KR20070033798A - 웨이퍼 이송 로봇의 암 블레이드 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 이송 로봇의 암 블레이드를 제공한다. 개시된 웨이퍼 이송 로봇의 암 블레이드는 일단이 웨이퍼 이송 로봇의 다관절 로봇암에 체결되어 웨이퍼를 흡착 지지하는 평판형 몸체와, 상기 몸체의 내부에 형성된 진공 채널과, 상기 진공 채널과 연통되도록 상기 몸체의 상부에 형성되어 상기 진공 채널을 통해 전달되는 진공압에 의해 상기 웨이퍼가 상기 몸체의 상면에 흡착되도록 하는 진공 흡착구, 및 상기 몸체의 상면에 형성된 정전기 방지막을 구비한다.
웨이퍼, 이송 로봇, 암 블레이드, 정전기

Description

웨이퍼 이송 로봇의 암 블레이드{ARM BLADE OF WAFER TRANSFER ROBOT}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 암 블레이드를 구비한 웨이퍼 이송 로봇의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 로봇의 암 블레이드의 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ' 절단면도이다.
**도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명**
10 : 웨이퍼 이송 로봇 20 : 회전판
30 : 암 구동부 40 : 다관절 로봇암
100 : 암 블레이드 110 : 몸체
112 : 고정단 114 : 자유단
120 : 체결부재 삽입홀 130 : 진공 채널
140 : 진공 흡착구 150 : 정전기 방지막
본 발명은 반도체 소자의 제조 설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도 체 기판인 웨이퍼를 흡착하여 원하는 장소로 상기 웨이퍼를 이송하기 위한 웨이퍼 이송 로봇에 구비되는 암 블레이드에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 전기 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정을 마친 중간 단계의 칩들에 대한 전기적 특성을 검사하는 EDS(Electrical Die Sorting) 공정과, 상기 EDS 공정을 통해 양품으로 판별된 칩들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.
상기 팹 공정은 웨이퍼 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화시키기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 웨이퍼의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 웨이퍼 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 세정된 웨이퍼를 건조시키기 위한 건조 공정 등을 포함한다.
상기한 바와 같은 반도체 소자의 제조 공정에서 생산성에 중대한 영향을 주는 요인 중 하나가 웨이퍼의 이송 속도이다. 즉, 다수 매의 웨이퍼가 적재된 웨이퍼 카세트로부터 특정 단위 공정의 수행을 위한 공정 챔버로의 웨이퍼 이송이나, 각각의 단위 공정 사이에서의 웨이퍼 이송에 소요되는 시간이 반도체 소자의 생산성을 크게 좌우하는 요인이 된다.
상기한 바와 같은 웨이퍼 카세트와 공정 챔버 사이나 각 공정 챔버 사이의 웨이퍼 이송을 위해 다양한 방식의 웨이퍼 이송 로봇들이 사용되며, 상기 웨이퍼 이송 로봇들은 다양한 형태를 갖는 암 블레이드를 구비한다.
일반적으로 상기 웨이퍼 이송 로봇은 웨이퍼를 이송하기 위해 수직 운동, 수평 운동 및 회전 운동이 가능한 다관절 로봇암과, 상기 다관절 로봇암의 일단에 결합되어 웨이퍼를 흡착 지지하는 암 블레이드와, 상기 다관절 로봇암을 구동하기 위한 구동부를 구비한다.
최근 상기 웨이퍼의 대구경화에 따라 상기 암 블레이드 역시 그 크기가 증가되고 있으며, 상기 암 블레이드를 형성하는 몸체의 재질로는 대구경화되고 있는 웨이퍼의 무게에 의한 휨 등의 변형을 막기 위해 주로 쿼츠(quartz)나 알루미나(Al2O3)가 사용되고 있다.
그런데 상기 암 블레이드의 경우, 그 몸체를 형성하는 쿼츠(quartz)나 알루미나(Al2O3)의 비전도성에 기인하여 웨이퍼 표면에 정전기가 발생되는 경우 이를 제거할 수 없다는 단점이 있다.
상기 정전기로 인해 발생될 수 있는 문제로 다음과 같은 것들을 들 수 있는데, 상기 암 블레이드와 상기 웨이퍼 표면에 분포하는 전하의 극성에 따라 상기 암 블레이드와 상기 웨이퍼 사이에 흡인력이 작용하는 경우 웨이퍼 표면에 파티클이 부착되어 웨이퍼 표면을 오염시킴으로써 후속 공정의 진행시 상기 파티클로 인한 공정 불량을 야기시킬 수 있다. 반대로 반발력이 작용하는 경우 웨이퍼가 상기 암 블레이드 상에서 튀는 현상이 발생하여 초기 세팅된 캘러브레이션(calibration)이 흐트러져 웨이퍼 정렬 불량이라는 문제를 야기시킬 수 있다.
또한, 상기한 바와 같은 정전기가 발생하는 경우 웨이퍼 표면에 형성된 전기 회로를 손상시켜 그 전기적 특성을 변형시키거나 상실시킴으로써 반도체 소자의 제조 수율을 저하시키는 문제점을 야기할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 웨이퍼 이송 로봇의 암 블레이드와 웨이퍼 사이에서 유발될 수 있는 정전기의 발생을 방지하여 웨이퍼 표면의 오염이나 웨이퍼 손상을 최소화할 수 있는 웨이퍼 이송 로봇의 암 블레이드를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 이송 로봇의 암 블레이드는 일단이 웨이퍼 이송 로봇의 다관절 로봇암에 체결되어 웨이퍼를 흡착 지지하는 평판형 몸체와, 상기 몸체의 내부에 형성된 진공 채널과, 상기 진공 채널과 연통되도록 상기 몸체의 상부에 형성되어 상기 진공 채널을 통해 전달되는 진공압에 의해 상기 웨이퍼가 상기 몸체의 상면에 흡착되도록 하는 진공 흡착구, 및 상기 몸체의 상면에 형성된 정전기 방지막을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 진공 흡착구는 링 형상의 홈일 수 있다. 이때, 상기 링 형상의 홈은 서로 다른 직경을 갖는 복수개가 소정 간격을 두고 동심원 형태로 배치될 수 있다.
한편, 상기 정전기 방지막은 상기 웨이퍼 또는 상기 몸체에 분포된 전하를 상기 다관절 로봇암을 통해 방전시키는 도전성 물질로 형성될 수 있다. 그러한 정전기 방지막으로는 알루미늄 막이 사용될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 웨이퍼 이송 로봇의 암 블레이드에 대해 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면들에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위해 다소 과장되어진 것으로 이해되는 것이 바람직하며, 명세서 전반에 걸쳐 동일한 참조부호들은 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 암 블레이드를 구비한 웨이퍼 이송 로봇의 사시도이다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 암 블레이드(100)에 대한 구체적 설명에 앞서, 상기 암 블레이드(100)를 구비한 웨이퍼 이송 로봇(10)에 대해 간략히 설명한다.
상기 웨이퍼 이송 로봇(10)은 반도체 소자의 제조를 위한 각 공정의 진행을 위해 웨이퍼(W)를 이송하기 위한 장비로서, 회전 가능하도록 구성된 회전판(20)과, 상기 회전판(20)의 대략 중심부에 배치되는 암 구동부(30)와, 상기 암 구동부(30)를 통해 수직 운동, 수평 운동 및 회전 운동이 가능한 다관절 로봇암(40)을 구비한다. 상기 다관절 로봇암(40)의 일단에는 웨이퍼(W)를 흡착 지지하는 본 발명에 따른 암 블레이드(100)가 체결부재(42)에 의해 체결 고정된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 로봇의 암 블레이드의 평면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ' 절단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 암 블레이 드(100)는 일단이 상기 웨이퍼 이송 로봇(10)의 다관절 로봇암(40)에 체결되어 웨이퍼(W)를 흡착 지지하는 몸체(110)를 갖는다. 상기 몸체(110)는 상기 다관절 로봇암(40)과 결합되는 부분인 고정단(112)과, 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 자유단(114)으로 구성되는 평판형 형상을 갖는다. 상기 고정단(112)에는 상기 몸체(110)를 상기 다관절 로봇암(40)에 체결 고정하기 위한 체결부재(42)가 삽입되는 체결부재 삽입홀(120)이 형성된다.
여기서, 상기 몸체(110)는 일반적으로 사용되는 쿼츠(quartz)나 알루미나(Al2O3)로 형성될 수도 있으나, 그 변형 없이 대구경화되고 있는 웨이퍼(W)를 지탱할 수 있도록 고경량, 고탄성 및 고강도를 구현할 수 있는 탄소를 포함하는 복합재료를 사용하여 형성하는 것이 보다 바람직하다.
상기 몸체(110)의 내부에는 상기 웨이퍼 이송 로봇(10)에 구비된 진공 발생기(미도시)로부터 공급되는 진공압을 후술할 진공 흡착구(140)로 전달하기 위한 진공 채널(130)이 형성된다.
상기 몸체(110)의 상부에는 상기 진공 채널(130)과 연통되도록 형성되어 상기 진공 채널(130)을 통해 전달되는 진공압에 의해 상기 웨이퍼(W)를 상기 몸체(110)의 상면에 흡착되도록 하는 진공 흡착구(140)가 마련된다. 상기 진공 흡착구(140)는 종래 기술에서 일반적으로 제시되는 하나의 홀(미도시)이 아니라, 소정 간격을 두고 동심원 형태로 배치되는, 서로 다른 직경을 갖는 복수개의 링 형상의 홈(142, 144, 146)들로 이루어진다. 따라서 상기 웨이퍼(W) 이면의 보다 넓은 면적에 진공압이 작용하도록 함으로써 상기 웨이퍼(W)가 보다 안정적으로 상기 몸체(110)의 상면에 흡착 지지되도록 한다.
한편, 상기 몸체(110)의 상면에는 도전성 물질의 정전기 방지막(150)이 형성된다. 상기 정전기 방지막(150)은 도전성 물질로 형성되기 때문에 상기 웨이퍼(W) 또는 상기 몸체(110)에 분포된 전하를 금속 재질인 상기 다관절 로봇암(40)을 통해 방전시킴으로써 상기 암 블레이드(100)의 몸체(110)와 상기 웨이퍼(W) 사이에서 유발될 수 있는 정전기의 발생을 방지한다. 따라서 정전기의 발생에 의해 웨이퍼(W) 표면에 파티클이 부착됨으로써 야기되는 웨이퍼(W) 표면 오염이나, 웨이퍼(W)가 암 블레이드 상에서 튐으로써 야기되는 웨이퍼 정렬 불량과 같은 종래의 문제점은 해소될 수 있다.
상기 도전성 물질의 정전기 방지막(150)으로는 비저항이 작고, 그 형성이 용이한 알루미늄 막이 사용될 수 있다. 상기 알루미늄 막을 상기 몸체(110)의 상면에 형성하는 방법으로는 반도체 소자의 제조 공정에서 사용되는 증착 공정 및 식각 공정을 이용할 수 있다. 또는 알루미늄 박막을 먼저 형성한 후, 접착제 등으로 상기 알루미늄 박막을 상기 몸체(110)의 상면에 접착하는 방법을 이용할 수도 있다. 그러나 상기 도전성 물질의 정전기 방지막(150)이 상기 알루미늄 막으로 한정되는 것은 아니며, 도전성을 갖는 다른 다양한 금속 막으로 대치될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능 함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라, 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 웨이퍼 이송 로봇의 암 블레이드와 웨이퍼 사이에서 유발될 수 있는 정전기의 발생을 방지하여 웨이퍼 표면의 오염이나 웨이퍼 손상을 최소화할 수 있고, 또한 웨이퍼를 보다 안정적으로 흡착 지지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

  1. 일단이 웨이퍼 이송 로봇의 다관절 로봇암에 체결되어 웨이퍼를 흡착 지지하는 평판형 몸체;
    상기 몸체의 내부에 형성된 진공 채널;
    상기 진공 채널과 연통되도록 상기 몸체의 상부에 형성되어 상기 진공 채널을 통해 전달되는 진공압에 의해 상기 웨이퍼가 상기 몸체의 상면에 흡착되도록 하는 진공 흡착구; 및
    상기 몸체의 상면에 형성된 정전기 방지막을 포함하는 웨이퍼 이송 로봇의 암 블레이드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공 흡착구는 링 형상의 홈인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 로봇의 암 블레이드.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 링 형상의 홈은 서로 다른 직경을 갖는 복수개가 소정 간격을 두고 동심원 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 로봇의 암 블레이드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전기 방지막은 상기 웨이퍼 또는 상기 몸체에 분포된 전하를 상기 다관절 로봇암을 통해 방전시키는 도전성 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 로봇의 암 블레이드.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 정전기 방지막은 알루미늄 막인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 로봇의 암 블레이드.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3456491A4 (en) * 2016-05-13 2020-01-22 BOE Technology Group Co., Ltd. MANIPULATOR ARM, MANIPULATOR AND BEARING DEVICE
KR102626647B1 (ko) * 2023-07-21 2024-01-19 주식회사 코닉스 웨이퍼 이송용 로봇암의 제조를 위한 세라믹 조성물,이로부터 제조된 웨이퍼 이송용 로봇암 및 상기 웨이퍼 이송용 로봇암의 제조를 위한 세라믹 분말 성형용 냉간 등방압 프레스 장치

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