KR20130096376A - 기판 캐리어 자동 이송 장치와 이를 이용한 기판 캐리어 이송방법 - Google Patents

기판 캐리어 자동 이송 장치와 이를 이용한 기판 캐리어 이송방법 Download PDF

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Abstract

다수의 기판을 적재하는 기판 캐리어의 자동 이송 장치는 다수의 가공 대상 기판을 내부에 적재하고 기판이 출입하는 적어도 하나의 개방 게이트를 구비하는 기판 캐리어에 분리가능하게 고정되는 그립부 및 그립부에 고정되며 기판 캐리어와 그립부의 고정에 연동하여 개방 게이트의 적어도 일부를 닫아서 게이트를 통한 기판의 돌출 및 이탈을 방지하는 기판 돌출 방지 부재를 포함한다. 개방 게이트를 갖는 기판 캐리어를 자동으로 이송하는 경우, 개방 게이트를 통하여 적재된 기판이 돌출하거나 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

Description

기판 캐리어 자동 이송 장치와 이를 이용한 기판 캐리어 이송방법 {An automatic carrier transfer for transferring a substrate carrier in a semiconductor manufacturing post-process and method of transferring the substrate carrier using the same}
본 발명은 기판 캐리어 자동 이송 장치 및 이를 이용한 기판 캐리어의 자동 이송 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 반도체 소자를 제조하기 위한 후공정에서 기판을 이송하는 기판 캐리어 자동 이송 장치 및 이를 이용한 기판 캐리어의 자동 이송 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 산업은 단위 면적에 보다 많은 소자들을 집적하기 위한 고집적 기술 및 보다 향상된 처리속도와 보다 많은 제품을 생산하기 위한 양산성을 추구하고 있다.
이에 따라, 반도체 소자를 제조하는 공정라인에는 높은 정밀도와 신속성을 갖는 공정설비들이 제공되며 상기 공정설비들은 반도체 소자를 제조하기 위한 단위공정간 관련성과 연속성을 고려하여 배치된다.
이와 같은 공정간 관련성 및 연속성을 극대화하기 위해서 하나의 공정설비에 공정이 완료된 기판을 가능한 한 빠른 시간 내에 후속공정이 진행될 인접 공정설비로 전송하는 기판 이송 시스템이 제공된다.
일반적으로 반도체 소자는 웨이퍼와 같은 반도체 기판 상에 미세 전자회로(micro-electronic circuit)를 형성하는 전공정(pre-process)과 상기 미세 전자회로를 칩(chip) 단위로 절단하고 외부와 접속한 배선을 연결하고 패키지(package)화 하는 후공정(post-process)을 통하여 제조된다.
상기 전공정은 산화공정, 도포공정, 현상공정, 식각공정, 이온주입공정, 증착공정 및 배선공정과 같은 전공정용 단위공정들을 통하여 수행되며 상기 후공정은 웨이퍼 선별 공정(EDS test), 절단(sawing)공정, 칩 접착(die attach) 공정, 금속연결(wire bonding) 공정, 성형(molding)공정 및 최종검사(final test) 공정과 같은 후공정용 단위공정들을 통하여 수행된다.
반도체 제조 전공정은 최초에 제공된 원시 웨이퍼를 전공정용 각 단위공정에 대응하는 공정설비로 순차적으로 이동시키면서 상기 원시 웨이퍼 상에 집적회로를 형성한다. 또한, 반도체 제조 후공정은 상기 집적회로가 형성된 기판이나 상기 기판으로부터 절단된 각 칩이 탑재된 인쇄회로기판을 각 단위공정에 대응하는 공정설비로 순차적으로 이동시키면서 최종 제품을 완성하게 된다.
높은 청정도가 요구되는 반도체 제조 전공정의 경우, 공정이 완료된 웨이퍼들은 개폐용 도어(door)를 구비하는 풉(FOUP)이라는 기판 캐리어(substrate carrier)에 수납되고 캐리어 이송장치에 의해 후속공정의 공정설비로 이송된다. 따라서, 상기 개폐용 도어에 의해 외부환경으로부터 적재된 기판이 보호되므로 기판이 이송되는 동안 외부 불순물에 의해 기판이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 도어에 의해 기판 캐리어의 내부에 적재된 기판이 이송되는 동안 기판 캐리어로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 각 공정설비들은 전송된 풉이 안착되는 풉 포트 및 정확한 위치에서 상기 개폐용 도어를 개방할 수 있는 도어 개방기(door open unit)를 구비하고 있으므로, 상기 기판 캐리어의 도어 개방을 정확하게 제어하여 공정설비간 기판의 이송을 무인 자동화 할 수 있다.
그러나, 일반적으로 후공정은 전공정과 같은 정도의 높은 청정도를 요구하지 않을 뿐 아니라 대부분의 후공정 설비들은 전공정 설비의 도어 개방기에 대응하는 구성요소를 구비하고 있지 않으므로, 후공정에서 이용되는 기판 캐리어는 전공정에서의 풉(FOUP)과 같이 캐리어 출입구를 막을 수 있는 개폐용 도어를 구비하고 있지 않다.
따라서, 후공정에서 상기 기판 캐리어를 자동으로 이송하는 경우, 기판 캐리어의 내부에 수납된 기판이 상기 캐리어 출입구를 통하여 유동하거나 캐리어로부터 이탈할 위험이 있다. 이에 따라, 후공정에서 기판 캐리어는 주로 작업자에 의해 수동으로 각 공정설비로 이송되고 있다.
그러나, 작업자의 수작업에 의한 기판 캐리어의 반송은 후공정 전체의 작업효율을 현저하게 저하시키고 후공정 전체의 작업시간이 작업 설비 사이의 기판 이송시간에 의해 크게 증가하는 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 작업자의 인력에 의해 기판 캐리어가 이송되므로 상기 기판 캐리어를 이용하여 한꺼번에 옮길 수 있는 기판의 수도 제한되어 공정 처리속도를 저하시키는 원인으로 지적되어 왔다. 특히, 상기 인쇄회로기판이 탑재된 캐리어(매그진)의 경우 웨이퍼와 달리 인쇄회로기판 자체의 무게로 인하여 작업자의 인력에 이송되는 캐리어에 적재되는 인쇄회로기판의 수는 제한되는 문제점이 있다.
이에 따라, 반도체 후공정에서 내부에 적재된 기판에 대한 손상이나 이탈없이 기판 캐리어를 자동으로 이송할 수 있는 자동 기판 캐리어 이송 장치가 요구되고 있다.
본 발명의 실시예들은 상기의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 반도체 제조 후공정에서 내부에 적재된 기판의 돌출이나 이탈 없이 기판 캐리어를 자동으로 이송하는 기판 캐리어 자동 이송 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예들은 상기 기판 캐리어 자동 이송 장치를 이용하여 기판들이 적재된 기판 캐리어를 공정설비로 자동으로 이송하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따른 기판 캐리어 자동 이송 장치에 의하면, 다수의 가공 대상 기판을 내부에 적재하고 상기 기판이 출입하는 적어도 하나의 개방 게이트를 구비하는 기판 캐리어에 분리가능하게 고정되는 그립부 및 상기 그립부에 고정되며 상기 기판 캐리어와 그립부의 고정에 연동하여 상기 개방 게이트의 적어도 일부를 닫아서 상기 게이트를 통한 기판의 돌출 및 이탈을 방지하는 기판 돌출 방지 부재를 포함한다.
일실시예로서, 상기 기판 돌출 방지 부재는 상기 기판 캐리어의 상면과 나란하게 연장하고 상기 그립부가 상기 기판 캐리어에 고정될 때 동시에 이동할 수 있도록 상기 그립부에 고정되는 이동부 및 상기 이동부에 고정되고 상기 기판 캐리어를 따라 하방으로 연장하는 돌출 방지부를 포함한다.
일실시예로서, 상기 돌출 방지부는 상기 개방 게이트가 위치한 기판 캐리어의 측부와 상이한 측부에 배치되고 상기 이동부는 상기 기판 캐리어에 상기 그립부가 고정될 때 회전 이동하여 상기 돌출 방지부는 곡선 궤적을 따라 이동한다.
일실시예로서, 상기 기판 캐리어는 단일한 개방 게이트를 구비하고 다수의 반도체 제조용 웨이퍼를 적재하는 웨이퍼 카세트를 포함하고 상기 돌출 방지부는 상기 웨이퍼 카세트의 높이보다 큰 길이를 갖는 적어도 하나의 봉을 포함한다.
일실시예로서, 상기 돌출 방지부는 상기 개방 게이트가 위치한 이송 캐리어의 측부와 동일한 측부에 배치되고 상기 이동부는 상기 기판 캐리어에 상기 그립부가 고정될 때 선형 이동하여 상기 돌출 방지부는 직선 궤적을 따라 이동한다.
일실시예로서, 상기 기판 캐리어는 한 쌍의 개방 게이트를 구비하고 다수의 평판형 기판을 적재하는 매거진을 포함하고 상기 돌출 방지부는 상기 매거진의 높이보다 큰 길이를 갖는 적어도 한 쌍의 봉을 포함한다.
일실시예로서, 상기 평판형 기판은 다수의 집적회로 소자가 탑재된 인쇄회로 기판 및 다수의 평판 디스플레이용 제어회로가 탑재된 유리기판 중의 어느 하나를 포함한다.
일실시예로서, 상기 기판 캐리어는 상기 기판이 적재되는 적재 공간을 구비하는 몸체의 상면과의 사이에 이격공간을 갖도록 고정되고 상부에 상기 이격공간을 부분적으로 노출하는 결합 홈을 구비하는 결합부재를 포함하고 상기 그립부는 상기 결합 홈에 삽입되어 상기 결합부재를 지지하는 고정단을 포함한다.
일실시예로서, 상기 결합 홈은 상기 기판 캐리어의 폭 방향을 따라 연장하는 제1 개구, 상기 제1 개구와 연통되고 상기 기판 캐리어의 길이방향을 따라 연장하는 제2 개구 및 상기 제2 개구와 연통되고 상기 기판 캐리어의 길이방향을 따라 연장하는 삽입 홈을 구비하고 상기 고정단은 상기 제1 개구에 삽입되도록 돌출된 결합돌기 및 상기 결합돌기의 내측부로부터 상기 기판 캐리어의 길이방향을 따라 연장하여 상기 제2 개구에 삽입되는 연장부를 포함하여, 상기 연장부를 상기 삽입 홈에 삽입하여 상기 결합부재를 구비하는 기판 캐리어가 상기 고정단에 의해 지지된다.
일실시예로서, 상기 기판 돌출 방지 부재의 상기 이동부는 상기 내측부와 대칭인 상기 결합돌기의 외측부에 고정되고 상기 돌출 방지부는 상기 이동부의 단부에 고정되어 상기 기판 캐리어의 하방으로 연장한다.
일실시예로서, 상기 기판 캐리어의 상부에 배치되는 가이드 레일, 상기 가이드 레일을 따라 이동하는 이송유닛, 상기 이송유닛으로부터 하방으로 연장되어 상기 그립부와 연결되고 상기 이송유닛과 그립부 사이의 연결 길이를 조절할 수 있는 연결라인을 더 포함한다.
일실시예로서, 상기 그립부와 상기 기판 캐리어를 정렬하여 상기 그립부와 기판 캐리어가 일정한 상대위치에서 결합되도록 하는 위치 정렬기를 더 포함한다.
일실시예로서, 상기 위치 정렬기는 상기 그립부와 일체로 배치된다.
본 발명의 다른 견지에 따른 기판 캐리어 자동 이송 방법은 공정대상 기판이 적재된 기판 캐리어를 상기 기판의 돌출이나 이탈 없이 각 공정 챔버로 자동 이송할 수 있다. 다수의 가공 대상 기판을 내부에 적재하고 상기 기판이 출입하는 적어도 하나의 개방 게이트를 구비하는 기판 캐리어로 이송유닛을 이동시킨다. 연결라인에 의해 상기 이송유닛과 연결된 그립부를 상기 기판 캐리어로 하강시켜 상기 그립부를 상기 기판 캐리어의 상부에 고정한다. 상기 기판 캐리어와 그립부를 고정할 때 상기 기판의 돌출 및 이탈을 방지하는 기판 돌출 방지 부재를 상기 게이트에 위치시킨다. 상기 가이드 레일을 따라 상기 이송유닛을 이송시킴으로써 상기 그립부에 고정된 상기 기판 캐리어를 이송한다.
일실시예로서, 상기 기판 돌출 방지 부재는 상기 기판 돌출 방지 부재의 회전 이동 또는 선형 이동을 통하여 상기 게이트에 위치될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따르면, 다수의 기판을 내부에 적재하는 기판 캐리어를 작업자 없이 자동으로 이송하는 경우 기판 돌출 방지 부재에 의해 기판이 유출입되는 게이트가 부분적으로 닫혀져 있으므로 이송 도중에 상기 게이트를 통하여 기판이 돌출되거나 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 자동 이송 장치에 의해 무인으로 기판 캐리어를 안전하게 이송함으로써 반도체 제조 후공정에서 기판 이송에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 의한 기판 캐리어를 나타내는 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 기판 캐리어를 I-I' 방향으로 절단한 단면도이다.
도 1c는 도 1a에 도시된 기판 캐피어의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 기판 캐리어 반송 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 기판 캐리어 반송 시스템의 자동 이송 장치를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 자동 이송장치를 나타내는 사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 자동 이송 장치와 기판 캐리어의 결합동작을 나타내는 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 기판 캐리어를 자동으로 이송하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 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.
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 것으로, 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, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 의한 기판 캐리어를 나타내는 사시도이다. 도 1b는 도 1a에 도시된 기판 캐리어를 I-I' 방향으로 절단한 단면도이며 도 1c는 도 1a에 도시된 기판 캐피어의 평면도이다. 도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 의한 기판 캐리어의 일실시예로서 반도체 제조 후공정에서 사용하는 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB) 캐리어(PCB carrier)인 매그진을 도시하고 있다. 그러나, 반도체 제조 후공정에서 PCB와 같이 웨이퍼보다 큰 사이즈와 무게를 갖는 기판을 이송하기 위한 캐리어라면 매그진 뿐만 아니라 다양한 기판 캐리어가 본 실시예의 기판 캐리어에 포함될 수 있음은 자명하다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 기판 캐리어(100)는 기판을 수용하는 적재 공간(S)을 갖는 몸체(10), 상기 몸체(10)의 내부 측면에 배치되고 기판의 가장자리와 접촉하여 기판을 지지하는 지지부(20) 및 상기 몸체의 상면에 배치되어 이송장치와 결합하는 결합 홈(32)을 구비하는 결합부재(30)를 포함한다.
예를 들면, 상기 몸체(10)는 일정한 용량의 상기 적재공간(S)을 구비하는 입체형상을 구비하고 상기 적재공간(S)이 외부와 연통하는 적어도 하나의 게이트를 구비한다. 따라서, 상기 기판은 상기 게이트(12)를 통하여 상기 몸체(10)의 적재 공간(S)으로 반입되거나 반출될 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 몸체(10)는 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)의 길이에 대응하는 길이를 갖는 직육면체 형상을 구비하며 양 측면이 개방되어 서로 대응하는 제1 및 제2 게이트(12, 14)가 배치된다. 따라서, 상기 PCB는 상기 PCB의 길이방향인 제1 방향(x)을 따라 제1 게이트(12)를 통하여 상기 몸체(10)로 반입되고 이와 대응하는 제2 게이트(14)를 통하여 반출될 수 있다.
상기 지지부(20)는 상기 몸체(10)의 내측면으로부터 상기 적재공간(S)을 향하여 일정한 길이만큼 돌출되도록 배치되며 상면에 기판의 가장자리가 배치된다. 예를 들면, 상기 지지부(20)는 서로 마주보는 내측면의 동일한 위치에 배치되는 한 쌍의 슬릿들이 상기 몸체(10)의 높이 방향인 제3 방향(z)을 따라 일정한 간격으로 배치되는 다수 쌍의 슬릿을 포함한다. 따라서, PCB 기판의 측부 가장자리는 한 쌍의 지지슬릿에 의해 지지되어 상기 몸체(10)의 적재공간(S)의 내부에 상기 제3 방향(z)을 따라 적층된다. 이때, 상기 지지부(20)는 상기 제1 방향을 따라 연속하는 라인으로 제공될 수도 있고 일정한 간격으로 이격된 불연속 라인으로 제공될 수도 있다.
상기 결합부재(30)는 상기 몸체(10)의 상면으로부터 일정거리 이격되어 이격 공간(C)을 갖도록 배치되며 상면에는 상기 이격 공간(C)을 부분적으로 노출하는 결합 개구(32)를 구비한다.
예를 들면, 상기 결합부재(30)는 상기 몸체(10)의 상면 주변부를 따라 고정되는 평판 형상으로 제공되고 상면에 배치된 상기 결합개구(32)를 통하여 상기 이격 공간(C)은 외부와 연통한다. 따라서, 상기 몸체(10)의 상면은 상기 결합 홈(32)을 통하여 부분적으로 노출된다.
상기 결합 홈(32)은 상기 기판 캐리어(100)를 이송하기 위한 그립퍼(gripper)의 형상에 따라 다양한 형상을 구비할 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 결합 홈(32)은 이송 장치(미도시)의 결합돌기가 삽입되는 제1 개구(32a), 상기 제1 개구(32a)로부터 상기 몸체(10)의 길이방향을 따라 연장되어 이송장치의 연결부를 안내하는 제2 개구(32b) 및 상기 제2 개구(32b)와 연결되고 상부는 상기 결합부재(30)의 하면에 의해 덮여져서 상기 연결부와 접촉하는 삽입 홀(32c)을 포함한다. 따라서, 상기 결합 홈(32)으로 안내 된 이송장치의 연결부는 상기 제1 및 제2 개구(32a, 32b)에 의해 안내되어 상기 삽입 홀(32c)로 삽입된다. 이에 따라, 상기 기판 캐리어(100)는 이송장치와 결합한다.
바람직하게는, 상기 결합 홈(32)은 상기 몸체(10)의 중심을 기준으로 길이방향을 따라 대칭을 이루도록 쌍으로 배치되어 이송장치와 기판 캐리어(100)의 결합 후에 상기 몸체(10)가 기울어지지 않도록 연결할 수 있다.
상기 결합부재(30)는 이송장치의 연결부와 상기 결합 홈(32)을 정확하게 정렬하기 위한 정렬부재(34)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 결합부재(30)의 상면에 한 쌍의 정렬용 개구를 배치할 수 있다. 이송장치의 저면에 돌출된 한 쌍의 정렬용 돌출부가 상기 정렬용 개구로 삽입되는 경우 상기 결합 홈(32)의 상부에 이송장치의 연결부가 배치되도록 제어할 수 있다.
본 실시예의 경우, 돌출부를 수용하는 개구를 이용하여 이송장치와 기판 캐리어(100)를 정렬하는 것을 개시하고 있지만 다양한 정렬 수단이 이용될 수 있음은 자명하다. 예를 들면, 상기 결합부재(30)의 표면에 정렬용 마크를 설치하고 상기 이송장치에 상기 정렬용 마크를 인식할 수 있는 센서를 배치함으로써 상기 정렬용 마크의 위치를 검출하여 이송장치와 기판 캐리어(100)를 정렬할 수 있음은 자명하다.
상술한 바와 같은 기판 캐리어에 의하면, 기판 캐리어의 상부에 무인 이송장치와 결합할 수 있는 결합부재를 배치함으로써 작업자의 인력에 의한 이송을 자동화 시킬 수 있는 장점이 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 기판 캐리어 반송 시스템을 나타내는 구성도이며, 도 3은 도 2에 도시된 기판 캐리어 반송 시스템의 자동 이송 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 자동 이송 장치(200)를 구비하는 기판 캐리어 반송 시스템(1000)은 가공대상 기판을 보관하는 기판 저장부(B), 상기 기판 저장부(B)로부터 일정한 매수로 기판을 제공받아 내부의 적재공간에 적재하는 기판 캐리어(100), 상기 기판 캐리어(100)를 일정한 제어 루틴에 따라 자동으로 이송하는 자동 이송장치(200), 상기 자동 이송장치(200)로부터 반송된 기판 캐리어(100)로부터 공정 챔버(process chamber, PC)로 로딩시키는 기판 로드부(300)를 포함한다.
상기 기판 저장부(substrate buffer, B)는 패키지 공정과 같은 다양한 반도체 후공정이 수행될 대상 기판이 대기하는 설비로서 반도체 제조라인의 전체 레이아웃에 따라 다양한 형상과 사이즈(footprint)를 구비할 수 있다. 특히, 본 실시예의 경우 상기 기판을 작업자가 수동으로 이동하는 것이 아니라 무인 자동 이송 장치에 의해 이동되므로 상기 기판 저장부(B)로부터 상기 기판 캐리어(100)로 가공 대상 기판을 자동으로 적재할 수 있는 자동 적재설비(미도시)가 배치된다.
예를 들면, 상기 기판 저장부(B)의 일측에 상기 기판 캐리어(100)를 위치시키고 기판 저장부(B)와 기판 캐리어(100) 사이에 배치된 적재용 로봇을 이용하여 일정한 매수의 상기 기판을 기판 저장부(100)로 적재할 수 있다. 따라서, 상기 기판 캐리어(100)는 한꺼번에 다수의 기판을 각 공정 챔버(PC)로 이송할 수 있다.
본 실시예의 경우, 상기 기판은 반도체 제조 전공정에 의해 상면에 미세 회로패턴이 형성되고 후공정을 위해 대기 중인 반도체 웨이퍼, 특정 후공정을 경료하고 후속 공정을 위하여 대기 중인 반도체 웨이퍼 및 반도체 제조 후공정에 의해 칩 패키지 공정이 수행된 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)을 포함한다.
상기 반도체 웨이퍼 또는 PCB 기판은 상기 기판의 일례로서 제시되었으며 선별공정이나 절단공정 또는 와이어 본딩 공정과 같이 반도체 제조 후공정과 유사한 공정에서 한꺼번에 다수매가 이송될 필요가 있다면 상기 기판은 다양한 변형례를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판은 평판 디스플레이 구동회로가 인쇄된 유리 기판을 포함할 수 있음은 자명하다.
일실시예로서, 상기 기판 캐리어(100)는 내부에 서로 분리되도록 다수의 기판을 적재할 수 있는 구조와 적재공간(S)을 구비하며 상기 기판의 종류에 따라 다양한 종류의 이송 설비가 이용될 수 있다.
예를 들면, 상기 반도체 웨이퍼를 이송하는 경우, 상기 기판 캐리어(100)는 게이트(G)를 통하여 가공대상 웨이퍼를 적재하거나 반출하고 내부에 적정한 크기의 적재공간(S)을 구비하는 웨이퍼 카세트를 포함할 수 있다. 다만, 반도체 제조 후공정의 특성에 의해 상기 적재공간(S)을 외부환경으로부터 단절시키는 도어(door)는 제공되지 않는다. 반도체 제조 후공정은 전공정과 달리 공정간 이송시 외부 이물질에 의한 오염 가능성이 없으며 상기 각 공정챔버(PC)도 상기 웨이퍼 카세트로부터 도어를 개방하기 위한 별도의 수단을 구비하고 있지는 않는다. 따라서, 상기 웨이퍼 카세트는 상기 게이트(G)가 개방된 채 상기 자동 이송 장치(200)에 의해 이송되며 일정한 루틴에 따라 기계적으로 자동 이송되는 경우 상기 게이트(G)를 통하여 적재공간에 적재된 기판이 웨이퍼 카세트로부터 이탈될 가능성이 상존한다.
다른 예로서, 상기 웨이퍼보다 사이즈가 큰 PCB 기판이나 유리기판을 이송하는 경우 상기 기판 캐리어(100)는 기판의 입구 및 출구가 모두 개방된 매거진을 포함할 수 있다.
상기 PCB 기판이나 유리기판은 일반적으로 상기 반도체 웨이퍼보다 넓은 면적을 갖는 대형 평판형상으로 제공되므로 상기 웨이퍼 카세트보다 큰 적재공간을 가지며 상기 웨이퍼 카세트와 동일한 매수를 적재한 경우 더 큰 중량을 갖는다. 따라서, 상기 매거진은 기판의 입구와 출구를 각각 개별적으로 배치하여 상기 공정 챔버로의 기판 로딩을 위한 상기 매거진 자체이 이동을 최소화 하고 있다. 즉, 상기 매거진은 기판의 적재와 반출을 위한 게이트를 각각 구비하고 있다.
상기 PCB 기판이나 유리 기판의 이송을 위한 상기 기판 캐리어(100)는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 기판 캐리어와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 이에 따라, 매거진용 기판 캐리어(100)에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
일실시예로서, 상기 자동 이송 장치(200)는 상기 공정챔버(PC)가 설치된 제조라인의 상부에 설치되는 가이드 레일(210), 상기 가이드 레일(210)을 따라 이동하는 이송유닛(220), 상기 이송유닛(220)으로부터 하방으로 연장되어 연결길이를 자유롭게 조절할 수 있는 연결 라인(230), 상기 기판 캐리어(100)와 착탈 가능하게 결합하고 상기 연결라인에 고정되어 상기 연결라인의 연결길이에 의해 수직위치가 결정되는 그립부(240) 및 상기 그립부(240)에 회전가능하게 고정되어 상기 기판 캐리어(100)의 게이트(G)를 선택적으로 막아서 상기 적재 공간(S)에 적재된 기판(W)이 기판 캐리어(100)의 외부로 돌출되는 것을 방지하는 기판 돌출 방지 부재(250)를 포함한다.
상기 가이드 레일(210)은 반도체 제조라인의 전체 레이아웃을 기준으로 상기 각 공정 챔버(PC)가 배치된 지점에 상기 기판 캐리어(100)를 이송하기에 최적한 경로로 배치된다. 또한, 상기 가이드 레일(210)은 충분한 강도를 구비하는 봉 형상을 갖고 상기 이송유닛(220), 연결 라인(230), 그립부(240), 기판 돌출 방지 부재(250) 및 상기 그립부(240)에 고정된 기판 캐리어(100)의 전체 하중에 대하여 충분한 비틀림 응력과 굽힘 응력을 갖는다. 이에 따라, 상기 기판 캐리어(100)에 적재되는 기판(W)의 총 매수에 대응하는 중량에 대하여 소정의 작업시간 동안 수직방향 변형을 방지할 수 있는 강도와 강성을 갖는다.
상기 이송유닛(220)은 상기 가이드 레일(210)을 관통하여 걸치도록 배치되며 제어유닛(미도시)에 의해 상기 가이드 레일(210)을 따라 이송된다. 예를 들면, 상기 가이드 레일(210)과 상기 이송유닛(220)의 접촉부에 롤러(미도시)를 배치하여 상기 롤러의 구름 운동에 의해 상기 이송유닛(220)을 가이드 레일(210)을 따라 이동시킬 수 있다.
예를 들면, 상기 연결라인(230)은 상기 이송유닛(220)의 하면으로부터 연장되는 케이블이나 평판 벨트를 포함한다. 상기 연결라인(230)의 단부에는 상기 그립부(240)가 고정되며 상기 이송유닛(220)의 하면으로부터 연장되는 연결길이(L)는 자유롭게 조절할 수 있다. 상기 연결라인(230)의 연결길이(L)는 상기 기판 캐리어(100)가 안착되는 기판 로드부(300)의 수직 위치에 연동되어 조절됨으로써 상기 자동 이송 장치(200)에 의해 이송된 기판 캐리어(100)가 각 공정챔버(PC)에 용이하게 로딩될 수 있는 위치에 안착될 수 있다.
예를 들면, 상기 그립부(240)는 기계적 또는 전기적 수단에 의해 상기 기판 캐리어(100)의 상면에 고정될 수 있다. 예를 들면, 상기 기판 캐리어(100)의 상면에 고정 홈(미도시)이 배치되고 상기 그립부(240)는 상기 고정 홈에 대응하여 돌출된 돌출부(미도시)를 하면에 구비할 수 있다. 상기 고정 홈과 돌출부를 억지끼워 맞춤에 의해 결합하거나 끼워맞춤 후에 상기 돌출부가 걸리도록 상기 고정 홈에 걸림턱을 제공함으로써 강한 마찰력을 이용하여 상기 그립부에 이송캐리어(100)를 고정할 수 있다. 이와 달리, 상기 그리부(240)와 상기 기판 캐리어(100)의 상부에 전기적으로 서로 대응하는 극성을 갖는 전극을 배치함으로써 쿨롱힘과 같은 정전기적인 인력에 의해 상기 그립부(240)와 기판 캐리어(100)를 서로 고정할 수 있다.
상기 기판 돌출 방지 부재(250)는 상기 그립부(240)와 상기 기판 캐리어(100)의 결합에 연동하여 소정의 각도로 회전 이동함으로써 상기 기판 캐리어(100)가 이동 중에는 상기 게이트(G)를 적어도 부분적으로 막고 상기 기판 캐리어(100)가 정지한 경우에는 상기 게이트(G)를 개방시킨다. 따라서, 상기 기판 캐리어(100)가 이송되는 경우에는 상기 게이트를 통한 기판의 돌출을 방지하고 상기 기판 캐리어(100)가 정지한 경우에는 상기 게이트를 통하여 기판이 자유롭게 이동할 수 있도록 보장한다.
일실시예로서, 상기 기판 돌출 방지 부재(250)는 상기 그립부(240)와 연결되어 상기 그립부(240)와 기판 캐리어(100)의 탈착 및 부착에 연동하여 회전 이동할 수 있는 이동부(252)와 상기 이동부(252)에 연결되고 상기 기판 캐리어(100)의 높이 방향(z 방향)을 따라 하방으로 연장하는 돌출 방지부(254)를 구비한다.
예를 들면, 상기 그립부(240)와 기판 캐리어(100)가 기계적 결합에 의해 고정되는 경우, 상기 이동부(252)는 상기 기계적 결합을 위한 그립부(240)의 직선운동 또는 회전운동과 연동되는 회전운동에 의해 일정한 회전각도(θ)만큼 이동한다. 상기 돌출 방지부(254)는 상기 이동부(252)와 착탈가능하게 고정되며 상기 기판 캐리어(100)의 측면을 따라 하방으로 연장하는 봉 형상을 갖는다. 따라서, 상기 이동부(252)의 이동에 따라 상기 돌출 방지부(254)도 동일한 방향으로 이동하게 된다.
본 실시예의 경우, 상기 기판 캐리어(100)가 정지한 경우, 상기 돌출 방지부(254)는 기판 캐리어(100)의 측면과 나란하게 위치하고 상기 기판 캐리어(100)와 그립부(240)의 결합과 동시에 상기 돌출 방지부(254)는 상기 기판 캐리어(100)의 게이트(G)를 횡단하도록 이동하게 된다. 이에 따라, 상기 기판 캐리어(100)가 자동 이송 장치(200)에 의해 이송되는 경우, 상기 적재공간(S)에 적재된 기판(W)이 상기 게이트(G)를 통하여 이탈되거나 돌출되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예의 경우, 상기 기판 돌출 방지 부재(250)는 상기 이동부(252)와 착탈 가능하게 고정된 봉 형상의 돌출 방지부(254)를 개시하고 있지만, 기판 캐리어(100)에 적재되는 기판의 형상과 사이즈에 따라 다양한 형상과 조합으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 게이트(G)의 좌측과 우측을 기판 캐리어의 하방으로 가로지르는 한 쌍의 봉을 상기 돌출 방지부로 배치하거나 상기 게이트를 부분적으로 덮는 평면 형상의 돌출 방지부를 배치할 수도 있다.
이와 달리, 상기 그립부(240)와 기판 캐리어(100)가 정전기력과 같은 전기적 결합에 의해 고정되는 경우, 상기 이동부(252)는 상기 정전기력을 야기하는 신호에 따라 일정한 회전각도(θ)만큼 회전하도록 제어한다.
바람직하게는, 상기 그립부(240)의 하부에 배치되어 상기 기판 캐리어(100)의 중심에 상기 그립부(240)를 정렬시키는 위치 정렬기(260)를 더 포함할 수 있다. 상기 이동부(252)는 그립부(240)와 기판 캐리어(100)의 결합 지점을 중심으로 회전운동을 하게 되므로 그립부(240)와 기판 캐리어(100)의 결합 위치에 따라 상기 이동부(252)의 이동 궤적이 결정된다. 따라서, 상기 그립부(240)와 기판 캐리어(100)가 정확한 위치에서 고정되지 않는 경우, 상기 이동부(252)의 회전에 의해 상기 돌출 방지부(254)가 기판 캐리어(100)의 게이트(G)와 인접 측면사이를 이동할 수 없게 된다.
예를 들면, 상기 위치 정렬기(260)는 상기 기판 캐리어(100)의 상면에 형성된 정렬용 마크(미도시)와 상기 그립부(240)의 하면에 배치되어 상기 정렬용 마크를 인식할 수 있는 센서(미도시)를 포함한다.
상기 위치 정렬기(260)에 의해 그립부(240)와 기판 캐리어(100)가 오차 범위 내에서 정렬되는 경우, 상기 그립부(240)와 상기 기판 캐리어(100)가 서로 결합하여 고정된다.
상기 기판 로드부(300)는 상기 자동 이송장치(200)로부터 반송된 기판 캐리어(100)로부터 공정 챔버(process chamber, PC)로 로딩시키는 기판 로드부(300)를 포함한다.
예를 들면, 상기 기판 로드부(300)는 상기 자동 이송 장치(200)에 의해 이송된 기판 캐리어(100)가 안착되는 로드 포트(310), 상기 로드 포트(310)에 안착된 기판 캐리어(100)로부터 가공 대상 기판을 개별적으로 인출하는 인덱스(320)를 포함한다. 상기 인덱스(320)는 상기 공정챔버(PC)로 상기 기판을 로딩하기 위한 로드 락 챔버(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 인덱스(320)에 의해 인출된 기판은 로드 락 챔버를 경유하여 상기 공정챔버(PC)로 로딩되어 가공된다.
본 실시예에 의한 기판 캐리어 자동 이송 장치에 의하면, 개방된 게이트를 갖는 기판 캐리어를 이용하여 다수의 기판을 무인으로 이송하는 경우에도 상기 게이트를 통하여 기판이 돌출되거나 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 반도체 제조 후공정에서 기판 캐리어의 이송 효율을 높일 수 있다.
본 실시예에 의한 기판 캐리어 자동 이송 장치는 반도체 웨이퍼 보다 큰 사이즈를 갖는 PCB 기판이나 유리기판을 이송(carry)하는 매거진을 이송(transfer)하기 용도로 사용될 수도 있다. 종래의 매거진은 작업자의 수동조작에 의해 이송되어 상기 자동 이송장치의 그립부와 연결하기 위한 수단을 구비하고 있지 않지만, 도 1a에 도시된바와 같은 매거진은 상부에 자동 이송장치와 결합하기 위한 결합부재를 별도로 구비하고 있다. 이하에서는 도 1a에 도시된 기판 캐리어(10)를 이송하기 위한 상기 자동 이송 장치의 다른 실시예를 개시한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 자동 이송장치를 나타내는 사시도이다. 도 4에 도시된 자동 이송 장치(200A)는 그립부(240a) 및 기판 돌출 방지 부재(250a)를 제외하고는 도 3에 도시된 자동 이송 장치(200)와 동일한 구성을 갖는다. 도 4에서 도 3과 동일한 부재는 동일한 참조부호를 사용하며 동일한 기능을 수행하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 자동 이송 장치(200A)는 상기 가이드 레일(210)을 따라 이동하는 이송 유닛(220)으로부터 하방으로 연장되어 연결길이를 자유롭게 조절할 수 있는 연결 라인(230), 상기 기판 캐리어(100)와 착탈 가능하게 결합하고 상기 연결라인에 고정되어 상기 연결라인의 연결길이에 의해 수직위치가 결정되는 그립부(240a) 및 상기 그립부(240a)에 고정되어 상기 기판 캐리어(100)의 길이방향을 따라 선형이동하면서 상기 적재 공간(S)에 적재된 기판(W)이 상기 게이트(G1, G2) 통하여 기판 캐리어(100)의 외부로 돌출되거나 이탈되는 것을 방지하는 기판 돌출 방지 부재(250a)를 포함한다.
예를 들면, 상기 그립부(240a)는 상기 제1 개구(32a)에 대응하여 삽입되는 결합돌기(242a) 및 상기 결합돌기(242a)로부터 상기 기판 캐리어(100)의 길이방향(y방향)을 따라 연장하여 상기 제2 개구(32b)및 삽입 홈(32c)에 삽입되는 연결부(242b)를 구비하는 고정단(242)을 구비한다.
상기 결합돌기(242a)는 상기 그립부(240a)의 내부에서 기계적 혹은 전기적 수단에 의해 상기 기판 캐리어의 길이방향으로 선형 이동하며 상기 기판 캐리어(100)의 중심에 대하여 대칭적으로 한 쌍이 배치된다. 이에 따라, 상기 한 쌍의 결합돌기(242a)는 상기 기판 캐리어(100)의 길이방향을 따라 일정한 폭으로 서로 가까워지거나 멀어지도록 선형 이동한다. 이때, 상기 결합돌기(242a)의 이동거리는 최대 상기 제2 개구(32b)의 폭(w2)을 넘지 않는다. 본 실시예의 경우, 상기 결합돌기(242a)의 두께(t)는 상기 제1 개구(32a)의 폭(w1)보다 충분히 작아서 상기 결합돌기(242a)는 제1 개구(32a)에 삽입된 후 상기 y방향으로 선형 이동될 수 있다. 또한, 상기 결합돌기(242a)의 길이(l1)는 상기 결합부재(30)와 몸체(10)의 사이의 이격거리보다 작게 배치하여 상기 그립부(240)와 기판 캐리어(100)가 결합한 경우 상기 이격 공간(C)에 상기 결합돌기(242a)가 모두 수용되도록 구성한다. 바람직하게는, 상기 결합돌기(242a)는 기판 캐리어(100)의 폭 방향(x방향)을 따라 소정의 폭을 갖는 평판(plate) 형상으로 구성하여 상기 연결부(242b)의 고정을 용이하게 할 수 있다.
상기 연결부(242b)는 상기 결합돌기(242a)의 일측으로부터 상기 기판 캐리어(100)의 길이방향으로 연장되며 상기 삽입 홈(32c)에 삽입되어 평판형상의 상기 결합부재(30)와 접촉한다. 이에 따라, 상기 결합부재(30)는 상기 삽입 홈(32c)에 위치하는 상기 연결부(242b)에 의해 지지된다.
예를 들면, 상기 연결부(242b)는 상기 결합돌기(242a)와 일체로 구성되어 상기 결합돌기(242a)가 제1 개구(32a)에 삽입될 때 상기 연결부(242b)는 제2 개구(32b)에 삽입되며 상기 결합돌기(242a)가 기판 캐리어의 길이방향을 따라 선형 이동하는 경우 함께 이동되어 상기 삽입 홈(32c)에 삽입된다. 또한, 상기 고정단(242)과 결합부재(30)가 분리되는 경우에도 상기 한 쌍의 결합돌기(242b)가 서로 멀어지는 선형 이동과 동시에 상기 연결부(242b)도 삽입 홈(32c)로부터 제2 개구(32b)로 이동함으로써 분리된다.
상기 기판 돌출 방지 부재(250a)는 상기 결합돌기(242a)에 고정되어 상기 결합돌기(242a)의 선형이동에 따라 함께 선형 이동하는 이동부(252a) 및 상기 이동부(252a)에 고정되어 상기 기판 캐리어(100)의 높이방향을 따라 하방으로 연장하는 돌출 방지부(254a)를 포함한다.
상기 결합돌기(242a)는 기판 캐리어(100)의 길이 방향을 따라 쌍으로 배치되므로 상기 이동부(252a)도 상기 y방향을 따라 대칭적인 위치에 쌍으로 배치된다. 특히, 상기 이동부(252a)는, 상기 연결부(242b)가 삽입 홈(32c)에 위치하였을 때, 상기 결합돌기(242a)의 외측으로부터 상기 결합부재(30)의 가장자리를 통과하도록 연장된다. 즉, 상기 이동부(252a)는 상기 결합돌기(242a)의 외측으로부터 최소한 상기 기판 캐리어(100)를 벗어나도록 연장되는 길이를 갖는다.
상기 돌출 방지부(254a)는 상기 이동부(252a)의 단부에서 기판 캐리어(100)의 하방으로 연장하여 기판 캐리어(100)의 외측에서 상기 게이트(G1, G2)를 횡단하도록 배치된다. 이에 따라, 기판 캐리어(100)의 적재 공간(S)에 배치된 기판(W)이 기판 캐리어(100)의 자동 이송 과정에서 돌출되거나 분리되는 것을 방지할 수 있다.
일실시예로서, 상기 돌출 방지부(254a)는 상기 게이트(G1, G2)를 가로지르는 봉 형상을 갖고 상기 기판 캐리어(100)의 높이보다 큰 길이를 갖는다. 본 실시예의 경우, 상기 돌출 방지부(254a)는 상기 이동부에 고정된 봉(bar, rod) 형상으로 개시되지만 이는 예시적인 것이며 상기 기판 캐리어(100)의 형상이나 용도에 따라 다양하게 변형될 수 있음은 자명하다.
일실시예로서, 상기 위치 정렬기(260a)는 상기 결합부재(30)의 상면에 배치된 정렬용 개구(34)에 대응하는 정렬용 돌출부(262)를 구비한다. 상기 정렬용 돌출부(262)가 상기 정렬용 개구(34)에 삽입됨으로써 상기 그립부(240a)와 기판 캐리어(100)의 상대 위치를 정확하게 조절할 수 있다. 이에 따라, 상기 고정단(242)이 상기 결합 홈(32)으로 정확히 유도될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 자동 이송 장치와 기판 캐리어의 결합동작을 나타내는 구성도이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 위치 정렬기(260)에 의해 그립부(240a)와 결합부재(30)가 배치된 기판 캐리어(100)의 정렬이 완료되면, 상기 고정단(242)의 결합돌기(242a) 및 연결부(242b)가 각각 결합홈(32)의 제1 및 제2 개구(32a, 32b)에 각각 삽입된다. 이때, 상기 기판 돌출 방지 부재(250a)의 돌출 방지부(254a)는 상기 게이트(G1, G2)로부터 일정한 거리만큼 이격되어 위치한다. 이어서, 상기 결합돌기(242a) 및 연결부(242b)는 기판 캐리어(100)의 길이방향(y방향)을 따라 선형이동되어 상기 연결부(242b)를 삽입 홈(32c)로 삽입한다. 상기 삽입 홈(32c)는 상기 결합부재(30)에 의해 덮여져 있으므로 상기 결합부재(30)는 상기 연결부(242b)의 상면과 접촉한다. 따라서, 상기 연결라인(230)이 상승하면 상기 결합부재(30)는 연결부(242b)에 의해 지지되고 이에 따라 상기 기판 캐리어(100)가 상승하게 된다. 상기 이송유닛(220)의 이송에 따라 상기 기판 캐리어(100)가 이송되는 경우 내부의 적재공간(S)에 적재된 기판은 상기 돌출 방지부(254a)에 의해 외부로 돌출하거나 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
상기 자동 이송 장치(200)에 의해 상기 기판 캐리어(100)가 공정챔버(PC)의 전면에 위치하는 기판 로드부(300)에 안착되면, 상기 결합돌기(242a)의 선형 이동에 의해 상기 연결부(242b)는 다시 제2 개구(32b)로 이동된다. 이에 따라, 상기 돌출 방지부(254a)도 상기 게이트(G1, G2)로부터 이격된다. 이어서, 상기 연결라인(230)의 상승에 의해 상기 그립부(240a)가 상승하게 되면 상기 기판 돌출 방지(250a)도 상승하여 기판 캐리어(100)의 측부에서 제거된다. 이에 따라, 상기 게이트(G2)를 통하여 가공대상 기판을 인출하여 상기 공정 챔버(PC)로 로딩하게 된다.
본 실시예에서는 상기 자동 이송 장치로서 반도체 제조라인의 상부 공간에 이송용 가이드 레일이 설치된 상부 공간 이송(overhead hoist transport, OHT) 시스템을 예시적으로 개시하고 있지만, 개방된 게이트를 구비하는 기판 캐리어를 자동으로 이송하여 게이트를 통한 기판의 돌출 내지 이탈 위험이 있는 경우라면 OHT 시스템 뿐만 아니라 다양한 자동 이송 시스템에 적용될 수 있음은 자명하다. 예를 들면, 상기 가이드 레일이 반도체 재조라인의 바닥에 설치된 컨베이어 시스템에 의해 기판 캐리어를 이송하는 경우나 개별적으로 운행되는 자동 이송 로봇 내지 자동 이송 차량(vehicle)을 이용하는 경우에도 본원발명의 기판 돌출 방지 부재를 변형하여 적용할 수 있음은 자명하다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 기판 캐리어를 자동으로 이송하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 6에 도시된 기판 캐리어의 자동 이송 방법은 공정의 필요에 따라 도 3 또는 도 4에 도시된 기판 캐리어 자동 이송 장치 중의 어느 하나를 이용하여 수행될 수 있다.
도 6을 참조하면, 공정대상 기판이 기판 캐리어(100)에 적재되고 기판 캐리어 이송 시스템의 제어기에 의해 캐리어 이송 신호가 전송되면 상기 자동 이송 장치(200)의 이송 유닛(220)은 이송 대상 캐리어를 식별하고 상기 이송대상 캐리어의 상부로 이송유닛(220)을 이동시킨다(단계 S100). 상기 이송 대상 캐리어의 식별은 전체 반도체 제조 후공정 라인의 레이아웃을 고려하여 최적화된 이송경로와 이송시간을 갖도록 별도의 캐리어 이송 제어기(미도시)에 의해 제어된다.
이어서, 상기 연결라인(230)을 강하하여 상기 기판 캐리어(100)의 상부로 상기 그립부(240)를 접근시키고 상기 위치 정렬기(260)에 의해 기판 캐리어(100)와 그립부(240)를 서로 정렬시킨다. 기판 캐리어(100)와 그립부(240)의 정렬은 서로 대응하는 구성요소의 결합을 이용하는 기계적 방법이나 정렬용 마크의 신호를 검출하는 전기적 방법으로 수행될 수 있다.
이때, 상기 그립부(240)에 고정된 기판 돌출 방지 부재(250)는 상기 기판 캐리어(100)의 게이트(G)와 인접한 영역에 배치된다. 예를 들면, 상기 기판 돌출 방지 부재(250)의 돌출 방지부는 상기 게이트(G)와 인접한 기판 캐리어(100)의 인접 측면에 배치되거나 상기 게이트(G)와 일정한 거리만큼 이격되어 배치된다.
이어서, 상기 그립부(240)를 기판 캐리어(100)에 고정하고 동시에 상기 기판 돌출 방지 부재(250)의 돌출 방지부를 상기 게이트(G)에 위치시킨다(단계 S300).
예를 들면, 상기 돌출 방지부는 돌출 방지부가 고정된 이동부의 회전이나 직선 이동에 의해 게이트(G)와 인접한 위치에서 상기 게이트를 적어도 부분적으로 외부로부터 닫을 수 있는 위치로 이동한다. 예를 들면, 상기 돌출 방지부가 봉 형상으로 이루어진 경우, 상기 돌출 방지부는 내부 공간을 개방하는 상기 게이트(G)에 걸치도록 기판 캐리어(100)의 몸체와 접촉하도록 배치될 수 있다.
이어서, 상기 연결라인(230)을 이용하여 상기 기판 캐리어(100)를 상방향으로 상승시킨 후 상기 이송유닛(220)을 이용하여 상기 가이드 레일(210)을 따라 이송시킨다(단계 400). 이때, 상기 기판 캐리어(100)의 내부에 적재된 기판(W)은 상기 기판 돌출 방지 부재(250)에 의해 기판 캐리어(100)의 외부로 돌출되거나 이탈되는 것이 방지된다.
이후, 상기 이송 제어기는 상기 기판 캐리어(100)를 적절한 공정 챔버(PC)의 기판 로드부(300)로 안착(단계 S500)시키고 상기 그립부(240)를 기판 캐리어(100)로부터 분리한다(단계 S600). 이때, 상기 돌출 방지 부재(250)도 상기 게이트(G)로부터 제거되어 내부에 적재된 기판은 상기 게이트(G)를 통하여 반출되어 공정 챔버(PC)로 로딩된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 다수의 기판을 내부에 적재하는 기판 캐리어를 작업자 없이 자동으로 이송하는 경우 기판 돌출 방지 부재에 의해 기판이 유출입되는 게이트가 부분적으로 닫혀져 있으므로 이송 도중에 상기 게이트를 통하여 기판이 돌출되거나 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 자동 이송 장치에 의해 무인으로 기판 캐리어를 안전하게 이송함으로써 반도체 제조 후공정에서 기판 이송에 소요되는 시간과 비용을 절감할 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.
100: 기판 캐리어 200: 자동 이송 장치
210: 가이드 레일 220: 이송 유닛
230: 연결라인 240, 240a: 그립부
242: 고정단 250, 250a: 기판 돌출 방지부재
252. 252a: 이동부 254, 254a: 돌출 방지부
260: 위치 정렬기 300: 기판 로드부
1000: 기판 캐리어 이송 시스템

Claims (10)

  1. 다수의 가공 대상 기판을 내부에 적재하고 상기 기판이 출입하는 적어도 하나의 개방 게이트를 구비하는 기판 캐리어에 분리가능하게 고정되는 그립부; 및
    상기 그립부에 고정되며 상기 기판 캐리어와 그립부의 고정에 연동하여 상기 개방 게이트의 적어도 일부를 닫아서 상기 게이트를 통한 기판의 돌출 및 이탈을 방지하는 기판 돌출 방지 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어 자동 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판 돌출 방지 부재는 상기 기판 캐리어의 상면과 나란하게 연장하고 상기 그립부가 상기 기판 캐리어에 고정될 때 동시에 이동할 수 있도록 상기 그립부에 고정되는 이동부 및 상기 이동부에 고정되고 상기 기판 캐리어를 따라 하방으로 연장하는 돌출 방지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어 자동 이송 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 돌출 방지부는 상기 개방 게이트가 위치한 기판 캐리어의 측부와 상이한 측부에 배치되고 상기 이동부는 상기 기판 캐리어에 상기 그립부가 고정될 때 회전 이동하여 상기 돌출 방지부는 곡선 궤적을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어 자동 이송 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 기판 캐리어는 단일한 개방 게이트를 구비하고 다수의 반도체 제조용 웨이퍼를 적재하는 웨이퍼 카세트를 포함하고 상기 돌출 방지부는 상기 웨이퍼 카세트의 높이보다 큰 길이를 갖는 적어도 하나의 봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어 자동 이송 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 돌출 방지부는 상기 개방 게이트가 위치한 이송 캐리어의 측부와 동일한 측부에 배치되고 상기 이동부는 상기 기판 캐리어에 상기 그립부가 고정될 때 선형 이동하여 상기 돌출 방지부는 직선 궤적을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어 자동 이송 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 기판 캐리어는 한 쌍의 개방 게이트를 구비하고 다수의 평판형 기판을 적재하는 매거진을 포함하고 상기 돌출 방지부는 상기 매거진의 높이보다 큰 길이를 갖는 적어도 한 쌍의 봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어 자동 이송 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기판 캐리어는 상기 기판이 적재되는 적재 공간을 구비하는 몸체의 상면과의 사이에 이격공간을 갖도록 고정되고 상부에 상기 이격공간을 부분적으로 노출하는 결합 홈을 구비하는 결합부재를 포함하고 상기 그립부는 상기 결합 홈에 삽입되어 상기 결합부재를 지지하는 고정단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어 자동 이송 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 결합 홈은 상기 기판 캐리어의 폭 방향을 따라 연장하는 제1 개구, 상기 제1 개구와 연통되고 상기 기판 캐리어의 길이방향을 따라 연장하는 제2 개구 및 상기 제2 개구와 연통되고 상기 기판 캐리어의 길이방향을 따라 연장하는 삽입 홈을 구비하고 상기 고정단은 상기 제1 개구에 삽입되도록 돌출된 결합돌기 및 상기 결합돌기의 내측부로부터 상기 기판 캐리어의 길이방향을 따라 연장하여 상기 제2 개구에 삽입되는 연장부를 포함하여, 상기 연장부를 상기 삽입 홈에 삽입하여 상기 결합부재를 구비하는 기판 캐리어가 상기 고정단에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어 자동 이송 장치.
  9. 다수의 가공 대상 기판을 내부에 적재하고 상기 기판이 출입하는 적어도 하나의 개방 게이트를 구비하는 기판 캐리어로 이송유닛을 이동시키는 단계;
    연결라인에 의해 상기 이송유닛과 연결된 그립부를 상기 기판 캐리어로 하강시켜 상기 그립부를 상기 기판 캐리어의 상부에 고정하는 단계;
    상기 기판 캐리어와 그립부를 고정할 때 상기 기판의 돌출 및 이탈을 방지하는 기판 돌출 방지 부재를 상기 게이트에 위치시키는 단계; 및
    상기 가이드 레일을 따라 상기 이송유닛을 이송시킴으로써 상기 그립부에 고정된 상기 기판 캐리어를 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어의 자동 이송 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 기판 돌출 방지 부재를 상기 게이트에 위치시키는 단계는 상기 기판 돌출 방지 부재의 회전 이동 또는 선형 이동을 통하여 수행되는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어의 자동 이송 방법.
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