KR100541921B1

KR100541921B1 - 기판 반전 장치

Info

Publication number: KR100541921B1
Application number: KR1020040075026A
Authority: KR
Inventors: 김선우; 강기복
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2004-09-20
Filing date: 2004-09-20
Publication date: 2006-01-11

Abstract

본 발명은 기판 반전시에 가이드를 편심량 만큼 피치 변환할 수 있는 기판 반전 장치에 관한 것으로, 본 발명은 복수의 기판들로 이루어지는 제1그룹 기판들을 지지하는 슬롯들을 갖는 제1기판 가이드; 상기 제1기판 가이드와 일직선상에 위치되는 그리고 상기 복수의 기판들로 이루어지는 제2그룹 기판들을 지지하는 슬롯들을 갖는 제2기판 가이드; 상기 제1그룹 기판들과 제2그룹 기판들의 짝수열 또는 홀수열의 기판들만을 척킹하여 상기 제1,2기판 가이드로부터 분리하는 기판척킹부재; 상기 제1,2기판 가이드를 지지하는 그리고 상기 제1,2기판 가이드를 180도 회전시키는 회전부; 상기 회전부를 지지하는 그리고 180도 회전된 상기 제1,2기판 가이드의 빈 슬롯에 상기 기판척킹부재에 척킹되어 있는 기판들이 위치되도록 상기 제1,2기판 가이드를 일정피치 만큼만 이동시키는 슬라이더 테이블; 및 상기 슬라이더 테이블을 지지하는 그리고 상기 제1기판 가이드와 제2기판 가이드가 서로 인접하게 위치되어 제1그룹 기판들과 제2그룹 기판들이 동일 피치간견으로 정렬되도록 상기 제1기판 가이드와 제2기판 가이드를 이동시키는 이동 테이블을 포함한다.

Description

기판 반전 장치{WAFER REVERSING APARATUS}

도 1A 및 도 1B는 일반적인 기판 반전 방식들을 설명하기 위한 도면들;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 반전 장치가 적용된 습식 세정 시스템의 일부 평면 구성도;

도 3 및 도 4는 본 발명의 기판 반전 장치의 구성을 보여주는 측면도들이다.

도 5 내지 도 8은 본 발명의 기판 반전 장치에서의 기판 반전 과정을 설명하기 위한 도면들이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

180 : 기판 반전 장치

182 : 스테이지

184A : 제1기판 가이드

184B : 제2기판 가이드

186 : 기판척킹부재

188 : 회전부

190 : 슬라이더 테이블

192 : 이동 테이블

본 발명은 기판 반전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판 반전시에 가이드를 편심량 만큼 피치 변환할 수 있는 기판 반전 장치에 관한 것이다.

예컨대, 반도체 디바이스의 제조 공정으로서는, 기판으로서의 반도체 기판(이하, "기판"라고 함)을 소정의 약액이나 순수한 물 등의 세정액으로 세정하고, 기판의 표면에 부착한 파티클, 유기오염물, 금속불순물 등의 콘터미네이션(contamination) 을 제거하는 세정 시스템이 사용되고 있다. 그 중에서도 웨트(습식)형의 세정 시스템은 기판에 부착한 파티클을 효과적으로 제거할 수 있고, 게다가 배치(batch)처리에 의한 세정이 가능하기 때문에, 널리 보급되고 있다.

기존의 세정 방법은 기판들이 모두 그 표면이 동일방향으로 향해진 채로 세정되는 것이 일반적이었다. 여기서, 기판의 이면은 기판의 표면(연마면)에 비하여 그 오염도가 높다. 따라서, 기판들은 그 표면이 인접하는 기판의 이면과 마주한 상태로 세정되기 때문에, 기판 이면에 묻은 오염원이 기판 전면에 영향을 주어 기판을 오염시키는 문제점이 있었다. (기판의 이면에 부착되어 있던 파티클이 처리액 내를 부유해서 인접한 기판의 표면에 재부착되어 버리는 문제) 이와 같이, 기판의 표면이 파티클로 오염되면, 그 만큼 원료에 대한 제품 비율의 저하로 이어져 버린다.

이러한 문제를 해소하기 위해, 인접하는 기판의 표면이 상호 마주보도록 정렬한 후에 세정하는 세정 시스템이 사용되고 있다.

현재 사용중인 세정 시스템에서 기판 반전 방식은 2가지가 있는데, 그 중에 하나는 회전 실린더를 사용하여 캐리어에서 웨이퍼가 분리되면 회전 실린더가 180도 회전하여 두 개의 웨이퍼 가이드(12)에 놓여진 2 그룹의 기판들(G1,G2)이 서로 반대반향으로 위치하는 캐리어들간의 기판 반전이 이루어지는 캐리어 대 캐리어(cassette to cassette) 방식이다(도1A 참조). 그리고 또 다른 하나는 캐리어와 웨이퍼가 분리되면 웨이퍼 가이드(12)는 피치변환이 이루어진다, 이후 척킹 유닛이 홀수열의 웨이퍼들을 척킹하여 분리한 후, 나머지 짝수열의 기판들은 회전 실린더에 의하여 180도 회전이 이루어지고, 이후 홀수열의 웨이퍼들을 분리하고 있는 척킹 유닛이 웨이퍼 가이드에 웨이퍼를 반송하여 웨이퍼(W)들간의 기판 반전(서로 이웃하는 기판의 전면(W1)이 서로 마주보도록 함)이 이루어지는 면대면(face to face) 방식이다(도 1B 참조).

현재 사용중인 세정 시스템에서는 이 두가지 방식을 모두 적용하고 있지 않으며, 두가지 방식 중 한가지를 선택하여 적용하고 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 캐리어 대 캐리어의 기판 반전과, 기판대 기판의 기판 반전이 모두 가능한 그리고 기판 반전을 위해 회전되었을 때 편심되어 회전된 치수의 만큼 피치 이동할 수 있는 새로운 형태의 기판 반전 장치를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제들을 이루기 위하여 본 발명의 기판 반전을 위한 시스템은 복수의 기판들로 이루어지는 제1그룹 기판들을 지지하는 슬롯들을 갖는 제1기판 가이드; 상기 제1기판 가이드와 일직선상에 위치되는 그리고 상기 복수의 기판들로 이루어지는 제2그룹 기판들을 지지하는 슬롯들을 갖는 제2기판 가이드; 상기 제1그룹 기판들과 제2그룹 기판들의 짝수열 또는 홀수열의 기판들만을 척킹하여 상기 제1,2기판 가이드로부터 분리하는 기판척킹부재; 상기 제1,2기판 가이드를 지지하는 그리고 상기 제1,2기판 가이드를 180도 회전시키는 회전부; 상기 회전부를 지지하는 그리고 180도 회전된 상기 제1,2기판 가이드의 빈 슬롯에 상기 기판척킹부재에 척킹되어 있는 기판들이 위치되도록 상기 제1,2기판 가이드를 일정피치 만큼만 이동시키는 슬라이더 테이블; 및 상기 슬라이더 테이블을 지지하는 그리고 상기 제1기판 가이드와 제2기판 가이드가 서로 인접하게 위치되어 제1그룹 기판들과 제2그룹 기판들이 동일 피치간견으로 정렬되도록 상기 제1기판 가이드와 제2기판 가이드를 이동시키는 이동 테이블을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 시스템은 상기 제1기판 가이드와 상기 제2기판 가이드 상부에 각각 캐리어가 놓여지는 그리고 승강장치에 의해 승하강 되는 스테이지를 더 포함하고, 상기 제1기판 가이드와 제2기판 가이드는 상기 스테이지의 하강에 의해 상대적으로 상승하면서 상기 캐리어 내의 기판들을 캐리어로부터 분리시킨다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용 이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 반전 장치가 적용된 습식 세정 시스템의 일부 구성도이며, 이 습식 세정 시스템에서는 52매의 기판들을 일괄해서 세정 공정을 진행하게 된다.

도 2를 참조하면, 습식 세정 시스템(100)은 프로세스부(110)와, 본 발명에 따른 기판 반전 장치(180)가 적용된 기판 정렬부(120)를 구비하고 있다. 상기 프로세스부(110)는 52매의 기판들을 일괄적으로 홀딩할 수 있는 공정 로봇(112)과, 다수의 세정부(114)들을 구비하고 있다.

기판(w)들이 담겨진 캐리어(C)는 자동반송장치(AGV(Automated Guided Vehicle)나 RGV(Rail Guided Vehicle)등에 의해 상기 기판 정렬 시스템의 로더부(122)에 놓여진다. 그 캐리어는 캐리어 이송 장치에 의해 기판 반전 장치의 스테이지로 옮겨진다.

상기 캐리어(C)에는 26매의 기판(W)들이 캐리어(C) 내에 수직하게 수납되어 있다. 상기 캐리어(C)에는 기판(W)을 수직으로 세운 상태로 보지(preservation)하기 위한 평행한 홈이 26개소씩 형성됨은 물론이다. 이들 홈의 간격은 어느 것이나 동일한 간격( 예를 들면 6.35mm의 동일한 간격)으로 되어 있다.

본 실시형태에 있어서, 상기 캐리어(C)에는 26매의 기판(W)들이 동일한 간격(L)으로 수직하게 보지되어 있다. 또한, 캐리어(C)에 수납된 기판(W)들은 그 표면( 연마면)이 전부 동일한 방향을 향하고 있다. 상기 캐리어(C)의 저면에는 오프닝이 형성되어 있다. 상기 캐리어의 오프닝은 후술하는 기판 가이드가 상기 캐리어의 오프닝을 통해 상기 캐리어내에 진입하여, 26매의 기판들을 상기 캐리어의 상방으로 일괄해서 들어 올릴 수 있도록 하기 위함이다.

여기서, 상기 기판은 포토레티클(reticlo: 회로 원판)용 기판, 액정 디스플레이 패널용 기판이나 플라즈마 디스플레이 패널용 기판 등의 표시 패널 기판, 하드 디스크용 기판, 반도체 장치 등의 전자 디바이스용 기판 등을 뜻한다.

도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 기판 반전 장치(180)는 2개의 캐리어(C)가 놓여지는 그리고 승강장치(미도시됨)에 의해 승하강 되는 스테이지(182)와, 캐리어(C)로부터 분리된 26매의 기판들을 지지하는 제1,2기판 가이드(184A,184B), 제1,2기판 가이드(184A,184B)에 지지되어 있는 기판들 중 짝수열(또는 홀수열)의 기판들만을 척킹하여 상기 제1,2기판 가이드(184A,184B)로부터 분리하는 기판척킹부재(186), 제1,2기판 가이드(184A,184B)를 180도 회전시키는 회전부(188), 180도 회전된 상기 제1,2기판 가이드(184A,184B)를 회전에 의해 편심 이동된 만큼 초기 위치로 이동시키는 슬라이더 테이블(190), 상기 제1기판 가이드와 제2기판 가이드가 서로 인접하게 위치되어 제1기판 가이드의 기판들과 제2기판 가이드의 기판들이 동일 피치간격으로 정렬되도록 상기 제1기판 가이드와 제2기판 가이드를 서로 인접하게 이동시키는 이동 테이블(192)을 포함한다.

2개의 캐리어(C)는 제1기판 가이드(184A)와 제2기판 가이드(184B) 상부에 각각 위치되도록 상기 스테이지(182)에 놓여진다. 이 스테이지(182)는 별도의 승강장 치(미도시됨)에 의해 승하강 되고, 26매의 기판들은 각각의 캐리어로부터 분리된다. 상기 캐리어(C)로부터 분리된 기판들은 제1기판 가이드(184A)와 제2기판 가이드(184B)의 슬롯들에 지지된다. 상기 제1기판 가이드(184A)는 캐리어에 담겨진 26매의 기판들(1그룹 기판들)을 지지하는 26개의 슬롯들을 갖는다. 상기 제2기판 가이드(184B)는 캐리어에 담겨진 26매의 기판들(2그룹 기판들)을 지지하는 26개의 슬롯들을 갖는다. 상기 제1기판 가이드와 상기 제2기판 가이드는 일직선상에 위치된다.

상기 캐리어(C)로부터 분리된 기판들중에 중에 반전이 불필요한 짝수열(또는 홀수열)의 기판들(w1)은 기판척킹부재(186)에 의해 척킹되며, 이 기판척킹부재(186)는 척킹되지 않은 홀수열의 기판들(w2)과의 간섭이 일어나지 않을 정도의 높이로 승강된다(도 5에 도시되어 있음).

그리고, 반전이 필요한 홀수열의 기판들(w2)이 지지되어 있는 상기 제1,2기판 가이드(184A,184B)는 각각의 회전부(188)에 의해 180도 회전된다(도 6참조).

반전이 끝나면, 상기 기판척킹부재(186)가 짝수열의 기판들(w1)을 하강시켜서 상기 제1,2기판 가이드(184A,184B)의 빈 슬롯에 재안착시킨다. 그전에, 제1,2기판 가이드(184A,184B)는 회전하는 축과 기판 가이드의 중심축과의 편심으로 인해, 대칭으로 회전되지 않고 편심량 만큼 피치 변동이 발생된다. 따라서, 상기 제1,2기판 가이드(184A,184B)는 각각 슬라이더 테이블(190)에 의해 편심량만큼 피치 이동된다(도 7에 도시되어 있음).

참고적으로 도 6에서와 같이, 26개의 기판들이 놓여진 제1,2기판 가이드 (184A,184B)가 180도 회전하게 되면 짝수열과 홀수열이 뒤바뀌어 지고, 결국 기판척킹부재(186)에 척킹되어 있는 기판들(w1)과 제1,2기판 가이드의 기판들(w2)이 동일선상에 위치됨으로써, 제1,2기판 가이드는 빈 슬롯 선상에 기판척킹부재(186)의 기판들(w1)이 위치되도록 피치 이동된다(도 7참조).

이렇게, 상기 기판척킹부재(186)에 척킹된 짝수열의 기판들(w1)은 상기 슬라이더 테이블(190)에 의해 이동된 제1,2기판 가이드(184A,184B)의 빈 슬롯에 안정적으로 놓여지게 된다(도 8참조).

이렇게 26매의 기판 반전된 제1기판 가이드와 제2기판 가이드는 이동테이블(192)에 의해 서로 인접하게 이동된다. 그리고 52매의 기판들은 면대면 정렬된다. 면대면 정렬된 52매의 기판들은 상기 프로세스부(110)의 공정 로봇(112)에 일괄적으로 홀딩되어 세정부(114)로 이동된다.

본 발명의 기판 반전 장치는 캐리어 대 캐리어 또는 면대면 정렬이 동시에 이루어질 수 있으며, 또한 반전으로 인한 피치 변동을 조정할 수 있는 피치 이동이 가능한 슬라이더 테이블을 추가적으로 구성하여 사용자가 선택적으로 사용 가능한 특징이 있다.

이상에서, 본 발명에 따른 기판 반전 장치의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 캐리어 대 캐리어의 기판 반전과, 기판 대 기판의 기판 반전을 선택적으로 모두 사용 가능하며, 또한 기판 반전을 위해 회전되었을 때 편심되어 회전된 치수의 만큼 피치 이동이 가능하다.

Claims

복수의 기판들이 동일 피치 간격으로 수납되는 캐리어로부터 공정처리부로 기판들을 이송하는 과정중에 기판들의 기판 반전을 위한 장치에 있어서:

복수의 기판들로 이루어지는 제1그룹 기판들을 지지하는 슬롯들을 갖는 제1기판 가이드;

상기 제1기판 가이드와 일직선상에 위치되는 그리고 상기 복수의 기판들로 이루어지는 제2그룹 기판들을 지지하는 슬롯들을 갖는 제2기판 가이드;

상기 제1그룹 기판들과 제2그룹 기판들의 짝수열 또는 홀수열의 기판들만을 척킹하여 상기 제1,2기판 가이드로부터 분리하는 기판척킹부재;

상기 제1,2기판 가이드를 지지하는 그리고 상기 제1,2기판 가이드를 180도 회전시키는 회전부;

상기 회전부를 지지하는 그리고 180도 회전된 상기 제1,2기판 가이드의 빈 슬롯에 상기 기판척킹부재에 척킹되어 있는 기판들이 위치되도록 상기 제1,2기판 가이드를 일정피치 만큼만 이동시키는 슬라이더 테이블; 및

상기 슬라이더 테이블을 지지하는 그리고 상기 제1기판 가이드와 제2기판 가이드가 서로 인접하게 위치되어 제1그룹 기판들과 제2그룹 기판들이 동일 피치간견으로 정렬되도록 상기 제1기판 가이드와 제2기판 가이드를 이동시키는 이동 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반전 장치.
제1항에 있어서,

상기 기판반전 시스템은

상기 제1기판 가이드와 상기 제2기판 가이드 상부에 각각 캐리어가 놓여지는 그리고 승강장치에 의해 승하강 되는 스테이지를 더 포함하고,

상기 제1기판 가이드와 제2기판 가이드는 상기 스테이지의 하강에 의해 상대적으로 상승하면서 상기 캐리어 내의 기판들을 캐리어로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 기판 반전 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1기판 가이드와 제2기판 가이드는 짝수개의 기판을 지지하는 것을 특징으로 하는 기판 반전 장치.