KR100245069B1 - 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템 및 이를 이용한 웨이퍼 정렬방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 짝수열 또는 홀수열의 웨이퍼를 반전시켜 이웃하는 웨이퍼의 전면이 상호 마주보며 정렬하도록 하는 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템 및 이를 이용한 웨이퍼 정렬방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템은, 카세트가 안착되고, 안착된 카세트를 하강시킴으로써 상기 웨이퍼를 상기 카세트와 분리시키는 카세트안착장치와, 상기 카세트에서 분리된 웨이퍼들 중에서 반전이 불필요한 특정열의 웨이퍼들을 선별하여 파지하고 일정 높이 이상 승·하강 하는 웨이퍼파지장치와, 상기 카세트에서 분리된 웨이퍼들 중에서 반전이 필요한 특정열의 웨이퍼를 안착시키고, 상기 웨이퍼를 수직 회전축을 중심으로 180도 회전시키며 상기 웨이퍼파지장치가 파지한 웨이퍼를 제안착시키는 반전장치 및 상기 카세트안착장치, 상기 웨이퍼파지장치, 상기 반전장치를 지지하는 테이블을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

따라서, 웨이퍼 배면에 묻은 오염원이 웨이퍼 전면을 오염시키는 것을 방지하여 세정작업에 따른 효율이 놓고, 세정에 소요되는 시간을 단축되며, 정렬에 따른 작업 공간이 축소할 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템 및 이를 이용한 웨이퍼 정렬방법

본 발명은 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템 및 이를 이용한 웨이퍼 정렬방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 짝수열 또는 홀수열의 웨이퍼를 반전시켜 이웃하는 웨이퍼의 전면이 상호 마주보며 정렬하도록 하는 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템 및 이를 이용한 웨이퍼 정렬방법에 간한 것이다.

통상적으로 웨이퍼는 사진, 식각, 확산, 식각, 화학기상증착 및 금속증착등의 공정이 반복 수행됨에 따라 반도체장치로 제작된다.

이렇게 제작되는 반도체장치는 극히 정교한 장치이며 그 제조를 위한 각 제조설비는 엄격한 공정조건과 제조기술 및 높은 수준의 청정도가 요구된다.

특히 반도체장치의 제조에 있어서 반도체소자 주변에 먼저 등의 이물질이 개입되면 인근의 반도체소자의 기능을 손상시키거나 저하시킬 위험이 있으므로 반도체소자가 고밀도, 고집적화 됨에 따라 반도체장치의 제조를 위한 청정도는 더욱 높은 수준을 요구하고 있다.

따라서, 반도체장치로 제작되기까지의 웨이퍼는 각각의 공정을 수행하기 이전에 세정공정을 수행하도록 되어 있으며, 이러한 세정공정을 수행하는 웨이퍼 세정설비에는 복수개의 웨이퍼를 정렬하는 웨이퍼 정렬장치가 설치된다.

상술한 정렬장치를 통해 세정이 요구되는 웨이퍼를 정렬함에 있어서, 웨이퍼의 배면은 웨이퍼의 전면에 비하여 그 오염도가 높으며, 일반적으로 세정작업에 있어서 웨이퍼의 전면을 일방향으로 위치시켜 세정함으로써 세정시 웨이퍼 배면에 묻은 오염원이 웨이퍼 전면에 영향을 주어 웨이퍼를 오염시키는 문제가 발생된다.

따라서, 가장 바람직하기로는 각각의 웨이퍼를 따로 분리하여 세정하는 방법이 있을 수 있으나 이러한 방법은 세정공정에 소요되는 시간과 세정에 사용되는 케미컬의 양을 필요 이상으로 사용하게 되어 비효율적인 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 웨이퍼의 배면에 묻은 오염원으로부터 웨이퍼 전면의 오염을 방지하도록 복수개의 웨이퍼 중 이웃하는 웨이퍼가 상호 마주보는 형상으로 면대면이 정렬되도록 하여 세정작업에 따른 효율을 높이고, 세정에 소요되는 시간을 단축하도록 하며, 정렬에 따른 작업 공간을 축소하도록 하는 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템 및 이를 이용한 웨이퍼 정렬방법을 제공함에 있다.

제1도는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템을 나타낸 구성도이다.

제2도는 제1도의 웨이퍼파지장치의 동작 관계를 나타낸 평면도이다.

제3도는 제2도의 웨이퍼가이드 부위를 확대하여 나타낸 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 면대면 정렬장치 12 : 카세트

14 : 카세트안착장치 16a, 16b : 웨이퍼

18 : 웨이퍼파지장치 20 : 반전장치

22 : 테이블 24 : 왕복실린더

26 : 왕복대 28 : 왕복반전장치

30 : 카세트테이블 32 : 카세트엘리베이터

34 : 스크류로드 36 : 회전모터

38 : 구동풀리 40 : 타이밍벨트

42 : 종동풀리 44 : 지지대

46 : 파지부 48 : 웨이퍼가이드

50 : 파지대 52 : 파지기

54 : 파지홈 56 : 통과홈

58 : 실린더 60 : 반전대

62 : 반전모터

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템은, 다수개의 웨이퍼가 적재된 카세트가 안착되고, 안착된 카세트를 하강시킴으로써 상기 웨이퍼를 상기 카세트와 분리시키는 카세트안착장치와; 상기 카세트에서 분리된 웨이퍼들 중에서 반전이 불필요한 특정열의 웨이퍼들을 선별하여 파지하고 일정 높이 이상 승·하강 하는 웨이퍼파지장치와; 상기 카세트에서 분리된 웨이퍼들 중에서 반전이 필요한 특정열의 웨이퍼를 안착시키고, 상기 웨이퍼를 수직 회전축을 중심으로 180도 회전시키며 상기 웨이퍼파지장치가 파지한 웨이퍼를 재안착시키는 반전장치; 및 상기 카세트안착장치, 상기 웨이퍼파지장치, 상기 반전장치를 지지하는 테이블;을 포함하여 이루어진다.

또한, 바람직하기로는, 상기 카세트안착장치는, 상기 카세트가 안착되고, 상기 카세트의 하부를 관통하여 상기 반전장치가 카세트 내의 웨이퍼를 인계 받을 수 있도록 안착된 카세트의 하부에 관통홀이 형성된 카세트테이블과; 상기 카세트테이블의 하면을 지지하고, 상기 카세트에서 상기 웨이퍼를 분리하도록 상기 카세트테이블을 하강시켜서 상기 카세트만을 하강시키는 카세트엘리베이터와; 상기 카세트엘리베이터를 승·하강시키도록 상기 카세트엘리베이터의 일단에 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀에 형성된 암나사와 수직으로 맞물림되고, 그 일측이 회전가능하도록 베어링지지되며, 상기 카세트엘리베이터가 승·하강하도록 정, 역회전하는 스크류로드 및 상기 테이블에 설치되어 상기 스크류로드를 지지하고 상기 카세트엘리베이터를 레일 안내하는 지지대를 포함하여 이루어지는 승·하강부; 및 상기 승·하강부의 스크류로드를 회전구동시키도록 회전동력을 발생하는 회전모터와, 상기 회전모터의 회전축에 연결되어 회전하는 구동풀리 및 상기 구동풀리에 타이밍벨트로 연결되고, 상기 스크류로드의 다른 일측에 연결되어 상기 구동풀리에서 전달받은 회전동력을 상기 스크류로드에 전달하는 종동풀리를 포함하여 이루어지는 구동부;를 포함하여 이루어진다.

또한, 바람직하기로는, 상기 웨이퍼파지장치는, 상기 카세트에서 분리된 웨이퍼들 중에서 반전이 불필요한 특정열의 웨이퍼들을 선별하여 파지할 수 있도록 파지해야 할 파지웨이퍼의 테두리 양측면을 안내하는 경사면을 형성하고, 상기 경사면을 서로 대향하도록 "V"자 형태로 형성된 파지홈과, 파지하지 않을 통과웨이퍼는 파지하지 않고 통과시키도록 "U"자 형태의 통과홈이 번갈아가며 형성된 웨이퍼가이드와, 일측면에 상기 웨이퍼가이드가 설치되고, 상기 웨이퍼가이드와 웨이퍼가이드 사이에 웨이퍼가 파지되도록 이격거리를 좁히거나 넓히면서 수평왕복운동을 하는 2개의 서로 대향하는 파지대 및 상기 파지대가 서로 상대적으로 수평왕복운동을 하도록 상기 파지대의 일측에 연결되어 상기 파지대의 간격을 조절하는 파지기를 포함하여 이루어지는 파지부와; 상기 파지부를 승하강시키도록 상기 파지부의 일단에 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀에 형성된 암나사와 수직으로 맞물림되고, 그 일측이 회전가능하도록 베어링지지되며, 상기 파지부가 승하강하도록 정, 역회전하는 스크류로드 및 상기 테이블에 설치되어 상기 스크류로드를 지지하고 상기 파지부를 레일 안내하는 지지대를 포함하여 이루어지는 승하강부; 및 상기 승하강부의 스크류로드를 회전구동시키도록 회전동력을 발생하는 회전모터와, 상기 회전모터의 회전축에 연결되어 회전하는 구동풀리 및 상기 구동풀리에 타이밍벨트로 연결되고, 상기 스크류로드의 다른 일측에 연결되어 상기 구동풀리에서 잔달받은 회전동력을 상기 스크류로드에 전달하는 종동풀리를 포함하여 이루어지는 구동부;를 포함하여 이루어진다.

또한, 바람직하기로는, 상기 반전장치는, 상기 웨이퍼를 상기 카세트에서 분리시키도록 상기 카세트테이블에 형성된 관통홀에 관통되고, 상기 카세트에서 분리된 웨이퍼들을 안착시키도록 전면에 수직홈이 형성되며, 상기 웨이퍼의 전후방향이 바뀌도록 상기 웨이퍼를 수직회전축 중심으로 180도 회전시키는 반전대와; 상기 수직회전축에 수직으로 연결되어 상기 반전대에 회전동력을 공급하는 반전모터; 및 상기 테이블에 일측이 수직으로 고정되고, 상기 카세트테이블에 형성된 관통홀에 관통되며, 그 다른 일측이 상기 반전모터의 양측면을 고정시킴으로써 상기 모터 및 반전대를 지지하는 지지대;를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템은, 상기 카세트에서 분리된 웨이퍼들 중에서 반전이 필요한 특정열의 우에퍼를 안착시키고, 상기 웨이퍼를 수직회전축을 중심으로 180도 회전시키며, 상기 웨이퍼파지장치가 파지한 웨이퍼를 재안착시키고, 재안착된 웨이퍼가 상기 반전장치로 이송되도록 상기 테이블과의 연결부위에 설치되는 왕복실린더의 피스톤의 힘으로 왕복구동되는 왕복대를 포함하여 이루어지는 왕복실린더의 피스톤의 힘으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템을 이용한 웨이퍼 정렬방법은, 상기 카세트엘리베이터가 하강하며 상기 카세트에 적재된 웨이퍼를 상기 반전대에 안착시키고, 상기 카세트를 일정 높이 이하로 하강시키는 웨이퍼적재단계와; 상기 웨이퍼적재단계에서 상기 반전대에 웨이퍼가 안착되면 상기 파지대가 하강하고, 반전이 불필요한 특정열의 웨이퍼들을 파지한 후 일정 높이 이상으로 승강하여 대기하는 웨이퍼파지단계와; 상기 웨이퍼 파지단계에서 상기 파지대가 승강하면 상기 반전모터가 상기 반전대에 잔류하는 반전이 필요한 웨이퍼를 수직회전축을 중심으로 180도 회전시켜서 반전시키는 웨이퍼반전단계; 및 상기 웨이퍼반전단계에서 상기 웨이퍼의 반전이 끝나면 상기 파지웨이퍼를 파지하고 있던 파지대가 하강하여 상기 파지웨이퍼를 상기 반전된 반전웨이퍼사이에 재안착시키는 웨이퍼면대면단계;를 포함하여 이루어진다.

또한, 바람직하기로는, 본 발명의 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템을 이용한 웨이퍼 정렬방법은, 상기 웨이퍼면대면단계에서 상기 파지웨이퍼를 상기 반전된 반전웨이퍼 사이에 안착시킨 후 상기 왕복반전장치의 반전대에 면대면 정렬된 웨이퍼가 상기 왕복실린더와 연결되어 왕복운동을 하는 왕복대에 의해 상기 반전장치의 반전대에 면대면 정렬된 웨이퍼에 근접하여 다음 공정으로 운반하기에 용이하도록 이송되는 웨이퍼이송단계를 더 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템을 나타낸 구성도이고, 제2도는 제1도의 웨이퍼파지장치의 동작 관계를 나타낸 평면도이다.

또한, 제3도는 제2도의 웨이퍼가이드 부위를 확대하여 나타낸 평면도이다.

먼저, 제1도를 참조하여 설명하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템(10)은, 통상 25개의 웨이퍼(16a, 16b)가 적재된 2개의 카세트(12)가 안착되고 안착된 상기 카세트(12)를 수직으로 하강시킴으로써 상기 웨이퍼(16a, 16b)를 상기 카세트(12)와 분리시키는 카세트안착장치(14)와, 상기 카세트(12)에서 분리된 웨이퍼(16a, 16b)들 중에 반전이 불필요한 짝수열 또는 홀수열의 파지웨이퍼(16a)들을 선별하여 파지하고, 상기 파지웨이퍼(16a)가 완전히 파지되면 파지된 파지웨이퍼(16a)를 적재된 통과웨이퍼(16b)와 파지웨이퍼(16a)간의 간섭이 일어나지 않을 정도의 높이로 승강시키는 웨이퍼파지장치(18)와, 상기 카세트(12)에서 분리된 웨이퍼(16a, 16b)들 중에서 반전이 필요한 홀수열 또는 짝수열의 통과웨이퍼(16b)를 안착시키고, 상기 통과웨이퍼(16b)를 수직회전축을 중심으로 180도 회전시켜서 반전시키며, 반전이 끝나면 상기 웨이퍼파지장치(18)가 파지웨이퍼(16a)를 하강시켜서 상기 파지웨이퍼(16a)를 재안착시키는 반전장치(20)와, 상기 반전장치(20)의 옆방향에 나란히 설치되고, 상기 반전장치(20)와 같이 상기 카세트에서 분리된 웨이퍼(16a, 16b)들 중에서 반전이 필요한 홀수열 또는 짝수열의 통과웨이퍼(16b)를 안착시키며, 상기 통과웨이퍼를 수직회전축을 중심으로 180도 회전시키고, 반전이 끝나면 상기 웨이퍼파지장치(18)가 파지웨이퍼(16a)를 하강시켜서 상기 파지웨이퍼(16a)를 재안착시킨 후에 재안착된 파지웨이퍼(16a)가 상기 반전장치(20)로 이송되도록 설치되는 왕복실린더(24)의 피스톤의 힘으로 왕복구동되는 왕복대(26)를 구비하는 왕복반전장치(28) 및 상기 카세트안착장치(14), 상기 웨이퍼파지장치(18), 상기 반전장치(20), 상기 왕복반전장치()를 지지하는 테이블(22)를 구비한다.

이러한 상기 카세트안착장치(14)는, 상기 2개의 카세트(12)가 카세트이송장치에 의해 이송되어 안착되고, 상기 반전장치(20)가 상기 카세트(12)의 하부를 관통하여 카세트(12)내의 웨이퍼(16a, 16b)를 인계 받을 수 있도록 안착된 카세트(12)의 수직하방에 관통홀이 형성된 카세트테이블(30)을 구비한다.

또한, 상기 카세트안착장치(14)는, 상기 카세트테이블(30)의 하면을 지지하고, 상기 카세트(12)에서 상기 웨이퍼(16a, 16b)를 분리하며, 텅빈 상기 카세트테이블(30)만을 하강시키는 카세트엘리베이터(32)와, 상기 카세트엘리베이터(32)를 승하강시키도록 상기 카세트엘리베이터(32)의 일단에 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀에 형성된 암나사와 수직으로 맞물림되고, 그 일측이 회전가능하도록 베어링지지되며, 상기 카세트엘리베이터(32)가 승하강하도록 정, 역회전하는 스크류로드(34) 및 상기 테이블(22)에 설치되어 상기 스크류로드(34)를 지지하고, 상기 카세트엘리베이터(32)를 레일 안내하는 지지대로 이루어지는 승하강부를 구비한다.

또한, 상기 카세트안착장치(14)는, 상기 승하강부의 스크류로드(34)를 회전구동시키도록 회전동력을 발생하는 회전모터(36)를 구비하며, 상기 회전모터(36)의 회전축에 연결되어 회전하는 구동풀리(38) 및 상기 구동풀리(38)에 타이밍벨트(40)로 연결되고, 상기 스크류로드(34)의 다른 일측에 연결되어 상기 구동풀리(38)에서 전달받은 회전동력을 상기 스크류로드(34)에 전달하는 종동풀리(42)로 이루어지는 구동부를 구비한다.

따라서, 본 발명의 상기 카세트안착장치(14)의 동작을 설명하면, 도시하지 않았지만, 제어부의 제어신호를 인가받고, 상기 동력원으로부터 전원을 공급받은 상기 회전모터(36)가 회전동력을 발생시키면 상기 회전모터(36)에 연결된 구동풀리(38)가 회전하게 되고, 상기 구동풀리(38)의 회전으로 상기 타이밍벨트(40)에 의해 연동되는 상기 종동풀리(42)가 회전하게 된다.

상기 종동풀리(42)가 회전하면 상기 종동풀리(42)의 회전에 따라 상기 스크류로드(34)가 회전하게 되고, 상기 스크류로드(34)에 관통된 상기 카세트엘리베이터(32)가 나사전진 또는 나사후진함으로써 상기 카세트테이블(30)의 승하강이 이루어져서 상기 웨이퍼(16a, 16b)와 상기 카세트(12)가 분리되고, 상기 카세트(12)는 상기 웨이퍼(16a, 16b)와 간섭되지 않는 정도의 높이 이하로 하강하게 된다.

이때 상기 카세트엘리베이터(32)는 상기 지지대(44)에 형성된 레일에 따라 승하강하게 된다.

상기 회전모터(36)의 종류는 전기모터, 공압 및 유압모터 등 다양한 형태가 가능하고, 상기 종동풀리(42) 및 구동풀리(38) 대신 종동 및 구동기어 조합을 사용하는 것이 가능하다.

한편, 상기 웨이퍼파지장치(18)는, 파지웨이퍼(16a)를 파지하는 파지부(46)와, 상기 파지부를 승하강시키는 승하강부 및 상기 승하강부에 구동력을 공급하는 구동부를 구비한다.

이러한 상기 웨이퍼파지장치(18)의 상기 파지부(46)는, 제2도에서 도시된 바와 같이, 짝수열 및 홀수열의 파지웨이퍼(16a)를 선택적으로 파지할 수 있도록 웨이퍼가이드(48)를 구비하고, 상기 웨이퍼가이드(48)가 설치되어 상대적으로 수평왕복운동함으로써 파지웨이퍼(16a)를 파지하는 파지대(50) 및 상기 파지대(50)가 수평왕복운동을 하도록 하는 파지기(52)를 구비한다.

또한, 상기 웨이퍼가이드(48)는, 제3도에 도시된 바와 같이, 상기 카세트(12)에서 분리된 웨이퍼(16a, 16b)들 중에서 반전이 불필요한 특정열의 파지웨이퍼(16a)들을 선별하여 파지할 수 있도록 파지해야 할 파지웨이퍼(16a)의 테두리 양측면을 안내하는 경사면을 형성하고, 상기 경사면을 서로 대향하도록 "V"자 형태로 형성된 파지홈(54)과, 파지하지 않을 통과웨이퍼(16b)는 파지하지 않고 통과시키도록 "U"자 형태의 통과홈(56)이 번갈아가며 형성되는 구성이다.

또한, 상기 파지대(50)는, 상기 일측면에 상기 웨이퍼가이드(48)가 설치되고, 상기 웨이퍼가이드(48)와 웨이퍼가이드(48) 사이에 파지웨이퍼(16a)는 파지되고, 통과웨이퍼(16b)는 통과되도록 이격거리를 좁히거나 넓히는 수평왕복운동을 하기위해서 2개를 서로 대향시키는 구성이다.

또한, 상기 파지기(52)는, 상기 2개의 파지대(50)가 서로 상대적으로 평행하게 수평왕복운동을 하도록 상기 파지대(50)의 일측에 연결되고, 상기 파지대(50)의 간격을 연결된 실린더(58)의 일측을 조절함으로써 조절시키는 파지기(52)를 포함한다.

한편, 상기 웨이퍼파지장치(18)이 승하강부는, 상기 파지부(46)를 승하강시키도록 상기 파지기(52)의 일단에 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀에 형성된 암나사와 수직으로 맞물림되고, 그 일측이 회전가능하도록 베어링지지되며, 상기 파지기(52)가 승하강하도록 정, 역회전하는 스크류로드(34)과, 상기 테이블(22)에 설치되어 상기 스크류로드(34)를 지지하고 상기 파지부(46)를 레일 안내하는 지지대(44)를 포함하여 이루어지는 승하강부 및 상기 승하강부에 구동력을 공급하는 구동부를 구비한다.

상기 구동부는, 상기 승하강부의 스크류로드(34)를 회전구동시키도록 회전동력을 발생하는 회전모터(36)와, 상기 회전모터(36)의 회전축에 연결되어 회전하는 구동풀리(38) 및 상기 구동풀리(38)에 타이밍벨트(40)로 연결되고, 상기 스크류로드(34)의 다른 일측에 연결되어 상기 구동풀리(38)에서 전달받은 회전동력을 상기 스크류로드(34)에 전달하는 종동풀리(42)를 구비한다.

따라서, 본 발명의 상기 웨이퍼파지장치(18)의 동작을 설명하면, 도시하지 않았지만, 제어부의 제어신호를 인가받고, 상기 동력원으로부터 전원을 공급받은 상기 회전모터(36)가 회전동력을 발생시키면 상기 회전모터(36)에 연결된 구동풀리(38)가 회전하게 되고, 상기 구동풀리(38)의 회전으로 상기 타이밍벨트(40)에 의해 연동되는 상기 종동풀리(42)가 회전하게 된다.

상기 종동풀리(42)가 회전하면 상기 종동풀리942)의 회전에 따라 상기 스크류로드(34)가 회전하게 되고, 상기 스크류로드(34)에 관통된 상기 파지기(52)가 나사전진 또는 나사후진함으로써 상기 파지대(50)의 승하강이 이루어지게 된다.

이때 상기 파지기(52)는 상기 지지대(44)에 형성된 레일에 따라 승하강하게 된다.

또한, 상기 파지대(44)는 승하강하며, 도시하지 않았지만, 제어부의 제어신호를 인가받아 상기 파지기(52)에 내장된 실린더(58)의 피스톤이 왕복운동함으로써 상기 피스톤에 연결된 상기 파지대(50)의 상대적인 왕복운동으로 좁아지거나 넓어지면서 상기 파지웨이퍼(16a)를, 상기 파지홈(54)에 끼워파지하고, 상기 통과웨이퍼(16b)를 통과홈(56)사이로 통과시키게 된다.

상기 회전모터(36)의 종류는 전기모터, 공압 및 유압모터 등 다양한 형태가 가능하고, 상기 종동폴리(42) 및 구동풀리(38) 대신 종동 및 구동기어조합을 사용하는 가능하다.

한편, 본 발명의 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템(10)의 상기 반전장치(20)는, 웨이퍼(16a, 16b)가 안착되는 반전대(60)와, 상기 반전대(60)를 반전시키는 반전모터(62)와, 상기 반전대(60) 및 상기 반전모터(62)를 지지하는 지지대(44)로 이루어진다.

이러한 상기 반전대(60)는, 상기 웨이퍼(16a, 16b)를 상기 2개의 카세트에서 분리시키도록 상기 카세트테이블(30)에 형성된 상기 관통홀에 관통되는 형상을 가지고, 상기 카세트(12)에서 분리된 웨이퍼(16a, 16b)들을 안착시키도록 전면에 수직홈이 형성된다.

또한, 상기 반전모터(62)는, 상기 통과웨이퍼(16b)의 전후방향이 바뀌도록 상기 통과웨이퍼(16b)를 수직회전축 중심으로 180도 회전시키도록 상기 수직회전축에 수직으로 연결되어 상기 반전대(60)에 회전동력을 공급한다.

또한, 상기 반전장치(20)의 지지대(44)는, 상기 테이블(22)에 일측이 수직으로 고정되고, 상기 카세트테이블(30)에 형성된 관통홀에 관통되며, 그 다른 일측이 상기 반전모터(62)의 양측면을 고정시킴으로써 상기 회전모터(36) 및 반전대(60)를 상기 테이블(22)에 지지하게 된다.

따라서, 본 발명의 상기 반전장치(20)의 동작을 설명하면, 상기 카세트안착장치(14)의 카세트테이블(30)이 하강하면서 상대적으로 고정된 상기 반전대(60) 및 상기 반전장치(20)의 지지대(44)가 상기 카세트테이블(30)에 형성된 관통홀과 상기 카세트(12)의 밑면에 형성된 관통홀에 삽입되어, 상기 반전대(60)의 전면에 형성된 수직홈에 상기 웨이퍼(16a, 16b)들이 수직으로 안착되게 된다.

이때 상기 웨이퍼파지장치(18)가 홀수열 또는 짝수열의 파지웨이퍼(16a)들을 동시에 파지한 후 상기 웨이퍼파지장치(18)가, 파지한 파지웨이퍼(16a)와 상기 반전대에 그대로 남아 있는 통과웨이퍼(16b)들이 서로 간섭을 일으키지 않을 높이 이상으로 상승하게 되면 상기 반전대(60)에 남아있는 통과웨이퍼(16b)들을 상기 반전대(60)가 동시에 수직회전축을 중심으로 반전시키게 된다.

그러므로, 웨이퍼(16a, 16b)의 전후면이 바뀐 통과웨이퍼(16b)들의 사이로 상기 웨이퍼파지장치(18)가 상기 파지웨이퍼(16a)를 내려놓으면 이웃하는 웨이퍼(16a, 16b)의 전면과 전면이 마주보게 되고, 다수개의 웨이퍼(16a, 16b)를 동시에 면대면을 정렬시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 반전모터(62)는, 상기 통과웨이퍼(16b)의 전후방향이 바뀌도록 상기 통과웨이퍼(16b)를 수직회전축 중심으로 180도 회전시키고, 상기 수직회전축에 수직으로 연결되어 상기 반전대(60)에 회전동력을 공급한다.

또한, 상기 반전장치(20)의 지지대(44)는, 상기 테이블(22)에 일측이 수직으로 고정되고, 상기 카세트테이블(30)에 형성된 관통홀에 관통되며, 그 다른 일측이 상기 반전모터(62)의 양측면을 고정시킴으로써 상기 반전모터(62) 및 반전대(60)를 테이블(22)에 지지하게 된다.

한편, 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템의 왕복반전장치는(28)는, 상기 카세트(12)에서 분리된 웨이퍼(16a, 16b)들 중에서 반전이 필요한 특정열의 통과웨이퍼(16b)를 안착시키고, 상기 통과웨이퍼(16b)를 수직회전축을 중심으로 180도 회전시키며, 상기 웨이퍼파지장치(18)가 파지한 파지웨이퍼(16a)를 재안착시키는 반전장치(20)의 구성과 동일하고, 상기 반전장치(20)의 하부에 위치한 지지대(44)에 재안착된 파지웨이퍼(16a)가 상기 반전장치(20)로 이송되도록 상기 테이블(22)과의 연결부위에 설치되는 왕복실린더(24)의 피스톤의 힘으로 왕복구동되는 왕복대(26)를 설치하는 구성이다.

따라서, 본 발명의 왕복반전장치(28)의 동작을 설명하면, 상기 카세트안착장치(14)의 카세트테이블(30)이 하강하면서 상대적으로 고정된 상기 반전대(60) 및 상기 왕복반전장치(28)의 지지대(44)가 상기 카세트테이블(30)에 형성된 관통홀과 상기 다른 카세트(12)의 밑면에 형성된 관통홀에 삽입되어, 상기 반전대(60)의 전면에 형성된 수직홈에 상기 웨이퍼(16a, 16b)들이 수직으로 안착되게 된다.

이때 상기 웨이퍼파지장치(18)가 홀수열 또는 짝수열의 파지웨이퍼(16a)들을 동시에 파지한 후 상기 웨이퍼파지장치(18)가 파지한 파지웨이퍼(16a)와 상기 반전대(60)에 그대로 남아 있는 통과웨이퍼(16b)들이 간섭을 일으키지 않을 높이 이상으로 상승하게 되면 상기 반전대(60)에 남아있는 통과웨이퍼(16b)들을 상기 반전대(60)가 동시에 수직회전축을 중심으로 회전시키게 된다.

그러므로, 웨이퍼(16a, 16b)의 전후면이 바뀐 통과웨이퍼(16b)들의 사이로 상기 웨이퍼파지장치(18)가 상기 파지웨이퍼(16a)를 내려놓으면 상기 웨이퍼(16a, 16b)의 전면과 전면이 마주보게 되고, 다수개의 웨이퍼(16a, 16b)를 동시에 면대면을 정렬시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 반전모터(62)는, 상기 웨이퍼(16a, 16b)의 전후방향이 바뀌도록 상기 웨이퍼(16a, 16b)를 수직회전축 중심으로 180도 회전시키도록 상기 수직회전축에 수직으로 연결되어 상기 반전대(60)에 회전동력을 공급한다.

또한, 상기 왕복반전장치(28)의 지지대(44)는, 상기 지지대(44)의 일측에 수평방향으로 왕복대(26)가 고정되고, 상기 지지대(44)는, 상기 카세트테이블(30)에 형성된 관통홀에 관통되며, 다른 일측이 상기 반전모터(62)의 양측면을 고정시킴으로써 상기 반전모터(62) 및 반전대(60)를 상기 왕복대(26)에 고정하는 동시에 상기 왕복반전장치(28)의 지지대(44)에 재안착된 웨이퍼(16a, 16b)가 상기 반전장치(20)로 이송되도록 상기 왕복대(26)에 관통하며 상기 테이블(22)에 양측이 고정되고, 직선왕복운동을 하는 왕복실린더(24)를 설치하여 상기 왕복실린더(24)의 피스톤의 힘으로 왕복구동되게 된다.

그러므로, 상기 반전대(60)에서 각각 상기 웨이퍼(16a, 16b)의 면대면 정렬을 마친 웨이퍼(16a, 16b)들을 통합하여 이를 이송장치가 파지하거나 또는 보트에 적재한 후 다음 공정인 세정공정으로 이송되는 연속공정이 가능하다.

따라서, 본 발명의 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템(10)의 동작을 설명하면, 상기 카세트엘리베이터(32)가 하강하며 상기 카세트(12)에 적재된 웨이퍼(16a, 16b)를 상기 반전대(60) 및 상기 반전대(60)에 안착시키고, 상기 카세트(12)를 일정 높이 이하로 하강시키면서 상기 반전대(60) 상부에서 위치해 있던 상기 파지대(50)가 하강하고, 반전이 불필요한 특정열의 파지웨이퍼(16a)들을 파지한 후 일정 높이 이상으로 승강하여 대기하게 된다.

상기 파지대(50)가 승강되면 상기 반전장치(20) 및 상기 왕복반전장치(28)의 상기 반전모터(62)가 상기 2개의 반전대(60)에 잔류하는 반전이 필요한 통과웨이퍼(16b)들을 수직회전축을 중심으로 180도 회전시켜서 반전시키게 되고, 상기 통과웨이퍼(16b)들의 반전이 완전하게 끝나면 상기 파지웨이퍼(16a)들을 파지하고 대기하고 있던 파지대(50)가 하강하여 상기 파지웨이퍼(16a)들을 상기 반전된 웨이퍼(16a, 16b)들 사이 사이에 재안착시키게 된다.

상기 파지웨이퍼(16a)들을 상기 반전된 웨이퍼(16a, 16b)들 사이에 안착시킨 후 상기 왕복반전장치(28)의 반전대(60)에 면대면이 정렬된 웨이퍼(16a, 16b)가 상기 실린더(58)와 연결되어 왕복운동을 하는 왕복대(26)에 의해 상기 반전장치(20)의 반전대(60)에 근접하여 다음 공정으로 운반하기에 용이하도록 준비된다.

그러므로, 본 발명의 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템 및 이를 이용한 웨이퍼 정렬방법에 의하면 상기 카세트(12)가 상기 카세트안착장치(14)에 안착되어 하강하는 높이와, 상기 파지웨이퍼(16a)가 상기 웨이퍼파지장치(18)에 의해 파지되어 승강하는 높이만큼의 상하이송공간만이 필요하기 때문에 상하작업공간을 축소시키게 하고, 상기 면대면 정렬이 필요한 웨이퍼들을 여러부분으로 나누어서 반전시킴으로써 회전공간의 폭을 그 만큼 축소시된다.

이상에서과 같이 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템 및 이를 이용한 웨이퍼 정렬방법에 의하면, 이웃하는 웨이퍼의 전면을 상호마주보면 면대면 정렬함으로써 웨이퍼 배면에 묻은 오염원이 웨이퍼 전면을 오염시키는 것을 방지하여 세정작업에 따른 효율을 높고, 세정에 소요되는 시간을 단축되며, 정렬에 따른 작업 공간이 축소할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (7)

1. 다수개의 웨이퍼가 적재된 카세트가 안착되고, 안착된 카세트를 하강시킴으로써 상기 웨이퍼를 상기 카세트와 분리시키는 카세트안착장치; 상기 카세트에 분리된 웨이퍼들 중에서 반전이 불필요한 특정열의 웨이퍼들을 선별하여 파지하고 일정높이 이상 승하강하는 웨이퍼파지장치; 상기 카세트에서 분리된 웨이퍼들 중에서 반전이 필요한 특정열의 웨이퍼를 안착시키고, 상기 웨이퍼를 수직회전축을 중심으로 180도 회전시키며 상기 웨이퍼파지장치가 파지한 웨이퍼를 재안착시키는 반전장치; 및 상기 카세트안착장치, 상기 웨이퍼파지장치, 상기 반전장치를 지지하는 테이블; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 카세트안착장치는, 상기 카세트가 안착되고, 상기 카세트의 하부를 관통하여 상기 반전장치가 카세트내의 웨이퍼를 인계받을 수 있도록 안착된 카세트의 하부에 관통홀이 형성된 카세트테이블; 상기 카세트테이블의 하면을 지지하고, 상기 카세트에서 상기 웨이퍼를 분리하도록 상기 카세트테이블을 하강시켜서 상기 카세트만을 하강시키는 카세트엘리베티어; 상기 카세트엘리베이터를 승하강시키도록 상기 카세트엘리베티어의 일단에 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀에 형성된 암나사와 수직으로 맞물림되며, 그 일측이 회전가능하도록 베어링지지되고, 상기 카세트엘리베이터가 승하강하도록 정, 역회전하는 스크류로드 및 상기 테이블에 설치되어 상기 스크류로드를 지지하며, 상기 카세트엘리베이터를 레일 안내하는 지지대를 포함하여 이루어지는 승하강부; 및 상기 승하강부의 스크류로드를 회전구동시키토록 회전동력을 발생하는 회전모터와, 상기 회전모터의 회전축에 연결되어 회전하는 구동풀리 및 상기 구동풀리에 타이밍벨트로 연결되고, 상기 스크류로드의 다른 일측에 연결되어 상기 구동풀리에서 전달받은 회전동력을 상기 스크류로드에 전달하는 종동풀리를 포함하여 이루어지는 구동부; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼파지장치는, 상기 카세트에서 분리된 웨이퍼들 중에서 반전이 불필요한 특정열의 웨이퍼들을 선별하여 파지할 수 있도록 파지해야 할 파지웨이퍼의 테두리 양측면을 안내하는 경사면을 형성하고, 상기 경사면을 서로 대향하도록 "V"자 형태로 형성된 자피홈과, 파지하지 않을 통과웨이퍼는 파지하지 않고 통과시키도록 "U"자 형태의 통과홈이 번갈아가며 형성된 웨이퍼가이드와, 일측면에 상기 웨이퍼가이드가 설치되고, 상기 웨이퍼가이드와 웨이퍼가이드 사이에 웨이퍼가 파지되도록 이격거리를 좁히거나 넓히면서 수평왕복운동을 하는 2개의 서로 대향하는 파지대 및 상기 파지대가 서로 상대적으로 수평왕복운동을 하도록 상기 파지대의 일측에 연결되어 상기 파지대의 간격을 조절하는 파지기를 포함하여 이루어지는 파지부; 상기 파지부를 승하강시키도록 상기 파지부의 일단에 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀에 형성된 암나사와 수직으로 맞물림되고, 그 일측이 회전가능하도록 베어링지지되며, 상기 파지부가 승하강하도록 정, 역회전하는 스크류로드 및 상기 테이블에 설치되어 상기 스크류로드를 지지하고 상기 파지부를 레일 안내하는 지지대를 포함하여 이루어지는 승하강부; 및 상기 승하강부의 스크류로드를 회전구동시키도록 회전동력을 발생하는 회전모터와, 상기 회전모터의 회전축에 연결되어 회전하는 구동풀리 및 상기 구동풀리에 타이밍벨트로 연결되고, 상기 스크류로드의 다른 일측에 연결되어 상기 구동풀리에서 전달받은 회전동력을 상기 스크류로드에 전달하는 종동풀리를 포함하여 이루어지는 구동부; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 반전장치는, 상기 웨이퍼를 상기 카세트에서 분리시키도록 상기 카세트테이블에 형성된 관통홀에 관통되고, 상기 카세트에서 분리된 웨이퍼들을 안착시키도록 전면에 수직홈이 형성되며, 상기 웨이퍼의 전후방향이 바뀌도록 상기 웨이퍼를 수직회전축 중심으로 180도 회전시키는 반전대; 상기 수직회전축에 수직으로 연결되어 상기 반전대에 회전동력을 공급하는 반전모터; 및 상기 테이블에 일측이 수직으로 고정되고, 상기 카세트테이블에 형성된 관통홀에 관통되며, 그 다른 일측이 상기 반전모터의 양측면을 고정시킴으로써 상기 모터 및 반전대를 지지하는 지지대; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 카세트에서 분리된 웨이퍼들 중에서 반전이 필요한 특정열의 웨이퍼를 안착시키고, 상기 웨이퍼를 수직회전축을 중심으로 180도 회전시키며, 상기 웨이퍼파지장치가 파지한 웨이퍼를 재안착시키고, 재안착된 웨이퍼가 상기 반전장치로 이송되도록 상기 테이블과의 연결부위에 설치되는 왕복실린더의 피스톤의 힘으로 왕복구동되는 왕복대를 포함하여 이루어지는 왕복반전장치를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템.
6. 상기 카세트엘리베이터가 하강하며 상기 카세트에 적재된 웨이퍼를 상기 반전대에 안착시키고, 상기 카세트를 일정 높이 이하로 하강시키는 웨이퍼적재단계; 상기 웨이퍼적재단게에서 상기 반전대에 웨이퍼가 안착되면 상기 파지대가 하강하고, 반전이 불필요한 특정열의 웨이퍼들을 파지한 후 일정 높이 이상으로 승강하여 대기하는 웨이퍼파지단계; 상기 웨이퍼 파지단계에서 상기 파지대가 승강하면 상기 반전모터가 상기 반전대에 잔류하는 반전이 필요한 웨이퍼를 수직회전축을 중심으로 180도 회전시키서 반전시키는 웨이퍼반전단계; 및 상기 웨이퍼반전단게에서 상기 웨이퍼의 반전이 끝나면 상기 파지웨이퍼를 파지하고 있던 파지대가 하강하여 상기 파지웨이퍼를 상기 반전된 반전웨이퍼 사이에 재안착시키는 웨이퍼 면대면이 마주보는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템을 이용한 웨이퍼 면대면 정렬방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 웨이퍼 면대면이 마주보는 단계에서 상기 파지웨이퍼를 상기 반전된 반전웨이퍼 사이에 안착시킨 후 상기 왕복반전장치의 반전대에 면대면이 정렬된 웨이퍼가 상기 왕복실린더와 연결되어 왕복운동을 하는 왕복대에 의해 상기 반전장치의 반전대에 면대면 정렬된 웨이퍼에 근접하여 다음 공정으로 운반하기에 용이하도록 이송되는 웨이퍼이송단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 면대면 정렬시스템을 이용한 웨이퍼 면대면 정렬방법.

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