KR20080060669A - 기판 이송 모듈 및 이를 갖는 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20080060669A
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Abstract

기판 이송 모듈은 복수의 공정 챔버들로 기판을 이송하기 위한 적어도 2 이상의 이송 로봇들, 상기 이송 로봇들의 동작을 제어하는 통합 제어부, 및 각각의 상기 이송 로봇으로 상기 통합 제어부의 제어 신호를 전달하고, 적어도 하나 이상의 이송 로봇의 동작을 선택하는 신호 선택부를 포함한다.

Description

기판 이송 모듈 및 이를 갖는 기판 처리 장치{Module for Carrying A Substrate and Apparatus for Processing A Substrate Having The Same}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 이송 장치를 포함하는 기판 처리 장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 이송 모듈을 나타내는 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 기판 이송 모듈 101 : 통합 제어부
105 : 신호 선택부 110 : 제1 이송 로봇
120 : 제2 이송 로봇 130 : 제3 이송 로봇
111, 121, 131 : 기판 지지부 112, 122, 132 : 수평이동 구동부
113, 123, 133 : 수직이동 구동부 150 : 기판 이송부
160 : 로드 포트 170 : 웨이퍼 용기
180 : 전달 로봇 200 : 로드락 챔버
210 : 로딩 챔버 220 : 언로딩 챔버
310 : 제1 트랜스퍼 모듈 320 : 제2 트랜스퍼 모듈
330 : 제3 트랜스퍼 모듈 321, 331 : 버퍼 공간
410 : 제1 공정 챔버 411 : 제1 게이트 밸브
420 : 제2 공정 챔버 421 : 제2 게이트 밸브
430 : 제3 공정 챔버 431 : 제3 게이트 밸브
1000 : 기판 처리 장치
본 발명은 기판 이송 모듈 및 이를 갖는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 이송 로봇들의 동작을 하나의 통합 제어부를 통해 제어할 수 있는 기판 이송 모듈 및 이를 갖는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 웨이퍼으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기 소자들을 포함하는 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 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.
상기 단위 공정들은 순차적으로 수행되므로, 웨이퍼의 이송이 빈번하게 이루어진다. 이러한 웨이퍼의 이송관계에 있어서, 통상 동일한 공정을 수행하기 위한 복수개의 웨이퍼는 소정 단위 개수로 카세트에 반입되어 각 공정 설비로 이송된다. 그리고, 이들 각 공정 설비는 수용된 웨이퍼를 카세트로부터 반출하여 공정 수행 위치로 이송시키는 웨이퍼 이송 장치를 구비하고 있다.
종래의 반도체 제조 장치는 웨이퍼가 적재된 카세트가 놓여지는 로드 포드, 상기 로드 포트에 인접 배치되어 기판을 반출입하는 기판 전달 모듈, 상기 기판 전달 모듈로부터 기판을 전달받는 로드락 챔버, 기판을 처리하는 다수의 공정 챔버들 및 상기 로드락 챔버와 상기 공정 챔버의 사이에 배치되어 공정 챔버들 간 또는 공정 챔버들과 로드락 챔버 간에 기판을 이송하는 트랜스퍼 모듈을 포함한다.
상기 트랜스퍼 모듈은 기판을 이송하기 위한 복수개의 이송 로봇들을 포함한다. 또한, 상기 트랜스퍼 모듈들은 서로 분리가능하도록 연결되어 각각 이송 로봇을 포함할 수 있다.
상기 이송 로봇은 기판의 상승, 하강 및 회전을 제어하는 컨트롤러와 전기적으로 연결되며, 상기 컨트롤러의 내부에는 회로기판이 내장되어 상기 이송 로봇의 구동을 제어하게 된다.
그러나, 공정의 복잡화 및 생산성의 향상 등에 따라 이송 로봇의 수가 증가함으로써, 각각 대응되는 컨트롤러의 수가 증가하게 되어 부품의 비용을 증가시키는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 복수의 이송 로봇들의 동작을 하나의 통합 제어부를 통해 제어하며, 사용자가 원하는 이송 로봇만을 선택하여 동작시킬 수 있는 기판 이송 모듈을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 기판 이송 모듈을 갖는 기판 처리 장치를 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 기판 이송 모듈은 복수의 공정 챔버들로 기판을 이송하기 위한 적어도 2 이상의 이송 로봇들, 상기 이송 로봇들의 동작을 제어하는 통합 제어부, 및 각각의 상기 이송 로봇으로 상기 통합 제어부의 제어 신호를 전달하고, 적어도 하나 이상의 이송 로봇의 동작을 선택하는 신호 선택부를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 통합 제어부로 상기 이송 로봇들의 동작 신호 및 상기 이송 로봇의 동작을 선택하는 선택 신호를 입력하는 신호 입력부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 로드락 챔버, 상기 로드락 챔버와 연통된 복수의 트랜트퍼 모듈들, 상기 트랜트퍼 모듈과 각각 연통되어 상기 트랜스퍼 모듈로부터 이송되는 기판을 처리하는 복수의 공정 챔버들, 및 상기 공정 챔버들로 기판을 이송하기 위한 적어도 2 이상의 이송 로봇들, 상기 이송 로봇들의 동작을 제어하는 통합 제어부 및 각각의 상기 이송 로 봇으로 상기 통합 제어부의 제어 신호를 전달하며 적어도 하나 이상의 이송 로봇의 동작을 선택하는 신호 선택부를 구비하는 기판 이송 모듈을 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 기판 이송 모듈은 복수의 이송 로봇들의 동작을 하나의 통합 제어부를 통해 제어하며, 사용자가 원하는 이송 로봇만을 선택하여 동작시킬 수 있다. 이리하여, 이송 로봇들의 수가 증가하더라도 하나의 컨트롤러에 의해 이송 로봇들을 제어하여 로봇 컨트롤러의 비용을 감소시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 이송 모듈 및 이를 갖는 기판 처리 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것 으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 평면도이다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 이송 모듈을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치(1000)는 로드락 챔버(200), 복수의 트랜스퍼 모듈들(310, 320, 330), 상기 트랜스퍼 모듈들과 각각 연통되는 복수의 공정 챔버들(410, 420, 430), 상기 복수의 공정 챔버들로 기판을 이송하기 위한 기판 이송 모듈(100)을 포함한다.
복수의 트랜스퍼 모듈들(310, 320, 330)은 제1 트랜스퍼 모듈(310), 제 2 트랜스퍼 모듈(320) 및 제3 트랜스퍼 모듈(330)을 포함한다. 상기 제1 트랜트퍼 모듈(310)은 상기 제2 트랜스퍼 모듈(320)과 연결되고, 상기 제2 트랜트퍼 모듈(320)은 상기 제3 트랜스퍼 모듈(330)과 연결된다. 예를 들면, 복수의 트랜스퍼 모듈들(310, 320, 330)은 일렬로 배치될 수 있다.
상기 로드락 챔버(200)는 상기 제1 트랜스퍼 모듈(310)의 일측과 인접하게 배치되여 연결된다. 또한, 상기 로드락 챔버(200)는 EFEM(Equipment Front End Module)과 같은 기판 이송부(150)와 연결된다.
상기 기판 이송부(150)의 일측에는 다수개의 로드 포트(160)가 형성되고, 상기 로드 포트(160)에는 웨이퍼와 같은 기판들이 적재된 웨이퍼 용기(170)가 배치된다. 예를 들면, 상기 웨이퍼 용기(170)로는 복수 개의 슬롯(slot)이 구비된 캐리어와 상기 캐리어를 적재한 상태로 이송하는 캐리어 박스 등과 같은 이송 도구를 통합한 전면 개방 통합형 포드(FOUP:Front Opening Unified Pod)가 이용될 수 있다.
상기 FOUP를 상기 기판 이송부(150)의 로드 포트(160) 위에 적재하고, 기판을 한 매씩 상기 기판 이송부(150)를 통해 상기 로드락 챔버(200)로 이송한다. 구체적으로, 상기 기판 이송부(150)는 전달 로봇(180)을 포함하고, 상기 FOUP 내의 기판은 상기 전달 로봇을 통해 예를 들어 약 10-3 torr의 저진공 상태로 유지되는 로드락 챔버(200)에 로딩된다.
로드락 챔버(200)는 상기 공정 챔버들로 이송되는 기판들이 임시적으로 놓이는 로딩 챔버(210)와 공정이 완료되어 상기 공정 챔버들로부터 전달받은 기판들이 임시적으로 놓이는 언로딩 챔버(220)를 포함한다. 기판이 로드락 챔버(200) 내로 이송되면, 컨트롤러(도시되지 않음)가 로드락 챔버(200)의 내부를 감압하여 초기 저진공 상태로 만들고, 이를 통해 외부 물질이 상기 공정 챔버들 및 상기 트랜스퍼 모듈들로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1 트랜스퍼 모듈(310)은 상기 로드락 챔버의 일측에 배치된다. 상기 제1 트랜스퍼 모듈(310)의 양측에는 제1 공정 챔버들(410)이 각각 배치되고, 제1 게이트 밸브(411)를 통해 상기 제1 트랜스퍼 모듈(310)과 서로 연통된다.
상기 제2 트랜스퍼 모듈(320)은 상기 제1 트랜스퍼 모듈(310)의 일측에 배치된다. 상기 제2 트랜스퍼 모듈(320)의 양측에는 제2 공정 챔버들(420)이 각각 배치되고, 제2 게이트 밸브(421)를 통해 상기 제2 트랜스퍼 모듈(320)과 서로 연통된다.
상기 제3 트랜스퍼 모듈(330)은 상기 제2 트랜스퍼 모듈(320)의 일측에 배치된다. 상기 제3 트랜스퍼 모듈(330)의 양측에는 제3 공정 챔버들(430)이 각각 배치되고, 제3 게이트 밸브(431)를 통해 상기 제3 트랜스퍼 모듈(330)과 서로 연통된다.
상기 공정 챔버들은 다양한 기판 공정을 수행하는 다수의 챔버들로 구성될 수 있다. 예를 들면, 공정 챔버들(410, 420, 430)은 기판 상에 물질막의 증착을 위해 반응 가스들을 공급하도록 구성된 화학 기상 증착(CVD) 챔버, 증착된 물질막의 식각을 위해 가스를 공급하도록 구성된 식각 챔버 또는 사진 공정 후 기판 상에 남아 있는 감광막 층을 제거하도록 구성된 애싱(ashing) 챔버 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 이송 모듈(100)은 복수의 이송 로봇들(110, 120, 130), 통합 제어부(101) 및 신호 선택부(105)를 포함한다. 복수의 이송 로봇들(110, 120, 130)은 상기 제1, 제2, 제3 트랜스퍼 모듈들(310, 320, 330) 내에 각각 배치된다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1, 제2, 제3 트랜스퍼 모듈들(310, 320, 330) 내에는 적어도 하나 이상의 이송 로봇이 배치될 수 있으며, 상기 이송 로봇들 사이에 일종의 버퍼 공간(321, 331)들이 형성될 수 있다.
상기 제1 트랜스퍼 모듈(310)내의 제1 이송 로봇(110)은 로드락 챔버(200)로 부터 제1 공정 챔버(410)로 또는 역으로 기판을 이송하고, 상기 제2 트랜스퍼 모듈(320)의 제2 이송 로봇(120)과 기판을 교환한다.
상기 제2 트랜스퍼 모듈(320)의 제2 이송 로봇(120)은 제1 트랜스퍼 모듈(310)로부터 제2 공정 챔버(420)로 또는 역으로 기판을 이송하고, 상기 제3 트랜스퍼 모듈(330)의 제3 이송 로봇(130)과 기판을 교환한다.
상기 제3 트랜스퍼 모듈(330)의 제3 이송 로봇(130)은 제2 트랜스퍼 모듈(320)로부터 제3 공정 챔버(430)로 또는 역으로 기판을 이송한다.
상기 제1 이송 로봇(110)은 기판을 지지하는 기판 지지부(111), 상기 기판을 수평이동시키는 수평이동 구동부(112) 및 상기 기판을 수직이동시키는 수직이동 구동부(113)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 수평이동 구동부(112)는 복수의 암이 서로 연결되어 2 자유도를 가지며 수평으로 이동 할 수 있으며, 상기 수직이동 구동부(113)는 스텝 모터를 포함하여 수직으로 상승 또는 하강할 수 있다.
또한, 상기 제2 이송 로봇(120)은 기판을 지지하는 기판 지지부(121), 상기 기판을 수평이동시키는 수평이동 구동부(122) 및 상기 기판을 수직이동시키는 수직이동 구동부(123)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 수평이동 구동부(122)는 복수의 암이 서로 연결되어 2 자유도를 가지며 수평으로 이동 할 수 있으며, 상기 수직이동 구동부(123)는 스텝 모터를 포함하여 수직으로 상승 또는 하강할 수 있다.
상기 제3 이송 로봇(130)은 기판을 지지하는 기판 지지부(131), 상기 기판을 수평이동시키는 수평이동 구동부(132) 및 상기 기판을 수직이동시키는 수직이동 구동부(133)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 수평이동 구동부(132)는 복수의 암이 서로 연결되어 2 자유도를 가지며 수평으로 이동 할 수 있으며, 상기 수직이동 구동부(133)는 스텝 모터를 포함하여 수직으로 상승 또는 하강할 수 있다.
상기 이송 로봇들의 상기 수평이동 구동부 및 수직이동 구동부들은 상기 신호 선택부(105)와 전기적으로 연결된다. 상기 신호 선택부(105)는 상기 통합 제어부(101)와 전기적으로 연결된다.
상기 통합 제어부(101)는 상기 이송 로봇들(110)의 동작을 제어한다. 구체적으로, 상기 통합 제어부는 상기 이송 로봇들(110, 120, 130)의 동작 신호를 포함하는 제어 신호를 생성하고, 상기 제어 신호는 상기 신호 선택부(105)를 통해 각각의 상기 이송 로봇들로 전달된다.
또한, 상기 통합 제어부는 상기 이송 로봇들 중에서 동작을 원하는 이송 로봇만을 선택하는 선택 신호를 포함하는 제어 신호를 생성하고, 상기 선택 신호는 상기 신호 선택부(105)로 전달된다.
상기 신호 선택부(105)는 입력된 선택 신호에 따라 동작을 원하는 이송 로봇과 연결시키는 스위치를 on시키고, 동작을 원하지 않는 이송 로봇과 연결시키는 스위치를 off시킴으로써, 동작시키고자 하는 이송 로봇을 선택하여 동작시킨다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 이송 모듈(100)은 신호 입력부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 사용자는 상기 신호 입력부에 상기 이송 로봇들의 동 작을 제어하는 동작 신호를 생성시키기 위한 명령어를 입력할 수 있다. 또한, 사용자는 상기 신호 입력부에 상기 이송 로봇들 중에서 동작을 원하는 이송 로봇만을 선택하는 선택 신호를 생성시키기 위한 명령어를 입력할 수 있다.
입력된 명령어에 따라 상기 신호 입력부에서 생성된 제어 신호는 상기 통합 제어부 및 상기 신호 선택부를 통해 상기 이송 로봇들로 전달된다. 상기 제어 신호는 상기 이송 로봇들의 동작을 제어하는 동작 신호 및 상기 이송 로봇들 중에서 동작을 원하는 이송 로봇만을 선택하는 선택 신호를 포함한다.
예를 들면, 상기 명령어는 이송 로봇의 동작을 제어하는 기존과 동일한 명령어와 상기 명령어 전단에 위치되어 동작을 원하는 이송 로봇을 선택하기 위해 로봇 선택 번호를 포함한다. 이 때, 상기 로봇 선택 번호는 상기 이송 로봇들 각각에 지정된 1번, 2번, 3번과 같은 일련번호이다. 상기 명령어가 "2PICKWAFER..."로 입력될 경우, 명령어 전단에 위치한 선택 번호 "2"는 상기 제2 이송 로봇의 동작을 선택하는 로봇 선택 번호이다.
사용자는 상기 신호 입력부에 동작을 원하는 이송 로봇에 지정된 일련번호를 포함하는 명령어를 입력하면, 상기 통합 제어부에 의해 생성된 선택 신호가 상기 신호 선택부로 전달된다. 상기 신호 선택부는 상기 선택 신호에 따라 동작을 원하는 이송 로봇과 연결시키는 스위치만을 on시킴으로써, 이송 로봇들 중에서 원하는 이송 로봇만이 선택되어 동작된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 모듈은 복 수의 이송 로봇들의 동작을 하나의 통합 제어부를 통해 제어하며, 사용자가 원하는 이송 로봇만을 선택하여 동작시킬 수 있다.
이리하여, 이송 로봇들의 수가 증가하더라도 하나의 컨트롤러에 의해 이송 로봇들을 제어할 수 있으므로, 로봇 컨트롤러의 비용을 감소시킬 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 (5)

  1. 복수의 공정 챔버들로 기판을 이송하기 위한 적어도 2 이상의 이송 로봇들;
    상기 이송 로봇들의 동작을 제어하는 통합 제어부; 및
    각각의 상기 이송 로봇으로 상기 통합 제어부의 제어 신호를 전달하고, 적어도 하나 이상의 이송 로봇의 동작을 선택하는 신호 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 통합 제어부로 상기 이송 로봇들의 동작 신호 및 상기 이송 로봇의 동작을 선택하는 선택 신호를 입력하는 신호 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 이송 로봇들은 일렬로 배치된 트랜스퍼 챔버들 내에 각각 배치되며, 상기 공정 챔버들은 상기 트랜스퍼 챔버와 각각 연통되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 이송 로봇은 상기 기판을 수평이동시키는 수평이동 구동부와 상기 기판을 수직이동시키는 수직이동 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 모듈.
  5. 로드락 챔버;
    상기 로드락 챔버와 연통된 복수의 트랜트퍼 모듈들;
    상기 트랜트퍼 모듈과 각각 연통되어 상기 트랜스퍼 모듈로부터 이송되는 기판을 처리하는 복수의 공정 챔버들; 및
    상기 공정 챔버들로 기판을 이송하기 위한 적어도 2 이상의 이송 로봇들, 상기 이송 로봇들의 동작을 제어하는 통합 제어부, 및 각각의 상기 이송 로봇으로 상기 통합 제어부의 제어 신호를 전달하며 적어도 하나 이상의 이송 로봇의 동작을 선택하는 신호 선택부를 구비하는 기판 이송 모듈을 포함하는 기판 처리 장치.
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