이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 한편, 이하에서는 웨이퍼를 기판의 일례로 설명하나, 본 발명의 기술적 사상과 범위는 이에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 기판 처리 시스템(1000)은 로딩/언로딩부(110), 인덱스 로봇(Index Robot)(200), 버퍼부(300), 메인 이송 로봇(Main Transfer Robot)(500), 다수의 공정 챔버(610, ..., 660) 및 제어부(700)를 포함할 수 있다.
상기 로딩/언로딩부(110)는 다수의 로드 포트(110a, 110b, 110c, 110d)를 포함한다. 이 실시예에 있어서, 상기 로딩/언로딩부(110)는 네 개의 로드 포트(110a, 110b, 110c, 110d)를 구비하나, 상기 로드 포트(110a, 110b, 110c, 110d)의 개수는 상기 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트(Foot print) 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다.
상기 로드 포트들(110a, 110b, 110c, 110d)에는 웨이퍼들이 수납되는 풉들(Front Open Unified Pods: FOUPs)(120a, 120b, 120c, 120d)이 안착된다. 각 풉(120a, 120b, 120c, 120d)은 상기 웨이퍼들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯이 형성된다. 상기 풉(120a, 120b, 120c, 120d)에는 공정 챔버(600) 안에 투입되어 처리가 완료된 웨이퍼들 또는 상기 공정 챔버(600)로 투입되어 처리될 웨이퍼들을 수납한다. 이하, 설명의 편의를 위해, 상기 기판 처리 시스템(1000)에 의해 처리가 완료된 웨이퍼를 가공 웨이퍼라 하고, 아직 처리되지 않은 웨이퍼를 원시 웨이퍼라 한다.
상기 로딩/언로딩부(110)와 상기 버퍼부(300)의 사이에는 상기 인덱스 로 봇(200)이 설치되고, 상기 인덱스 로봇(200)의 아래에는 제1 이송 레일(20)이 설치된다. 상기 인덱스 로봇(200)은 각각 웨이퍼를 적재하는 다수의 인덱스 암(index arm)(220)을 포함하고, 상기 제1 이송 레일(20)을 따라 이동하며 웨이퍼들을 이송한다.
상기 다수의 인덱스 암(220)은 각각 개별 구동이 가능하며, 상기 다수의 로드 포트(110a, 110b, 110c, 110d) 중 어느 하나에 안착된 풉으로부터 원시 웨이퍼를 픽업하여 상기 버퍼부(300)에 제공한다.
상기 인덱스 로봇(200)은 풉(120a, 120b, 120c, 120d)로부터 한번에 하나 또는 다수의 원시 웨이퍼를 픽업할 수 있다. 본 발명의 일례로, 상기 인덱스 로봇(200)은 수직 방향으로 서로 평행하게 배치된 네 개의 인덱스 암(220)을 구비하며, 각 인덱스 암은 웨이퍼 1매를 픽업할 수 있다.
상기 인덱스 로봇(200)은 상기 네 개의 인덱스 암(220) 중 서로 인접한 두 개의 인덱스 암(220)을 이용하여 해당 풉으로부터 두 개의 원시 웨이퍼들을 동시에 픽업할 수 있다. 또한, 상기 인덱스 로봇(200)은 원시 웨이퍼를 상기 버퍼부(300) 하나씩 적재할 수도 있고, 다수의 원시 웨이퍼를 동시에 적재할 수도 있다.
즉, 상기 인덱스 로봇(200)은 상기 풉(120a, 120b, 120c, 120d)으로부터 한 번에 두 개의 원시 웨이퍼들을 픽업한 후, 인출된 두 개의 원시 웨이퍼들을 상기 버퍼부(300)에 동시에 적재할 수 있다. 여기서, 상기 인덱스 로봇(200)이 상기 버퍼부(300)에 동시에 적재하는 원시 웨이퍼의 개수는 상기 풉(120a, 120b, 120c, 120d)으로부터 동시에 인출되는 원시 웨이퍼의 개수에 따라 변경된다.
마찬가지로, 상기 인덱스 로봇(200)은 상기 버퍼부(300)로부터 한번에 하나 또는 다수의 가공 웨이퍼를 픽업할 수 있다. 즉, 상기 인덱스 로봇(200)은 상기 버퍼부(300)로부터 두 개의 가공 웨이퍼를 동시에 픽업한 후, 인출된 가공 웨이퍼들을 해당 로드 포트에 동시에 적재한다.
공정 진행 시, 상기 인덱스 로봇(200)이 한번에 픽업 또는 적재할 수 있는 웨이퍼의 개수는 현재 상기 버퍼부(300)에 적재된 가공 웨이퍼들과 원시 웨이퍼들의 각 개수에 따라 달라진다.
또한, 상기 인덱스 로봇(200)의 인덱스 암들(220)은 소스 웨이퍼를 이송하는 암들과 가공 웨이퍼를 이송하는 암들로 구분하여 운용될 수 있다. 예컨대, 상기 네 개의 인덱스 암(220) 중 상대적으로 아래에 위치하는 두 개의 인덱스 암들은 원시 웨이퍼 이송암으로 사용하고, 상대적으로 위에 위치하는 두 개의 인덱스 암들은 가공 웨이퍼 이송암으로 사용할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 인덱스 로봇(200)은 다수의 웨이퍼를 동시에 처리시 두 개의 웨이퍼를 동시에 픽업 또는 적재하나, 상기 인덱스 로봇(200)이 동시에 픽업 또는 적재할 수 있는 웨이퍼들의 개수는 상기 인덱스 로봇(200)이 구비하는 인덱스 암(210)의 개수에 따라 증가할 수 있다.
한편, 상기 버퍼부(300)는 상기 인덱스 로봇(200)이 설치된 영역과 상기 다수의 공정 챔버(600) 및 상기 메인 이송 로봇(500)이 설치된 영역 사이에 위치한다. 상기 버퍼부(300)는 상기 인덱스 로봇(200)에 의해 이송된 원시 웨이퍼들을 수납하고, 상기 공정 챔버(600)에서 처리된 가공 웨이퍼들을 수납한다.
도 2는 도 1에 도시된 버퍼부를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 버퍼부를 측면에서 바라본 평면도이며, 도 4는 도 3의 'A' 부분을 확대한 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 버퍼부(300)는 상기 본체(310)와 제1 및 제2 지지부(320, 330)로 이루어진다.
구체적으로, 상기 본체(310)는 바닥면(311), 상기 바닥면(311)으로부터 수직하게 연장된 제1 및 제2 측벽(312, 313), 및 상기 제1 및 제2 측벽(312, 313)의 상단에 결합된 상면(314)을 포함할 수 있다.
상기 본체(310)는 웨이퍼의 출입을 위해 상기 인덱스 로봇(200)과 마주하는 전방 측벽 및 상기 메인 이송 로봇(500)과 마주하는 후방 측벽이 개방된다. 이에 따라, 상기 인덱스 로봇(200)과 상기 메인 이송 로봇(500)은 상기 버퍼부(300)로부터 웨이퍼를 인입 및 인출하기가 용이하다.
상기 제1 및 제2 측벽(312, 313)은 서로 마주하게 배치되며, 상기 상면(314)은 일부분 제거되어 개구부(314a)가 형성된다.
상기 본체(310) 내부에는 상기 제1 및 제2 지지부(320, 330)가 형성된다. 상기 제1 지지부(320)는 상기 제1 측벽(312)에 결합되고, 상기 제2 지지부(330)는 제2 측벽(313)에 결합된다. 상기 제1 및 제2 지지부(320, 330)는 각각 다수의 지지대를 포함한다. 상기 제1 지지부(320)의 지지대들은 상기 제2 지지부(330)의 지지대들과 서로 일대일 대응하며, 웨이퍼는 서로 대응하는 상기 제1 지지부(320)의 지지대와 상기 제2 지지부(330)의 지지대에 의해 단부가 지지되어 상기 버퍼부(300)에 수납된다. 이때, 상기 웨이퍼는 상기 바닥면(311)과 마주하게 배치된다.
이 실시예에 있어서, 상기 제1 지지부(320)의 지지대들과 상기 제2 지지부(330)의 지지대들은 서로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 이하, 상기 제1 지지부(320)를 일례로 하여 상기 지지대들의 구성에 대해 구체적으로 설명한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제1 지지부(320)의 지지대들은 수직 방향으로 서로 이격되어 위치하며, 인접한 한 쌍의 지지대는 그 위치에 따라 제1 간격(D1)으로 이격될 수도 있고, 상기 제1 간격(D1)보다 큰 제2 간격(D2)으로 이격될 수도 있다. 상기 제1 간격(D1)은 상기 인덱스 로봇(200)(도 1 참조)의 인덱스 암들(220) 간의 간격과 동일하다.
구체적으로, 제1 지지부(320)의 지지대들 중 2*N(여기서, N은 1 이상의 자연수) 번째 지지대는 (2*N)-1 번째 지지대와 상기 제1 간격(D1)으로 이격되고, (2*N)+1 번째 지지대와 상기 제2 간격(D2)으로 이격된다.
즉, 짝수 번째 지지대들 각각은 바로 위에 위치하는 홀수 번째 지지대와 상기 제1 간격(D1)으로 이격되고, 바로 아래에 위치하는 홀수 번째 지지대와 상기 제2 간격(D2)으로 이격된다. 예컨대, 상기 제1 지지부(320)의 첫 번째 지지대(321)와 두 번째 지지대(322)는 상기 제1 간격(D1)으로 이격되고, 상기 두 번째 지지대(322)와 세번째 지지대(323)는 상기 제2 간격(D2)으로 이격된다. 상기 세 번째 지지대(323)와 네 번째 지지대(324)는 상기 제1 간격(D1)으로 이격된다.
이하, 설명의 편의를 위해, 상기 제1 간격(D1)으로 이격되어 연속하여 배치된 지지대들을 단위 그룹이라 한다.
상기 제1 지지부(320)는 서로 인접한 두 개의 단위 그룹이 상기 제2 간격(D2)으로 이격된다. 즉, 상기 첫 번째 지지대(321)와 상기 두 번째 지지대(323)가 하나의 단위 그룹을 이루고, 상기 세 번째 지지대(323)와 상기 네 번째 지지대(324)가 하나의 단위 그룹을 이룬다. 상기 두 번째 지지대(323)와 상기 세 번째 지지대(323)는 상기 제2 간격(D2)으로 이격되므로, 서로 인접한 단위 그룹들 간의 간격은 상기 제2 간격(D2)이 된다.
상기 단위 그룹 내에서 지지대들 간의 간격(D1)은 상기 인덱스 암들(210) 간의 간격과 동일하게 설정된다. 이에 따라, 상기 인덱스 로봇(200)은 상기 버퍼부(300)로부터 상기 단위 그룹별로, 즉, 두 개의 웨이퍼들을 동시에 픽업하거나, 적재할 수 있다.
여기서, 상기 인덱스 암들(220) 간의 간격은 상기 풉(120a, 120b, 120c, 120d)(도 1 참조)의 슬롯 간격과 동일하게 설정된다. 따라서, 상기 인덱스 로봇(210)은 상기 풉(120a, 120b, 120c, 120d)으로부터 다수의 웨이퍼를 동시에 픽업 또는 적재할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 제1 지지부(320)는 두 개의 지지대들이 하나의 단위 그룹을 구성하나, 하나의 단위 그룹을 구성하는 지지대들의 개수는 상기 인덱스 로봇(200) 및 상기 메인 이송 로봇(500)이 각각 상기 버퍼부(300)에 한번에 적재 및 픽업할 수 있는 웨이퍼의 개수에 따라 증가할 수 있다.
한편, 서로 인접한 두 개의 단위 그룹들은 상기 제1 간격(D1)보다 큰 상기 제2 간격(D2)으로 이격되므로, 상기 버퍼부(300) 내에서 상기 인덱스 로봇(200)과 상기 메인 이송 로봇(500)의 동작이 용이하다.
즉, 상기 지지대들 간의 간격이 좁을수록, 상기 인덱스 암들(220)과 상기 이송암들(520)이 웨이퍼를 픽업 또는 적재한 후 이동시 상부 또는 하부에 위치하는 웨이퍼와 충돌을 유발하기 쉽다. 상기 버퍼부(300)는 각 단위 그룹별로 웨이퍼들이 적재 또는 픽업되며, 단위 그룹들은 상대적으로 간격이 넓은 상기 제2 간격(D2)으로 이격되므로, 상기 인덱스 암들(220)과 상기 메인 이송 로봇(500)의 픽업 핸드들(520)이 이동할 수 있는 공간을 충분히 확보할 수 있다.
본 발명의 일례로, 상기 제1 간격(D1)은 10mm이며, 상기 제2 간격(D2)은 상기 제1 간격(D1)의 두 배인 20mm로 설정될 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 지지부(320, 330)의 각 지지대에는 웨이퍼의 위치를 가이드하는 가이드부(31)가 형성될 수 있다. 상기 가이드부(31)는 상기 지지대의 상면으로부터 돌출되어 형성되며, 웨이퍼의 측면을 지지한다.
상술한 바와 같이, 상기 버퍼부(300)는 연속하여 위치하는 소정 개수의 지지대들이 동시에 픽업 또는 적재할 수 있는 인덱스 암들 간의 간격과 동일한 간격으로 위치한다. 이에 따라, 상기 버퍼부(300)와의 웨이퍼 이송시 상기 인덱스 로봇(200)과 상기 메인 이송 로봇(500)이 한번에 다수의 웨이퍼를 동시에 처리할 수 있으므로, 작업 효율이 향상되고, 공정 시간을 단축하며, 생산성이 향상된다.
다시, 도 1을 참조하면, 상기 버퍼부(300)에 수납된 원시 웨이퍼들은 상기 메인 이송 로봇(500)에 의해 각 공정 챔버(610, ..., 660)로 이송된다. 상기 메인 이송 로봇(500)은 이송 통로(400)에 설치되고, 상기 이송 통로(400)에 설치된 제2 이송 레일(30)을 따라 이동한다. 상기 이송 통로(400)는 상기 다수의 공정 챔버(610, ..., 660)와 연결된다.
상기 메인 이송 로봇(500)은 상기 버퍼부(300)로부터 원시 웨이퍼를 픽업한 후, 상기 제2 이송 레일(30)를 따라 이동하면서 해당 공정 챔버에 원시 웨이퍼를 제공한다. 또한, 상기 메인 이송 로봇(500)은 다수의 공정 챔버(610, ..., 660)에서 처리된 가공 웨이퍼를 상기 버퍼부(300)에 적재한다.
도 5는 도 1에 도시된 메인 이송 로봇을 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 메인 이송 로봇(500)은 핸드 구동부(510), 다수의 픽업 핸드(520), 및 회전부(540)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 핸드 구동부(510)는 상기 픽업 핸드들(520)을 각각 수평 이동시키며, 각 픽업 핸드(521, 522, 523, 524)은 상기 핸드 구동부(510)에 의해 개별 구동된다.
상기 핸드 구동부(510)의 상부에는 상기 픽업 핸드들(520)이 설치된다. 상기 픽업 핸드들(520)은 수직 방향으로 서로 마주하게 배치되고, 각각 1매의 웨이퍼를 적재할 수 있다. 이 실시예에 있어서, 상기 메인 이송 로봇(500)은 4개의 픽업 핸드(521, 522, 523, 524)를 구비하나, 상기 픽업 핸드(521, 522, 523, 524)의 개수는 상기 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율에 따라 증가할 수도 있다.
상기 픽업 핸드들(520)은 원시 웨이퍼를 이송하는 투입용 픽업 핸드들(521, 522)과 가공 웨이퍼를 이송하는 배출용 픽업 핸드들(523, 524)로 구분하여 운용될 수 있으며, 이러한 경우, 투입용 픽업 핸드들(521, 522)과 배출용 픽업 핸드 들(523, 524)은 서로 혼재되어 위치하지 않는다. 본 발명의 일례로, 상기 배출용 픽업 핸드들(523, 524)이 상기 투입용 픽업 핸드들(521, 522)의 상부에 위치한다. 이에 따라, 상기 메인 이송 로봇(500)은 원시 웨이퍼와 가공 웨이퍼를 이송하는 과정에서 원시 웨이퍼로 인해 가공 웨이퍼가 오염되는 것을 방지할 수 있으므로, 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.
상기 투입용 픽업 핸드들(521, 522)은 각각 상기 버퍼부(300)로부터 상기 원시 웨이퍼를 인출한 후 유휴 상태의 공정 챔버에 제공한다. 상기 투입용 픽업 핸드들(521, 522)은 상기 버퍼부(300)의 단위 그룹별 지지대들과 동일한 상기 제1 간격(D1)(도 4 참조)으로 이격된다. 따라서, 상기 투입용 픽업 핸드들(521, 522)은 상기 버퍼부(300)로부터 원시 웨이퍼들을 동시에 인출할 수 있다.
한편, 상기 배출용 픽업 핸드들(523, 524)은 각각 공정 완료된 공정 챔버로부터 가공 웨이퍼를 인출한 후 상기 버퍼부(300)에 적재한다. 상기 배출용 픽업 핸드들(523, 524)은 상기 제1 간격(D1)으로 이격된다. 따라서, 상기 배출용 픽업 핸드들(523, 524)은 공정 챔버들(610, ..., 660)로부터 인출한 가공 웨이퍼들을 상기 버퍼부(300)에 동시에 적재할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 가공용 픽업 핸드들(521, 522)과 상기 배출용 픽업 핸드(523, 524)는 각각 두 개의 픽업 핸드로 이루어지나, 상기 가공용 픽업 핸드들(521, 522)과 상기 배출용 픽업 핸드(523, 524)의 개수는 상기 기판 처리 시스템(1000)의 처리 효율에 따라 증가할 수도 있다.
본 발명의 일례로, 상기 버퍼부(300)의 단위 그룹당 지지대 개수와, 상기 인 덱스 로봇(200)이 한번에 상기 버퍼부(300)로부터 웨이퍼를 인출 또는 적재할 수 있는 인덱스 암의 최대 개수, 및 상기 메인 이송 로봇(500)이 한번에 상기 버퍼부(300)로부터 웨이퍼를 인출 또는 적재할 수 있는 픽업 핸드의 최대 개수는 서로 동일하다.
이와 같이, 상기 메인 이송 로봇(500)은 필요에 따라 상기 버퍼부(300)로부터 한번에 다수의 원시 웨이퍼를 인출할 수도 있고, 하나의 원시 웨이퍼를 인출할수도 있다. 또한, 상기 메인 이송 로봇(500)은 필요에 따라 한번에 다수의 가공 웨이퍼를 상기 버퍼부(300)에 적재할 수도 있고, 하나의 가공 웨이퍼를 적재할 수도 있다. 이에 따라, 상기 메인 이송 로봇(500)은 웨이퍼의 이송 시간을 단축시키므로, 상기 기판 처리 시스템(1000)은 공정 시간을 단축시키고, 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기 핸드 구동부(510)의 아래에는 상기 회전부(540)가 설치된다. 상기 회전부(540)는 상기 핸드 구동부(510)와 결합하고, 회전하여 상기 핸드 구동부(510)를 회전시킨다. 이에 따라, 상기 픽업 핸드들(520)이 함께 회전한다.
도면에는 도시하지 않았으나, 상기 회전부(540)의 아래에는 수직 이동부가 설치되고, 상기 수직 이동부의 아래에는 수평 이동부가 설치된다. 상기 수직 이동부는 상기 회전부(540)와 결합하여 상기 회전부(540)를 승강 및 하강시키고, 이에 따라, 상기 핸드 구동부(510) 및 상기 픽업 핸드들(520)의 수직 위치가 조절된다. 상기 수평 이동부는 상기 제2 이송 레일(30)에 결합되어 상기 제2 이송 레일(30)을 따라 수평이동한다. 이에 따라, 상기 메인 이송 로봇(500)이 상기 버퍼부(300)와 공정 챔버들(610, ..., 660) 사이를 이동할 수 있다.
상기 메인 이송 로봇(500)은 다수의 공정 챔버에서 동시 또는 비슷한 시기에 공정이 완료되면, 해당 공정 챔버들 각각으로부터 가공 웨이퍼를 인출한다. 상기 메인 이송 로봇(500)은 인출한 가공 웨이퍼들을 적재한 상태에서 상기 버퍼부(300)측으로 이동하여 상기 버퍼부(300)에 적재한다.
예컨대, 두 개의 공정 챔버에서 공정이 완료되면, 상기 메인 이송 로봇(500)은 상기 버퍼부(300)로부터 2매의 원시 웨이퍼를 인출한 후, 공정 완료된 공정 챔버들 중 어느 하나로 이동한다. 이어, 상기 메인 이송 로봇(500)은 현재 위치하는 공정 챔버로부터 가공 웨이퍼를 인출한 후, 적재된 2매의 원시 웨이퍼 중 하나를 해당 공정 챔버에 공급한다. 상기 메인 이송 로봇(500)은, 1매의 가공 웨이퍼와 1매의 원시 웨이퍼를 적재한 상태에서, 상기 공정 완료된 공정 챔버들 중 나머지 하나의 공정 챔버로 이동한다. 상기 메인 이송 로봇(500)은 현재 위치하는 공정 챔버로부터 가공 웨이퍼를 인출한 후 원시 웨이퍼를 해당 공정 챔버에 제공한다. 이로써, 상기 메인 이송 로봇(500)에는 2매의 가공 웨이퍼가 적재된다. 이어, 상기 메인 이송 로봇(500)은 상기 버퍼부(300) 측으로 이동하고 상기 2매의 가공 웨이퍼를 상기 버퍼부(300)에 적재한다.
이와 같이, 상기 메인 이송 로봇(500)은 공정이 완료된 공정 챔버들로부터 가공 웨이퍼들을 수거한 후 이를 한꺼번에 상기 버퍼부(300)로 이송한다. 이에 따라, 상기 메인 이송 로봇(500)의 이송 회수가 감소되므로, 상기 기판 처리 시스템(1000)은 처리 시간을 단축시키고, 생산량을 향상시킬 수 있다.
상기 메인 이송 로봇(500)이 설치되는 이송 통로(400)의 양 측에는 상기 원시 웨이퍼를 처리하여 상기 가공 웨이퍼를 생성하는 상기 공정 챔버들(610, ..., 660)이 각각 배치된다. 상기 공정 챔버들(610, ..., 660)에서 이루어지는 처리 공정으로는 상기 원시 웨이퍼를 세정하는 세정 공정 등이 있다. 상기 다수의 공정 챔버(610, ..., 660)는 두 개의 공정 챔버가 상기 이송 통로(400)를 사이에 두고 서로 마주하게 배치되며, 상기 이송 통로(400)의 양측에는 각각 3개의 공정 챔버가 배치된다.
이 실시예에 있어서, 상기 기판 처리 시스템(1000)은 6개의 공정 챔버를 구비하나, 상기 공정 챔버의 개수는 상기 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 또한, 이 실시예에 있어서, 상기 공정 챔버들(610, ..., 660)은 단층 구조로 배치되나, 12개의 공정 챔버들이 6개씩 복층 구조로 배치될 수도 있다.
한편, 상기 메인 이송 로봇(500)은 상기 제어부(700)와 연결된다. 상기 제어부(700)는 상기 공정 챔버들(610, ..., 660)로부터 상기 가공 웨이퍼들을 인출 시, 상기 메인 이송 로봇(500)의 동선 및 인출 순서를 제어한다. 즉, 상기 제어부(700)는 현재 상기 공정 챔버들(610, ..., 660)에서 처리가 완료된 가공 웨이퍼들을 초기 풉에 적재된 순서에 따라 인출하도록 제어한다.
예컨대, 상기 풉(120a, 120b, 120c, 120d)이 25개의 슬롯으로 이루어지고, 맨 아래에 1번 슬롯이 위치하며, 1번 슬롯부터 25번 슬롯이 순차적으로 위치할 경우, 25번 슬롯에 위치하는 원시 웨이퍼부터 공정 챔버(610, ..., 660)에 투입된다. 상기 제어부(700)는 각 공정 챔버(610, ..., 660)에 대응하여 투입된 웨이퍼들의 슬롯 번호를 저장하고, 현재 공정 챔버에서 완료된 가공 웨이퍼들의 슬롯 번호를 검출하여 웨이퍼 리스트를 생성한다. 상기 제어부(700)는 상기 웨이퍼 리스트를 참조하여 상기 처리 완료된 가공 웨이퍼들 중 가장 오래된 웨이퍼, 즉, 슬롯 번호가 가장 큰 가공 웨이퍼부터 상기 슬롯 번호가 작은 가공 웨이퍼 순으로 인출되도록 상기 메인 이송 장치(500)를 제어한다.
이하, 도면을 참조하여서 상기 인덱스 로봇(200)과 상기 메인 이송 로봇(500)이 다수의 웨이퍼를 이송하는 과정을 구체적으로 설명한다.
도 6은 도 1에 도시된 기판 처리 시스템에서 다수의 웨이퍼가 이송되는 과정을 나타낸 흐름도이고, 도 7은 도 2에 도시된 버퍼부에 웨이퍼를 적재하는 과정을 나타낸 도면이며, 도 8은 도 7에 도시된 버퍼부에 웨이퍼들이 안착된 상태를 나타낸 부분 평면도이다.
도 1, 도 6 및 도 7을 참조하면, 먼저, 상기 인덱스 로봇(200)은 상기 로딩/언로딩부(110)에 안착된 풉들(120a, 120b, 120c, 120d) 중 어느 하나의 풉 측으로 이동하고, 상기 인덱스 암들(220) 중 제1 및 제2 인덱스 암(221, 222)이 해당 풉에 인입하여 원시 웨이퍼들(11, 12)을 픽업한다(단계 S110). 이에 따라, 상기 제1 및 제2 인덱스 암(221, 222)에는 각각 1매의 원시 웨이퍼가 적재되고, 상기 인덱스 로봇(200)은 상기 버퍼부(300)로부터 한번에 2매의 원시 웨이퍼(11, 12)를 픽업한다.
이어, 상기 인덱스 로봇(200)은 상기 버퍼부(300) 측으로 이동하고, 상기 제 1 및 제2 인덱스 암(221, 222)은 상기 버퍼부(300)에 인입하여 원시 웨이퍼(11, 12)를 상기 버퍼부(300)에 동시에 적재한다(단계 S120). 이때, 상기 인덱스 로봇(200)은 상기 버퍼부(300)의 지지대들 중 상기 제1 간격(D1)으로 이격된 두 개의 지지대에 상기 원시 웨이퍼(11, 12)를 적재한다. 예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 인덱스 암(221)은 원시 웨이퍼(11)를 제1 및 제2 지지부(320, 330)의 제3 지지대(323)에 적재하고, 이와 동시에 상기 제2 인덱스 암(222)은 원시 웨이퍼(14)를 상기 제3 지지대(323)의 바로 아래에 위치하는 제4 지지대(324)에 적재한다.
도 9는 도 8에 도시된 메인 이송 로봇이 웨이퍼를 이송하는 동선을 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 9를 참조하면, 상기 메인 이송 로봇(500)은 상기 공정 챔버들(610, ..., 660) 중 두 개의 공정 챔버에서 동시 또는 비슷한 시기에 공정이 완료되면, 상기 버퍼부(300)로 이동한다. 이어, 상기 메인 이송 로봇(500)의 반출용 픽업 핸드들(521, 522)(도 5 참조)은 상기 버퍼부(300)에 인입하여 원시 웨이퍼들을 동시에 픽업한다(단계 S130). 이에 따라, 각 픽업 핸드(521, 522)에는 1매의 원시 웨이퍼가 적재되며, 상기 메인 이송 로봇(500)은 한번에 2매의 원시 웨이퍼를 픽업한다.
이어, 상기 메인 이송 로봇(500)은 공정이 완료된 공정 챔버들, 즉, 두 개의 유휴 공정 챔버들 중 어느 하나의 공정 챔버로 이동한 후, 현재 위치하는 공정 챔버로부터 가공 웨이퍼를 인출하고, 1매의 원시 웨이퍼를 해당 공정 챔버에 제공한다(단계 S140).
이어, 상기 메인 이송 로봇(500)은 남은 유휴 공정 챔버로 이동한 후, 해당 공정 챔버로부터 가공 웨이퍼를 인출하고, 1매의 원시 웨이퍼를 해당 공정 챔버에 제공한다(단계 S150). 이에 따라, 두 개의 반출용 픽업 핸드(523, 524)에는 각각 1매의 가공 웨이퍼가 안착된다.
이어, 상기 메인 이송 로봇(500)은 픽업한 2매의 가공 웨이퍼를 상기 버퍼부(300)로 이송하고, 상기 픽업한 2매의 가공 웨이퍼를 한번에 상기 버퍼부(300)에 적재한다(단계 S160).
예를 들어, 상기 공정 챔버들(610, ..., 660) 중 서로 인접한 제1 및 제2 공정 챔버(610, 620)가 동시에 공정이 완료되면, 상기 메인 이송 로봇(200)은 상기 버퍼부(300)로부터 2매의 원시 웨이퍼를 인출한다. 이어, 상기 메인 이송 장치(500)는 상기 제1 공정 챔버(610)로 이동하여, 상기 제1 공정 챔버(610)로부터 가공 웨이퍼를 인출한 후, 1매의 원시 웨이퍼를 상기 제1 공정 챔버(610)에 투입한다. 이어, 상기 메인 이송 장치(500)는 상기 제1 공정 챔버(610)로부터 인출한 가공 웨이퍼를 적재한 상태에서 상기 제1 공정 챔버(610)로부터 상기 제2 공정 챔버(620)로 이동한다. 이어, 상기 메인 이송 장치(500)는 상기 제2 공정 챔버(620)로부터 가공 웨이퍼를 인출한 후, 남은 1매의 원시 웨이퍼를 상기 제2 공정 챔버(620)에 투입한다. 이에 따라, 상기 메인 이송 장치(500)에는 2매의 가공 웨이퍼가 적재된다. 상기 메인 이송 장치(500)는 제1 및 제2 공정 챔버(610, 620)로부터 인출한 가공 웨이퍼들을 상기 버퍼부(300)로 이송한다.
도 9에서, 도면 부호 CIM은 상기 메인 이송 장치(500)가 상기 제1 및 제2 공 정 챔버(610, 620)에 각각 원시 웨이퍼를 투입하고 각각 가공 웨이퍼를 인출하는 동선을 나타내며, 도면 부호 COM은 상기 메인 이송 장치(500)가 상기 제1 및 제2 공정 챔버(610, 620)로부터 일출한 가공 웨이퍼들을 상기 버퍼부(300)로 이송하는 동선을 나타낸다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 메인 이송 장치(500)는 반출용 픽업 핸드들(523, 524)에 안착된 가공 웨이퍼들(13, 14)을 한번에 상기 버퍼부(300)에 적재한다. 즉, 상기 반출용 픽업 핸드들(523, 524)은 상기 버퍼부(300)에 인입하여 동시에 가공 웨이퍼들(13, 14)을 상기 버퍼부(300)에 적재한다. 예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 반출용 픽업 핸드들(523, 524)은 가공 웨이퍼들(13, 14)을 상기 제1 간격(D1)으로 이격된 두 개의 지지대들, 예컨대, 제1 및 제2 지지대(321, 322)에 1매씩 적재한다.
상기 버퍼부(300)의 웨이퍼 인출 및 인입 시, 상기 버퍼부(300)에 대한 상기 인덱스 로봇(200)과 상기 메인 이송 로봇(500)의 엑세스가 동시에 이루질 수 있다. 상기 버퍼부(300)의 지지대들은 인접한 두 개의 단위 그룹이 상기 제1 간격(D1)보다 넓은 제2 간격(D2)으로 이격되므로, 상기 버퍼부(300) 안에서의 상기 인덱스 로봇(200)과 상기 메인 이송 로봇(500)의 동작 공간을 충분히 제공할 수 있다. 따라서, 상기 인덱스 로봇(200)에 의한 상기 버퍼부(300)의 기판 인입 또 인출 동작이 상기 메인 이송 로봇(500)에 의한 상기 버퍼부(300)의 기판 인입 또는 인출 동작이 함께 이루어지더라도, 로봇들(200, 500) 간의 마찰을 방지할 수 있다.
또한, 상기 버퍼부(300)에서 상기 원시 웨이퍼들(11, 12)과 상기 가공 웨이 퍼들(13, 14)은 서로 분리되어 위치한다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 버퍼부(300)는 상기 제1 간격(D1)으로 이격되어 배치된 두 개의 지지대들, 즉, 단위 그룹별로 가공 웨이퍼(13, 14)가 적재될지 원시 웨이퍼(11, 12)가 적재될지가 설정된다. 이때, 인접한 단위 그룹들 중 어느 하나에는 가공 웨이퍼(13, 14)가 적재되며, 나머지 하나에는 원시 웨이퍼(11, 12)가 적재된다.
이와 달리, 상기 제1 및 제2 지지부(320,330) 각각은 지지대들의 절반으로 나누어 상부에 위치하는 지지대들에는 가공 웨이퍼들(13, 14)을 적재하고, 하부에 위치하는 지지대들에는 소스 웨이퍼들(11, 12)을 적재할 수도 있다. 예컨대, 상기 제1 및 제2 지지부(320, 330) 각각 16개의 지지대를 구비할 경우, 상부에 위치하는 8개의 지지대에는 가공 웨이퍼들(13, 14)이 적재되고, 하부에 위치하는 8개의 지지대에는 원시 웨이퍼들(11, 12)이 적재될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 상기 메인 이송 로봇(500)이 공정 완료된 다수의 공정 챔버로부터 가공 웨이퍼들을 인출하는 순서를 구체적으로 설명하며, 상기 메인 이송 로봇(500)이 3개의 반출용 픽업 핸드를 구비할 경우를 일례로 하여 설명한다.
도 10은 도 1에 도시된 메인 이송 로봇이 공정 챔버들로부터 웨이퍼를 인출하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 1, 도 5 및 도 10을 참조하면, 먼저, 제어부(700)는 현재 공정 완료된 공정 챔버들 안에 위치하는 가공 웨이퍼들 각각의 슬롯 번호를 검색하여 웨이퍼 리스트를 생성한다(단계 S210).
상기 제어부(700)는 상기 웨이퍼 리스트 상에서 가장 오래된 가공 웨이퍼, 즉, 슬롯 번호가 가장 큰 가공 웨이퍼를 검색한다(단계 S220).
이어, 검색된 가공 웨이퍼를 메인 이송 로봇(500)의 반출용 픽업 핸드들(523, 524) 중 제1 픽업 핸드(524)가 픽업할 가공 웨이퍼로 설정하고, 상기 메인 이송 로봇(500)의 제1 픽업 핸드(524)는 선택된 가공 웨이퍼를 해당 공정 챔버로부터 픽업한다(단계 S230).
상기 제어부(700)는 상기 웨이퍼 리스트에서 상기 제1 픽업 핸드(524)의 가공 웨이퍼와 연속된 가공 웨이퍼, 즉, 슬롯 번호순으로 제1 픽업 핸드(524)의 가공 웨이퍼 바로 다음 순서의 가공 웨이퍼가 존재하는지를 여부를 판단한다(단계 S240).
상기 단계 S240에서, 상기 제1 픽업 핸드(524)의 가공 웨이퍼와 연속된 가공 웨이퍼가 존재하면, 상기 제1 픽업 핸드(524)의 바로 아래에 위치하는 제2 픽업 핸드의 가공 웨이퍼로 설정하고, 상기 제2 픽업 핸드(523)는 선택된 가공 웨이퍼를 해당 공정 챔버로부터 픽업한다(단계 S250).
상기 단계 S240에서, 상기 제1 픽업 핸드(524)의 가공 웨이퍼와 연속된 가공 웨이퍼가 존재하지 않으면, 상기 웨이퍼 리스트 상에서 상기 제1 픽업 핸드(524)의 가공 웨이퍼를 제외한 나머지 가공 웨이퍼들 중 가장 슬롯 번호가 큰 가공 웨이퍼를 상기 제2 픽업 핸드(523)의 가공 웨이퍼로 설정하고, 상기 제2 픽업 핸드(523)는 선택된 가공 웨이퍼를 해당 공정 챔버로부터 픽업한다(단계 S260).
도 5에는 상기 메인 이송 로봇(500)이 두 개의 반출용 픽업 핸드(523, 524)와 두 개의 투입용 픽업 핸드(521, 522)를 구비하는 것으로 도시하였으나, 상기 메 인 이송 로봇(500)이 반출용 픽업 핸드와 투입용 픽업 핸드를 각각 3개 이상 구비할 수도 있다.
상기 메인 이송 로봇(500)이 반출용 픽업 핸드를 3개 구비하는 경우, 상기 제어부(700)는 상기 웨이퍼 리스트에서 상기 제2 픽업 핸드(523)의 가공 웨이퍼와 연속된 가공 웨이퍼, 즉, 슬롯 번호순으로 제2 픽업 핸드(523)의 가공 웨이퍼 바로 다음 순서의 가공 웨이퍼가 존재하는지를 여부를 판단한다(단계 S270).
상기 단계 S270에서, 상기 제2 픽업 핸드(523)의 가공 웨이퍼와 연속된 가공 웨이퍼가 존재하면, 상기 제2 픽업 핸드(523)의 바로 아래에 위치하는 제3 픽업 핸드(미도시)의 가공 웨이퍼로 설정하고, 상기 제3 픽업 핸드는 선택된 가공 웨이퍼를 해당 공정 챔버로부터 픽업한다(단계 S280).
상기 단계 S270에서, 상기 제2 픽업 핸드(523)의 가공 웨이퍼와 연속된 가공 웨이퍼가 존재하지 않으면, 상기 웨이퍼 리스트 상에서 상기 제2 픽업 핸드(523)의 가공 웨이퍼를 제외한 나머지 가공 웨이퍼들 중 가장 슬롯 번호가 큰 가공 웨이퍼를 상기 제3 픽업 핸드의 가공 웨이퍼로 설정하고, 상기 제3 픽업 핸드는 해당 가공 웨이퍼를 이에 대응하는 공정 챔버로부터 픽업한다(단계 S290).
상기 메인 이송 로봇(500)은 상기 제1 내지 제3 픽업 핸드에 안착된 가공 웨이퍼들을 상기 버퍼부(300)로 이송하고, 상기 버퍼부(300)에 상기 가공 웨이퍼들을 연속하여 적재한다(단계 S310).
이와 같이, 상기 메인 이송 로봇(500)은 상기 다수의 공정 챔버에서 처리 완료된 가공 웨이퍼들을 인출시 가공 웨이퍼의 슬롯 번호에 따라 순차적으로 인출한 다. 이에 따라, 상기 메인 이송 로봇(500)은 슬롯 번호 순으로 연속된 가공 웨이퍼들을 상기 버퍼부(300)에 적재할 수 있으므로, 인덱스 로봇(200)이 한 번의 적재 동작으로 가공 웨이퍼들을 해당 풉에 적재할 수 있다. 따라서, 상기 기판 처리 시스템(1000)은 웨이퍼의 이송을 효율적으로 할 수 있고, 웨이퍼 이송에 소요되는 시간을 단축하며, 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상 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.