KR20060055749A - 기판 이송 장치 - Google Patents

Abstract

다수의 기판 가공 장치들 사이에서 다수의 기판을 수용하고 있는 용기를 이송하는 기판 이송 장치에 있어서, 이송부는 다수의 기판 가공 장치들 상에 형성된 가이드 레일을 따라 상기 용기를 이송시킨다. 상기 이송부는 용기를 파지하여 수직 방향으로 구동하기 위한 이송 암과, 상기 이송 암과 가이드 레일을 연결하고 상기 이송 암을 수평 방향으로 구동시키기 위한 구동부를 포함한다. 상기 이송 암을 이용하여 상기 용기를 파지하여 상기 가이드 레일을 따라 목적하는 기판 가공 장치로 이동시킨다. 상기 용기를 상기 로드 포트로 로딩 시, 상기 가공 모듈 외벽에 위치한 감지 센서가 상기 용기 내부에 위치하는 다수의 반도체 기판의 위치와 개수를 확인한다. 따라서, 상기 용기를 로딩하는 동안 상기 용기 내부를 동시에 감지하여 공정 시간을 단축할 수 있다.

Description

기판 이송 장치{Apparatus for transferring a substrate}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 기판 이송 장치를 포함하는 트랙 장비를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 기판 이송 장치 100 : 로드 포트

110 : 가이드 레일 120 : 이송부

130 : 이송 암 140 : 구동부

150 : 용기 160 : 감지 센서

170 : 기판 가공 장치 180 : 가드 부재

본 발명은 기판 이송 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 다수의 기판들을 수납하는 용기로부터 기판을 가공하기 위한 기판 가공 장치 사이에서 기판들을 이송하기 위한 기판 이송 장치에 관한 것이다.

근래에 반도체 제조 기술은 정보 통신 기술의 비약적인 발전에 따라 집적도, 신뢰도 및 처리 속도 등을 향상시키는 방향으로 발전되고 있다. 상기 반도체는 실리콘 단결정으로부터 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼를 제작하고, 상기 반도체 기판 상에 막을 형성하고, 상기 막을 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성함으로서 제조된다.

상기 패턴들은 막형성, 사진 식각, 연마, 이온 주입 등의 단위공정들의 선택적 또는 반복적 수행에 따라 형성된다. 0.13㎛ 이하의 디자인 룰(design rule)을 요구하는 최근의 반도체 제조 공정에서 상기 단위 공정들에 적용되는 압력, 온도 등과 같은 공정 조건의 제어는 더욱 정밀하게 수행되어야 하며, 이를 위해 다양한 제어 장치의 개발이 활발하게 진행되고 있다. 또한, 대량 생산을 다수의 반도체 제조 장치가 제조 공정 라인에 구비되며, 이들의 동작 및 제어가 자동화되고 있는 추세이다.

상기 자동화에 대한 일 예로서, 상기 가공 공정을 수행하는 챔버들이 구비되는 작업 공간(bay area)에서 반도체 기판을 이송하는 자동 반송차(automated guided vehicle) 등을 포함하는 이송 장치가 있다.

상기 이송 장치를 살펴보면, 상기 자동 반송차가 이동할 수 있는 가이드 레일(rail)이 클린룸의 바닥 상에 위치되어 있으며, 상기 자동 반송차는 상기 가이드 레일을 따라 이동하며, 다수의 기판들을 수용하고 있는 용기를 상기 가공 공정을 수행하는 챔버의 로드 포트 상으로 수평적으로 로딩 및 언로딩한다.

상기와 같은 이송 장치를 사용하면, 상기 용기를 다수의 공정 챔버들로 이송 하는데 자동 반송차를 이용하여야 하기 때문에 이송 시간이 길고, 상기 자동 반송차를 사용하여 작업 공간이 축소되어 작업 공간의 안전성에 문제를 가지고 있다. 또한, 상기 가이드 레일 상에 위치한 자동 반송차로부터 로드 포트로 용기를 이송하는 동안 상기 용기가 개방되어 있으므로 상기 용기 및 상기 용기에 수납된 반도체 기판들이 외부 오염에 노출되어 있는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 안전하고 외부의 오염을 차단하며 이송 시간을 단축할 수 있는 기판 이송 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 기판 이송 장치는 다수의 기판들을 수용하는 용기를 지지하기 위한 로드 포트와, 상기 다수의 기판들에 대하여 소정의 가공 공정을 수행하기 위한 다수의 기판 가공 챔버들 상부에(above) 위치하며 궤도를 갖는 가이드 레일과, 상기 가이드 레일과 연결되어 상기 가이드 레일을 이용하여 주행하며, 상기 기판을 다수 개 수용하는 용기를 상기 다수의 기판 가공 챔버들 사이로 이동시키고 상기 로드 포트 상으로 상기 용기를 로딩 및 언로딩하기 위한 이송부와, 상기 기판 가공 챔버의 외벽에 위치하며, 상기 용기를 상기 로드 포트 상으로 로딩하는 동안 상기 용기 내부에 위치한 다수의 기판들의 개수와 위치를 감지하기 위한 감지 센서를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 용기를 상기 로드 포트 상으로 로딩시키는 동안 상기 용기 및 상기 용기에 수납된 다수의 기판들을 보호하기 위한 가드 (guard) 부재를 더 포함한다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가이드 레일이 상기 기판 가공 장치들의 상부에 배치되므로 작업 공간이 확대되어 작업 공간을 보다 넓게 확보할 수 있으며, 협소한 작업 공간에 의해 발생될 수 있는 문제점을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 다수의 이송 암을 사용할 수 있으므로 용기를 이송하는데 드는 시간을 단축할 수 있으며, 가드 부재를 설치하여 용기 및 다수의 기판들을 외부의 오염으로부터 차단시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.

상기 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 반도체 기판들을 수용하는 용기(150)를 지지하기 위한 로드 포트(100)를 각각 가지며, 상기 다수의 반도체 기판들에 대하여 소정의 가공 공정을 수행하기 위한 다수의 반도체 기판 가공 장치(170)들 상부에(above) 위치하고, 기 설정된 궤도를 갖는 가이드 레일(110)과, 상기 가이드 레일(110)과 연결되어 상기 가이드 레일(110)을 이용하여 주행하며 상기 로드 포트(100) 상으로 상기 용기(150)를 로딩 및 언로딩하기 위한 이송부(120)와, 상기 기판 가공 장치(170)의 외벽에 위치하며 상기 용기(150) 내부에 위치한 다수의 기판들의 개수와 위치를 감지하기 위한 감지 센서(160)를 포함한다. 또한, 상기 기판 이송 장치(10)는 상기 용기 (150) 및 용기(150) 내부의 반도체 기판들을 보호하기 위한 가드(guard) 부재(180)를 더 포함한다.

본 실시예에서는 상기 용기(150)의 상부는 상기 이송 암(130)의 하부와 연결되도록 연결부(152)를 갖는다. 또한, 반도체 기판에 대하여 소정의 가공 공정을 수행하는 다수의 가공 장치(170)들은 작업 공간(bay area)에 위치한다.

로드 포트(100)는 상기 로드 포트(100) 상에 위치한 고정 유닛(102)에 의해 용기(150)를 지지하고 고정시킨다. 각각의 기판 가공 장치(170)는 다수개의 로드 포트(100)를 가질 수 있다.

가이드 레일(110)은 상기 다수의 가공 장치(170)들이 위치한 작업 공간의 천장에 일정한 궤도를 가지고 고정되어 있다. 상기 가이드 레일(110)은 천장뿐만 아니라, 상기 다수의 가공 장치(170)들 상에 고정될 수도 있다.

상기와 같은 가이드 레일(110)이 작업 공간의 천장에 위치하여 작업 공간이 넓어져 협소한 작업 공간으로 발생할 수 있는 문제점을 방지할 수 있다.

이송부(120)는 상기 용기(150)를 파지하여 수직 방향으로 구동하기 위한 이송 암(130)과, 상기 이송 암(130)을 상기 가이드 레일(110)과 연결시키고, 상기 이송 암(130)을 수직 및 수평 방향으로 구동시키기 위한 구동부(140)를 포함한다.

상기 이송 암(130)의 하부에는 상기 용기(150)를 파지하기 위한 걸림 고리(132)가 구비되어 있다. 상기 걸림 고리(132)는 상기 용기(150) 상부에 위치한 연결부(152)와 물리적으로 연결된다. 이와는 다르게 정전기력 또는 진공압을 이용하여 상기 이송 암(130)이 용기(150)를 파지할 수 있다.

상기 이송부(120)는 상기 가이드 레일(110)에 다수 개가 설치될 수 있으며, 상기 다수의 이송부(120)들을 사용하여 동시에 다수의 용기(150)를 이송시킬 수 있어 이송 시간을 단축시킬 수 있다.

상세히 도시되지는 않았으나, 상기 구동부(140)는 상기 이송 암(130)에 파지된 용기(150)를 상하 방향으로 구동하여 상기 용기(150)를 상기 로드 포트(100) 상으로 로딩 및 언로딩하기 위하여 제1구동부(미도시)와, 상기 가이드 레일(110)을 따라 상기 이송 암(130)을 수평 방향으로 구동시키기 위한 제2구동부(미도시)를 포함할 수 있다.

상기 구동부(140)는 상기 이송 암(130)의 상부가 연결되어 있으며, 상기 가이드 레일(110)이 상기 구동부(140)를 관통하여 배치되며 상기 가이드 레일(110)과 상기 구동부(140)가 연결된다.

감지 센서(160)는 상기 가공 장치(170) 장치(170)의 외벽에 위치하여 상기 용기(150)가 상기 로드 포트(100)를 향하여 하강하는 동안, 상기 용기(150)에 수납된 다수의 기판들의 개수 및 위치를 감지한다.

도시되지는 않았으나, 상기 기판 이송 장치(10)는 상기 제1구동부(미도시)의 동작에 의해 상기 이송 암(130)이 하강하는 동안 상기 감지 센서(160)가 상기 제1구동부(미도시)의 동작에 연동하여 상기 용기(150)에 수납된 반도체 기판들의 수납 위치 및 수량 등을 감지하도록 상기 감지 센서(160)의 동작을 제어하기 위한 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

상기와 같이 반도체 기판의 위치 및 개수를 감지하는 센서(160)를 통상적으 로 맵핑 센서(mapping sensor)라고 한다. 상기 맵핑 센서의 예로는 광 센서가 사용될 수 있다. 자세하게, 상기 맵핑 센서는 상기 가공 장치(170) 외벽에 설치되며, 상기 가공 장치(170) 외벽의 일 측에 배치된 발광 소자(162) 및 동일한 외벽 타 측에 배치된 수광 소자(164)를 포함한다.

상기 감지 센서(160)가 상기 용기(150)가 로딩하는 동안 상기 용기(150) 내부를 감지하기 때문에 상기 용기(150)를 로딩한 후, 상기 용기(150) 내부를 감지하는 부가적인 단계를 줄여 공정 시간을 단축시킬 수 있다.

가드 부재(180)는 상기 용기(150)를 상기 로드 포트(100) 상으로 로딩시키는 동안 상기 용기(150) 및 상기 용기(150)에 수납된 다수의 반도체 기판을 보호한다. 상기 가드 부재(180)는 상기 로드 포트(100)의 가장자리로부터 상방향으로 상기 가공 장치(170)의 높이만큼 연장한다. 또한, 상기 가드 부재(180)는 상기 상/하강하는 용기(150)를 감싸도록 절곡된 플레이트 형상을 갖는다.

도 2는 도 1에 도시된 기판 이송 장치(10)를 포함하는 트랙 장비를 설명하기 위한 평면도이다.

도 2를 참조하면, 상기와 같은 구성 요소를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 장치(20)를 살펴보면, 반도체 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하기 위한 제1가공 챔버(200)와, 상기 포토레지스트막 내의 용매를 제거하여 균일하고 건조한 포토레지스트 막을 얻기 위하여 상기 반도체 기판을 소프트 베이킹(soft baking)하기 위한 제2가공 챔버(210)와, 상기 반도체 기판을 노광하기 위한 제3가공 챔버(미도시)와, 상기 반도체 기판을 현상하여 소정의 포토레지스트 패턴을 형 성하기 위한 제4가공 챔버(220)와, 상기 포토레지스트 패턴을 경화시키기 위한 하드 베이킹(hard baking)하기 위한 제5가공 챔버(230)를 포함한다.

상기 공정 챔버들 중에서 상기 노광 공정을 수행하기 위한 제3가공 챔버를 제외하고는 상기 공정 챔버들은 트랙 장비(track system) 내에 포함된다.

상기 트랙 장비를 살펴보면, 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 다수의 공정 챔버들(제1, 제2, 제4, 제5가공 챔버, 200, 210, 220, 230)과, 다수의 반도체 기판들을 수용하는 용기(150)를 지지하기 위한 로드 포트(100)와, 상기 다수의 반도체 기판들에 대하여 소정의 가공 공정을 수행하기 위한 가이드 레일(240)과, 상기 가이드 레일(240)과 연결되어 상기 가이드 레일(240)을 이용하여 주행하며 상기 로드 포트(미도시) 상으로 상기 용기(250)를 로딩 및 언로딩하기 위한 이송부(미도시)와, 상기 가공 챔버의 외벽에 위치하며 상기 용기(250) 내부에 위치한 다수의 기판들의 개수와 위치를 감지하기 위한 감지 센서(미도시)와, 상기 용기(250)와 용기(250) 내부의 반도체 기판들을 보호하기 위한 가드 부재(미도시)가 포함된다.

상기와 같은 구성 요소들에 대한 추가적인 상세 설명은 도 1에 도시된 기판 이송 장치(10)와 관련하여 이미 설명된 것들과 유사하므로 생략하기로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 가이드 레일이 기판 가공 장치들의 상부에 배치되어 작업 공간이 넓게 확보되고, 다수의 이송부를 사용하여 용기를 이송하는데 드는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 가드 부재를 설치하여 용기 및 다수의 기판들을 외부의 오염으로부터 차단시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 다수의 기판들을 수용하는 용기를 지지하기 위한 로드 포트를 갖는 다수의 기판 가공 장치들의 상부에(above) 위치하며 궤도를 갖는 가이드 레일;

   상기 가이드 레일과 연결되어 상기 가이드 레일을 이용하여 주행하며, 상기 기판을 다수개 수용하는 용기를 상기 다수의 기판 가공 장치들 사이에서 이동시키고, 상기 로드 포트 상으로 상기 용기를 로딩 및 언로딩하기 위한 이송부; 및

   상기 기판 가공 장치의 외벽에 위치하며, 상기 용기를 상기 로드 포트 상으로 로딩하는 동안 상기 용기 내부에 위치한 기판들의 개수와 위치를 감지하기 위한 감지 센서를 포함하는 기판 이송 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 이송부는, 상기 용기를 파지하여 수직 방향으로 구동하기 위한 이송 암(arm)과, 상기 이송 암을 상기 가이드 레일과 연결시키고 상기 이송 암을 수직 및 수평 방향으로 구동시키기 위한 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 용기를 상기 로드 포트 상으로 로딩시키는 동안 상기 용기 및 상기 용기에 수납된 다수의 기판들을 보호하기 위한 가드(guard) 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 가드 부재는 상기 로드 포트의 가장자리로부터 상방으로 연장하며 상기 승강하는 용기를 감싸도록 절곡된 플레이트 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.

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