KR20080004738A

KR20080004738A - 기판 이송 장치

Info

Publication number: KR20080004738A
Application number: KR1020060063408A
Authority: KR
Inventors: 엄현섭
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2008-01-10

Abstract

기판 이송 장치는 기판을 이송하는 이송 암 유닛, 이송 암 유닛으로부터 이송된 기판을 일정한 방향으로 정렬하는 조향 유닛 및 조향 유닛에 대한 기판의 상대적인 위치를 감지하는 센싱 유닛을 포함한다. 기판이 이송 암 유닛을 통해 조향 유닛의 원하는 위치에 올려져 안정적인 상태인지 확인할 수 있으며, 후속 이송 동작이 진행된다. 따라서 기판이 조향 유닛에 불안정하게 올려진 상태에서 이송이 진행되기 때문에 기판이 공정 설비 바닥에 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

Description

기판 이송 장치{APPARATUS FOR TRANSPORTING A SUBSTRATE}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 포함하는 반도체 공정 설비의 일부를 나타내는 평면도이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치에서 기판이 이송되는 과정을 나타내는 측면도들이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 기판 이송 장치 110, 130 : 제1 및 제2 이송 암 유닛

112, 132 : 제1 및 제2 이송 암 114, 134 : 제1 및 제2 블레이드

116, 136 : 제1 및 제3 패드 120 : 조향 유닛

122 : 조향판 124 : 회전축

140 : 센싱 유닛 142, 144 : 제1 및 제2 센서

146 : 제2 패드 150 : 구동 유닛

160 : 제어 유닛 170 : 디스플레이 유닛

본 발명은 기판 이송 장치에 관한 것이으로서, 보다 상세하게는, 본 발명은 기판의 방향을 정렬하는 조향 유닛을 구비하는 기판 이송 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(fabrication; FAB) 공정, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 공정 및 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.

상기 팹 공정은 반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정, 반도체 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정, 반도체 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정 및 상기 막 또는 패턴이 형성된 반도체 기판의 표면을 검사하기 위한 검사 공정 등의 단위 공정들로 이루어진다.

일반적으로 반도체 장치는 웨이퍼 상에 증착, 이온 주입, 사진 및 식각 공정을 반복적으로 수행하여 형성된다. 상기 반도체 장치를 제조하기 위해서, 상기 웨이퍼는 캐리어에 수용된 상태로 각 공정을 수행하기 위한 반도체 공정 챔버들로 이송되어야 할 뿐 아니라, 상기 반도체 공정 챔버들 내에서도 각 공정 단계들을 수행하기 위한 위치로 이송되어야 한다. 이 때, 복수 개의 웨이퍼들이 계속적으로 각 공정 챔버로 이송되므로, 상기 각 웨이퍼들은 일정한 위치 및 방향을 갖고 상기 각 공정 챔버로 이송되는 것이 제품 품질의 일관성 측면에서 바람직하다. 이를 위해 조향 유닛을 포함하는 이송 장치가 사용된다.

예를 들어, 로드 락 챔버에 위치한 웨이퍼를 다음 공정 챔버로 이송시키기 위해서 사용되는 이송 장치는 이송 암 및 조향판으로 구성된다. 상기 이송 암은 웨이퍼를 상기 로드 락 챔버로부터 상기 조향판으로 이송하는 제1 이송 암 및 상기 조향판에 의해 방향이 정렬된 웨이퍼를 공정 챔버로 이송하는 제2 이송 암으로 구성된다.

그런데, 상기 웨이퍼가 상기 제1 이송 암으로부터 상기 조향판의 정확한 위치에 이송되지 못할 경우, 이후 상기 제2 이송 암에 의해 다른 공정 챔버로 이송되는 과정에서 상기 웨이퍼가 미끄러져 떨어지는 현상이 발생한다. 또한, 상기 조향판 상면에는 상기 웨이퍼가 미끄러지지 않도록 하는 패드들이 구비될 수 있는데, 상기 패드들이 오염되거나 마모 등이 된 경우에는 상기 웨이퍼가 정확한 위치로 이송되더라도 한쪽으로 기울어져 결국 상기 조향판 바깥으로 미끄러져 떨어질 수 있다. 이에 따라, 상기 웨이퍼가 부서져 공정 챔버를 오염시키는 현상이 발생한다.

본 발명의 목적은 이송 암으로부터 이송된 기판이 조향판의 원하는 위치에 정확히 위치하는지를 감지할 수 있는 기판 이송 장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 기판 이송 장치는, 기판을 이송하는 이송 암 유닛, 상기 이송 암 유닛으로부터 이송된 기판을 일정한 방향으로 정렬하는 조향 유닛 및 상기 조향 유닛에 대한 상기 기판의 상대적인 위치를 감지하며, 상기 조향 유닛의 중심을 기준으로 서로 반대편 측면에 형성된 제1 센서 및 제2 센서를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 조향 유닛은 상면에 기판을 올려놓는 조향판, 상기 조향판을 회전시키는 회전축 및 상기 조향판 상면 일부에 형성되어, 상기 기판과 상기 조향판 사이에 마찰력을 증가시키는 조향판 패드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 조향판은 원판 형상을 가지며, 상기 센싱 유닛은 상기 조향판 측면에 부착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 센싱 유닛은 상기 조향판의 상면과 일정한 각도를 이루도록 빛을 조사하여 기판의 존재 여부를 감지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이송 암 유닛은 기판을 로드 락 챔버로부터 상기 조향 유닛으로 이송하는 제1 이송 암 유닛 및 상기 조향 유닛으로 이송된 상기 기판을 공정 챔버로 이송하는 제2 이송 암 유닛을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이송 암 유닛은 상면에 기판을 올려놓는 블레이드, 상기 블레이드를 수평 이동시키는 이송 암 및 상기 블레이드 상면 일부에 형성되어, 상기 기판과 상기 블레이드 사이에 마찰력을 증가시키는 블레이드 패드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판 이송 장치는 상기 조향 유닛을 구동하는 구동 유닛 및 상기 센싱 유닛의 감지 결과에 따라 상기 구동 유닛의 구동 동작을 제어하는 제어 유닛을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판 이송 장치는 상기 센싱 유닛의 감 지 결과를 디스플레이하는 디스플레이 유닛을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 조향 유닛에 대한 기판의 상대적인 위치를 감지하는 센싱 유닛을 구비하므로, 기판이 상기 조향 유닛에 위치하도록 이송되는 과정에서 정확한 위치에 위치하는지를 감지함으로써 상기 기판이 미끄러져 떨어지는 현상을 방지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 기판 이송 장치에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 첨부된 도면에 있어서, 구성 요소들이 "제1", "제2"," 제3" 및/또는 "제4"로 언급되는 경우, 이러한 구성 요소들을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 구성 요소들을 구분하기 위한 것이다. 따라서 "제1", "제2", "제3" 및/또는 "제4"는 구성 요소들에 대하여 각기 선택적으로 또는 교환적으로 사용될 수 있다. 제1 구성 요소가 제2 구성 요소의 "상"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 제1 구성 요소가 제2 구성 요소의 위에 직접 형성되는 경우뿐만 아니라 제1 구성 요소 및 제2 구성 요소 사이에 제3 구성 요소가 개재될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 포함하는 반도체 공정 설비의 일부를 나타내는 평면도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치에서 기판이 이송되는 과정을 나타내는 측면도들이다.

도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)를 포함하는 반도체 공정 설비는 로드 락 챔버(200) 및 공정 챔버(300)를 더 포함한다.

로드 락 챔버(200) 내부에는 반도체 기판(W)들이 수용된 카세트(도시되지 않음)가 배치된다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 기판 이송 장치(100)는 복수 개의 로드 락 챔버들(220, 240)을 포함할 수 있다.

공정 챔버(300) 내부에서는 반도체 기판(W)에 대한 소정의 공정이 수행된다. 예를 들어, 막 증착 공정, 화학 기계적 연마 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정, 이온 주입 공정, 세정 공정 및 검사 공정 등이 수행될 수 있다. 공정 챔버(300)는 반도체 기판(W)이 놓여져 상기 공정들이 수행되는 플레이튼(platen)(320)을 포함한다.

기판 이송 장치(100)는 제1 이송 암 유닛(110), 조향 유닛(120), 제2 이송 암 유닛(130) 및 센서(140)를 포함한다.

제1 이송 암 유닛(110)은 제1 이송 암(112), 제1 블레이드(114) 및 제1 패드(116)를 포함한다.

상기 카세트에 적층된 반도체 기판(W)은 제1 블레이드(114)의 상면에 올려진 후, 제1 이송 암(112)에 의해 조향 유닛(120)으로 이송된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 블레이드(114)는 중앙에 원형의 개구부가 형성된 집게 형상을 갖는다.

제1 이송 암(112)은 여러 개의 관절을 구비화기 때문에 수평 방향의 이동을 자유롭게 할 수 있다. 제1 이송 암(112)이 수평 이동하여 제1 블레이드(114)가 조 향 유닛(120) 상부에 위치하게 되면, 조향 유닛(120)이 제1 블레이드(114)의 상기 원형의 개구부를 통해 수직 상승함으로써 반도체 기판(W)이 조향 유닛(120)으로 이송될 수 있다. 이 때, 조향 유닛(120)의 상기 수직 상승 운동은 조향 유닛(120) 하부에 배치된 구동 유닛(150)에 의해 수행될 수 있다.

제1 패드(116)는 제1 블레이드(114) 상면 일부에 배치되어 반도체 기판(W)과 접촉함으로써 반도체 기판(W)이 제1 블레이드(114)로부터 미끄러지지 않도록 한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 블레이드(114)의 상면에 복수 개의 제1 패드들(116)이 배치될 수 있다.

조향 유닛(120)은 조향판(122), 회전축(124) 및 제2 패드(126)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 조향판(122)은 원판 형상을 가진다. 조향판(122)은 회전축(124)이 회전함에 따라 같이 회전하며, 이 때 조향판(122) 상면 일부에 배치된 제2 패드(126)는 반도체 기판(W)에 마찰력을 줌으로써 반도체 기판(W)이 조향판(122)과 같이 회전하도록 한다. 이에 따라, 반도체 기판(W)은 일정한 방향성을 갖도록 배치될 수 있다. 그 결과, 복수 개의 반도체 기판(W)들이 계속해서 기판 이송 장치(100)에 의해 로드 락 챔버(200)로부터 공정 챔버(300)로 이송되더라도, 항상 일정한 방향을 갖고 이송되어 후속 공정에서 반도체 기판(W) 상에 일정한 패턴이 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전축(124)은 조향판(122) 아래에 배치되며 원판 형상을 가질 수 있다.

제2 패드(126)는 조향판(122) 상면 일부에 배치되어 반도체 기판(W)과 접촉 함으로써 반도체 기판(W)이 조향판(122)으로부터 미끄러지지 않도록 한다. 전술한 바와 같이, 조향판(122)의 상면에 복수 개의 제2 패드(126)들이 배치될 수 있다.

제2 이송 암 유닛(130)은 제2 이송 암(132), 제2 블레이드(134) 및 제2 패드(136)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 블레이드(134)는 제1 블레이드(114)와 마찬가지로 중앙에 원형의 개구부가 형성된 집게 형상을 갖는다. 제2 이송 암(132)이 수평 이동하여 제2 블레이드(134)가 조향판(122)의 아래에 위치하게 되면, 조향판(122)이 수직 하강함으로써 반도체 기판(W)은 제2 블레이드(134) 상면에 위치할 수 있다. 이후, 반도체 기판(W)은 제2 이송 암(132)의 수평 이동에 의해 공정 챔버(300)로 이송될 수 있다. 제2 이송 암(132) 역시 제1 이송 암(112)과 마찬가지로 여러 개의 관절을 포함하기 때문에 수평 방향의 이동을 자유롭게 할 수 있다.

제3 패드(136)는 제2 블레이드(134) 상면 일부에 배치되어 반도체 기판(W)과 접촉함으로써 반도체 기판(W)이 제2 블레이드(134)로부터 미끄러지지 않도록 한다. 제3 패드(136) 역시 제1 및 제2 패드들(116, 126)과 마찬가지로 복수 개로 형성될 수 있다.

한편, 센싱 유닛(140)은 제1 및 제2 이송 암 유닛들(110, 130)에 의한 반도체 기판(W)의 이송 과정에서 조향 유닛(120)에 대한 반도체 기판(W)의 상대적인 위치를 감지한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 센싱 유닛(140)은 조향판(122)의 측면에 부착될 수 있다. 여기서, 센싱 유닛(140)은 조향판(122)의 상면과 일정한 각도를 이 루도록 빛을 조사하여 반도체 기판(W)이 조향판(122) 상면에 존재하는지를 감지할 수 있다. 즉, 조향판(122)의 직경은 반도체 기판(W)의 직경보다 작게 형성되므로, 조향판(122) 측면에 배치된 센싱 유닛(140)이 조향판(122)의 상면과 수직한 방향 및 이와 일정한 각도를 이루는 방향으로 빛을 조사하여 빛의 반사 여부를 측정함으로써, 반도체 기판(W)이 조향판(122) 상면 어떤 위치에 놓여 있는지를 감지해낼 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 센싱 유닛(140)은 상기 조향판(122)의 중심을 기준으로 서로 반대편 측면에 형성된 제1 센서(142) 및 제2 센서(144)를 포함한다. 조향판(122)이 원판 형상을 가질 경우, 제1 및 제2 센서들(142, 144) 두 개로 이루어진 센싱 유닛(140)만을 가지고도 반도체 기판(W)의 위치를 정확하게 감지할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 3개 이상의 센싱 유닛(140)들이 배치될 수 있다. 센싱 유닛(140)이 많은 수의 센서들을 포함할 경우 반도체 기판(W)의 위치를 보다 세밀하게 감지해낼 수 있다.

한편, 기판 이송 장치(100)는 센싱 유닛(140)의 감지 결과에 따라 구동 유닛(150)의 구동 동작을 제어하는 제어 유닛(160)을 더 포함할 수 있다. 즉, 반도체 기판(W)이 제1 이송 암 유닛(110)에 의해 조향판(122) 상면에 놓인 후, 센싱 유닛(140)이 빛을 조사하여 반도체 기판(W)의 위치를 감지한 다음, 반도체 기판(W)이 원하는 위치에 놓여있지 않는 경우에는 제어 유닛(160)이 제2 이송 암 유닛(130)이 후속 동작을 진행하지 않도록 제어할 수 있다. 따라서 수동으로 혹은 로봇을 이용하여 반도체 기판(W)이 조향판(122) 상면에 정확하게 위치하도록 조정한 다음, 계 속해서 이송 동작을 진행함으로써 반도체 기판(W)이 공정 설비 바닥으로 떨어지는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 기판 이송 장치(100)는 센싱 유닛(140)의 감지 결과를 디스플레이하는 디스플레이 유닛(170)을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 디스플레이 유닛(170)은 복수 개의 색상을 나타내는 전등으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 센싱 유닛(140)이 반도체 기판(W)이 조향판(122) 상면에 불안정하게 위치하는 것으로 감지한 경우, 상기 전등은 녹색 대신 빨간색을 발하여 경고할 수 있다.

본 발명에 따르면, 기판을 이송하는 이송 암 및 기판의 방향을 일정하게 정렬하는 조향 유닛을 포함하는 기판 이송 장치에서, 이송 암에서 조향 유닛으로 기판이 이송될 경우에, 센싱 유닛을 통해 기판이 조향 유닛의 정확한 위치로 이송되는지를 감지할 수 있다. 또한, 기판이 조향 유닛에 올려진 다음 안정적인 상태를 유지하고 있는지도 감지할 수 있다. 이에 따라, 기판이 조향 유닛의 정확한 위치에 안정적인 상태를 유지한 경우에만 후속 이송 동작이 진행된다. 그 결과, 기판이 조향판에 불안정하게 올려진 상태에서 후속 이송이 진행되어, 기판이 공정 설비 바닥에 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 기판의 떨어짐을 방지함으로써 기판이 부서져 공정 설비가 오염되는 것을 방지하는 이차적인 효과도 가질 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 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.

Claims

기판을 이송하는 이송 암 유닛;

상기 이송 암 유닛으로부터 이송된 기판을 일정한 방향으로 정렬하는 조향 유닛; 및

상기 조향 유닛에 대한 상기 기판의 상대적인 위치를 감지하며, 상기 조향 유닛의 중심을 기준으로 서로 반대편 측면에 형성된 제1 센서 및 제2 센서를 포함하는 센싱 유닛을 포함하는 기판 이송 장치.
제1항에 있어서, 상기 조향 유닛은 상면에 기판을 올려놓는 조향판;

상기 조향판을 회전시키는 회전축; 및

상기 조향판 상면 일부에 형성되어, 상기 기판과 상기 조향판 사이에 마찰력을 증가시키는 조향판 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
제2항에 있어서, 상기 조향판은 원판 형상을 가지며, 상기 센싱 유닛은 상기 조향판 측면에 부착되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
제2항에 있어서, 상기 센싱 유닛은 상기 조향판의 상면과 일정한 각도를 이루도록 빛을 조사하여 기판의 존재 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
제1항에 있어서, 상기 이송 암 유닛은,

상기 기판을 로드 락 챔버로부터 상기 조향 유닛으로 이송하는 제1 이송 암 유닛; 및

상기 조향 유닛으로 이송된 기판을 공정 챔버로 이송하는 제2 이송 암 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
제1항에 있어서, 상기 이송 암 유닛은 상면에 기판을 올려놓는 블레이드;

상기 블레이드를 수평 이동시키는 이송 암; 및

상기 블레이드 상면 일부에 형성되어, 상기 기판과 상기 블레이드 사이에 마찰력을 증가시키는 블레이드 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
제1항에 있어서, 상기 조향 유닛을 구동하는 구동 유닛; 및

상기 센싱 유닛의 감지 결과에 따라 상기 구동 유닛의 구동 동작을 제어하는 제어 유닛을 더 포함하는 기판 이송 장치.
제1항에 있어서, 상기 센싱 유닛의 감지 결과를 디스플레이하는 디스플레이 유닛을 더 포함하는 기판 이송 장치.