KR20070040071A - 기판 이송 장치 - Google Patents

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KR20070040071A
KR20070040071A KR1020050095382A KR20050095382A KR20070040071A KR 20070040071 A KR20070040071 A KR 20070040071A KR 1020050095382 A KR1020050095382 A KR 1020050095382A KR 20050095382 A KR20050095382 A KR 20050095382A KR 20070040071 A KR20070040071 A KR 20070040071A
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김성일
지연홍
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삼성전자주식회사
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Abstract

기판 이송 장치는 다수의 기판들을 수용하는 용기를 지지하기 위한 로드 포트 및 로드 포트와 다수의 기판들을 가공하기 위한 기판 가공 장치 사이에 배치되며, 내부에 기판을 이송하기 위한 기판 이송 로봇을 갖는 기판 이송 챔버를 포함한다. 팬 필터 유닛은 기판 이송 챔버와 연결되며, 기판 이송 챔버 내부로 청정한 공기를 제공한다. 냉각 라인은 팬 필터 유닛의 팬과 필터 사이에 배치되며, 기판 이송 챔버로 제공되는 공기를 냉각한다. 냉각 라인은 일측으로 경사지고, 수집 용기는 냉각 라인의 경사진 일측에 배치되며 냉각 라인에 수증기가 응결되어 생기는 물을 수집한다. 배출관은 수집 용기와 연결되며, 수집된 물을 배출한다. 따라서 기판 가공 장치로부터 이송된 고온 상태의 기판을 용이하게 냉각할 수 있다.

Description

기판 이송 장치{Apparatus for transferring a substrate}
도 1은 종래 기술에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 기판 이송 장치를 갖는 반도체 제조 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 기판 20 : FOUP
200 : 기판 이송 장치 210 : 로드 포트
220 : 기판 이송 챔버 230 : 팬 필터 유닛
240 : 냉각 라인 250 : 수집 용기
260 : 배출관 270 : 온도 조절기
300 : 기판 가공 장치 400 : 로드락 챔버
본 발명은 기판 이송 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 기판을 수납하는 용기와 기판을 가공하기 위한 기판 가공 장치 사이에서 상기 기판들을 이송하기 위한 기판 이송 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기 소자들을 포함하는 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fabrication) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하기 위한 EDS(electrical die sorting) 공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.
상기 팹 공정은 웨이퍼 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 웨이퍼의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 웨이퍼 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴이 형성된 웨이퍼의 표면을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.
상기와 같은 반도체 기판 가공 공정들은 반도체 기판의 오염을 방지하기 위한 고 진공 상태에서 수행된다. 또한, 반도체 장치의 생산성을 향상시키기 위해 기판 가공 장치는 저 진공 상태로 유지되는 로드락 챔버와, 가공 공정을 수행하기 위한 공정 챔버를 포함한다. 상기 로드락 챔버는 반도체 기판을 오염 없이 기판 가공 챔버로 이송하기 위하여 기판 이송 챔버와 연결되어 있다.
최근, 300mm의 직경을 갖는 반도체 기판의 가공 공정(예를 들면, 증착 공정, 건식 식각 공정 등)을 수행하기 위한 장치는 반도체 기판을 가공하기 위한 기판 가공 장치와, EFEM(equipment front end module)과 같이 반도체 기판을 이송하기 위한 기판 이송 장치와, 기판 가공 장치와 기판 이송 장치 사이에 배치된 로드록 챔버를 포함한다.
도 1은 종래 기술에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 기판 이송 장치(100)는 반도체 기판(10)을 수납하기 위한 개구 통합형 포드(Front Opening Unified Pod; 이하 'FOUP'라 한다, 20)를 지지하기 위한 로드 포트(110)와, 로드 포트(110)와 로드록 챔버(미도시) 사이에 배치되며, 내부에 FOUP(20)와 로드록 챔버 사이에서 반도체 기판(10)을 이송하기 위한 이송 로봇(122)을 갖는 기판 이송 챔버(120) 및 팬(132)과 필터(134)를 포함하며 기판 이송 챔버(120) 내부로 청정한 공기를 공급하기 위한 팬 필터 유닛(130)을 포함한다.
한편, 상기 기판 가공 장치에서 가공이 완료된 기판(10)은 고온 상태이므로 일정 시간동안 냉각시키게 된다. 즉, 상기 팬 필터 유닛(130)에 의해 공급되는 공기가 상기 이송 로봇(122)에 지지된 기판(10)을 지나면서 상기 기판(10)이 냉각된다.
이때, 상기 팬(132)의 전방 즉, 팬(132)과 이송 로봇(122) 사이에는 필터(134)가 설치되어 있으므로 상기 팬(132)에서 송풍되는 공기 중에 포함된 먼지 또는 이물 등은 상기 필터(134)에 의해 걸러져 청정한 상태의 공기만 기판(10)으로 보내지게 된다.
그러나, 이러한 종래 기판 이송 장치(100)에서 고온의 기판(10)을 냉각시키기 위해서는 상기 팬(132)의 회전력에 의해 송풍되는 상온의 공기를 이용하므로 상기 기판(10)을 냉각하는데 많은 시간이 소요되고, 따라서 공정시간이 길어져 생산성이 저하된다.
또한, 고온의 기판(10)이 충분하게 냉각되지 않은 상태에서 이송 로봇(122)에서 상기 FOUP(20)으로 이송되면, 상기 기판(10)의 열에 의해 상기 FOUP(20)이 변형되는 등의 문제점이 발생한다. 구체적으로, 상기 기판(10)의 열에 의해 상기 FOUP(20) 내부의 각 슬롯 가이드(미도시)에 홈과 같은 형상이 생긴다. 그러므로 상기 홈에 상기 기판(10)이 끼여 후속 공정의 진행을 위해 상기 기판(10)을 이송하기가 용이하지 않을 뿐만 아니라 상기 기판(10)에도 불량이 발생된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 기판 가공 장치에서 공정이 완료된 고온의 기판을 신속하게 냉각시킬 수 있는 기판 이송 장치를 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 기판 이송 장치는 다수의 기판들을 수용하는 용기를 지지하기 위한 로드 포트를 구비한다. 기판 이송 챔버는 상기 로드 포트와 상기 다수의 기판들을 가공하기 위한 기판 가공 장치 사이에 배치되며, 내부에 상기 기판을 이송하기 위한 기판 이송 로봇을 갖는다. 팬 필터 유닛은 상기 기판 이송 챔버와 연결되며, 상기 기판 이 송 챔버로 청정한 공기를 제공한다. 냉각 라인은 상기 팬 필터 유닛의 팬과 필터 사이에 배치되며, 상기 기판 이송 챔버로 제공되는 공기를 냉각한다.
상기 냉각 라인은 일측으로 경사지며, 상기 기판 이송 장치는 상기 냉각 라인의 경사진 일측에 배치되며, 상기 냉각 라인에 수증기가 응결되어 생기는 물을 수집하기 위한 수집 용기 및 상기 수집 용기와 연결되며 상기 수집된 물을 배출하기 위한 배출관을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 냉각 라인과 연결되며, 상기 냉각 라인을 따라 흐르는 냉매의 온도를 조절하기 위한 온도 조절기를 더 포함할 수도 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 기판 이송 장치는 상기 냉각 라인을 이용하여 상기 기판 이송 챔버 내부로 제공되는 공기의 온도를 상온보다 낮게 유지할 수 있다. 그러므로 상기 기판 가공 장치에서 공정이 완료된 고온의 기판을 신속하게 냉각하여 공정 시간을 단축함으로써 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한 상기 기판을 충분하게 냉각할 수 있어 상기 용기가 상기 기판의 열에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 기판 이송 장치(200)는 다수의 기판들(10)이 수용되어 있는 용기를 지지하기 위한 로드 포트(210), 상기 로드 포트(210)와 상기 다수 의 기판들(10)을 가공하기 위한 기판 가공 장치 사이에 배치되며, 내부에 상기 기판(10)을 이송하기 위한 기판 이송 로봇(222)을 갖는 기판 이송 챔버(220), 상기 기판 이송 챔버(220)와 연결되며, 상기 기판 이송 챔버(220)로 청정한 공기를 제공하기 위한 팬 필터 유닛(230), 상기 팬 필터 유닛(230)의 팬(232)과 필터(234) 사이에 배치되며, 상기 기판 이송 챔버(220)로 제공되는 공기를 냉각하기 위한 냉각 라인(240), 상기 냉각 라인(240)의 일측에 배치되며, 상기 냉각 라인(240)에 수증기가 응결되어 생기는 물을 수집하기 위한 수집 용기(250), 상기 수집 용기(250)와 연결되며, 상기 수집된 물을 배출하기 위한 배출관(260) 및 상기 냉각 라인(240)과 연결되며, 상기 냉각 라인(240)을 따라 흐르는 냉매의 온도를 조절하기 위한 온도 조절기(270)를 포함한다.
상기 로드 포트(210)는 상기 기판 이송 챔버(220)와 연결되며, 상기 용기를 지지한다. 상기 용기로는 FOUP(20)가 사용될 수 있다. 상세히 도시되지는 않았지만, 로드 포트(210)는 FOUP(20)를 지지하고, FOUP(20)를 기판 가공 챔버(220)의 도어(224)에 밀착시키기 위해 이동시킨다.
상기 기판 이송 챔버(220)는 상기 로드 포트(210)와 기판 가공 챔버(300) 사이에 배치된다. 상기 기판 이송 챔버(220)의 일측 측벽에는 상기와 같이 로트 포트(210)가 구비되며, 상기 기판 이송 챔버(220)의 타측 측벽에는 상기 기판 이송 챔버(220)와 상기 기판 가공 챔버(300)를 연결하기 위한 로드락 챔버(400)가 연결된다. 상기 기판 이송 챔버(220)의 일측 측벽 하부에는 FOUP(20)의 도어(22)를 개폐하기 위한 도어 오프너(226)가 배치되어 있다. 상기 도어 오프너(226)는 기판 이송 챔버(220)의 도어(224)의 내측면에 연결되어 있다. 상기 도어 오프너(226)는 기판 이송 챔버(220)의 도어(224)를 상기 FOUP(20)의 도어(22)와 밀착시켜 FOUP(20)을 개방한다.
이때, 상기 도어 오프너(226)에 의해 FOUP(20)의 도어(22)가 개방되면 상기 기판 이송 챔버(220)와 FOUP(20)는 기판 이송 챔버(220)의 개구를 통해 연결된다. 또한, FOUP(20)의 내부에 수납된 기판들(10)에 대한 위치 정보를 확인하기 위한 맵핑(mapping)이 수행된다.
기판 이송 챔버(220)의 바닥 패널(228)에는 다수의 관통공(228a)이 형성되어 있으며, 상기 다수의 관통공(228a)을 통해 기판 이송 챔버(220)의 내부로 공급된 청정한 공기가 배출된다.
상기 기판 이송 챔버(220)의 내부에는 기판들(10)을 이송하기 위한 이송 로봇(222)이 배치되어 있다. 상기 기판 이송 챔버(220)의 타측 측벽에는 이송 로봇(222)을 수평 방향으로 이동시키기 위한 구동부가 설치되어 있고, 상기 이송 로봇(222)은 구동부에 연결되어 있다. 그러나, 이송 로봇(222)은 기판 이송 챔버(220)의 바닥 패널(228) 상에 배치될 수도 있다.
상기 이송 로봇(222)으로는 수평 회전이 가능한 수평 다관절 로봇암을 가지며, 수직 운동이 가능한 로봇이 사용될 수 있으며, 상기 수평 다관절 로봇암에는 기판(10)을 파지하기 위한 진공압이 제공될 수 있다.
상기 팬 필터 유닛(230)은 팬(232)과 필터(234)를 포함한다. 상기 팬(232)은 상기 기판 이송 챔버(220)의 상부에 구비되며, 회전 구동에 의해 상기 기판 이송 챔버(220) 내부로 공기를 제공한다. 상기 필터(234)는 상기 팬(232)의 하방에 구비되어 상기 팬(232)에 의해 제공되는 공기에 포함된 이물질을 여과한다. 즉, 상기 팬 필터 유닛(230)은 공기를 여과하여 기판 이송 챔버(220)의 내부로 공급한다. 이때, 팬 필터 유닛(230)으로부터 공급되는 청정한 공기의 유량은 바닥 패널(228)의 관통공들(228a)을 통해 배출되는 청정한 공기의 유량보다 크게 유지되어 기판 이송 챔버(220)의 내부 압력을 항상 외부의 압력보다 높은 양압으로 유지시킨다.
상기 냉각 라인(240)은 상기 팬 필터 유닛(230)의 팬(232)과 필터(234) 사이에 배치된다. 상기 냉각 라인(240)은 상기 팬(232)의 회전에 기판 이송 챔버(220) 내부로 제공되는 공기를 냉각한다. 상기 냉각 라인(240)은 냉매를 순환시켜 상기 공기를 냉각한다. 상기 냉매는 상기 냉각 라인(240)의 입구(242)를 통해 공급되고 출구(244)를 통해 배출된다. 상기 냉각 라인(240)은 공기를 상온보다 낮은 온도로 냉각한다.
상기 냉각 라인(240)은 상기 공기를 신속하고 고르게 냉각시키기 위해 지그재그 형태로 구비된다. 또한 상기 냉각 라인(240)은 표면에 수증기가 응결되어 생기는 물을 한 방향으로 이동시키기 위해 일측으로 경사지도록 배치된다. 예를 들면, 상기 냉각 라인(240)은 로드 포트(210)가 구비되는 일측 측벽과 로드락 챔버(400)가 연결되는 타측 측벽 사이에서 지그재그 형태를 구비되고, 상기 일측 측벽과 인접한 부위가 낮고 상기 타측 측벽과 인접한 부위가 높도록 배치된다. 따라서 상기 냉각 라인(240)의 표면에 응결된 물은 상기 타측 측벽에서 일측 측벽 방향으로 흐르게 된다.
한편 도시되지는 않았지만, 상기 냉각 라인(240)에는 상기 냉매를 저장하기 위한 저장부가 연결된다. 상기 저장부는 상기 입구(242) 및 출구(244)와 연결된다. 상기 저장부는 상기 입구(242)로 냉매를 공급하고 출구(244)를 통해 순환되어 배출되는 냉매를 저장한다.
상기 온도 조절기(270)는 상기 냉각 라인(240) 상에 구비되며, 상기 냉매의 온도를 조절한다. 상기 온도 조절기(270)는 목표로 하는 상기 공기의 냉각 온도에 따라 상기 냉매의 온도를 조절한다. 일반적으로 상기 온도 조절기(270)는 상기 냉매의 온도를 목표로 하는 공기의 온도보다 약간 더 낮도록 조절하는 것이 바람직하다.
상기 수집 용기(250)는 상기 냉각 라인(240)에 수증기가 응결되어 생기는 물을 수집한다. 상기 수집 용기(250)는 상기 냉각 라인(240) 중 상기 기판 이송 챔버(220)의 일측 측벽과 인접한 낮은 부위의 하부에 상기 일측 측벽과 평행한 방향을 따라 연장되는 형태를 갖는다. 따라서 상기 수집 용기(250)는 경사진 냉각 라인(240)을 따라 흐르다 떨어지는 물을 수집할 수 있다. 또한 상기 수집 용기(250)는 상기 물이 상기 팬 필터 유닛(230)의 필터(234)로 떨어지는 것을 방지한다.
상기 배출관(260)은 상기 수집 용기(250)의 바닥면과 연결되며, 상기 수집 용기(250)에 수집된 물을 외부로 배출한다. 상기 물을 상기 배출관(260)을 통해 용이하게 배출하기 위해 상기 수집 용기(250)의 바닥면은 상기 배출관(260)과의 연결 부위가 낮도록 경사지는 것이 바람직하다.
도 3은 도 2에 도시된 기판 이송 장치를 갖는 반도체 제조 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3을 참조하면, 반도체 장치를 제조하기 위한 반도체 제조 장치는 기판(10)을 가공하는 공정을 수행하는 기판 가공 장치(300)가 로드록 챔버(400)를 통해 기판 이송 장치(200)와 연결되어 있다. 예를 들면, 상기 기판 가공 장치는 기판(10) 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정, 기판(10) 상에 형성된 막을 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 건식 식각 공정 등을 수행할 수 있다.
도 3에 도시된 바에 의하면, 기판 이송 장치(200)와 기판 가공 장치 사이(300)에는 한 쌍의 로드록 챔버(400)가 배치되며, 기판 가공 장치(300)는 기판들(10)을 가공하기 위한 다수의 기판 가공 챔버들(310)과, 한 쌍의 로드록 챔버(400)와 다수의 공정 챔버들(310)을 연결하는 제2 기판 이송 챔버(320)와, 상기 기판들(10)을 이송하기 위한 제2 이송 로봇(330)을 포함한다.
로드록 챔버(400)는 기판 이송 챔버(220)와 기판 가공 챔버(310) 사이에 위치한다. 기판 이송 챔버(220) 내부에 위치한 이송 로봇(222)은 FOUP(12)으로부터 이송한 기판(10)을 로드록 챔버(400)로 이송한다. 상기 로드록 챔버(400)는 상기 기판(10)을 지지하며, 상기 제2 이송 로봇(330)이 상기 기판들(10)을 한 매씩 기판 가공 챔버(310)로 이송하는 통로의 기능을 한다.
제2 이송 로봇(320)은 상기 로드록 챔버(400)에 위치한 기판(10)을 소정의 가공 공정이 수행되는 기판 가공 챔버(310)로 이동시킨다. 자세하게 도시되어 있지는 않지만, 상기 제2 이송 로봇(330)으로 구동력을 제공하기 위하여 제2기판 이송 로봇(330)은 구동부와 연결되어 있다.
상기 기판 이송 장치(200)의 구성 요소들에 대한 추가적인 상세 설명은 도 2에 도시된 기판 이송 장치와 관련하여 이미 설명된 것들과 유사하므로 생략하기로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 장치는 기판 이송 챔버로 청정한 공기를 제공하는 팬 필터 유닛의 팬과 필터 사이에 상기 공기와 열교환이 이루어지도록 냉매가 순환되는 냉각 라인을 구비한다. 따라서 기판 가공 공정이 완료된 고온의 기판으로 상기 냉각 라인에 의해 냉각된 공기가 제공되어 상기 기판의 급속 냉각이 이루어질 뿐만 아니라 상기 기판의 냉각에 소요되는 시간이 줄어들어 공정 시간을 단축할 수 있다. 따라서 생산성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 고온의 기판의 충분하게 냉각됨에 따라 FOUP으로 이송된 기판들이 각 슬롯 가이드에 원활하게 삽입되어 고정된다. 그러므로 상기 기판에 의한 상기 FOUP의 손상을 방지할 수 있고, 상기 기판도 용이하게 출입할 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 포트;
    상기 로드 포트와 상기 다수의 기판들을 가공하기 위한 기판 가공 장치 사이에 배치되며, 내부에 상기 기판을 이송하기 위한 기판 이송 로봇을 갖는 기판 이송 챔버;
    상기 기판 이송 챔버와 연결되며, 상기 기판 이송 챔버로 청정한 공기를 제공하기 위한 팬 필터 유닛; 및
    상기 팬 필터 유닛의 팬과 필터 사이에 배치되며, 상기 기판 이송 챔버로 제공되는 공기를 냉각하기 위한 냉각 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 냉각 라인은 일측으로 경사진 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 냉각 라인의 경사진 일측에 배치되며, 상기 냉각 라인에 수증기가 응결되어 생기는 물을 수집하기 위한 수집 용기; 및
    상기 수집 용기와 연결되며, 상기 수집된 물을 배출하기 위한 배출관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 냉각 라인과 연결되며, 상기 냉각 라인을 따라 흐르는 냉매의 온도를 조절하기 위한 온도 조절기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101015957B1 (ko) * 2008-10-31 2011-02-23 세메스 주식회사 기판 처리 장치

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