KR101301052B1 - 웨이퍼 처리장치 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 처리장치가 개시된다. 본 발명에 따른 웨이퍼 처리장치는, 본체에 설치된 제 1 구동모터가 구동하면 제 1 피니언의 회전에 의하여 가동레일의 하면에 설치된 제 1 랙이 직선운동하므로 가동레일이 직선운동하고, 스테이지에 설치된 제 2 구동모터가 구동하면 가동레일의 상면에 설치된 제 2 랙을 따라 제 2 구동모터와 연결된 제 2 피니언이 직선운동하므로 스테이지가 직선운동한다. 그러므로, 스테이지를 운동시키기 위한 구조가 간단하고, 이로 인해 스테이지의 운동을 정확하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

Description

웨이퍼 처리장치 {WAFER PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 구조를 간단하게 함과 동시에 스테이지의 운동을 정확하게 제어할 수 있는 웨이퍼 처리장치에 관한 것이다.
전방 개구부 인터페이스 기계적 표준(FIMS: Front-opening Interface Mechanical Standard)(이하, "FIMS"라 함) 시스템은, 반도체 제조 공정에 있어서, 세계 반도체 제조 장비 재료 협회(SEMI: Semiconductor Equipment and Materials International)에서 권고하는 표준안이다.
FIMS 시스템에는 웨이퍼(Wafer) 또는 레티클(Reticle) 등을 자동으로 반송하는 로더 포트(Load Port)와 FIMS 포트 라는 웨이퍼 처리장치가 사용된다. 로더 포트는 로봇아암을 매개로 웨이퍼가 적재 저장된 풉(FOUP: Front Opening Unified Pod)을 FIMS 포트로 전달하고, FIMS 포트는 로봇아암을 매개로 풉에 저장된 웨이퍼를 FIMS 시스템의 다음 공정을 위한 필요처로 전달한다.
즉, 로드 포트는 웨이퍼가 저장된 풉을 FIMS 시스템의 이송장치인 로봇으로 넘겨주는 인터페이스 장치이고, FIMS 포트는 풉에 적재 저장된 웨이퍼를 FIMS 시스템의 이송장치인 로봇으로 넘겨주는 인터페이스 장치이다.
웨이퍼 처리장치와 관련한 선행기술은 한국등록특허공보 제0823212호에 "로드포터용 반출장치"라는 명칭으로 개시되어 있다.
상기 반출장치(100)는 베이스 플레이트(110) 상에 무빙 가이드레일(120)이 직선운동가능하게 설치되고, 무빙 가이드레일(120)에 무빙 가이드레일(120)과 함께 운동함과 동시에 무빙 가이드레일(120)에 대하여 직선운동가능하게 반출 플레이트(130)가 설치된다.
무빙 가이드레일(120)은 회전하는 제 1 벨트(144b)에 의하여 직선운동한다. 그리고, 반출 플레이트(130)는 무빙 가이드레일(120)의 직선운동에 의하여 회전하는 제 1 및 제 2 가이드롤러(147a, 147b), 제 1 및 제 2 가이드롤러(147a, 147b)의 회전에 의하여 회전하는 제 3 벨트기어(148a), 제 3 벨트기어(148a)의 회전에 의하여 직선운동하는 제 3 벨트(148b)에 의하여 직선운동한다.
상기와 같은 종래의 반출장치(100)는 반출 플레이트(130)를 직선운동시키기 위한 동력전달 경로가 복잡하므로, 구조가 복잡한 단점이 있었다. 그리고, 구동모터(142)의 동력이 다수의 동력전달 경로를 통하여 반출 플레이트(130)에 전달되므로, 구동모터(142)의 동력이 반출 플레이트(130)에 정확하게 전달되기 어렵다. 이로 인해, 반출 플레이트(130)를 정확하게 제어하기 어려운 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 구조를 간단하게 함과 동시에 스테이지의 운동을 정확하게 제어할 수 있는 웨이퍼 처리장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 처리장치는, 전면에 소정 공간의 포트가 형성되고, 상기 포트가 형성된 후면에는 출입구가 형성된 본체; 상기 포트를 형성하는 상기 본체의 하면에 설치되며 상기 출입구와 가까워지고 멀어지는 형태로 직선운동가능하게 설치된 가동레일; 상기 본체에 설치된 제 1 구동모터; 상기 가동레일에 결합된 제 1 랙과 상기 제 1 구동모터에 의하여 회전하며 상기 제 1 랙과 맞물리는 제 1 피니언; 상기 가동레일에 설치되어 상기 가동레일과 함께 운동함과 동시에 상기 가동레일에 대하여 직선운동가능하게 설치되며, 웨이퍼가 적재 저장된 풉(FOUP: Front Opening Unified Pod)을 지지하여 상기 출입구측으로 이송하는 스테이지; 상기 스테이지에 설치된 제 2 구동모터; 상기 가동레일에 결합된 제 2 랙과 상기 제 2 구동모터에 의하여 회전하며 상기 제 2 랙과 맞물리는 제 2 피니언을 포함한다.
상기 가동레일은 한 쌍으로 마련되고, 상기 제 1 및 제 2 랙은 한 쌍의 상기 가동레일 중, 어느 하나에 설치될 수 있다.
상기 본체에는 상기 가동레일의 직선운동을 지지하는 제 1 지지블럭이 설치되고, 상기 스테이지에는 상기 스테이지의 직선운동을 지지하는 제 2 지지블럭이 설치될 수 있다.
상기 가동레일의 일측 및 타측에는 제 1 및 제 2 안내레일이 각각 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 지지블럭에는 상기 제 1 및 제 2 안내레일이 각각 삽입 지지되는 삽입로가 각각 형성될 수 있다.
상기 제 1 안내레일 및 상기 제 1 지지블럭의 상기 삽입로의 내면에는 상호 삽입 결합되는 삽입홈 및 삽입레일이 각각 형성되고, 상기 제 2 안내레일 및 상기 제 2 지지블럭의 상기 삽입로의 내면에는 상호 삽입 결합되는 삽입홈 및 삽입레일이 각각 형성될 수 있다.
상기 가동레일에는 상기 제 1 지지블럭의 일면 및 타면과 접촉되어 상기 가동레일의 운동거리를 제한하는 제 1 스토퍼가 설치될 수 있다.
상기 가동레일에는 상기 제 2 지지블럭의 일면 및 타면과 접촉되어 상기 가동레일의 운동거리를 제한하는 제 2 스토퍼가 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 웨이퍼 처리장치는, 본체에 설치된 제 1 구동모터가 구동하면 제 1 피니언의 회전에 의하여 가동레일의 하면에 설치된 제 1 랙이 직선운동하므로 가동레일이 직선운동하고, 스테이지에 설치된 제 2 구동모터가 구동하면 가동레일의 상면에 설치된 제 2 랙을 따라 제 2 구동모터와 연결된 제 2 피니언이 직선운동하므로 스테이지가 직선운동한다. 그러므로, 스테이지를 운동시키기 위한 구조가 간단하고, 이로 인해 스테이지의 운동을 정확하게 제어할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리장치의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 스테이지가 출입구측으로 운동한 상태를 보인 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 스테이지의 분리 저면 사시도.
도 4a는 도 3에 도시된 가동레일에 제 1 및 제 2 지지블럭이 결합된 상태를 보인 사시도.
도 4b는 도 4a의 단면도.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시하여 도시한 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 상호 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 특정 구조 및 특성은 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미가 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에 도시된 실시예들의 길이, 면적, 두께 및 형태는, 편의상, 과장되어 표현될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리장치를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 스테이지가 출입구측으로 운동한 상태를 보인 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 웨이퍼 처리장치의 외관을 이루는 본체(110)가 마련되고, 본체(110)의 전면(前面) 상부측에는 소정 공간의 포트(112)가 형성된다. 포트(112)를 형성하는 본체(110)의 하면에는 스테이지(120)가 설치되고, 포트(112)를 형성하는 본체(110)의 후면에는 출입구(114)가 형성된다.
스테이지(120)는 출입구(114)와 가까워지고 멀어지는 형태로 직선운동가능하게 설치되며, 웨이퍼(미도시)가 적재 저장되는 풉(FOUP: Front Opening Unified Pod)(50)이 탑재 지지된다.
스테이지(120)의 상면에는, 로봇(미도시)에 의하여 풉(50)이 스테이지(120)에 탑재될 때, 풉(50)의 하면에 형성된 지지홈(미도시)에 삽입되어 풉(50)을 견고하게 지지하는 지지핀(121)이 형성된다. 그리고, 스테이지(120)의 상면에는 풉(50)의 위치를 감지하는 센서(123) 및 회전가능하게 설치되어 풉(50)을 하측으로 압착하여 지지하는 클램퍼(125)가 설치된다.
출입구(114)가 형성된 본체(110)의 후면에는 도어(170)가 설치된다. 도어(170)는 승강가능하게 설치되어 출입구(114)를 개폐함과 동시에, 스테이지(120)에 탑재된 풉(50)의 커버(51)가 출입구(114)의 내부에 위치되면 커버(51)를 승강시켜 풉(50)의 내부와 출입구(114)를 연통 또는 차단시킨다.
풉(50)에 대하여 커버(51)를 잠그거나 해제하기 위한 래치(171)가 도어(170)에 설치되고, 래치(171)는 커버(51)에 형성된 래치홈(미도시)에 삽탈된다. 즉, 래치(171)가 상기 래치홈에 삽입되어 정역회전함에 따라 커버(51)는 풉(50)에 대하여 잠기거나 해제된다.
출입구(114)의 내주면측에는 커버(51)측 풉(50)의 외면에 밀착되어, 풉(50)의 내부 공간이 개방되었을 때, 포트(112)측에 존재하는 이물질이 풉(50)의 내부로 유입되는 것을 방지하는 실링부재(미도시)가 설치될 수 있다.
그리고, 도어(170)와 커버(51)을 견고하게 밀착시키기 위하여, 도어(170)에는 커버(51)를 흡착하는 흡착패드(173)가 설치된다. 흡착패드(173)는 진공으로 커버(51)를 흡착한다.
도어(170)에 의하여 커버(51)가 개방되면, 풉(50)의 내부에 저장된 상기 웨이퍼가 정해진 위치에 위치되었는가를 맵핑센서(미도시)가 맵핑한다. 그 후, 이상이 없으면, 도어(170)에 의하여 커버(51)가 닫히고, 도어(170)는 다시 출입구(114)를 개방한다. 그러면, 풉(50)이 탑재된 스테이지(120)가 출입구(114)를 통과하여 풉(50)을 본체(110)의 후면측으로 이동시킨다. 풉(50)이 본체(110)의 후면측으로 이동되면, FIMS(Front-opening Interface Mechanical Standard) 시스템 내의 로봇(미도시)이 풉(50)을 다음 공정을 위한 필요처로 반송한다.
스테이지(120)의 직선운동구조에 대하여 도 2 내지 도 4b를 참조하여 설명한다. 도 3은 도 2에 도시된 스테이지의 분리 저면 사시도이고, 도 4a는 도 3에 도시된 가동레일에 제 1 및 제 2 지지블럭이 결합된 상태를 보인 사시도이며, 도 4b는 도 4a의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 포트(112)(도 1 참조)를 형성하는 본체(110)의 하면에는 스테이지(120)의 운동방향과 평행하게 제 1 지지브라켓(131)이 설치되고, 스테이지(120)의 하면에는 스테이지(120)의 운동방향과 평행하게 제 2 지지브라켓(135)이 설치된다.
제 1 및 제 2 지지브라켓(131, 135)은 각각 한 쌍으로 마련되며, 제 2 지지브라켓(135)은 제 1 지지브라켓(131)의 내측에 위치되게 스테이지(120)에 설치된다. 그리고, 어느 하나의 제 1 지지브라켓(131)과 어느 하나의 제 2 지지브라켓(135)은 스테이지(120)의 운동방향과 수직하는 방향으로 상호 간격을 가지고, 다른 하나의 제 1 지지브라켓(131)과 다른 하나의 제 2 지지브라켓(135)은 스테이지(120)의 운동방향과 수직하는 방향으로 상호 간격을 가진다.
그리고, 제 1 및 제 2 지지브라켓(131, 135)에는 제 1 및 제 2 지지블럭(141, 145)이 각각 설치된다.
제 1 지지블럭(141)과 제 2 지지블럭(145)에는 가동레일(150)이 지지되어 출입구(114)(도 1 참조)와 가까워지고 멀어지는 형태로 직선운동가능하게 설치된다.
상세히 설명하면, 가동레일(150)은 한 쌍으로 마련된다. 그리하여, 어느 하나의 가동레일(150)의 일측은 어느 하나의 제 1 지지브라켓(131)에 설치된 제 1 지지블럭(141)에 지지되고, 타측은 어느 하나의 제 2 지지브라켓(135)에 설치된 제 2 지지블럭(145)이 지지된다. 그리고, 다른 하나의 가동레일(150)의 일측은 다른 하나의 제 1 지지브라켓(131)에 설치된 제 1 지지블럭(141)에 지지되고, 타측은 다른 하나의 제 2 지지브라켓(135)에 설치된 제 2 지지블럭(145)이 지지된다. 즉, 가동레일(150)은 제 1 지지블럭(141)과 제 2 지지블럭(145) 사이에 위치되어 지지된 상태가 된다.
가동레일(150)의 일측 및 타측에는 제 1 및 제 2 안내레일(152, 153)이 각각 형성되고, 제 1 및 제 2 지지블럭(141, 145)에는 제 1 및 제 2 안내레일(152, 153)이 각각 삽입 지지되는 삽입로(142, 146)(도 4b 참조)가 각각 형성된다. 그리고, 제 1 안내레일(152) 및 제 1 지지블럭(141)의 삽입로(142)의 내면에는 상호 삽입 결합되는 삽입홈(152a) 및 삽입레일(143)이 각각 형성되고, 제 2 안내레일(153) 및 제 2 지지블럭(145)의 삽입로(146)의 내면에는 상호 삽입 결합되는 삽입홈(153a) 및 삽입레일(147)이 각각 형성된다. 이로 인해, 가동레일(150)과 제 1 지지블럭(141)이 상호 분리되지 않고 안정되게 결합되며, 가동레일(150)과 제 2 지지블럭(145)이 상호 분리되지 않고 안정되게 결합된다.
가동레일(150)의 하면 및 상면에는 제 1 및 제 2 랙(155, 156)이 일체로 각각 결합된다.
제 1 랙(155)은 본체(110)에 설치된 제 1 구동모터(161)에 의하여 회전하는 제 1 피니언(162)과 맞물리고, 제 2 랙(156)은 스테이지(120)에 설치된 제 2 구동모터(165)에 의하여 회전하는 제 2 피니언(166)과 맞물린다.
그리하여, 제 1 구동모터(161)가 구동하면, 제 1 피니언(162)의 회전에 의하여 제 1 랙(165)이 직선운동하므로 가동레일(150)이 직선운동한다. 그리고, 제 2 구동모터(165)가 구동하면, 제 2 피니언(166)은 제 2 랙(156)을 따라 회전하면서 직선운동하고, 이로 인해 스테이지(120)가 직선운동한다.
스테이지(120)는 가동레일(150)과 함께 직선운동함과 동시에 가동레일(150)에 대하여 직선운동가능하게 설치되어 풉(50)(도 1 참조)을 이송한다.
가동레일(150)의 일측면 전단부측 및 후단부측에는 제 1 스토퍼(158)가 설치되고, 타측면 전단부측 및 후단부측에는 제 2 스토퍼(159)가 설치된다. 제 1 스토퍼(158)는 제 1 지지블럭(141)의 전면 및 후면과 각각 접촉되어 가동레일(150)의 직선운동거리를 제한하고, 제 2 스토퍼(159)는 제 2 지지블럭(145)의 전면 및 후면과 접촉되어 스테이지(120)의 직선운동거리를 제한한다.
제 1 랙(155), 제 2 랙(156), 제 1 스토퍼(158) 및 제 2 스토퍼(159)는 한 쌍의 가동레일(150) 중, 어느 하나에만 설치될 수 있다.
본 실시예에 따른 웨이퍼 처리장치는 본체(110)에 설치된 제 1 구동모터(161)가 구동하면 제 1 피니언(162)의 회전에 의하여 가동레일(150)의 하면에 설치된 제 1 랙(155)이 직선운동하므로 가동레일(150)이 직선운동하고, 스테이지(120)에 설치된 제 2 구동모터(165)가 구동하면 가동레일(150)의 상면에 설치된 제 2 랙(155)을 따라 제 2 피니언(166)이 직선운동하므로 스테이지(120)가 직선운동한다. 그러므로, 스테이지(120)를 운동시키기 위한 구조가 간단하므로, 스테이지(120)의 운동을 정확하게 제어할 수 있다.
이상에서는, 본 발명의 실시예들에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
110: 본체
120: 스테이지
141, 145: 제 1, 제 2 지지블럭
150: 가동레일
158, 159: 제 1, 제 2 랙
161, 162: 제 1, 제 2 구동 모터
162, 166: 제 1, 제 2 피니언
170: 도어

Claims (7)

  1. 전면에 소정 공간의 포트가 형성되고, 상기 포트가 형성된 후면에는 출입구가 형성된 본체;
    상기 포트를 형성하는 상기 본체의 하면에 설치되며 상기 출입구와 가까워지고 멀어지는 형태로 직선운동가능하게 설치된 가동레일;
    상기 본체에 설치된 제 1 구동모터;
    상기 가동레일에 결합된 제 1 랙과 상기 제 1 구동모터에 의하여 회전하며 상기 제 1 랙과 맞물리는 제 1 피니언;
    상기 가동레일에 설치되어 상기 가동레일과 함께 운동함과 동시에 상기 가동레일에 대하여 직선운동가능하게 설치되며, 웨이퍼가 적재 저장된 풉(FOUP: Front Opening Unified Pod)을 지지하여 상기 출입구측으로 이송하는 스테이지;
    상기 스테이지에 설치된 제 2 구동모터;
    상기 가동레일에 결합된 제 2 랙과 상기 제 2 구동모터에 의하여 회전하며 상기 제 2 랙과 맞물리는 제 2 피니언;
    상기 본체에 설치되어 상기 가동레일의 직선운동을 지지하는 제 1 지지블럭;
    상기 스테이지에 설치되어 상기 스테이지의 직선운동을 지지하는 제 2 지지블럭을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가동레일은 한 쌍으로 마련되고,
    상기 제 1 및 제 2 랙은 한 쌍의 상기 가동레일 중, 어느 하나에 설치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리장치.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 가동레일의 일측 및 타측에는 제 1 및 제 2 안내레일이 각각 형성되고,
    상기 제 1 및 제 2 지지블럭에는 상기 제 1 및 제 2 안내레일이 각각 삽입 지지되는 삽입로가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제 1 안내레일 및 상기 제 1 지지블럭의 상기 삽입로의 내면에는 상호 삽입 결합되는 삽입홈 및 삽입레일이 각각 형성되고,
    상기 제 2 안내레일 및 상기 제 2 지지블럭의 상기 삽입로의 내면에는 상호 삽입 결합되는 삽입홈 및 삽입레일이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 가동레일에는 상기 제 1 지지블럭의 일면 및 타면과 접촉되어 상기 가동레일의 운동거리를 제한하는 제 1 스토퍼가 설치된 특징으로 하는 웨이퍼 처리장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 가동레일에는 상기 제 2 지지블럭의 일면 및 타면과 접촉되어 상기 가동레일의 운동거리를 제한하는 제 2 스토퍼가 설치된 특징으로 하는 웨이퍼 처리장치.
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