KR20070070435A - Apparatus for transferring a substrate - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic diagram illustrating a substrate transfer apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 맵핑부를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.FIG. 2 is a schematic plan view for explaining the mapping unit illustrated in FIG. 1.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 반도체 기판 20 : FOUP10: semiconductor substrate 20: FOUP
22 : FOUP 도어 102 : 기판 가공 모듈22: FOUP door 102: substrate processing module
104 : 로드 락 챔버 110 : 기판 이송 장치104: load lock chamber 110: substrate transfer device
112 : 기판 이송 챔버 112b : 기판 이송 챔버 도어112:
116 : 팬 필터 유닛 118 : 기판 이송 로봇116: fan filter unit 118: substrate transfer robot
120 : 도어 오프너 130 : 맵핑부120: door opener 130: mapping unit
130a : 구동부 132a : 제1 맵핑 암130a:
132b : 제2 맵핑 암 134 : 제1 센서132b: second mapping arm 134: first sensor
134a : 발광부 134b : 수광부134a:
136 : 기어 조립체 138 : 제1 센서 빔136: gear assembly 138: first sensor beam
142 : 차단 부재 144 : 제2 센서142: blocking member 144: second sensor
146 : 제어부 148 : 제2 센서 빔146
본 발명은 기판 이송 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, EFEM(equipment fron end module)과 같은 300㎜ 반도체 기판을 이송하기 위한 기판 이송 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate transfer device. More specifically, the present invention relates to a substrate transfer apparatus for transferring a 300 mm semiconductor substrate such as an equipment fron end module (EFEM).
일반적으로, 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(fabrication; FAB) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.In general, a semiconductor device includes a fabrication (FAB) process for forming an electrical circuit on a silicon wafer used as a semiconductor substrate, a process for inspecting electrical characteristics of the semiconductor devices formed in the fab process, and the semiconductor device. They are each manufactured through a package assembly process for encapsulating and individualizing the epoxy resin.
상기 팹 공정은 반도체 기판 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, 반도체 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 반도체 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴이 형성된 반도체 기판의 표면을 검사하기 위한 검사 공정 등의 단위 공정들로 이루어진다.The fab process includes a deposition process for forming a film on a semiconductor substrate, a chemical mechanical polishing process for planarizing the film, a photolithography process for forming a photoresist pattern on the film, and the photoresist pattern. An etching process for forming the film into a pattern having electrical characteristics, an ion implantation process for implanting specific ions into a predetermined region of the semiconductor substrate, a cleaning process for removing impurities on the semiconductor substrate, and the film or pattern It consists of unit processes, such as an inspection process for inspecting the surface of the formed semiconductor substrate.
상기와 같은 반도체 기판 가공 공정들은 반도체 기판의 오염을 방지하기 위한 고진공 상태에서 수행된다. 또한, 반도체 장치의 생산성을 향상시키기 위해 반도체 기판 가공 설비는 저진공 상태로 유지되는 로드 락 챔버와 가공 공정을 수행 하기 위한 공정 챔버 및 로드 락 챔버와 공정 챔버 사이에서 반도체 기판을 이송하기 위한 기판 이송 챔버를 포함한다.Such semiconductor substrate processing processes are performed in a high vacuum state to prevent contamination of the semiconductor substrate. In addition, in order to improve the productivity of the semiconductor device, the semiconductor substrate processing facility includes a load lock chamber which is kept in a low vacuum state, a process chamber for performing a processing process, and a substrate transfer for transferring a semiconductor substrate between the load lock chamber and the process chamber. Chamber.
최근, 300㎜의 직경을 갖는 반도체 기판의 가공 공정(예를 들면, 증착 공정, 건식 식각 공정 등)을 수행하기 위한 설비는 상기 가공 공정을 수행하기 위한 공정 챔버를 포함하는 기판 가공 모듈 이외에 반도체 기판을 수납하기 위한 캐리어, 즉 개구 통합형 포드(front opening unified pod; 이하 'FOUP'라 한다)를 지지하기 위한 로드 포트와, 로드 포트와 로드 락 챔버 사이에서 반도체 기판을 이송하기 위한 기판 이송 장치를 포함한다. 기판 이송 장치는 로드 포트와 로드 락 챔버를 연결하는 기판 이송 챔버와, 상기 기판 이송 챔버의 내부에 배치되며 FOUP와 로드 락 챔버 사이에서 반도체 기판을 이송하기 위한 기판 이송 로봇과, 상기 로드 포트에 지지된 FOUP의 도어를 하방으로 개방시키기 위한 도어 오프너(door opener)를 구비한다.Recently, a facility for performing a processing process (for example, a deposition process, a dry etching process, and the like) of a semiconductor substrate having a diameter of 300 mm includes a semiconductor substrate in addition to a substrate processing module including a process chamber for performing the processing process. A load port for supporting a carrier for accommodating the material, namely a front opening unified pod (hereinafter referred to as 'FOUP'), and a substrate transfer device for transferring a semiconductor substrate between the load port and the load lock chamber. do. The substrate transfer apparatus includes a substrate transfer chamber connecting the load port and the load lock chamber, a substrate transfer robot disposed inside the substrate transfer chamber and transferring the semiconductor substrate between the FOUP and the load lock chamber, and supported by the load port. And a door opener for opening the door of the FOUP downward.
여기서, 상기 기판 이송 로봇은 FOUP 내부에 수납된 기판들을 개별적으로 파지하여 로드 락 챔버로 이송하게 된다. 그러므로, 상기 기판 이송 로봇이 기판을 파지하지 전에 FOUP 내부에 기판들의 수납 정보를 파악하기 위한 맵핑(mapping) 단계가 필수적으로 요구된다. 상기 맵핑 단계를 수행하기 위한 맵핑 장치는 상기 도어 오프너의 상부에 설치된다.Here, the substrate transfer robot grips the substrates stored in the FOUP individually and transfers them to the load lock chamber. Therefore, a mapping step for acquiring the storage information of the substrates in the FOUP is necessary before the substrate transfer robot grips the substrate. A mapping device for performing the mapping step is installed on top of the door opener.
상기 맵핑 장치는 상기 도어 오프너의 하강시 FOUP 내에 수납된 반도체 기판들의 수납 상태를 스캐닝하기 위한 발광부와 수광부를 포함하는 센서와, 상기 발광부 및 수광부가 각각 장착되는 한 쌍의 맵핑 암들과, 상기 맵핑 암들에 수평 회전 력을 제공하기 위한 구동부와, 상기 맵핑 암을 기 설정된 위치에서 정지시키기 위한 고정 핀을 포함한다.The mapping device may include a sensor including a light emitting unit and a light receiving unit for scanning a storage state of semiconductor substrates stored in the FOUP when the door opener descends, a pair of mapping arms on which the light emitting unit and the light receiving unit are mounted, respectively; And a driving part for providing a horizontal rotational force to the mapping arms, and a fixing pin for stopping the mapping arm in a predetermined position.
즉, 상기 맵핑 준비 상태로 위치하기 위하여 수평 회전하는 상기 맵핑 암들은 상기 고정 핀에 의해서 강제적으로 차단된다. 따라서, 상기 구동부의 모터는 상기 맵핑 암들이 상기 고정 핀에 의해 차단된 상태에서 공회전하도록 되어 있다. 이는 상기 모터 또는 상기 모터와 연결된 부속 장치의 손상을 야기하는 원인으로 작용할 수 있다.That is, the mapping arms which are rotated horizontally to be in the mapping ready state are forcibly blocked by the fixing pins. Accordingly, the motor of the drive unit is configured to idle in the state where the mapping arms are blocked by the fixing pins. This may act as a cause of damage to the motor or the accessory connected to the motor.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 맵핑 암의 회전을 감지하여 기 설정된 위치에서 상기 회전력을 제공하는 모터를 정지시킴으로써, 맵핑 단계에서 고장 발생이 억제되며 사용 수명이 연장될 수 있는 기판 이송 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to detect the rotation of the mapping arm to stop the motor providing the rotational force in a predetermined position, the occurrence of failure in the mapping step is suppressed and the life of the substrate can be extended It is to provide a transfer device.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 기판 이송 장치는, 다수의 기판들을 수납하는 용기를 지지하기 위한 로드 포트와 상기 기판들을 가공하기 위한 기판 가공 모듈 사이에 배치되며 상기 기판들이 이송되는 공간을 제공하는 기판 이송 챔버와, 상기 기판 이송 챔버 내에 배치되어 상기 기판들을 이송하기 위한 기판 이송 로봇과, 상기 기판 이송 챔버 내에 배치되어 상기 용기의 도어를 상하 방향으로 개폐하기 위한 도어 오프너와, 상기 도어 오프너가 상기 용기의 도어를 개방하면서 하강하는 동안 상기 용기 내에 수납된 기판들의 수납 상태를 스캐닝 하기 위한 발광부와 수광부를 포함하는 제1 센서와, 상기 제1 센서의 발광부 및 수광부가 각각 장착되며 상기 발광부 및 수광부가 개방된 용기에 수납된 기판들과 인접하여 배치되도록 상기 도어 오프너의 상부에 회전 가능하도록 배치된 한 쌍의 맵핑 암들과, 상기 맵핑 암들이 상기 기판들과 인접하는 기 설정된 위치들에 각각 위치시키기 위하여 상기 맵핑 암들의 위치를 감지하는 제2 센서를 포함한다.A substrate transfer apparatus according to an aspect of the present invention for achieving the above object is disposed between a load port for supporting a container for storing a plurality of substrates and a substrate processing module for processing the substrates and the substrates are transferred A substrate transfer chamber providing a space, a substrate transfer robot disposed in the substrate transfer chamber for transferring the substrates, a door opener disposed in the substrate transfer chamber for opening and closing the door of the container in a vertical direction; A first sensor including a light emitting portion and a light receiving portion for scanning the storage state of the substrates stored in the container while the door opener descends while opening the door of the container, and the light emitting portion and the light receiving portion of the first sensor are respectively mounted. And the light emitting unit and the light receiving unit are disposed adjacent to the substrates stored in the open container. A pair of mapping arms rotatably disposed on top of the existing door opener, and a second sensor for sensing the positions of the mapping arms for positioning the mapping arms at predetermined positions adjacent to the substrates, respectively. do.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 맵핑 암들을 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 구동부와, 상기 맵핑 암들이 동시에 회전하도록 상기 구동부와 상기 맵핑 암들 사이에서 구동력을 전달하는 기어 조립체와, 상기 맵핑 암들의 회전을 제한하기 위하여 상기 맵핑 암들 중 하나를 차단하기 위한 차단 부재와, 상기 제2 센서의 감지 신호에 따라 상기 구동부를 제어하기 위한 제어부를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 센서는 상기 차단 부재에 내장된 근접 센서를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a driving unit for providing a driving force for rotating the mapping arms, a gear assembly for transmitting a driving force between the drive unit and the mapping arms so that the mapping arms rotate simultaneously, and the mapping arms It may further include a blocking member for blocking one of the mapping arms to limit the rotation, and a control unit for controlling the drive unit in accordance with the detection signal of the second sensor. In addition, the second sensor may include a proximity sensor embedded in the blocking member.
상술한 바에 의하면, 차단 부재를 이용하여 맵핑 암의 회전을 기 설정된 위치에서 강제적으로 차단하지 않고, 상기 차단 부재에 내장된 상기 근접 센서 및 상기 근접 센서와 연결된 제어부를 이용하여 상기 맵핑 암을 상기 위치에 용이하게 위치시킬 수 있다.As described above, the rotation of the mapping arm is not forcibly cut off at the preset position by using the blocking member, and the mapping arm is moved to the position by using the proximity sensor embedded in the blocking member and a controller connected to the proximity sensor. It can be easily located at.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나, 본 발명은 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다. 도면들에 있어서, 각 장치 또는 막(층) 및 영역들의 두께는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 과장되게 도시되었으며, 또한 각 장치는 본 명세서에서 설명되지 아니한 다양한 부가 장치들을 구비할 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments and may be implemented in other forms. The embodiments introduced herein are provided to make the disclosure more complete and to fully convey the spirit and features of the invention to those skilled in the art. In the drawings, the thickness of each device or film (layer) and regions has been exaggerated for clarity of the invention, and each device may have various additional devices not described herein.
실시예Example
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 기판 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.1 is a schematic configuration diagram illustrating a substrate transfer apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic plan view illustrating the substrate transfer apparatus illustrated in FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 기판 이송 장치(110)는 반도체 기판(10)의 이송 도중에 외기와의 차단을 위한 기판 이송 챔버(112)와, 상기 기판 이송 챔버(112)의 일측에 연결되며 다수의 반도체 기판(10)들을 수납하기 위한 FOUP(20)을 지지하는 로드 포트(114)와, 상기 기판 이송 챔버(112)의 상측 부위에 배치되어 상기 기판 이송 챔버(112)의 내부로 청정한 공기를 공급하기 위한 팬 필터 유닛(116)과, 상기 기판 이송 챔버(112)의 내부에서 반도체 기판(10)을 이송하기 위한 기판 이송 로봇(118)을 포함한다.1 and 2, the
한편, 기판 이송 챔버(112)의 내부에는 로드 포트(114)에 지지된 FOUP 도어(22)를 개폐하기 위한 도어 오프너(120)와, 상기 도어 오프너(120)의 상측에 구비되어 FOUP(20) 내부에 적재된 반도체 기판(10)들을 감지하기 위한 맵핑부(130)가 구비되어 있다.On the other hand, the inside of the
기판 이송 챔버(112)의 타측에는 기판 가공 모듈(102)의 로드 락 챔버(104)가 연결되며, 기판 이송 챔버(112)의 내부 압력과 외부 압력 사이의 차압을 측정하 기 위한 차압계(미도시)가 상기 기판 이송 챔버(112)의 일측벽에 설치되어 있다. 기판 이송 챔버(112)의 바닥 패널(112a)에는 다수의 관통공들이 형성되어 있으며, 상기 다수의 관통공들을 통해 상기 기판 이송 챔버(112)의 내부로 공급된 청정한 공기가 배출된다.The
FOUP(20)이 로드 포트(114) 상에 로딩되고, FOUP 도어(22)가 기판 이송 챔버 도어(112b)에 밀착되면, FOUP 도어(22)와 기판 이송 챔버 도어(112b)는 상기 도어 오프너(120)에 의해 개방된다. 구체적으로, 상기 도어 오프너(120)는 그 하부에 연결된 제1 구동부(120a)에 의해 상하 방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다.When the
상기 도어 오프너(120)의 상부에는 FOUP(20)의 내부에 수납된 반도체 기판(10)들에 대한 위치 정보를 확인하는 맵핑(mapping)을 수행하기 위한 맵핑부(130)가 상기 도어 오프너(120)와 일체로 구비되어 있다. 구체적으로, 상기 맵핑부(130)는 한 쌍을 이루는 제1 맵핑 암(132a) 및 제2 맵핑 암(132b)을 갖는다. 상기 제1 및 제2 맵핑 암(132a, 132b)의 단부에는 반도체 기판들(10)의 수납 상태를 스캐닝하기 위한 발광부(134a) 및 수광부(134b)가 각각 장착되어 있다.On the upper side of the
상기 제1 및 제2 맵핑 암(132a, 132b)은 발광부(134a) 및 수광부(134b)가 상기 도어 오프너(120)에 의해 개방된 FOUP(20)에 수납된 반도체 기판들(10)과 인접하여 배치되거나 또는 이격되도록 수평으로 회전한다. 이를 위해서, 자세하게 도시되지는 않았으나, 상기 제1 및 제2 맵핑 암(132a, 132b)을 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 구동부(130a)와, 상기 구동부(130a)와 상기 제1 및 제2 맵핑 암(132a, 132b) 사이에서 상기 구동력을 전달하는 기어 조립체(136)가 구비된다. 이에 따라, 상기 기어 조립체(136)는 상기 제1 및 제2 맵핑 암(132a, 132b)은 상기 구동부(130a)로부터 전달되는 구동력에 의해 동시에 회전한다. 한편, 맵핑을 수행하지 않을 때에는 제1 및 제2 맵핑 암(132a, 132b)은 일직선을 이루는 대기 상태로 배치되어 있다.The first and
상기 도어 오프너(120)가 FOUP 도어(22)를 개방시키기 위하여 상기 FOUP 도어(22)를 파지하여 하방으로 이동하면, 상기 도어 오프너(120)의 상측부에 연결된 맵핑부(130)의 제1 및 제2 맵핑 암(132a, 132b)이 상술한 대기 상태로부터 상기 구동부(130a)에 의해 수평 회전(예컨대 약 90°)함으로써 상기 FOUP(20) 내부로 진입한다. 이때, 상기 제1 맵핑 암(132a)의 발광부(134a)와 상기 제2 맵핑 암(132b)의 수광부(134b)는 각각 반도체 기판(10)과 인접하게 배치되며, 또한 서로 마주보도록 위치한다. 이에 따라, 상기 발광부(134a)로부터 조사된 제1 센서 빔(138)이 상기 수광부(134b)로 정확하게 수광될 수 있다.When the
이어서, 상기 도어 오프너(120)는 FOUP 도어(22)를 파지한 채로 하방으로 이동하며, 상기 제1 및 제2 맵핑 암(132a, 132b)은 상기 도어 오프너(120)와 연동하여 하강하면서 FOUP(20)의 최상단 슬롯(미도시)으로부터 최하단 슬롯(미도시)까지 스캐닝하게 된다. 그러므로, 상술한 맵핑부(130)에 의해 FOUP(20) 내부의 모든 슬롯들에 대한 반도체 기판(10)의 수납 유무가 용이하게 검출될 수 있다.Subsequently, the
한편, 상기 FOUP 도어(22)가 열린 후 이동하는 제1 및 제2 맵핑 암(132a, 132b)의 회전을 제한하기 위한 차단 부재(142)가 구비된다. 상기 차단 부재(142)는 상기 맵핑 암들(132a, 132b) 중의 하나의 맵핑 암(132a 또는 132b)의 회전 경로 상 에 배치되는 고정 핀을 포함하며, 예를 들면, 상기 고정 핀(142)은 제1 맵핑 암(132a)의 회전 경로 상에 그 몸체가 상방으로 돌출되도록 설치된다.Meanwhile, a blocking
또한, 상기 각각의 제1 및 제2 맵핑 암(132a, 132b)을 기 설정된 위치, 즉 맵핑 준비 위치에 정확하게 위치시키기 위한 제2 센서(144)가 설치된다. 예를 들면, 상기 제2 센서(142)는 상기 맵핑 준비 위치에서 상기 제1 맵핑 암(132a)과 서로 마주보도록 상기 고정 핀(144)의 일측면에 형성된 그루브(groove)에 내장될 수 있다. 상기 제2 센서(144)는 근접 센서를 포함하며, 상기 근접 센서의 예로는 탐지 거리가 길고 신뢰성이 좋은 초음파 센서나 열 변화를 감지하거나 반사등을 이용하는 적외선 센서 등이 있다.In addition, a
자세하게 도시되지는 않았으나, 상기 제2 센서(144)와 상기 구동부(130a)는 상기 제2 센서(144)의 감지 신호에 따라 상기 맵핑 암들(132a, 132b)에 회전 구동을 제어하기 위한 제어부(146)와 연결되어 있다.Although not shown in detail, the
이하에서는, 상기 제2 센서(144)의 기능에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the function of the
상기 제1 맵핑 암(132a)이 상기 맵핑 준비 위치로 접근하면 상기 내장된 제2 센서(144)에서 조사되는 제2 센서 빔(148)에 의해 감지된다. 상기 제2 센서(144)의 감지 신호는 상기 구동부(130a)와 연결된 제어부(146)로 전송된다. 이에 따라, 상기 제어부(146)에 의해 상기 구동부(130a)의 구동이 중지됨으로서, 상기 제1 및 제2 맵핑 암(132a, 132b)이 상기 맵핑 준비를 위한 기 설정된 위치에 정확하게 위치될 수 있다.When the
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 맵핑 암을 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 구동 모터의 작동이 상기 맵핑 암의 회전을 감지하는 근접 센서 및 제어기에 의해 적절하게 제어될 수 있다. 따라서, 상기 맵핑 암을 포함하는 기판 이송 장치에서 고장 발생이 억제되고 사용 수명이 용이하게 연장될 수 있다.According to the embodiment of the present invention as described above, the operation of the drive motor that provides the driving force for rotating the mapping arm can be appropriately controlled by the proximity sensor and controller for detecting the rotation of the mapping arm. Therefore, the occurrence of failure in the substrate transfer apparatus including the mapping arm can be suppressed and the service life can be easily extended.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
Claims (3)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050132952A KR20070070435A (en) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Apparatus for transferring a substrate |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2005
- 2005-12-29 KR KR1020050132952A patent/KR20070070435A/en not_active Application Discontinuation
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