUP(1) 내의 모든 웨이퍼들(W)을 언로딩할 수 있다. 이와 달리 고정핸드들(110)과 이동핸드(120)의 수의 합은 FOUP(1) 내에 형성된 슬롯들의 수보다 적어 언로딩 동작을 반복하여 FOUP(1)으로부터 웨이퍼들(W)을 언로딩할 수 있다. 웨이퍼(W)는 기계적인 클램핑 방식에 의해 고정되거나 진공수단에 의해 핸드부(100) 상에 흡착될 수 있다.
지지부(200)는 고정핸드들(110)과 이동핸드(120)와 결합되어 이들을 지지하는 부분이다. 지지부(200)는 고정핸드들(110)을 지지하는 고정지지대(210)와 이동핸드(120)를 지지하는 이동지지대(220)를 가진다. 고정지지대(210)는 그 아래에 배치된 받침대(300) 전단부 상에 고정결합되고, 이동지지대(220)는 받침대(300)의 후단부 상에 이동가능하도록 결합된다.
이동지지대(220)는 고정지지대(210)의 후면으로부터 일정거리 이격된 위치인 제 1위치로부터 고정지지대(210) 후면에 인접한 위치인 제 2위치까지 이동된다. 이동지지대(220)는 복수매의 웨이퍼들(W)에 대해 동시에 언로딩 공정을 수행시에는 제 1위치에 배치되며, 특정 웨이퍼(W′)에 대해 언로딩 공정을 수행시에는 제 2위치로 이동된다.
본 발명의 장치(1)는 이동지지대(220)를 받침대(300) 상에서 직선이동시키는 이동지지대 구동부(240)를 가진다. 이동지지대 구동부(240)로는 이동지지대(220)의 측면 또는 후면에 결합되는 로드(242)를 직선으로 이동시키는 유공압 실린더가 사용될 수 있다. 이와 달리 이동지지대 구동부(240)는 다양한 기계적 메카니즘에 의해 대상물을 직선이동시키는 구조를 가질 수 있다. 또한, 받침대(300)의 상부면 양측에는 이동지지대(220)의 이동을 안내하는 가이드 홈(320)이 형성되고, 이동지지대(220)의 저면 양측에는 가이드 홈(320)에 삽입되어 이를 따라 이동되는 돌기들(222)이 형성될 수 있다.
고정핸드들(110)은 고정지지대(210)의 하부에서 상부까지 FOUP(10) 내에 형성된 슬롯들과 동일한 간격으로 서로 마주보도록 고정지지대(210)에 고정결합된다. 이동핸드(120)는 고정핸드(110)보다 긴 길이를 가지며 이동지지대(220)에 고정결합된다. 이동지지대(220)가 제 1위치로 이동된 상태에서 이동핸드(120)의 끝단부가 고정핸드(110)의 끝단부와 동일 수직선상에 위치되고, 이동지지대(220)가 제 2위치로 이동되어 FOUP(10) 내로 삽입된 상태에서 고정핸드(110)의 끝단부가 FOUP(10)으로부터 일정거리 이격되도록 이동핸드(120)는 충분한 길이를 가진다.
고정핸드(110)에는 이동핸드(120)를 삽입하며 이동핸드(120)의 직선이동을 가이드하는 안내홀(212)이 형성된다. 도 2에서 보는 바와 같이 안내홀(212)은 가장상부에 위치되는 고정핸드(110)의 결합 부분보다 높은 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 그러나 이와 달리 안내홀(212)은 고정핸드들(110)이 결합된 위치들 사이에 형성되고, 이동핸드(120)는 안내홀(212)이 형성된 위치와 대응되는 위치에서 이동지지대(220)에 결합될 수 있다.
받침대(300)의 하부에는 받침대(300)를 지지하고 지지로드 구동부(500)에 의해 직선 및 회전되는 지지로드(400)가 결합된다. 지지로드 구동부(500)는 지지로드(400)를 회전시키는 회전모터와, 지지로드를 상하로 구동하는 수직구동부, 그리고 지지로드를 수평으로 직선이동하는 수평구동부를 가질 수 있다. 회전모터, 수직구동부, 그리고 수평구동부의 구조는 비록 도시되지는 않았으나 대상물을 이동하기 위해 사용되는 다양한 메카니즘이 이용될 수 있다.
도 4는 복수의 웨이퍼들(W)을 FOUP(10)으로부터 동시에 언로딩하기 위해 이동지지대(220)가 제 1위치로 이동된 상태의 이송장치(1)를 보여주는 도면이고, 도 5는 특정 웨이퍼(W′)만을 FOUP(10)으로부터 언로딩하기 위해 이동지지대(220)가 제 2위치로 이동된 상태의 이송장치(1)를 보여주는 도면이다. 도 5에서 사선으로 표시된 웨이퍼는 FOUP으로부터 언로딩하고자 하는 특정웨이퍼(W′)이다.
도 4를 참조하면, 복수매의 웨이퍼들(W)을 언로딩할 때에는 이동지지대(220)는 고정지지대(210)와 상당거리 이격된 제 1위치에 위치된다. 이 때 이동핸드(120)의 끝단부는 고정핸드들(110)의 끝단부와 동일수직선 상에 위치되고, 이동핸드(120)와 복수의 고정핸드들(110)은 FOUP(10) 내로 동시에 삽입되어 웨이퍼 언로딩을 실시한다. 그러나 특정 웨이퍼(W′)에 대해 노광공정이 다시 진행되는 경우나 특정웨이퍼(W′)를 샘플로 하여 일정공정을 진행하는 경우와 같이, 특정웨이퍼(W′)만을 언로딩하여야 할 때가 있다. 이 경우, 도 5에서 보는 바와 같이, 이동지지대(220)는 고정지지대(210)와 인접한 제 2위치로 이동된다. 이동핸드(120)의 끝단부는 고정핸드(110)의 끝단부보다 상당거리 앞으로 돌출되며, 지지로드는 FOUP내의 특정웨이퍼가 놓인 슬롯에 대응되는 높이에 이동핸드를 위치시키도록 아래로 하강된다. 이후 지지로드가 FOUP을 향해 수평이동됨으로써 FOUP(10) 내에는 이동핸드(120)만이 삽입되어, 특정웨이퍼(W′)만이 언로딩된다.
본 실시예에서는 복수매의 웨이퍼들을 FOUP으로부터 로딩/언로딩시 복수의 고정핸드들과 이동핸드가 동시에 사용되는 것으로 설명하였다. 그러나 이와 달리 복수매의 웨이퍼들을 언로딩할 때에는 고정핸드들만이 사용되고, 단일의 웨이퍼를 언로딩할 때에는 이동핸드가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 이송장치는 FOUP 내에서 복수의 웨이퍼들을 동시에 언로딩할 수 뿐만 아니라 특정위치의 웨이퍼만을 언로딩할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 복수의 슬롯을 가지는 컨테이너로부터 반도체 기판을 언로딩하는 이송장치에 있어서,
    받침대와;
    상기 받침대 상에 결합되는 지지부와;
    상기 지지대에 결합되며, 반도체 기판이 놓여지는 핸드부와; 그리고
    상기 받침대를 수직 또는 수평방향으로 이동시키는 구동부를 포함하되,
    상기 지지부는,
    상기 받침대의 전단부 상에 고정결합되는 고정지지대와;
    상기 받침대의 후단부에서 상기 받침대를 따라 이동되도록 상기 받침대에 결합되는 이동지지대를 가지며,
    상기 핸드부는,
    상기 고정지지대에 고정되는 복수의 고정핸드들과;
    상기 이동지지대에 고정되며 상기 고정핸드보다 긴 길이를 가지는 이동핸드를 가지는 것을 특징으로 하는 이송장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고정지지대는 상기 이동핸드가 삽입되는 안내홀을 가지며,
    상기 이동핸드는 상기 안내홀을 따라 이동되는 것을 특징으로 하는 이송장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 안내홀은 상기 고정지지대의 최상부에 결합된 고정핸드의 위치보다 높은 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 이송장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 컨테이너로부터 복수매의 웨이퍼들을 언로딩할 때, 상기 복수매의 웨이퍼들은 상기 고정아암과 상기 이동아암 상에 놓여지는 것을 특징으로 하는 이송장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 컨테이너로부터 특정 슬롯에 삽입된 웨이퍼를 언로딩할 때, 상기 이동지지대는 상기 지지대에 근접하도록 이동되며, 상기 특정 슬롯에 삽입된 웨이퍼는 상기 이동핸드에 놓여지는 것을 특징으로 하는 이송장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 이송장치는 상기 받침대를 상하로 구동하는 수직구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이송장치.
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