KR20020036253A - 반도체장치 제조설비의 웨이퍼 이송장치 - Google Patents

반도체장치 제조설비의 웨이퍼 이송장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카세트간의 빈번하게 이루어지는 웨이퍼 이송 과정 중 웨이퍼의 오염이나 손상 및 파손을 방지하도록 하는 반도체장치 제조설비의 웨이퍼 이송장치에 관한 것으로서, 이를 구현하기 위한 구성은, 적어도 하나 이상의 카세트를 정위치에 있도록 지지하는 테이블과; 상기 카세트 또는 다른 카세트 사이에 웨이퍼를 선택적으로 로딩 및 언로딩 위치시키는 로봇과; 상기 로봇의 구동을 제어하는 컨트롤러와; 상기 컨트롤러에 상기 로봇의 구동 신호를 인가하는 조작부;를 포함하여 이루어지고, 이러한 구성에 의하면, 카세트로부터 웨이퍼를 인출하는 과정이 로봇에 의해 정확하고 신속하게 이루어짐에 따라 웨이퍼의 손상 및 파손이 방지되는 효과가 있다.

Description

반도체장치 제조설비의 웨이퍼 이송장치{wafer conduction equipment of semiconductor device manufacturing equipment}
본 발명은 반도체소자 제조설비의 웨이퍼 이송장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼의 공정 상태 확인 및 카세트간에 웨이퍼를 이송함에 있어서, 웨이퍼의 오염이나 손상 및 파손됨을 방지토록 함과 동시에 작업이 신속하고 정확하게 이루어지도록 하는 반도체장치 제조설비의 웨이퍼 이송장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체소자는 웨이퍼 상에 사진, 식각, 확산, 금속증착 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행함으로써 이루어지고, 이렇게 반도체소자로 형성되기까지의 웨이퍼는 카세트에 수용된 상태로 각 공정간의 요구되는 위치로 이송된다.
이러한 웨이퍼의 이송 관계에 있어서, 카세트에 수용된 복수개의 웨이퍼는 각각 다른 공정으로의 이송이 요구되거나 작업자에 시각에 의한 공정 상태의 확인 과정을 거치게 된다.
이때 작업자는, 도 1에 도시된 바와 같이, 카세트(10)의 슬롯(12) 사이 즉, 배열되는 웨이퍼(W) 사이로 수동척(14)을 위치시켜 고정하고, 이것을 카세트(10)의 슬롯(12) 형성 방향을 따라 언로딩 위치시키게 된다.
이후, 작업자는 언로딩된 웨이퍼(W)의 공정 상태를 시각적으로 확인한 후 요구되는 카세트(10)에 대하여 상술한 과정의 역순으로 로딩 위치시키게 된다.
그러나, 이러한 웨이퍼 이송 과정은, 수동척을 이용한 작업자에 의해 이루어짐에 따라 웨이퍼 사이로 수동척을 삽입하는 과정에서 작업자의 실수에 의한 흔들림이 있을 경우 웨이퍼에 대한 수동척의 접촉에 의해 대상 웨이퍼 또는 대향하는 다른 웨이퍼의 표면에 흠집을 형성하는 등의 문제가 있다.
또한, 수동척에 고정된 웨이퍼를 카세트로부터 로딩 및 언로딩 위치시키는 과정에서 정확히 슬롯 형성방향으로 이송시킬 것이 요구되나 이때 작업자에 의한 이송 방향이 틀어진 상태로 진행될 경우 웨이퍼가 슬롯에 지지됨으로써 수동척과의 사이가 틀어져 그에 따른 웨이퍼의 손상이 있게 되고, 또 수동척이 진공압을 이용하는 것일 때 이들 사이로 틈새가 형성되어 진공압 손실에 따른 웨이퍼의 이탈 및 그에 따른 웨이퍼에 작용하는 충격에 의해 파손이 발생되는 문제가 있다.
그리고, 상술한 웨이퍼의 이송 과정은 작업자에 의한 세심한 주위와 노동력이 요구될 뿐 아니라 그에 따른 작업 시간이 지연되는 문제가 있고, 이 과정에서 노출되는 웨이퍼는 외부의 각종 파티클 등에 의한 오염 가능성이 현저하게 높아지는 문제가 있다.
이러한 문제의 해결은 웨이퍼가 대구경화 되는 추세에 의해 더욱 그 중요성을 강조되고 있다.
본 발명의 목적은, 상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 카세트로부터의 웨이퍼 이송을 자동화하여 그 정확성을 높이고, 그에 따른 웨이퍼의 손상과 파손 및 오염을 방지하도록 하며, 웨이퍼의 대구경화에 대해서도 신속하고 용이하며 안전한 작업 진행과 작업시간과 노동력을 줄이도록 하는 반도체장치 제조설비의 웨이퍼 이송장치를 제공함에 있다.
도 1은, 종래의 웨이퍼 이송에 따른 구성 및 그 실시 관계를 개략적으로 나타낸 부분 절취 사시도이다.
도 2는, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ을 기준하여 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송장치의 구성 및 그 구성의 동작 관계를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는, 도 3의 설치 구성에 대한 일 예의 배치 상태를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시예의 배치 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 카세트 12: 슬롯
14: 수동척 16: 테이블
18: 가이드센서 20: 감지센서
22: 컨트롤러 24: 로봇
26: 척 28: 가이드부재
30: 구동축32: 회동부재
34: 하우징커버36: 로드락챔버
38: 트랜스퍼챔버40: 도어수단
42: 투명창44: 진공압 형성수단
46: 조작부48: 모니터
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치 제조설비의 웨이퍼 이송장치의 구성은, 적어도 하나 이상의 카세트를 정위치에 있도록 지지하는 테이블과; 위치되는 상기 카세트 상호간에 대하여 웨이퍼를 선택적으로 위치 이동시키는 로봇과; 상기 로봇의 구동을 제어하는 컨트롤러와; 상기 컨트롤러에 상기 로봇의 구동 제어신호를 인가하는 조작부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 카세트가 위치되는 부위를 포함하여 웨이퍼의 이송 영역을 커버 구획하는 하우징 커버와; 상기 하우징 커버 내·외측의 소정 위치에 상기 컨트롤러에 의해 상기 카세트가 위치되는 로드락챔버와 상기 로봇이 위치되는 트랜스퍼챔버로 기밀 유지토록 분리 구획하는 도어수단;이 더 구비될 수 있다.
그리고, 상기 하우징 커버의 구획된 내부에 연통 설치되어 상기 컨트롤러에의해 소정의 진공압을 선택적으로 제공하는 진공압 형성수단을 적어도 하나 이상 더 구비함이 효과적이다.
또한, 상기 하우징 커버의 소정 부위에 웨이퍼의 이송 과정 및 웨이퍼의 공정 상태를 확인할 수 있도록 하는 투명창을 형성토록 함이 바람직하다.
그리고, 상기 테이블의 소정 위치에는 상기 카세트의 정위치를 안내함과 동시에 그 위치됨을 감지하는 가이드센서와; 상기 카세트 상의 웨이퍼 위치를 감지하여 그 신호를 상기 컨트롤러에 인가하는 감지센서;를 더 구비한 구성으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 감지센서는 웨이퍼의 측부에 형성되는 코드를 식별하여 그 웨이퍼의 공정진행 데이터를 함께 감지하는 것을 사용함이 바람직하다.
그리고, 상기 감지센서에 의한 웨이퍼의 공정 진행 데이터를 작업자로 하여금 확인하기 용이하도록 하는 모니터링 수단을 더 구비함이 바람직하다.
한편, 상기 로봇은, 웨이퍼를 선택적으로 고정하는 척과; 상기 척을 위치되는 상기 카세트의 슬롯 형성방향으로 슬라이딩 구동토록 지지하는 가이드부재와; 상기 가이드부재를 상기 척의 슬라이딩 구동 방향에 대하여 회전 가능하도록 지지하는 회동부재와; 상기 회동부재를 웨이퍼의 배열 방향인 수직 승·하강 구동과 수평 이동 및 수평 회전 이동시키는 구동축;을 포함한 구성으로 이루어질 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송장치의 구성에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송장치의 구성과 이들 구성의동작 관계를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 설치 구성의 실시예를 개략적으로 나타낸 평면도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예의 배치 상태를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.
일반적으로 반도체장치로 제작되기까지의 여러 웨이퍼(W)는, 그 공정 수행을 위해 카세트(10)에 수용되어 이송되는 과정에서 작업자에 의한 공정 상태 확인이 요구되거나 또는 각각의 웨이퍼(W)가 각기 다른 공정으로 분리 이송이 요구되는 경우 그 목적에 따른 분리 작업이 요구된다.
이러한 경우에 있어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 요구되는 적어도 하나 이상의 카세트(10)를 위치시키기 위한 테이블(16)을 구성하고 있으며, 이 테이블(16) 상에는 카세트(10)가 정확히 위치되도록 안내함과 동시에 그 정위치된 상태를 지지하며 감지하는 가이드센서(18)가 설치된다.
또한, 테이블(16) 상에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 카세트(10)가 위치됨에 대응하여 웨이퍼(W) 배열 방향으로 슬라이딩 구동 가능하도록 감지센서(20)가 설치되고, 이 감지센서(20)의 슬라이딩 구동시 대향하는 웨이퍼(W)의 위치 상태와 웨이퍼(W) 상에 형성된 인식코드를 통해 공정진행 데이터를 확인하도록 구성된다.
이렇게 웨이퍼(W)의 위치 상태와 공정진행 데이터를 확인한 감지센서(20)는 그 신호를 연결된 컨트롤러(22)에 인가하게 된다.
한편, 테이블(16)로부터 이격된 소정 위치에는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 위치되는 카세트(10)의 슬롯(12) 형성 방향에 대향하여 선택적으로 위치되어 수용된 웨이퍼(W)를 로딩 및 언로딩 위치시키는 로봇(24)이 설치된다.
이러한 로봇(24)의 구성은, 웨이퍼(W)를 선택적으로 고정하기 위한 통상의 척(26)이 구비되고, 이 척(26)은 소정 길이를 갖는 가이드부재(28)에 지지되어 이 가이드부재(28)의 일측 길이 방향으로 신축 또는 슬라이딩 구동하도록 설치된다.
또한, 가이드부재(28)의 상대측 단부는, 카세트(10)로부터 이격된 위치에서 수용된 복수개 웨이퍼(W)의 배열 방향으로 설치된 구동축(30)에 수직하도록 지지되고, 이 구동축(30)과 가이드부재(28) 사이에는 척(26) 또는 척(26)을 포함한 가이드부재(28)를 가이드부재(28)의 길이 방향을 중심으로 하여 회전시키는 회동부재(32)가 구비된다.
그리고, 상술한 구동축(30)은, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 회전 가능하게 설치되어 척(26)과 가이드부재(28) 및 회동부재(32)를 선택적으로 회전 위치시킬 뿐 아니라 척(26)과 가이드부재(28) 및 회동부재(32)를, 도 5에 도시된 바와 같이, 수평 위치 이동시키도록 구성될 수도 있다.
한편, 카세트(10)가 위치되는 테이블(16) 외측 부위와 로봇(24)에 의한 웨이퍼(W)의 이송 영역을 포함한 그 외측 부위는, 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징커버(34)에 의해 커버되고, 이 하우징커버(34)에 의해 구획된 내·외측의 소정 위치에는 컨트롤러(22)에 의해 카세트(10)가 위치되는 로드락챔버(36)와 로봇(24)이 위치되는 트랜스퍼챔버(38)로 각각 기밀 유지토록 분리 구획하는 도어수단(40)이 구비된다.
또한, 하우징커버(34)의 측부 소정 위치에는, 로봇(24)에 의한 웨이퍼(W)의 이송 영역을 작업자로 하여금 확인할 수 있도록 하는 투명창(42)이 형성되며, 도어수단(40)에 의한 분리 구획된 각 공간은 컨트롤러(22)에 의해 제어되어 소정의 진공압을 선택적으로 제공하는 진공압 형성수단(44)과 연통 연결된다.
그리고, 하우징커버(34)의 외측 소정 위치에는, 작업자로 하여금 로봇(24)의 구동을 제어할 수 있도록 컨트롤러(22)에 그 제어 신호를 인가하는 조작부(46)가 형성되며, 또 상술한 감지센서(20)에 의해 감지된 웨이퍼(W)의 공정 진행 데이터를 작업자로 하여금 확인하기 용이하도록 하는 모니터(48)가 더 구비된다.
이러한 구성의 본 발명에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 생산라인과 로드락챔버(36) 사이에 도어수단(40)이 개방된 상태에서, 작업자 또는 별도의 카세트 이송수단(도면의 단순화를 위하여 생략함)은 작업이 요구되는 카세트(10)를 테이블(16) 상의 가이드센서(18)에 안내되도록 하여 안착 위치시키게 된다.
이때 가이드센서(18)는 카세트(10)가 정상적으로 위치되었는지를 감지하여 컨트롤러(22)에 그 신호를 인가하고, 정상적으로 위치된 경우 컨트롤러(22)는 생산라인과 연통하는 도어수단(40)을 차단토록 함과 동시에 감지센서(20)를 구동시켜 카세트(10)에 수용된 웨이퍼(W)의 위치 상태 및 공정 진행에 대한 데이터를 감지하도록 한다.
또한, 컨트롤러(22)는 상술한 일련의 과정을 구비된 모니터를 통해 작업자로 하여금 확인하기 용이하도록 모니터링 하도록 하며, 이어 도어수단(40)의 차단에의해 기밀이 유지되는 로드락챔버(36)의 내부를 연결된 진공압 형성수단(44)을 이용하여 소정의 진공압 상태를 형성하게 된다.
이렇게 로드락챔버(36)가 소정의 진공압 상태로 형성되면, 컨트롤러(22)는 로드락챔버(36)와 트랜스퍼챔버(38) 사이에 위치되는 도어수단(40)을 개방하게 되고, 작업자는 모니터링된 일련의 내용을 토대로 구비된 조작부(46)를 이용하여 로봇(24)의 제어신호를 컨트롤러(22)에 인가함으로써 작업을 수행하게 된다.
이때 웨이퍼(W)의 공정 상태 정상 유무를 확인하고자 할 경우 작업자는 로봇(24)으로 하여금 카세트(10)로부터 요구되는 웨이퍼(W)를 언로딩 위치시켜 하우징커버(34)의 투명창(42)이 형성된 부위에 위치시키고, 로봇(24)의 가이드부재(28)를 선택적으로 회전시키며 확인 작업을 수행하게 된다.
그리고, 이렇게 확인작업을 마친 웨이퍼(W)는 작업자의 조작에 의해 다시 카세트(10)에 로딩시키거나 또는 다른 카세트(10)로 옮겨 로딩 위치시키게 된다.
이후, 상술한 과정을 통해 웨이퍼(W)의 공정 상태 확인작업과 다른 카세트(10)로의 이송이 완료될 경우 작업자의 조작에 의해 컨트롤러(22)는 로드락챔버(36)와 트랜스퍼챔버(38) 사이의 도어수단(40)을 차단하고, 진공압 형성수단(44)을 이용한 로드락챔버(36) 내부에 질소가스를 주입하여 생산라인과 동일한 상압으로 형성한 후 생산라인과 연통하는 부위의 도어수단(40)을 개방하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 반도체장치 제조설비의 웨이퍼 이송장치 구성 중 도 3에 도시된 구성은, 카세트(10)에 수용된 웨이퍼(W)의 배열 방향이 테이블(16)에 대하여 수직한 상태를 기준하여 도시하였으나 이러한 기술 구성은, 도 5에 도시된 구성을 정면으로 하였을 때 웨이퍼(W)의 배열 방향이 테이블(16)과 나란하도록 수평하게 위치시키고, 로봇(24)의 구동축(30)을 그 상측에서 동일한 수평 상태로 회전 및 수평 위치 이동이 가능하게 형성함과 동시에 감지센서(20)의 구성은 테이블(16) 상에서 슬라이딩 구동 가능하게 형성할 수도 있는 것이다.
그리고, 트랜스퍼챔버(38)에 대한 로드락챔버(36)의 배치 관계는, 도 4에 도시된 바와 같이, 트랜스퍼챔버(38)를 중심으로 원주 방향으로 배치될 수 있고, 또는 도 5에 도시된 구성을 평면으로 한 경우에는 상호 나란하게 배치될 수 있는 것이다.
따라서, 본 발명에 의하면, 카세트로부터 웨이퍼를 인출하여 그 공정 상태를 확인하거나 이 웨이퍼를 다른 카세트에 이송토록 하는 과정이 로봇에 의해 자동적으로 이루어짐에 따라 그 정확성이 높고 신속하고 용이하게 이루어져 그에 다른 웨이퍼의 손상 및 파손이 방지될 뿐 아니라 안전한 이송으로 반도체장치 제조 수율이 향상되고, 작업시간의 단축과 노동력이 절감되는 등의 효과가 있다.
또한, 구비되는 하우징 커버와 도어수단 및 진공압 형성수단에 의해 웨이퍼의 이송 영역이 외부로부터 격리된 상태에서 작업이 이루어짐에 따라 웨이퍼의 오염 가능성이 줄고, 웨이퍼의 대구경화에 대하여 그 신뢰도가 향상되는 이점이 있다.
본 발명은 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (8)

  1. 적어도 하나 이상의 카세트를 정위치에 있도록 지지하는 테이블과; 위치되는 상기 카세트 상호간에 대하여 웨이퍼를 선택적으로 위치 이동시키는 로봇과; 상기 로봇의 구동을 제어하는 컨트롤러와; 상기 컨트롤러에 상기 로봇의 구동 제어신호를 인가하는 조작부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 반도체장치 제조설비의 웨이퍼 이송장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 카세트가 위치되는 부위를 포함하여 웨이퍼의 이송 영역을 커버 구획하는 하우징 커버와; 상기 하우징 커버 내·외측의 소정 위치에 상기 컨트롤러에 의해 상기 카세트가 위치되는 로드락챔버와 상기 로봇이 위치되는 트랜스퍼챔버로 기밀 유지토록 분리 구획하는 도어수단;이 더 구비됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 웨이퍼 이송장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하우징 커버의 구획된 내부에 연통 설치되어 상기 컨트롤러에 의해 소정의 진공압을 선택적으로 제공하는 진공압 형성수단이 적어도 하나 이상 더 구비됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 웨이퍼 이송장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 하우징 커버의 소정 부위에 웨이퍼의 이송 과정 및 웨이퍼의 공정 상태를 확인할 수 있도록 하는 투명창이 형성됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 웨이퍼 이송장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 테이블의 소정 위치에는 상기 카세트의 정위치를 안내함과 동시에 그 위치됨을 감지하는 가이드센서와; 상기 카세트 상의 웨이퍼 위치를 감지하여 그 신호를 상기 컨트롤러에 인가하는 감지센서;가 더 구비됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 웨이퍼 이송장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 감지센서는 웨이퍼의 측부에 형성되는 코드를 식별하여 그 웨이퍼의 공정진행 데이터를 함께 감지하는 것임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 웨이퍼 이송장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 감지센서에 의한 웨이퍼의 공정 진행 데이터를 작업자로 하여금 확인하기 용이하도록 하는 모니터링 수단이 더 구비됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 웨이퍼 이송장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇은, 웨이퍼를 선택적으로 고정하는 척과; 상기 척을 위치되는 상기 카세트의 슬롯 형성방향으로 슬라이딩 구동토록 지지하는 가이드부재와; 상기 가이드부재를 상기 척의 슬라이딩 구동 방향에 대하여 회전 가능하도록 지지하는 회동부재와; 상기 회동부재를 웨이퍼의 배열 방향인 수직 승·하강 구동과 수평 이동 및 수평 회전이동시키는 구동축;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 웨이퍼 이송장치.
KR1020000066348A 2000-11-09 2000-11-09 반도체장치 제조설비의 웨이퍼 이송장치 KR20020036253A (ko)

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CN117352438A (zh) * 2023-12-04 2024-01-05 北京锐洁机器人科技有限公司 一种多尺寸晶圆装载平台
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