KR19980069634A - 반도체 웨이퍼 이송용 로봇 - Google Patents

Abstract

다수매씩 반도체 제조공정을 수행하는 배치타입(Batch Type)의 반도체 공정설비에서 공정을 마친 다수매의 웨이퍼를 한꺼번에 다음 공정으로 이동시키도록 된 반도체 웨이퍼 이송용 로봇에 관한 것이다.

본 발명은 적어도 하나 이상의 웨이퍼(W)를 척(14)으로 파지하여 이송하도록 된 로봇에 있어서, 상기 척(14)에 고정된 웨이퍼(W) 전체를 불활성가스 분위기내에 있도록 불활성가스를 분사하여 주변 공기와의 접촉을 차단하는 불활성가스 분사노즐(15) 및 상기 분사노즐(15)에 불활성가스를 공급하기 위해 분사노즐과 불활성가스 공급원을 연결하는 불활성가스 공급라인(16)을 포함하여 구성된다.

따라서 웨이퍼의 이동중 웨이퍼에 묻은 물기가 주변공기와 접촉되는 것이 차단되어 물기와 공기의 반응으로 인한 마크 및 파티클 발생이 억제됨으로써 불량이 감소되어 생산 수율이 증가되는 효과가 있다.

Description

반도체 웨이퍼 이송용 로봇

본 발명은 반도체 웨이퍼 이송용 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수매씩 공정을 수행하는 배치타입(Batch Type)의 반도체 공정설비에서 공정을 마친 다수매의 웨이퍼를 한꺼번에 다음 공정으로 이동시키도록 된 반도체 웨이퍼 이송용 로봇에 관한 것이다.

일반적으로 반도체장치는 많은 공정을 반복적으로 수행하여 제조되는 것이므로 반도체 웨이퍼를 하나의 공정설비에서 다른 공정설비로 이동시키기 위한 이송장치들이 구비되어 있고, 이러한 이송장치는 공정설비에 따라 낱장단위로 이송시키거나 다수매씩, 즉 배치타입으로 이송시키는 장치로 구분되어지며, 자동제어가 가능한 로봇을 많이 이용하고 있다.

예를 들면, 웨이퍼 클리닝 공정은 에치(Etch)용 배스(Bath)와 린스(Rinse)용 배스에 다수매의 웨이퍼를 순차적으로 넣어 수행되어지고, 이러한 과정을 반복적으로 수행하여 최종적으로 건조시킴으로써 클리닝 공정을 완료하게 된다. 따라서 에치용 배스에서 린스용 배스 또는 건조실로 다수매의 웨이퍼를 이동시키는 로봇이 구비되어 있다.

도1은 상기와 같은 로봇의 종래예를 나타낸 것으로, 로봇(1)은 수직바(2)와 수평바(3)로 이루어지고, 수평바(3)에 다수매의 웨이퍼(W)를 파지할 수 있는 척(Chuck)(4)이 구비되어 있다. 또한 상기 수직바(2)는 구동부(5)에 의해 수직방향으로 이동하여 척(4)의 승,하강이동이 가능하도록 되어 있으며, 구동부(5)는 공정라인(6)을 수평방향으로 이동하여 척(4)에 파지된 다수매의 웨이퍼(W)를 다음 배스 또는 공정으로 이동시킬 수 있도록 된 구성이다.

이러한 종래의 로봇(1)에 의한 웨이퍼 이송방식은 웨이퍼(W)를 이동시키는 과정에서 웨이퍼(W)가 주변공기에 노줄되므로 식각 및 린스를 통해 웨이퍼(W)의 표면에 묻은 물기가 공기와 접촉하게 된다.

물기가 있는 상태에서 공기와 접촉하게 되면, 웨이퍼(W)의 표면에 마크(Mark;물무늬 또는 물반점)가 형성되어 품질을 저하시키고 이로인한 불량이 유발된다. 따라서 이러한 마크의 형성을 최대한 감소시키기 위해 로봇의 이송속도를 조절하여 가장 짧고 안정된 상태로 웨이퍼(W)가 이송되도록 셋팅(Setting)함으로써 예방하였다.

특히 최종 린스공정후 건조실까지 이동하는 과정에서 공기에 노출되는 시간은 불량을 유발할 수 있는 정도의 치명적인 마크가 형성되므로 항상 정도(程度) 관리를 해야만 한다.

그러나 물리적인 요소외에 상기와 같은 환경적인 요소로 불량이 발생하는 것에는 정도 관리가 매우 어렵다. 따라서 물기가 있는 웨이퍼(W)의 이송중 주변 공기의 오염상태에 따라 공기와의 접촉으로 인한 불량이 유발되었고, 이로써 제품의 수율이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 물기가 있는 웨이퍼를 다음 공정으로 이동시키는 과정에서 주변공기와 접촉하는 것을 차단하여 공기접촉으로 인해 웨이퍼의 표면에 마크가 형성되어 불량을 유발하는 것을 방지할 수 있는 반도체 웨이퍼 이송용 로봇을 제공함에 있다.

도1은 종래의 반도체 웨이퍼 이송용 로봇을 나타낸 사시도이다.

도2는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 로봇을 나타낸 종단면도이다.

도3은 도2의 A-A선 단면도이다.

도4 및 도5는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 로봇의 퍼지가스 분사노즐에서 분사구의 구조예를 나타낸 확대단면도이다.

도6 및 도7은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 로봇의 퍼지가스 분사노즐에서 분사구의 배치예를 나타낸 저면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 11 : 로봇2, 12 : 수직부

3, 13 : 수평부4, 14 : 척

5 : 구동부6 : 공정라인

15 : 분사노즐15a : 분사구멍

16 : 공급라인

상기의 목적은 적어도 하나 이상의 웨이퍼를 척으로 파지하여 이송하도록 된 로봇에 있어서, 상기 척에 고정된 웨이퍼 전체를 불활성가스 분위기내에 있도록 불활성가스를 분사하여 주변 공기와의 접촉을 차단하는 불활성가스 분사노즐과, 상기 불활성가스 분사노즐과 불활성가스 공급원을 연결하는 불활성가스 공급라인을 포함하여 됨을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송용 로봇에 의해 달성될 수 있다.

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

도2 및 도3은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 로봇을 나타낸 것으로, 다수매의 웨이퍼(W)를 이송시키도록 된 배치타입의 로봇을 일예로 도시하였다. 본 발명에 따른 로봇(11)은 공정라인을 따라 수직 및 수평방향으로 이동가능하게 설치된 수직부(12) 및 수평부(13)를 구비하고, 적어도 하나의 웨이퍼(W)를 파지하여 이송시킬 수 있는 척(14)이 상기 수평부(13)에 구비되어 있다.

또한 본 발명은 척(14)에 의해 고정된 다수매의 웨이퍼(W)에 불활성가스를 분사하는 불활성가스 분사노즐(15)이 설치된 것으로, 분사노즐(15)은 웨이퍼(W) 상에 위치하는 수평부(13)의 저면에 설치하는 것이 바람직하고, 불활성가스 공급원(도시 안됨)과 불활성가스 공급라인(16)으로 연결하며, 불활성가스로는 N₂가스를 사용한다.

따라서 불활성가스 공급원으로부터 공급라인(16)을 통해 공급되어진 불활성가스가 분사노즐(15)에 의해 분사되어지고, 분사된 불활성가스는 척(14)에 고정된 웨이퍼(W) 전체를 감싸 불활성가스 분위기 내에 있도록 하게 되며, 이로써 외부의 공기와 웨이퍼(W) 전체를 차단할 수 있게 된다.

이때 상기 분사노즐(15)은 척(14)에 고정된 다수매의 웨이퍼(W) 전체에 불활성가스를 분사할 수 있도록 길이를 길게 형성하고, 분사구멍(15a)을 길이방향으로 일정 간격 배치하여 다수개 형성하며, 불활성가스가 소정의 각도로 분사되어 불활성가스 분위기의 영역을 넓게 확보할 수 있도록 분사구멍(15a)을 입구측 직경보다 출구측 직경이 적어도 큰 테이퍼 형태로 형성한다.

도4 및 도6은 분사구멍(15a)의 일예를 나타낸 것으로, 웨이퍼(W)를 향하는 위치에 1열로 다수개 배치하여 분사구멍(15a)을 형성할 수도 있고, 도5 및 도7에 도시된 바와 같이 2열로 지그재그 형태로 배치하여 형성할 수도 있으며, 그 외에 이와 유사한 형태로 배치하여 형성할 수 있다.

상기와 같은 분사구멍(15a)의 테이퍼각(θ)은 분사노즐(15)과 척(14)에 고정된 웨이퍼(W) 사이의 거리가 길수록 작아지고, 짧을수록 커지게 되므로 분사노즐(15)과 웨이퍼(W) 사이의 거리에 따라 설정하는 것이 바람직하며, 분사구멍(15a)을 통해 분사되어지는 불활성가스의 영역내에 웨이퍼(W)가 놓일 수 있도록 테이퍼각(θ)을 충분히 확보하는 것이 좋다.

또한 분사노즐(15a)의 재질은 테프론(Teflon) 계열로서 케미컬(Chemical)에 영향이 적은 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 분사노즐(15)을 불활성가스 공급원과 연결하는 불활성가스 공급라인(16)은 도2에 도시된 바와 같이 수직부(12) 및 수평부(13)의 내부 공간을 이용하여 설치한 것으로, 로봇(11)의 이동시 함께 이동함으로써 로봇(11)의 이동중에도 불활성가스를 분사노즐(15)에 지속적으로 공급할 수 있도록 하고, 플렉시블 테프론 튜브(Flexible Teflon Tube)를 사용하여 로봇(11)의 반복적인 운동에 따른 변형에 의해 손상되는 것을 방지하도록 한다.

이러한 구성의 본 발명은 웨이퍼(W) 클리닝 공정중 식각 또는 린스후 물기가 묻은 다수매의 웨이퍼(W)를 다음 공정으로 이동시키는 과정에서 웨이퍼(W)와 외부의 공기가 접촉되어 발생하는 마크를 감소시킬 수 있게 된다.

즉, 도2 및 도3에 도시된 바와 같이 불활성가스 공급원과 공급라인(16)으로 연결된 분사노즐(15)로 불활성가스가 공급되어지면, 분사노즐(15)의 분사구멍(15a)을 통해 불활성가스가 분사되어지고, 분사되어진 불활성가스는 척(14)으로 고정된 다수매의 웨이퍼(W) 상부로 흘러 웨이퍼(W) 전체를 불활성가스 분위기로 감싸게 된다.

따라서 불활성가스가 웨이퍼(W)와 주변공기 사이에 공기흐름막을 형성하여 웨이퍼(W)와 주변공기(산소)와의 접촉이 이루어지지 않도록 차단함으로써 웨이퍼(W)에 묻어있는 물기와 공기가 반응하여 발생되는 마크를 억제할 수 있는 것이며, 물기가 케미컬인 경우 케미컬이 공기와 반응하여 생성되는 파티클을 억제할 수 있게 된다.

이와 같이 웨이퍼(W)와 주변공기와의 접촉을 차단하는 불활성가스의 분사시기는 웨이퍼(W)의 이동중에만 이루어지고, 공정수행시에는 불활성가스의 공급을 차단하여 불활성가스의 분사가 이루어지지 않도록 한다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 로봇에 의하면, 웨이퍼의 이동중 웨이퍼에 묻은 물기가 주변공기와 접촉되는 것이 차단되어 물기와 공기의 반응으로 인한 마크 및 파티클 발생이 억제됨으로써 불량이 감소되어 생산 수율이 증가되는 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 (6)

1. 적어도 하나 이상의 웨이퍼를 척으로 파지하여 이송하도록 된 로봇에 있어서,

   상기 척에 고정된 웨이퍼 전체를 불활성가스 분위기내에 있도록 불활성가스를 분사하여 주변 공기와의 접촉을 차단하는 불활성가스 분사노즐; 및

   상기 분사노즐에 불활성가스를 공급하기 위해 분사노즐과 불활성가스 공급원을 연결하는 불활성가스 공급라인;

   을 포함하여 됨을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송용 로봇.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 분사노즐은 일정간격으로 배치된 다수개의 분사구멍을 구비하는 것을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 이송용 로봇.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 분사구멍은 분사되어지는 불활성가스가 소정의 영역을 갖도록 입구측 직경보다 출구측 직경이 큰 테이퍼 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 이송용 로봇.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 분사노즐은 테프론 계열의 재질로 제조됨을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 이송용 로봇.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 공급라인은 플렉시블 테프론 튜브인 것을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 이송용 로봇.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 불활성가스는 N₂가스인 것을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 이송용 로봇.