KR100557850B1 - 반도체 제조공정의 웨이퍼 이송방법 및 웨이퍼 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 웨이퍼의 구경이 변경되더라도, 별도의 교체작업이 필요없이 그 이송을 수행하는 반도체 제조장치의 웨이퍼 이송방법 및 그 장치가 개시된다.

이를 위한 본 발명은 웨이퍼가 적층된 카세트가 대기되는 스테이지에서 구경에 따라 변경되는 카세트의 각 가이드수단을 승강장치의 구동에 의해 상기 각 가이드수단이 설치된 베이스패널을 이동시키는 가변 스테이지를 통해 하나의 스테이지에서 구경에 따른 웨이퍼 카세트를 수용하고, 이 가변스테이지에서 상기 가이드수단의 배치를 통해 웨이퍼의 중심이 일치되게 카세트가 장착되도록 하여 이 웨이퍼 중심이 일치된 카세트로부터 로봇아암 수평이동변위를 동일하게 유지시킴과 더불어, 각 카세트에서의 웨이퍼 적층간격변경을 제어유닛에서의 로봇아암 변경세팅값으로 하여 이에 따라 로봇아암의 수직변위를 변경함으로써, 하나의 스테이지에서 구경에 따른 웨이퍼 카세트를 수용하고 그 수평이동변위가 유지되는 상태에서 최종타겟으로 이송시키는 반도체 제조장치의 웨이퍼 이송방법과 이에 따른 장치로서, 규격에 따른 각 카세트를 수용하는 가변 스테이지와 최종 타겟이 보트일 경우 각 규격에 따른 웨이퍼를 수용하는 보트와 상기 카세트와 보트에 따라 동일 수평이동변위를 갖는 로봇아암 및 카세트 및 보트의 홈 위치 변경에 의한 수직격차에 따른 이송변위를 제어하는 제어유닛으로 이루어진 것이다.

Description

반도체 제조공정의 웨이퍼 이송방법 및 웨이퍼 이송장치{Wafer Transfer Method and Wafer Transfer System for Semiconductor Manufacturing Process}

도 1 은 종래 반도체 제조장치의 이송장치를 나타낸 개념도,

도 2 는 종래 반도체 제조장치의 스테이지 문제점을 나타낸 개념도,

도 3 은 본 발명에 따른 반도체 제조장치의 이송장치를 나타낸 개념도,

도 4 는 본 발명에 따른 반도체 제조장치의 가변스테이지를 나타낸 개념도로서, 외관설명도와 A-A선 단면설명도,

도 5a 는 본 발명에 따른 반도체 제조장치 보트의 제 1 실시예를 나타낸 외관설명도

도 5b 내지 5d 는 제 1 실시예의 작동상태를 나타낸 평면도 및 B-B선 단면설명도,

도 6a 는 본 발명에 따른 반도체 제조장치 보트의 제 2 실시예를 나타낸 개념도,

도 6b 내지 6d 는 제 2 실시예의 작동상태를 나타낸 평면도 및 C-C선 단면설명도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

1,1a,1b,1c - 웨이퍼, 2,2a,2b,2c - 카세트,

10 - 제어유닛, 12 - 가이드수단,

14 - 베이스 패널, 16 - 승강장치,

24 - 6인치 베이스패널, 26 - 8인치 베이스패널,

28 - 12인치 베이스패널, 30 - 가이드 블럭,

32 -- 가이드 블럭, 34 - 가이드핀,

36 - 이격틀, 38 - 가이드블럭 관통홀,

39 - 가이드핀 관통홀, 40 - 홈부,

42 - 홀더, 44 - 링패널,

46 - 이격홈부, 50 - 보트,

54 - 거치대, 56 - 배큠펌프,

본 발명은 반도체 제조방법 및 반도체 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼의 구경이 변경되더라도, 별도의 교체작업이 필요없이 그 이송을 수행하는 반도체 제조장치의 웨이퍼 이송방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체는 웨이퍼에 각 공정에 따라 그 표면이 처리되어 형성되며, 예를 들어 표면연마된 웨이퍼는 회로설계와 마스크 제작을 거쳐 산화공정과 감광액도포공정과 노광공정과 현상공정 및 식각과 화학기상증착 등 여러가지 단계의 공정을 거치게 된다.

이러한 일련의 공정을 수행하기 위하여는 웨이퍼를 이송시킬 장치가 마련되어야 하며, 반도체 제조공정은 그 공정 중에 이물질의 침입을 허락하지 않는 클린공정이 수행된다.

따라서, 대량의 반도체 자동화 공정에서는 밀폐된 공간에서 웨이퍼를 이송시키기 위해 웨이퍼가 적층된 카세트가 사용되며, 이 카세트에서 웨이퍼를 최종타겟으로 로딩/언로딩시키기 위하여 로봇아암이 사용됨이 일반적이다.

예시도면 도 1 은 반도체 공정 중 막형성공정(산화공정)에 사용되는 웨이퍼 이송장치를 나타내고 있다.

이러한 막형성 공정에서 카세트(2)로부터 웨이퍼(1)를 로딩/언로딩 시키기 위한 최종타겟은 보트(3)이며, 이 카세트(2)와 보트(3)사이에 로봇아암(4)이 매개된다.

여기서, 웨이퍼(1)를 공정처리하는 반도체 제조장치는 공정 처리능력을 향상시키기 위해서 내부에 웨이퍼(1)를 다량으로 로딩하기 위한 기판 로딩용 보트(3)를 포함하는 배치식과 공정시간을 극도로 감소시키기 위해 한 장씩 공정을 진행하는 매엽식이 있으며, 따라서 도시된 것은 배치식을 나타낸다.

이러한 보트(3)에서의 웨이퍼(1) 상하 적층에 따라 로봇아암(4)이 승강장치(5)에 의해 구동되면서, 보트프레임(6)의 각 슬릿(미도시)에 웨이퍼를 로딩/언로딩시키게 되며, 보트(3)는 웨이퍼(1)가 로딩된 후 승강장치(5')에 의해 반응챔버(미도시)로 삽입된다.

한편, 웨이퍼(1)는 현재 구경 6인치와 8인치 및 12인치의 것이 주류를 이루 고 있으며, 이에 따라 보트(3)가 마련되어 있다.

즉, 로봇아암에서 보트에 웨이퍼가 로딩/언로딩되기 위하여 측방이 개방된 3점 지지방식의 보트가 주류를 이루고 있으며, 이 3점 지지를 위하여 웨이퍼의 직경치수에 마추어 보트가 제작되고 있는 것이다.

상기 슬릿은 웨이퍼(1)를 최소한 3점거치하기 위해 보트프레임(6)에 마련되며, 이러한 슬릿외에도 거치대를 통해, 예를 들어 핑거타입인 경우 웨이퍼(1)의 0.7R(Radius) 위치를 국부적으로 거치하도록 중앙부로 돌출되게 마련된 것도 있으나, 어느 것이나 웨이퍼(1)의 직경치수에 마추어 보트가 개별로 제작되고 있다.

한편, 예시도면 도 2 는 웨이퍼 구경에 따른 카세트의 장착상태를 나타낸 개념설명도로서, 상술된 바와 같이 웨이퍼(1)는 현재 구경 6인치와 8인치 및 12인치의 것이 주류이며, 이에 따라 카세트가 규격화되어 있다.

도시된 것은 8인치 카세트(2b)와 12인치 카세트(2c)가 스테이지에 장착된 것을 나타내고 있으며, 이러한 카세트의 초기위치를 세팅하기 위하여 스테이지(7)는 카세트 마다 달라지게 된다.

즉, 8인치 카세트(2a)나 6인치 카세트(미도시)는 가이드 블럭(8)을 이용하여 카세트(2a)의 단부를 고정시킴으로써 그 세팅위치를 제공하게 되며, 12인치 카세트(2b)는 가이드 핀(9)을 이용하여 그 세팅위치가 제공된다.

그리고, 상기 카세트는 웨이퍼 구경에 따라 적층간격 역시 달라지게 되며, 이것 역시 규격화되어 있다.

따라서, 상기 가이드수단을 이용한 초기위치 세팅과 적층간격 값의 세팅값에 의해 로봇아암은 카세트로부터 웨이퍼를 한장씩 취출하여 최종타겟으로 웨이퍼를 이송시키게 되는 것이다.

그런데, 이러한 반도체 제조장치는 구경에 따라 제조설비를 따로 마련하여야 하거나, 구경의 변경에 따른 제조설비의 변경이 어렵고, 과도한 공정중단과 교체작업시간이 소요된다는 문제점을 발생시킨다.

이를 좀 더 상세히 설명하면 상기 스테이지의 경우, 상술된 바와 같이 스테이지는 규격화된 카세트의 세팅위치를 제공하여 주며, 이에 따라 반도체 제조장치에 있어서, 구경을 달리하는 경우, 이에 따른 제조장치의 교체작업이 필요하게 된다.

상기 스테이지 경우도 마찬가지여서, 웨이퍼의 구경이 달라지게 되는 경우 스테이지의 교체작업이 필요하게 되며, 반도체 제조공정은 여러단계가 조합된 일련의 공정으로, 그 공정마다의 스테이지 교체작업은 장시간 공정중단이라는 결과를 초래한다.

물론, 웨이퍼의 각 구경에 따라, 제조장치를 별도로 마련하는 것도 가능하지만, 이것은 공장에서의 물리적 공간과 과도한 설비투입 등이 고려되어야 할 것이고, 또한 구경에 따른 각기 다른 장치배치에 있어서도, 그 주문량에 따라 그 배치비율이 융통적으로 변경될 수 있는 것인데, 카세트에 마추어 제공된 스테이지는 이러한 융통성과 호환성을 갖기 어려운 것이다.

한편, 보트의 경우도 마찬가지여서, 웨이퍼의 구경이 달라지게 되는 보트의 교체작업이 필요하게 되며, 결국 반도체 제조장치는 웨이퍼의 구경 변경에 따른 호 환성이 없는 것이다.

이에 본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 웨이퍼의 구경이 변경되더라도, 별도의 교체작업이 필요없이 그 이송을 수행하는 반도체 제조장치의 웨이퍼 이송방법 및 그 시스템을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

이를 위한 본 발명은 웨이퍼가 적층된 카세트가 대기되는 스테이지에서 구경에 따라 변경되는 카세트의 각 가이드수단을 승강장치의 구동에 의해 상기 각 가이드수단이 설치된 베이스패널을 이동시키는 가변 스테이지를 통해 하나의 스테이지에서 구경에 따른 웨이퍼 카세트를 수용하고, 이 가변스테이지에서 상기 가이드수단의 배치를 통해 웨이퍼의 중심이 일치되게 카세트가 장착되도록 하여 이 웨이퍼 중심이 일치된 카세트로부터 로봇아암 수평이동변위를 동일하게 유지시킴과 더불어, 각 카세트에서의 웨이퍼 적층간격변경을 제어유닛에서의 로봇아암 변경세팅값으로 하여 이에 따라 로봇아암의 수직변위를 변경함으로써, 하나의 스테이지에서 구경에 따른 웨이퍼 카세트를 수용하고 그 수평이동변위가 유지되는 상태에서 최종타겟으로 이송시키는 반도체 제조장치의 웨이퍼 이송방법이다.

여기서, 가이드수단을 통한 웨이퍼의 중심일치는 스테이지를 이루는 베이스패널을 각 카세트에 따라 마련하여 상하로 배열시키고, 승강장치를 통해 최상의 베이스패널위로 각 가이드 수단이 관통 돌출되도록 함과 더불어, 각 가이드 수단의 간섭을 회피하여 각 구경에 따른 카세트의 웨이퍼 중심선을 일치시키고 승강장치를 통해 베이스패널의 초기수직위치를 제공하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 최종타겟이 배치형 보트인 경우, 이 보트에서의 중심선일치는 웨이퍼가 안착되는 중심을 기준으로 구경에 따른 다수의 홈부를 단차지게 두어 카세트와 로봇아암의 수평이동변위를 동일하게 유지시키며, 상기 홈부의 단차에 따른 수직이동 격차가 로봇아암의 변경세팅값으로 더 추가되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 로봇아암은 일자형(외발형) 흡착식 아암블레이드를 가지며, 그 흡착부위가 웨이퍼의 중심구역을 흡착시키도록 하고, 흡착력이 웨이퍼의 구경의 증대에 따라 증가되도록 로봇아암의 변경세팅값으로 더 추가되는 것을 특징으로 한다.

이를 위한 본 발명은 반도체 제조장치의 이송장치를 제공하며, 본 발명은 웨이퍼 구경에 따라 변경된 카세트가 스테이지에서 웨이퍼의 동일 중심선상으로 위치되게 카세트의 종류에 따라 가이드수단의 돌출위치를 변경하여 스테이지 상에서 웨이퍼의 중심선이 일치되면서 각 카세트들을 하나의 스테이지 수용하는 가변스테이지와: 이 가변스테이지는 카세트에 따른 가이드수단이 마련된 베이스패널을 상하로 배치시키고 승강장치를 두어 가이드수단이 최상의 베이스패널에 돌출 또는 삽입되도록 하여 카세트가 변경되더라도 스테이지상의 웨이퍼 중심선을 일치시키며: 웨이퍼의 각 구경에 따라 그 중심을 기준으로 서로 다른 직경의 홈부가 단차되게 형성된 홀더에 의해 구경의 변경에 의하여도 웨이퍼의 적층을 허용하면서 그 적층의 중심선을 일치시키는 배치식 보트와: 상기 가변스테이지와 보트에서 웨이퍼의 중심선 일치에 의해 동일한 수평변위를 유지하는 로봇아암과: 구경에 따른 카세트 변경에 의한 수직 적층변위의 변경 및 보트로의 수직안착변위의 변경에 의해 카세트의 승강장치를 제어하고, 이와 연동되는 로봇아암의 수직 변위를 변경하는 제어유닛으로 이루어진 반도체 제조장치의 웨이퍼 이송장치이다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경이 가능한 것이고, 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.

예시도면 도 3 은 본 발명에 따른 웨이퍼 이송방법 및 그 장치를 나타낸 개념도이고, 예시도면 도 4 는 본 발명에 따른 웨이퍼 이송방법과 장치를 이루는 카세트 스테이지를 나타낸 설명도이며, 예시도면 도 5 및 도 6 은 웨이퍼 이송의 최종타겟이 웨이퍼 보트인 경우, 여기에 사용되는 보트를 나타낸 설명도이다.

먼저, 본 발명은 웨이퍼(1)가 적층된 카세트(2)가 대기되는 스테이지에서 구경에 따라 변경되는 카세트(2a,2b,2c)의 각 가이드수단(12:30,32.34)을 승강장치(16)의 구동에 의해 상기 각 가이드수단(12:30,32.34)이 설치된 베이스패 널(14:24,26,28)을 이동시키는 가변 스테이지를 통해 하나의 스테이지에서 구경에 따른 웨이퍼 카세트(2a,2b,2c)를 선택적으로 수용하고, 이 가변스테이지에서 상기 가이드수단(12:30,32.34)의 배치를 통해 웨이퍼의 중심이 일치되게 카세트가 장착되도록 하여 이 웨이퍼 중심이 일치된 카세트(2)로부터 로봇아암(4)의 수평이동변위를 동일하게 유지시킴과 더불어, 각 카세트(2a,2b,2c)에서의 웨이퍼 적층간격변경을 제어유닛(10)에서의 로봇아암(4)의 변경세팅값으로 하여 이에 따라 로봇아암의 수직변위를 변경함으로써, 하나의 스테이지에서 구경에 따른 웨이퍼 카세트를 수용하고 그 수평이동변위가 유지되는 상태에서 최종타겟으로 이송시키는 반도체 제조장치의 웨이퍼 이송방법이다.

그리고, 최종타겟이 배치형 반도체 보트일 경우, 이 보트에서의 웨이퍼 중심선일치는 웨이퍼(1:1a,1b,1c)가 안착되는 중심을 기준으로 구경에 따른 다수의 홈부(40)를 단차지게 두어 로봇아암(4)의 수평이동변위를 동일하게 유지시키며, 상기 홈부(40)의 단차에 따른 수직이동 격차가 로봇아암(4)의 변경세팅값으로 더 추가되는 것을 특징으로 한다.

이에 따른 본 발명의 웨이퍼 이송장치는 웨이퍼 구경에 따라 변경된 카세트(2a,2b,2c)에 따라 각 가이드 수단이 각각 형성된 베이스패널(14:24,26,28)이 상하로 배치되고, 이 베이스패널(14:24,26,28)은 승강장치(16)에 장착되며, 상기 각 가이드수단(12:30,32,34)은 최상의 베이스패널로 돌출되게 마련됨과 더불어 웨이퍼(1)의 중심선이 일치되게 배치되어 하나의 스테이지에서 각 카세트를 선택적으로 수용하는 가변스테이지와: 웨이퍼(1)의 각 구경에 따라 그 중심을 기준으로 서로 다른 직경의 홈부(40)가 단차되게 형성된 홀더(42)에 의해 구경의 변경에 의하여도 웨이퍼의 적층을 허용하면서 그 적층의 중심선을 일치시키는 배치식 보트(50)와: 상기 가변스테이지(20)와 보트(50)에서 웨이퍼(1)의 중심선 일치에 의해 동일한 수평변위를 유지하는 로봇아암(4)과: 구경에 따른 카세트 변경에 의한 수직 적층변위의 변경 및 보트(50)로의 수직안착변위의 변경에 의해 카세트의 승강장치(16)를 제어하고, 이와 연동되는 로봇아암(4)의 수직 변위를 변경하는 제어유닛(10)으로 이루어진다.

이에 의해 제어유닛에는 웨이퍼 구경의 변경에 따른 세팅값이 설정되며, 이것은 카세트의 변경에 따른 웨이퍼의 적층간격의 변경과, 타겟인 보트에서 홈부의 단차에 따른 변경으로 모두 수직변경 값이고, 또한 카세트의 변경에 따른 가이드수단의 제어에 대한 것이다.

한편, 카세트나 보트에 의해 웨이퍼의 중심선은 일치되어 있으므로, 수평값의 변경은 없다.

이러한 본 발명을 달성하기 위한 카세트 스테이지를 먼저 설명하면, 본 발명의 반도체 이송장치에서 카세트 스테이지는 반도체 웨이퍼가 운반되는 웨이퍼 카세트(2)의 각 규격에 따라 이 웨이퍼 카세트(2)의 장착위치를 제공하는 가이드 수단(12)이 마련된 베이스패널(14)이 각각 마련되어 상하로 배열되어지되, 그 상하 배열된 베이스 패널에는 이를 승강시키는 승강장치(16)가 마련되어 상하로 배열되는 한편, 상하로 배열된 베이스패널(14)에는 가이드 수단(12)이 상방에 위치된 베이스패널을 관통하여 돌출되도록 마련되며, 상기 각 가이드수단(12)은 최상의 베이 스패널을 관통하여 위치될 때, 다른 가이드수단에 따른 다른 카세트의 배치구역을 회피하여 장착된 것이이다.

즉, 이것은 각 카세트의 규격에 따른 가이드수단이 마련된 베이스패널을 승강장치로 매개로 적층 조합되도록 함으로써, 반도체 제조장치에 있어서, 웨이퍼 구경에 따라 하나의 스테이지가 공유되도록 한 것이다.

이러한 본 발명은 규격화된 웨이퍼 카세트(10)의 장착위치와 이에 따른 가이드수단이 서로 조합되기 위해 그 바람직한 적층의 배열을 갖게된다.

즉, 어느 웨이퍼 카세트가 장착될 때, 여기에만 허용되는 가이드수단이 필요하며, 이때 다른 가이드수단은 이 웨이퍼 카세트의 외부와 간섭되지 말아야 할 것이 요구된다.

예를 들어, 가이드수단에 따른 장착구역에서 6인치 카세트의 장착영역이 8인치 카세트의 장착영역보다 좁다.

따라서, 6인치 카세트(2a)의 장착을 위한 베이스패널이 최상단에 위치되고, 8인치 카세트의 장착을 위한 베이스패널이 하방이 위치될 경우, 8인치 카세트(2b)의 가이드블럭이 돌출되면, 6인치 카세트의 가이드블럭이 그 장착영역 내에 간섭되어 동일평면상에 카세트가 배치되기 어렵게 된다.

이에 의해 본 발명은 베이스패널과 여기에 장착되는 가이드수단은 8인치 카세트(2b)의 베이스패널(26)을 제 1 베이스패널로 6인치 카세트(2a)의 베이스패널(24)인 제 2 베이스패널의 상방에 두고 8인치 카세트(20)의 가이드블록(32) 영역 내부로 6인치 카세트(2a)의 가이드블록(30)이 돌출되도록 하 여 8인치 카세트의 배치영역 내부에 6인치 카세트가 배치되는 한편, 이 가이드블럭들(30)(32) 위로 12인치 카세트(2c)가 위치되게 이격틀(36)이 가이드블럭(30)(32)의 영역외측으로 배치되고, 상기 8인치와 6인치 카세트의 저부에 가이드핀이 장착된 12인치 카세트(2c)의 베이스패널(28)인 제 3 베이스패널이 배치된 것을 특징으로 한다.

여기서, 베이스패널과 여기에 장착되는 가이드수단은 8인치 카세트(2b)의 베이스패널(26)에는 6인치 카세트(2a)의 가이드블럭(30)과 12인치 카세트(22)의 가이드핀(34)이 돌출될 수 있도록 가이드블럭 관통홀(38)과 가이드핀 관통홀(39)이 형성되며, 상기 6인치 카세트(2a)의 베이스패널(24)에는 그 하부의 12인 카세트(2c)의 가이드핀(34)이 관통되도록 가이드핀 관통홀(39)이 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 바람직하기로 상기 가이드 수단(12)은 웨이퍼 카세트를 통해 웨이퍼가 동일한 중심선상으로 위치되게 배치된 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 먼저 8인치 카세트(2b)의 베이스패널(26)을 최상방의 기준패널로 한다.

그리고, 이 8인치 카세트의 베이스패널(26) 하방에 6인치 카세트의 베이스패널(24)이 배치된다.

이에 의해 8인치 카세트의 가이드블럭(32)의 배치영역에 6인치 카세트의 가이드블럭(30)의 배치영역이 포함되며, 6인치 카세트의 베이스패널이 승강되어 가이드블럭(30)이 돌출되는 경우, 6인치 카세트는 다른 가이드수단과의 간섭이 없이 가이드블럭(32)의 배치영역내에 장착된다(도 4a 참조).

한편, 8인치 카세트(2b)가 장착될 경우, 6인치 카세트의 베이스패널(24)이 하강되어 가이드블럭(30)의 돌출이 해제되면, 8인치 카세트(2b)는 다른 가이드수단과의 간섭이 없이 그 배치영역내에 장착된다(도 4b 참조).

물론, 이러한 8인치 카세트와 6인치 카세트의 상하 배치를 반대로 하는 것도 가능하지만, 이 경우 상기 가이드블럭의 배치상 동일평면내로 한정하기는 어렵고 가이드블럭의 간섭을 회피하기 위해 상하의 이격격차를 두어야 한다.

다음으로, 상기 8인치와 6인치 베이스패널(26)(24) 하부로 12인치 카세트(2c)의 장착을 위한 베이스패널(28)이 배치된다.

전술된 바와 같이 12인치 카세트(2c)는 그 규격에 따라 가이드 핀(34)으로 그 장착위치를 확보하도록 되어 있으며, 가이드핀(34)은 상기 가이드블럭(30)(32)들과 간섭되지는 않는다.

그런데, 12인치 카세트(22)는 그 규격상 그 외관케이스가 동일평면에서는 가이드블럭과 간섭되어짐을 회피할 수 없고, 따라서 본 발명에서 12인치 카세트는 상기 가이드블럭(30)(32) 상방에 배치된다(도 4c 참조).

즉, 이격틀(36)을 통해 그 배치위치가 가이드블럭의 상방으로 한정되며, 상기 이격틀(36)은 최상의 베이스패널에서 최소한 가이드블럭(30)(32)의 높이보다 큼은 당연하다.

이 이격틀(36)과 가이드 핀에 의해 12인치 카세트의 장착이 수행되며, 상기 가이드핀은 상기 이격거리와 상기 다른 베이스패널의 두께 등 돌출거리가 감안되어 장착된다.

따라서, 본 발명에서 가변스테이지의 작용을 도 4 에 의거 종합적으로 설명하면, 먼저 6인치 카세트(2a)가 장착될 경우, 기준이 되는 8인치 카세트의 베이스패널(26)로 6인치 카세트의 베이스패널(24)이 상승되어 그 가이드블럭(30)이 8인치 카세트의 베이스패널(26)에서 돌출된다.

이때, 12인치 카세트의 베이스패널(28) 및 그 가이드핀(34)은 8인치 카세트의 베이스패널(26)에 돌출되지 않도록 하방에 위치된다.

상기 6인치 카세트의 가이드블럭(30)이 돌출되더라도, 그 영역 외측에 8인치 카세트의 가이드블럭(32)이 배치되어 있으므로, 6인치 카세트(18)는 이것의 가이드블럭(30)에 안착된다.

다음으로, 8인치 카세트(2b)가 장착될 경우, 6인치 카세트의 가이드블럭(30)과 12인치 카세트의 가이드핀(34)이 상기 8인치 카세트의 베이스패널(26)로 돌출되지 않도록 하강된 위치에 놓이게 되며, 이에 의해 다른 가이드수단과의 간섭없이 8인치 카세트가 베이스패널(26) 및 가이드블럭(32)에 안착된다.

여기서, 상기 각 베이스패널을 배치시키기 위한 승강장치는 공압식이나 유압식실린더 또는 기어를 이용한 기계식 중 어느 하나가 이용될 수 있으며, 이는 일반적인 승강장치에 따르므로, 그 상세한 설명은 생략한다.

한편, 12인치 카세트(2c)가 장착될 경우, 최상방의 8인치 카세트의 베이스패널에 모든 가이드수단(12)이 관통되어 배치된다.

그러나, 12인치 카세트(2c)의 가이드핀(34)은 상기 6인치와 8인치 카세트의 가이드블럭(30)(32)을 초과하여 그 상방으로 돌출되고, 이때 이격틀(36)은 상기 가 이드블럭 상방으로 카세트의 장착위치를 한정시키게 되며, 이에 의해 12인치 카세트는 8인치 베이스패널 상방에 안착되는 것이다.

이러한 카세트 스테이지에 따라 구경이 변경되더라도 중심선이 일치된 웨이퍼가 스테이지에서 대기되며, 제어유닛은 승강장치를 통해 로봇아암이 최초작동되는 그 초기수직변위의 조정이 가능하고, 다만 카세트에 따라 적층변위가 다르게 되므로, 이것이 변경값으로 설정되어 구경에 따라 로봇아암의 제어가 수행되는 것이다.

다음으로, 본 발명인 이송장치에서 최종타겟이 보트인 경우, 웨이퍼 구경이 변경되더라도, 보트에서의 중심선이 일치되도록 하였으며, 이를 위한 본 발명인 이송장치에서 보트는 반도체 웨이퍼(1)의 각 구경에 따라 그 중심을 기준으로 서로다른 직경의 홈부(40)가 단차되게 형성된 홀더(42)가 마련되고 이 홀더는 보트프레임(6)에 설치되어 각 구경에 따른 웨이퍼(1)가 이 홈부(10)에 안착되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 홀더(42)는 웨이퍼(1)의 각 구경에 따라 안착가능하게 상부로부터 대구경의 홈부(40)가 형성된 것이다.

바람직하기로 카세트와 마찬가지로, 상기 홀더(42)는 최소한 3개의 각기 다른 구경의 웨이퍼가 장착되게 홈부(40)가 3단으로 단차지게 마련된 것이다.

이러한 홀더(40)는 그 형상과 구조에 따라 크게 두가지 실시예로 구분되며, 제 1 실시예는 도 5 에 도시된 바와 같이 링패널(44) 타입이다.

이것은 상기 홀더가 로봇아암의 작업공간을 제공하도록 측부가 개방된 링패 널(44)형상으로, 링패널(44) 상부로부터 대구경의 웨이퍼(1)가 안착되도록 홈부(40)가 형성됨과 더불어, 이 홈부(40)사이에 웨이퍼(1)의 저부가 접촉되지 않도록 이격홈부(46)가 매개된 것이다.

도시된 홈부(40)는 웨이퍼의 각 구경에 따라 홀더로의 안착을 허용하도록 상부로부터 대구경의 웨이퍼가 안착되도록 배려되어 있으며, 상부로부터 12인치 웨이퍼(1c), 8인치 웨이퍼(1b), 6인치 웨이퍼(1a)가 안착되도록 마련된 것을 나타내고, 그 홈부(40) 사이에 단차를 두어 이격홈부(46)가 제공되어 있다.

이 이격홈부(46)는 링패널(44)의 홀더인 경우, 웨이퍼(1) 후면의 상당부분이 홀더에 접촉되는 것을 방지시켜 준다.

즉, 홀더(42)와의 접촉부분은 웨이퍼(1) 외주로부터 허용구역에 따라 형성된 것이다.

따라서, 제 1 실시예에서 홀더(42)의 홈부(40) 폭은 웨이퍼(1) 구경에 따라 공정반응외 구역인 접촉허용구역 내로 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 이러한 홀더의 홈부(40)는 그 중심을 기점으로 동일중심선상에 웨이퍼(1)가 안착되도록 제공된다.

이러한 중심선의 통일은 웨이퍼(1) 구경이 변경되더라도 보트 로딩/언로딩시 로봇아암의 세팅값을 갖게 하는 역할을 수행한다.

한편, 이러한 제 1 실시예는 보트 프레임(6)의 측부에 슬릿을 형성하고 여기에 끼움식으로 결합되어, 착탈식의 전체 홀더의 구비가 가능하며, 이러한 착탈식 홀더는 홀더의 교체나 세척시 유리하게 된다.

다음으로, 제 2 실시예는 도 6 에 도시된 바와 같이 거치대(54) 타입이다.

즉, 제 2 실시예로서 홀더는 로봇아암의 작업공간을 제공하면서 최소한 웨이퍼의 3점을 국부지지토록 하는 거치대(54) 형식으로, 그 거치대에 상부로부터 구경에 따라 각기 다른 웨이퍼(1)가 안착되게 홈부(40)가 연속적으로 대구경 순서로 형성된 것을 특징으로 한다.

이러한 제 2 실시예 역시 상기 홈부(40)는 상부로부터 12인치 웨이퍼(1c), 8인치 웨이퍼(1b), 6인치 웨이퍼(1a)가 안착되도록 마련되어 있으며, 제 1 실시예와는 달리 이격홈부는 필요없게 된다.

이것은 상기 거치대(54)가 웨이퍼(1)를 국부적으로 거치하고 있기 때문이며, 이러한 국부적인 거치에서 웨이퍼 후면과의 접촉은 무시되어도 무방하다.

한편, 상기 이격홈부의 배제는 거치대의 두께를 감소시킬 수 있다.

즉, 제 1 실시예의 링패널에서 3개의 홈부를 형성시키기 위해 이에 매개되는 두개의 이격홈부가 제공되어야 하므로, 거치대 형식에서는 이 두개의 이격홈부 두께만큼 거치대의 두께를 감소시킬 수 있는 것이다.

이에 의해 배치형 반도체 제조장치의 보트에 있어서, 제 1 실시예보다 홀더의 상하배치 갯수의 여유를 갖게된다.

반면, 제 1 실시예와 같은 착탈식의 홀더 마련은 까다롭게 되며, 이는 제 1 실시예는 링패널 자체에서 홀더가 안착되는 위치를 제공하지만, 제 2 실시예의 경우 각각의 거치대가 그 위치를 각기 제공하므로, 정밀성과 조립공차면에서 제 1 실시예보다는 유리하지 못하기 때문이다.

이러한 제 2 실시예도 제 1 실시예와 마찬가지로, 상기 홈부는 웨이퍼의 각 구경에 따라 홀더로의 안착을 허용하도록 상부로부터 대구경의 웨이퍼가 안착되도록 배려되어 있다.

그리고, 이러한 홀더의 홈부는 그 중심을 기점으로 동일중심선상에 웨이퍼가 안착되도록 제공된다.

이러한 중심선의 통일은 웨이퍼 구경이 구경이 변경되더라도 보트 로딩/언로딩시 로봇아암의 세팅값을 갖게 하는 역할을 수행하는 것도 마찬가지이다.

다음으로, 이러한 카세트와 보트를 매개하는 로봇아암은 웨이퍼의 구경의 변경에 대응하도록 그 변경세팅값으로, 흡착력이 설정되며 제어유닛(10)은 로봇아암의 배큠펌프(56)를 제어하여 그 흡착력을 구경에 따라 변경하게 된다.

한편, 로봇아암(4)의 아암블레이드는 일자형으로 그 말단에 흡착부가 형성되어 있으며, 이 흡착부는 웨이퍼(1)의 중심부를 흡착시키게 된다.

이러한 본 발명의 결과로서, 상기 카세트 스테이지와 보트에 의해 웨이퍼 구경이 달라지더라도, 동일한 수평변위를 제공하게 되며, 제어유닛은 카세트에 따른 수직변위와 보트에 따른 수직변위만을 변경하여 로봇아암을 제어함으로써, 용이한 제어가 수행되고, 결국 이러한 본 발명에 의해 웨이퍼 구경이 달라지더라도, 제조장비의 교체가 필요없게 되는 것이다.

상술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 웨이퍼의 구경이 변경되더라도 이것의 장착을 가능케 하는 가변스테이지가 마련되고, 이 가변스테이지는 웨이퍼의 동일한 중심선에서의 장착위치를 제공하며, 막형성 공정인 경우 이에 필요한 보트 역시 웨이퍼의 구경 변경에 따른 안착홈부를 제공하되, 그 안착역시 동일한 중심선상에 위치되도록 하여, 웨이퍼의 구경 변경시 반도체 제조장치의 장치변경 없이 단차에 의한 최소한의 세팅값변경으로 웨이퍼의 이송이 수행됨으로써, 반도체 제조공정의 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 웨이퍼(1)가 적층된 카세트(2)가 대기되는 스테이지에서 구경에 따라 변경되는 카세트(2a,2b,2c)의 각 가이드수단(12:30,32.34)을 승강장치(16)의 구동에 의해 상기 각 가이드수단(12:30,32.34)이 설치된 베이스패널(14:24,26,28)을 이동시키는 가변 스테이지를 통해 하나의 스테이지에서 구경에 따른 웨이퍼 카세트(2a,2b,2c)를 수용하고, 이 가변스테이지에서 상기 가이드수단(12:30,32.34)의 배치를 통해 웨이퍼의 중심이 일치되게 카세트가 장착되도록 하여 이 웨이퍼 중심이 일치된 카세트(2)로부터 로봇아암(4)의 수평이동변위를 동일하게 유지시킴과 더불어, 각 카세트(2a,2b,2c)에서의 웨이퍼 적층간격변경을 제어유닛(10)에서의 로봇아암(4)의 변경세팅값으로 하여 이에 따라 로봇아암의 수직변위를 변경함으로써, 하나의 스테이지에서 구경에 따른 웨이퍼 카세트를 수용하고 그 수평이동변위가 유지되는 상태에서 최종타겟으로 이송시키는 반도체 제조장치의 웨이퍼 이송방법.
2. 제 1 항에 있어서, 가이드수단(12:30,32.34)을 통한 웨이퍼(1)의 중심일치는 스테이지를 이루는 베이스패널(14:24,26,28)을 각 카세트(2a,2b,2c)에 따라 마련하여 상하로 배열시키고, 승강장치(16)를 통해 최상의 베이스패널(14)위로 각 가이드수단(12)이 관통 돌출되도록 함과 더불어, 각 가이드수단의 간섭을 회피하여 각 구경에 따른 카세트의 웨이퍼 중심선을 일치시키고 승강장치(16)를 통해 베이스패널(14)의 초기수직위치를 제공하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 웨이퍼 이송방법.
3. 제 1 항에 있어서, 최종타겟이 배치형 보트(50)인 경우, 이 보트(50)에서의 중심선일치는 웨이퍼(1)가 안착되는 중심을 기준으로 구경에 따른 다수의 홈부(40)를 단차지게 두어 카세트와 로봇아암(4)의 수평이동변위를 동일하게 유지시키며, 상기 홈부(40)의 단차에 따른 수직이동 격차가 로봇아암의 변경세팅값으로 더 추가되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 웨이퍼 이송방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 로봇아암(4)은 일자형(외발형) 흡착식 아암블레이드를 가지며, 그 흡착부위가 웨이퍼(1)의 중심구역을 흡착시키도록 하고, 흡착력이 웨이퍼(1)의 구경의 증대에 따라 증가되도록 하며, 이 구경에 따른 흡착력 증가가 로봇아암의 변경세팅값으로 더 추가되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 웨이퍼 이송방법.
5. 웨이퍼 구경에 따라 변경된 카세트(2a,2b,2c)에 따라 각 가이드 수단이 각각 형성된 베이스패널(14:24,26,28)이 상하로 배치되고, 이 베이스패널 (14:24,26,28)은 승강장치(16)에 장착되며, 상기 각 가이드수단(12:30,32,34)은 최상의 베이스패널로 돌출되게 마련됨과 더불어 웨이퍼(1)의 중심선이 일치되게 배치되어 하나의 스테이지에서 각 카세트를 선택적으로 수용하는 가변스테이지와: 웨이퍼(1)의 각 구경에 따라 그 중심을 기준으로 서로 다른 직경의 홈부(40)가 단차되 게 형성된 홀더(42)에 의해 구경의 변경에 의하여도 웨이퍼의 적층을 허용하면서 그 적층의 중심선을 일치시키는 배치식 보트(50)와: 상기 가변스테이지(20)와 보트(50)에서 웨이퍼(1)의 중심선 일치에 의해 동일한 수평변위를 유지하는 로봇아암(4)과: 구경에 따른 카세트 변경에 의한 수직 적층변위의 변경 및 보트(50)로의 수직안착변위의 변경에 의해 카세트의 승강장치(16)를 제어하고, 이와 연동되는 로봇아암(4)의 수직 변위를 변경하는 제어유닛(10)으로 이루어진 반도체 제조장치의 웨이퍼 이송장치.

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