KR20070097168A - 웨이퍼 이송장치 - Google Patents

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KR20070097168A
KR20070097168A KR1020060028001A KR20060028001A KR20070097168A KR 20070097168 A KR20070097168 A KR 20070097168A KR 1020060028001 A KR1020060028001 A KR 1020060028001A KR 20060028001 A KR20060028001 A KR 20060028001A KR 20070097168 A KR20070097168 A KR 20070097168A
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김형준
이기영
장용수
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 대량의 웨이퍼를 신속하고 안정적으로 이송시킬 수 있는 웨이퍼 이송장치를 제공한다.
그 웨이퍼 이송장치는 웨이퍼 처리장치의 로드로크 챔버를 형성하는 하부플레이트의 하부에 설치되는 제1진공로봇과, 로드로크 챔버를 형성하는 상부플레이트의 상부에 설치되는 제2진공로봇과, 제1진공로봇에 작동적으로 연결되며 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩 하기 위한 제1로봇 아암과, 제2진공로봇에 작동적으로 연결되고 제1로봇 아암에 대칭하며 웨이퍼를 언로딩 또는 로딩하기 위한 제2로봇 아암으로 구성된다.
웨이퍼, 처리장치, 이송장치, 로봇 아암, 진공 로봇

Description

웨이퍼 이송장치{Apparatus for transmitting wafers}
도 1은 일반적인 웨이퍼 이송장치를 보여주는 평면적 구성도.
도 2a 내지 도 2h는 도 1의 웨이퍼 이송장치의 웨이퍼 이송방법을 보여주는 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 이송장치가 적용되는 웨이퍼 처리장치의 개략적 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 이송장치를 상세히 보여주는 사시도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 웨이퍼 이송장치의 작동상태를 보여주는 사시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 로드로크 챔버 14: 하부 플레이트
16: 상부 플레이트 20: 제1진공 로봇
30: 제2진공 로봇 40: 제1로봇 아암
50: 제2로봇 아암 42, 52: 베이스
44, 54: 제1아암부재 48, 58: 블레이드
본 발명은 웨이퍼 이송장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상하 배치된 로봇 아암으로 웨이퍼를 독립적이고 동시적으로 로딩 및 언로딩할 수 있어 대량의 웨이퍼를 신속하게 반송 또는 이송할 수 있는 웨이퍼 이송장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 디바이스를 제조하기 위해서는 다양한 공정이 요구되며, 이 같은 다양한 제조공정 중 반도체 디바이스가 형성되는 웨이퍼의 표면은 물론, 웨이퍼의 배면의 청정도를 높게 유지하기 위한 다양한 공정이 계속적이며 증가적으로 행해지고 있다.
예컨대, 웨이퍼는 세정, 침적, 증착, 에칭 등과 같은 다양한 공정을 거치는 동안 각 공정의 실행위치 또는 챔버로 이송되어야 하며, 이 같은 이송을 위해 다양한 웨이퍼 이송장치가 이용되고 있다.
이 같은 웨이퍼 이송장치들 중 하나의 이송장치로서, 도 1 내지 도 2h에 도시된 바와 같이, 동시에 2개의 웨이퍼를 이송시킬 수 있는 듀얼 엔드 이펙터(Dual End Effector)를 구비한 이송 로봇타입의 웨이퍼 이송장치가 있다. 그 웨이퍼 이송장치는 전체적인 웨이퍼 제조장치에 고정되는 고정축(1)과, 그 고정축(1)에 각각 회전 가능하게 설치되는 제1로봇 아암(2) 및 제2로봇 아암(3)을 구비한다. 각각의 로봇 아암(2;3)은 상호 관절 연결되는 2개의 아암부재(2a,2b;3a,3b)를 구비하며, 외측의 아암부재(2b;3b)의 선단에는 각각 지지부재(4;5)가 구비된다. 또한 각각의 지지부재(4;5)의 양측에는 실제로 웨이퍼(W)를 흡입 또는 진공방식으로 파지하여 실제로 로딩 또는 언로딩을 행하기 위한 블레이드(6;7)가 구비되어 있다.
이와 같이 구성된 이송장치에서의 웨이퍼의 처리공정 중 웨이퍼의 이송방법에 의하면, 예컨대 도 2a 내지 도 2h에 도시된 바와 같이, 초기에는 웨이퍼 처리장치의 프로세스 챔버(8)에서 2개의 웨이퍼(W)가 처리상태에 있고 웨이퍼 카세트(9)로부터 후속 처리될 2개의 웨이퍼(W')가 제2로봇 아암(3)의 블레이드(7)에 로딩된 상태를 유지한다(도 2a). 이 상태에서, 프로세스 챔버(8)에서 처리된 웨이퍼(W)와 카세트(9)로부터의 후속 웨이퍼(W')를 교체하기 위해 제1로봇 아암(2)의 블레이드(6)가 프로세스 챔버(8)내로 입장하여 처리된 웨이퍼(W)를 로딩한다(도 2B). 이후, 각각의 로봇 아암(2;3)이 동시에 일방향으로 회전하여 처리된 웨이퍼(W)를 프로세스 챔버(8)로부터 언로딩 한 후(도 2C), 제2로봇 아암(3)의 블레이드(7)에 로딩된 후속 웨이퍼(W')를 프로세스 챔버(8)에 로딩시킨다(도 2D). 이후, 제1로봇 아암(2)은 최초 방향에서 180°회전하여 정렬되어(도 2E), 그 제1로봇 아암(2)이 전개되어 블레이드(5)에 지지된 각각의 웨이퍼(W)를 웨이퍼 카세트(9)에 로딩한 후(도 2F), 원위치로 복귀된다(도 2G). 이 상태에서는 물론 초기의 제1로봇 아암(2)과 제2로봇 아암(3)의 정렬상태와는 반대로 위치하게 된다. 이후, 제2로봇 아암(3)은 제2의 후속 웨이퍼(W")를 로딩 하며(도 2H), 전술된 바와 같이 작동되어 웨이퍼를 연속 반복적으로 처리 및 이송하게 되는 것이다.
그러나 이와 같은 종래의 웨이퍼 이송장치는 각각의 로봇 아암이 수평적으로 배치되어 있고, 그 각각의 로봇 아암이 프로세스 챔버와 웨이퍼 카세트 각각에 대해 독립적으로 작동되지 않으므로 웨이퍼를 신속하게 이송할 수 없으며, 결국 대량 이송에 부적합한 문제점이 있다.
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 웨이퍼를 신속하고 정확하며 대량으로 이송시킬 수 있는 웨이퍼 이송장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상하로 배치되어 각각 독립적으로 제공되며 로딩 및 언로딩을 동시에 수행할 수 있도록 로봇 아암이 상하로 배치되는 웨이퍼 이송장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이송장치에 의하면, 웨이퍼 처리장치의 로드로크 챔버에 연계 설치되는 웨이퍼 이송장치에 있어서, 상기 로드로크 챔버를 형성하는 하부플레이트의 하부에 설치되는 제1진공로봇; 상기 로드로크 챔버를 형성하는 상부플레이트의 상부에 설치되는 제2진공로봇; 상기 제1진공로봇에 작동적으로 연결되며, 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩 하기 위한 제1로봇 아암; 및 상기 제2진공로봇에 작동적으로 연결되고, 상기 제1로봇 아암에 대칭하며, 상기 웨이퍼를 언로딩 또는 로딩하기 위한 제2로봇 아암을 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 이송장치가 적용되는 웨이퍼 처리장치의 개략적 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 이송장치를 상세히 보여주는 사시도이며, 도 5 및 6은 본 발명에 따른 웨이퍼 이송장치의 작동상태를 보여주는 사시도 이다.
도 3 내지 도 6에 있어서, 먼저 본 발명에 따른 웨이퍼 이송장치는 웨이퍼를 처리하기 위한 웨이퍼 처리장치(M)의 적정위치, 즉 각각의 프로세스 챔버(C1;C2)에 인접하게 설치되는 로드로크 챔버(load lock chamber)(10)를 구비한다. 그 로드로크 챔버(10)는 장방형의 입방체로 형성되며, 일측벽 또는 각각의 측벽에는 카세트에 의해 공급되는 웨이퍼가 출입 가능하며 후술되는 로봇 아암이 출입 가능한 개구부(12)가 형성된다. 물론, 로드로크 챔버(10)는 그 하부를 폐쇄하는 하부 플레이트(14)를 구비하며, 그 하부 플레이트(14)에 대향하며 상부를 폐쇄하는 상부 플레이트(16)를 구비한다.
로드로크 챔버(10)의 하부플레이트(14)에는 제1진공로봇(20)이 설치된다. 제1진공로봇(20)의 상부 중앙에는 그 제1진공로봇(20)의 작동시 동력 또는 제어된 작동을 후술되는 제1로봇 아암에 전달하기 위한 구동부재(22)가 구비된다. 그 제1진공로봇(20)은 후술되는 제1로봇 아암을 작동시킴은 물론 그 제2로봇 아암의 블레이드에 웨이퍼 흡입력을 제공하기 위한 진공을 제공한다.
동일방식으로 챔버(10)의 상부플레이트(16)에는 제1진공로봇(20)에 대향하도록 설치되는 제2진공로봇(30)이 설치된다. 제2진공로봇(20)의 하부 중앙에는 그 제2진공로봇(30)의 작동시 동력 또는 제어된 작동을 후술되는 제2로봇 아암에 전달하기 위한 구동부재(32)가 구비된다. 그 제2진공로봇(30) 또한 후술되는 제2로봇 아암을 작동시킴은 물론 그 제2로봇 아암의 블레이드에 웨이퍼 흡입력을 제공하기 위한 진공을 제공한다.
한편, 제1진공로봇(20)에는 실제로 웨이퍼를 이송시키기 위한 제1로봇 아암(40)이 작동적으로 설치된다. 제1로봇 아암(40)은 로드로크 챔버(10)의 하부플레이트(14)에 고정되는 베이스(42)를 구비한다. 베이스(42)의 중앙에는 물론 진1진공로봇(20)의 구동로드(22)에 작동적으로 연결되도록 제1아암부재(44)가 회전 가능하게 설치된다. 제1아암부재(44)의 선단에는 그 제2아암부재(46)가 작동적으로 또한 회전 가능하게 설치된다. 또한, 제2아암부재(46)의 선단에는 실제로 웨이퍼(W)를 로딩 또는 언로딩하기 위한 블레이드(48)가 역시 작동적이며 회전 가능하게 설치된다. 블레이드(48)는 이송효율을 향상시키기 위해 2개의 블레이드 부재(48a;48b)를 구비하는 것이 바람직하다. 특히, 제1로봇 아암(50)은 주로 웨이퍼를 로딩하는데 이용되는 것이 바람직하다.
이에 상응하게, 제2진공로봇(30)에는 실제로 웨이퍼를 이송시키기 위한 제2로봇 아암(50)이 작동적으로 설치된다. 제2로봇아암(50)은 로드로크 챔버(10)의 상부플레이트(16)에 고정되는 베이스(52)를 구비한다. 베이스(52)의 중앙에는 물론 제2진공로봇(30)의 구동로드(32)에 작동적으로 연결되도록 제1아암부재(54)가 회전 가능하게 설치된다. 제1아암부재(54)의 선단에는 제2아암부재(56)가 작동적으로 또한 회전 가능하게 설치된다. 또한, 제2아암부재(56)의 선단에는 실제로 웨이퍼(W)를 로딩 또는 언로딩하기 위한 블레이드(58)가 역시 작동적이며 회전 가능하게 설치된다. 또한 제2로봇 아암(50)의 블레이드(58)는 이송효율을 향상시키기 위해 2개의 블레이드 부재(58a;58b)를 구비하는 것이 바람직하다. 특히, 제2로봇 아암(50)의 블레이드(58)는 주로 웨이퍼를 언로딩하는데 사용되는 것이 바람직하다.
이하, 전술된 바와 같이 구성되는 웨이퍼 이송장치의 작동 및 그 작용모드에 대해 상세히 설명한다.
예컨대, 웨이퍼 처리장치에서 웨이퍼를 처리하기 위해 카세트에 적재된 상태로 제공되는 웨이퍼(W)를 가공하는 경우, 로드로크 챔버(10)의 하부에 설치된 제1진공로봇(20)이 작동한다. 제1진공로봇(20)이 작동하면 그것에 연결된 제1로봇 아암(40)의 아암부재(44;46) 및 블레이드(48)가 전개방식으로 작동하며, 제1로봇 아암(40)의 선단에 구비된 블레이드(48) 가 카세트(C)를 향해 전진하게 된다. 블레이드(48)가 전진하면, 그 블레이드(48)에 구비된 각각의 블레이드 부재(48a;48b)가 카세트(C)에 적재된 웨이퍼(W)의 상부면 또는 하부면에 배치하게 된다. 이때, 제1로봇 아암(40)이 진공장치를 작동시키면 각각의 블레이드 부재(48a;48b)가 흡입상태를 유지하여 웨이퍼(W)를 로딩하게 된다.
이와 같이 제1로봇 아암(40)의 각각의 블레이드 부재(48a;48b)에 웨이퍼(W)가 로딩되면, 제1진공로봇(20)이 역으로 작동되어 선택되거나 설정된 프로세스 챔버(C1;C2)중 하나의 프로세스 챔버로 웨이퍼(W)를 이송시킨다. 즉, 제1 진공로봇(20)이 작동되면 그것에 연결된 제1로봇 아암(40)의 각각의 아암부재(44;46) 및 블레이드(48)가 수축 후 전개되는 방식으로 작동하여, 제1로봇 아암(40)의 선단에 구비된 블레이드(48)가 프로세스 챔버를 향해 전진하게 된다. 블레이드(48)의 각각의 블레이드 부재(48a;48b)가 프로세스 챔버(C1 또는 C2)의 적정 위치까지 입장되면, 제1진공 로봇(20)은 블레이드 부재(48a;48b)의 흡입상태를 해제 시켜, 웨이퍼(W)를 프로세스 챔버(C1 또는 C2)에 로딩시키는 것이다.
한편, 프로세스 챔버(C1 또는 C2)에서 웨이퍼(W)의 프로세싱이 완료되면, 로드로크 챔버(10)의 상부에 설치된 제2진공로봇(30)이 작동한다. 제3진공로봇(30)이 작동하면 그것에 연결된 제2로봇 아암(50)의 아암부재(54;56) 및 블레이드(58)가 전개방식으로 작동하며, 제2로봇 아암(50)의 선단에 구비된 블레이드(58)가 프로세스 챔버(C1 또는 C2)의 내부를 향해 전진하게 된다. 블레이드(58)가 전진하면, 그 블레이드(58)에 구비된 각각의 블레이드 부재(58a;58b)가 프로세스 챔버(C1 또는 C2)에서 치리된 웨이퍼(W')의 상부면 또는 하부면에 배치하게 된다. 이때, 제2로봇 아암(50)이 진공장치를 작동시키면 각각의 블레이드부재(58a;58b)가 흡입상태를 유지하여 웨이퍼(W')를 로딩하게 된다.
이와 같이 제2로봇 아암(50)의 각각의 블레이드부재(58a;58b)에 처리된 웨이퍼(W')가 로딩되면, 제2진공로봇(30)이 역으로 작동되어 카세트(C) 또는 다른 프로세스 챔버로 처리된 웨이퍼(W')를 이송시킨다. 즉, 제2진공 로봇(30)이 작동되면 그것에 연결된 제3로봇 아암(50)의 각각의 아암부재(54;56) 및 블레이드(58)가 수축 후 전개되는 방식으로 작동하여, 제5로봇 아암(50)의 선단에 구비된 블레이드(58)가 카세트(C)를 향해 전진하게 된다. 블레이드(58)의 각각의 블레이드 부재(58a;58b)가 카세트(C) 또는 다른 프로세스 챔버의 적정 위치까지 입장되면, 제2진공 로봇(30)은 블레이드 부재(58a;58b)의 흡입상태를 해제 시켜, 웨이퍼(W)를 카세트(C)에 다시 적재시켜 다른 웨이퍼 처리장치 또는 다른 프로세스 챔버를 향해 반송시키거나 이송시키게 되는 것이다.
물론, 상술된 바와 같이 제1진공로봇(20) 및 제1로봇 아암(40)에 의한 웨이 퍼의 로딩공정과, 제2진공로봇(30) 및 제2로봇 아암(50)에 의한 웨이퍼 언로딩공정은, 웨이퍼 처리장치 또는 웨이퍼 이송장치에 미리 설정되어 입력된 프로그램에 따라 연속 반복적으로 수행되는 것이다.
즉, 제1진공로봇(20) 및 제1로봇 아암(40)의 작동에 따른 블레이드(48)의 블레이드 부재(48a;48b)에 의한 카세트(C)로부터 프로세스 챔버(C1 또는 C2)로의 웨이퍼(W)의 로딩공정 동안 또는 그 로딩공정과 동시에, 제2진공로봇(30) 및 제2로봇 아암(50)에 따른 블레이드(58)의 블레이드 부재(58a;58b)에 의한 프로세스 챔버(C1 또는 C2)로부터 카세트(C) 또는 다른 프로세스 챔버로의 처리된 웨이퍼(W')의 언로딩 공정이 수행되는 것이다.
따라서, 웨이퍼를 대량으로 신속하고 안정적으로 이송 또는 반송시킬 수 있는 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 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 이해해야 한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 이송장치에 의하면, 각각의 진공로봇의 로봇 아암이 상하 대칭적으로 배치되고 각각 독립적으로 작동될 수 있도록 설치되어 각각의 로봇 아암의 작동에 관계없이 각각 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩하는 방식으로 웨이퍼 를 이송 또는 반송할 수 있으므로, 대량의 웨이퍼를 신속하고 안정적으로 이송시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 웨이퍼 처리장치의 로드로크 챔버에 연계 설치되는 웨이퍼 이송장치에 있어서,
    상기 로드로크 챔버를 형성하는 하부플레이트의 하부에 설치되는 제1진공로봇;
    상기 로드로크 챔버를 형성하는 상부플레이트의 상부에 설치되는 제2진공로봇;
    상기 제1진공로봇에 작동적으로 연결되며, 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩하기 위한 제1로봇 아암; 및
    상기 제2진공로봇에 작동적으로 연결되고, 상기 제1로봇 아암에 대칭하며, 상기 웨이퍼를 언로딩 또는 로딩하기 위한 제2로봇 아암을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제1로봇 아암은
    상기 로드로크 챔버의 하부플레이트에 고정되는 베이스;
    상기 베이스에 회전 가능하게 고정되며 상기 제1진공로봇의 구동로드에 작동적으로 연결되는 제1아암부재;
    상기 제1아암부재의 선단에 작동 및 회전 가능하게 고정되는 제2암부재; 및
    상기 제2아암부재의 선단에 작동 및 회전 가능하게 고정되며 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩하기 위한 블레이드로 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 블레이드는 2개의 웨이퍼를 동시에 로딩 또는 언로딩할 수 있도록 2개의 블레이드 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제2로봇 아암은
    상기 로드로크 챔버의 상부플레이트에 고정되는 베이스;
    상기 베이스에 회전 가능하게 고정되며 상기 제2진공로봇의 구동로드에 작동적으로 연결되는 제1아암부재;
    상기 제1아암부재의 선단에 작동 및 회전 가능하게 고정되는 제2암부재; 및
    상기 제2아암부재의 선단에 작동 및 회전 가능하게 고정되며 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩하기 위한 블레이드로 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 블레이드는 2개의 웨이퍼를 동시에 로딩 또는 언로딩할 수 있도록 2개의 블레이드 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송장치.
  6. 제 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1로봇 아암은 상기 웨이퍼 처리장치로 공급되는 카세트로부터 프로세스 챔버로의 웨이퍼의 로딩공정에 이용되 며, 상기 제2로봇 아암은 상기 프로세스 챔버로부터 카세트 또는 다른 프로세스 챔버로의 처리된 웨이퍼의 언로딩 공정에 이용되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송장치.
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