KR20070037790A - 웨이퍼 이송 장치 및 이를 구비하는 웨이퍼 가공 설비 - Google Patents

웨이퍼 이송 장치 및 이를 구비하는 웨이퍼 가공 설비 Download PDF

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KR20070037790A
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Abstract

웨이퍼 이송 장치 및 이를 구비하는 웨이퍼 가공 설비에 관한 것으로서, 상기 웨이퍼 이송 장치는 웨이퍼를 지지하기 위한 블레이드가 연장된 로봇 암을 포함한다. 상기 로봇 암의 일단부에 제1 발광 센서와 제2 발광 센서를 포함하는 발광 센서가 구비된다. 상기 웨이퍼가 수납되는 카세트의 일측면에 상기 발광 센서로부터 방출되는 감지 신호를 수용하는 수광 센서가 구비된다. 상기 웨이퍼 감지 신호를 제공받고, 상기 로봇 암의 구동력을 제공하는 구동부를 제어하여 블레이드가 웨이퍼에 손상을 초래하는 것을 방지하기 위한 제어부가 구비된다. 이러한 구성을 갖는 장치는 웨이퍼의 파손으로 인하여 유발되는 경제적, 시간적 손해를 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 공정 효율 및 생산수율도 증대시킬 수 있다.

Description

웨이퍼 이송 장치 및 이를 구비하는 웨이퍼 가공 설비{APPARATUS FOR TRANSFERRING A WAFER AND EQUIPMENT FOR MANUFACTURING A WAFER HAVING THE SAME}
도 1은 종래에 개시된 이송 로봇이 웨이퍼에 충돌하는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시한 이송 장치를 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 가공 설비를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100：웨이퍼 이송 장치 110, 210：구동부
111, 211：리프터 축 113, 213：베이스 실린더
120, 220：로봇 암 130, 230：블레이드
140, 240：발광 센서 141：제1 발광 센서
142：제2 발광 센서 143 : 수광 센서
150 : 제어부 200 : 웨이퍼 가공 설비
201：이송 장치 250：로드락 챔버
260：프로세스 챔버 261：플랫폼
170, 270：카세트 W：웨이퍼
본 발명은 웨이퍼 이송 장치 및 이를 구비하는 웨이퍼 가공 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이송 로봇을 이용하여 카세트와 로드락 챔버 또는 로드락 챔버와 프로세스 챔버 사이에서 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송 장치 및 이를 구비하는 웨이퍼 가공 설비에 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 웨이퍼 상에 사진, 식각, 증착, 확산, 이온 주입, 금속 증착 등의 공정이 반복되어 형성된다. 상기 공정들을 거치면서 반도체 장치로 제조되기까지 웨이퍼는 높은 진공 상태로 유지되는 프로세스 챔버에 빈번하게 유출입 된다.
전술한 바와 같이 웨이퍼는 많은 단위 공정에서 다양한 장소로 반송된다. 웨이퍼를 반송하기 위해서는 일반적으로 이송 로봇을 포함하는 이송 장치가 이용된다. 이송 로봇은 다관절의 로봇 암을 갖고 있어 수평 방향으로 회전, 확장 및 수축 가능하고, 리프터에 의하여 수직 방향으로도 승강 가능하다. 로봇 암의 단부에는 웨이퍼를 밑에서 받쳐 지지하는 블레이드(blade)가 연결된다. 이하, 도면을 참조하 여 블레이드 상에 웨이퍼가 로딩되는 과정과 상기 과정에서의 문제점을 설명한다.
도 1은 종래에 개시된 이송 로봇이 웨이퍼에 충돌하는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 이송 로봇(10)은 수직 방향으로 승강하고 수평 방향으로 회전하는 다관절의 로봇 암(11), 로봇 암(11)의 일단부에 연결되어 로봇 암(11)에 수직 운동력 및 수평 회전력을 제공하는 구동부(15) 및 로봇 암(11)의 타단부로부터 연장되어 웨이퍼(W)를 지지하는 블레이드(13)를 포함한다.
이송 로봇(10)은 카세트(20)로부터 웨이퍼(W)를 반출하여 웨이퍼(W)에 대한 가공 공정이 수행되는 프로세스 챔버(도시되지않음)로 반송한다. 또한, 이송 로봇(10)은 상기 가공 공정이 완료된 후 상기 프로세스 챔버로부터 웨이퍼(W)를 반출하여 카세트(20)에 수납한다.
전술한 바와 같이, 이송 로봇(10)이 카세트(20)로부터 웨이퍼(W)를 반출 또는 카세트(20)에 웨이퍼(W)를 수납할 경우 이송 로봇(10)이 웨이퍼(W)에 스치거나 충돌하는 사고가 종종 발생한다. 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
카세트(20)에는 복수개의 웨이퍼(W)들이 수직방향으로 소정 간격으로 수납된다. 카세트(20)로부터 웨이퍼(W)를 반출할 경우, 우선 이송 로봇(10)은 수평방향으로 회전하여 카세트(20)에 인접한다. 이이서 이송 로봇(10)은 수직방향으로 승강하여 반출하고자하는 해당 웨이퍼(W)보다 낮게 위치한다. 이후, 이송 로봇(10)은 직선 운동하여 해당 웨이퍼(W) 하부로 이동한다. 즉, 이송 로봇(10)의 블레이드(13)가 해당 웨이퍼(W)와 해당 웨이퍼(W) 하부에 위치한 웨이퍼(W) 사이로 삽입된다. 카세트(20) 전체가 하강하거나, 이송 로봇(10)이 상승하여 해당 웨이퍼(W)가 블레이드(13) 상에 안착된다.
이송 로봇(10)이 직선 운동하여 해당 웨이퍼(W) 하부로 이동할 경우, 블레이드(13)가 해당 웨이퍼(W) 하부로 삽입되어야 한다. 하지만, 이송 로봇(10)의 구동부가 고장나거나 오작동 되어 블레이드(13)가 해당 웨이퍼(W)에 가깝게 위치하거나 동일선상에 위치할 수 있다. 이 상태에서 이송 로봇(10)이 직선 운동할 경우, 블레이드(13)는 해당 웨이퍼(W)에 스치거나 충돌할 수 있다. 따라서 웨이퍼에 스크레치(scratch)가 형성되거나 파손될 수 있으며, 나아가 이송 로봇(10)이 고장날 수 있다. 이는, 웨이퍼(W)를 카세트(20)에 적층할 경우에도 발생될 수 있다.
또한, 웨이퍼(W)가 파손되어 발생하는 파편들은 다른 웨이퍼(W)를 손상시키거나 챔버 내부를 오염시킬 수 있어 웨이퍼(W)의 파손이 부수적인 피해로도 이어질 수 있다. 이는 웨이퍼(W)들 사이에 상기 블레이드가 놓여질 때 상기 블레이드에서 해당 웨이퍼(W)까지의 간격 및 상기 블레이드 하부의 웨이퍼(W)까지의 간격을 확인할 수 있는 장치가 없이 육안 확인만으로 판단하고 설정하기 때문이다.
따라서, 육안 확인이외의 보다 확실한 방법으로 상기 블레이드가 해당 웨이퍼(W)와 해당 웨이퍼(W) 하부의 웨이퍼(W) 사이로 이동 시 상기 웨이퍼(W) 사이의 간격이 일정하게 유지되는지를 판별하고 사고를 미연에 방지시킬 수 있는 대책마련이 절실히 요구된다.
본 발명의 일 목적은 웨이퍼와 블레이드의 스침이나 충돌을 방지할 수 있는 웨이퍼 이송 장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 상기 웨이퍼 이송 장치를 이용하여 신속 및 안전하게 웨이퍼를 반송할 수 있는 웨이퍼 가공 설비를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치는, 웨이퍼를 이송하기 위한 로봇 암, 상기 로봇 암을 수직 및 수평 방향으로 이동시키기 위하여 상기 로봇 암에 구동력을 제공하는 구동부를 포함한다. 상기 로봇 암의 일단부로부터 연장되어 상기 웨이퍼를 지지하는 블레이드를 포함한다. 상기 로봇 암의 일단부에 구비되고, 상기 블레이드의 상면을 따라 웨이퍼 감지 신호를 방출하는 제1 발광 센서와 상기 블레이드의 하면을 따라 웨이퍼 감지 신호를 방출하는 제2 발광 센서를 포함하는 발광 센서를 포함한다. 상기 웨이퍼가 수납되는 카세트의 일측면에 구비되고, 상기 발광 센서로부터 방출되는 감지 신호를 수용하는 수광 센서를 포함한다. 상기 수광 센서로부터 상기 웨이퍼 감지 신호를 제공받고, 상기 블레이드가 상기 웨이퍼의 손상을 초래하는 것을 방지하기 위해 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 가공 설비는, 웨이퍼들이 적층된 카세트를 수용하는 로드락 챔버, 웨이퍼에 대한 소정의 공정이 수행되는 프로세스 챔버 및 로드락 챔버와 프로세스 챔버 사이에서 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송 장치를 포함한다. 이 경우, 웨이퍼 이송 장치는 웨이퍼를 이송하기 위한 로봇 암, 상기 로봇 암을 수직 및 수 평 방향으로 이동시키기 위하여 상기 로봇 암에 구동력을 제공하는 구동부를 포함한다. 상기 로봇 암의 일단부로부터 연장되어 상기 웨이퍼를 지지하는 블레이드를 포함한다. 상기 로봇 암의 일단부에 구비되고, 상기 블레이드의 상면을 따라 웨이퍼 감지 신호를 방출하는 제1 발광 센서와 상기 블레이드의 하면을 따라 웨이퍼 감지 신호를 방출하는 제2 발광 센서를 포함하는 발광 센서를 포함한다. 상기 웨이퍼가 수납되는 카세트의 일측면에 구비되고, 상기 발광 센서로부터 방출되는 감지 신호를 수용하는 수광 센서를 포함한다. 상기 수광 센서로부터 상기 웨이퍼 감지 신호를 제공받고, 상기 블레이드가 상기 웨이퍼의 손상을 초래하는 것을 방지하기 위해 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 이송장치는 육안 확인이 아닌 발광 및 수광 센서를 통한 정밀 측정을 통해 블레이드를 해당 웨이퍼까지의 간격 및 해당 웨이퍼 아래의 웨이퍼까지의 간격이 동일한 위치에 놓였는지를 확인한 후 블레이드를 해당 웨이퍼 하부로 이동시킴으로써 이송 장치와 웨이퍼의 스침이나 충돌을 예방할 수 있다. 따라서 웨이퍼의 손상이 감소되어 공정 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 웨이퍼 이송 장치 및 이를 포함하는 웨이퍼 가공 설비에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
웨이퍼 이송 장치
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치를 설명하기 위한 평면 도이고, 도 3은 도 2에 도시한 이송 장치를 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 웨이퍼 이송 장치(100)는 구동부(110), 로봇 암(120), 블레이드(130), 발광 센서(140), 수광 센서(143) 및 제어부(150)를 포함한다.
구동부(110)는 리프터 축(111), 베이스 실린더(113) 및 회전 모터(도시되지않음)를 포함한다. 베이스 실린더(113)의 내부에는 회전 모터가 설치되고, 상기 회전 모터는 베이스 실린더(113)의 상단부에 배치된 리프터 축(111)과 연결된다.
리프터 축(111)은 베이스 실린더(113)로부터 수평방향으로 회전 및 수직방향으로 승강한다. 리프터 축(111)의 상단부에는 로봇 암(120)이 연결되어 로봇 암(120)의 승강 시 리프터 축(111)도 따라서 같이 승강된다.
로봇 암(120)은 적어도 한 개 이상의 관절을 포함하며, 리프터 축(111)으로부터 수평 방향으로 회전 가능하게 연결된다. 로봇 암(120)은 리프터 축(111)이 수평방향으로 회전할 경우 리프터 축(111)을 따라서 같이 회전된다. 또한, 로봇 암(120)의 관절 부위에는 모터가 내장되어 로봇 암(120)이 리프터 축(111)으로부터 독립적으로 회전 가능하다. 로봇 암(120)의 일단부에는 블레이드(130)가 연결된다.
블레이드(130)는 로봇 암(120)의 일단부로부터 수평방향으로 연장된다. 블레이드(130)는 웨이퍼(W)의 하면에 직접 접촉하여 웨이퍼(W)를 밑에서 받쳐 지지한다. 블레이드(130)는 비교적 얇은 두께를 갖는 플레이트이다. 블레이드(130)는 'I'자, 'V'자, 또는 'Y' 자 형상을 가질 수 있다. 본 실시예의 블레이드(130)는 'I'자 형상을 갖는다. 그리고 블레이드(130)의 상면에는 웨이퍼(W)의 유동을 방지하기 위 한 웨이퍼(W)에 마찰력을 제공하는 마찰부재(131)가 고정된다.
발광 센서(140)는 로봇 암(120)의 일단부에 구비된다. 발광 센서(140)는 블레이드(130)와 로봇 암(120)이 연결되는 결합 지점에 위치하며, 블레이드(130)의 상면 및 하면을 따라 웨이퍼 감지 신호를 방출한다.
웨이퍼 감지 신호는 광, 초음파 또는 자기장인 것이 바람직하다. 따라서 발광 센서(140)는 광센서, 초음파센서, 또는 자기장센서를 포함하는 것이 바람직하다.
발광 센서(140)는 복수 개의 센서(141, 142)들을 포함하는 것이 바람직하다. 본 실시예의 발광 센서(140)는 신호 방출부로서, 제1 발광 센서(141) 및 제2 발광 센서(142)를 포함한다. 제1 발광 센서(141)는 블레이드(130)와 연결되는 로봇 암(120)의 상측 단부에 설치되고, 제2 발광 센서(142)는 블레이드(130)와 연결되는 로봇 암(120)의 하측 단부에 구비된다.
제1 발광 센서(141) 및 제2 발광 센서(142)는 독립적으로 또는 연동적으로 웨이퍼 감지 신호를 방출할 수 있다. 하지만, 바람직하게는 제1 및 제2 발광 센서(141, 142)로부터 웨이퍼 감지 신호가 모두 방출된다.
수광 센서(143)는 웨이퍼(W)가 수납되는 카세트(170)의 일 측면에 구비된다. 수광 센서(143)는 발광 센서(140)에서 보내오는 감지 신호인 광을 수집하기 위해 웨이퍼(W)들 사이에 다수의 광 다이오드(photo diode)를 포함한다. 상기 광이 수집되는 위치의 광 다이오드는 원하는 만큼의 광이 수집되었을 때 전류가 발생하여 이후 로봇 암(120)의 수평 운동을 가능하게 하는 제어부(150)의 구동 스위치를 작동 시킨다. 그로 인해, 로봇 암(120)의 블레이드(130)가 카세트(120) 내부로 삽입된다.
제어부(150)는 수광 센서(143)와 구동부 사이에 연결되어 구비된다. 제어부(150)는 수광 센서(143)로부터 웨이퍼 감지 신호를 제공받고, 블레이드(130)가 웨이퍼(W)의 손상을 초래하는 것을 방지하기 위해 구동부(110)를 제어한다.
일 예로, 블레이드(130)가 웨이퍼(W) 하부로 이동하기 직전에 제1 및 제2 발광 센서(141, 142)에서 방출한 신호가 웨이퍼(W)의 측면에 반사되어 대응하는 위치의 수광 센서(143)로 수집되지 못하여 수광 센서(143)가 동작하지 않으면, 제어부(150)에서 구동부(110)의 동작을 정지한다. 따라서 로봇 암(120)의 블레이드(130)가 멈추게 된다. 그러나 블레이드(130)의 위치를 이동시켜 그 위치에서 웨이퍼 감지 신호가 수광 센서(143)로 안전하게 수집되어 수광 센터(143)가 동작하면, 제어부(150)가 블레이드(130)를 웨이퍼(W) 하부로 이동시킨다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치(100)는 블레이드(130)의 위치를 변화시키면서 수광 센서(143)를 통해 수집되는 신호가 블레이드(130)에서 해당 웨이퍼(W)와 해당 웨이퍼(W) 하부의 웨이퍼(W)까지의 간격이 실질적으로 동일한 지점에서 수집되는 신호와 동일한 지를 비교하여 제어부(150)를 통해 블레이드(130)의 동작을 제어할 수 있다. 따라서, 블레이드(130)가 해당 웨이퍼(W)에 가깝게 배치되어 직선 운동시 웨이퍼(W)에 손상을 입는 문제를 줄일 수 있다.
이하, 일 예를 들어 웨이퍼 이송 장치(100)에 웨이퍼(W)를 로딩(loading)하 는 것에 대하여 설명한다.
리프터 축(111)은 로봇 암(120)을 웨이퍼(W)들이 적층된 카세트(170)로 이동시킨다. 이와 동시 또는 이후에, 로봇 암(120)은 수평방향으로 회전하여 블레이드(130)를 카세트(170)에 근접시킨다. 즉, 블레이드(130)는 리프터 축(111) 및 로봇 암(120)에 의하여 해당 웨이퍼(W) 전방 하부에 위치된다.
전술한 바와 같이 블레이드(130)의 1차 위치 정렬이 완료되면, 블레이드(130)와 연결되는 로봇 암(120)의 상측 단부에 설치된 제1 발광 센서 및 로봇 암(120)의 하측 단부에 설치된 제2 발광 센서를 포함한 발광 센서(140)가 작동하여 해당 웨이퍼(W)에 대한 블레이드(130) 위치의 이상 여부를 확인한다. 발광 센서(140)에서 블레이드(130)의 전방으로 신호를 방사 또는 방출하고 수광 센서(143)의 동작 유무에 따라 블레이드(130)의 예상 진행 방향이 기준에서 벗어났는지를 확인한다.
블레이드(130)의 전방에 웨이퍼(W)가 존재할 경우, 발광 센서(140)로부터 방사 또는 방출된 신호는 웨이퍼(W)에 반사되어 수광 센서(143)로 들어오지 않는다. 그로 인해, 수광 센서(143)는 제어부(도시하지않음)로 구동 스위치를 작동시키는 전류를 전송하지 못해 이송 장치(100)의 작동이 일시 중지된다.
블레이드(130)의 진행 방향에 웨이퍼(W)가 존재하는 원인은, 카세트(170)의 불안정한 고정, 로봇 암(120)의 틀어짐, 구동부(110)의 고장, 상기 제어부의 오작동 또는 작동 프로그램의 오류 등이 있을 수 있다. 상기 원인들을 제거 또는 수정한 후에 이송 장치(100)를 재 작동시키면 다시 정상적인 이송 공정이 재개된다.
블레이드(130)가 해당 웨이퍼(W)까지의 간격 및 해당 웨이퍼(W) 하부의 웨이퍼(W)까지의 간격이 실질적으로 동일한 위치에 존재하는 경우, 정상적으로 로봇 암(120)은 직선 운동하여 블레이드(130)를 해당 웨이퍼(W) 하부로 삽입한다. 이후, 리프터 축(111)이 승강하거나 카세트(170)가 하강하여 블레이드(130) 상에 해당 웨이퍼(W)를 배치한다. 이어서 블레이드(130)는 해당 웨이퍼(W)를 카세트(170)로부터 반출하여 지정된 위치로 이동한다.
이하, 일 예를 들어 웨이퍼 이송 장치(100)로부터 카세트로 웨이퍼(W)가 언로딩(unloading)하는 것에 대하여 설명한다.
리프터 축(111)은 로봇 암(120)을 카세트(170)로 이동시킨다. 이와 동시 또는 이후에, 로봇 암(120)을 수평방향으로 회전하여 블레이드(130)를 카세트(170)에 근접시킨다. 이 경우, 블레이드(130) 상에는 웨이퍼(W)가 배치되어 있다.
전술한 바와 같이 블레이드(130)의 1차 위치 정렬이 완료되면, 발광 센서(140)가 작동하여 웨이퍼(W)가 삽입될 해당 위치에 대한 블레이드(130) 위치의 동일 여부를 확인한다. 즉, 블레이드(130)가 해당 웨이퍼(W)까지의 간격 및 해당 웨이퍼(W) 하부의 웨이퍼(W)까지의 간격이 실질적으로 동일한 위치에 존재하는지를 확인한다. 이와 같이, 블레이드(130)의 위치를 변경시키면서 수광 센서(143)로 수집되는 신호가 제어부(150)를 작동시키는 기준 신호와 동일한 경우 구동부(110)를 통해 로봇 암(120)의 블레이드(130)를 직선 운동시켜 카세트(170) 내부로 삽입한다. 이후, 리프터 축(111)이 하강하거나 카세트(170)가 승강하여 블레이드(130) 상 에 해당 웨이퍼(W)를 배치한다. 이어서 블레이드(130)는 카세트(170)로부터 귀환한다.
블레이드(130)로부터 해당 웨이퍼(W)까지의 간격 및 해당 웨이퍼(W) 하부의 웨이퍼(W)까지의 간격이 차이를 보이는 경우, 수광 센서(143)에서 제어부(150)의 동작을 멈추게 하여 구동부(110)의 전원이 차단되고, 이송 장치(100)의 작동이 일시 중지된다. 블레이드(130)의 진행 방향에 웨이퍼(W)가 존재하는 원인은 이미 전술한 바와 같다.
본 실시예에 따른 이송 장치(100)는 발광 센서(140)의 제1 및 제2 발광 센서(141, 142)에서 수광 센서(143)로 수집되는 감지 신호를 이용하여 블레이드(130)가 해당 웨이퍼(W)와 해당 웨이퍼(W) 하부의 웨이퍼(W)까지의 간격이 실질적으로 동일한 지점에서 수집되는 신호와 동일할 때 블레이드(130)를 웨이퍼(W) 하부로 삽입한다.
발광 센서(140)는 웨이퍼 감지 신호가 블레이드(130)의 상면 및 하면을 따라서 진행하도록 방출하다. 블레이드(130)가 웨이퍼(W) 하부로 이동하기 직전에 상기 신호가 간섭되었음이 확인되면 블레이드(130)의 진행 방향에 장애물이 있음을 예측할 수 있다. 상기 장애물은 웨이퍼(W) 또는 챔버 내벽일 수 있다.
전술한 바와 같이, 웨이퍼(W)와 충돌이 예상되는 블레이드(130)의 위치를 감지하여 심각한 공정 사고를 미연에 방지할 수 있다.
웨이퍼 가공 설비
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 가공 설비를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 4를 참조하면, 웨이퍼 가공 설비(200)는 로드락 챔버(250), 웨이퍼 이송 장치(201) 및 프로세스 챔버(260)를 포함한다.
로드락 챔버(250)의 내부에는 웨이퍼(W)들이 적층된 카세트(270)들이 배치되며, 로드락 챔버(250)는 프로세스 챔버(260)와 선택적으로 연통된다.
로드락 챔버(250)는 프로세스 챔버(260) 사이에는 웨이퍼 이송 장치(201)가 설치된다. 웨이퍼 이송 장치(201)는 로드락 챔버(250)와 프로세스 챔버(260) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송한다.
프로세스 챔버(260)의 내부에서는 웨이퍼(W)에 대한 소정의 공정이 수행된다. 프로세스 챔버(260)의 내부에는 수평방향으로 회전되는 원판형 플랫폼(261)이 설치되고, 원판형 플랫폼(261)의 둘레를 따라서 웨이퍼(W)들이 배치된다.
원판형 플랫폼(261)에 웨이퍼(W)를 배치하기 위하여 웨이퍼 이송 장치(201)가 이용된다. 웨이퍼 이송 장치(201)는 로드락 챔버(250)의 내부의 카세트(270)로부터 웨이퍼(W)을 반출하여 원판형 플랫폼(261)으로 반송한다.
본 실시예의 웨이퍼 이송 장치(201)는 상기 실시예에 따른 이송 장치를 모두 이용할 수 있다. 따라서 최대한 중복된 설명은 생략한다. 하지만 당업자는 상기 실시예를 참조하여 본 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치(201)를 이해할 수 있을 것이다.
웨이퍼 이송 장치(201)는 구동부(210), 로봇 암(220), 블레이드(230), 제1 및 제2 발광 센서(240), 수광 센서(243) 및 제어부(도시되지않음)를 포함한다. 이 경우, 구동부(210)는 리프터 축(211), 베이스 실린더(213) 및 회전 모터(도시되지않음)를 포함한다. 또한, 발광 센서(240)는 광센서, 초음파센서 또는 자기장센서를 포함하는 것이 바람직하다.
로봇 암(220)은 적어도 한 개 이상의 관절을 포함하며, 리프터 축(211)으로부터 수평 방향으로 회전 가능하게 연결된다. 로봇 암(220)은 리프터 축(211)이 수평방향으로 회전할 경우 리프터 축(211)을 따라서 같이 회전된다. 또한, 로봇 암(220)은 리프터 축(211)으로부터 독립적으로 회전 가능하다. 로봇 암(220)의 일단부에는 블레이드(230)가 연결되며, 블레이드(230)와 연결되는 로봇 암(220)의 일 단부에는 발광 센서(240)가 구비된다. 발광 센서(240)는 로봇 암(220)의 일단부의 상면에 구비되는 제1 발광 센서와 로봇암(220)의 일단부의 하면에 구비되는 제2 발광 센서를 포함한다. 그리고 발광 센서(240)와 대응되는 카세트(270) 일측면에 다수의 광 다이오드를 포함하는 수광 센서(243)가 구비된다.
이송 장치(201)는 로드락 챔버(250)의 내부의 카세트(270)로부터 웨이퍼(W)를 반출하여 원판형 플랫폼(261)으로 반송한다. 이 경우, 이송 장치(201)의 로봇 암(220)은 직선 운동하여 블레이드(230)를 해당 웨이퍼(W) 하부로 삽입한다. 블레이드(230)가 해당 웨이퍼(W) 하부로 삽입되기 직전에 제1 및 제2 발광 센서(240)가 작동된다.
제1 및 제2 발광 센서(240)는 블레이드(230)가 연장된 방향과 평행한 방향으로 웨이퍼 감지 신호들을 방출 또는 방사한다. 카세트(270)의 일측면에 위치한 수 광 센서(243)에서 방출된 신호를 수집하고 블레이드(230)에서 해당 웨이퍼(W)와 해당 웨이퍼(W) 하부의 웨이퍼(W)까지의 간격이 실질적으로 동일한 지점일 때의 신호와 동일한지를 판단한다. 상기 신호가 웨이퍼(W)에 반사되어 수광 센서(243)로 기준치 이하로 수집될 경우 블레이드(230)의 진행 방향 상에 장애물이 있음이 예측된다. 이 경우, 제어부(도시되지않음)로 구동부의 전원을 차단하여 웨이퍼 가공 설비(200) 또는 이송 장치(201)의 구동부(210)의 작동이 바로 정지된다.
블레이드(230)의 위치를 조정하여 웨이퍼(W) 사이의 중간 지점으로 이동시킨 후 웨이퍼 가공 설비(200) 또는 이송 장치(201)를 재 작동시키면 다시 정상적인 이송 공정이 재개된다.
본 발명에 따르면, 로봇 암의 일측면에 구비된 제1 발광 센서, 제2 발광 센서 및 카세트의 일측면에 구비된 수광 센서를 포함하는 웨이퍼 이송 장치는 웨이퍼의 손상 없이 웨이퍼를 이송할 수 있다. 즉, 이송 장치의 블레이드를 웨이퍼와 하부의 웨이퍼 사이에서 적정한 간격을 유지하며 상기 웨이퍼를 이송할 수 있기 때문에 웨이퍼의 손상을 미연에 방지할 수 있다. 따라서 웨이퍼의 파손으로 인한 경제적, 시간적 손실을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 생산 수율이 증대되고 공정 효율이 높아질 수 있다.
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 (3)

  1. 웨이퍼를 이송하기 위한 로봇 암;
    상기 로봇 암을 수직 및 수평 방향으로 이동시키기 위하여 상기 로봇 암에 구동력을 제공하는 구동부;
    상기 로봇 암의 일단부로부터 연장되어 상기 웨이퍼를 지지하는 블레이드;
    상기 로봇 암의 일단부에 구비되고, 상기 블레이드의 상면을 따라 웨이퍼 감지 신호를 방출하는 제1 발광 센서와 상기 블레이드의 하면을 따라 웨이퍼 감지 신호를 방출하는 제2 발광 센서를 포함하는 발광 센서;
    상기 웨이퍼가 수납되는 카세트의 일측면에 구비되고, 상기 발광 센서로부터 방출되는 감지 신호를 수용하는 수광 센서; 및
    상기 수광 센서로부터 상기 웨이퍼의 감지 신호를 제공받고, 상기 블레이드가 상기 웨이퍼의 손상을 초래하는 것을 방지하기 위해 상기 구동부를 제어하는 제어부를 구비하는 웨이퍼 이송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 발광 센서는 광센서, 초음파센서, 또는 자기장센서로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 장치.
  3. 웨이퍼에 대한 소정의 공정을 수행하기 위한 프로세스 챔버;
    상기 프로세스 챔버에 선택적으로 연통되며, 내부에 상기 웨이퍼들이 적층된 카세트를 수용하는 로드락 챔버; 및
    상기 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송 장치를 포함하되,
    상기 웨이퍼 이송 장치는 상기 로드락 챔버와 상기 프로세스 챔버 사이에서 상기 웨이퍼를 반송하기 위한 로봇 암;
    상기 로봇 암을 수직 및 수평 방향으로 이동시키기 위하여 상기 로봇 암에 구동력을 제공하는 구동부;
    상기 로봇 암의 일단부로부터 연장되어 상기 웨이퍼를 지지하는 블레이드, 상기 로봇 암의 일단부에 구비되고, 상기 블레이드의 상면을 따라 웨이퍼 감지 신호를 방출하는 제1 발광 센서와 상기 블레이드의 하면을 따라 웨이퍼 감지 신호를 방출하는 제2 발광 센서를 포함하는 발광 센서;
    상기 웨이퍼가 수납되는 카세트의 일측면에 구비되고, 상기 발광 센서로부터 방출되는 감지 신호를 수용하는 수광 센서; 및
    상기 수광 센서로부터 상기 웨이퍼 감지 신호를 제공 받고, 상기 블레이드가 상기 웨이퍼의 손상을 초래하는 것을 방지하기 위해 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공 설비.
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