KR20100058984A - 웨이퍼 이송로봇 - Google Patents

Abstract

웨이퍼가 적재되는 블레이드에 웨이퍼 감지장치를 설치하여 항상 정확하게 웨이퍼의 적재여부를 판단할 수 있으며, 단일의 웨이퍼 감지장치만이 요구되어 비용을 절감할 수 있는 웨이퍼 이송로봇이 제공된다. 그 웨이퍼 이송로봇은 상기 웨이퍼 처리장치에 설치되며 액튜에이터를 구비하는 구동부; 구동부의 액튜에이터에 연결되어 회전 및 상하로 왕복 가능하게 설치되는 회전축과, 일단이 회전축에 회동가능하게 고정되는 제1아암부재와, 제1아암부재의 단부에 회동 가능하게 고정되는 제2아암부재와, 제2아암부재의 단부에 회동가능하게 고정되며 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩하기 위한 블레이드로 구성되는 아암; 및 그 아암의 블레이드에 웨이퍼의 적재 여부를 검출하기 위해 블레이드에 설치되는 웨이퍼 감지장치를 포함한다.

이송로봇, 웨이퍼, 웨이퍼 검출장치, 블레이드, 지지부

Description

웨이퍼 이송로봇{A Robot for Transferring Wafer}

본 발명은 웨이퍼 이송로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼가 적재되는 블레이드에 감지장치를 설치하여 항상 정확하게 웨이퍼의 적재여부를 판단할 수 있으며, 단일의 감지장치만이 요구되어 비용을 절감할 수 있는 웨이퍼 이송로봇에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자는 웨이퍼 상에 여러가지 물질을 박막 형태로 증착하고 이를 패터닝하여 제조된다. 이를 위해 증착 공정, 식각공정, 세정공정, 건조공정 등 여러 단계의 공정이 요구되며, 각각의 공정에서 웨이퍼는 그 해당 공정의 진행에 최적의 조건을 제공하는 공정 챔버에 장착되어 처리된다.

최근에는 반도체 디바이스의 미세화 및 고집접화에 따라 공정의 고정밀도화, 복잡화, 웨이퍼의 대구경화 등이 요구되고 있으며, 복합 공정의 증가나 매엽식화에 수반되는 드르풋(throught)의 향상이라는 관점에서 반도체 디바이스 제조 공정을 일괄 처리할 수 있는 클러스터 타입의 반도체 제조장치가 주목을 받고 있다.

일반적으로 클러스터 타입의 반도체 제조 장치는 공정 설비와, 공정 설비에 웨이퍼를 반출입하는 설비 전방 단부 모듈(Equipment Front End Module, EFEM)로 이루어진다. 공정설비는 트랜스퍼 챔버, 로드락 챔버, 및 복수의 공정챔버들로 구성되며, 로드락 챔버와 공정 챔버들은 트랜스퍼 챔버의 둘레에 배치된다.

한편, 위와 같이 구성되는 웨이퍼 처리장치의 트랜스 챔버에는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판을 이송하기 위한 이송로봇(1)이 설치된다. 그 이송로봇(1)은 트랜스 챔버에 고정되는 구동부(2)와 그 구동부에 3차원적으로 동작가능한 복수의 아암(3)을 구비한다. 각각의 아암(3)은 구동부(1)에 회전 및 상하로 운동가능하게 연결되는 지지부재(4)와, 그 지지부재(4)에 회전 또는 회동 가능하게 고정되는 제1아암부재(5)와, 그 제1아암부재(5)의 단부에 회전 도는 회동 가능하게 고정되는 제2아암부재(6)와, 그 제2아암부재(6)의 단부에 역시 회전 또는 회동 가능하게 고정되며 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩 하기 위한 블레이드(7)로 이루어져 있다. 물론, 전술된 바와 같은 이송로봇(1)에는 아암이 대칭적으로 설치되어 2중 아암 형태로 구성될 수 도 있다.

이 같은 구성에 따라 각각의 아암이 상하 좌우로 작동하면서 웨이퍼를 소정의 챔버로 적재 또는 하역하는 방식으로 이송하여 그 웨이퍼를 처리할 수 있는 것이다.

한편, 이송로봇의 블레이드에 웨이퍼(W)가 적재되었는지의 여부는 그 이송로봇이 설치되는 처리장치 또는 챔버의 구조물 상부 또는 하부에 센서(S)를 설치하여 그 웨이퍼의 적재 여부를 식별하고 있다.

하지만, 이송로봇의 블레이드에 웨이퍼가 적재되었는지를 감지하기 위해 이송로봇의 이송방향마다 그 방향에 해당하는 구조물에 홀을 가공한 후 그 홀에 센서 를 설치해야 하며, 또한 그 이송로봇이 설치되는 처리장치의 구조가 변경되는 경우 홀을 다시 가공하여 센서를 설치해야 하므로 그 수 및 비용이 증가될 수 있다. 이와 함께 이 같은 다수의 센서의 설치에도 불구하고 웨이퍼의 적재여부를 정확히 검출해지 못하는 경우가 있다.

이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 웨이퍼의 적재여부를 간단하고 정확하게 검출할 수 있는 웨이퍼 이송로봇을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 하나의 해결과제는 하나의 검출장치만을 이송로봇 자체에 설치하여 비용을 절감할 수 있는 웨이퍼 이송로봇을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 이송로봇은, 웨이퍼 처리장치에 설치되며 액튜에이터를 구비하는 구동부; 그 구동부의 액튜에이터에 연결되어 회전 및 상하로 왕복 가능하게 설치되는 회전축과, 일단이 회전축에 회동가능하게 고정되는 제1아암부재와, 그 제1아암부재의 단부에 회동 가능하게 고정되는 제2아암부재와, 그 제2아암부재의 단부에 회동가능하게 고정되며 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩하기 위한 블레이드로 구성되는 아암; 및 그 아암의 블레이드에 웨이퍼의 적재 여부를 검출하기 위해 상기 블레이드에 설치되는 웨이퍼 감지장치를 포함한다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따른 웨이퍼 이송로봇에 의하면, 이송로봇 자체에 웨이퍼 적재 감지용 장치를 설치하여 웨이퍼의 적재여부를 간단하고 정확하게 검출할 수 있고, 하나의 웨이퍼 검출장치만을 웨이퍼에 근접한 위치에 설치하여 비용을 절감할 수 있으며, 웨이퍼의 적재여부의 판단 오류를 완전히 방지할 수 있는 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 수단 또는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으 로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 처리장치용 약액 공급장치를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 이송로봇을 보여주는 사시도 이며, 도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 이송로봇의 아암의 종단면도 이며, 도 4은 도 2의 이송로봇의 평면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 이송로봇은, 기본적으로 웨이퍼 처리장치에 설치되는 구동부(10)를 구비한다. 그 구동부(10)에는 실제적으로 후술되는 각각의 아암을 구동시키기 위한 액튜에이터(12)가 설치되어 있다. 이와 같은 구동부(10)의 구성은 본 기술분야의 당업자라면 용이하게 이해할 수 있으므로 발명의 명확성을 위해 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

그 구동부(10)에는 그 구동부(10)에 내장된 액튜에이터에 연결되어 웨니퍼(W)를 각각의 공정챔버(미도시) 또는 처리챔버(미도시)에 이, 적재 시키도록 구성된 아암(20)이 설치된다. 본 실시예에서 이송로봇에는 2개의 아암이 설치되는 것으로 예시되어 있으나, 그 아암은 1개 또는 2개 이상이 설치될 수 있음을 본 기슬 분야의 당업자라면 충분히 이해할 수 있을 것이다.

그 아암(20)은, 구동부(10)의 액튜에이터(12)에 연결되어 그로부터 발생되는 동력에 의해 회전 및 상하로 왕복 가능하게 설치되는 회전축(22)과, 일단이 그 회 전축(22)에 회동가능하게 고정되는 제1아암부재(24)와, 그 제1아암부재(24)의 단부에 역시 회동 가능하게 고정되는 제2아암부재(26)와, 그 제2아암부재(26)의 단부에 회전 또는 회동가능하게 고정되며 웨이퍼(W)를 로딩 또는 언로딩하기 위한 블레이드(28)를 관절식으로 포함한다.

본 실시예에서 아암(20)의 블레이드(28)는 제2아암부재(26)의 단부에 회전가능하게 고정되는 몸체부(282)와, 그 몸체부(28)와 일체로 형성되며 실제적으로 웨이퍼가 안착될 수 있도록 형성된 지지부(284)를 일체로 구비한다. 여기서, 몸체부(282)와 지지부(284)의 경계는 웨이퍼(W)의 안정적인 지지를 위해 단(段) 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

특히, 본 발명에 따른 웨이퍼 이송로봇에는 아암(20)에 웨이퍼가 실제로 적재되었는지의 여부를 검출할 수 있는 웨이퍼 감지장치(30)가 설치된다. 그 웨이퍼 감지장치(30)는 근접 감지센서로 형성되는 것이 바람직하다.

보다 상세히 설명하면, 아암(20)의 최 선단을 구성하며 실제적으로 웨이퍼(W)가 이, 적재되는 블레이드(28)에 설치되는 것이 바람직하다.

특히, 그 웨이퍼 감지장치(30)는 블레이드(28)의 몸체부(282)와 실제적으로 웨이퍼가 이, 적재 되는 지지부(284)사이의 경계부, 보다 상세하게는 그 경계 단부에 지지부(284)를 향해 설치되는 것이 바람직하다.

이와 같이, 웨이퍼 감지장치(30)가 블레이드(28)의 몸체부(282)와 지지부(284)사이의 경계부에 설치됨으로써, 아암(20)의 각각의 구성요소들이 관절 운동을 하더라도 에러 없이 정확하게 웨이퍼(W)의 적재 여부를 감지할 수 있는 것이다.

이하, 전술된 바와 같이 구성된 웨이퍼 이송로봇의 작동 및 그 작용모드에 대해 상세히 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 이송로봇이 웨이퍼 처리장치에 설치되며, 그 처리장치에 설치된 이송챔버(미도시)들과 각각의 공정챔버(미도시)들간의 웨이퍼(W)의 로딩, 언로딩 또는 반송을 실행한다.

이때, 이송로봇의 아암(20)의 블레이드(28)에는 웨이퍼(W)가 적재되어 각각의 챔버들 중 설정된 챔버로 이송되며, 이 같은 이송을 위해 아암(20)을 구성하는 제1아암부재(24), 제2아암부재(26) 및 블레이드(28)는 상호 관절운동하게 된다.

특히, 아암(20)의 어떠한 동작 또는 운동중에도 웨이퍼 감지장치(30)는 웨이퍼(W)의 근접 위치에서 블레이드(28)의 지지부(284)에 웨이퍼(W)가 적재되었는지의 여부를 정확하게 감지해낼 수 있는 것이다.

따라서, 하나의 웨이퍼 감지장치를 이용하여 간단하고 정확하게 웨이퍼의 적재 여부를 검출해낼 수 있는 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

도 1은 종래의 웨이퍼 이송로봇을 보여주는 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 이송로봇을 보여주는 사시도.

도 3은 도 2의 웨이퍼 이송로봇의 아암의 블레이드의 종단면도.

도 4는 도 2의 웨이퍼 이송로봇의 아암의 블레이드의 확대 평면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 구동부 20: 아암

30: 웨이퍼 감지장치

Claims (2)

1. 웨이퍼 처리장치에 설치되는 웨이퍼 이송로봇에 있어서,

   상기 웨이퍼 처리장치에 설치되며 액튜에이터를 구비하는 구동부;

   상기 구동부의 액튜에이터에 연결되어 회전 및 상하로 왕복 가능하게 설치되는 회전축과, 일단이 상기 회전축에 회동가능하게 고정되는 제1아암부재와, 상기 제1아암부재의 단부에 회동 가능하게 고정되는 제2아암부재와, 상기 제2아암부재의 단부에 회동가능하게 고정되며 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩하기 위한 블레이드로 구성되는 아암; 및

   상기 아암의 블레이드에 웨이퍼의 적재 여부를 검출하기 위해 상기 블레이드에 설치되는 웨이퍼 감지장치를 포함하는 웨이퍼 이송로봇.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 블레이드는 상기 제2아암부재의 단부에 회전가능하게 고정되는 몸체부와, 상기 웨이퍼가 안착될 수 있도록 상기 몸체부에 일체로 연장형성되는 지지부로 구성되며;

   웨이퍼 감지장치는 상기 몸체부와 상기 지지부사이에 형성된 단형 경계부에 상기 지지부를 향해 설치되는 감지장치로 형성되는 웨이퍼 이송로봇.

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