KR100205238B1 - 반도체 웨이퍼 세정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체소자의 제조장비중에서 공정의 진행중 발생한 웨이퍼 표면의 오염을 제거하기 위한 세정장치에서, 웨이퍼를 원하는 위치로 정확히 이송시킬 수 있도록 한 것이다. 본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치는 구동모터와 스크류 샤프트를 구비하여, 웨이퍼를 홀딩하는 핸드가 핸드 지지아암의 길이 방향으로 이동되도록 한다. 또, 카메라를 구비하여, 세정조내에 투입되는 웨이퍼의 위치와 상기 핸드의 위치를 검출한다. 본 발명의 웨이퍼 세정장치는 카메라에서 출력된 신호를 통하여 웨이퍼가 정확한 위치에 정렬되도록 제어한다. 이와 같은 웨이퍼 이송장치는 웨이퍼를 공정조로 정확히 이송되어 공정을 안정적으로 진행시켜 줌으로써 웨이퍼의 정렬 미스로 인한 장비의 가동중지를 방지하고 장비의 가동효율을 높여 제품의 수율 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

반도체 웨이퍼 세정장치(a wafer cleaning apparatus)

제1도는 종래 웨이퍼 세정장치의 전체적인 구성도.

제2a도 및 제2b도는 각각 본 발명에 따른 세정장치에 사용되는 웨이퍼 이송시스템의 구성을 나타낸 정면도 및 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 핸드 20 : 핸드 지지아암

30 : 몸체 41 : 구동모터

42 : 스크류 샤프트 50 : 카메라

60 : 제어부

[발명이 속하는 기술분야]

본 발명은 반도체소자의 제조장비중에서 공정의 진행중 발생한 웨이퍼 표면의 오염을 제거하기 위한 세정장치에 관한 것으로 특히 세정장치내에서 웨이퍼를 원하는 위치로 정확히 이송시켜줄 수 있도록 한 웨이퍼 세정장치에 관한 것이다.

[발명이 속하는 기술분야의 종래기술]

반도체소자가 점점 고집적화되면서 종래 문제가 되지 않았던 작은 사이즈의 파티클도 치명적인 손상을 주는 요인으로 작용하게 된다.

따라서 이들 각종 오염원을 제거 관리하기 위한 세정기술은 제조공정중 커다란 비중을 차지하는 공정으로 자리잡아 점점 다양화 되고 있는 시점이다.

현재 사용되고 있는 세정시스템에서 웨이퍼에 흡착된 오염원에 따라 여러종류의 약액을 사용하게 된다.

제1도는 종래의 세정장치의 전체적인 구성을 나타낸 개략도로, 약액조(1)와 린스조(2) 및 클리닝이 완료된 웨이퍼를 건조하는 건조기(3)와 각각의 위치로 웨이퍼를 로딩시켜 주는 웨이퍼 이송 로봇아암(4)을 구비하고 있다.

이러한 약액공정단계에서 처음 약액처리 후 또다른 약액처리시 먼저 처리된 약액이 웨이퍼와 케리어에 흡착되어 새로운 오염원으로 작용하는 문제가 발생하여 이를 방지하기 위하여 각 약액처리조 사이에는 반드시 전처리된 약액을 행궈주는 린스시스템이 갖추어져 있다.

이러한 세정장비에 있어서 사용되는 약액이 다양해짐에 따라 약액조와 린스조의 구성이 복잡해지고 각 조의 웨이퍼의 이송횟수가 증가하게 된다.

또한 상기 세정시스템에서 웨이퍼의 이송을 사람의 손에 의해 직접 진행되었던 종래의 진행방식과는 달리 로봇아암을 통한 자동 시스템의 이동방식에 의해 진행되는 추세에 있다.

이는 사람이 직접 진행함에 따라 발생할 수 있는 인위적인 오염원을 제거하고 계획적인 초정정관리를 실현하기 위한 방안이기도 하다.

최근 웨이퍼의 대구경화 및 생산성을 높이기 위한 대안으로 웨이퍼를 카세트 없이 세정 공정을 진행하는 카세트리스 및 이송로봇의 스피드를 높여 사용하는 추세에 있다. 이는 생산비의 원가절감에도 유리하기 때문이다. 이러한 세정기술의 발달은 기본적으로 웨이퍼를 반송할 때에 원하는 진행 매수를 각각의 약액조에 정확하게 위치를 찾아 완벽하게 진행시켜 주어야 한다.

이를 위하여 종래에는 포토센서를 통하여 웨이퍼의 유무를 감지하여 이송 로봇의 동작을 제어하는 방법을 사용하여 왔었다.

상기 종래의 제어방법은 약액조에서 공정이 진행되는 웨이퍼의 위치를 정확히 파악할 수 없는 문제점이 있었다.

실제로 세정공정의 진행시 웨이퍼 반송 미스에 의한 진행사고 발생이 비일비재하게 일어나고 있으며 이에 따르는 장비의 가동중지로 인하여 작업효율을 저하시켜 이를 개선하기 위한 대책이 시급한 실정이었다.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

본 발명은 상술한 문제점들을 해소하기 위해 제안된 것으로 특히 세정공정에서 웨이퍼를 정확히 이송하여 공정결함을 예방하기 위한 세정장비의 웨이퍼이송로봇 제어시스템을 제공하는데 목적이 있다.

[발명의 구성]

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 반도체 웨이퍼 세정장치는 복수의 웨이퍼를 홀딩하여 약액이 채워진 공정조에 투입하는 한 쌍의 핸드와, 상기 핸드를 지지하는 핸드 지지아임과, 상기 핸드 지지아암이 고정되어 웨이퍼를 일정위치로 이송시켜 주는 몸체를 구비한 웨이퍼 이송시스템을 포함하고, 또한 상기 핸드가 상기 핸드 지지아암의 길이 방향으로 이동되도록 동작시키는 구동수단과; 세정조내에 투입되는 웨이퍼의 위치와 상기 핸드의 위치를 검출하는 검출수단과; 상기 검출수단에서 출력된 신호를 통하여 웨이퍼가 상기 구동수단에 의해 정확한 위치에 정렬되도록 제어하는 제어수단을 포함한다.

이 장치에 있어서, 상기 구동수단은 구동모터와, 상기 핸드 지지아암에 길이방향으로 설치되어 상기 모터의 회전축에 연결되어 회전하는 스크류 샤프트와, 상기 스크류 샤프트에 상기 핸드의 일단을 연결되어 스크류 샤프트의 회전시 상기 핸드가 스크류 샤프트의 길이방향으로 슬라이드 이동되도록 한다.

이 장치에 있어서, 상기 구동모터는 스테핑 모터와 서보모터 중 어느 하나를 사용한다.

이 장치에 있어서. 상기 검출수단은 상기 핸드 지지아암에 카메라를 설치하여 웨이퍼의 위치 및 수량을 감지하고, 감지된 신호가 상기 제어수단으로 출력되도록 한다.

이 장치에 있어서, 상기 제어수단은 초기 정렬시 웨이퍼 및 핸드의 위치 데이터를 설정하고, 이후 웨이퍼의 이송시 설정된 데이터와 상기 카메라에 의해 감지된 실제 웨이퍼 및 핸드의 위치 데이터가 서로 일치하도록 상기 구동모터를 동작시켜 웨이퍼가 일정한 위치에 정렬되도록 하는 것을 특징으로 한다.

[발명의 작용]

상술한 구성을 갖는 본 발명은 공정 진행과정에서 웨이퍼가 항상 일정한 위치에 정렬되어 공정을 수행할 수 있도록 웨이퍼를 자동으로 정렬시켜준다.

[실시예]

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 동작관계를 첨부된 도면에 따라서 상세히 설명한다.

제2a도 및 제2b도는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치의 웨이퍼 이송시스템의 구조를 나타낸 것이다.

상기 웨이퍼 이송시스템은 웨이퍼의 반송시 진행하고자 하는 정해진 매수를 각 약액 및 린스액이 체워진 공정조에 정확하게 반송시켜 주어야 한다. 상기 웨이퍼 이송시스템은 크게 웨이퍼를 홀딩하는 한 쌍의 핸드(10)와, 이 핸드를 지지하는 핸드 지지아암(20)과, 이 핸드 지지아암이 고정되며 이들을 이송하여 주는 몸체(30)로 구성된다. 본 발명에 있어서 상기 웨이퍼 이송시스템은 상기 핸드(10)에 의해 홀딩되는 웨이퍼(100)의 위치와 수량 및 핸드(10)의 위치를 검출하는 검출수단(50)과, 상기 핸드(10)를 핸드 지지아암(20)의 길이 방향으로 이동시켜주는 구동수단과, 상기 검출수단(50)에 의해 검출된 신호에 의해 상기 구동수단의 동작을 제어하는 제어수단(60)을 포함하여 웨이퍼가 정확한 위치에 자동으로 정렬되도록 한다.

이를 위해서 상기 검출수단(50)은 상기 핸드 지지아암(20)의 하단부의 중심에 설치되는 카메라를 사용한다.

이를 위해서 상기 구동수단은 구동모터(41)와 이 구동모터의 회전축에 연결되어 회전되는 스크류 샤프트(42)로 구성되며, 상기 핸드(10)은 일단이 상기 스크류 샤프트(42)와 상호 연결되어 스크류 샤프트(42)의 회전동작에 의해 핸드 지지아암(20)의 길이 방향으로 직선 슬라이드 이송되는 구조를 갖는다.

그리고, 상기 제어수단(60)은 상기 검출수단(50)으로 부터 검출된 데이터를 입력 받아 상기 구동수단을 동작시키는 제어신호를 출력한다.

상술한 구성을 갖는 본 발명의 동작관계를 설명한다.

먼저, 런(run) 로딩시 로더부의 일정위치에 복수장의 웨이퍼(100)가 핸드(10)에 의해 홀딩되어 정렬된 상태에서 상기 카메라(50)을 통하여 웨이퍼의 수량 및 위치를 상기 제어부(60)에 설정한다. 이때 핸드(10)의 위치도 함께 설정되도록 한다.

이후, 웨이퍼(100)와 핸드(10)가 약액 또는 기타 공정처리조에 상기 이송시스템에 의한 반송 전·후로 상기 카메라(50)에 의해 위치가 검출된다. 상기 제어부(60)는 검출된 신호를 입력받아 설정된 데이터와 상호 비교하고 일치하지 않을 경우 상기 구동수단을 동작시키는 제어신호를 출력한다. 출력된 제어신호는 구동모터(41)를 동작시켜 핸드(10)가 스크류 샤프트(42)를 따라 슬라이드되어 이 핸드에 홀딩된 웨이퍼(100)가 정확한 위치에 정렬되도록 한다.

웨이퍼의 위치가 재 정렬되면 다시 다음 처리조로 웨이퍼를 이송시켜 단계를 진행한다.

이러한 과정을 거쳐 웨이퍼의 세정공정을 마치면 다시 처음과 같은 과정을 거쳐 다음 웨이퍼의 세정공정을 진행시킨다.

[발명의 효과]

상술한 구성 및 동작관계를 갖는 본 발명 웨이퍼 세정장치는 각 단계로 진행되는 공정처리조로 웨이퍼를 정확히 정렬시켜 줌으로서 안정적으로 공정이 수행되도록 한다. 따라서 본 발명은 웨이퍼의 정렬 미스로 인한 장비의 가동중지를 방지함으로서 장비의 가동효율을 높여 제품의 수율 향상에 기여할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 복수의 웨이퍼들은 홀딩하여 약액이 채워진 공정처리조에 투입하는 한쌍의 핸드들과, 상기 핸드들을 지지하는 핸드 지지아암과 상기 핸드 지지아암이 고정되어 웨이퍼들을 일정위치로 이송시켜 주는 몸체를 구비한 웨이퍼 이송시스템을 포함하는 반도체 웨이퍼 세정장치에 있어서, 상기 핸드들이 상기 핸드 지지아암의 길이 방향으로 이동되도록 동작시키는 구동수단과; 공정처리조내에 투입되는 웨이퍼들의 위치와 상기 핸드들의 위치를 검출하는 검출수단 및; 상기 검출수단에서 출력된 신호를 통하여 웨이퍼들이 상기 구동수단에 의해 정확한 위치에 정렬되도록 제어하는 제어수단을 포함하되; 상기 구동수단은 구동모터 및, 상기 핸드 지지아암에 길이방향으로 설치되어 상기 구동모터의 회전축에 연결되어 회전되는 스크류 샤프트를 구비하여, 상기 스크류 샤프트에 상기 핸드들의 일단이 연결되어 상기 스크류 샤프트의 회전시 상기 핸드들이 상기 핸드 지지아암의 길이방향으로 슬라이드 이동되도록 하고, 상기 검출수단은 상기 핸드 지지아암에 설치된 카메라를 구비하여, 웨이퍼들의 위치 및 수량을 감지하고, 감지된 신호가 상기 제어수단으로 출력되도록 하며, 상기 제어수단은 초기 정렬시 웨이퍼들 및 핸드들의 위치 데이터를 상기 카메라를 통하여 설정하고, 이후 웨이퍼들의 각 단계별 공정처리조로 이송시 설정된 데이터와 상기 카메라에 의해 감지된 실제 웨이퍼들 및 핸드들의 위치 데이터가 서로 일치하도록 상기 구동모터를 동작시켜 웨이퍼들이 일정한 위치에 정렬되도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 구동모터는 스테핑 모터와 서보모터 중 어느 하나를 사용한 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정장치.