KR20110075079A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20110075079A KR1020090131416A KR20090131416A KR20110075079A KR 20110075079 A KR20110075079 A KR 20110075079A KR 1020090131416 A KR1020090131416 A KR 1020090131416A KR 20090131416 A KR20090131416 A KR 20090131416A KR 20110075079 A KR20110075079 A KR 20110075079A
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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 있어서, 풉이 안착되는 복수의 로드 포트와; 웨이퍼의 수취를 위한 이송 암을 갖는 이송 로봇과; 상기 풉이 상기 로드 포트에 안착 가능하도록 정렬되는 제1 정렬 위치와, 상기 이송 암의 회전 반경 내에서 상기 이송 암이 상기 풉 내부로 삽입 가능하도록 상기 이송 암의 회전 반경 내에 정렬되는 제2 정렬 위치 중 어느 하나로 상기 복수의 로드 포트가 정렬되도록 상기 복수의 로드 포트 중 적어도 어느 하나를 이동시키는 포트 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 풉에 적재되는 웨이퍼를 이송하기 위한 이송 로봇의 직선 운동을 제거하여 이송 로봇의 흔들림을 방지하고 프로세스 타임을 감소시킬 수 있다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE TREATING APPARATUS}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 풉에 적재되는 웨이퍼를 이송하기 위한 이송 로봇의 직선 운동을 제거하여 이송 로봇의 흔들림을 방지하고 프로세스 타임을 감소시킬 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 기판인 웨이퍼 상에 여러 가지 물질을 박막 형태로 증착하고 이를 패턴닝하여 구현되는데, 이를 위해 증착 공정, 식각 공정, 세정 공정, 건조 공정 등의 여러 단계의 서로 다른 공정이 요구된다.
이러한 각각의 공정에서 처리 대상물인 웨이퍼는 해당 공정의 진행에 최적의 환경을 갖는 복수의 프로세스 모듈에 배치되어 처리되는데, 이와 같이 처리 대상물인 복수의 웨이퍼를 프로세스 모듈로 이송하여 프로세스가 진행될 수 있도록 하는 기판 처리 장치가 사용된다.
도 1은 종래의 기판 처리 장치(100)의 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 기판 처리 장치(100)는 진공 상태에서 웨이퍼에 대한 가공 을 수행하는 프로세스 챔버(110)(Process chamber)와, 프로세스 챔버(110)와 연결되어 프로세스 챔버(110) 내의 진공도를 유지시킴과 동시에 프로세스 챔버(110)에서 가공될 웨이퍼와 가공이 완료된 웨이퍼를 임시 보관하는 로드 락 챔버(120)(Load lock chamber)를 포함한다.
또한, 기판 처리 장치(100)에는 복수의 로드 포트(140a,140b,140c)(Load port)가 설치되는데, 각 로드 포트(140a,140b,140c)에는 웨이퍼가 초기 또는 최종적으로 적재되는 전면 개방 방식의 풉(150a,150b,150c)(FOUP : Front Opening Unified Pod)이 안착된다. 도 1에서는 3개의 로드 포트(140a,140b,140c)에 하나씩의 풉(150a,150b,150c)이 안착되는 예를 도시하고 있다.
여기서, 풉(150a,150b,150c)은 오버 헤드 트랜스퍼(OHT : Over Head Transfer, 미도시)에 의해 각각의 로드 포트(140a,140b,140c)에 안착된다. 즉, 기판 처리 장치(100)를 통해 가공될 복수의 웨이퍼가 적재된 풉(150a,150b,150c)이 오버 헤드 트랜스퍼에 의해 이송되되 각 로드 포트(140a,140b,140c)에 안착되고, 가공이 완료된 상태로 웨이퍼가 풉(150a,150b,150c)에 적재되면 다시 오버 헤드 트랜스퍼가 로드 포트(140a,140b,140c)로부터 풉(150a,150b,150c)을 제거하고 새로운 풉(150a,150b,150c)을 로드 포트(140a,140b,140c)에 안착시킨다.
이 때, 오버 헤드 트랜스퍼는 3개의 풉(150a,150b,150c)을 동시에 파지한 상태에서 3개의 로드 포트(140a,140b,140c)에 풉(150a,150b,150c)을 안착시키거나, 3개의 로드 포트(140a,140b,140c)에 각각 안착되어 있는 3개의 풉(150a,150b,150c)을 동시에 파지하여 로드 포트(140a,140b,140c)로부터 풉(150a,150b,150c)을 제거 하게 된다. 이를 위해 로드 포트(140a,140b,140c)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 오버 헤드 트랜스퍼의 이동 방향을 따라 일렬로 정렬된다.
한편, 로드 포트(140a,140b,140c)에 안착된 풉(150a,150b,150c)으로부터 웨이퍼를 인출시켜 로드 락 챔버(120)로 이송시키거나 가공이 완료된 상태로 로드 락 챔버(120)에 임시 보관되는 웨이퍼를 다시 풉(150a,150b,150c)에 적재시키기 위한 ATM 로봇과 같은 이송 로봇(130)이 로드 포트(140a,140b,140c)와 로드 락 챔버(120) 사이에 배치된다.
여기서, 이송 로봇(130)은 LM 가이드(131)와 같은 직선 운동을 위한 구동부를 통해 로드 포트(140a,140b,140c)의 정렬 방향을 따라 직선 왕복 운동 가능하게 설치되고, 웨이퍼를 수취하기 위한 이송 암이 회전 운동 가능하게 마련되어 각 로드 포트(140a,140b,140c)에 안착된 풉(150a,150b,150c)과 로드 락 챔버(120) 사이에서 웨이퍼를 이송하게 된다.
도 1의 미설명 참조번호 111은 로드 락 챔버(120)와 프로세스 챔버(110) 사이의 이송 챔버이고, 미설명 참조번호 112는 로드 락 챔버(120)와 프로세스 챔버(110) 간의 웨이퍼의 이송을 수행하는 로봇이다.
상술한 바와 같이, 종래의 기판 처리 장치에서는 복수의 로드 포트가, 도 1에 도시된 바와 같이, 오버 헤드 트랜스퍼의 이동 방향을 따라 일렬로 정렬되어 있어, 각 로드 포트에 안착된 풉과 로드 락 챔버 사이에서 웨이퍼의 이송하기 위한 이송 로봇이 LM 가이드와 같은 직선 운동을 위한 구조가 설치되어야 한다.
그런데, LM 가이드에 의한 이송 로봇의 직선 운동 과정에서 이송 로봇에 흔들림이 발생하여 자칫 웨이퍼가 이송 암으로부터 떨어져 파손될 우려가 있다. 또한, 웨이퍼의 이송을 위해 이송 로봇이 직선 운동을 진행하게 되고, 직선 운동만큼의 시간이 소요되어 전체 프로세스 타임을 증가시키는 단점이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 풉에 적재되는 웨이퍼를 이송하기 위한 이송 로봇의 직선 운동을 제거하여 이송 로봇의 흔들림을 방지하고 프로세스 타임을 감소시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 기판 처리 장치에 있어서, 풉이 안착되는 복수의 로드 포트와; 웨이퍼의 수취를 위한 이송 암을 갖는 이송 로봇과; 상기 풉이 상기 로드 포트에 안착 가능하도록 정렬되는 제1 정렬 위치와, 상기 이송 암의 회전 반경 내에서 상기 이송 암이 상기 풉 내부로 삽입 가능하도록 상기 이송 암의 회전 반경 내에 정렬되는 제2 정렬 위치 중 어느 하나로 상기 복수의 로드 포트가 정렬되도록 상기 복수의 로드 포트 중 적어도 어느 하나를 이동시키는 포트 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 복수의 로드 포트가 상기 제1 정렬 위치에 정렬된 상태에서 상기 풉을 상기 로드 포트에 안착시키거나 상기 로드 포트로부터 제거하는 오버 헤드 트랜스퍼를 더 포함하며; 상기 복수의 로드 포트는 상기 제1 정렬 위치에서 상기 오버 헤드 트랜스퍼의 이동 방향을 따라 일렬로 정렬될 수 있다.
그리고, 상기 복수의 로드 포트는, 상기 제1 정렬 위치 상에 고정되는 제1 로드 포트와; 상기 제1 로드 포트의 양측에 각각 배치되어 상기 포트 구동부의 구동에 따라 상기 제1 정렬 위치와 상기 제2 정렬 위치 간을 이동하는 한 쌍의 제2 로드 포트를 포함할 수 있다.
상기 구성에 의해 본 발명에 따르면, 종래의 기판 처리 장치에서 이송 로봇의 직선 왕복 운동을 위해 설치되었던 LM 가이드를 제거 가능하게 되어 이송 로봇의 직선 운동 과정에서의 흔들림 발생으로 웨이퍼가 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 직선 왕복 운동을 위한 LM 가이드의 제거로 인해 이송 로봇을 고정시킬 수 있게 되어, 이송 암의 회전 운동이 보다 안정적으로 진행 가능하게 된다.
그리고, 이송 암의 회전 운동 만으로 웨이퍼의 인출 및 적재가 가능하게 되 어 웨이퍼의 직선 왕복 운동에 소요되는 시간이 절약되어 결과적으로 전체 프로세스 타임을 감소시킬 수 있게 된다. 아울러, 기존의 오버 헤드 트랜스퍼와 같이 작업장의 구조물로 설치되는 구조를 변경하지 않고도 본 발명이 적용 가능하게 된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치(1)는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 프로세스 챔버(10)(Process chamber)와, 로드 락 챔버(20)(Load lock chamber) 와, 복수의 로드 포트(40a,40b,40c)(Load port)와, 이송 로봇(30) 및 포트 구동부(미도시)를 포함한다.
프로세스 챔버(10)는 진공 상태에서 웨이퍼에 대한 가공을 수행한다. 예컨대, 프로세스 챔버(10)에서는 웨이퍼 상에 여러 가지 물질을 박막 형태로 증착하고 이를 패터닝할 수 있도록, 증착 공정이나 식각 공정 등이 진행된다.
로드 락 챔버(20)는 프로세스 챔버(10)와 연결되어 프로세스 챔버(10) 내의 진공도를 유지시킴과 동시에 프로세스 챔버(10)에서 가공될 웨이퍼와 가공이 완료된 웨이퍼가 임시 보관된다. 여기서, 로드 락 챔버(20)와 프로세스 챔버(10) 사이의 이송 챔버(111) 내에는 로드 락 챔버(20)와 프로세스 챔버(10) 간의 웨이퍼의 이송을 수행하는 로봇(112)이 배치된다.
한편, 복수의 로드 포트(40a,40b,40c)에는 풉(50a,50b,50c)(FOUP : Front Opening Unified Pod)이 안착된다. 여기서, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(1)에서는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 3개의 로드 포트(40a,40b,40c)가 마련되는 것을 일 예로 하며, 이하에서는 3개의 로드 포트(40a,40b,40c)가 마련되는 것을 예로 하여 설명한다.
풉(50a,50b,50c)은 가공 전의 웨이퍼가 적재된 상태로 오버 헤드 트랜스퍼(OHT : Over Head Transfer)에 의해 이송되어 각 로드 포트(40a,40b,40c)에 안착된다. 또한, 웨이퍼의 가공이 완료되면 풉(50a,50b,50c)에 적재된 상태로 다시 오버 헤드 트랜스퍼에 의해 로드 포트(40a,40b,40c)로부터 제거되어 이송되고, 새로이 가공될 웨이퍼가 적재된 풉(50a,50b,50c)이 오버 헤드 트랜스퍼에 의해 이송되어 로드 포트(40a,40b,40c)에 안착된다.
여기서, 본 발명에 따른 로드 포트(40a,40b,40c)는 포트 구동부의 구동에 따라 제1 정렬 위치와 제2 정렬 위치 중 어느 하나로 정렬된다. 제1 정렬 위치에서는 오버 헤드 트랜스퍼가 풉(50a,50b,50c)을 로드 포트(40a,40b,40c)에 안착시키거나 로드 포트(40a,40b,40c)로부터 풉(50a,50b,50c)을 제거 가능하도록 3개의 로드 포트(40a,40b,40c)가 정렬된다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 제1 정렬 위치에서 3개의 로드 포트(40a,40b,40c)는 오버 헤드 트랜스퍼의 이동 방향을 따라 일렬로 정렬된다. 이에 따라, 오버 헤드 트랜스퍼가 풉(50a,50b,50c)을 파지한 상태에서 이동하여, 제1 정렬 위치로 정렬된, 즉 오버 헤드 트랜스퍼의 이동 방향을 따라 정렬된 3개의 로드 포트(40a,40b,40c)에 각각 풉(50a,50b,50c)을 안착시키게 된다.
한편, 제2 정렬 위치에서는, 이송 암(31)의 회전 반경 내에서 이송 암(31)이 풉(50a,50b,50c) 내부로 삽입 가능하도록, 도 4에 도시된 바와 같이, 3개의 로드 포트(40a,40b,40c)가 이송 암(31)의 회전 반경 내에 정렬된다.
보다 구체적으로 설명하면, 상술한 제1 정렬 위치에서 오버 헤드 트랜스퍼에 의해 3개의 로드 포트(40a,40b,40c)에 풉(50a,50b,50c)이 모두 안착되면, 포트 구동부의 구동에 따라 로드 포트(40a,40b,40c)가, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 정렬 위치로 이동하게 된다. 이 때, 제2 정렬 위치에서3개의 로드 포트(40a,40b,40c)는 이송 로봇(30)의 이송 암(31)의 회전 반경 내에 정렬되고, 이송 암(31)의 회전 만으로 각 로드 포트(40a,40b,40c)에 안착된 풉(50a,50b,50c) 내부의 웨이퍼를 외부로 인출시키거나 가공이 완료된 웨이퍼를 다시 풉(50a,50b,50c) 내부로 적재할 수 있게 된다.
그리고, 제2 정렬 위치에서 각 로드 포트(40a,40b,40c)에 안착된 풉(50a,50b,50c) 내부의 웨이퍼의 가공이 모두 완료되면, 포트 구동부가 로드 포트(40a,40b,40c)를, 도 3에 도시된 바와 같이, 다시 제1 정렬 위치로 이동시키게 되고, 오버 헤드 트랜스퍼가 제1 정렬 위치로 정렬된 로드 포트(40a,40b,40c)로부터 풉(50a,50b,50c)을 제거한 후 새로운 풉(50a,50b,50c)을 안착시키게 된다.
여기서, 본 발명에서는 3개의 로드 포트(40a,40b,40c) 중 가운데 배치되는 로드 포트(40a,40b,40c)(이하, '제1 로드 포트(40b)'라 함)는 제1 정렬 위치 상에 고정되고, 제1 로드 포트(40b)의 양측에 각각 배치된 한 쌍의 로드 포트(40a,40b,40c)(이하, '제2 로드 포트(40a,40c)'라 함)가 포트 구동부의 구동에 따라 제1 정렬 위치와 제2 정렬 위치 간을 이동하도록 마련되는 것을 일 예로 하였다.
이외에도, 2개의 로드 포트(40a,40b,40c)가 설치되는 경우에는 하나 또는 두 개 모두가 포트 구동부의 구동에 따라 제1 정렬 위치와 제2 정렬 위치 간을 이동하도록 마련될 수 있다. 그리고, 4개 이상의 로드 포트(40a,40b,40c)가 설치되는 경우, 4개 이상의 로드 포트(40a,40b,40c)가 제1 정렬 위치와 제2 정렬 위치 중 어느 하나로 정렬되도록 포트 구동부가 4개 이상의 로드 포트(40a,40b,40c) 중 적어도 하나 이상을 이동시킬 수 있다.
또한, 포트 구동부는 로드 포트(40a,40b,40c)를 제1 정렬 위치와 제2 정렬 위치 간을 이동시키는 다양한 형태로 마련될 수 있다. 예컨대, 도 2 내지 도 4에 도시된 한 쌍의 제2 로드 포트(40a,40c)의 바닥면에 제1 정렬 위치와 제2 정렬 위치 간의 이동을 안내하는 가이드 레일이 설치되고, 모터 등의 구동 수단의 구동에 따라 제2 로드 포트(40a,40c)가 가이드 레일을 따라 제1 정렬 위치와 제2 정렬 위치 간을 이동하도록 마련될 수 있다.
상기와 같은 구성에 따라, 종래의 기판 처리 장치(1)에서 이송 로봇(30)의 직선 왕복 운동을 위해 설치되었던 LM 가이드를 제거 가능하게 되어 이송 로봇(30)의 직선 운동 과정에서의 흔들림 발생으로 웨이퍼가 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 직선 왕복 운동을 위한 LM 가이드의 제거로 인해 이송 로봇(30)을 고정시킬 수 있게 되어, 이송 암(31)의 회전 운동이 보다 안정적으로 진행 가능하게 된다.
그리고, 이송 암(31)의 회전 운동 만으로 웨이퍼의 인출 및 적재가 가능하게 되어 웨이퍼의 직선 왕복 운동에 소요되는 시간이 절약되어 결과적으로 전체 프로세스 타임을 감소시킬 수 있게 된다. 아울러, 기존의 오버 헤드 트랜스퍼와 같이 작업장의 구조물로 설치되는 구조를 변경하지 않고도 본 발명이 적용 가능하게 된다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 별명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
도 1은 종래의 기판 처리 장치의 구성을 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 도시한 도면이고,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 복수의 로드 포트의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 번호에 대한 설명>
1 : 기판 처리 장치 10 : 프로세스 챔버
20 : 로드 락 챔버 30 : 이송 로봇
31 : 이송 암
40a,40b,40c : 로드 포트
50a,50b,50c : 풉

Claims (3)

  1. 기판 처리 장치에 있어서,
    풉이 안착되는 복수의 로드 포트와;
    웨이퍼의 수취를 위한 이송 암을 갖는 이송 로봇과;
    상기 풉이 상기 로드 포트에 안착 가능하도록 정렬되는 제1 정렬 위치와, 상기 이송 암의 회전 반경 내에서 상기 이송 암이 상기 풉 내부로 삽입 가능하도록 상기 이송 암의 회전 반경 내에 정렬되는 제2 정렬 위치 중 어느 하나로 상기 복수의 로드 포트가 정렬되도록 상기 복수의 로드 포트 중 적어도 어느 하나를 이동시키는 포트 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 로드 포트가 상기 제1 정렬 위치에 정렬된 상태에서 상기 풉을 상기 로드 포트에 안착시키거나 상기 로드 포트로부터 제거하는 오버 헤드 트랜스퍼를 더 포함하며;
    상기 복수의 로드 포트는 상기 제1 정렬 위치에서 상기 오버 헤드 트랜스퍼의 이동 방향을 따라 일렬로 정렬되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 로드 포트는,
    상기 제1 정렬 위치 상에 고정되는 제1 로드 포트와;
    상기 제1 로드 포트의 양측에 각각 배치되어 상기 포트 구동부의 구동에 따라 상기 제1 정렬 위치와 상기 제2 정렬 위치 간을 이동하는 한 쌍의 제2 로드 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100272890B1 (ko) * 1990-04-19 2000-12-01 조셉 제이. 스위니 이중 카세트 로드 로크
KR20080050358A (ko) * 2005-05-16 2008-06-05 어사이스트 테크놀로지스, 인코포레이티드 컨베이어와 반도체 처리 도구 로드포트 간의 인터페이스

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