KR20050070417A - 웨이퍼 드롭 방지를 위한 웨이퍼 척킹 암 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 드롭 방지를 위한 웨이퍼 척킹 암에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동화된 반도체 제조공정에서 웨이퍼 측면 에지를 지지하며 웨이퍼를 이동하도록 설치되는 웨이퍼 척킹 암이 4점 지지에 의하여 웨이퍼 측면 에지를 지지하도록 하여 웨이퍼 이동시 웨이퍼 드롭되어 파손되는 것을 방지하도록 된 웨이퍼 드롭 방지를 위한 웨이퍼 척킹 암에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 웨이퍼 측면 에지를 지지하도록 설치되는 고정암, 상기 고정암의 일측에 설치되는 2개의 고정암 척, 웨이퍼 측면 에지를 지지/분리하도록 상기 고정암의 타측에 설치되는 이동암, 상기 이동암의 말단부에 설치되는 이동암 척, 상기 이동암의 말단부를 연장하여 설치되고 탄성부재로 된 이동암 보조척으로 이루어져, 웨이퍼 측면 에지를 4점 지지하도록 되어 웨이퍼 드롭에 의한 파손을 방지하며 전체적으로 반도체 수율이 향상되고 비용이 절감되는 효과가 있다.

Description

웨이퍼 드롭 방지를 위한 웨이퍼 척킹 암{wafer chucking arm to prevent the drop of a wafer}
본 발명은 웨이퍼 드롭 방지를 위한 웨이퍼 척킹 암에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동화된 반도체 제조공정에서 웨이퍼 측면 에지를 지지하며 웨이퍼를 이동하도록 설치되는 웨이퍼 척킹 암이 4점 지지에 의하여 웨이퍼 측면 에지를 지지하도록 하여 웨이퍼 이동시 웨이퍼 드롭되어 파손되는 것을 방지하도록 된 웨이퍼 드롭 방지를 위한 웨이퍼 척킹 암에 관한 것이다.
라디오, 텔레비젼, 컴퓨터등에 사용되는 다이오우드, 트랜지스터, 사이리스터등의 반도체 소자는 실리콘등의 단결정을 성장시킨 기둥 모양의 봉을 얇게 잘라서 원판 모양으로 만든 웨이퍼로부터 만들어진다. 즉, 상기 웨이퍼가 사진공정, 식각공정, 박막형성공정등 일련의 단위 공정들을 순차적으로 거쳐서 반도체 소자로 제조되는 것이다.
반도체 소자 제조를 위한 공정을 진행하기 위하여 대상 웨이퍼를 이송함에 있어서, 웨이퍼 이동로봇이 웨이퍼를 이송하며, 상기 웨이퍼 이동로봇의 로봇암 끝단에는 이송된 웨이퍼를 정해진 위치에 내려놓거나 이송할 웨이퍼를 집어들기 위한 액츄에이터로서 웨이퍼 척킹 암이 설치된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 작업공정에는 다수의 웨이퍼를 수직으로 적재하는 카세트 등의 수단이 있는 반면, 디스크형의 웨이퍼장비(3)에 웨이퍼(10)를 올려놓고 작업해야 하는 경우가 있다.
웨이퍼를 수직으로 적재하는 카세트 등에 웨이퍼를 적재/분리할 경우에는 좁은 카세트 슬롯 사이로 이동할 수 있도록 두께가 얇은 웨이퍼 핸들러가 로봇암(2) 말단에 장착되나, 디스크형의 웨이퍼장비(3)에서는 디스크의 외주를 둘러싸는 형상의 웨이퍼 핸들러가 필요하다.
이러한 웨이퍼 핸들러는 디스크의 외주를 둘러싸는 형상의 고정암과 좌우이동하며 웨이퍼를 지지/분리하는 이동암으로 구성되고 고정암과 이동암에는 웨이퍼의 측면 에지에 측압을 가하여 지지하는 척이 달려 있다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 웨이퍼 척킹 암은 웨이퍼 측면을 둘러싸는 형상으로 되어 웨이퍼 측면 에지를 지지하도록 설치되는 고정암, 웨이퍼 측면 에지의 일부에 접촉되도록 상기 고정암의 일측에 설치되는 2개의 고정암 척, 양방향 회전하며 웨이퍼 측면 에지를 지지/분리하도록 상기 고정암의 타측에 설치되는 이동암, 상기 이동암의 말단부에 설치되는 이동암 척으로 이루어져 웨이퍼 측면 에지를 3점 지지하도록 되어 있다.
그러나, 상기 2개의 고정암 척과 1개의 이동암 척 중 어느 하나라도 웨이퍼 정렬이 틀어지면 웨이퍼 이송 공정중에 쉽게 웨이퍼가 고정암에서 분리되어 드롭으로 인해 파손되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로, 반도체 제조공정의 웨이퍼 이동로봇 암 끝단에 웨이퍼 지지/분리를 위한 액츄에이터로 설치되는웨이퍼 척킹 암을 4점 지지 방식으로 개선하여 웨이퍼 드롭에 의한 파손을 방지하고 전체적으로 반도체 수율이 향상되도록 하는 웨이퍼 드롭 방지를 위한 웨이퍼 척킹 암을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작용효과 및 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명의 웨이퍼(10) 드롭 방지를 위한 웨이퍼 척킹 암은,
자동화된 반도체 제조공정의 웨이퍼 이동로봇(1)의 로봇암(2)에 설치되고 웨이퍼(10) 측면 에지를 지지하도록 웨이퍼(10) 측면을 둘러싸는 형상으로 된 고정암(210),
웨이퍼(10) 측면 에지의 일부에 접촉되도록 상기 고정암(210)의 일측에 설치되는 2개의 고정암 척(220,230),
좌우 운동하며 웨이퍼(10) 측면 에지를 지지/분리하도록 상기 고정암(210)의 타측에 설치되는 이동암(270),
상기 이동암(270)의 말단부에 설치되는 이동암 척(240),
상기 이동암(270)의 말단부를 연장하여 설치되고 탄성부재로 된 이동암 보조척(250)으로 이루어져,
웨이퍼(10) 측면 에지를 4점 지지하도록 된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예로, 상기 고정암 척(220,230) 및 이동암 척(240)에 과부하 감지센서가 설치되어 웨이퍼(10) 측면 에지에 작용하는 과부하를 방지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼(10) 드롭 방지를 위한 웨이퍼 척킹 암이 실시 가능하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예는 종래의 웨이퍼 척킹 암에 탄성부재로 된 이동암 보조척(250)을 추가로 설치하여 4점 지지에 의하여 웨이퍼(10) 측면 에지를 지지/분리하도록 되어 있다.
먼저 본 발명의 웨이퍼 척킹 암은 본체고정부(290)에 의하여 웨이퍼(10) 이동로봇의 로봇암(2) 끝단에 웨이퍼(10) 측면 에지의 지지/분리를 위한 액츄에이터로서 장착된다.
그리고, 별도 설치된 모터나 공압에 의해 구동력을 공급받으며, 고정암(210)을 기준으로 하여 이동암(270)이 좌우로 상대운동 가능하도록 설치되어 이동암(270)의 좌우 운동에 의하여 웨이퍼(10)의 측면 에지가 지지/분리되는 구조로 되어 있다.
상기 고정암(210)의 일측에는 웨이퍼(10) 우반면 에지의 2점이 접촉되도록 2개의 고정암 척(220,230)이 설치되고, 상기 이동암(270)의 말단부에는 웨이퍼(10) 좌반면 에지의 1점이 접촉되도록 이동암 척(240)이 설치되어 기본적으로는 웨이퍼(10) 3점 지지구조로 되어 있다.
상기 이동암(270)의 말단부를 연장하여 설치되어 웨이퍼(10) 좌반면 에지의 추가적인 1점을 더 접촉되도록 하는 이동암 보조척(250)은 고무등의 고탄성재질로 되어 있다.
일반적으로 웨이퍼(10)와 같은 2차원 평면 원판의 지지는 3점 지지될 때에 물리적으로 정정계(stable system)가 되므로 추가적인 이동암 보조척(250)의 설치에 의한 웨이퍼(10) 4점 지지 구조는 부정정계(unstable system)가 될 소지가 있으나, 상기 이동암 보조척(250)은 탄성부재로 되어 있고 이동암 척(240)과 이동암 보조척(250)은 동시에 웨이퍼의 측면 에지에 접촉하도록 설치되므로, 4점 지지 구조임에도 불구하고, 수평정렬이 어긋나지 않게 하면서 점진적으로 웨이퍼(10) 측면 에지에 측압을 가하여 지지를 공고히 할 수 있다.
또한, 상기 고정암 척(220,230) 또는 이동암 척(240)에 과부하 감지센서가 설치되어 일정한 측압만이 웨이퍼(10) 측면 에지에 작용하도록 하며, 웨이퍼(10) 측면 에지가 감당할 수 없는 과부하인 경우에는 에러신호를 보내어 장치의 작동을 멈추는 등의 웨이퍼(10) 파손 보호 대책이 가능하다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 드롭 방지를 위한 웨이퍼 척킹 암은 웨이퍼 척킹 암을 4점 지지 방식으로 개선하여 웨이퍼 지지를 더욱 공고히 하여 웨이퍼 드롭에 의한 파손을 방지하고며 전체적으로 반도체 수율이 향상되고 비용이 절감되는 효과가 있다.
도 1은 웨이퍼 이동로봇과 디스크형 웨이퍼 장비의 사시도
도 2의 (a)는 종래의 웨이퍼 척킹 암에 있어서 웨이퍼 분리된 상태를 나타내는 평면도이고, (b)는 웨이퍼 지지된 상태를 나타내는 평면도
도 3의 (a)는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서 웨이퍼 분리된 상태를 나타내는 평면도이고, (b)는 웨이퍼 지지된 상태를 나타내는 평면도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 -- 웨이퍼 이동로봇 2 -- 로봇암
3 -- 디스크형 웨이퍼 장비
10 -- 웨이퍼 210 -- 고정암
220,230 -- 고정암 척 240 -- 이동암 척
250 -- 이동암 보조척 270 -- 이동암
290 -- 본체고정부

Claims (2)

  1. 자동화된 반도체 제조공정의 웨이퍼 이동로봇(1)의 로봇암(2)에 설치되고 웨이퍼(10) 측면 에지를 지지하도록 웨이퍼(10) 측면을 둘러싸는 형상으로 된 고정암(210),
    웨이퍼(10) 측면 에지의 일부에 접촉되도록 상기 고정암(210)의 일측에 설치되는 2개의 고정암 척(220,230),
    좌우 운동하며 웨이퍼(10) 측면 에지를 지지/분리하도록 상기 고정암(210)의 타측에 설치되는 이동암(270),
    상기 이동암(270)의 말단부에 설치되는 이동암 척(240),
    상기 이동암(270)의 말단부를 연장하여 설치되고 탄성부재로 된 이동암 보조척(250)으로 이루어져,
    웨이퍼(10) 측면 에지를 4점 지지하도록 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼(10) 드롭 방지를 위한 웨이퍼 척킹 암.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고정암 척(220,230) 및 이동암 척(240)에 과부하 감지센서가 설치되어 웨이퍼(10) 측면 에지에 작용하는 과부하를 방지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼(10) 드롭 방지를 위한 웨이퍼 척킹 암.
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