KR20060136140A - Uprighting and feeding device and method for a substrate - Google Patents
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Abstract
공정챔버로부터 기판을 수평하게 로딩하여 이송시키는 기판 이송로봇을 포함하는, 싱글 및 배치 타입 연계형 기판 이송 시스템에 있어서, 베이스 테이블; 베이스 테이블 상에 상하 이동 가능하게 배치되고, 기판 이송로봇으로부터 적재된 기판을 수직으로 회전시키는 기판 회전기구; 및 기판 회전기구에 의해 수직으로 회전된 기판을 직립 상태로 로딩할 수 있도록 베이스 테이블 상에 배치되며 다수의 슬롯을 구비하는 기판 대기포트를 포함하는 기판 직립이송장치를 제공한다. 기판 직립이송장치는, 베이스 테이블 상에 기판 회전기구와 마주하도록 배치되며, 기판 대기포트에 직립되어 있는 기판을 선택적으로 들어올리고 기판을 기판 대기포트에 다시 안착시킬 수 있는 기판 업/다운 리프터를 더 포함한다.A single and batch type linked substrate transfer system comprising a substrate transfer robot for horizontally loading and transferring a substrate from a process chamber, comprising: a base table; A substrate rotating mechanism disposed on the base table so as to be movable up and down, and vertically rotating the substrate loaded from the substrate transfer robot; And a substrate standby port disposed on the base table to load the substrate vertically rotated by the substrate rotating mechanism in an upright state and having a plurality of slots. The substrate upright transport apparatus is disposed on the base table so as to face the substrate rotating mechanism, and further includes a substrate up / down lifter that can selectively lift the substrate standing up to the substrate standby port and rest the substrate on the substrate standby port. Include.
기판, 직립, 이송, 리프터, 슬롯 Board, Upright, Transfer, Lifter, Slot
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 직립이송장치의 평면도;1 is a plan view of a substrate upright transfer apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;
도 2는 도 1에 따른 기판 직립이송장치의 정면도;2 is a front view of the substrate upright transfer apparatus according to FIG. 1;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 회전기구와 기판 업/다운 리프터의 평면도;3 is a plan view of a substrate rotating mechanism and a substrate up / down lifter according to a preferred embodiment of the present invention;
도 4는 도 3에 따른 기판 회전기구의 측면도;4 is a side view of the substrate rotating mechanism according to FIG. 3;
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 직립이송장치의 작동상태를 나타낸 도면이고,5 is a view showing an operating state of the substrate upright transfer apparatus according to a preferred embodiment of the present invention,
도 6은 종래기술에 따른 기판 이송장치를 간략히 나타낸 도면이다.6 is a view briefly showing a substrate transfer apparatus according to the prior art.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
100: 기판 직립이송장치 110: 베이스 테이블100: substrate upright feeder 110: base table
120: 기판 회전기구 121: 가로대120: substrate rotating mechanism 121: crosspiece
122: 지지암 123: 제 1 기판 안착부재122: support arm 123: first substrate mounting member
124: 지지 플레이트 125: 샤프트124: support plate 125: shaft
130: 기판 대기포트 140: 기판 업/다운 리프터130: substrate standby port 140: substrate up / down lifter
141: 암 142: 제 2 기판 안착부재141: arm 142: second substrate mounting member
본 발명은 반도체 기판 이송장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수평으로 이송된 기판을 수직으로 직립시켜 이송함으로써 장치의 가용 공간을 축소할 수 있는 기판 직립이송장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor substrate transfer apparatus and method, and more particularly, to a substrate upright transfer apparatus and method that can reduce the available space of the device by vertically upright transfer the substrate transferred horizontally.
반도체 장비는 서로 다른 공정 진행으로 인해 각각의 장치가 서로 분리되어 있으나, 점차 각 공정을 연계할 수 있는 인-라인(In-Line) 장비로 발전하고 있는 추세이다.Although semiconductor devices are separated from each other due to different processes, they are gradually developing into in-line equipment that can be linked to each process.
종래의 반도체 장비는 증착, 포토, 식각 및 세정 등의 공정을 진행할 때, 수평으로 취줄되어진 기판을 수직으로 세우기 위한 별도의 로더, 언로더 및 반전부를 구비하는 것이 일반적이다.Conventional semiconductor equipment generally includes a separate loader, unloader, and inverter for vertically aligning a substrate that is horizontally aligned when performing a process such as deposition, photo, etching, and cleaning.
이러한 기판의 처리 라인은 도 6으로 나타낸 바와 같다.The processing line of this substrate is as shown in FIG.
도 6을 참조하면, 종래의 기판 처리라인은 기판(100)을 반전시키기 위한 반전부(102)와, 반전부(102)로부터 기판(100)을 공급받아 세정부로 공급하기 위한 로더(104)와, 기판(100)의 표면상의 이물질을 순차적으로 세정하기 위한 제 1 내지 제 4 세정부(106,108,112,116)와, 기판(100)을 소정의 각도로 회전하여 세정부로 공급하기 위한 상류 및 하류 컨베이어(110,114)와, 세정된 기판(100)을 건조하기 위한 건조부(118)와, 기판(100)을 언로딩하기 위한 언로더(120)로 이루어진다. 이러한 종래 기술에 따른 장치는 기판을 화살표 방향을 따라 이송시킴으로써 일련 의 공정을 거쳐 세정하게 된다.Referring to FIG. 6, the conventional substrate processing line includes an
상기와 같은 반전부를 구비할 수 없는 장비에서는 카세트를 인위적으로 세워 기판의 방향이 수직이 되도록 각 공정에 투입하여 세워진 기판을 취출하여 공정을 진행해 왔다.In the equipment that cannot be provided with the inverting unit as described above, the cassette has been artificially raised and put in each process so that the direction of the substrate is vertical, and the stand-up substrate has been taken out.
그러나 이러한 반도체 공정 장비들은 싱글 타입 장치와 배치 타입 장치가 서로 분리되어 있어서, 배치 타입의 경우 기판이 수용된 카세트를 수직으로 세워 투입하고, 싱글 타입의 경우 카세트를 수평 방향으로 투입해야 하므로, 전 공정의 장비 대부분이 수평 방향으로 진행되는 싱글 타입의 장비와 기판을 수직으로 세워 공정을 진행하는 배치 타입의 장비를 인-라인으로 연계할 때 별도의 반송 시스템이 필요한 문제점이 있었다.However, in the semiconductor process equipment, since the single type device and the batch type device are separated from each other, in the case of the batch type, the cassette containing the substrate should be vertically inserted, and in the case of the single type, the cassette should be inserted in the horizontal direction. There is a problem in that a separate conveying system is required when integrating a single type of equipment that proceeds in a horizontal direction and a batch type of equipment in which a substrate is vertically processed in an in-line.
또한, 이러한 장비들은 점점 대형화 및 대량 생산화되어 가는 기판을 생산하기 위하여 불필요한 작업 공간을 많이 차지하며, 각 기판들을 수직으로 세워 처리하는 과정에서 처리시간도 길어지게 되므로 생산성이 떨어지게 되는 단점을 갖는다.In addition, such equipment occupies a lot of unnecessary work space in order to produce substrates that are increasingly large and mass-produced, and has a disadvantage in that productivity decreases because processing time is lengthened in the process of vertically processing each substrate.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 별도의 기판 반송 로봇 또는 반전 스테이지 등이 없이도 싱글 타입과 배치 타입 장비를 효율적으로 연계할 수 있어 가용 공간을 축소할 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 직립이송장치 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, the object of the present invention, it is possible to efficiently link the single-type and batch-type equipment without a separate substrate transfer robot or inversion stage, the available space It is possible to reduce the size and provide a substrate upright transfer apparatus and method for improving productivity.
이를 위해 본 발명은, 공정챔버로부터 기판을 수평하게 로딩하여 이송시키는 기판 이송로봇을 포함하는 싱글 및 배치 타입 연계형 기판 이송 시스템에 있어서, 베이스 테이블; 베이스 테이블 상에 상하 이동 가능하게 배치되고, 기판 이송로봇으로부터 적재된 기판을 수직으로 회전시키는 기판 회전기구; 및 기판 회전기구에 의해 수직으로 회전된 기판 직립장치를 제공한다.To this end, the present invention, a single and batch type linked substrate transfer system comprising a substrate transfer robot for horizontally loading and transferring the substrate from the process chamber, the base table; A substrate rotating mechanism disposed on the base table so as to be movable up and down, and vertically rotating the substrate loaded from the substrate transfer robot; And a substrate upright device rotated vertically by a substrate rotating mechanism.
기판 직립이송장치는, 베이스 테이블 상에 기판 회전기구와 마주하도록 배치되며, 기판 대기포트에 직립되어 있는 기판을 선택적으로 들어올리고 기판을 기판 대기포트에 다시 안착시킬 수 있는 기판 업/다운 리프터를 더 포함한다.The substrate upright transport apparatus is disposed on the base table so as to face the substrate rotating mechanism, and further includes a substrate up / down lifter that can selectively lift the substrate standing up to the substrate standby port and rest the substrate on the substrate standby port. Include.
베이스 테이블은 60°회전 가능한 것이 바람직하다.It is preferable that a base table can be rotated 60 degrees.
기판 회전기구는 중앙에 가로대를 구비하며, 가로대의 양 단으로부터 소정 각도를 이루며 상방으로 연장되는 지지암; 지지암의 양 끝단에 각각 90°회전 가능하게 결합되며 마주보는 면에 다수의 슬롯을 구비하는 제 1 기판 안착부재; 및 제 1 기판 안착부재를 지지하기 위해, 제 1 기판 안착부재의 일측 양 단에 덧대어지는 지지 플레이트를 포함한다.The substrate rotating mechanism has a cross in the center, the support arm extending upward at a predetermined angle from both ends of the cross; A first substrate seating member coupled to both ends of the support arm so as to be rotatable 90 ° and having a plurality of slots on opposite sides thereof; And a support plate padded at both ends of one side of the first substrate mounting member to support the first substrate mounting member.
제 1 기판 안착부재는 5-25개의 슬롯을 구비하고, 기판 대기포트는 5-25개의 슬롯을 구비하는 것이 바람직하다.Preferably, the first substrate seating member has 5-25 slots, and the substrate standby port has 5-25 slots.
기판 대기포트는 180°회전하는 것이 바람직하다.The substrate standby port is preferably rotated 180 degrees.
기판 업/다운 리프터는 선택된 기판의 양단을 들 수 있도록, 두개의 암과 각각의 암의 마주하는 면에 부착되며 기판을 삽입할 수 있는 다수의 슬롯을 구비하는 제 2 기판 안착부재를 구비한다.The substrate up / down lifter has a second substrate seating member attached to two arms and opposite sides of each arm so as to lift both ends of the selected substrate and having a plurality of slots into which the substrate can be inserted.
제 2 기판 안착부재는 1-25개의 슬롯을 구비하는 것이 바람직하다.Preferably, the second substrate mounting member has 1-25 slots.
본 발명에 관한 기판 직립이송방법은, 기판 이송로봇에 의해 기판 회전기구의 기판 안착부재에 수평으로 로딩된 기판을 90°회전시키는 단계; 기판 회전기구의 지지암이 하강하여 기판 대기포트에 기판을 안착시키는 단계; 공정처리 조건에 따라 기판 대기포트에 안착된 기판을 기판 업/다운 리프터가 하나씩 들어올리는 단계; 기판 업/다운 리프터에 의해 기판이 모두 들어올려지면 기판 대기포트를 180°회전시키는 단계; 기판 업/다운 리프터가 하강하여 180°회전된 기판 대기포트에 기판들을 안착시키는 단계; 및 배치 처리용 이송 로봇의 처킹이 가능하도록 베이스 테이블을 60°회전시키는 단계로 이루어진다.The substrate upright transfer method according to the present invention comprises the steps of rotating the substrate horizontally loaded on the substrate mounting member of the substrate rotating mechanism by a substrate transfer robot 90 °; A support arm of the substrate rotating mechanism is lowered to seat the substrate on the substrate waiting port; Lifting up the substrate seated on the substrate standby port by the substrate up / down lifter one by one according to processing conditions; Rotating the substrate standby port by 180 ° when all of the substrate is lifted by the substrate up / down lifter; Lowering the substrate up / down lifter to seat the substrates in a substrate waiting port rotated 180 °; And rotating the base table by 60 ° to enable chucking of the transfer robot for batch processing.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 직립이송장치 및 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a substrate upright transfer apparatus and method according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 직립이송장치(100)의 평면도이고, 도 2는 도 1에 따른 기판 직립이송장치(100)의 정면도이다.1 is a plan view of a substrate
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 직립이송장치(100)는 베이스 테이블(110), 기판 회전기구(120) 및 기판 대기포트(130)를 포함한다.1 and 2, the substrate
베이스 테이블(110)은 수평으로 이송된 기판(W)을 수직으로 지지할 수 있는 기저부로써, 초기 위치를 기준으로 좌우로 60°회전할 수 있다.The base table 110 is a base portion capable of vertically supporting the substrate W, which is horizontally transferred, and may rotate left and right by 60 ° based on the initial position.
기판 회전기구(120)는 베이스 테이블(110) 상에서 상하 이동 가능하게 배치되며, 기판 이송로봇(102)에 의해 공정챔버(101)로부터 수평으로 적재된 기판(W)을 수직으로 회전시킬 수 있다. 기판 회전기구(120)는 지지암(122), 제 1 기 판 안착부재(123) 및 지지 플레이트(124)를 포함한다. 이러한 기판 회전기구(120)는 도 3 및 도 4를 참조하여 하기에 상세히 설명한다.The
기판 대기포트(130)는 기판 회전기구(120)에 의해 수직으로 회전된 기판(W)을 직립 상태로 로딩할 수 있도록 베이스 테이블(110) 상에 배치되며, 다수의 슬롯(S)을 구비한다. The
기판 대기포트(130)는 다수의 슬롯(S)에 다수의 기판(W)이 수직으로 삽입될 수 있도록, 기판(W)의 외주 형상에 부합하는 부분적인 호형상을 이룰 수 있으며, 상기 다수의 슬롯(S)은 5-25개인 것이 바람직하다. The
기판 대기포트(130)는 또한 직립 상태로 로딩된 다수의 기판(W)의 양면에 모두 공정을 가하기 위해 180°회전될 수 있다. The
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 직립이송장치(100)는 기판 업/다운 리프터(140)를 더 포함할 수 있다.The substrate
기판 업/다운 리프터(140)는 베이스 테이블(110) 상부에서 상하 이동가능하고 기판 회전기구(120)와 마주하도록 배치된다. 기판 업/다운 리프터(140)는 기판 대기포트(130)에 직립 로딩되어 있는 다수의 기판(W)을 선택적으로 들어올리고, 원하는 공정을 가한 뒤 기판(W)을 기판 대기포트(130)에 다시 안착시킨다.The substrate up / down
이러한 동작을 위해 기판 업/다운 리프터(140)는 선택된 기판(W)의 양단을 홀딩할 수 있도록 기판(W)의 지름에 대응하는 폭을 갖도록 배치되는 두개의 암(141)을 구비하고, 각 암(141)의 마주하는 단부에 부착되어 기판(W)을 삽입하여 들어올릴 수 있도록 서로 마주하는 면에 다수의 슬롯(S)을 구비하는 제 2 기판 안 착부재(142)를 구비한다.For this operation, the substrate up / down
제 2 기판 안착부재(142)의 슬롯(S)은 직립 로딩되어 있는 기판(W)을 선택적으로 들어올릴 수 있도록 1-25개인 것이 바람직하다.The slot S of the second
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 회전기구(120)와 기판 업/다운 리프터(140)의 평면도이고, 도 4는 도 3에 따른 기판 회전기구(120)의 측면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하여 기판 회전기구(120)를 보다 상세히 설명한다. 3 is a plan view of the
기판 회전기구(120)는 지지암(122), 제 1 안착부재(123) 및 지지 플레이트(124)를 포함하는데, 지지암(122)은 중앙에 가로대(121)를 구비하고, 가로대(121)와 수직 방향으로 절곡된 뒤 양 단이 소정 각도를 이루어 상방으로 연장된다. The
제 1 기판 안착부재(123)는 지지암(122)의 양 끝단에 각각 부착되며, 서로 마주하는 면에 기판(W)의 양 단이 삽입될 수 있도록 다수의 슬롯(S)을 구비하며, 각각이 90°회전 가능하게 결합된다. 슬롯(S)의 개수는 로딩되는 기판(W)의 개수에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 5-25개인 것이 바람직하다.The first
지지 플레이트(124)는 제 1 기판 안착부재(123)를 지지하고 제 1 안착부재(123)의 회전 각도를 동일하게 조정하기 위해, 제 1 기판 안착부재(123)의 일측 양 단에 덧대어진다. The
전술한 구성의 지지암(122), 제 1 기판 안착부재(123) 및 지지 플레이트(124)를 구비하는 기판 회전기구(120)는 도 4로 나타낸 바와 같이, 공정 진행을 원활히 할 수 있도록 가로대(121)의 중앙부 상에 상하 이동 가능한 샤프트(125)를 구비하여 지지 플레이트(124) 상에서 상하 이동가능하다. As shown in FIG. 4, the
다시 도 3을 참조하면, 기판 회전기구(120)는 마주하도록 배치되어 있는 기판 업/다운 리프터(140)와의 사이에 기판(W)이 수평으로 로딩되어도 걸리는 부분이 없을 정도의 간격을 갖는 것이 바람직하다.Referring back to FIG. 3, it is preferable that the substrate
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 기판(W)의 직립이송방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, the upright transfer method of the substrate W will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
먼저 공정챔버(101) 내에서 일련의 처리공정을 거친 기판(W)을 기판 이송로봇(102)이 수평으로 로딩하여 공정챔버(101) 외부로 이송시킨다. First, the
이렇게 기판 이송로봇(102)에 의해 수평으로 로딩된 기판(W)은 도 5의 수평방향 기판(HW)으로 도시된 바와 같이, 기판 회전기구(120)의 제 1 기판 안착부재(123)의 다수의 슬롯(S) 내부에 수평하게 삽입되어 로딩된다. The substrate W loaded horizontally by the
그 뒤, 기판 이송로봇(102)에 의해 기판 회전기구(120)의 제 1 기판 안착부재(123)가 90°회전하여, 도 5의 수직방향 기판(VW)으로 나타낸 것처럼 수평으로 로딩되었던 기판을 90°회전시킨다.Subsequently, the first
상기와 같이 기판(VW)들이 제 1 기판 안착부재에 직립 로딩되면, 기판 회전기구(120)의 지지암(122)이 샤프트(125)에 의해 도 5에 도시된 화살표 방향과 같이 베이스 테이블(110) 상에서 하강하여, 베이스 테이블(110) 상부에 위치한 기판 대기포트(130)에 기판(VW)을 직립 안착시킨다.When the substrates VW are loaded upright onto the first substrate mounting member as described above, the
그 뒤, 예를 들어 기판(W) 세정시 각각의 기판(W)을 보다 정밀히 세정하는 것이 요구된다면, 공정처리 조건에 따라 기판 대기포트(130)에 안착된 기판(W)을 기판 업/다운 리프터(140)가 하나씩 들어올린다.Subsequently, if it is desired to clean each substrate W more precisely, for example, when cleaning the substrate W, the substrate W placed on the
기판 업/다운 리프터(140)에 의해 들어 올려진 기판(W)들에 모두 원하는 공정이 가해지면, 각각의 기판(W)들을 다시 기판 대기포트(130)에 안착시킨 후, 기판 대기 포트(130)를 180°회전시켜 기판(W)의 양면을 반전시킨다.When a desired process is applied to all of the substrates W lifted by the substrate up / down
기판(W)이 반된되면, 반전된 기판(W)들을 이송 로봇(102)이 처킹하여 다시 개별 공정을 진행할 수 있도록 베이스 테이블(110)이 60°회전하여 이송 로봇(102)의 처킹이 용이하도록 돕는다.When the substrate W is inverted, the base table 110 is rotated by 60 degrees so that the
전술한 단계들에 의해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 직립이송장치(100)는 별도의 반전 스테이지가 없어도 기판(W)을 용이하게 반전시킬 수 있으며, 별도의 반송 라인 또는 반송 로봇이 없어도 기판 회전기구(120)와 베이스 테이블(110)의 회전 각도만으로도 기판(W)을 이송시킬 수 있다. By the above-described steps, the substrate
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 직립이송장치(100)는 또한, 제 1 기판 안착부재(123), 제 2 기판 안착부재(142) 및 기판 대기포트(130)에 구비된 다수의 슬롯(S)에 다수의 기판(W)을 한꺼번에 로딩할 수 있으므로, 수평으로 이송된 다수의 기판(W)을 동시에 직립 이송시킬 수 있다.The substrate
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 직립이송장치는 별도의 기판 반송 로봇 또는 반전 스테이지 등이 없이도 싱글 타입과 배치 타입 장비를 효율적으로 연계할 수 있어 가용 공간을 축소할 수 있으므로 제조 비용을 절감하고 생산효율을 높일 수 있으며, 다수의 기판을 한꺼번에 수평 및 직립 로딩하여 이송시킬 수 있으므로 수율을 높일 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the substrate upright transport apparatus according to the preferred embodiment of the present invention can efficiently connect the single type and the batch type equipment without a separate substrate transfer robot or inversion stage, so that the available space can be reduced. It is possible to reduce costs and increase production efficiency, and to increase the yield because a plurality of substrates can be horizontally and upright loaded at a time.
본 발명은 이상과 같이 기재된 실시예를 통해서 상세히 설명되었지만, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 및 변형시킬 수 있음을 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이다.Although the present invention has been described in detail through the embodiments described above, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the spirit and scope of the present invention.
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