KR20050056457A - 반도체 웨이퍼 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수개의 그리퍼로 웨이퍼를 파지하는 반도체 웨이퍼 이송장치에 관한 것으로, 상기 그리퍼의 경사각을 임의로 조절하여 주변 장비와의 정렬 불일치로 인한 위치를 보상하고 웨이퍼를 견고하게 파지할 수 있도록 한 것이며, 구동부가 함입된 하우징의 내측에 나사봉과 링크 어셈블리로 이루어진 높이 조절부를 구비한 것으로 구성되어 상기 그리퍼 높낮이를 임의로 조절함으로써 그리퍼가 웨이퍼와 밀착되지 못해 발생할 수 있었던 웨이퍼의 낙하 등의 문제를 미연에 방지할 수 있는 것이다.

Description

반도체 웨이퍼 이송장치 {The Wafer transporting apparatus of semi conductor manufacturing process}

본 발명은 반도체 웨이퍼(wafer) 이송장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수개의 그리퍼(gripper)를 통해 웨이퍼를 파지하는 웨이퍼 이송장치의 그리퍼 경사각을 임의로 조절하여 주변 장비와의 정렬 불일치로 인한 위치를 보상하고 웨이퍼를 견고하게 파지할 수 있도록 한 반도체 웨이퍼 이송장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 웨이퍼의 제조 공정에는 웨이퍼를 산화, 마스킹, 포토레지스트 코팅, 식각, 확산, 증착시키는 공정들과, 이러한 공정들의 전, 후에서 보조적으로 수행되는 세척, 건조, 검사 등의 여러 공정들이 있다.

이들 공정 중 노광공정이나 세정공정시 상기 웨이퍼는 소정의 고정수단 위에 의해 안착된 채 고정되는데, 이러한 고정수단으로는 도 1에 도시된 바와 같은 스핀척(spin chuck)(10)이 사용된다.

상기 스핀척(10)은 미도시된 하측의 구동모터(미도시)에 의해 회전이 가능한 것으로, 상판에는 웨이퍼(w)를 부상시키기 위해 출몰하는 지지핀(12)과 다수개의 진공홀(미도시)이 형성되어 웨이퍼(w)가 진공 흡착된 채로 스핀척(10) 위에 고정된다.

그리고, 상기 스핀척(10)의 상측에는 상기 웨이퍼(w)를 스핀척(10)의 상면으로 로딩 또는 언로딩시키기 위한 레버척(lever chuck)라는 웨이퍼 이송장치(20)가 구비된다.

상기 웨이퍼 이송장치(20)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(22)과, 상기 하우징(22)의 측면에서 수평방향으로 출몰하는 그립봉(24)과, 상기 그립봉(24)의 일단부에 구비된 그리퍼(26)와, 상기 하우징(22)의 상측에 구비된 제어부(28)와, 상기 하우징(22)을 회전시키는 회전부(30) 및 하우징(22)의 수직·수평방향 이송을 위해 구동력을 제공하는 직선이송부(32), 상기 제어부(28)의 내측으로 압축공기를 유입시키는 공기유입관(34) 등을 포함하여 이루어져 있다.

상기 웨이퍼 이송장치(20)는 상기 회전부(30)로 인해 제자리에서 소정각도 회전이 가능하며, 상기 직선이송부(32)를 통해 상, 하, 좌, 우 방향으로도 이송될 수 있다.

따라서, 상기 웨이퍼 이송장치(20)는 상기 스핀척(10)의 상측에서 상기 그리퍼(26)를 통해 웨이퍼(w)를 파지할 수 있고, 웨이퍼(w)를 파지한 채 상, 하, 좌, 우로 이송되므로써 자유롭게 웨이퍼(w)의 로딩 및 언로딩 작업을 수행할 수 있는 것이다.

그리고, 도 3a 및 도 3b에서는 상기 그립봉(24)의 출몰동작을 설명하기 위한 상기 하우징(22)의 내부 구성을 도시하고 있는데, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(22)의 내측에는 외부에서 유입된 압축공기로 구동되는 구동부(36)와, 상기 구동부(36)의 로드(38)와 연결되며 상측은 넓고 하측은 좁은 형상으로 형성된 칼라(collar)(40)와, 상기 하우징(22)의 하부에 구비되며 상기 칼라(40)의 승하강에 따라 좌우로 이동하는 베어링(42)과, 상기 베어링(42)과 결합된 가이드 블록(44) 및 상기 가이드 블록(44)에 조립된 그립봉(24)으로 이루어져 있다. 상기 구동부(36)는 바람직하게 압축공기를 이용한 공압실린더를 이용한다.

또한, 상기 구동부(36)의 내부와 상기 그립봉(24)의 외측에는 탄성부재(46a, 46b)가 끼워지는데, 바람직하게는 상기 구동부(36)의 내부에는 인장스프링으로 이루어진 탄성부재(46a)가 구비되며, 상기 그립봉(24)의 외측에는 압축스프링으로 이루어진 탄성부재(46b)가 구비된다.

이와 같이 구성된 종래의 웨이퍼 이송장치(20)는 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 구동부(36)에 압축공기가 유입되면 상기 로드(38)가 하강하게 되고, 상기 로드(38)가 하강하면서 로드(38)와 일체로 결합되어 있는 칼라(40)가 상기 베어링(42)을 하우징(22)의 외측방향으로 밀어내게 되어, 연쇄적으로 상기 베어링(42)과 결합된 가이드 블록(44) 및 그립봉(24)이 하우징(22)의 외부로 돌출되게 된다.

그런 후 상기 구동부(36)에서 압축공기가 빠져나가면 상기 로드(38)와 칼라(40)는 상기 탄성부재(46a)의 탄성복원력에 의해 상승하게 되고, 이에 따라 상기 가이드 블록(44)도 상기 탄성부재(46b)에 의해 하우징(22)의 내측으로 함입되게 된다.

따라서, 상기 공압실린더(36)에 압축공기가 공급되고 이탈하는 과정을 통해 상기 그립봉(24) 및 그립봉(24)의 일단에 구비된 그리퍼(26)가 수평방향으로 왕복이송되면서 상기 웨이퍼(w)를 파지할 수 있는 것이다.

그런데 이러한 종래의 웨이퍼 이송장치(20)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼 이송장치(20)의 그리퍼(26)가 상기 웨이퍼(w)를 파지시 웨이퍼(w)의 일측과 충돌하여 소정 높이 상승하는 문제가 발생할 수 있었다.

또한, 상기 스핀척(10)이 구동중에 소정 각도 기울어져서 상대적으로 상기 그리퍼(26) 중 어느 한 개 이상이 상기 웨이퍼(w)를 정위치에서 파지하지 못하는 문제도 발생할 수 있었다. 즉, 다수개의 그리퍼(26)가 모두 동일한 높이에서 상기 웨이퍼(w)와 밀착된 채 웨이퍼(w)를 파지해야 하는데, 어느 한 개 이상의 그리퍼(26) 높이가 다른 그리퍼(26)들과 다르게 되면 웨이퍼(w)를 견고하게 파지하지 못하므로 이송 중에 웨이퍼(w)를 놓치는 등의 치명적인 사고를 초래할 수도 있었다.

또한, 상기 웨이퍼 이송장치(20)는 상술한 문제가 발생하여도 각각의 그리퍼(26) 및 그립봉(24)의 높이를 조정할 수 있는 방법이 없는 것이 더욱 큰 문제가 되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 발명된 것으로서, 웨이퍼 이송장치의 그립봉 높이를 임의로 조정할 수 있도록 하여 웨이퍼의 파지시 한 개 이상의 그립봉의 높이차가 발생하여도 이를 적기에 시정할 수 있도록 한 반도체 웨이퍼 이송장치를 제공함에 발명의 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체 웨이퍼를 파지하여 소정의 위치로 로딩 또는 언로딩시킬 수 있도록 구동부가 함입된 하우징과, 상기 하우징의 외측으로 출몰하는 그립봉과, 상기 그립봉의 일단부에 구비되며 상기 구동부의 작동에 의해 수평방향으로 왕복이송되는 가이드 블록과, 상기 그립봉의 타단에 구비되어 상기 웨이퍼와 밀착되는 그리퍼를 포함하여 이루어진 반도체 웨이퍼 이송장치에 있어서, 상기 가이드 블록의 하측에는 상기 그립봉의 일측 높이를 임의로 조절할 수 있도록 하는 높이 조절부가 구비된 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 높이 조절부는 상기 가이드 블록을 지지하는 상부 지지판과, 상기 하우징의 하면에 고정되는 하부 지지판과, 상기 상부 지지판과 하부 지지판의 사이에 구비되며 다수개의 링크가 조립된 링크 어셈블리와, 상기 링크 어셈블리의 일측에 결합된 조절나사부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 링크 어셈블리는 하나 이상의 힌지봉을 사이에 두고 다수개의 링크가 서로 힌지 결합된 형상이며, 상기 조절나사부는 상기 힌지봉을 관통하는 나사봉과, 상기 나사봉의 일단부에 구비된 조절 노브로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 상부 지지판 및 하부 지지판의 일측면 또는 양측면에는 상기 링크 어셈블리의 절첩시 상하단에 구비된 힌지봉이 슬라이딩될 수 있도록 하는 가이드 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하되 종래와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여한다.

우선, 본 발명은 도 1 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 반도체 웨이퍼(w)를 파지하여 소정의 위치로 로딩 또는 언로딩시킬 수 있도록 공압실린더와 같은 구동부(36)가 함입된 하우징(22)과, 상기 하우징(22)의 외측으로 출몰하는 그립봉(24)과, 상기 그립봉(24)의 일단부에 구비되며 상기 구동부(36)의 작동에 의해 수평방향으로 왕복이송되는 가이드 블록(44)과, 상기 그립봉(24)의 타단에 구비되어 상기 웨이퍼(w)와 밀착되는 그리퍼(26)를 포함하여 이루어진 반도체 웨이퍼 이송장치에 적용된다.

본 발명은 도 7a에 도시된 바와 같이, 상기 가이드 블록(44)의 하측에 상기 그립봉(24)의 일측 높이를 임의로 조절할 수 있도록 하는 높이 조절부(50)가 구비된 것으로써, 상기 높이 조절부(50)의 구체적인 구성은 다음과 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 높이 조절부(50)는 상기 가이드 블록(44)을 지지하는 상부 지지판(52)과, 상기 하우징(22)의 하면에 고정되는 하부 지지판(56)과, 상기 상부 지지판(52)과 하부 지지판(56)의 사이에 구비되며 다수개의 링크(74)가 조립된 링크 어셈블리(60)와, 상기 링크 어셈블리(60)의 일측에 결합된 조절나사부(80)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 하부 지지판(56)에는 다수개의 고정홀(56b)이 형성되어 있어 상기 하우징(22)의 하면에 소정의 고정수단을 이용하여 상기 높이 조절부(50)를 고정할 수 있다.

상기 링크 어셈블리(60)는 하나 이상의 힌지봉(64, 66, 68a, 68b, 69a, 69b)을 사이에 두고 다수개의 링크(74)가 서로 힌지결합된 형상인데, 도 5에서는 수평방향으로 상호 이격된 제 1힌지봉(64)과 제 2힌지봉(66), 수직방향으로 상호 이격된 제 1보조 힌지봉(68a)과 제 2보조 힌지봉(68b), 그리고 상기 상부 지지판(52)과 하부 지지판(56)에 결합된 고정 힌지봉(69a) 및 슬라이딩 힌지봉(69b)이 다수개의 링크(74)와 조립된 실시예를 도시하고 있다.

즉, 상기 링크 어셈블리(60)는 다수개의 링크(74) 양단을 상기 힌지봉(64, 66, 68a, 68b, 69a, 69b)에 유동가능하도록 각각 조립한 것으로, 바람직하게 지그재그 형상을 이루도록 조립하고, 상기 고정 힌지봉(69a)은 상기 상부 지지판(52)과 하부 지지판(56)의 일측에 결합되도록 한다.

그리고, 상기 조절나사부(80)는 상기 제 1, 2힌지봉(64, 66)을 관통하는 나사봉(82)과, 상기 나사봉(82)의 일단부에 구비된 조절노브(84)로 이루어져 있다.

상기 나사봉(82)은 상기 제 1힌지봉(64)의 관통시 외면에 형성된 나사산(82a)이 상기 제 1힌지봉(64)의 나사공(65)에 결합되고, 상기 나사봉(82)의 일단부는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 2힌지봉(66)의 관통공(67)에 삽입되되 일단부의 걸림편(82b)이 상기 관통공(67)의 내측에 끼워지게 된다.

따라서, 상기 조절나사부(80)는 일단부가 상기 제 2힌지봉(66)에 구속된 상태로 회전이 가능한 동시에 제 1힌지봉(64)과는 나사결합되어 있으므로, 상기 조절노브(84)를 회전시키면 상기 제 1, 2힌지봉(64, 66)의 상호 이격거리가 변화되면서 상기 링크 어셈블리(60)가 상승 또는 하강하게 된다.

즉, 상기 조절노브(84)를 반시계방향으로 회전시키면 상기 제 1힌지봉(64)은 상기 조절노브(84)로부터 멀어지는 방향으로 전진하게 되고, 이와 동시에 상기 상부 지지판(52)과 하부 지지판(56)의 가이드 홀(56a, 56a)에 삽입된 슬라이딩 힌지봉(69b)은 상기 제 1, 2보조 힌지봉(68a, 68b)을 회전축으로 하여 상기 제 1힌지봉(64)의 전진방향과는 반대방향으로 후퇴하게 된다. 이러므로써 상기 링크 어셈블리(60)는 상승하게 되어 상기 상부 지지판(52)을 소정 높이만큼 밀어올리게 된다.

한편, 상기 조절노브(84)를 시계방향으로 회전시키면 상술한 동작과는 반대로 상기 제 1힌지봉(64)이 상기 조절노브(84)측으로 후퇴하고 상기 슬라이딩 힌지봉(69b)이 소정거리 전진하므로써 상기 링크 어셈블리(60)와 상부 지지판(52)을 하강시키게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(22)의 하면에 높이 조절부(50)가 고정되어 상기 가이드 블록(44)을 지지하게 된다.

그리고, 전술한 종래의 문제점과 같이 상기 그리퍼(26)의 경사가 발생하면 작업자는 상기 하우징(22)을 개방시켜 상기 높이 조절부(50)를 작동시킴으로써 상기 가이드 블록(44)과 함께 그립봉(24)의 일측 높이를 조정하도록 한다.

첨부도면 도 7a 및 도 7b에서는 상기 높이 조절부(50)의 조정 전과 후를 도시하고 있다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 높이 조절부(50)를 이용하여 상기 가이드 블록(44)의 높이를 상승시키면 상기 그립봉(24)은 도 7a에서의 수평상태에 비해 소정각도(θ) 만큼 경사각을 가질 수 있는 것이다.

따라서, 작업자는 상기 높이 조절부(50)를 조절하여 소망하는 높이만큼 상기 가이드 블록(44)을 승하강시킴으로써 상기 그리퍼(26)의 경사각을 임의로 조절할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼 높낮이를 임의로 조절할 수 있으므로 이송장치의 그리퍼가 웨이퍼와 밀착되지 못해 발생할 수 있었던 웨이퍼의 낙하 등의 문제를 미연에 방지할 수 있는 것이다.

또한, 상기 그리퍼의 높낮이 조절 과정이 매우 간소하여 장비의 중단 시간을 최소화할 수 있고, 본 발명의 높낮이 조절부는 제작 및 정비, 교체가 간편하여 유지 보수가 편리한 장점이 있다.

도 1은 종래의 웨이퍼 이송장치와 스핀척을 개략적으로 도시한 정면도

도 2는 종래의 웨이퍼 이송장치를 도시한 사시도

도 3a 및 도 3b는 종래의 웨이퍼 이송장치의 내부를 도시한 부분 정단면도

도 4는 종래의 웨이퍼 이송장치의 그리퍼 경사각 변화를 도시한 개념도

도 5는 본 발명의 웨이퍼 이송장치 내부에 구비되는 높이 조절부를 도시한 사시도

도 6은 도 5를 다른 각도에서 바라본 사시도

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 높이 조절부가 웨이퍼 이송장치 내에 설치된 상태를 도시한 부분 정단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

w : 웨이퍼 22 : 하우징

24 : 그립봉 26 : 그리퍼

36 : 구동부 38 : 로드

40 : 칼라 42 : 베어링

44 : 가이드 블록 46a, 46b : 탄성부재

50 : 높이조절부 52 : 상부 지지판

56 : 하부 지지판 60 : 링크 어셈블리

64 : 제 1힌지봉 66 : 제 2힌지봉

68a : 제 1보조 힌지봉 68b : 제 2보조 힌지봉

69a : 고정 힌지봉 69b : 슬라이딩 힌지봉

74 : 링크 80 : 조절나사부

82 : 나사봉 84 : 조절노브

Claims (4)

1. 반도체 웨이퍼를 파지하여 소정의 위치로 로딩 또는 언로딩시킬 수 있도록 구동부가 함입된 하우징과, 상기 하우징의 외측으로 출몰하는 그립봉과, 상기 그립봉의 일단부에 구비되며 상기 구동부의 작동에 의해 수평방향으로 왕복이송되는 가이드 블록과, 상기 그립봉의 타단에 구비되어 상기 웨이퍼와 밀착되는 그리퍼를 포함하여 이루어진 반도체 웨이퍼 이송장치에 있어서,

   상기 가이드 블록의 하측에는 상기 그립봉의 일측 높이를 임의로 조절할 수 있도록 하는 높이 조절부가 구비된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 높이 조절부는 상기 가이드 블록을 지지하는 상부 지지판과;

   상기 하우징의 하면에 고정되는 하부 지지판과;

   상기 상부 지지판과 하부 지지판의 사이에 구비되며 다수개의 링크가 조립된 링크 어셈블리와;

   상기 링크 어셈블리의 일측에 결합된 조절나사부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 링크 어셈블리는 하나 이상의 힌지봉을 사이에 두고 다수개의 링크가 서로 힌지 결합된 형상이며,

   상기 조절나사부는 상기 힌지봉을 관통하는 나사봉과, 상기 나사봉의 일단부에 구비된 조절 노브로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송장치.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 상부 지지판 및 하부 지지판의 일측면 또는 양측면에는 상기 링크 어셈블리의 절첩시 상하단에 구비된 힌지봉이 슬라이딩될 수 있도록 하는 가이드 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송장치.