KR100959929B1 - Jig for wafer transfer with high efficiency - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 또는 LED 제조용 웨이퍼의 이송용 지그에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원판 형상의 지그에 다수 개의 홀을 형성하여 한 번에 다수의 웨이퍼를 이송함으로써 공정 시간을 단축시킬 수 있는 고효율 웨이퍼 이송용 지그에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a jig for transferring wafers for manufacturing semiconductors or LEDs, and more particularly, to forming a plurality of holes in a disc-shaped jig to transfer a plurality of wafers at a time, thereby reducing process time. It is about a dragon jig.
일반적으로 웨이퍼는 반도체나 LED 및 기타 전자 재료용 기본 재료로서 그 요구되는 기능이나 특성에 따라 수많은 공정을 거쳐 완성된다. 또한, 각 공정이 끝날 때에는 이전 공정으로 인해 표면에 남아 있는 미세한 이물질을 제거하기 위한 세정공정을 거치게 되고, 세정공정 후에는 코팅이나 에칭공정을 거치게 된다.Generally, wafers are basic materials for semiconductors, LEDs, and other electronic materials, and are completed through numerous processes depending on their required functions and characteristics. In addition, at the end of each process, a cleaning process is performed to remove fine foreign matter remaining on the surface due to the previous process, and after the cleaning process, a coating or etching process is performed.
이렇게 반도체나 LED의 기본 재료로 형성되기까지의 웨이퍼는 각 공정 간의 요구되는 위치로 이송되어 져야 한다. 이러한 웨이퍼의 이송시에는 통상 동일한 공정을 수행하기 위한 복수개의 웨이퍼가 소정 단위 개수로 카세트에 수용되어 각 공정 설비로 이송되고, 이들 각 공정 설비에는 수용된 웨이퍼를 카세트로부터 인출하여 이송수단을 통해 공정 수행 위치로 이송시키는 이송장치를 구비하고 있다.Thus, the wafer until it is formed of the base material of the semiconductor or LED must be transferred to the required position between each process. In the transfer of such wafers, a plurality of wafers for carrying out the same process are usually accommodated in a cassette in a predetermined number of units and transferred to each process facility. In each of these process facilities, the wafers are taken out of the cassette and the process is performed through a transfer means. It is provided with a conveying apparatus for conveying to a position.
이러한 웨이퍼의 종래의 이송 과정을 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼를 수납한 웨이퍼 카세트(30)가 장착되는 수 개의 카세트 장착부(3a)가 형성된 카세트 로더(3)로부터 보트(5)의 사이에는 작업자가 수동으로 트위저(7)를 사용하여 웨이퍼를 이송하는데, 상기 트위저(7)를 사용하는 작업자는 상기 보트(5) 및 카세트 로더(3)의 사이에 위치하여 미처리된 웨이퍼를 보트(5)로 이송시키거나, 상기 보트(5)로부터 소정의 공정과정을 마친 처리된 웨이퍼를 상기 카세트 로더(3)에 수납된 웨이퍼 카세트(1)로 이송시키며, 이와 같이 웨이퍼가 적재된 보트는 로딩되어 공정 챔버에서 공정이 진행된다. 그러나, 모든 이송작업이 트위저라는 수단을 통해 작업자가 수동으로 처리해야 하므로 시간이 상당히 오래 소요되는 문제가 있었다.Looking at the conventional transfer process of such a wafer, as shown in Figure 1, from the cassette loader (3) having a plurality of cassette mounting portion (3a) on which the
이러한 문제를 해결하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이 복수 웨이퍼(10)를 탑재한 카세트(30)가 로딩부 상에 놓이고, 이에 대응 위치된 로봇(20)을 이용하여 카세트(30)로부터 웨이퍼(10)를 인출하고 탑재하는 기술이 등장하였다. 이와 같이 웨이퍼(10)를 인출한 로봇(20)은 이웃하여 설치된 여러 공정 챔버(40)로 웨이퍼(10)를 인계하는데, 웨이퍼(10) 표면에 포토레지스트의 접착 효율성을 높이도록 코팅(adhesion)하는 어드히젼 챔버로 이송하고, 이러한 과정을 마친 웨이퍼(10)를 다시 인출하여 코팅된 막질을 안정화시키는 가열 챔버와 가열 챔버에서 가열된 웨이퍼(10)를 다시 인출하여 냉각시키는 냉각 챔버로 이송시켜 작업이 이루어진다.In order to solve this problem, as shown in FIG. 2, a
그러나, 이러한 종래의 웨이퍼 이송은 웨이퍼를 하나씩 공정 챔버로 이송하면서 작업을 수행해야 하므로 상당히 번거로움이 많았는데, 즉, 하나의 웨이퍼를 공정 챔버에 넣고 작업을 수행한 후에 상기 공정이 완료되면 꺼내어 다시 카세트에 인입후 다시 다른 챔버로 이동시켜 공정을 수행함으로써 시간이 상당히 오래 소요되어 작업 생산성에 문제가 있었다. However, this conventional wafer transfer is quite cumbersome because the work must be performed while transferring the wafers one by one into the process chamber, i.e., after the process is completed after one wafer is placed in the process chamber, it is taken out again. After entering the cassette and moving it to another chamber to carry out the process, the process took a long time, and thus there was a problem in the work productivity.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 한 번에 다수의 웨이퍼를 동시에 공정 수행함으로써 공정 시간을 획기적으로 단축시키고, 다양한 종류와 크기의 웨이퍼를 이송시켜 공정 처리하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and the object of the present invention is to significantly shorten the process time by simultaneously processing a plurality of wafers at once, and to process the wafers by transferring wafers of various types and sizes. .
본 발명은 반도체나 LED 제조용 웨이퍼의 이송용 지그에 있어서, 원판 형상의 지그와, 상기 지그의 가장자리인 원주연과 상기 원주연 내측에 상기 지그와 동일한 중심을 갖는 동심원을 따라 관통 형성된 채 배열된 다수의 원형 홀과, 상기 홀의 내주면의 하부가 상기 홀의 중심 방향으로 돌출 형성된 단턱부와, 상기 원주연 또는 상기 원주연 내측에 형성된 홀의 내주면의 상부가 수평면과 50~70˚의 각도로 상기 홀의 중심을 향해 하향 경사지도록 형성된 경사부를 포함하되, 상기 원주연 내측에 형성된 홀의 단턱부의 지그 중심측 부분이 상기 홀의 중심방향으로 일정한 곡률 반경으로 라운드져 더 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 고효율 웨이퍼 이송용 지그를 제공한다.The present invention is a transfer jig of a wafer for manufacturing a semiconductor or LED, a plurality of arranged in the form of a disk-shaped jig, a circumferential edge that is the edge of the jig and a concentric circle having the same center as the jig inside the circumferential edge A circular hole, a stepped portion of which the lower portion of the inner circumferential surface of the hole protrudes toward the center of the hole, and an upper portion of the inner circumferential surface of the hole formed in the circumferential edge or the circumferential edge of the circular hole at an angle of 50 to 70 degrees to the horizontal plane. It includes an inclined portion formed to be inclined downward, the jig center side portion of the stepped portion of the hole formed in the inner circumference is rounded to a constant radius of curvature in the direction of the center of the hole provides a highly efficient wafer transfer jig .
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본 발명에 따르면, 원판 형상 지그의 원주연 또는 그 내측에 다수 형성된 홀에 웨이퍼를 안착시켜 공정 챔버로 이송하여 공정수행을 함으로써, 한 번에 다수의 웨이퍼를 동시에 처리할 수 있고, 공정 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있으며, 더불어 다양한 종류와 크기의 웨이퍼를 이송시켜 처리할 수 있는 우수한 효과를 제공한다.According to the present invention, by seating the wafer in the circumferential periphery of the disc-shaped jig or a plurality of holes formed therein, the wafer is transferred to the process chamber to perform a process, thereby simultaneously processing a plurality of wafers at a time, and dramatically reducing the process time. In addition, it can provide a good effect to transfer and process wafers of various types and sizes.
이하 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예인 이송용 지그의 평면도, 도 4는 본 발명에 따른 또다른 실시예인 이송용 지그의 평면도, 도 5는 본 발명에 따른 이송용 지그의 측면도, 도 6은 도 4의 A부분의 확대도, 도 7은 본 발명의 공정 순서를 나타낸 구성도이다.Figure 3 is a plan view of a transfer jig according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a plan view of a transfer jig according to another embodiment of the present invention, Figure 5 is a side view of the transfer jig according to the present invention, Figure 6 is a view 4 is an enlarged view of a portion A, and FIG. 7 is a configuration diagram showing the process sequence of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 원판 형상의 지그(200)가 구비되고, 상기 지그(200)는 그 가장자리 부분인 원주연(201)(圓周緣, circumferential edge)과 상기 원주연의 내측(202)으로 구분된다. As shown in Figure 3, the present invention is provided with a disc-
이러한 상기 지그(200)의 가장자리인 원주연(201)에는 상기 지그(200)와 동일한 중심을 갖는 동심원(205)을 따라 동일한 직경을 갖는 다수의 원형의 홀(340)이 서로 일정한 거리를 유지하며 이격된 채 관통 형성되고, 이러한 홀(340)의 크기는 가공하고자 하는 웨이퍼의 규격에 맞춰 형성함으로써 다양한 크기의 웨이퍼를 처리하는 것이 용이하다. In the
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 홀(340)의 내주면(內周面)은 상부(203)와 하부(204)로 구분되는데, 상기 홀(340)의 내주면의 하부(204)에는 상기 홀(340)의 중심 방향으로 단턱부(300)가 돌출되어 형성되어 웨이퍼(100)가 지그에 안착될 수 있도록 구성된다.As shown in FIG. 5, an inner circumferential surface of the
또한, 상기 원주연의 내측(202)에도 상기 지그(200)와 동일한 중심을 갖는 동심원(206)을 따라 다수의 원형 홀(340)이 형성되어 웨이퍼 이송 및 처리 효율을 증대시켜 공정 시간을 더더욱 단축시키는 것이 바람직한데, 상기 원주연(201)을 따라 형성된 홀(340)과 같이 상기 원주연의 내측(202)을 따라 형성된 홀(340)의 내주면의 하부(204)에도 상기 홀의 중심방향으로 단턱부(300)가 돌출 형성된다.In addition, a plurality of
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 원주연의 내측(202)을 따라 형성된 홀의 단턱부(340)는 지그 중심측의 단턱부(330)가 다른 방향의 단턱부보다 더 돌출 형성되는 것이 바람직하고, 상기 지그 중심측의 단턱부(330)는 위에서 보았을 때 원호의 형상으로 돌출 형성된다. 이는 로봇암(500)의 흡착부(520)가 지그를 진공 흡착하여 보다 안전하게 이송시킬 수 있는 공간을 제공하기 위함이다. At this time, as shown in Figure 4, the
그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 원주연(201) 또는 원주연의 내측(202)을 따라 형성된 홀(340)의 내주면의 상부(203)는, 수평면과 일정한 각도(α)를 이루면서 상기 홀의 중심을 향해 하향하여 경사지도록 형성되어 있는데, 이와 같이 상기 홀의 내주면의 상부(203)가 하향 경사짐으로써 웨이퍼(100)에 물리적 손상을 가하지 않고 안전하게 홀(340)에 가공된 단턱부(300)로 안착시킬 수 있도록 안내할 수 있다.5, the
즉, 웨이퍼(100)는 홀의 내주면의 상부(203)에 형성된 경사면을 따라서 미끄러지면서 하강하여 최종적으로는 손상없이 단턱부(300)상에 용이하게 안착할 수 있는 것이다. 이 때, 도 6에 도시된 바와 같이, 홀의 내주면의 상부(203)가 수평면과 이루는 각도(α)는 50 ~ 70도인 것이 바람직하다. 상기 각도가 70°보다 크면 웨이퍼(100)의 위치가 홀(340)의 위치와 조금이라도 어긋날때 웨이퍼(100)가 단턱부(300)에 용이하게 안내되지 못하고, 잘못된 센터링(centering)으로 웨이퍼가 손상될 수 있으며, 그 각도가 50°보다 작으면 경사가 너무 완만하여 웨이퍼(100)와 경사면의 마찰면적이 커져 오히려 웨이퍼가 단턱부(300)상에 정확히 안착되는 것을 방해하여 웨이퍼가 비스듬히 놓여 후속공정의 처리가 곤란할 수도 있다.That is, the
이하에서는 본 발명의 작동 과정을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 7에 도시된 바와 같이, 먼저 인입용 카세트(400)에 장착되어 있는 다수의 웨이퍼(100)를 로봇암(500)에 의해 로딩부(700)에 위치한 지그(200)의 홀(340)상에하나씩 적재한다. 이 때, 웨이퍼가 정확히 안착될 수 있도록 위치 조정을 위해 로봇암(500)에 놓여진 웨이퍼(100)를 인입용 버퍼부(550)의 안착부에 잠시 안착시킨 후에 로봇암(500)을 후퇴시켰다가 로봇암의 웨이퍼 로딩부가 상기 인입용 버퍼부(550)의 안착부에 정확히 맞도록 로봇암(500)을 위치시킨 후에 인입용 버퍼부(550)로부터 인출하여 로딩부(700)에 있는 지그(200)의 홀(340)에 하나씩 안착시킨다. 이는 로봇암(500)이 인입용 카세트(400)로부터 웨이퍼 인출시 웨이퍼가 로봇암(500)의 잘못된 위치에 놓여진 채로 이송장치로 운반되는 것을 방지하기 위함이 다.As shown in FIG. 7, first, a plurality of
지그(200)는 회전이 가능하도록 설계되어 있고, 로봇암(500)과 가장 가까운 곳에 위치하는 홀(340)의 하측에 네 개의 실린더(351,352,353,354)가 구비되어 로봇암(500)이 웨이퍼(100)를 운송해 오면 네 개의 실린더(351,352,353,354)가 홀(340)의 상부로 상승하게 된다. 이와 같이 상승 이동한 4개 실린더들은 동일한 높이를 갖고 있어 로봇암(500)에 의해 운반된 웨이퍼(100)가 중심을 잃지 않고 정확히 놓일 수 있도록 되어 있다. 상기 실린더들에 웨이퍼(100)가 놓여지면 실린더들은 다시 하강하면서 홀(340)의 단턱부(300)에 웨이퍼가 정확히 안착된 후, 지그(200)는 회전하여 다음 홀(340)에 또 다른 웨이퍼가 놓일 수 있도록 한다. 이러한 작업을 계속 반복함으로써 지그(200)의 다수의 홀(340)에 처리될 웨이퍼를 모두 안착시키게 된다.The
상기 과정이 끝나면 처리될 웨이퍼가 모두 안착된 지그는 로봇암의 진공 흡착부(520)에 의해 흡착되어 공정 챔버(600) 내로 이송된 후 공정 작업이 시작된다. 상기 공정 챔버(600) 내에서 해당 공정이 완료되면 로봇암(500)은 공정 챔버(600)내의 지그(200)를 언로딩부(800)로 운송하고, 공정이 완료된 웨이퍼를 인출용 카세트(450)에 하나씩 인입시킨다. 다만, 정확한 위치 조정을 위해 인출용 버퍼부(560)의 안착부에 웨이퍼를 안착시킨 후 다시 인출용 카세트(450)로 이송하게 되는 것이다. 이와 같이 해당 공정이 완료된 웨이퍼는 외부로 인출하여 다음 공정을 수행하게 된다.After the process is completed, the jig in which all the wafers to be processed are seated is adsorbed by the
이 때, 공정 챔버(600) 내에서 공정이 진행 중인 동안에도, 로봇암(500)을 이용하여 인입용 카세트(400)로부터 로딩부(700)에 있는 다른 지그에 웨이퍼를 안착시키는 작업을 수행함에 의해 공정 챔버(600)내로의 진입하기 전에 미리 대기할 수도 있고, 로봇암(500)을 이용하여 언로딩부(800)에 있는 공정이 완료된 웨이퍼가 안착된 또 다른 지그로부터 웨이퍼를 하나씩 인출하여 인출용 카세트(450)로 운반할 수도 있으므로, 공정 시간이 대폭 단축될 수 있다.At this time, while the process is in progress in the
도 1은 종래의 웨이퍼 수동 이송공정을 나타낸 개략도.1 is a schematic view showing a conventional wafer manual transfer process.
도 2는 종래의 웨이퍼 이송장치의 사시도.2 is a perspective view of a conventional wafer transfer apparatus.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예인 이송용 지그의 평면도.3 is a plan view of a transfer jig according to one embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 또 다른 실시예인 이송용 지그의 평면도.4 is a plan view of a transfer jig according to another embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 이송용 지그의 측면도.Figure 5 is a side view of the jig for transfer according to the invention.
도 6은 도 4의 A부분의 확대도.6 is an enlarged view of a portion A of FIG. 4.
도 7은 본 발명의 공정 순서를 나타낸 구성도.7 is a block diagram showing a process sequence of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
3:카세트 로더 3a:카세트 장착부3:
5:보트 7:트위저5: Boat 7: Tweezers
10:웨이퍼 20:로봇암10: wafer 20: robot arm
30:카세트 40:공정 챔버30: cassette 40: process chamber
100:웨이퍼 200:지그100: wafer 200: jig
201:원주연(圓周緣) 202:원주연의 내측201: Wonjuyeon 202: Inner side of Wonjuyeon
203:내주면(內周面) 상부 204:내주면(內周面) 하부203: Upper inner circumferential surface 204: Lower inner circumferential surface
205:원주연의 동심원 206:원주연 내측의 동심원205: concentric circles of the circumference 206: concentric circles of the inner circumference
300:단턱부 330:지그 중심측의 단턱부
335:경사부 340:홀300: step part 330: step part of the jig center side
335: Tilt part 340: Hall
351,352,353,354:실린더 400:인입용 카세트351,352,353,354: Cylinder 400: Drawer cassette
450:인출용 카세트 500:로봇암 450: Drawer cassette 500: Robot arm
520:흡착부 550:인입용 버퍼부 520: adsorption part 550: retraction buffer part
560:인출용 버퍼부 600:공정 챔버560: take-out buffer 600: process chamber
700:로딩부 800:언로딩부 700: loading part 800: unloading part
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