KR20050068472A - Wafer handler with the edge-contact arms - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에지 컨택트 암을 구비한 웨이퍼 핸들러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조공정에서 웨이퍼를 카세트 등에 적재/인출하도록 설치된 웨이퍼 핸들러에 있어서 에지 컨택트 암을 설치하고 상기 에지 컨택트 암은 웨이퍼의 측면 에지에만 국한하여 접촉되도록 함으로써, 웨이퍼의 상면(front side)이나 하면(back side)의 손상과 오염을 방지할 수 있도록 된 에지 컨택트 암을 구비한 웨이퍼 핸들러에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer handler having an edge contact arm, and more particularly, an edge contact arm is provided in a wafer handler installed to load / draw a wafer into a cassette or the like in a semiconductor manufacturing process, and the edge contact arm is a side surface of the wafer. The present invention relates to a wafer handler having an edge contact arm which can be prevented from damaging and contaminating the front side or the back side of the wafer by contacting only the edge.
본 발명에 따른 에지 컨택트 암을 구비한 웨이퍼 핸들러는 웨이퍼를 접촉 지지하는 에지 접촉부가 웨이퍼의 상면과 하면에는 접촉하지 않고 측면 에지에만 접촉하도록 되어 웨이퍼의 불순물에 의한 오염을 방지할 수 있고, 상기 에지 컨택트 암은 상승/하강되는 구조로 되어 카세트 내 슬롯 사이의 좁은 공간를 자유로이 이동할 수 있어, 전체적으로 반도체 제조공정의 생산수율을 향상시키는 장점이 있다.In the wafer handler having the edge contact arm according to the present invention, the edge contact portion for contacting and supporting the wafer is not in contact with the top and bottom surfaces of the wafer, but only in contact with the side edges, thereby preventing contamination by impurities in the wafer. The contact arm has a structure of being raised and lowered to freely move the narrow space between the slots in the cassette, thereby improving the overall production yield of the semiconductor manufacturing process.
Description
본 발명은 에지 컨택트 암을 구비한 웨이퍼 핸들러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조공정에서 웨이퍼를 카세트 등에 적재/인출하도록 설치된 웨이퍼 핸들러에 있어서 에지 컨택트 암을 설치하고 상기 에지 컨택트 암은 웨이퍼의 측면 에지에만 국한하여 접촉되도록 함으로써, 웨이퍼의 상면(front side)이나 하면(back side)의 손상과 오염을 방지할 수 있도록 된 에지 컨택트 암을 구비한 웨이퍼 핸들러에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer handler having an edge contact arm, and more particularly, an edge contact arm is provided in a wafer handler installed to load / draw a wafer into a cassette or the like in a semiconductor manufacturing process, and the edge contact arm is a side surface of the wafer. The present invention relates to a wafer handler having an edge contact arm which can be prevented from damaging and contaminating the front side or the back side of the wafer by contacting only the edge.
일반적으로 웨이퍼의 증착 공정, 에칭 공정 이전의 화학기계적연마(CMP : Chemical Mechanical Polishing) 및 세정(Cleaner)공정장비는 웨이퍼가 건조된 상태로 공정에 투입되고 건조된 상태로 공정을 빠져나오는(Dry-in/Dry Out) 낱장세정시스템(Single wafer Cleaning system)구조로 되어 있으며, 이를 모니터링하기 위한 계측(Metrology) 시스템 또한 여러 단계의 웨이퍼 이동과정을 거친다.Generally, chemical mechanical polishing (CMP) and cleaner process equipment before the wafer deposition process and the etching process are put into the process with the wafer dried and the process exited with the dried state (Dry- In / Dry Out) Single wafer cleaning system structure, and the metrology system for monitoring it goes through several stages of wafer movement.
상술한 여러 단계의 웨이퍼 이동과정에서 웨이퍼의 상면(front side)이나 하면(back side)에 손상과 오염 등이 발생하면, 웨이퍼의 화학기계적연마(CMP : Chemical Mechanical Polishing) 및 세정(Cleaner) 공정 이후의 메탈 레이어(Metal Layer)의 증착 공정, 에칭 공정으로 오염이 확산되어 약 2~5%정도의 반도체 수율저하의 원인이 되며, 커다란 비용 손실이 초래되고 있다. If damage or contamination occurs on the front side or the back side of the wafer during the various steps of the wafer movement described above, after the chemical mechanical polishing (CMP) and cleaner processes Contamination is spread through the deposition process and etching process of the metal layer, which causes a decrease in semiconductor yield by about 2 to 5%, resulting in a large cost loss.
현재의 자동화 장비에서 웨이퍼를 이동시키는 수단은 웨이퍼 핸들러에 진공부를 형성하여 웨이퍼의 상면이나 하면을 집고(hold), 카세트 등의 슬롯에 웨이퍼를 삽입시킨 후 웨이퍼를 놓을 때는 비활성 질소가스 등을 분사하여 그 압력으로 웨이퍼를 놓도록(unload) 되어 있으며, 이로 인해 웨이퍼 핸들러와 웨이퍼 면이 접촉하는 부분은 여러 형태의 불순물(Particle)과 흠(Scratch)이 유발된다.In the current automated equipment, the means for moving the wafer forms a vacuum in the wafer handler to hold the upper or lower surface of the wafer, insert the wafer into a slot such as a cassette, and then spray inert nitrogen gas when placing the wafer. As a result, the wafer is unloaded at such a pressure, and the portion where the wafer handler contacts the wafer surface causes various types of particles and scratches.
또한, 대부분의 반도체 제조공정은 24 ~25 매의 웨이퍼를 카세트에 적재하고, 이러한 카세트 단위로 식별단위(Lot ID)를 구성하고 있으며 웨이퍼의 상면(front side)이나 하면(back side)에 잔존하는 불순물(Particle)은 카세트 내부의 슬롯과 슬롯간에 인접하여 적재된 여러 장의 웨이퍼 상호간에 확산되어 오염될 가능성이 매우 높다. 이러한 웨이퍼의 불순물(Particle) 등은 고온 및 고진공 조건의 스퍼터링(sputtering)공정에서 수분 증발로 건조하게 되면 다른 웨이퍼에 오염을 확산시킬 우려가 더욱 높아진다.In addition, most semiconductor manufacturing processes load 24 to 25 wafers into a cassette, and constitute an identification unit (Lot ID) in such a cassette unit, and remain on the front side or the back side of the wafer. Particles are very likely to be diffused and contaminated between a slot inside a cassette and several wafers stacked adjacent to each other. Particles of the wafer are dried by evaporation of water in a sputtering process under high temperature and high vacuum conditions, and thus there is a high possibility of spreading contamination to other wafers.
따라서, 웨이퍼의 화학기계적연마(CMP : Chemical Mechanical Polishing) 및 세정(Cleaner) 공정에서부터 웨이퍼와 웨이퍼 핸들러의 접촉면적을 최소화시켜 불순물(Particle)등으로 인한 오염의 확산을 방지할 필요성이 있다. Therefore, there is a need to prevent the spread of contamination due to impurities by minimizing the contact area between the wafer and the wafer handler from the chemical mechanical polishing (CMP) and cleaner processes of the wafer.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로, 반도체 제조공정에서 웨이퍼를 카세트 등에 적재/인출하도록 설치된 웨이퍼 핸들러에 있어서 다수의 에지 컨택트 암을 설치하고, 상기 에지 컨택트 암의 상측에 형성된 에지 접촉부는 웨이퍼의 측면 에지에만 국한되어 웨이퍼를 접촉 지지하도록 함으로써 웨이퍼 상면과 하면에서의 불순물 확산을 방지하여 전체적으로 반도체 수율이 향상되는 에지 컨택트 암을 구비한 웨이퍼 핸들러를 제공하고자 함에 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been invented to solve the above-mentioned problems, and a plurality of edge contact arms are provided in a wafer handler installed to load / draw a wafer into a cassette or the like in a semiconductor manufacturing process, and an edge contact portion formed on an upper side of the edge contact arm. It is an object of the present invention to provide a wafer handler having an edge contact arm which is limited to only the side edges of the wafer to prevent the diffusion of impurities from the upper and lower surfaces of the wafer and thereby improves the semiconductor yield as a whole.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작용효과 및 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail the configuration, operation and effect of the present invention.
본 발명의 에지 컨택트 암(21)을 구비한 웨이퍼 핸들러(10)는, The wafer handler 10 with the edge contact arm 21 of the present invention,
반도체 제조공정에서 웨이퍼(20)를 카세트 등에 적재/인출하도록 설치된 웨이퍼 핸들러(10)에 있어서,In the wafer handler 10 provided to load / draw the wafer 20 into a cassette or the like in a semiconductor manufacturing process,
상기 웨이퍼 핸들러(10)의 일측에 다수의 에지 컨택트 암(21)이 설치되고,A plurality of edge contact arms 21 are installed at one side of the wafer handler 10,
상기 에지 컨택트 암(21)의 상측에는 웨이퍼(20)의 측면 에지를 접촉 지지하는 에지 접촉부(26)가 형성되며, 상기 에지 컨택트 암(21)의 하측에는 회전축(24)이 형성되고 질소가스 등의 압력에 의하여 구동력을 제공하는 가스실린더(22)가 연결되어,An edge contact portion 26 for contacting and supporting the side edges of the wafer 20 is formed on the upper side of the edge contact arm 21, and a rotating shaft 24 is formed on the lower side of the edge contact arm 21. The gas cylinder 22 which provides the driving force by the pressure of the
상기 에지 컨택트 암(21)이 회전축(24)을 중심으로 회전하며 웨이퍼(20)의 측면 에지를 집거나 놓을 수 있도록 된 것을 특징으로 한다. The edge contact arm 21 is rotated about the axis of rotation 24, characterized in that the side edge of the wafer 20 can be picked up or placed.
본 발명의 바람직한 다른 실시예로는, In another preferred embodiment of the present invention,
상기 에지 접촉부(26)가 웨이퍼(20)의 측면 에지를 집는 정위치에서 상기 에지 컨택트 암(21)의 회전을 정지시켜 웨이퍼(20)의 파손을 방지할 수 있도록 스토퍼(25a)가 설치된 것을 특징으로 하는 에지 컨택트 암(21)을 구비한 웨이퍼 핸들러(10)가 가능하다. The stopper 25a is installed to stop the rotation of the edge contact arm 21 at the position where the edge contact portion 26 picks up the side edge of the wafer 20 to prevent breakage of the wafer 20. A wafer handler 10 having an edge contact arm 21 can be used.
본 발명의 바람직한 또 다른 실시예로는,In another preferred embodiment of the present invention,
상기 에지 접촉부(26)가 웨이퍼(20)의 측면 에지를 집는 정위치에서 상기 에지 컨택트 암(21)의 회전을 정지시켜 웨이퍼(20)의 파손을 방지할 수 있도록 정위치 감지센서(25b)가 설치된 것을 특징으로 하는 에지 컨택트 암(21)을 구비한 웨이퍼 핸들러(10)가 가능하다. The position sensor 25b may stop the rotation of the edge contact arm 21 at the position where the edge contact portion 26 picks up the side edge of the wafer 20 to prevent breakage of the wafer 20. It is possible to have a wafer handler 10 with an edge contact arm 21 installed.
도 1의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 핸들러(10)의 평면도, (b)는 카세트의 슬롯 사이에 진입된 웨이퍼 핸들러(10)의 정면도, (c)는 본 발명의 에지 컨택트 암(21)이 웨이퍼(20)를 집고 있는 상태를 도시한 상세도, (d)는 본 발명의 에지 컨택트 암(21)이 웨이퍼(20)를 놓고 있는 상태를 도시한 상세도이다. Figure 1 (a) is a plan view of a wafer handler 10 according to an embodiment of the present invention, (b) is a front view of the wafer handler 10 entered between the slots of the cassette, (c) is a Detailed view showing a state in which the edge contact arm 21 picks up the wafer 20, and (d) is a detailed view showing a state in which the edge contact arm 21 of the present invention places the wafer 20. As shown in FIG.
먼저, 도 1의 (a) 및 (b)을 참조하면, 웨이퍼 핸들러(10)에 설치된 다수의 에지 컨택트 암(21)이 웨이퍼(20)의 4군데 측면 에지만을 접촉 지지하고 있으며 웨이퍼(20)의 상면과 하면은 웨이퍼 핸들러(10)와 접촉되지 않는다. First, referring to FIGS. 1A and 1B, a plurality of edge contact arms 21 installed in the wafer handler 10 support and support only four side edges of the wafer 20 and the wafer 20. The upper surface and the lower surface of are not in contact with the wafer handler 10.
도 1의 (c) 및 (d)를 참조하면, 웨이퍼 핸들러(10)에 설치된 다수의 에지 컨택트 암(21)이 웨이퍼(20)를 접촉 지지하고 있을 때는 가스실린더(22) 내의 질소 가스 등이 가스 공급관(27)으로 배기되어 에지 컨택트 암(21)이 상승한 위치에 있고, 에지 컨택트 암(21)이 과도하게 상승하여 웨이퍼(20)를 파손시키지 않도록 에지 컨택트 암(21)이 웨이퍼(20)와의 접촉 정위치에 이르면 그 상승을 정지하도록 스토퍼(25a)가 설치되어 있다.Referring to FIGS. 1C and 1D, when a plurality of edge contact arms 21 installed on the wafer handler 10 are in contact with and support the wafer 20, nitrogen gas in the gas cylinder 22 may be formed. The edge contact arm 21 is discharged to the gas supply pipe 27 and the edge contact arm 21 is in a raised position, and the edge contact arm 21 is not raised so that the edge contact arm 21 is excessively raised to destroy the wafer 20. The stopper 25a is provided so that the ascending stops when the contact with the contact point is reached.
여기서 상기 스토퍼(25a)는 정위치 감지센서(25b)에 의하여 그 기능이 대체될 수 있다.In this case, the stopper 25a may be replaced by the exact position sensor 25b.
즉, 상기 에지 컨택트 암(21)이 웨이퍼(20)와의 접촉 정위치에 이르면 정위치 감지 센서가 이를 감지하여 가스실린더(22) 내의 질소 가스 등의 배기를 정지하여 에지 컨택트 암(21)이 정위치에서 더 이상 상승하지 않고 정지하도록 되어 있다. That is, when the edge contact arm 21 reaches the contact position with the wafer 20, the position detection sensor detects this and stops the exhaust of nitrogen gas or the like in the gas cylinder 22 to stop the edge contact arm 21. It is supposed to stop at the position without rising anymore.
또한, 웨이퍼 핸들러(10)에 설치된 다수의 에지 컨택트 암(21)이 웨이퍼(20)를 접촉 해제할 때는 가스실린더(22) 내에 질소 가스 등이 가스 공급관(27)으로 공급되고 그 공급압에 의하여 상기 에지 컨택트 암(21)이 하강한 위치에 있고, 그 하강위치는 가스실린더(22)의 왕복유격을 조정함에 의하여 조절가능하다.In addition, when a plurality of edge contact arms 21 installed on the wafer handler 10 release the wafer 20 from contact with each other, nitrogen gas or the like is supplied into the gas cylinder 22 to the gas supply pipe 27 and is supplied by the supply pressure. The edge contact arm 21 is in the lowered position, which lowering position is adjustable by adjusting the reciprocating clearance of the gas cylinder 22.
상술한 에지 컨택트 암(21)의 상승과 하강은 상기 에지 컨택트 암(21)의 상측에 웨이퍼(20)의 측면 에지를 접촉 지지하도록 형성된 에지 접촉부(26)의 반대측인 에지 컨택트 암(21)의 하측에 형성된 회전축(24)을 중심으로 에지 컨택트 암(21)이 회전운동을 하여 이루어진다.The above rise and fall of the edge contact arm 21 is performed by the edge contact arm 21 opposite to the edge contact 26 formed to contact and support the side edge of the wafer 20 above the edge contact arm 21. The edge contact arm 21 rotates about the rotating shaft 24 formed on the lower side.
그리고, 웨이퍼(20) 등에 부식을 일으키지 않는 비활성 가스인 질소가스 등에 의하여 구동되는 가스실린더(22)가 설치되고, 상기 가스실린더(22) 내부의 피스톤(23)이 상기 에지 컨택트 암(21)의 하측에 연결되어 상술한 에지 컨택트 암(21)의 상승과 하강에 필요한 구동력을 제공한다.A gas cylinder 22 driven by nitrogen gas, which is an inert gas that does not cause corrosion, is provided on the wafer 20, and the piston 23 inside the gas cylinder 22 is connected to the edge contact arm 21. It is connected to the lower side to provide the driving force necessary for raising and lowering the edge contact arm 21 described above.
따라서, 카세트 등의 좁은 슬롯에 웨이퍼(20)를 적재/인출할 때에 상기 에지 컨택트 암(21)은 타 웨이퍼(20)에 걸리지 않도록 하강위치에 있어 웨이퍼 핸들러(10)가 좁은 슬롯 사이를 타 웨이퍼(20)에 걸리지 않고 자유로이 이동할 수 있도록 되어 있다. Therefore, when loading / extracting the wafer 20 into a narrow slot such as a cassette, the edge contact arm 21 is in a lowered position so as not to be caught by the other wafer 20 so that the wafer handler 10 moves between the narrow slots. It is possible to move freely without being caught by 20.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 에지 컨택트 암을 구비한 웨이퍼 핸들러는 웨이퍼를 접촉 지지하는 에지 접촉부가 웨이퍼의 상면과 하면에는 접촉하지 않고 측면 에지에만 접촉하도록 되어 웨이퍼의 불순물에 의한 오염을 방지할 수 있고, 상기 에지 컨택트 암은 상승/하강되는 구조로 되어 카세트 내 슬롯 사이의 좁은 공간를 자유로이 이동할 수 있어, 전체적으로 반도체 제조공정의 생산수율을 향상시키는 장점이 있다.As described in detail above, in the wafer handler with the edge contact arm according to the present invention, the edge contact portion for contacting and supporting the wafer does not contact the upper and lower surfaces of the wafer but contacts only the side edges, thereby preventing contamination by impurities in the wafer. The edge contact arm can be prevented from being raised and lowered to freely move a narrow space between slots in the cassette, thereby improving the overall production yield of the semiconductor manufacturing process.
도 1의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 핸들러의 평면도, (b)는 카세트의 슬롯 사이에 진입된 웨이퍼 핸들러의 정면도, (c)는 본 발명의 에지 컨택트 암이 웨이퍼를 집고 있는 상태를 도시한 상세도, (d)는 본 발명의 에지 컨택트 암이 웨이퍼를 놓고 있는 상태를 도시한 상세도. Figure 1 (a) is a plan view of a wafer handler according to an embodiment of the present invention, (b) is a front view of the wafer handler entered between the slots of the cassette, (c) is the edge contact arm of the present invention is a wafer Detailed view showing a state of being picked up, (d) is a detailed view showing a state in which the edge contact arm of the present invention places a wafer.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 -- 웨이퍼 핸들러 20 -- 웨이퍼10-wafer handler 20-wafer
21 -- 에지 컨택트 암 22 -- 가스실린더21-Edge Contact Arm 22-Gas Cylinder
23 -- 피스톤 24 -- 회전축23-piston 24-axis of rotation
25a -- 스토퍼 25b -- 정위치 감지센서25a-stopper 25b-exact position sensor
26 -- 에지 접촉부 27 -- 가스 공급관 26-Edge contact 27-Gas supply line
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100774981B1 (en) * | 2006-07-24 | 2007-11-08 | 세메스 주식회사 | Apparatus and method for transferring substrate |
| KR100816739B1 (en) * | 2006-07-24 | 2008-03-27 | 세메스 주식회사 | Apparatus and method for transferring substrate |
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- 2003-12-30 KR KR1020030099925A patent/KR20050068472A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |