KR20070056412A - 반도체 소자 제조용 장치 - Google Patents

반도체 소자 제조용 장치 Download PDF

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Abstract

반도체 소자 제조의 처리 효율을 향상시키는 반도체 소자 제조용 장치가 제공된다. 반도체 소자 제조용 장치는 기판이 수납된 카셋트가 로딩되는 로딩부, 카셋트를 대기하게 하는 회전식 카셋트 대기 유닛 및 로딩부와 회전식 카셋트 대기 유닛 간에 카셋트를 반송하는 카셋트 반송 로봇을 포함한다.
기판 이송, 처리 효율

Description

반도체 소자 제조용 장치{Apparatus for fabricating semiconductor device}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치의 평면도이다.
도 2는 회전식 카셋트 대기 유닛의 사시도이다.
도 3은 회전식 카셋트 대기 유닛과 카셋트 반송 로봇 간의 동작을 나타낸 도면이다.
(도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명)
1: 반도체 소자 제조용 장치 100: 로딩/언로딩부
110: 인/아웃 포트 200: 카셋트 대기부
210: 카셋트 반송 로봇 220: 회전식 카셋트 대기 유닛
221: 플레이트 222: 회전축
223: 대기 테이블 224: 누름 센서
225: 모터 226: 제어부
230: 오프너(opener) 300: 기판 처리부
310: 수평 반송 로봇 320: 위치 전환 유닛
330: 수직 반송 로봇 340: 셔틀
350: 로봇 360: 기판 처리 유닛
본 발명은 반도체 소자 제조용 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 소자 제조의 처리 효율을 향상시키는 반도체 소자 제조용 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자 제조 공정은 절연막 및 금속 물질의 증착, 식각, 감광제의 도포, 현상, 애슁(ashing), 세정 등이 수회 반복되어 미세한 패터닝(patterning)의 배열을 만들어 나가는 과정이다. 이러한 반도체 소자 제조 공정을 진행하는 장치는 기판의 처리 매수에 따라 배치식 장치(batch processor)와 매엽식 장치(single processor)로 나눌 수 있다.
배치식 장치는 공정 챔버 내에서 한번에 25매 또는 50매의 기판을 처리하여 동시에 대용량을 처리할 수 있다. 그리고, 매엽식 장치는 공정 챔버 내에서 하나의 기판을 처리하여 기판마다 균일하게 처리할 수 있다.
한편, 배치식 장치나 매엽식 장치는 처리량(throughput)을 높이기 위하여 기판이 다수 개로 수납된 카셋트를 이용하여 기판들을 이송한다. 이러한 장치들은 카셋트가 로딩/언로딩되는 로딩/언로딩부, 카셋트에 수납된 기판을 처리하기 전에 카셋트가 대기하는 카셋트 대기부 및 카셋트에서 기판을 이송시켜 기판을 처리하는 기판 처리부를 포함한다.
여기서, 카셋트 대기부는 다수 개의 카셋트를 수납할 수 있도록 일측 벽에 배치된 다수 개의 선반 및 이 선반에 카셋트를 반입/반출하는 카셋트 반송 로봇을 포함한다. 상술한 선반은 일측 벽에 상하좌우 일정한 간격으로 배치된다.
그러나, 다수 개의 플레이트가 상하좌우로 배치될 경우, 카셋트 반송 로봇이 카셋트를 각 지점에 있는 선반으로 반입/반출하는데 있어서, 카셋트 반송 로봇의 이동 경로가 길어져서 반도체 소자 제조용 장치의 처리 효율을 저하시킨다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 반도체 소자 제조의 처리 효율을 향상시키는 반도체 소자 제조용 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치는 기판이 수납된 카셋트가 로딩되는 로딩부, 상기 카셋트를 대기하게 하는 회전식 카셋트 대기 유닛 및 상기 로딩부와 상기 회전식 카셋트 대기 유닛 간에 상기 카셋트를 반송하는 카셋트 반송 로봇을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하 도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분사 나이프 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 상세히 설명하기로 한다
먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치의 평면도이며, 도 2는 회전식 카셋트 대기 유닛의 사시도이고, 도 3은 회전식 카셋트 대기 유닛과 카셋트 반송 로봇간의 동작을 나타낸 도면이다.
반도체 소자 제조용 장치(1)는 카셋트(C)가 로딩되거나 언로딩되는 로딩/언로딩부(100), 기판이 수납된 카셋트(C)가 대기하는 카셋트 대기부(200) 및 카셋트(C) 내에 기판들을 인출하여 정렬시켜 기판에 대한 처리 공정을 수행하는 기판 처리부(300)를 포함한다.
로딩/로딩부(100)는 기판들이 수납된 카셋트(C)가 외부에서 로딩되거나 처리 공정이 완료된 기판들이 수납된 카셋트(C)가 언로딩되는 인/아웃 포트(in/out port; 110)를 포함한다.
인/아웃 포트(110)는 자동 반송 장치(AGV(Automated Guided Vehicle))나 RGV(Rail Guided Vehicle) 등의 이송 수단에 의해 카셋트(10)가 수용되는 공간이다. 인/아웃 포트(110)는 대향되어 2개로 배치될 수 있다.
여기서, 카셋트(C)는 25매의 기판들이 하나씩 카셋트(C) 내에 수평되게 수납된다. 카셋트(C)는 기판을 수평으로 눕힌 상태로 보관하기 위한 평행한 홈이 형성되어 있다. 그리고, 본 발명의 실시예에서 사용하는 카셋트(C)는 기판을 수평한 상태로 수납, 운반 및 보관하는 공간으로서 밀폐형 카셋트(예를 들면, 프론트 오픈 유니파이드 포드(Front Open Unified Pod; FOUP))이다.
기판 처리부(300)는 오프너(230)에 안착된 카셋트(C)에서 기판을 인출하여 정해진 공정 조건으로 복수개의 기판들을 정렬하고, 그 기판들에 대하여 필요한 처리 공정을 수행한다. 기판 처리부(300)는 수평 반송 로봇(310), 위치 전환 유닛(320), 수직 반송 로봇(330), 셔틀(340), 로봇(350) 및 기판 처리 유닛(360)을 포함한다.
수평 반송 로봇(310)은 오프너(230)와 대응되게 배치되며, 오프너(230)에 안착된 카셋트(C)내의 기판들을 수평 상태로 일괄적으로 로딩하여 위치 전환 유닛(320)으로 옮기는 로봇이다.
위치 전환 유닛(320)은 수평 반송 로봇(310)의 측면에 배치되며, 수평 반송 로봇(310)으로부터 기판들을 넘겨 받는 카셋트(미도시)를 포함할 수 있다. 이 카세 트(미도시)는 기판 정렬을 위해 회전하여 기판들을 수평 상태에서 수직 상태로 위치 전환된다. 예컨대, 이러한 위치 전환 유닛은 특허공개 2000-44848 및 특허출원 2002-18939에서 개시된 위치 전환 유닛이 사용될 수 있다.
한편, 수직 반송 로봇(330)은 위치 전환 유닛(320)의 측면에 배치되며, 위치 전환 유닛(320)에 의해 수직 상태로 위치 전환된 기판들을 카셋트(C)에서 분리하여 수직 상태로 클램핑한다. 수직 반송 로봇(330)은 수직 상태의 기판들을 셔틀(340)로 이송한다.
기판 처리 유닛(360)은 셔틀(340)을 통하여 이송된 기판들을 로봇(350)을 이용하여 제공받아 기판들에 대하여 처리 공정을 수행하는 공간이다. 여기서, 기판 처리 공정은 배치식으로 하는 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 제한되지 아니하고, 공정 조건이 허용되는 범위 안에서 매엽식에서도 가능하다.
카셋트 대기부(200)는 카셋트(C)를 로딩/언로딩부(100) 또는 기판 처리부(300)로부터 반송하여 일정 시간동안 대기하게 하는 공간이다. 카셋트 대기부(200)는 카셋트 반송 로봇(210), 회전식 카셋트 대기 유닛(220) 및 오프너(230)를 포함한다.
카셋트 반송 로봇(210)은 로딩/언로딩부(100)와 회전식 카셋트 대기 유닛(220) 간에 카셋트(C)를 반송하거나 회전식 카셋트 대기 유닛(220)과 오프너(230) 간에 카셋트를 반송한다. 카셋트 반송 로봇(210)은 도 3에 나타낸 바와 같이, 수평 지지대(211), 수직 지지대(212), 슬라이더(213) 및 로봇암(214)을 포함한다. 여기서, 오프너(230)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 기판 처리부(300)와 카셋트 대기부 (200)를 구분 짓는 벽면에 형성되며, 카셋트 반송 로봇(210)이 반송한 카셋트(C)를 안착시켜 카셋트(C)의 도어(미도시)를 개방한 후, 기판 처리부(300)에서 기판들을 인출할 수 있게 한다.
수평 지지대(211)는 로딩/언로딩부(100)에 인접하여 일 방향으로 배치되고, 수직 지지대(212)는 수평 지지대(211) 상에 길게 뻗은 형태로 배치되며, 수평 지지대(211)의 일 방향(화살표 방향)에 따라 슬라이딩 된다.
수직 지지대(212)에 인접하여 슬라이더(213)가 배치되어, 수직 지지대(212)를 따라 상하(화살표 방향)로 슬라이딩 된다. 슬라이더(213) 하부에는 카셋트(C)를 운반하는 로봇암(214)이 배치된다. 여기서, 로봇암(214)은 다수 개의 관절을 가질 수 있어 좌우로 자유로이 움직일 수 있다.
회전식 카셋트 대기 유닛(220)은 카셋트 반송 로봇(210)이 반송한 카셋트(C)를 오프너(230)로 반송하기 전에 대기시키거나 다시 로딩/언로딩부(100)로 가기 전에 대기시키는 공간이다. 회전식 카셋트 대기 유닛(220)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 회전축(221), 플레이트(222), 대기 테이블(223), 누름 센서(224), 모터(225) 및 제어부(226)를 포함한다. 여기서, 회전식 카셋트 대기 유닛(220)은 카셋트 반송 로봇(210)의 이동 거리를 단축하기 위하여 카셋트 반송 로봇(210)의 수평 지지대(211)의 연장선상에 배치되는 것이 바람직하다.
회전축(221)은 모터(225)와 연결되어 모터(225)에서 발생하는 회전력으로 인해 일정한 방향(화살표 방향)으로 회전한다. 플레이트(222)는 회전축(221)에 의해 관통되어 회전축(221)과 직각되게 배치된다. 여기서, 플레이트(222)는 카셋트(C)가 안착될 수 있는 공간을 더 확보하기 위하여 회전축(221)을 따라 일정한 간격으로 배치되어 다층으로 이루어질 수 있다.
한편, 플레이트(222)에서 십자 방향으로 연장되어 카셋트(C)가 안착될 수 있는 공간인 대기 테이블(223)이 형성된다. 대기 테이블(223)은 플레이트(222)에서 십자 방향으로 연장되어 한 층당 4개를 가지나, 카셋트(C)를 더 수용할 수 있는 범위에서 그 수의 제한은 없다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 대기 테이블이 플레이트에서 연장되어 형성된 것을 예로 드나, 플레이트에 카셋트가 안착될 수 있도록 플레이트에서 구역을 나눌 수 있다.
또한, 대기 테이블(223) 상에는 카셋트(C)의 안착 유무를 감지하는 누름 센서(224) 가 배치된다. 본 발명의 실시예에서는 누름 센서를 예로 드나, 광 센서, 거리 계전기 등의 다양한 센서를 사용할 수 있다.
제어부(226)는 누름 센서(224)에 의해 대기 테이블(223) 상에 카셋트 유무의 신호를 제공받아, 예를 들면, 카셋트 반송 로봇(210)의 로봇암(214)이 카셋트(C)를 장착하여 회전식 카셋트 대기 유닛(220)에 접근하는 경우, 로봇암(214)과 카셋트(C)가 안착되지 않은 대기 테이블(223)의 거리를 작게 하도록 해당하는 모터(225)에 회전 신호를 제공한다.
이하, 도 1 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치의 동작에 대하여 설명한다.
카셋트 반송 로봇(210)의 로봇암(214)은 로딩/언로딩부(100)에 안착된 카셋트(C)를 들어 올린다. 이어서, 수직 지지대(212)가 수평 지지대(211)를 따라 이동 하면서 카셋트 반송 로봇(210)은 회전식 카셋트 대기 유닛(220)에 접근한다. 이때, 제어부(226)는 누름 센서(224)를 통해 제공된 신호에 의해 카셋트(C)가 안착되지 않은 대기 테이블(223)을 카셋트 반송 로봇(210)의 수평 이동 방향과 일직선상에 있도록 모터(225)에 회전 신호를 보낸다.
이어서, 카셋트 반송 로봇(210)은 카셋트(C)가 대기 테이블(223)에 안착될 수 있도록 슬라이더(213)을 상하로 이동시킨다. 계속해서, 로봇암(214)이 대기 테이블(223)에 접근하여 카셋트(C)를 대기 테이블(223)에 안착시킨다.
또한, 카셋트 반송 로봇(210)이 로딩/언로딩부(100) 또는 오프너(230)로 카셋트(C)를 반송하는 경우, 제어부(226)는 누름 센서(224)를 통해 제공된 신호에 의해 카셋트(C)가 안착된 대기 테이블(223)을 카셋트 반송 로봇(210) 쪽으로 오도록 모터(225)에 회전 신호를 보낸다.
이어서, 카셋트 반송 로봇(210)은 회전식 카셋트 대기 유닛(220)에 접근하여, 로봇암()을 이용하여 카셋트(C)를 들어 올려 원하는 지점으로 반송한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 반도체 소자 제조용 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
카셋트 반송 로봇이 카셋트를 회전식 카셋트 대기 유닛에 반입/반출하는 경우, 반입/반출될 위치의 대기 테이블이 카셋트 반송 로봇에 근접할 수 있도록 플레이트를 회전시킴으로써 카셋트 반송 로봇과 대기 테이블의 거리가 가까워진다. 따라서, 카셋트 반송 로봇이 상술한 대기 테이블로의 이동 거리가 단축되고 카셋트 반송 시간도 단축되어 반도체 소자 제조용 장치의 처리 효율을 향상시킨다.

Claims (5)

  1. 기판이 수납된 카셋트가 로딩되는 로딩부;
    상기 카셋트를 대기하게 하는 회전식 카셋트 대기 유닛; 및
    상기 로딩부와 상기 회전식 카셋트 대기 유닛 간에 상기 카셋트를 반송하는 카셋트 반송 로봇을 포함하는 반도체 소자 제조용 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 회전식 카셋트 대기 유닛은 회전축; 및
    상기 회전축이 관통되며, 상기 카셋트가 안착되는 플레이트를 포함하는 반도체 소자 제조용 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 플레이트는 상기 회전축에서 소정 간격으로 이격되어 다층으로 배치되는 반도체 소자 제조용 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 플레이트 상에 배치되어 상기 카셋트의 안착 상태를 감지하는 센서를 더 포함하는 반도체 소자 제조용 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 회전식 카셋트 대기 유닛은 상기 카셋트 반송 로봇의 수평 이동 방향과 같은 방향에 배치되는 반도체 소자 제조용 장치.
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