KR20030062491A - 웨이퍼 이송장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카세트 또는 소정 위치와 공정이 수행되는 챔버 사이로 웨이퍼를 이송 위치시키도록 함에 있어서, 웨이퍼를 안정적으로 위치 이송토록 하는 웨이퍼 이송장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 이에 대한 특징적인 구성은, 척 플레이트의 외측 부위를 이격되게 감싸는 원호 형상으로 리프트수단의 구동에 따라 승·하강 위치되는 리프트척과; 상기 리프트척의 상면에 복수개가 소정 간격으로 배치되어 상기 리프트척의 승·하강 위치에 따라 위치되는 웨이퍼의 저면을 받쳐 지지하게 되는 지지핀과; 상기 리프트척의 외측 가장자리를 따라 내측 방향으로 절개된 형상을 이루며 복수개가 소정 간격으로 배치되는 안내홈 및 상기 리프트척의 외측 소정 부위에 이격되게 감싸는 원호 형상을 이루며 로봇수단에 의해 이송 위치되고, 상기 안내홈에 대향하여 지지대가 연장되게 구비되는 로봇척을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. 이러한 구성에 따르면, 웨이퍼의 공정 수행 전후에 대하여 웨이퍼를 안정적으로 지지하여 이송 위치시키게 됨으로써 웨이퍼의 손상 및 파손을 방지하게 되고, 이를 통해 제조되는 반도체장치 제조수율과 작업성이 보다 향상되는 효과가 있게 된다.

Description

웨이퍼 이송장치 및 그 방법{wafer conduction robot equipment and method there of}

본 발명은 웨이퍼 이송장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카세트 또는 소정 위치와 공정이 수행되는 챔버 사이로 웨이퍼를 이송 위치시키도록 함에 있어서, 웨이퍼를 안정적으로 위치 이송토록 하는 웨이퍼 이송장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체소자는 웨이퍼 상에 사진, 식각, 확산, 금속증착 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행함으로써 이루어지고, 이렇게 반도체소자로 형성되기까지의 웨이퍼는 각 공정간 또는 각 공정을 수행하는 공정설비 내부에서 요구되는 위치간에 위치 이송이 있게 된다.

이러한 웨이퍼의 이송 관계에 있어서, 통상 동일한 공정을 수행하기 위한 복수개의 웨이퍼는, 소정 단위 개수로 카세트에 수용되어 소정 공정을 수행하는 제조설비로 이송되고, 이들 각 제조설비에는 투입된 웨이퍼를 카세트로부터 인출하여 공정 수행위치로 또는 공정 수행위치에서 카세트 또는 다른 소정 위치로 이송시키는 이송장치가 구비된다.

상술한 이송장치의 구성은 여러 형태의 것이 있으나 여기서는 공정챔버 내에서의 공정 수행 전후에 따른 웨이퍼 이송 관계의 웨이퍼 이송장치에 대하여 설명하기로 한다.

이러한 웨이퍼 이송장치의 관련 구성을 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 일측에 웨이퍼(W)의 투입 및 인출이 가능하도록 개폐되는 도어부(D)가 형성되어 밀폐된 분위기에서 공정 분위기를 형성하는 챔버(C)가 있고, 이 챔버(C)의 외측으로부터 상술한 도어부(D)의 개방에 대응하여 공정을 목적으로 하는 웨이퍼(W)가 로봇(R)에 지지되는 상태로 챔버(C) 내부로 투입 위치된다.

이렇게 투입 위치되는 웨이퍼(W)는 챔버(C) 내부에 구비된 척 플레이트(P)의 상측에 이격된 상태로 있게 되고, 이에 대하여 척 플레이트(P) 상에 구비된 리프트핀(L)이 관통하여 승강 구동함에 따라 그 상측 단부가 위치되는 웨이퍼(W)의 저면을 받쳐 지지하며 로봇(R)의 상측으로 이격 위치시키게 됨에 따라 로봇(R)을 자유로운 상태로 있게 한다.

이후 로봇(R)이 챔버(C) 외부로 이격 위치되면 도어부(D)는 차단되어 챔버(C) 내부를 밀폐된 분위기로 형성하게 되고, 이어 상술한 리프트핀(L)은 하강하여 그 하측에 대향 위치된 척 플레이트(P) 상면에 웨이퍼(W)를 안착 위치시키게 된다.

이 과정에서 척 플레이트(P)에 대한 웨이퍼(W)가 정확하게 설정된 범위의 위치에 있도록 하기 위하여 리프트핀(L)에 지지되어 하강하는 웨이퍼(W)의 가장자리 부위를 안내토록 하는 가이드(G)가 구비되며, 이를 통해 웨이퍼(W)가 아착 위치되면 챔버(C) 내부는 소정의 공정 분위기를 형성하여 공정을 수행하게 된다.

상술한 과정을 통해 공정으 마치게 되면, 리프트핀(L)은 승강 구동하여 웨이퍼(W)를 척 플레이트(P)의 이격된 상측에 있도록 위치시키게 되고, 이어 도어부(D)의 개방에 따라 다시 투입되는 로봇(R)은 위치된 웨이퍼(W)의 하측에 대향하여 위치된 상태로 있게 된다.

이후 리프트핀(L)이 다시 하강하게 되면 웨이퍼(W)는 위치된 로봇(R)에 인계되어 지지되는 상태를 이루게 되고, 이에 따라 로봇(R)은 공정을 마친 웨이퍼(W)를 다른 소정의 위치로 이송하게 된다.

그러나, 이러한 관계 구성에서 보는 바와 같이, 챔버 내에서 웨이퍼를 척 플레이트 상에 안착시키도록 하거나 또는 척 플레이트로부터 로봇으로 인계 이송하기 위한 구성에 있어서, 그 중계의 역할을 담당하는 리프트핀의 구성은 척 플레이트를 관통하여 승·하강 구동하게 설치됨으로써 척 플레이트와 리프트핀의 구동에 따른 설치 구성이 복잡하게 될 뿐 아니라 상호간의 간섭을 배제하기 위한 설계로 충분한 기능을 구현토록 하기 어려우며, 또 이에 대하여 어느 하나 구성의 이상이 있을 경우 그 분해 및 복원작업 따른 많은 시간과 노동력이 요구되게 된다.

또한, 상술한 리프트핀은 웨이퍼의 저면에 대하여 단부 부위가 접촉 지지하는 구성으로 이루어져 있으나 그 인계 과정 등에서 미소한 진동이나 접촉에 따른 슬라이딩 현상이 있을 경우 위치되는 웨이퍼는 설정된 범위 이상으로 위치되어 지지하는 구성으로부터 떨어져 손상 또는 파손되는 경우가 있게 되고, 이것은 제조되는 반도체장치 제조수율과 작업성을 저하시키는 결과를 초래하게 된다.

본 발명의 목적은, 상술한 종래 기술에 따른 문제를 해결하기 위한 것으로서, 공정 수행을 전후하여 웨이퍼의 이송에 관계하는 구성과 공정에 관계하는 구성을 구분하여 설치토록 하고, 동시에 웨이퍼를 안정적으로 이송 위치토록 하는 웨이퍼 이송장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래의 웨이퍼 이송에 관계하는 구성 및 이들 구성의 작동 관계를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송장치의 구성 및 이들 구성에 따른 작동 관계를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 로봇척과 리프트척을 포함한 구성의 배치 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

도 4는 도 3의 구성에 따른 변형 실시 구성을 개략적으로 나타낸 평면도이다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시 구성 및 이들 구서의 작동 관계를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 챔버 12: 도어부

14: 척 플레이트 16: 로봇척

18: 리프트수단 20, 30: 리프트척

22, 32: 지지핀 24, 34: 지지대

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 이송장치의 구성은, 척 플레이트의 외측 부위를 이격되게 감싸는 원호 형상으로 리프트수단의 구동에 따라 승·하강 위치되는 리프트척과; 상기 리프트척의 상면에 복수개가 소정 간격으로 배치되어 상기 리프트척의 승·하강 위치에 따라 위치되는 웨이퍼의 저면을 받쳐 지지하게 되는 지지핀과; 상기 리프트척의 외측 가장자리를 따라 내측 방향으로 절개된 형상을 이루며 복수개가 소정 간격으로 배치되는 안내홈 및 상기 리프트척의 외측 소정 부위에 이격되게 감싸는 원호 형상을 이루며 로봇수단에 의해 이송 위치되고, 상기 안내홈에 대향하여 지지대가 연장되게 구비되는 로봇척을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지대는 상기 척 플레이트의 중심 방향으로 소정 길이 연장 형성되고, 상기 안내홈은 상기 지지대의 연장된 길이에 간섭되지 않는 한도 내의 깊이로 형성토록 함이 바람직하다.

그리고, 상기 지지핀의 돌출 길이는 상기 리프트척의 상면이 상기 지지대를포함한 로봇척의 저면에 간섭되지 않는 높이에서 지지되는 웨이퍼를 상기 지지대를 포함한 로봇척 상면에 간섭되지 않는 상측에 위치되도록 형성함이 바람직하다.

한편, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 이송 방법은, 웨이퍼가 안착되는 척 플레이트의 외측 부위를 감싸는 형상으로 인가되는 제어신호에 따라 구동하는 리프트수단에 의해 승·하강 위치되며 상면에 웨이퍼의 저면 가장자리 부위를 지지토록 대응 위치되는 복수 지지핀을 갖는 리프트척과, 상기 리프트척의 외측 부위를 감싸는 형상으로 인가되는 제어신호에 따라 구동하는 로봇수단에 의해 챔버의 내·외측으로 이동 위치되는 과정에서 내측 부위에 구비되는 복수의 지지대가 상기 지지핀의 배치와 간섭되지 않는 한도 내에서 그 내측 방향으로 연장형성된 로봇척을 포함하여 구성하고, 웨이퍼를 상기 로봇척의 지지대에 얹힌 상태로 챔버 내부에 투입 위치시키는 단계; 상기 리프트척의 상면이 위치되는 상기 지지대를 포함한 로봇척의 하부에 접촉되지 않는 상태로 상기 지지핀으로 하여금 웨이퍼를 상기 로봇척 상측의 이격된 위치로 승강 위치토록 하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송장치 및 그 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송장치의 구성 및 이들 구성에 따른 작동 관계를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 로봇척과 리프트척을 포함한 구성의 배치 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 3의 구성에 따른 변형 실시 구성을 개략적으로 나타낸 평면도이며, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시 구성 및 이들 구서의 작동 관계를 개략적으로 나타낸 단면도로서, 종래와 동일한 부분에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 웨이퍼 이송장치의 관계 구성은, 도 2에 도시된 바와 같이, 소정 공간 크기로 구획하는 챔버(10)가 있고, 이 챔버(10)의 일측에는 웨이퍼(W)의 투입 및 인출이 있도록 선택적으로 개폐되는 도어부(12)가 형성되며, 챔버(10)의 내부에는 웨이퍼(W)를 안착 위치시키도록 하는 척 플레이트(14)가 구비된다.

또한, 상술한 척 플레이트(14) 주위의 소정 위치에는 콘트롤러(도면의 다순화를 위하여 생략함)로부터 인가되는 제어신호에 따라 승·하강 구동하는 리프트수단(18)이 설치되고, 이 리프트수단(18)의 상부에는 상술한 척 플레이트(14)의 외측 소정 부위를 감싸는 원호 형상으로 리프트수단(18)의 구동에 따라 승·하강 위치되는 리프트척(20)이 고정 설치된다.

그리고, 상술한 리프트척(20)의 상면에는 리프트척(20)의 승·하강 위치에 따라 웨이퍼(W)의 저면에 대하여 접촉하여 받쳐 지지하게 되는 복수개의 지지핀(22)이 소정 간격으로 배치되고, 또 리프트척(20)의 외측 가장자리 부위에는 그 내측으로 소정 깊이의 절개된 형상을 이루는 복수개의 안내홈(26)이 소정 간격을 이루며 형성된다.

한편, 상술한 챔버(10)의 도어부(12)를 통해 웨이퍼(W)를 투입 또는 인출토록 하는 로봇척(16)의 구성은, 콘트롤러로부터 인가되는 제어신호에 따라 구동하는 로봇수단(도면의 단순화를 위하여 생략함)에 일측이 고정되고, 타측 부위는 상술한 리프트척(20)의 외측의 소정 부위를 감싸는 원호 형상으로 형성된다.

이러한 로봇척(16)의 내측 부위에는 상술한 안내홈(26)에 각각 대응하여 안내홈(26)의 깊이 방향으로 연장된 형상의 지지대(24)가 구비되며, 이 지지대(24)의 설치 위치는 로봇수단의 구동에 따른 로봇척(16)의 이송 방향에 대하여 상술한 지지핀(22)의 위치와 간섭되지 않는 위치에 있게 된다.

이때 상술한 지지대(24)는 위치되는 척 플레이트(14)의 중심 방향으로 향하여 소정 길이 연장 형성되어 상술한 안내홈(26)의 내벽에 근접하는 수준까지 이르게 되고, 이에 대하여 상술한 안내홈(26)의 깊이는 안내홈(26)의 양측으로 연장되는 리프트척(20)의 형상이 변형되지 않을 정도의 내구성을 갖는 한도 내에서 형성된다.

이러한 구성에 따르면, 챔버의 도어부(12)가 개방된 상태에서 공정 수행을 목적으로 하는 웨이퍼(W)는 로봇수단의 구동에 의해 위치되는 로봇척(16)의 지지대(24)에 지지되어 챔버(10) 내부로 투입 위치된다.

이에 대응하여 상술한 리프트수단(18)은 승강 구동하게 되고, 이때 리프트척(20) 상에 구비되는 복수의 지지핀(22)은 웨이퍼(W)의 저면을 받쳐 지지하게 되며 계속적으로 웨이퍼(W)를 로봇척(16)으로부터 상측에 있도록 위치시킴으로써 인계 받게 된다.

이후 로봇척(16)이 챔버(10) 외측으로 이격 위치되면 도어부(12)는 챔버(10) 내부를 밀폐된 분위기로 형성하게 되고, 상술한 리프트수단(18)은 웨이퍼(W)가 척 플레이트에 안착되도록 하강 구동하게 된다.

이러한 관계에 있어서, 상술한 지지대(24)의 위치 관계는 웨이퍼(W)의 인계과정에서 지지핀(22)의 위치와 로봇척(16)의 이동 방향에 대하여 상호 간섭되지 않는 범위에 있도록 함과 동시에 웨이퍼(W)의 슬라이딩 위치 이동의 가능성에 대하여 충분한 길이로 연장되게 형성된다.

이후 공정을 마치게 되면, 상술한 과정의 역순에 의해 공정을 마친 웨이퍼(W)를 요구되는 소정 위치로 이송 위치시키게 된다.

한편, 도 4와 도 5에 도시된 구성은, 지지대(34)의 길이를 보다 연장되게 형성한 것으로써 이에 따르면, 지지대(34)의 연장된 길이에 대응하여 승·하강 위치되는 리프트척(30) 관계 구성이 상호 간섭되지 않도록 하기 위한 것으로서, 상술한 지지핀(32)의 길이를 그 상측으로 보다 연장되게 하고, 그 배치를 로봇척(16)의 이송 방향에 대한 지지대(34)와의 간섭됨이 없도록 하여 이루어진다.

이러한 구성에 의하면 상술한 콘트롤러는 리프트수단(18)의 승강 위치 즉 리프트척(30)의 상면 위치가 위치되는 지지대(34)를 포함한 로봇척(16)의 하측에 이격된 상태의 위치에 있도록 제어하고, 이러한 상태에서 상술한 로봇척(16)이 위치되면 웨이퍼(W)의 저면은 위치되는 로봇척(16)의 상측으로 이격된 위치에 있게 된다.

따라서 상술한 지지대(34)는 지지핀(32)의 배치와 로봇척(16)의 이송 방향에 대한 간섭되지 않는 한도 내에서 충분한 길이로 연장되어 웨이퍼(W)의 저면을 지지하게 됨으로써 웨이퍼(W)의 안정적인 이송을 도모할 수 있게 된다.

또한, 리프트수단(18)과 리프트척(30)을 포함한 구성은 상술한 척 플레이트(14)와 별도의 구성으로 형성됨으로써 그 설치 및 분해 조립이 용이하게되고, 각각의 특징적 기능을 집중되게 형성할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 웨이퍼의 공정 수행 전후에 대하여 웨이퍼를 안정적으로 지지하여 이송 위치시키게 됨으로써 웨이퍼의 손상 및 파손을 방지하게 되고, 이를 통해 제조되는 반도체장치 제조수율과 작업성이 보다 향상되는 효과가 있게 된다.

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 (4)

1. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 이송장치의 구성은, 척 플레이트의 외측 부위를 이격되게 감싸는 원호 형상으로 리프트수단의 구동에 따라 승·하강 위치되는 리프트척과; 상기 리프트척의 상면에 복수개가 소정 간격으로 배치되어 상기 리프트척의 승·하강 위치에 따라 위치되는 웨이퍼의 저면을 받쳐 지지하게 되는 지지핀과; 상기 리프트척의 외측 가장자리를 따라 내측 방향으로 절개된 형상을 이루며 복수개가 소정 간격으로 배치되는 안내홈 및 상기 리프트척의 외측 소정 부위에 이격되게 감싸는 원호 형상을 이루며 로봇수단에 의해 이송 위치되고, 상기 안내홈에 대향하여 지지대가 연장되게 구비되는 로봇척을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 웨이퍼 이송장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 지지대는 상기 척 플레이트의 중심 방향으로 소정 길이 연장 형성되고, 상기 안내홈은 상기 지지대의 연장된 길이에 간섭되지 않는 한도 내의 깊이로 형성됨을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 이송장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 지지핀의 돌출 길이는 상기 리프트척의 상면이 상기 지지대를 포함한 로봇척의 저면에 간섭되지 않는 높이에서 지지되는 웨이퍼를 상기 지지대를 포함한 로봇척 상면에 간섭되지 않는 상측에 위치되도록 형성됨을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 이송장치.
4. 웨이퍼가 안착되는 척 플레이트의 외측 부위를 감싸는 형상으로 인가되는 제어신호에 따라 구동하는 리프트수단에 의해 승·하강 위치되며 상면에 웨이퍼의 저면 가장자리 부위를 지지토록 대응 위치되는 복수 지지핀을 갖는 리프트척과, 상기 리프트척의 외측 부위를 감싸는 형상으로 인가되는 제어신호에 따라 구동하는 로봇수단에 의해 챔버의 내·외측으로 이동 위치되는 과정에서 내측 부위에 구비되는 복수의 지지대가 상기 지지핀의 배치와 간섭되지 않는 한도 내에서 그 내측 방향으로 연장형성된 로봇척을 포함하여 구성하고,

   웨이퍼를 상기 로봇척의 지지대에 얹힌 상태로 챔버 내부에 투입 위치시키는 단계;

   상기 리프트척의 상면이 위치되는 상기 지지대를 포함한 로봇척의 하부에 접촉되지 않는 상태로 상기 지지핀으로 하여금 웨이퍼를 상기 로봇척 상측의 이격된 위치로 승강 위치토록 하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 웨이퍼 이송방법.