KR102665232B1 - 기판 이송 장치 - Google Patents

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KR102665232B1
KR102665232B1 KR1020230082707A KR20230082707A KR102665232B1 KR 102665232 B1 KR102665232 B1 KR 102665232B1 KR 1020230082707 A KR1020230082707 A KR 1020230082707A KR 20230082707 A KR20230082707 A KR 20230082707A KR 102665232 B1 KR102665232 B1 KR 102665232B1
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unit
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이상우
최우형
권태진
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브이엠 주식회사
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Abstract

본 개시의 일 실시예에 따르면, 기판 이송 장치는 이동 플레이트, 이동 플레이트의 일단에 배치되는 로드락 챔버, 이동 플레이트의 양단에 종방향을 따라 배치되는 복수의 프로세싱 챔버, 및 이동 플레이트와 연결되어 복수의 프로세싱 챔버 중 어느 하나의 프로세싱 챔버와 로드락 챔버 사이에서 기판을 이송하도록 구성되는 제1 암(arm)을 포함하고, 이동 플레이트는 제1 암의 제1 피봇축이 이동 플레이트에서 원운동을 할 수 있도록 구성되는 제1 경로를 제공할 수 있다.

Description

기판 이송 장치{DEVICE FOR TRANSFERRING SUBSTRATES}
본 개시는 기판 이송 장치에 관한 것이다.
반도체 또는 디스플레이 공정에 쓰이는 장비에서의 처리량(throughput)은 단일 공정에서 단위 면적당 웨이퍼 또는 기판 공정을 처리하는 양을 의미한다. 일반적으로, 처리량은 프로세싱 챔버의 공정 시간, 배큠 로봇의 흡배기 속도, 웨이퍼의 쿨링/히팅 시간 등을 기초로 결정되지만, 전체적인 시스템 측면에서 가장 간단하게 개선하기 위해서는 제한된 공간에 배치되는 장비의 개수를 늘리는 방법이 고려될 수 있다.
그러나, 공장의 면적을 확장하거나 넓은 부지를 새로 확보하는 것은 경제적으로 용이하지 않다. 뿐만 아니라, 법률에 따른 개발 제한과 같이 현실적으로 부지 확장을 불가능하게하는 요인들이 다수 존재하기 때문에, 실질적으로 반도체 공장의 부지 선정 단계에서 많은 기업들이 난항을 겪고있는 것이 현실이다.
본 개시에서는 상술한 문제를 해결하기 위하여 종래와 동일/유사하거나 종래보다 개선된 효율로 기판을 처리하면서, 종래 보다 좁은 면적을 차지하도록 구성되는 기판 이송 장치가 제공된다.
구체적으로, 본 개시에서는 로봇 암의 축이 원 운동 가능하도록 하여 이동 플레이트의 횡폭을 최소화한 기판 이송 장치가 제공된다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 기판 이송 장치는 이동 플레이트, 이동 플레이트의 일단에 배치되는 로드락 챔버, 이동 플레이트의 양단에 종방향을 따라 배치되는 복수의 프로세싱 챔버, 및 이동 플레이트와 연결되어 복수의 프로세싱 챔버 중 어느 하나의 프로세싱 챔버와 로드락 챔버 사이에서 기판을 이송하도록 구성되는 제1 암(arm)을 포함하고, 이동 플레이트는 제1 암의 제1 피봇축이 이동 플레이트에서 원운동을 할 수 있도록 구성되는 제1 경로를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 경로 상에서 제1 피봇축의 위치는 이동 플레이트에 대한 어느 하나의 프로세싱 챔버의 위치를 기초로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 경로는 타원 또는 호(arc) 중 적어도 하나의 형상을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이동 플레이트와 연결되어 복수의 프로세싱 챔버 중 어느 하나의 프로세싱 챔버와 로드락 챔버 사이에서 기판을 이송하도록 구성되는 제2 암을 더 포함하고, 이동 플레이트는 제1 암의 제1 피봇축 및 제2 암의 제2 피봇축이 이동 플레이트에서 각각 원운동을 할 수 있도록 구성되는 제1 경로를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기판은 어느 하나의 프로세싱 챔버와 로드락 챔버 사이에서 제2 암을 경유하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이동 플레이트와 연결되어 복수의 프로세싱 챔버 중 어느 하나의 프로세싱 챔버와 로드락 챔버 사이에서 기판을 이송하도록 구성되는 제3 암을 더 포함하고, 이동 플레이트는 제3 암의 제3 피봇축이 이동 플레이트에서 원운동을 할 수 있도록 구성되는 제2 경로를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 경로는 레일(rail)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 경로는 복수의 링크(link)를 포함하고, 제1 피봇축은 어느 하나의 프로세싱 챔버로부터 기판을 이송하기 위하여 복수의 링크 중 어느 하나의 링크에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기판이 제1 유닛으로부터 제2 유닛으로 이송되는 경우, 기판은 제2 유닛의 상태를 기초로 미리 결정된 영역을 경유하여 제2 유닛에 도달하고, 제1 유닛 및 제2 유닛은 각각 로드락 챔버, 어느 하나의 프로세싱 챔버, 제1 암 중 어느 하나를 포함하고, 제1 유닛과 제2 유닛은 서로 상이하게 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 유닛이 제1 암인 경우, 상태는 움직임, 위치 및 다른 기판을 수용하고 있는 지 여부 중 적어도 하나와 연관될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 유닛이 로드락 챔버 또는 어느 하나의 프로세싱 챔버인 경우, 상태는 온도, 습도, 압력 및 다른 기판을 수용하고 있는 지 여부 중 적어도 하나와 연관될 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 기판 이송 장치의 차지 공간(foot-print)을 줄여 제한된 공간에서 기판 처리량(throughput)을 극대화할 수 있다.
도 1a 및 1b는 본 개시의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치의 서로 다른 동작을 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 복수의 암과 복수의 경로를 포함하는 기판 이송 장치의 평면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 복수의 암을 포함하는 기판 이송 장치의 평면도이다.
도 4a 및 4b는 본 개시의 일 실시예에 따라 서로 다른 부재를 포함하는 암 유닛(들)의 평면도이다.
이하, 본 개시의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응되는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
개시된 실시예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 통상의 기술자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 명세서에서의 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 복수의 표현은 문맥상 명백하게 복수인 것으로 특정하지 않는 한, 단수의 표현을 포함한다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
도 1a 및 1b는 본 개시의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)의 서로 다른 동작을 나타내는 평면도이다. 도시된 바와 같이, 기판 이송 장치(100)는 복수의 프로세싱 챔버(112 내지 126), 이동 플레이트(130), 암(arm)(140), 로드락 챔버(160), EFEM(Equipment Front End Module)(170) 및 복수의 LPM(Load Port Module)(180) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
암(140)은 복수의 LPM(180) 중 어느 하나의 LPM으로부터 획득된 기판(예를 들어, 웨이퍼(wafer))을 로드락 챔버(160)를 통해 복수의 프로세싱 챔버(112 내지 126) 중 하나의 대상 프로세싱 챔버(여기서, 제2 프로세싱 챔버(114))로 이송할 수 있다. 또한, 암(140)은 복수의 프로세싱 챔버(112 내지 126) 중 대상 프로세싱 챔버에서 처리된 기판을 로드락 챔버(160)를 통해 어느 하나의 LPM으로 이송할 수 있다. 한편, 본 개시에서 '대상 프로세싱 챔버'는 암(140)에 의해 기판이 상하차 되는 프로세싱 챔버를 지칭할 수 있다.
기판 이송 장치(100)는 제한된 공간 내에 여러 대 구비될 수 있다. 따라서, 기판 이송 장치(100)에 의한 기판 처리량(throughput)을 향상시키기 위해서는 기판 이송 장치(100)의 차지 공간(foot-print)을 결정하는 이동 플레이트(130)의 폭(w)을 줄이는 것이 요구될 수 있다. 이하에서는, 도 1a를 중심으로 암(140)의 움직임을 고려하여 이동 플레이트(130)의 폭(w)을 최소화 할 수 있도록 구성되는 기판 이송 장치(100)의 구성(들)에 대한 설명이 상세히 후술된다.
복수의 프로세싱 챔버(112 내지 126)는 이동 플레이트(130)의 가장 자리에 배치될 수 있다. 구체적으로, 복수의 프로세싱 챔버(112 내지 126)는 이동 플레이트(130)의 양측 가장 자리에(즉, 양단에) 종방향을 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 세트의 프로세싱 챔버(112 내지 116)는 이동 플레이트(130)의 일측(도 1a 및 1b에서, 좌측) 가장 자리에 종방향을 따라 배치될 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 세트의 프로세싱 챔버(122 내지 126)는 이동 플레이트(130)의 타측(도 1a 및 1b에서, 우측) 가장 자리에 종방향을 따라 배치될 수 있다.
로드락(load lock) 챔버(160)는 이동 플레이트(130)의 일단에 배치될 수 있다. 구체적으로, 도 1a에 도시된 바와 같이 로드락 챔버(160)는 이동 플레이트(130)의 아래측 가장 자리에(즉, 하단에) 배치될 수 있다. 한편, 도 1a에는 하나의 로드락 챔버(160)가 도시되어 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 기판 이송 장치(100)는 둘 이상의 로드락 챔버를 포함할 수도 있다. 이 경우, 하나의 로드락 챔버에는 어느 하나의 프로세싱 챔버로 이송하기 위한 기판이 배치될 수 있다. 또한, 다른 하나의 로드락 챔버에는 어느 하나의 프로세싱 챔버로부터 획득된 기판이 배치될 수 있다.
도 1a를 참고하면, 암(140)은 상술한 바와 같이 복수의 프로세싱 챔버(112 내지 126) 중 대상 프로세싱 챔버(여기서, 제2 프로세싱 챔버(114))와 로드락 챔버(160) 사이에서 기판을 이송할 수 있다. 이 경우, 기판은 대상 프로세싱 챔버 내 일정한 위치에서 상하차 되어야 한다. 이를 위해, 암(140)의 적어도 일부는 기판을 상하차 할 때 대상 프로세싱 챔버 상의 미리 결정된 위치에서 정지할 수 있다. 예를 들어, 암(140)이 제6 프로세싱 챔버(126)로부터 기판을 상차 또는 하차하는 경우, 암(140)의 적어도 일부는 제6 프로세싱 챔버(126) 상의 특정 위치(128)에서 정지할 수 있다.
암(140)은 하나 이상의 관절(joint)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 암(140)은 관절을 기초로 구분되는 복수의 영역(140_1 내지 140_3)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 암(140)은 이동 플레이트와 관절을 통해 연결되는 제1 영역(140_1), 기판이 수용되는 제3 영역(140_3)을 포함할 수 있다. 추가적으로, 암(140)은 제1 영역(140_1)과 제3 영역(140_3) 사이에 배치되고, 제1 영역(140_1) 및 제3 영역(140_3) 각각과 관절을 통해 양단이 연결되는 제2 영역(140_2)을 포함할 수 있다.
암(140)의 관절은 피봇축(pivot-axis)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 암(140)의 복수의 영역(140_1 내지 140_3) 각각은 피봇축을 중심으로 피봇팅(pivoting)할 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(140_1)은 이동 플레이트(130)에 대하여 제1 피봇축(p1)을 중심으로 피봇팅할 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 영역(140_1) 및/또는 제2 영역(140_2)은 제2 피봇축(p2)을 중심으로 피봇팅할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 제2 영역(140_2) 및/또는 제3 영역(140_3)은 제3 피봇축(p3)을 중심으로 피봇팅할 수 있다.
도 1a 내지 1b를 함께 참고하면, 암(140)은 이동 플레이트(130)에 의해 제공되는 경로(150)를 따라 이동할 수 있다. 구체적으로, 암(140)은 이동 플레이트(130)의 일면에 마련된 경로(150)를 따라 시계 및/또는 반시계 방향으로 원운동을 할 수 있다. 이 경우, 경로(150) 상에서 제1 피봇축(p1)의 위치는 대상 프로세싱 챔버를 기초로 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 1a와 같이 대상 프로세싱 챔버가 제2 프로세싱 챔버(114)인 경우, 경로(150) 상에서 제1 피봇축(p1)의 위치는 경로(150)의 우측 끝에 위치할 수 있다. 다른 예를 들어, 도 1b와 같이 프로세싱 챔버가 제4 프로세싱 챔버(122)인 경우, 경로(150) 상에서 제1 피봇축(p1)의 위치는 경로(150)의 좌상향측(즉, 북서쪽)에 위치할 수 있다. 한편, 도 1a 및 1b와 후술되는 도 2 내지 도 4b에서는 경로가 원 형상으로 도시되었으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 경로는 타원 형상으로 구성될 수도 있다. 또한, 경로는 원의 적어도 일부를 포함하는 호(arc)형상으로 구성될 수도 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 복수의 암과 복수의 경로를 포함하는 기판 이송 장치(200)의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 이동 플레이트(230)는 제1 암(240)의 제1 피봇축(p1)이 이동 플레이트(230)에서 원운동을 할 수 있도록 구성되는 제1 경로(250)를 제공할 수 있다. 추가적으로, 이동 플레이트(230)는 제2 암(260)의 제2 피봇축(p2)이 이동 플레이트(230)에서 원운동을 할 수 있도록 구성되는 제2 경로(270)를 제공할 수 있다. 이 경우, 제1 경로(250) 및 제2 경로(270)는 이동 플레이트(230)의 동일한 일면에 나란히 마련될 수 있다. 예를 들어, 제1 경로(250) 및 제2 경로(270)는 이동 플레이트(230)의 일면에 종방향을 따라 배치될 수 있다.
먼저, 제1 암(240)과 제2 암(260)이 모두 복수의 프로세싱 챔버(212 내지 228) 중 어느 하나의 프로세싱 챔버와 로드락 챔버(280) 사이에서 직접 기판을 전달하는 예시가 설명된다.
제1 암(240)은 제1 경로(250)를 통해 이동 플레이트(230)와 연결되어, 복수의 프로세싱 챔버(212 내지 228) 중 어느 하나의 프로세싱 챔버와 로드락 챔버(280) 사이에서 기판을 이송할 수 있다. 구체적으로, 제1 암(240)은 제1 경로(250)를 통해 이동 플레이트(230)와 연결되어, 복수의 프로세싱 챔버(212 내지 228) 중 어느 하나의 프로세싱 챔버로부터 기판을 획득하여 로드락 챔버(280)로 직접 기판을 전달할 수 있다. 이 경우, 제2 암(260) 또한 제2 경로(270)를 통해 이동 플레이트(230)와 연결되어, 복수의 프로세싱 챔버(212 내지 228) 중 어느 하나의 프로세싱 챔버와 로드락 챔버(280) 사이에서 기판을 이송할 수 있다. 구체적으로, 제2 암(260)은 제2 경로(270)를 통해 이동 플레이트(230)와 연결되어, 복수의 프로세싱 챔버(212 내지 228) 중 어느 하나의 프로세싱 챔버로부터 기판을 획득하여 로드락 챔버(280)로 직접 기판을 전달할 수 있다.
제1 암(240)은 제1 경로(250)를 통해 이동 플레이트(230)와 연결되어, 복수의 프로세싱 챔버(212 내지 228)에 포함된 제1 세트의 프로세싱 챔버(212, 214, 222, 224) 중 어느 하나의 프로세싱 챔버와 로드락 챔버(280) 사이에서 기판을 이송할 수 있다. 여기서, 제1 세트의 프로세싱 챔버(212, 214, 222, 224)는 제1 암(또는, 제1 경로(250))와 인접한 프로세싱 챔버(들)를 포함할 수 있다. 이와 마찬가지로, 제2 암(260)은 제2 경로(270)를 통해 이동 플레이트(230)와 연결되어, 복수의 프로세싱 챔버(212 내지 228)에 포함된 제2 세트의 프로세싱 챔버(216, 218, 226, 228) 중 어느 하나의 프로세싱 챔버와 로드락 챔버(280) 사이에서 기판을 이송할 수 있다. 이 경우에도, 제2 세트의 프로세싱 챔버(216, 218, 226, 228)는 제2 암(또는, 제2 경로(270))와 인접한 프로세싱 챔버(들)를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 바와 달리 제1 암(240)은 제2 암(260)을 통해 어느 하나의 프로세싱 챔버와 로드락 챔버(280) 사이에서 기판을 전달할 수도 있다. 즉, 제1 암(240)에 의해 이송되는 기판은 제2 암(260)으로 전달될 수 있다. 그리고 나서, 제2 암(260)은 기판을 로드락 챔버(280)로 전달할 수 있다. 이 경우, 제1 암(240)(또는, 제1 피봇축(p1))과 로드락 챔버(280) 사이의 거리는 제2 암(260)(또는, 제2 피봇축(p2))과 로드락 챔버(280) 사이의 거리보다 멀게 구성될 수 있다. 또한, 제1 암(240)으로부터 제2 암(260)을 경유하여 로드락 챔버(280)로 이송되는 기판은 복수의 프로세싱 챔버(212 내지 228) 중 제1 암(240)과 인접한 제1 세트의 프로세싱 챔버(212, 214, 222, 224)로부터 획득될 수 있다. 이러한 구성에 의해, 이동 플레이트(230)가 상대적으로 길게 형성되어 종방향으로 배치되는 프로세싱 챔버의 개수가 많은 경우에도, 복수의 암(240, 260)은 효율적인 동선으로 프로세싱 챔버와 로드락 챔버(280) 사이에서 기판을 이송할 수 있다. 또한, 복수의 암(240, 260)이 배치되는 경우에 발생하는 간섭(즉, 충돌) 문제를 방지할 수 있다.
추가적으로, 기판 이송 장치(200)는 기판이 이송되는 중간에 기판을 임시적으로 보관(또는, 수용)하기 위한 하나 이상의 영역(미도시)을 더 포함할 수 있다. 즉, 기판이 기판 이송 장치(200)의 제1 유닛으로부터 제2 유닛으로 이송되는 경우, 기판은 미리 결정된 영역을 경유하여(또는, 일시적으로 정차한 후) 제2 유닛에 도달할 수 있다. 나아가, 기판이 기판 이송 장치(200)의 제1 유닛으로부터 제2 유닛으로 이송되는 경우, 기판은 도착지인 제2 유닛의 상태를 기초로 미리 결정된 영역을 경유하여 제2 유닛에 도달할 수도 있다.
제1 유닛은 복수의 프로세싱 챔버(212 내지 228) 중 어느 하나의 프로세싱 챔버, 제1 암(240), 제2 암(260) 및 로드락 챔버(280) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제2 유닛은 복수의 프로세싱 챔버(212 내지 228) 중 어느 하나의 프로세싱 챔버, 제1 암(240), 제2 암(260) 및 로드락 챔버(280) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 다만, 제1 유닛 및 제2 유닛은 각각 기판의 출발지 및 도착지를 나타내므로, 제1 유닛과 제2 유닛은 서로 상이하게 구성될 수 있다.
예를 들어, 기판 이송 장치(200)는 제1 암(240)과 제2 암(260) 사이에서 대상 기판이 이송되는 중간에 대상 기판을 임시적으로 보관하기 위한 영역(이하, '제1 보관 영역'이라 한다)을 더 포함할 수 있다. 이를 위해, 제1 보관 영역은 제1 경로(250)와 제2 경로(270) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 이와 같이 대상 기판의 도착지인 제2 유닛이 제2 암(260)인 경우, 대상 기판은 제2 유닛인 제2 암(260)의 상태를 기초로 미리 결정된 영역을 경유하여 제2 유닛에 도달할 수 있다. 이에 따라, 제2 암(260)이 다른 기판을 이송 중인 때, 제1 암(240)에 의해 제2 암(260)으로 이송되어야 하는 대상 기판이 존재하는 경우, 제1 암(240)은 제2 암(260)이 다른 기판의 이송을 완료할 때까지 대기할 필요 없이 제1 보관 영역에 대상 기판을 즉시 배치시켜 놓고 다른 작업을 수행할 수 있다. 즉, 대상 기판이 미리 결정된 영역을 경유할 지 여부를 판단하기 위하여 기초가 되는 제2 유닛의 상태는, 제2 유닛인 암(arm)(여기서, 제2 암(260))의 움직임, 위치 및 다른 기판을 수용하고 있는 지 여부 중 적어도 하나와 연관될 수 있다.
다른 예를 들어, 기판 이송 장치(200)는 제2 암(260)과 로드락 챔버(280) 사이에서 기판이 이송되는 중간에 해당 기판을 임시적으로 보관하기 위한 영역(이하, '제2 보관 영역'이라 한다)을 더 포함할 수도 있다. 이를 위해, 제2 보관 영역은 제2 경로(270)와 로드락 챔버(280) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 로드락 챔버(280)가 처리된 대상 기판을 수용하기 위한 준비가 되지 않은 상태인 때, 제2 암(260)은 로드락 챔버(280)가 대상 기판을 수용하기 위한 준비를 완료할 때까지 대기할 필요 없이 제2 보관 영역에 대상 기판을 즉시 배치시켜 놓고 다른 작업을 수행할 수 있다. 즉, 대상 기판이 미리 결정된 영역을 경유할 지 여부를 판단하기 위하여 기초가 되는 제2 유닛의 상태는, 제2 유닛인 챔버(여기서, 로드락 챔버(280))의 온도, 습도, 압력 및 다른 기판을 수용하고 있는 지 여부 중 적어도 하나와 연관될 수 있다.
상술한 구성(들)은, 기판 이송 장치(200)가 기판을 보다 효율적으로 운송하는 것을 가능하게 한다. 이는, 기판 이송 장치(200)의 기판 처리량을 극대화하는 특유의 기술적 효과로 이어질 수 있다. 한편. 기판을 임시적으로 보관하기 위한 영역은 각각 이동 플레이트(230) 상에 스테이션(station), 챔버 등과 같은 하드웨어 모듈 형태로 제공될 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 복수의 암을 포함하는 기판 이송 장치(300)의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 이동 플레이트(330)는 제1 암(340)의 제1 피봇축(p1) 및 제2 암(350)의 제3 피봇축(p2)이 이동 플레이트(330)에서 원운동을 할 수 있도록 구성되는 경로(360)를 제공할 수 있다.
먼저, 제1 암(340)과 제2 암(350)이 모두 복수의 프로세싱 챔버(312 내지 328) 중 어느 하나의 프로세싱 챔버와 로드락 챔버(370) 사이에서 직접 기판을 전달하는 실시예가 설명된다.
제1 암(340)과 제2 암(350)은 경로(360)를 통해 이동 플레이트(330)와 연결되어, 복수의 프로세싱 챔버(312 내지 328) 중 어느 하나의 프로세싱 챔버와 로드락 챔버(370) 사이에서 기판을 이송할 수 있다. 구체적으로, 제1 암(340) 및 제2 암(350)은 각각 경로(360)를 통해 이동 플레이트(330)와 연결되어, 복수의 프로세싱 챔버(312 내지 328) 중 어느 하나의 프로세싱 챔버로부터 기판을 획득하여 로드락 챔버(370)로 직접 기판을 전달할 수 있다. 이 경우, 제1 암(340)과 제2 암(350)은 경로(360)에서 서로 연동하여 이동할 수 있다. 또는, 제1 암(340)과 제2 암(350)은 경로(360)에서 각각 독립적으로 이동할 수도 있다.
한편, 상술한 바와 달리 제1 암(340)은 제2 암(350)을 통해 어느 하나의 프로세싱 챔버와 로드락 챔버(370) 사이에서 기판을 전달할 수도 있다. 즉, 제1 암(340)에 의해 이송되는 기판은 제2 암(350)으로 전달될 수 있다. 그리고 나서, 제2 암(350)은 기판을 로드락 챔버(370)로 전달할 수 있다. 이 경우, 제1 암(340)(또는, 제1 피봇축(p1))과 로드락 챔버(370) 사이의 거리는 제2 암(350)(또는, 제2 피봇축(p2))과 로드락 챔버(370) 사이의 거리보다 멀게 구성될 수 있다. 또한, 제1 암(340)으로부터 제2 암(350)을 경유하여 로드락 챔버(370)로 이송되는 기판은 복수의 프로세싱 챔버(312 내지 328) 중 제1 암(340)과 인접한 제1 세트의 프로세싱 챔버(312, 314, 322, 324)로부터 획득될 수 있다.
추가적으로, 제2 암(350)은 제1 암(340)을 통해 어느 하나의 프로세싱 챔버와 로드락 챔버(370) 사이에서 기판을 전달할 수도 있다. 즉, 제1 암(340)에 의해 이송되는 기판은 제2 암(350)으로 전달될 수 있다. 그리고 나서, 제2 암(350)은 기판을 로드락 챔버(370)로 전달할 수 있다. 이 경우, 제2 암(350)(또는, 제2 피봇축(p2))과 로드락 챔버(370) 사이의 거리는 제1 암(340)(또는, 제1 피봇축(p1))과 로드락 챔버(370) 사이의 거리보다 멀게 구성될 수 있다. 또한, 제2 암(350)으로부터 제1 암(340)을 경유하여 로드락 챔버(370)로 이송되는 기판은 복수의 프로세싱 챔버(312 내지 328) 중 제2 암(350)과 인접한 제1 세트의 프로세싱 챔버(312, 314, 322, 324)로부터 획득될 수 있다. 이러한 구성에 의해, 이동 플레이트(330)가 상대적으로 길게 형성되어 종방향으로 배치되는 프로세싱 챔버의 개수가 많은 경우에도, 복수의 암(340, 350)은 효율적인 동선으로 프로세싱 챔버와 로드락 챔버(370) 사이에서 기판을 이송할 수 있다.
추가적으로, 기판 이송 장치(300)는 기판이 이송되는 중간에 기판을 임시적으로 보관(또는, 수용)하기 위한 하나 이상의 영역(미도시)을 더 포함할 수 있다. 즉, 기판이 기판 이송 장치(300)의 제1 유닛으로부터 제2 유닛으로 이송되는 경우, 기판은 미리 결정된 영역을 경유하여(또는, 일시적으로 정차한 후) 제2 유닛에 도달할 수 있다.
제1 유닛은 복수의 프로세싱 챔버(312 내지 328) 중 어느 하나의 프로세싱 챔버, 제1 암(340), 제2 암(350) 및 로드락 챔버(370) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제2 유닛은 복수의 프로세싱 챔버(312 내지 328) 중 어느 하나의 프로세싱 챔버, 제1 암(340), 제2 암(350) 및 로드락 챔버(370) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 다만, 제1 유닛 및 제2 유닛은 각각 기판의 출발지 및 도착지를 나타내므로, 제1 유닛과 제2 유닛은 서로 상이하게 구성될 수 있다.예를 들어, 기판 이송 장치(300)는 제1 암(340)과 제2 암(350) 사이에서 대상 기판이 이송되는 중간에 대상 기판을 임시적으로 보관하기 위한 영역(이하, '제1 보관 영역'이라 한다)을 더 포함할 수 있다. 이를 위해, 제1 보관 영역은 경로(360)와 인접한 영역에 배치될 수 있다. 또한, 제1 보관 영역은 링(ring)형태의 경로(360) 가운데 홀(hole) 부분에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제2 암(350)이 다른 기판을 이송중인 때, 제1 암(340)에 의해 제2 암(350)으로 이송되어야 하는 대상 기판이 존재하는 경우, 제1 암(340)은 제2 암(350)이 다른 기판의 이송을 완료할 때까지 대기할 필요 없이 제1 보관 영역에 대상 기판을 즉시 배치시켜 놓고 다른 작업을 수행할 수 있다. 즉, 대상 기판이 미리 결정된 영역을 경유할 지 여부를 판단하기 위하여 기초가 되는 제2 유닛의 상태는, 제2 유닛인 암(arm)(여기서, 제2 암(350))의 움직임, 위치 및 다른 기판을 수용하고 있는 지 여부 중 적어도 하나와 연관될 수 있다.
다른 예를 들어, 기판 이송 장치(300)는 제2 암(350)과 로드락 챔버(370) 사이에서 대상 기판이 이송되는 중간에 대상 기판을 임시적으로 보관하기 위한 영역(이하, '제2 보관 영역'이라 한다)을 더 포함할 수도 있다. 이를 위해, 제2 보관 영역은 경로(360)와 로드락 챔버(370) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 로드락 챔버(370)가 처리된 대상 기판을 수용하기 위한 준비가 되지 않은 상태인 때, 제2 암(350)은 로드락 챔버(370)가 대상 기판을 수용하기 위한 준비를 완료할 때까지 대기할 필요 없이 제2 보관 영역에 대상 기판을 즉시 배치시켜 놓고 다른 작업을 수행할 수 있다. 즉, 대상 기판이 미리 결정된 영역을 경유할 지 여부를 판단하기 위하여 기초가 되는 제2 유닛의 상태는, 제2 유닛인 챔버(여기서, 로드락 챔버(370))의 온도, 습도, 압력 및 다른 기판을 수용하고 있는 지 여부 중 적어도 하나와 연관될 수 있다.
상술한 구성(들)은, 기판 이송 장치(300)가 기판을 보다 효율적으로 운송하는 것을 가능하게 한다. 이는, 기판 이송 장치(300)의 기판 처리량을 극대화하는 특유의 기술적 효과로 이어질 수 있다. 한편. 기판을 임시적으로 보관하기 위한 영역은 각각 이동 플레이트(330) 상에 스테이션(station), 챔버 등과 같은 하드웨어 모듈 형태로 제공될 수 있다.
도 4a 및 4b는 본 개시의 일 실시예에 따라 서로 다른 부재를 포함하는 암 유닛(들)(410, 420)의 평면도이다. 여기서, 도 4a 및 4b의 암(들)(412, 422)과 경로(들)(414, 424)은 도 1a 내지 3에 도시된 암 및 경로에 각각 대응될 수 있다. 즉, 도 1a 내지 3에 도시된 암은 도 4a 및 4b의 암(들)(412, 422) 중 적어도 하나로 대체될 수 있다. 또한, 도 1a 내지 3에 도시된 경로는 도 4a 및 4b의 경로(들)(414, 424) 중 적어도 하나로 대체될 수 있다.
도 4a는 경로(414)가 레일(rail)을 포함하는 예시를 나타낸다. 이 경우, 암(412)의 제1 피봇축(p1)은 경로(414)에 포함된 레일을 따라 임의의 지점에 배치될 수 있다.
반면, 도 4b는 경로(424)가 복수의 링크(L1 내지 L8)을 포함하는 예시를 나타낸다. 이 경우, 암(422)의 제2 피봇축(p2)은 경로(424)에 포함된 복수의 링크(L1 내지 L8) 중 특정 지점(즉, 어느 하나의 링크)에 배치될 수 있다. 이를 위해, 도 4b의 경로(424)는 암(422)에 이동 경로를 제공함과 동시에 암(422)이 미리 정해진 위치에 고정되도록 하는 구성(들)을 포함할 수 있다. 이하에서는, 이러한 복수의 링크(L1 내지 L8)의 하위 구성(들)이 상세히 후술된다.
예를 들어, 도 4b의 경로(424)는 레일 및 고정 부재를 포함하고, 암(422)은 고정 부재가 결합될 수 있는 형상의 구조체를 포함할 수 있다. 구체적으로, 경로(424)를 따라 암(422)의 제2 피봇축(p2)이 이동할 수 있는 레일이 연속적으로 배치되고, 레일 상에 복수의 고정 부재가 각각 복수의 링크(L1 내지 L8)로서 간격을 두고 배치될 수 있다. 이에 따라, 출발지 링크(예: 제5 링크(L5))에서 도착지 링크(예: 제1 링크(L1))로 제2 피봇축(p2)이 이동하는 경우, 출발지 링크에 배치되어 제2 피봇축(p2)의 위치를 고정중인 고정 부재는 암(422)의 특정 구조체로부터 분리될 수 있다. 그리고 나서, 암(422)의 제2 피봇축(p2)은 출발지 링크와 도착지 링크 사이의 레일을 따라 이동하여 도착지 링크에 배치될 수 있다. 마지막으로, 도착지 링크에 배치된 고정 부재는 암(422)의 특정 구조체에 연결될 수 있다. 이에 따라, 암(422)은 도착지 링크에서 이탈되지 않고 기판 이송을 안정적으로 수행할 수 있다. 한편, 견고하고 강력한 결합을 위해, 고정 부재와 암(422)의 구조체는 서로 대응되는 형상(예: 볼록(convex)과 오목(concave), 핀(pin)과 홀(hole) 등)으로 구성될 수 있다.
다른 예를 들어, 도 4b의 경로(424)는 레일 및 복수의 전자석 부재를 포함하고, 암(422)은 자성 부재를 포함할 수 있다(반대로, 경로(424)가 자성 부재를 포함하고 암(422)이 전자석 부재를 포함할 수도 있다). 구체적으로, 경로(424)를 따라 암(422)의 제2 피봇축(p2)이 이동할 수 있는 레일이 연속적으로 배치되고, 레일 상에 복수의 전자석 부재가 각각 복수의 링크(L1 내지 L8)로서 간격을 두고 배치될 수 있다. 이에 따라, 출발지 링크(예: 제5 링크(L5))에서 도착지 링크(예: 제1 링크(L1))로 제2 피봇축(p2)이 이동하는 경우, 출발지 링크에 배치된 전자석 부재는 전류 공급이 해제되어 비(非)자기화 되고, 도착지 링크에 배치된 전자석 부재는 전류 공급이 개시되어 자기화 될 수 있다. 이 경우, 출발지 링크와 도착지 링크 사이에 배치된 전자석 부재(들)는 비자기화 상태가 유지된다. 그리고 나서, 암(422)의 제2 피봇축(p2)은 출발지 링크와 도착지 링크 사이의 레일을 따라 이동한 후, 도착지 링크의 자성에 의해 도착지 링크에 고정될 수 있다. 한편, 마찬가지로 견고하고 강력한 결합을 위해, 암(422)과 접촉하는 전자석 부재의 적어도 일부는 암(422)에 포함된 자성 부재와 대응되는(또는, 동일한) 형태로 구성될 수 있다. 이에 따라, 암(422)이 도착지 링크에서 정확한 위치에 고정될 수 있다.본 개시의 다양한 수정예들이 통상의 기술자들에게 쉽게 자명할 것이고, 본원에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 취지 또는 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변형예들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 개시는 본원에 설명된 예들에 제한되도록 의도된 것이 아니고, 본원에 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위가 부여되도록 의도된다.
비록 예시적인 구현예들이 하나 이상의 독립형 컴퓨터 시스템의 맥락에서 현재 개시된 주제의 양태들을 활용하는 것을 언급할 수도 있으나, 본 주제는 그렇게 제한되지 않고, 오히려 네트워크나 분산 컴퓨팅 환경과 같은 임의의 컴퓨팅 환경과 연계하여 구현될 수도 있다. 또 나아가, 현재 개시된 주제의 양상들은 복수의 프로세싱 칩들이나 디바이스들에서 또는 그들에 걸쳐 구현될 수도 있고, 스토리지는 복수의 디바이스들에 걸쳐 유사하게 영향을 받게 될 수도 있다. 이러한 디바이스들은 PC들, 네트워크 서버들, 및 핸드헬드 디바이스들을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서는 본 개시가 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 이해할 수 있는 본 개시의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에서 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
100: 기판 이송 장치
112 내지 126: 프로세싱 챔버
130: 이동 플레이트
140: 암(arm)
150: 경로
160: 로드락(load-lock)
170: EFEM(Equipment Front End Module)
180: LPM(Load Port Module)

Claims (11)

  1. 이동 플레이트;
    상기 이동 플레이트의 일단에 배치되는 로드락 챔버;
    상기 이동 플레이트의 양단에 종방향을 따라 배치되는 복수의 프로세싱 챔버;
    상기 이동 플레이트와 연결되어 상기 복수의 프로세싱 챔버 중 어느 하나의 프로세싱 챔버와 상기 로드락 챔버 사이에서 기판을 이송하도록 구성되는 제1 암(arm); 및
    상기 이동 플레이트와 연결되어 상기 복수의 프로세싱 챔버 중 상기 어느 하나의 프로세싱 챔버와 상기 로드락 챔버 사이에서 상기 기판을 이송하도록 구성되는 제2 암
    을 포함하고,
    상기 이동 플레이트는 상기 제1 암의 제1 피봇축이 상기 이동 플레이트에서 원운동을 할 수 있도록 구성되는 제1 경로를 제공하고,
    상기 이동 플레이트는 상기 제2 암의 제2 피봇축이 상기 이동 플레이트에서 원운동을 할 수 있도록 구성되는 제2 경로를 제공하는, 기판 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경로 상에서 상기 제1 피봇축의 위치는 상기 이동 플레이트에 대한 상기 어느 하나의 프로세싱 챔버의 위치를 기초로 결정되는, 기판 이송 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경로는 레일(rail)을 포함하는, 기판 이송 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경로는 복수의 링크(link)를 포함하고, 상기 제1 피봇축은 상기 어느 하나의 프로세싱 챔버로부터 상기 기판을 이송하기 위하여 상기 복수의 링크 중 어느 하나의 링크에 배치되는, 기판 이송 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판이 제1 유닛으로부터 제2 유닛으로 이송되는 경우, 상기 기판은 상기 제2 유닛의 상태를 기초로 미리 결정된 영역을 경유하여 상기 제2 유닛에 도달하고,
    상기 제1 유닛 및 상기 제2 유닛은 각각 상기 로드락 챔버, 상기 어느 하나의 프로세싱 챔버, 상기 제1 암 중 어느 하나를 포함하고, 상기 제1 유닛과 상기 제2 유닛은 서로 상이하게 구성되는, 기판 이송 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 유닛이 상기 제1 암인 경우, 상기 상태는 움직임, 위치 및 다른 기판을 수용하고 있는 지 여부 중 적어도 하나와 연관되는, 기판 이송 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 유닛이 상기 로드락 챔버 또는 상기 어느 하나의 프로세싱 챔버인 경우, 상기 상태는 온도, 습도, 압력 및 다른 기판을 수용하고 있는 지 여부 중 적어도 하나와 연관되는, 기판 이송 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000353648A (ja) * 1999-06-09 2000-12-19 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置
KR20220042646A (ko) * 2020-09-28 2022-04-05 현대중공업지주 주식회사 기판이송장치

Patent Citations (2)

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