KR20230063904A - 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇 - Google Patents

인-챔버 웨이퍼 이송 로봇 Download PDF

Info

Publication number
KR20230063904A
KR20230063904A KR1020210146332A KR20210146332A KR20230063904A KR 20230063904 A KR20230063904 A KR 20230063904A KR 1020210146332 A KR1020210146332 A KR 1020210146332A KR 20210146332 A KR20210146332 A KR 20210146332A KR 20230063904 A KR20230063904 A KR 20230063904A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chamber
link
hand
coupling member
link coupling
Prior art date
Application number
KR1020210146332A
Other languages
English (en)
Inventor
장현석
정광민
변혜원
양희웅
Original Assignee
주식회사 라온테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 라온테크 filed Critical 주식회사 라온테크
Priority to PCT/KR2021/015394 priority Critical patent/WO2023074962A1/ko
Priority to KR1020210146332A priority patent/KR20230063904A/ko
Publication of KR20230063904A publication Critical patent/KR20230063904A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/0095—Manipulators transporting wafers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0052—Gripping heads and other end effectors multiple gripper units or multiple end effectors
    • B25J15/0057—Gripping heads and other end effectors multiple gripper units or multiple end effectors mounted on a turret
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/02—Gripping heads and other end effectors servo-actuated
    • B25J15/0206—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising articulated grippers
    • B25J15/022—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising articulated grippers actuated by articulated links
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches

Abstract

본 발명은 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇에 관한 것으로, 제1 및 제2 핸드암들(hand arms)의 일단들을 통해 각각 연결된 제1 및 제2 핸드들을 포함하는 핸드 모듈; 서로 대향하고 상기 제1 및 제2 핸드암들의 다른 일단들을 각각 연결한 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들, 및 상기 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들의 직선 위치에서 벗어난 중앙 영역에 위치된 챔버 링크 결합부재를 포함하는 멀티-링크 하이브; 및 상기 챔버 링크 결합부재에 일단이 결합되어 상기 멀티-링크 하이브를 리니어 챔버 내에서 이동시키는 챔버 링크를 포함한다.

Description

인-챔버 웨이퍼 이송 로봇{IN-CHAMBER WAFER TRANSFER ROBOT}
본 발명은 웨이퍼 이송 로봇 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대량의 웨이퍼를 처리하기 위해 공간적으로 커지고 길어진 프로세스 챔버에 대응할 수 있는 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서 대상물인 웨이퍼(wafer)를 처리하기 위해 웨이퍼를이송하는 웨이퍼 이송 장치가 이용된다. 통상, 반도체 소자는 기판인 웨이퍼 상에 여러 가지 물질을 박막형태로 증착하고 패터닝하여 구현한다. 이를 위해 웨이퍼에 증착, 식각, 세정 및 건조 등의 여러 공정 단계를 거친다.
이때, 상기와 같은 공정을 수행하기 위해, 웨이퍼가 최적의 환경에서 공정이 수행될 수 있도록 공정이 수행되는 프로세스 챔버로 이송되거나 회송될 필요가 있다.
이러한 웨이퍼 이송 장치는 상기와 같이, 공정이 수행되는 프로세스 챔버로 이송하기 위해, 로드 포트, 장비 전단부 모듈(EFEM), 로드락 모듈, 트랜스퍼 모듈 및 프로세스 챔버를 포함할 수 있다.
종래의 웨이퍼 이송 장치는 하나의 트랜스퍼 모듈을 둘러싸도록 복수의 프로세서 챔버가 결합되어, 복수의 프로세서 챔버에서 동시에 웨이퍼 처리 공정이 이루어질 수 있도록 한다. 즉, 트랜스퍼 모듈 내에 포함된 로봇이 로드락 모듈에서 복수의 프로세서 챔버 중 하나로 웨이퍼를 전달하는 방식으로 각 프로세스 챔버에 웨이퍼를 이송한다.
그런데, 반도체 웨이퍼의 공정시간이 길어지면서 많은 양의 웨이퍼를 처리하기 위해 프로세스 챔버를 추가 확장하는 경우, 이에 대응하여 웨이퍼를 이송할 수 있는 새로운 웨이퍼 이송 로봇이 필요하게 되었다.
한국 등록특허공보 제10-1845797(2018.03.20.)호
본 발명의 일 실시예에 따르면, 대량의 웨이퍼를 처리하기 위해 공간적으로 커지고 길어진 프로세스 챔버에 대응할 수 있는 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공정 시간이 다른 프로세스 챔버에 대응 가능한 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 챔버 내에서 웨이퍼를 복수의 프로세스에 동시 이송하여 전달할 수 있는 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇을 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇은 제1 및 제2 핸드암들(hand arms)의 일단들을 통해 각각 연결된 제1 및 제2 핸드들을 포함하는 핸드 모듈; 서로 대향하고 상기 제1 및 제2 핸드암들의 다른 일단들을 각각 연결한 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들, 및 상기 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들의 직선 위치에서 벗어난 중앙 영역에 위치된 챔버 링크 결합부재를 포함하는 멀티-링크 하이브; 및 상기 챔버 링크 결합부재에 일단이 결합되어 상기 멀티-링크 하이브를 리니어 챔버 내에서 이동시키는 챔버 링크를 포함한다.
상기 핸드 모듈은 제3 및 제4 핸드암들의 일단들을 통해 각각 연결된 제3 및 제4 핸드들을 더 포함하고, 상기 제1 핸드 링크 결합부재를 통해 상기 제1 및 제3 핸드암들의 다른 일단들을 제1 일정 높이 차로 연결하여 상기 제1 및 제3의 핸드암들을 독립적으로 동작시키며, 상기 제2 핸드 링크 결합부재를 통해 상기 제2 및 제4 핸드암들의 다른 일단들을 제2 일정 높이 차로 연결하여 상기 제2 및 제4의 핸드암들을 독립적으로 동작시키고, 상기 제1 및 제3 핸드들 또는 상기 제2 및 제4 핸드들 간의 충돌 방지를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 핸드 모듈은 상기 제1 또는 제3 핸드 중 어느 하나에 웨이퍼가 로딩되고 상기 제1 핸드 링크 결합부재를 기준으로 포개어질 수 있도록 상기 제1 일정 높이 차를 설정하며, 상기 제2 또는 제4 핸드 중 어느 하나에 웨이퍼가 로딩되고 상기 제2 핸드 링크 결합부재를 기준으로 포개어질 수 있도록 상기 제2 일정 높이 차를 설정하는 것을 특징으로 한다.
상기 멀티-링크 하이브는 적어도 3 개의 꼭지점들을 통해 형성되고, 각각의 일면에 상기 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들을 배치하며 각각의 다른 일면에 상기 챔버 링크 결합부재를 배치하는 것을 특징으로 한다.
상기 멀티-링크 하이브는 상기 적어도 3개의 꼭지점들의 가상 직선을 통해 상기 챔버 링크 결합부재와 상기 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들 각각 간의 길이가 동일한 이등변 삼각형을 형성하도록 구현되는 것을 특징으로 한다.
상기 멀티-링크 하이브는 상기 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들에 결합된 해당 핸드암의 다른 일단을 회전시켜 상기 리니어 챔버에 배치된 프로세스 챔버에 웨이퍼 로딩 또는 언로딩 작업을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 챔버 링크는 상호 연결된 다관절 링크로 구현되고 상기 다관절 링크의 일단은 상기 챔버 링크 결합부재에 결합되고 상기 다관절 링크의 다른 일단은 상기 리니어 챔버의 중앙 측면에 배치된 다른 챔버 링크 결합부재에 결합되는 것을 특징으로 한다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇은 대량의 웨이퍼를 처리하기 위해 공간적으로 커지고 길어진 프로세스 챔버에 대응할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇은 공정 시간이 다른 프로세스 챔버에 대응 가능한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇은 챔버 내에서 웨이퍼를 복수의 프로세스에 동시 이송하여 전달할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇을 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 도 1에 있는 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 3은 도 1에 있는 챔버링크가 포개진 상태를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 도 1에 있는 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇을 포함하는 리니어 챔버 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a-5k는 도 1에 있는 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇의 작동예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a-6c는 도 4에 있는 리니어 챔버 장치에서 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇의 사용 상태를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇을 설명하기 위한 평면도이고, 도 2는 도 1에 있는 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇을 설명하기 위한 측단면도이고, 도 3은 도 1에 있는 챔버 링크가 포개진 상태를 설명하기 위한 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇(100)은 핸드 모듈(110), 멀티-링크 하이브(130), 챔버 링크(150)를 포함할 수 있다.
핸드 모듈(110)은 다수의 핸드암들(hand arms)이 연결되어 이루어질 수 있고, 그 핸드암들이 연결된 각 부분을 중심으로 연결된 핸드암들이 서로 자유롭게 회전할 수 있다.
핸드 모듈(110)은 제1 내지 제4 핸드암들(111,112,113,114)과, 제1 내지 제4 핸드암들(111,112,113,114)의 일단들을 통해 각각 연결된 제1 내지 제4 핸드들(121,122,123,124)을 포함할 수 있다.
핸드 모듈(110)은 제1 및 제3 핸드암들(111,113)의 다른 일단들을 통해 제1 및 제3 핸드암들(111,113)을 서로 연결할 수 있다. 핸드 모듈(110)은 제2 및 제4 핸드암들(112,114)의 다른 일단들을 통해 제2 및 제4 핸드암들(112,114)을 서로 연결할 수 있다. 제1 및 제3 핸드암들(111,113)은 제1 일정 높이 차로 연결될 수 있고, 제2 및 제4 핸드암들(112,114)은 제2 일정 높이 차로 연결되어 각각 독립적으로 동작할 수 있다. 여기에서, 제1 및 제2 일정 높이 차는 같거나 다를 수 있다. 제1 및 제2 일정 높이 차가 같을 경우에는, 핸드 모듈(110)은 핸드암들에 연결된 제1 및 제3 핸드들(121,123) 또는 제2 및 제4 핸드들(122,124) 간의 충돌을 방지할 수 있도록 제1 및 제3 핸드암들(111,113) 또는 제2 및 제4 핸드암들(112,114) 간의 동작을 제어할 수 있다.
제1 일정 높이 차는 제1 핸드(121) 또는 제3 핸드(123) 중 어느 하나에 웨이퍼가 로딩되고 이들 핸드(121,123)가 상하로 포개어질 수 있는 높이 차로 설정될 수 있다. 제2 일정 높이 차는 제2 핸드(122) 또는 제4 핸드(124) 중 어느 하나에 웨이퍼가 로딩되고 이들 핸드(122,124)가 상하로 포개어질 수 있는 높이 차로 설정될 수 있다.
핸드 모듈(110)은 멀티-링크 하이브(130)를 통해 서로 연결된 제1 및 제3 핸드암들(111,113)과 제2 및 제4 핸드암들(112,114) 사이를 연결할 수 있다.
멀티-링크 하이브(130)는 서로 대향하고 제1 및 제2 핸드암들(111,112)의 다른 일단들을 각각 연결한 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들(131,132), 및 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들(131,132)의 직선 위치에서 벗어난 중앙 영역에 위치한 챔버 링크 결합부재(133)를 포함할 수 있다.
제1 핸드 링크 결합부재(131)는 제1 및 제3 핸드암들(111,113)의 다른 일단들을 제1 일정 높이 차로 연결하여 제1 및 제3 핸드암들(111,113)을 독립적으로 동작시킬 수 있도록 한다. 제1 및 제3 핸드암들(111,113)은 제1 핸드 링크 결합부재(131)를 기준으로 회전하여 포개어질 수 있다. 제2 핸드 링크 결합부재(132)는 제2 및 제4 핸드암들(112,114)의 다른 일단들을 제2 일정 높이 차로 연결하여 제2 및 제4 핸드암들(112,114)을 독립적으로 동작시킬 수 있도록 한다. 제2 및 제4 핸드암들(112,114)은 제2 핸드 링크 결합부재(132)를 기준으로 회전하여 포개어질 수 있다.
멀티-링크 하이브(130)는 적어도 3개의 꼭지점들을 통해 형성되고, 각각의 일면에 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들(131,132)을 배치하며 각각의 다른 일면에 챔버 링크 결합부재(133)를 배치한다. 멀티-링크 하이브(130)는 상부면에 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들(131,132)을 배치하고 하부면에 챔버 링크 결합부재(133)를 배치할 수 있다.
멀티-링크 하이브(130)는 적어도 3개의 꼭지점들의 가상 직선을 통해 챔버 링크 결합부재(133)와 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들(131,132) 각각 간의 길이가 동일한 이등변 삼각형을 형성하도록 구현될 수 있다. 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들(131,132)은 챔버 링크 결합부재(133)를 기준으로 양측에 등간격으로 대향 배치되고 결합된 해당 핸드암의 다른 일단을 회전시킨다.
멀티-링크 하이브(130)는 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들(131,132)에 결합된 해당 핸드암의 다른 일단을 회전시켜 리니어 챔버에 배치된 프로세스 챔버에 웨이퍼 로딩 또는 언로딩 작업을 수행할 수 있도록 한다. 멀티-링크 하이브(130)는 제1 핸드 링크 결합부재(131)에 결합된 제1 또는 제3 핸드암(111,113)의 다른 일단을 회전시켜 해당 핸드암의 일단에 연결된 제1 또는 제3 핸드(121,123)에 로딩된 웨이퍼의 이송 작업을 수행할 수 있다. 멀티-링크 하이브(130)는 제2 핸드 링크 결합부재(132)에 결합된 제2 또는 제4 핸드암(112,114)의 다른 일단을 회전시켜 해당 핸드암의 일단에 연결된 제2 또는 제4 핸드(122,124)에 로딩된 웨이퍼의 이송 작업을 수행할 수 있다.
챔버 링크(150)는 챔버 링크 결합부재(133)에 일단이 결합되어 멀티-링크하이브(130)를 리니어 챔버 내에서 이동시킨다. 챔버 링크(150)는 상호 연결된 다관절 링크(151)로 구현된다. 다관절 링크(151)는 상부 링크와 하부 링크로 구성될 수 있다. 챔버 링크(150)는 다관절 링크(151)의 일단은 챔버 링크 결합부재(133)에 결합되고 다관절 링크(151)의 다른 일단은 리니어 챔버에 배치된 다른 챔버 리크 결합부재(170)에 결합된다. 여기에서, 다른 챔버 링크 결합부재(170)는 리니어 챔버의 중앙 측면에 배치될 수 있다. 다관절 링크(151)의 상부 링크에 챔버 링크 결합부재(133)가 결합되고 하부 링크에 다른 챔버 링크 결합부재(170)가 결합된다. 챔버 링크(150)는 다관절 링크(151)를 동작시켜 멀티-링크 하이브(130)를 리니어 챔버 내에서 이동시킨다. 다관절 링크(151)는 상부 링크와 하부 링크 간의 관절 움직임에 따라 상부 링크의 일단에 결합된 멀티-링크 하이브(130)를 리니어 챔버 내에서 자유 이동시킬 수 있다.
도 4는 도 1에 있는 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇을 포함하는 리니어 챔버 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 리니어 챔버 장치(400)는 프로세스 챔버(process chamber)(410)와 챔버 이송로(430)를 포함하고, 챔버 이송로(430) 내에는 본 발명에 따른 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇(100)이 포함될 수 있다.
프로세스 챔버(410)는 챔버 이송로(430)의 양측면에 리니어 하게 배치되는 제1측 및 제2측 프로세스 챔버들로 구성된다. 제1측 및 제2측 프로세스 챔버들(410)은 웨이퍼(wafer)에 대한 증착 공정 등을 수행할 수 있다. 제1측 및 제2측 프로세스 챔버들(410) 각각은 독립적으로 구동될 수 있다. 각 프로세스 챔버(410) 내에서 웨이퍼에 대한 처리가 이루어진다. 이때, 각 프로세스 챔버(410)에서 이루어지는 웨이퍼의 처리는 동일한 공정이 이루어질 수 있으며, 필요에 따라 각기 다른 공정이 이루어질 수도 있다.
챔버 이송로(430)는 제1측 및 제2측 프로세스 챔버들(410) 사이에 형성되고 중앙 측면에 제1 챔버 링크 결합부재(170)를 포함할 수 있다.
챔버 이송로(430)는 제1측 및 제2측 바깥 방향들에 복수의 프로세스 챔버들(410)이 배치되고 제3측 바깥 방향에 로드락(200)이 배치되며 내부에 개구 영역을 포함하고, 웨이퍼를 순환적으로 이송할 수 있다. 챔버 이송로(430)는 로드락(200)에 적재된 웨이퍼를 제1측 및 제2측 프로세스 챔버들(410)로 각각 이송하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위해, 챔버 이송로(430)는 컨베이어 벨트(Conveyor Belt)처럼 순환형 형상을 가질 수 있다. 챔버 이송로(430)는 이송 레일을 통해 웨이퍼를 이송할 수 있으며 이때 지정된 위치마다 정지 및 이동을 반복 수행하여 지정된 위치마다 해당 프로세스 챔버에 웨이퍼를 전달해줄 수 있다. 챔버 이송로(430)는 짧은 면 측에 로드락(200)이 배치될 수 있고, 긴 면 측에 각각 프로세스 챔버들(410)이 서로 대향하여 배치될 수 있다. 여기에서, 챔버 이송로(430)의 각 측면의 길이는 배치되는 로드락(200) 및 프로세스 챔버들(410)의 크기 및 개수에 따라 달라질 수 있다.
챔버 이송로(430)의 내부 공간은 외부에 대하여 밀봉된 상태로 유지되며, 필요에 따라 진공 상태로 유지되거나 불활성 기체로 채워질 수 있다. 이에 따라, 챔버 이송로(430) 내부로 웨이퍼가 제공되거나 그로부터 웨이퍼가 배출되는 경우에는 로드락(200)을 경유한다. 챔버 이송로(430) 내부 공간은 제조 공정이 수행되는 웨이퍼가 이송되기 때문에 소정 수준 이상의 청정도가 유지된다.
로드락(200)은 장비 전단부 모듈(Equipment Front End Module; EFEM)(300)과 챔버 이송로(430) 사이에 배치되며, EFEM(300)에서 전달된 웨이퍼를 적재한다. 또한, 로드락(200)은 챔버 이송로(430)에서 전달된 웨이퍼를 적재한다. 이를 위해, 로드락(200)은 적어도 2개의 챔버를 구비하여 하나의 챔버에는 처리될 웨이퍼, 즉 챔버 이송로(430)로 제공되는 웨이퍼가 대기하고, 다른 하나의 챔버에는 처리된 웨이퍼, 즉 제조 공정을 마친 웨이퍼가 대기할 수 있다. 이때, 로드락(200)은 대기 상태의 EFEM(300)과 진공 상태의 챔버 이송로(430) 사이에 배치되므로, 대기압 상태와 진공 상태를 전환하는 역할을 한다. 즉, 로드락(200)은 대기압 상태의 EFEM(300)에서 웨이퍼가 전달되면, 대기압 상태를 진공 상태로 전환한다. 그리고 로드락(200)은 진공 상태에서 챔버 이송로(430)로 웨이퍼를 전달하거나 전달받고, 챔버 이송로(430)에서 전달된 웨이퍼를 EFEM(300)으로 전달하기 위해 진공 상태를 대기압 상태로 전환한다.
인-챔버 웨이퍼 이송 로봇(100)은 챔버 이송로(430) 내부의 개구 영역에서 중앙 측면에 결합된다. 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇(100)은 도 1을 통해 설명한 바와 같이, 핸드 모듈(110), 멀티-링크 하이브(130) 및 챔버 링크(150)를 포함한다. 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇(100)은 챔버 링크(150)를 통해 챔버 이송로(430)에 결합된다. 챔버 링크(150)는 상호 연결된 다관절 링크로 구현되고 일단이 멀티-링크 하이브(130)에 결합되고 다른 일단이 챔버 이송로(430)의 중앙 측면에 결합된다. 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇(100)은 챔버 링크(150)의 다관절 움직임에 의해 챔버 이송로(430)의 중앙 측면을 중심으로 로드락(200)과 인접한 제1 위치 및 제1 위치에 연속적으로 이어진 제2 위치로 이동될 수 있다. 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇(100)은 멀티-링크 하이브(130)를 통해 핸드 모듈(110)과 챔버 링크(150) 사이를 결합한다. 멀티-링크 하이브(130)는 핸드 모듈(110)의 핸드들 간에 충돌하지 않고 해당 핸드암들을 회전시켜 로드락(200)으로부터 챔버 이송로(430)로 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩할 수 있고, 챔버 이송로(430) 상에 있는 웨이퍼를 해당 프로세스 챔버에 이동시키거나 또는 해당 프로세스 챔버로부터 챔버 이송로(430) 상에 웨이퍼를 이동시킬 수 있다.
일 실시예에서, 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇(100)은 챔버 링크(150)의 다관절 움직임에 의해 멀티-링크 하이브(130)를 로드락(200)과 인접한 제1 위치로 이동시키고 멀티-링크 하이브(130)를 통해 핸드 모듈(110)을 회전시켜 로드락(200)에 있는 로드락 웨이퍼를 반출하고 제1 위치에 인접한 프로세스 챔버를 우선하여 로드락 웨이퍼를 제공할 수 있다. 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇(100)은 제1 위치에 인접한 프로세스 챔버에 있는 챔버 웨이퍼를 반출하고 로드락(200)에 챔버 웨이퍼를 직접 제공할 수 있다. 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇(100)은 챔버 링크(150)의 다관절 움직임에 의해 멀티-링크 하이브(130)를 제1측 및 제2측 프로세스 챔버들(410)과 인접한 제2 위치로 이동시키고 멀티-링크 하이브(130)를 통해 핸드 모듈(110)을 회전시켜 챔버 이송로(430) 상에 있는 웨이퍼를 해당 프로세스 챔버에 이동시키거나 또는 해당 프로세스 챔버로부터 챔버 이송로(430) 상에 웨이퍼를 이동시킬 수 있다. 여기에서, 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇(100)은 공간적으로 이송 거리의 확장이 가능하여 담당하는 프로세스 챔버의 위치가 특정되지 않는다.
도 5는 도 1에 있는 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇의 작동예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5의 (a) 내지 (k)에 나타낸 바와 같이, 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇(100)은 챔버 링크(150)를 다관절 링크로 구현하고 다관절 링크의 작동에 의해 다관절 링크의 일단에 결합된 멀티-링크 하이브(130)를 리니어 챔버 장치(400) 내에서 이동시킬 수 있다. 멀티-링크 하이브(130)는 3개의 꼭지점들을 갖는 이등변 삼각형 형상으로 이루어지고 양측 꼭지점의 상부면에 서로 대향하여 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들(131,132)이 배치되고 나머지 꼭지점의 하부면에 챔버 링크 결합부재(133)가 배치되어 챔버 링크 결합부재(133)를 통해 결합되는 챔버 링크(150)의 다관절 움직임을 따라 리니어 챔버 장치(400) 내에서 이동됨과 동시에 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들(131,132)을 통해 핸드암들 중 적어도 하나를 회전시켜 도 5의 (a) 내지 (k) 처럼 다양하게 핸드암들을 위치 이동시킬 수 있다.
이에 따라, 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇(100)은 공간적으로 더 커지고 길어진 프로세스 챔버들에 대해 프로세스 챔버의 위치를 지정하지 않고 웨이퍼 이송을 담당할 수 있다.
도 6은 도 4에 있는 리니어 챔버 장치에서 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇의 사용 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇(100)은 (a)와 같이 멀티-링크 하이브(130)의 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들(131,132)에 결합된 해당 핸드암을 회전시켜 제1측 및 제2측 프로세스 챔버들(410) 중 하나의 프로세스 챔버에 핸드 모듈(110)의 양쪽 핸드를 모두 사용할 수 있다.
인-챔버 웨이퍼 이송 로봇(100)은 또한, (b)와 같이 챔버 링크(150)의 다관절 링크를 움직여 헨드들(121,122,123,124) 중 하나의 핸드를 제1측 및 제2측 프로세스 챔버들(410)에 모두 사용할 수 있다.
인-챔버 웨이퍼 이송 로봇(100)은 또한, (c)와 같이 멀티-링크 하이브(130)를 이동시켜 핸드 교체(swap) 동작없이 웨이퍼를 1공정에서 2공정으로 이동시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇은 리니어 챔버에 웨이퍼 이송 로봇을 추가 배치하지 않아도 웨이퍼 이송을 위한 공간 이동을 확장할 수 있어 프로세스 챔버들의 추가 배치가 가능하고 웨이퍼의 처리량을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇은 공정 시간이 다른 프로세스 챔버에 대응 가능하고, 동시에 두 프로세스 챔버를 담당하거나 혹은 웨이퍼 처리 시간이 달라 공정이 먼저 끝나거나 나중에 끝난 한쪽의 프로세스 챔버를 담당하는 움직임이 모두 가능하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 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.
100: 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇
110: 핸드 모듈
111,112,113,114: 핸드암들 121,122,123,124: 핸드들
130: 멀티-링크 하이브
131,132: 핸드 링크 결합부재들
133: 챔버 링크 결합부재(제2 챔버 링크 결합부재)
150: 챔버 링크
151: 다관절 링크
170: 다른 챔버 링크 결합부재(제1 챔버 링크 결합부재)
200: 로드락
300: EFEM(Equipment Front End Module)
400: 리니어 챔버 장치
410: 프로세스 챔버들
430: 챔버 이송로

Claims (7)

  1. 제1 및 제2 핸드암들(hand arms)의 일단들을 통해 각각 연결된 제1 및 제2 핸드들을 포함하는 핸드 모듈;
    서로 대향하고 상기 제1 및 제2 핸드암들의 다른 일단들을 각각 연결한 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들, 및 상기 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들의 직선 위치에서 벗어난 중앙 영역에 위치된 챔버 링크 결합부재를 포함하는 멀티-링크 하이브; 및
    상기 챔버 링크 결합부재에 일단이 결합되어 상기 멀티-링크 하이브를 리니어 챔버 내에서 이동시키는 챔버 링크를 포함하는 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇.
  2. 제1항에 있어서, 상기 핸드 모듈은
    제3 및 제4 핸드암들의 일단들을 통해 각각 연결된 제3 및 제4 핸드들을 더 포함하고,
    상기 제1 핸드 링크 결합부재를 통해 상기 제1 및 제3 핸드암들의 다른 일단들을 제1 일정 높이 차로 연결하여 상기 제1 및 제3의 핸드암들을 독립적으로 동작시키며,
    상기 제2 핸드 링크 결합부재를 통해 상기 제2 및 제4 핸드암들의 다른 일단들을 제2 일정 높이 차로 연결하여 상기 제2 및 제4의 핸드암들을 독립적으로 동작시키고,
    상기 제1 및 제3 핸드들 또는 상기 제2 및 제4 핸드들 간의 충돌 방지를 제어하는 것을 특징으로 하는 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇.
  3. 제1항에 있어서, 상기 핸드 모듈은
    상기 제1 또는 제3 핸드 중 어느 하나에 웨이퍼가 로딩되고 상기 제1 핸드 링크 결합부재를 기준으로 포개어질 수 있도록 상기 제1 일정 높이 차를 설정하며,
    상기 제2 또는 제4 핸드 중 어느 하나에 웨이퍼가 로딩되고 상기 제2 핸드 링크 결합부재를 기준으로 포개어질 수 있도록 상기 제2 일정 높이 차를 설정하는 것을 특징으로 하는 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇.
  4. 제1항에 있어서, 상기 멀티-링크 하이브는
    적어도 3 개의 꼭지점들을 통해 형성되고, 각각의 일면에 상기 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들을 배치하며 각각의 다른 일면에 상기 챔버 링크 결합부재를 배치하는 것을 특징으로 하는 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇.
  5. 제4항에 있어서, 상기 멀티-링크 하이브는
    상기 적어도 3개의 꼭지점들의 가상 직선을 통해 상기 챔버 링크 결합부재와 상기 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들 각각 간의 길이가 동일한 이등변 삼각형을 형성하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇.
  6. 제4항에 있어서, 상기 멀티-링크 하이브는
    상기 제1 및 제2 핸드 링크 결합부재들에 결합된 해당 핸드암의 다른 일단을 회전시켜 상기 리니어 챔버에 배치된 프로세스 챔버에 웨이퍼 로딩 또는 언로딩 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇.
  7. 제1항에 있어서, 상기 챔버 링크는
    상호 연결된 다관절 링크로 구현되고 상기 다관절 링크의 일단은 상기 챔버 링크 결합부재에 결합되고 상기 다관절 링크의 다른 일단은 상기 리니어 챔버의 중앙 측면에 배치된 다른 챔버 링크 결합부재에 결합되는 것을 특징으로 하는 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇.
KR1020210146332A 2021-10-29 2021-10-29 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇 KR20230063904A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2021/015394 WO2023074962A1 (ko) 2021-10-29 2021-10-29 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇
KR1020210146332A KR20230063904A (ko) 2021-10-29 2021-10-29 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210146332A KR20230063904A (ko) 2021-10-29 2021-10-29 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230063904A true KR20230063904A (ko) 2023-05-10

Family

ID=86158215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210146332A KR20230063904A (ko) 2021-10-29 2021-10-29 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20230063904A (ko)
WO (1) WO2023074962A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101845797B1 (ko) 2016-04-21 2018-04-10 주식회사 라온테크 기판 이송 로봇 및 이를 이용한 기판 처리 장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4440178B2 (ja) * 2005-07-25 2010-03-24 東京エレクトロン株式会社 基板の搬送装置
KR20090013328A (ko) * 2007-08-01 2009-02-05 세메스 주식회사 웨이퍼 이송로봇 및 이를 포함하는 반도체 제조장치
KR100968869B1 (ko) * 2008-07-09 2010-07-09 주식회사 로보스타 기판 반송 로봇
KR100978236B1 (ko) * 2008-09-30 2010-08-26 주식회사 아토 웨이퍼 이송 로봇
JP6559976B2 (ja) * 2015-03-03 2019-08-14 川崎重工業株式会社 基板搬送ロボットおよび基板処理システム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101845797B1 (ko) 2016-04-21 2018-04-10 주식회사 라온테크 기판 이송 로봇 및 이를 이용한 기판 처리 장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023074962A1 (ko) 2023-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8016542B2 (en) Methods and apparatus for extending the reach of a dual scara robot linkage
JP5503006B2 (ja) 基板処理システム、搬送モジュール、基板処理方法及び半導体素子の製造方法
US20020044860A1 (en) Processing system
TWI614102B (zh) 基板沉積系統、機械手臂運輸設備及用於電子裝置製造之方法
JP5872153B2 (ja) 真空処理装置及び真空処理装置の運転方法
JP5139253B2 (ja) 真空処理装置及び真空搬送装置
KR101429827B1 (ko) 반송 시스템
JP2011124565A (ja) 半導体被処理基板の真空処理システム及び半導体被処理基板の真空処理方法
KR100578134B1 (ko) 멀티 챔버 시스템
JP7158238B2 (ja) 基板処理システム
KR101453189B1 (ko) 반송 장치
KR100754880B1 (ko) 웨이퍼 이송 장치
JP2019084651A (ja) ワーク搬送システム及びその制御方法
JP2023162195A (ja) 複数のアライナを含む装置フロントエンドモジュール、アセンブリ、及び方法
JP2013115393A (ja) 真空処理装置及び真空処理装置の運転方法
US20150098788A1 (en) Substrate transfer chamber and container connecting mechanism
US20230282492A1 (en) Substrate processing system and substrate transfer apparatus and method
KR20230063904A (ko) 인-챔버 웨이퍼 이송 로봇
KR102438612B1 (ko) 웨이퍼 이송 장치
JP7240980B2 (ja) 基板処理装置及び基板搬送方法
KR100274308B1 (ko) 멀티 챔버 처리시스템
KR20160057357A (ko) 건식 및 습식 처리를 위한 단일 플랫폼의 기판처리설비
JP7422533B2 (ja) 基板処理システム、基板搬送装置及び方法
KR101612516B1 (ko) 건식 및 습식 처리를 위한 단일 플랫폼의 기판처리설비
KR20230111142A (ko) 기판 반송 방법 및 기판 처리 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application