KR200334727Y1 - 반도체제조용웨이퍼핸들링장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 제조용 웨이퍼의 핸들링 장치에 관한 것으로서, 웨이퍼 핸들링용 흡착유니트의 구조를 개선하여 웨이퍼의 흡착 및 탈거시 압력변화에 따른 웨이퍼의 튕김 현상을 방지함으로써 상기 웨이퍼의 면상에 이물질의 묻음을 최소화 할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 고안은 반도체 웨이퍼를 핸들링하기 위해 일단이 로봇(20)에 연결되고 그 내부는 진공력을 전달하도록 진공유로(31)가 형성된 흡착유니트(300)와, 상기 진공유로상에 형성되어 상기 진공유로를 통해 전달된 진공력으로 웨이퍼를 흡착하는 진공구멍(33)을 구비하여서 된 것에 있어서, 상기 진공유로를 복수개로 구비하고, 상기 각 진공유로(311)(312)(313)의 입구측에는 상기 각 진공유로를 선택적으로 차단할 수 있도록 유로차단수단을 구비하여 흡착유니트(300)에 웨이퍼(10)의 흡착시나 탈거시 상기 각 진공유로로 전달되는 진공력을 순차적으로 전달 혹은 차단함으로써 순간적인 압력변화를 감소시킴에 따라 웨이퍼의 튕김을 방지하도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 웨이퍼 핸들링 장치이다.

Description

반도체 제조용 웨이퍼 핸들링 장치{device for handling wafer in fabrication of semiconductor}

본 고안은 웨이퍼용 핸들링 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 카세트와 챔버간에 웨이퍼를 이송하기 위해 로봇에 연결된 웨이퍼 흡착 유니트에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자 제조에 사용되는 웨이퍼(10)는 가공시 여러 공정을 거치게 되는데, 이 때마다 로봇(20)에 연결된 각 웨이퍼 흡착 유니트(이하, “흡착유니트”라 한다)(30)가 웨이퍼(10)를 흡착한 후 이 상태로써 상기 로봇에 의해 각 공정으로 이송되고 있는데, 이 중 카세트(도시는 생략함) 내에 위치되어져 있는 웨이퍼(10)를 가공하기 위해 챔버(도시는 생략함)내로 옮기는 역할도 역시 상기 흡착유니트가 구비된 로봇(20)에 의해 이루어진다.

이와 같이 반도체를 핸들링하기 위해 사용되는 핸들링 장치를 도 1을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 핸들링 장치를 구성하는 로봇(20)에는 다수의 흡착유니트(30)가 설치되는데, 이 때, 상기 흡착유니트의 일측면에는 그 내부에 형성된 진공유로(31)로 진공력을 전달할 수 있도록 진공 호스 연결부(32)가 설치되어 있고, 상기 흡착유니트의 상부면 일측 끝부분에는 상기 진공유로의 끝단과 연통되어 웨이퍼(10)를 흡착하도록 진공력을 전달하는 진공구멍(33)이 형성되어 있다.

상기와 같은 진공구멍(33)은 그 구성에 따라 하나 혹은 다수개로 이루어져 있게 되는데, 이 중 일반적으로 사용되는 3개의 진공구멍이 형성된 흡착유니트의작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 웨이퍼(10)를 가공하기 위해 콘트롤러(도시는 생략함)는 로봇(20)을 제어하여 흡착유니트를 카세트(도시는 생략함)내에 위치된 웨이퍼(10)측으로 이동시키게 되고, 이와 같이 이동된 흡착유니트(30)는 상기 콘트롤러의 계속적인 제어에 의해 그 진공구멍(33)이 형성된측 면이 웨이퍼(10)의 뒷면 즉, 회로가 인쇄된 면의 반대측 면과 접촉하게 된다.

이와 같은 상태에서 상기 콘트롤러의 제어에 의해 진공 호스 연결부(32)를 통해 진공력을 발생시키게 되면, 흡착유니트(30)를 구성하는 진공유로(31) 내에는 상기와 같은 진공력이 전달되고, 이와 같이 전달된 진공력은 상기 진공유로를 따라 유동하면서 흡착유니트(30)의 진공구멍(33)을 통해 웨이퍼(10)를 흡착하게 된다.

이 때, 상기 흡착유니트의 진공유로상(31)에는 3개의 진공구멍(33)이 형성되어 있음에 따라 상기 흡착유니트에 흡착된 웨이퍼(10)는 더욱 안정적인 상태를 유지할 수 있게 됨은 이해 가능하다.

이와 같은 웨이퍼(10)의 흡착 과정이 완료되었음을 도시하지 않은 센싱수단에 의해 콘트롤러(도시는 생략함)가 파악하게 되면 상기 콘트롤러는 웨이퍼(10)를 흡착하고 있는 흡착유니트(30)를 웨이퍼 공정을 위한 챔버(도시는 생략함)내로 이송하도록 로봇(20)을 제어함으로써 이송이 완료된다.

한편, 상기와 같은 제어에 의해 웨이퍼(10)를 이송 대상위치에 위치시킨후에는 다시 상기 웨이퍼를 흡착하고 있는 진공력을 해제하게 되는데, 이 때에는 상기 콘트롤러의 제어에 의해 진공유로(31)를 차단시킴에 따라 결국 상기 웨이퍼를 흡착하고 있는 진공력이 해제되어 상기 웨이퍼는 흡착유니트로(30) 부터 탈거된다.

이와 같은 각 작용이 이루어진 후에는 상기 콘트롤러의 제어를 받는 로봇(20)이 상기 흡착유니트를 원위치 시킴에 따라 제반 과정이 완료된다.

하지만, 종래 전술한 바와 같이 웨이퍼를 흡착하고 탈거하는 흡착유니트는 상기와 같은 웨이퍼의 흡착시 순간적인 진공력을 발생에 따라 갑작스런 공기압의 압력변화에 따른 웨이퍼의 튕김 현상이 발생하게 되었고, 또한, 웨이퍼의 탈거시에도 순간적인 진공력의 해제에 따라 웨이퍼의 흡착시와 동일한 문제점이 발생하였다.

이와 같은 웨이퍼의 튕김 현상에 의해 상기 흡착유니트에 묻어있는 이물질이 챔버내에 퍼질 수 있고, 또한 이렇게 퍼진 먼지 등의 이물질은 웨이퍼의 가공시 상기 웨이퍼의 가공면에 묻어나게 되어 결국 상기 웨이퍼의 불량을 일으킬 수 있게된 원인이 되었다.

본 고안은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 웨이퍼 핸들링용 흡착유니트의 구조를 개선하여 웨이퍼의 흡착 및 탈거시 압력변화에 따른 웨이퍼의 튕김 현상을 방지함으로써 상기 웨이퍼의 면상에 이물질의 묻음을 최소화 할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 형태에 따르면, 반도체 웨이퍼를 핸들링하기 위해 일단이 로봇에 연결되고 그 내부는 진공력을 전달하도록 진공유로가 형성된 흡착유니트와, 상기 진공유로상에 형성되어 상기 진공유로를 통해 전달된진공력으로 웨이퍼를 흡착하는 진공구멍을 구비하여서 된 것에 있어서, 상기 진공유로를 복수개로 구비하고, 상기 각 진공유로의 입구측에는 상기 각 진공유로를 선택적으로 차단할 수 있도록 유로차단수단을 구비하여 흡착유니트에 웨이퍼의 흡착시나 탈거시 상기 각 진공유로로 전달되는 진공력을 순차적으로 전달 혹은 차단함으로써 순간적인 압력변화를 감소시킴에 따라 웨이퍼의 튕김을 방지하도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 웨이퍼 핸들링 장치가 제공된다.

도 1은 종래 웨이퍼용 핸들링 장치를 나타낸 분해 사시도

도 2는 종래 웨이퍼용 핸들링 장치의 흡착유니트를 나타낸 사시도

도 3은 종래 웨이퍼용 핸들링 장치의 흡착유니트를 나타낸 평면도

도 4는 본 고안에 따른 웨이퍼용 핸들링 장치의 흡착유니트를 나타낸 사시도

도 5는 본 고안에 따른 반도체 웨이퍼용 핸들링 장치의 흡착유니트를 나타낸 평면도

도 6은 본 고안에 따른 각 진공구멍의 다른 실시예를 나타낸 평면도

도 7은 본 고안에 따른 각 흡착유니트의 다른 실시예를 나타낸 평면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

300,400,500. 흡착유니트 311,411,511. 제1진공유로

312,412,512. 제2진공유로 313,413,513. 제3진공유로

321,421,521. 제1차단밸브 322,422,522. 제2차단밸브

323,423,523. 제3차단밸브 331,431,531. 제1진공구멍

332,432,532. 제2진공구멍 333,433,533. 제3진공구멍

이하, 본 고안의 설명을 일 실시예로 첨부한 도 4 및 도 5를 참조로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 고안에 따른 웨이퍼용 핸들링 장치의 흡착유니트를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 고안에 따른 웨이퍼용 핸들링 장치의 흡착유니트를 나타낸 평면도로서, 본 고안은 흡착유니트(300)로 진공력을 전달하는 진공유로(310)를 복수개 형성하고, 상기 각 진공유로의 입구측에는 상기 각 진공유로를 선택적으로 차단할 수 있도록 차단밸브(321)(322)(323)를 설치한다.

이 때, 상기 각 차단밸브는 콘트롤러(도시는 생략함)에 의해 각각 제어를 받을 수 있도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용에 대하여 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선, 콘트롤러(도시는 생략함)의 제어에 의해 로봇(20)을 구성하는 흡착유니트(300)는 카세트(도시는 생략함)내에 위치된 웨이퍼(10)측으로 이동하게 된다.

이와 같은 상태에서 상기 콘트롤러는 진공력을 상기 흡착유니트의 각 진공유로(310)로 전달하게 되는데, 이러한 과정에서 상기 콘트롤러는 상기 각 진공유로에 설치된 각 차단밸브(321)(322)(323)가 순차적으로 개방될 수 있도록 제어하게 된다.

이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 4와 같이 흡착유니트(300)에 형성된 진공유로(310)를 도면상 좌측에서 부터 제1진공유로(311), 제2진공유로(312), 제3진공유로(313)라 한다면, 상기 제1진공유로(311)를 개폐하는 제1차단밸브(321)가 먼저 개방되고, 다음 제2진공유로(312)를 개폐하는 제2차단밸브(322)가 개방되며, 마지막으로 제3진공유로(313)를 개폐하는 제3차단밸브(323)가 개방됨에 따라 결국 웨이퍼(10)는 흡착유니트(300)에 완전히 흡착된다.

이 때, 상기와 같이 분산된 각 진공유로(311)(312)(313) 개개로는 종래 단일의 진공유로에 의해 웨이퍼(10)를 흡착시키는 힘 보다 그 힘(웨이퍼(10)를 흡착하는 진공력)이 약하게 됨에 따라 전술한 바와 같이 각 진공유로(311)(312)(313)가 웨이퍼(10)를 순차적으로 흡착할 때에는 그 흡착이 부드럽게 이루어질 수 있게 되어 상기 웨이퍼의 튕김 현상이 최소화 될 수 있게 되는 것이다.

상기에서 각 진공유로에 작용되는 웨이퍼 흡착력은 비록 종래 단일의 진공유로를 통해 유입되는 웨이퍼 흡착력보다는 작지만, 그 전체적인 진공력을 감안한다면 종래 웨이퍼 흡착력과 본 고안에 따른 웨이퍼 흡착력은 변함이 없이 동일함에 따라 웨이퍼의 이송에 따른 상기 웨이퍼의 흔들림은 종래와 동일하게 방지될 수 있음은 이해 가능하다.

또한, 상기한 내용중 각 진공유로(311)(312)(313)를 선택적으로 개폐하는 각 차단밸브(321)(322)(323)의 동작순서는 상기와 같이 행하지 않더라도 상관은 없으나 일반적으로 각 진공구멍(331)(332)(333)중 웨이퍼(10)의 중앙에 위치하게 되는 제2진공구멍(332)으로 흡입력을 먼저 전달하는 것이 가장 안정적으로 웨이퍼의 흡착작용을 행할 수 있게 된다.

결국, 상기와 같이 흡착유니트(300)에 흡착된 웨이퍼(10)는 계속적인 콘트롤러(도시는 생략함)의 제어를 받게되는 로봇(20)에 의해 챔버(도시는 생략함)내로 이동된 후 다시 상기 웨이퍼에 가해지는 진공력을 제거함으로써 상기 웨이퍼를 원하는 위치에 놓게 되는데, 이와 같이 진공력이 제거되는 과정은 전술한 웨이퍼 흡착시 진공력을 전달하는 과정의 역순으로써 행하게 되므로 이는 쉽게 이해 가능함에 따라 그 상세한 설명은 생략한다.

한편, 전술한 바와 같이 구성된 각 부분 중 각 진공구멍의 직경을 각각 다르게 형성함으로써 흡착유니트로의 웨이퍼 흡착 혹은 탈거시 순간적인 진공력 전달에 따른 압력의 변화를 감소시킬 수 있는데, 그 일예로써 도시한 도 6과 같이 흡착유니트(400)를 구성하는 각 진공유로(411)(412)(413)에 형성된 각 진공구멍(431)(432)(433)중 중앙에 위치된 제3진공구멍(433)이 타측 부분에 위치된 진공구(431)(432)멍의 직경보다 크게 형성한 것이다.

이는 기 전술한 각 차단밸브에 따른 순차적인 흡입력의 전달시 비교적 작은 직경을 이루고 있는 제1진공구멍(431) 및 제2진공구멍(432)을 통해 순차적으로 웨이퍼가 흡착된 후 상기 제1,2진공구멍보다 큰 직경을 지닌 제3진공구멍(433)을 통해 웨이퍼(10)가 흡착됨에 따라 그 흡입력의 전달이 점차적으로 크게 이루어지게 되어 결국 압력변화가 최소화 될 수 있기 때문이다.

반면, 웨이퍼(10)의 탈착시에는 제3진공구멍(433)을 통해 전달되는 진공력이 먼저 제거되는데, 이 때에는 웨이퍼의 타측 부분(도면상 전방 및 후방)에 위치되어 있는 제1,2진공구멍(431)(432)이 상기 웨이퍼를 여전히 흡착하고 있는 상태임에 따라 압력변화가 거의 발생하지 않으며, 이에 따라 웨이퍼의 튕김 현상이 원활히 방지될 수 있음은 이해 가능하다.

또한, 제1진공구멍(431)을 통해 마지막으로 진공력이 제거될 때에는 상기 제1진공구멍의 직경이 비교적 작기 때문에 이 역시 압력변화가 극히 작게 이루어질 수 있게 되어 결국 전술한 바와 같이 웨이퍼의 튕김 현상이 방지될 수 있게 된다.

한편, 전술한 바와 같이 흡착유니트(300)를 구성하는 진공유로를 본 고안과 같이 복수개로 분할함에 따라 그 배열 역시 원하는 대로 조절할 수 있게 되었다.

즉, 전술한 각 진공구멍(331)(332)(333)이 일열로 형성된 구조 이외에도 다른 구조로써 배열할 수 있게 된 것이다.

이에 대한 간단한 실시예를 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 7과 같이 3개(혹은 그 이상 및 이하로 구성하여도 상관은 없다)의 진공유로(510)를 흡착유니트(500)의 형성방향(길이방향)을 따라 서로 수평한 상태로써 구성한다.

이 때, 상기 각 진공유로중 중앙부분에 위치되는 제2진공유로(512)는 타측에위치된 제1 및 제3진공유로(511)(513)보다 길게 형성되어 있고, 상기와 같이 형성된 각 진공유로(511)(512)(513)의 끝단에는 진공구멍(531)(532)(533)이 각각 형성되어 있으며, 상기 각 진공유로의 입구측에는 차단밸브(521)(522)(523)가 각각 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 흡착유니트(500)의 작용은 전술한 본 고안의 제1형태에 따른 작용과 동일하나, 단지 각 진공유로(511)(512)(513)가 전체적으로 삼각형상을 이루게 됨에 따라 웨이퍼(10)의 전체면적에 대하여 더욱 안정적으로 흡착할 수 있게 됨에 따라 상기 웨이퍼의 이송에 따른 흔들림이 더욱 안전하게 방지될 수 있게된다.

이는 종래 혹은 본 고안의 제1형태에서는 각 진공구멍(331)(332)(333)이 단일 선상에 위치되어 있음에 따라 상기 웨이퍼의 중앙부분은 안전하게 흡착될 수 있게 되나 그 양 측에는 상기와 같은 진공력을 전달하지 못하게 때문에 웨이퍼(10)의 이송시 상기 웨이퍼의 양 측이 흔들릴 수 있는 문제점이 있으므로 이를 방지하기 위함이다.

또한, 이 때에도 기 전술한 바 있듯이 각 진공구멍의 크기를 적절히 조절한다면 웨이퍼의 흡착 혹은 탈거시 압력변화를 더욱 원활히 감소시킬 수 있음은 이해 가능하다.

이와 같이 하여 웨이퍼의 핸들링 작업이 완전히 완료되면 로봇(20)은 다시 원위치됨에 따라 흡착유니트(300)(400)(500) 역시 원위치됨으로써 모든 제반 과정이 완료된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안은 웨이퍼를 핸들링 하기위한 흡착유니트의 구조를 개선함에 따라 웨이퍼의 흡착 및 탈거시 그에 따른 압력변화를 최소화 할 수 있게 되어 상기 웨이퍼가 튀게 되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이에 따라 상기와 같이 웨이퍼의 튕김 현상에 의해 발생되는 먼지 등의 이물질의 발생이 최소화 될 수 있게 되어 결국 상기 웨이퍼의 불량을 감소하게 된 효과 역시 있다.

Claims (2)

1. 반도체 웨이퍼를 핸들링하기 위해 일단이 로봇에 연결되고 그 내부는 진공력을 전달하도록 진공유로가 형성된 흡착유니트와, 상기 진공유로상에 형성되어 상기 진공유로를 통해 전달된 진공력으로 웨이퍼를 흡착하는 진공구멍을 구비하여서 된 것에 있어서,

   상기 진공유로를 복수개로 구비되고, 상기 각 진공유로의 입구측에는 콘트롤러에 의해 각각 제어를 받으면서 상기 각 진공유로를 선택적으로 차단하고 개방하는 차단밸브가 구비되어 상기 흡착유니트에 웨이퍼의 흡착시나 탈거시 상기 각 진공유로로 전달되는 진공력을 순차적으로 전달 혹은, 차단함으로써 순간적인 압력변화를 감소시키도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 웨이퍼 핸들링 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   각 진공구멍의 직경은 상기 각 진공구멍이 형성된 각 진공유로로의 진공력 전달순서에 따라 그 크기를 다르게 형성하여 흡착유니트로의 웨이퍼 흡착 혹은 탈거시 순간적인 진공력 전달에 따른 압력의 변화를 감소함으로써 웨이퍼의 튕김 현상을 방지하도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 웨이퍼 핸들링 장치.