KR20090083255A - Substrate transfer apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 복수 매의 기판들을 연속적으로 공정 챔버로 로딩/언로딩하여 기판 반송 시간을 절약하여 생산성을 향상 시킬 수 있는 기판 이송 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate transfer apparatus that can improve productivity by saving a substrate transfer time by loading / unloading a plurality of substrates into a process chamber continuously.
최근, 액정 디스플레이 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, 반도체 장치들의 제조를 위한 기판 처리 설비들은 복수 매의 기판을 일관해서 처리할 수 있는 클러스터 시스템이 일반적으로 채용되고 있다.In recent years, a substrate processing facility for manufacturing a liquid crystal display device, a plasma display device, and semiconductor devices has generally been adopted a cluster system capable of processing a plurality of substrates consistently.
일반적으로, 클러스터(cluster) 시스템은 이송 로봇(또는 핸들러; handler)과 그 주위에 마련된 복수의 기판 처리 모듈을 포함하는 멀티 챔버형 기판 처리 시스템을 지칭한다. In general, a cluster system refers to a multi-chamber substrate processing system that includes a transfer robot (or handler) and a plurality of substrate processing modules disposed around the robot.
클러스터 시스템은 반송실(transfer chamber)과 반송실내에 회동이 자유롭게 마련된 이송 로봇을 구비한다. 반송실의 각 변에는 기판의 처리 공정을 수행하기 위한 공정 챔버가 장착된다. 이와 같은 클러스터 시스템은 복수개의 기판을 동시에 처리하거나 또는 여러 공정을 연속해서 진행 할 수 있도록 함으로 기판 처리량을 높이고 있다. 기판 처리량을 높이기 위한 또 다른 노력으로는 하나의 공정 챔 버에서 복수 매의 기판을 동시에 처리하도록 하여 시간당 기판 처리량을 높이도록 하고 있다.The cluster system includes a transfer chamber and a transfer robot provided with a free rotation in the transfer chamber. Each side of the transfer chamber is equipped with a process chamber for carrying out a substrate processing process. Such a cluster system increases substrate throughput by allowing a plurality of substrates to be processed simultaneously or a plurality of processes can be performed continuously. Another effort to increase the substrate throughput is to process a plurality of substrates simultaneously in one process chamber to increase the substrate throughput per hour.
그런데, 공정 챔버가 복수 매의 기판을 동시(또는 연속적으로)에 처리하더라도 공정 챔버에 처리 전후의 기판들이 효율적으로 교환되지 못하는 경우 시간적 손실이 발생하게 된다.However, even if the process chamber processes a plurality of substrates simultaneously (or continuously), time loss occurs when the substrates before and after the process are not efficiently exchanged in the process chamber.
또한, 통상적인 클러스터 시스템은 6각형의 반송실을 구성하는 데 있어서(기본적으로 4개의 공정 챔버와 2개의 로드락 챔버로 구성되는 경우), 반송실이 차지하는 면적 때문에 설비전체의 면적은 물론, 제조 라인 내의 설비배치에 있어서 중시되는 설비폭이 필요이상으로 증가되고, 반송실을 진공상태로 유지시키는 데 필요한 진공설비의 규모가 증가되어 장치비 및 설치비가 증가하게 된다. 또한, 이러한 반송실의 면적은, 설치되는 공정챔버의 개수가 증가함에 따라서 더욱 가중된다. In addition, in the case of a conventional cluster system, when forming a hexagonal conveying chamber (basically composed of four process chambers and two load lock chambers), not only the area of the entire plant but also the manufacturing is due to the area occupied by the conveying chamber. The equipment width, which is important in the arrangement of equipment in the line, is increased more than necessary, and the size of the vacuum equipment required to keep the conveying chamber in a vacuum state is increased, thereby increasing the equipment cost and installation cost. In addition, the area of such a conveyance chamber is further weighted as the number of process chambers installed is increased.
그럼으로 복수 매의 기판을 처리하는 공정 챔버에서 복수 매의 기판을 동시(또는 연속적으로)에 처리하는 것과 더불어 처리 전후의 기판들을 보다 효율적으로 교환할 수 있는 기판 이송 장치가 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for a substrate transfer apparatus capable of simultaneously and / or continuously processing a plurality of substrates in a process chamber for processing a plurality of substrates, and for exchanging substrates before and after the treatment more efficiently.
본 발명은 효율적으로 기판을 이송할 수 있는 구조를 가지는 기판 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a substrate transfer device having a structure capable of transferring a substrate efficiently.
또한, 본 발명은 기판의 반송 시간을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Moreover, an object of this invention is to provide the board | substrate conveying apparatus which can improve productivity by reducing the conveyance time of a board | substrate.
또한, 본 발명은 작은 설비 면적을 가지는 기판 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Moreover, an object of this invention is to provide the board | substrate conveying apparatus which has a small installation area.
또한, 본 발명은 회전 플레이트 암들을 순차적으로 펼쳐지거나 접혀질 수 있는 구조를 갖는 기판 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is also an object of the present invention to provide a substrate transfer apparatus having a structure in which the rotating plate arms can be sequentially unfolded or folded.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 기판 이송을 위한 기판 이송 장치는 회전력을 제공하는 구동부; 상기 구동부와 연결되는 회전축; 상기 회전축에 의해 회전되는 회전플레이트 암들; 및 상기 회전플레이트 암들이 예정된 각을 통해 서로 다른 회전 반경으로 회전되도록 상기 회전축에 상기 회전 플레이트 암들을 각각 연결하는 회전각 조절부재들을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a substrate transfer apparatus for transferring multiple substrates, the driving unit providing a rotation force; A rotating shaft connected to the driving unit; Rotating plate arms rotated by the rotating shaft; And rotation angle adjustment members respectively connecting the rotation plate arms to the rotation shaft such that the rotation plate arms are rotated at different rotation radii through a predetermined angle.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 회전각 조절부재는 회전축에 키 결합되고 고정핀을 갖는 연결체; 상기 회전 플레이트 암에 제공되고 상기 고정핀이 끼워지며 상기 회전 플레이트 암의 회전 반경에 따라 그 회전각도를 달리하는 가이드홈을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the rotation angle adjusting member is key coupled to the rotating shaft and having a fixing pin; And a guide groove provided on the rotating plate arm and having the fixing pin fitted therein and varying the rotation angle according to the rotating radius of the rotating plate arm.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기판 이송 장치는 상기 회전각 조절부재에 의해 회전되는 상기 회전 플레이트 암들을 지지하는 지지부재를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the substrate transfer apparatus further includes a support member supporting the rotating plate arms rotated by the rotation angle adjusting member.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 회전플레이트 암은 상기 지지부재에 지지되는 그리고 회전각도와 대응되는 호형상의 보조 가이드홈을 갖는 회전단을 더 포함하고, 상기 지지부재는 상기 보조 가이드홈에 끼워져 상기 회전각 조절부재에 의해 회전되는 상기 회전 플레이트암의 회전각도를 제한하는 스톱퍼를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the rotating plate arm further includes a rotating end having an arc-shaped auxiliary guide groove supported on the support member and corresponding to the rotation angle, wherein the supporting member is fitted into the auxiliary guide groove. It further comprises a stopper for limiting the rotation angle of the rotating plate arm rotated by the rotation angle adjusting member.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 지지부재는 상기 연결체의 고정핀이 위치되고, 상기 회전축의 최대 회전각도 만큼 상기 연결체의 회전을 안내하는 유도홈을 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the support member further includes a guide groove in which the fixing pin of the connecting body is positioned and guides the rotation of the connecting body by the maximum rotation angle of the rotating shaft.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 회전플레이트 암은 상기 지지부재에 지지되며 상기 회전축이 관통하는 축공을 갖는다.According to an embodiment of the present invention, the rotating plate arm is supported by the support member and has a shaft hole through which the rotating shaft passes.
본 발명에 따른 다중 기판 이송을 위한 기판 이송 장치는 처리전 기판을 로딩시키며 서로 다른 회전 반경을 갖고 부채꼴 형태로 펼쳐지고 접혀지는 두 개 이상의 로딩용 회전 플레이트 암; 처리후 기판을 언로딩시키며 서로 다른 회전 반경을 갖고 부채꼴 형태로 펼쳐지고 접혀지는 두 개 이상의 언로딩용 회전 플레이트 암; 상기 로딩용 회전 플레이트 암과 상기 로딩용 회전 플레이트 암이 다단으로 연결되며, 이들을 각각 독립적으로 회전시키는 제1,2회전축이 이중관구조로 제공되는 축부재; 및 상기 로딩용/언로딩용 회전 회전플레이트 암들이 예정된 각을 통해 서로 다른 회전 반경으로 회전되도록 상기 제1,2회전축과 상기 로딩용/언로딩용 회전 플레이트 암들을 각각 연결하는 회전각 조절부재들을 포함한다.Substrate transport apparatus for multi-substrate transfer according to the present invention includes two or more loading rotating plate arm for loading the substrate before processing and having a different radius of rotation and unfolded and folded in a fan shape; Two or more unloading rotating plate arms which unload the substrate after processing and which are unfolded and folded in a fan shape with different turning radii; A shaft member in which the loading rotating plate arm and the loading rotating plate arm are connected in multiple stages, each of which has a first and second rotating shafts having a double tube structure; And rotation angle adjusting members connecting the first and second rotation shafts and the loading / unloading rotation plate arms to rotate the loading / unloading rotation rotation plate arms at different rotation radii through a predetermined angle. Include.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 로딩용 회전 플레이트 암과 상기 언로딩용 회전 플레이트 암 각각은 끝단에 상기 축부가 삽입되는 축공을 갖는 회전단을 포함하며, 상기 회전각 조절부재들 각각은 상기 축부에 키 결합되고 해당되는 회전플레이트 암이 예정된 회전각도만큼 회전되도록 상기 회전단에 형성된 가이드홈에 끼워져 이동하는 연결체를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, each of the loading rotating plate arm and the unloading rotating plate arm includes a rotating end having a shaft hole into which the shaft portion is inserted, and each of the rotating angle adjusting members has the shaft portion. It includes a connector coupled to the key plate and inserted into the guide groove formed in the rotary end so that the corresponding rotating plate arm is rotated by a predetermined rotational angle.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기판 이송 장치는 상기 로딩용/언로딩용 회전플레이트 암의 회전단을 지지하는 지지부재를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the substrate transfer apparatus further includes a support member for supporting the rotating end of the loading / unloading rotating plate arm.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 지지부재는 상기 회전단에 연결되어 상기 회전각 조절부재에 의해 회전되는 로딩용/언로딩용 회전 플레이트암의 회전각도를 제한하는 스톱퍼를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the support member further includes a stopper connected to the rotary end to limit the rotation angle of the loading / unloading rotating plate arm rotated by the rotation angle adjusting member.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 회전단은 상기 스톱퍼가 끼워지는 보조가이드홈을 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the rotary end further includes an auxiliary guide groove into which the stopper is fitted.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 두 개 이상의 로딩용 회전 플레이트 암과 상기 2개 이상의 언로딩용 회전 플레이트 암은 순차적 또는 교대적으로 배치된다.According to an embodiment of the invention, the at least two loading rotating plate arms and the at least two unloading rotating plate arms are arranged sequentially or alternately.
본 발명은 복수 매의 기판을 동시에 또는 연속적으로 처리하는 기판 처리 설비에서 처리 전/후의 기판 교환을 신속히 수행할 수 있어서 설비의 처리율을 높여서 전체적인 기판의 생산성을 높일 수 있다. 또한, 기판의 로딩과 언로딩을 동시에 수행하는 기판 이송 장치가 제공됨으로서 복수 매의 기판 처리를 위한 공정 챔버의 구현이 매우 용이하다. 또한, 본 발명은 기판의 반송 시간을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있다. The present invention can quickly perform the substrate exchange before and after the treatment in a substrate processing facility that simultaneously or sequentially processes a plurality of substrates, thereby increasing the throughput of the facility to increase the overall productivity of the substrate. In addition, since a substrate transfer apparatus for simultaneously loading and unloading substrates is provided, it is very easy to implement a process chamber for processing a plurality of substrates. In addition, the present invention can improve the productivity by reducing the transfer time of the substrate.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보 다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.In order to fully understand the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiment of the present invention may be modified in various forms, the scope of the invention should not be construed as limited to the embodiments described in detail below. This example is provided to those skilled in the art to more fully describe the present invention. Therefore, the shape of the elements in the drawings and the like may be exaggerated to emphasize a more clear description. It should be noted that the same members in each drawing are sometimes shown with the same reference numerals. Detailed descriptions of well-known functions and configurations that are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention are omitted.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 기판 이송 장치 및 그것을 사용한 기판 처리 설비를 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings illustrating a preferred embodiment of the present invention, the substrate transfer apparatus of the present invention and the substrate processing equipment using the same will be described in detail. In addition, in the drawings, the same reference numerals are denoted together for components that perform the same function.
본 발명의 기본적인 의도는 복수 매의 기판 처리 능력을 구비한 기판 처리 설비에서 보다 효율적인 기판 교환 방식을 제공함으로서 생산성을 높일 수 있도록 하는데 있다. The basic intention of the present invention is to increase productivity by providing a more efficient substrate exchange method in a substrate processing facility having a plurality of substrate processing capabilities.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 이송 장치가 적용된 기판 처리 설비를 보여주는 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 기판 이송 장치를 보여주는 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 기판 이송 장치의 단면도이다. 도 4는 회전 플레이트 암의 회전 각도를 감지하는 감지부를 보여주는 도면이다.1 is a view showing a substrate processing apparatus to which a substrate transfer apparatus according to an embodiment of the present invention is applied. FIG. 2 is a view showing the substrate transfer apparatus shown in FIG. 1. 3 is a cross-sectional view of the substrate transfer apparatus shown in FIG. 1. 4 is a view showing a sensing unit for detecting a rotation angle of the rotating plate arm.
도면을 참조하면, 반송 로봇(500)은 로드포트(미도시됨)에 놓여진 풉으로부터 일회 동작에 3장의 기판(w)을 반출하여 트랜스퍼 챔버(400)로 반입할 수 있는 3개의 암들(510) 구조를 갖는 로봇으로 구성될 수 있다. 즉, 반송 로봇(500)은 3장의 기판(w)을 기판 이송 장치(100)의 제1,2,3회전 플레이트 암(121,122,123)들로 인계할 수 있는 그리고 기판 이송 로봇(100)의 제4,5,6회전 플레이트 암들(124,125,126)로부터 3장의 기판(w)을 인계 받을 수 있는 다단의 암 구조를 갖는다. 그리고 반송 로봇(500)은 승강 및 하강이 가능하다. Referring to the drawings, the
반응 챔버(200)는 기판 이송 장치(100)의 회전 플레이트 암들(121-126)의 회전 경로(S)상에 위치되는 3개의 서셉터(220,230,240)를 갖는다. 반응 챔버(200)는 피처리 기판(w)이 각각 놓여지는 제1,2,3서셉터(220,230,240)가 배치된 반호 형상의 내부 공간(200)을 갖는다. 반응 챔버(200)의 일측면(트랜스퍼 챔버와 접하는 측면)에는 피처리 기판(w)들의 입출력을 위해 슬릿 밸브(미도시됨)가 설치된 기판 출입구(210)를 갖는다. 제1서셉터(220)는 반응 챔버(200)의 기판 출입구(310)와 가장 가깝게 위치되며, 그 다음에 제2서셉터(230) 그리고 기판 출입구(310)로부터 가장 먼 곳에 제3서셉터(240)가 위치된다. 도시하지 않았지만, 제1,2,3서셉터(220,230,240)는 기판 이송 장치(100)로부터 기판(w)을 인수/인계 하기 위한 리프트핀들을 갖으며, 제1,2,3서셉터(220,230,240)의 리프트핀들은 기판(w)의 인수/인계를 위한 높이가 서로 다르게 설정된다. 예컨대, 기판 출입구(310)에서 가장 가까운 제1서셉터(220)에서의 인수/인계 높이가 가장 낮고, 그 다음에 제2서셉터(230)와 제3서셉터(240) 순으로 기판의 인수/인계 높이가 순차적으로 높아진다. 이러한 서셉터들에서의 기판 인수/인계 높이가 상이하게 설정된 것은 기판 이송 장치(100)와의 기판 인수/인계과정에서의 간섭 및 충돌을 예방하기 위한 것이다. 반응 챔버(200)는 도 10에서와 같이 2개의 서셉터(220,230)를 구비할 수 있으며, 서셉터의 개수에 따라 기판 이송 장치(100)의 회전플레이트 암의 개수도 변경될 수 있다. The
또한, 반응 챔버(200)는 트랜스퍼 챔버(400)의 일측방향에만 배치되지 않고, 도 11 내지 도 13에서와 같이 트랜스퍼 챔버(400b)의 양측에 서로 대칭되게 배치될 수 있다. 또한, 트랜스퍼 챔버(400b)를 사이에 두고 서로 대칭되는 구조의 반응 챔버를 적용하는 경우에는 서셉터의 개수를 늘릴 수 있는 것이다. 도 11에는 반응 챔버(200b-1,200b-2) 각각에 하나의 서셉터(220)가 구비된 예를 보여주며, 도 12에는 반응챔버(200c-1,200c-2) 각각에 2개의 서셉터(220,230)가 구비된 예를 보여주고 있고, 도 13에는 3개의 서셉터(220,230,240)가 각각 구비된 반응챔버(200d-1,200d-2)를 보여주고 있다. 특히, 13에서와 같이 반응챔버 각각에 3개의 서셉터가 구비되는 경우에는 하나의 6개의 회전플레이트 암들이 구비된 2개의 기판 이송 장치(100-1,100-2)를 배치하여 운영하는 것이 바람직하다. In addition, the
여기서, 피 처리 기판(w)은 반도체 회로를 제조하기 위한 웨이퍼 기판이거나 액정 디스플레이를 제조하기 위한 유리 기판이다. 여기서 반응 챔버(200)는 다양한 기판 프로세싱 작동들을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 반응 챔버는 포토 레지스트를 제거하기 위해서 플라즈마를 이용하여 포토 레지스트를 제거하는 애싱(ashing) 챔버일 수 있고, 반응 챔버는 절연막을 증착시키도록 구성된 CVD(Chemical Vapor Deposition) 챔버일 수 있고, 반응 챔버는 인터커넥트 구조들을 형성하기 위해 절연막에 애퍼쳐(aperture)들이나 개구들을 에치하도록 구성된 에치 챔버일 수 있고, 반응 챔버는 장벽(barrier) 막을 증착시키도록 구성된 PVD 챔버일 수 있으며, 반응 챔버는 금속막을 증착시키도록 구성된 PVD 챔버일 수 있 다. 집적 회로 또는 칩의 완전한 제조에 요구되는 모든 프로세스를 수행하기 위해 다수의 프로세싱 시스템들이 요구될 수 있다. Here, the processing target substrate w is a wafer substrate for manufacturing a semiconductor circuit or a glass substrate for manufacturing a liquid crystal display. Here, the
도 1 및 도 3을 참조하면, 트랜스퍼 챔버(400)는 반호 형상의 반응 챔버(200)와 인접한 일측 공간에 위치된다. 트랜스퍼 챔버(400)는 반송로봇과의 기판 출입을 위한 기판 출입구(410)를 갖는다. 트랜스퍼 챔버에는 본 발명의 기판 이송 장치가 설치된다. 1 and 3, the
기판 이송 장치(100)는 3매의 기판(w)을 처리하기 위한 반응 챔버(200)에서 3매의 기판(w)을 동시에 반송하기 위한 것이다. 기판 이송 장치(100)는 한번에 3장의 기판(w)을 제1,2,3서셉터(220,230,240)로 로딩 및 언로딩 할 수 있는 것으로, 특히 본 발명의 실시예에서 도시한 복수개의 서셉터를 갖는 반응 챔버로의 기판(w) 이송에 매우 적합한 구조를 갖고 있다. The
도 2 내지 7에 도시된 바와 같이, 기판 이송 장치(100)는 구동부에 의해 독립적으로 회전되는 제1,2축(130,140)을 갖는 이중관 구조의 축부재, 제1,2축(130,140)의 회전에 의해 부채꼴 형태로 단계적으로 펼쳐지는 로딩/언로딩용 회전 플레이트 암(121-126)들, 회전 플레이트 암들의 회전단을 지지하는 지지부재(110) 그리고 회전플레이트 암(121-126)들이 예정된 각을 통해 서로 다른 회전 반경으로 회전되도록 축부재에 회전 플레이트 암(121-126)들을 각각 연결하는 회전각 조절부재(160)를 갖는다. As shown in FIGS. 2 to 7, the
먼저, 회전 플레이트 암(121-126)들은 총 6개로 3개는 기판(w) 언로딩을 담당하며, 나머지 3개는 기판(w) 로딩을 담당하는 것으로, 6개의 회전 플레이트 암(121-126)들은 제1,2축(130,140)에 서로 다른 높이로 설치되며, 반송 로봇(500)에 의해 반송되어진 3장의 기판(w)을 인계 받아 제1,2,3서셉터(220,230,240)로 기판(w)들을 로딩하기 위하여 부채꼴 형태로 펼쳐지거나 접혀지고, 제1,2,3서셉터(220,230,240)로부터 기판(w)들을 언로딩하기 위하여 부채꼴 형태로 펼쳐지거나 접혀진다. First, the rotating plate arms 121-126 are six in total, three are responsible for unloading the substrate (w), and the remaining three are responsible for loading the substrate (w), and the six rotating plate arms 121-126 are used. ) Are installed at different heights on the first and
세부적으로 살펴보면, 최상단에 위치되는 제1,2,3회전 플레이트 암(121,122,123)들은 제1,2,3서셉터로 기판 로딩을 담당하는 암들이고, 그 아래에서 위치되는 제4,5,6회전 플레이트 암들(124,125,126)은 제1,2,3서셉터로부터 기판 언로딩을 담당하는 암들이다. 즉, 제1,4회전 플레이트 암(121,124)은 제3서셉터(240)로/로부터 기판(w) 로딩/언로딩을 담당하는 암들로, 이 둘은 동일한 제1회전반경(P32)을 갖는다. 제2,5회전 플레이트 암(122,125)은 제2서셉터(230)로/로부터 기판(w) 로딩/언로딩을 담당하는 암들로, 이 둘은 제1회전반경(P32)보다 짧은 제2회전반경(P31)을 갖는다. 제3,6회전 플레이트 암(123,126)은 제1서셉터(230)로/로부터 기판(w) 로딩/언로딩을 담당하는 암들로, 이 둘은 제2회전반경(P31)보다 짧은 제3회전반경(P30)을 갖는다. In detail, the first, second and third
제1,2,3회전 플레이트 암(121,122,123)들과 제4,5,6회전 플레이트 암(124,125,126)들은 부채꼴 형태로 펼쳐졌을 때 각각의 해당하는 서셉터들(220,230,240) 상부에 위치하게 되며, 접혀졌을 때에는 트랜스퍼 챔버(400)의 대기 위치에서 하나의 정렬 선에 수직으로 정렬된다(도 1 참조). 제1-6회전 플레이트 암(121-126)들 각각은 끝단에 제1,2축(130,140)에 연결되는 넓직한 원판형상의 회 전단(170)을 갖는다. 회전단(170)은 지지부재(110)의 지지테이블(150)상에서 위치하게 된다. The first, second and third
제1,2축(130,140)은 구동부의 회전력을 각각 제공받는 하단부(132,142)를 갖는다. 이 제1,2축(130,140)의 하단부(132,142)는 트랜스퍼 챔버(400)의 외부에 위치하게 되며, 밸트, 풀리와 같은 동력전달부재(미도시됨)를 통해 구동부로부터 회전력을 각각 전달받게 된다. 제1축(130)은 로딩용에 해당되는 제1,2,3회전 플레이트 암(121,122,123)들을 회전시키기 위하여 제2축(140)의 내부를 관통하여 길게 형성되고, 제2축(140)은 제1축(130)이 지나가도록 관형상으로 이루어지며, 언로딩용(4번째부터 6번째) 플레이트 암(124,125,126)들을 회전시키기 위한 것으로 제1축(130)보다는 당연히 짧게 형성된다. 제1,2축(130,140)은 트랜스퍼 챔버(400)의 바닥(102)을 관통하여 설치되는데, 트랜스퍼 챔버(400)의 바닥(102) 저면에는 제1,2축(130,140)을 지지하는 지지블럭(112)이 설치된다. 지지블럭(112)에는 트랜스퍼 챔버(400)의 기밀유지를 위한 오링(116)을 갖는다. 도 3에 표시된 도면 참조부호 118과 144는 베어링을 표시한 것으로 상세한 설명은 생략하기로 한다. The first and
지지부재(110)는 트랜스퍼 챔버(400)내에 위치하게 되며, 회전 플레이트 암(121-126)을 각각 지지하는 6개의 지지테이블(150)들로 구성된다. 지지부재(110)와 트랜스퍼 챔버(400)의 접촉면에는 기밀 유지를 위한 오링(114)이 설치된다. 6개의 지지테이블(150)들은 후단이 하나의 몸체로 연결되어 있으며, 각각의 지지테이블(150)들은 제1,2축(130,140)이 지나갈 수 있는 중앙통로(152)를 갖으며, 상면에는 유도홈(151)과 스톱퍼(154)가 구비되어 있다. 유도홈(151)은 회전각 조절부재의 연결체(160)가 위치되는 부분으로, 제1,2축(1301,40)의 최대 회전각도(P20) 만큼 연결체(160)의 회전을 안내하게 된다. 그리고 스톱퍼(154)는 회전 플레이트 암의 보조 가이드홈(172)에 끼워진다. 지지테이블(150)들은 서로 이격되게 위치되는데, 그 사이 공간으로는 회전 플레이트 암들의 회전단(170)이 삽입되어 위치하게 된다. 도 4에는 회전 플레이트 암의 회전을 감지하는 감지 구조를 간략하게 보여주고 있다. 즉, 회전 플레이트 암의 회전단(170)의 일면에 다수의 수광센서(k1)들을 배치하고, 지지테이블(150)의 일면에 수광센서들과 반응하는 발광센서(k2)들을 배치하여 이들 센서들의 신호를 제어부가 수신해서 회전 플레이트 암이 정상적으로 회전하였는지를 감지할 수 있다. The
회전플레이트 암과 회전각 조절부재 그리고 지지테이블의 유기적인 결합 관계는 도 5 및 도 6을 참조하며 설명하기로 한다. The organic coupling relationship between the rotating plate arm, the rotation angle adjusting member, and the support table will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
도 5 및 도 6은 회전플레이트 암과 회전각 조절부재 그리고 지지테이블의 유기적인 결합 관계를 좀 더 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다. 도 5 및 6은 최상단에 위치하는 제1회전플레이트 암에 설치되는 회전각 조절부재를 예를 들어 설명한다. 5 and 6 are views for explaining in more detail the organic coupling relationship between the rotation plate arm, the rotation angle adjustment member and the support table. 5 and 6 illustrate, by way of example, a rotation angle adjusting member installed on the first rotating plate arm positioned at the top.
회전각 조절부재는 연결체(160)와, 제1회전 플레이트 암(121)에 형성되는 가이드홈(173)을 포함한다. 연결체(160)는 키홈(163)을 갖고, 제1축(130)에는 키(131)이 형성되어 있어서, 연결체(160)는 제1축(130)에 키 결합되며, 회전단(170)에 형성된 가이드홈(173)에 끼워지는 고정핀(161)을 갖는다. 고정핀(161)은 지지테이블(150)의 유도홈(151)에 안착된다. 이 고정핀(161)은 제1회전 플레이트 암(121)의 가이드홈(173)에 끼워져서, 기설정된 회전 반경에 따라 회전 플레이트 암(121)를 회전시킨다. 다시 말해 제1축(130)의 회전력은 연결체(160)를 통해 제1회전플레이트 암(121)로 전달되며, 그 전달되는 시점은 가이드홈(173)의 길이에 따라 변경된다. 우선, 연결체(160)는 제1축(130)에 키 결합되기 때문에 제1축(130)과 함께 최대 회전각도(p20)까지 회전된다. 본 실시예에서는 연결체(160)가 제1축(130)에 결합되는 별도의 부품으로 도시하고 설명하였으나, 필요에 따라서는 이 연결체(160)가 제1축(130)에 일체형으로도 제공될 수 있음은 당연하다. 한편, 연결체(160)의 고정핀(161)은 가이드홈(173)에 끼워진 상태로 회전하게 되는데, 가이드 홈(173)의 길이가 길수록 회전플레이트 암(121)의 회전시점은 고정핀(161)이 가이드 홈(173)에서 이동되는 시간만큼 지연되고 따라서 회전플레이트 암(121)의 회전각도도 작게 나오게 되는 것이다. 도 5 및 도 6에 도시된 제1회전플레이트 암(121)은 제3서셉터(240)의 기판 로딩을 담당하기 때문에 회전축의 회전각도(p20)와 동일한 회전반경(P32)을 갖는다. 따라서, 제1회전플레이트 암(121)은 가이드홈(173)이 고정핀(161)이 이동할 수 있는 이동공간을 제공하지 않기 때문에 제1축(130)과 연동하여 회전된다. 한편, 제1회전플레이트 암(121)의 회전단(170)에는 지지테이블(150)로부터 돌출된 스톱퍼(154)가 끼워지는 보조 가이드홈(172)이 형성된다. 이 보조 가이드홈(172)은 제1회전플레이트 암(121)의 회전반경과 동일한 반경의 스톱퍼 이동공간을 제공한다. 제1회전플레이트 암(121)의 회전이 완료되면 스톱퍼(154)는 보조 가이드홈(172)의 끝단에 걸리게 된다. 제1회전플레이트 암(121)의 회전은 고정핀(161)과 스톱퍼(154)에 의해 안정적으로 이루어진다. The rotation angle adjusting member includes a connecting
도 7은 제1,2,3회전플레이트 암(121,122,123)의 회전반경을 각각 설명하기 위한 도면이다. 참고로, 제1회전플레이트 암(121)은 제4회전플레이트 암(124)과 동일한 회전반경을 갖으며, 제2회전플레이트 암(122)은 제5회전플레이트 암(125)과 동일한 회전반경을 갖는다. 그리고 제3회전플레이트 암(123)은 제6회전플레이트 암(126)과 동일한 회전반경을 갖는다. 따라서 본 실시예에서는 제1,2,3 회전플레이트 암에 대해서만 설명하기로 한다. 7 is a view for explaining the rotation radius of the first, second, third
도 7의 상단에 도시한 제1회전플레이트 암(121)은 제3서셉터(240)의 기판 이송을 담당하는 회전플레이트 암으로, 제1축(130)의 회전각도(P20)와 동일한 제1회전반경(P32)을 갖으며, 이에 대한 설명은 바로 전에 설명하였기에 생략한다. 참조부호 P32는 제1회전플레이트 암의 회전반경을 표시한 것이며, P20은 제1축의 회전각도를 표시한 것이다.The first
도 7의 중간에 도시한 제2회전플레이트 암(122)은 제2서셉터(230)의 기판 이송을 담당하는 회전플레이트 암으로써, 제1회전플레이트 암(121)보다는 그 회전반경이 작으며, 그것은 가이드홈(173)이 제1각도(P21)에 해당되는 고정핀(161)의 프리 이동공간을 제공하기 때문이다. 따라서, 제2회전플레이트 암(122)은 연결체(160)가 제1각도(P21)까지 이동하는 동안에는 회전하고 있지 않다가 연결체(160)가 제1각도(P21)를 넘어가는 시점(고정핀이 가이드홈의 끝에 걸리게 되는 시점)부터 회전을 시작하게 된다. 즉, 제2회전플레이트 암(122)의 회전반경(P31)은 제1축(130)의 회전각도(P20)에서 제1각도(P21)(가이드홈이 제공하는 고정핀의 프리 이동공간에 해당)를 제외한 나머지 각도가 되는 것이다. The second
그리고, 제2회전플레이트 암(122)의 보조 가이드홈(172)의 스톱퍼 이동각도는 회전반경과 동일하기 때문에 제1회전플레이트 암(121)의 보조 가이드 홈(172)보다 스톱퍼(154)의 이동각도가 작다는 것을 알 수 있다. 보조 가이드홈(172)에 끼워진 스톱퍼(154)는 보조적으로 제2회전플레이트 암(122)의 회전을 가이드해줄 뿐만 아니라 정지된 상태에서는 스톱퍼(154)가 보조 가이드홈(172) 끝단에 걸려 회전단(170)을 지지하는 역할도 갖는다 할 것이다. 참조부호 P31은 제2회전플레이트 암의 회전반경을 표시한 것이며, P21은 고정핀이 가이드홈에서 이동되는 회전범위를 표시한 것이다.Since the stopper movement angle of the
도 7의 아래에 도시한 제3회전플레이트 암(123)은 제1서셉터(220)의 기판 이송을 담당하는 회전플레이트 암으로써, 제2회전플레이트 암(122)보다는 그 회전반경이 작으며, 그것은 가이드홈(173)이 제2각도(P22)(제1각도의 2배 정도에 해당)에 해당되는 고정핀(161)의 프리 이동공간을 제공하기 때문이다. 따라서, 제3회전플레이트 암(123)은 연결체(160)가 제2각도(P22)까지 이동하는 동안에는 회전하고 있지 않다가 연결체(160)가 제2각도(P22)를 넘어가는 시점(고정핀이 가이드홈의 끝에 걸리게 되는 시점)부터 회전을 시작하게 된다. 즉, 제3회전플레이트 암(123)의 회전반경(P30)은 제1축(130)의 회전각도(P20)에서 제2각도(가이드홈이 제공하는 고정핀의 프리 이동공간에 해당)(P22)를 제외한 나머지 각도가 되는 것이다. The third
앞에서 설명한 바와 같이, 제3회전플레이트 암(123)의 보조 가이드홈(172)의 스톱퍼 이동각도는 회전반경(P30)과 동일하기 때문에 제2회전플레이트 암(122)의 보조 가이드 홈(172)보다 스톱퍼의 이동각도가 작다는 것을 알 수 있다. 참조부호 P30은 제3회전플레이트 암의 회전반경을 표시한 것이며, P22은 고정핀이 가이드홈에서 이동되는 회전범위를 표시한 것이다.As described above, since the stopper moving angle of the
즉, 상술한 구조에 의해 제1,2,3회전 플레이트 암(121,122,123)은 제1축(130)의 회전에 의해 단계적으로 회전되면서 부채꼴 형태로 펼쳐지거나 접혀지는 전개 구조를 갖게 된다. That is, according to the above structure, the first, second, and third
도 8은 기판 이송 장치에 의한 기판의 로딩/언로딩 과정을 단계적으로 보여주는 도면이다.8 is a diagram illustrating a process of loading / unloading a substrate by a substrate transfer apparatus step by step.
도 8을 참조하면, 제1,2,3회전 플레이트 암(121,122,123)들과 제4,5,6회전 플레이트 암(124,125,126)들은 부채꼴 형태로 펼쳐져서 각각의 해당하는 서셉터들(220,230,240) 상부에 위치하게 된다. 이때 제1,2,3회전 플레이트 암들에는 반송 로봇(500)으로부터 전달받은 처리전 기판이 놓여진다. 공정을 마친 기판(w)들은 리프트핀들에 의해 제4,5,6회전 플레이트 암(124,125,126)들에 각각 놓여지게 된다. Referring to FIG. 8, the first, second and third
공정을 마친 기판(w)들은 제4,5,6회전 플레이트 암(124,125,126)들이 접혀지면서 트랜스퍼 챔버(400)로 언로딩된다. 그리고 제4,5,6회전 플레이트 암(124,125,126)들이 접혀지면, 제1,2,3회전 플레이트 암(121,122,123)들에 각각 놓여진 기판(w)들은 리프트 핀들에 의해 들어 올려진 후, 제1,2,3회전 플레이트 암(121,122,123)들이 대기 위치로 접혀지고 나면, 각 서셉터에 기판(w)들이 놓여지면 로딩이 완료된다. 도면에는 편의상 기판이 생략되었다. After the process, the substrates w are unloaded into the
도 9에 도시된 기판 이송 장치는 로딩용 회전플레이트 암과 언로딩용 회전플 레이트 암이 교대로 배치된 것으로, 기판의 로딩/언로딩 과정은 앞에서 언급한 바와 같은 동일한 과정을 거치게 된다. In the substrate transfer apparatus illustrated in FIG. 9, the rotating plate arm for loading and the rotating plate arm for unloading are alternately disposed, and the loading / unloading process of the substrate goes through the same process as mentioned above.
본 발명에 의하면, 트랜스퍼 챔버 내부의 높이 및 면적을 슬림화할 수 있고 기판 이송 장치의 설치 비용을 줄일 수 있는 이점이 있다. 즉, 트랜스퍼 챔버에 설치된 기판 이송 장치는 한번에 3장의 기판들을 로딩함과 동시에 언로딩할 수 있기 때문이다. According to the present invention, there is an advantage that the height and the area inside the transfer chamber can be reduced and the installation cost of the substrate transfer device can be reduced. That is, the substrate transfer apparatus installed in the transfer chamber can load and unload three substrates at a time.
이상에서 설명된 본 발명의 기판 이송 장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiment of the substrate transfer apparatus of the present invention described above is merely illustrative, and those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Could be. Therefore, it will be understood that the present invention is not limited only to the form mentioned in the above detailed description. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims. It is also to be understood that the present invention includes all modifications, equivalents, and substitutes within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
본 발명의 기판 이송 장치는 반도체 집적 회로의 제조, 평판 디스플레이 제조, 태양전지의 제조와 같은 다양한 기판 처리 공정을 위한 기판 처리 시스템으로 매우 유용하다. The substrate transfer device of the present invention is very useful as a substrate processing system for various substrate processing processes such as manufacturing semiconductor integrated circuits, manufacturing flat panel displays, and manufacturing solar cells.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 이송 장치가 적용된 기판 처리 설비를 보여주는 도면이다. 1 is a view showing a substrate processing apparatus to which a substrate transfer apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
도 2는 도 1에 도시된 기판 이송 장치를 보여주는 도면이다. FIG. 2 is a view showing the substrate transfer apparatus shown in FIG. 1.
도 3은 도 1에 도시된 기판 이송 장치의 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of the substrate transfer apparatus shown in FIG. 1.
도 4에는 회전 플레이트 암의 회전을 감지하는 감지 구조를 간략하게 보여주고 있다4 briefly shows a sensing structure for detecting the rotation of the rotating plate arm.
도 5 및 도 6은 회전플레이트 암과 회전각 조절부재 그리고 지지테이블의 유기적인 결합 관계를 설명하기 위한 도면들이다.5 and 6 are views for explaining the organic coupling relationship between the rotating plate arm, the rotation angle adjustment member and the support table.
도 7은 제1,2,3회전플레이트 암의 회전반경을 각각 설명하기 위한 도면이다. 7 is a view for explaining the rotation radius of the first, second, third rotation plate arms, respectively.
도 8은 기판 이송 장치에 의한 기판의 로딩/언로딩 과정을 단계적으로 보여주는 도면이다.8 is a diagram illustrating a process of loading / unloading a substrate by a substrate transfer apparatus step by step.
도 9는 로딩용 회전플레이트 암과 언로딩용 회전플레이트 암이 교대로 배치된 기판 이송 장치에 의한 기판의 로딩/언로딩 과정을 단계적으로 보여주는 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating a process of loading / unloading a substrate by a substrate transfer apparatus in which a loading rotating plate arm and an unloading rotating plate arm are alternately disposed.
도 10은 2개의 서셉터가 구비된 반응 챔버를 갖는 기판 처리 설비를 보여주는 도면이다.10 shows a substrate processing facility having a reaction chamber with two susceptors.
도 11은 하나의 서셉터를 갖는 반응챔버가 트랜스퍼 챔버를 사이에 두고 서로 마주보며 배치된 기판 처리 설비를 보여주는 도면이다.11 is a view showing a substrate processing apparatus in which a reaction chamber having one susceptor is disposed to face each other with a transfer chamber interposed therebetween.
도 12는 두개의 서셉터를 갖는 반응챔버가 트랜스퍼 챔버를 사이에 두고 서 로 마주보며 배치된 기판 처리 설비를 보여주는 도면이다.12 is a view showing a substrate processing apparatus in which reaction chambers having two susceptors are disposed to face each other with a transfer chamber interposed therebetween.
도 13은 3개의 서셉터를 갖는 반응챔버가 트랜스퍼 챔버를 사이에 두고 서로 마주보며 배치된 기판 처리 설비를 보여주는 도면이다.FIG. 13 illustrates a substrate processing facility in which reaction chambers having three susceptors are disposed to face each other with a transfer chamber interposed therebetween.
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