KR20070120373A - 웨이퍼 버퍼 스테이션 및 이를 구비한 반도체 제조 장치 - Google Patents

웨이퍼 버퍼 스테이션 및 이를 구비한 반도체 제조 장치 Download PDF

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KR20070120373A
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Abstract

본 발명은 웨이퍼 버퍼 스테이션 및 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 본 발명의 웨이퍼 버퍼 스테이션은 회전 가능한 로드와, 상기 로드와 조합되어 제1 웨이퍼를 로딩하는 상부 에지 그립퍼와, 상기 상부 에지 그립퍼와 상하 이격되도록 상기 로드에 조합되며 제2 웨이퍼를 로딩하는 하부 에지 그립퍼와, 상기 로드와 조합되어 상기 로드의 축을 중심으로 상기 로드를 회전시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 상하부 에지 그립퍼를 상하 위치 변이시킴으로써 웨이퍼의 전면 및 후면을 임의대로 선택하여 소정의 처리공정을 진행시킬 수 있게 된다.
반도체, 웨이퍼 반전, 웨이퍼 핸들링 로봇, 웨이퍼 반송

Description

웨이퍼 버퍼 스테이션 및 이를 구비한 반도체 제조 장치{WAFER BUFFER STATION APPARATUS FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTORS HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치를 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치에 있어서 웨이퍼 버퍼 스테이션을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치에 있어서 웨이퍼 버퍼 스테이션의 측면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100; 반도체 제조 장치 110; 제1 선형 처리유닛
120; 제2 선형 처리유닛 131,132; 직선트랙
133,134,151; 웨이퍼 핸들링 로봇 141,142; 웨이퍼 버퍼 스테이션
141A; 상부 에지 그립퍼 141B; 하부 에지 그립퍼
141C; 로드 1410C; 구동부
151A; 블레이드 161,162; 카세트 홀드유닛
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 웨이퍼의 후면에 대한 처리공정이 가능한 반도체 제조 장치에 관한 것이다.
반도체 산업에 있어서 웨이퍼에 대한 매우 많은 반송경로 개념이 알려져 있다. 그런데, 거의 모든 반도체 제조설비는 웨이퍼가 수평상태로 이송되고 회로패턴이 그려지는 웨이퍼의 전면(Frontside)에 대해서만 처리공정이 진행될 수 있도록 설계되는 것이 통상적이다.
웨이퍼 전면에 대해서만 처리공정, 가령 세정공정이 진행되다보니 웨이퍼의 후면으로부터 유발된 파티클로 인해 공정불량, 가령 포토공정에서의 국부적 오촛점 현상 등이 발생하므로 웨이퍼 전면은 물론 후면까지도 세정공정과 같은 처리공정이 진행되어야 할 필요성이 있다.
본 발명은 상술한 종래기술상에서의 요구 내지는 필요에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 웨이퍼의 전면은 물론 후면에 대해서도 처리공정이 진행될 수 있는 반도체 제조 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조 장치는 웨이퍼를 상하로 에지 그립할 수 있는 기능과 반전시킬 수 있는 기능을 겸하는 웨이퍼 버퍼 스테이션을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 버퍼 스테이션은, 회전 가능한 로드와; 상기 로드와 조합되어 제1 웨이퍼를 로딩하는 상부 에지 그립퍼와; 상기 상부 에지 그립퍼와 상하 이격되도록 상기 로드에 조합되며, 제2 웨이퍼를 로딩하는 하부 에지 그립퍼와; 상기 로드와 조합되어 상기 로드의 축을 중심으로 상기 로드를 회전시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 웨이퍼 버퍼 스테이션에 있어서, 상기 상하부 에지 그립퍼는 상기 로드의 회전에 의해 상하 위치가 변이된다. 상기 상하부 에지 그립퍼 중 어느 하나는 등각도로 벌어진 복수개의 그립퍼를 포함한다.
상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치는, 웨이퍼가 처리될 수 있는 선형 배열된 복수개의 처리유닛과; 상기 웨이퍼를 복수매 저장하는 카세트를 홀딩하는 카세트 홀드유닛과; 상기 복수개의 처리유닛의 선형 배열에 평행한 직선경로를 따라 배열된 직선트랙과; 상기 직선트랙 상에서 이동가능하게 조합되어 상기 웨이퍼를 수직상태로 반송하는 제1 웨이퍼 핸들링 로봇과; 상기 제1 웨이퍼 핸들링 로봇과 상기 카세트 홀드유닛 사이에 배치되어 상기 웨이퍼를 수평상태로 홀딩하며, 상하 위치 반전 가능한 상부 에지 그립퍼와 하부 에지 그립퍼를 구비한 웨이퍼 버퍼 스테이션을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 반도체 제조 장치에 있어서, 상기 웨이퍼 버퍼 스테이션은, 상기 상하부 에지 그립퍼가 상하 이격되게 조합되는 로드와, 상기 상하부 에지 그립퍼가 상하 반전되도록 상기 로드를 상기 로드의 축을 중심으로 회전시키는 구동부를 포함한다.
본 실시예의 반도체 제조 장치에 있어서, 상기 상하부 에지 그립퍼 중 어느 하나는 등각도로 벌어진 복수개의 그립퍼를 포함한다.
본 실시예의 반도체 제조 장치에 있어서, 상기 웨이퍼 버퍼 스테이션과 상기 카세트 홀드유닛 사이에 배치되어 상기 카세트 홀드유닛으로부터 웨이퍼를 취출하여 상기 버퍼 스테이션으로 수평상태로 반송시키는 제2 웨이퍼 핸들링 로봇을 포함한다.
본 발명에 의하면, 웨이퍼 버퍼 스테이션은 상하부 에지 그립퍼를 상하 위치 변이시킴으로써 웨이퍼의 전면 및 후면을 임의대로 선택하여 소정의 처리공정을 진행시킬 수 있게 된다. 그럼으로써, 웨이퍼 전면 및 후면에 대한 처리공정을 선택적으로 진행할 수 있어 공정진행에 있어 유연성을 확보할 수 있고, 설비에 있어 가동율을 높일 수 있음은 물론 신규투자의 필요성이 없어 원가절감 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 웨이퍼 버퍼 스테이션 및 이를 구비한 반도체 제조 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명과 종래 기술과 비교한 이점은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명과 특허청구범위를 통하여 명백하게 될 것이다. 특히, 본 발명은 특허청구범위에서 잘 지적되고 명백하게 청구된다. 그러나, 본 발명은 첨부된 도면과 관련해서 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 도면에 있어서 동일한 참조부호는 다양한 도면을 통해서 동일한 구성요소를 나타낸다.
(실시예)
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치를 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 반도체 제조 장치(100)는 4개의 처리유 닛(111,113,115,117)으로 이루어진 제1 선형 처리유닛(110)과 다른 4개의 처리유닛(121,123,125,127)으로 이루어진 제2 선형 처리유닛(120)을 구비한다. 각 처리유닛(111-127)에서 1개의 웨이퍼(W1)가 수평상태에서 처리된다. 처리유닛(111-127)은 습식 스핀 처리유닛 또는 스핀 코팅 처리유닛 등과 같은 싱글 웨이퍼 처리유닛으로부터 선택될 수 있다. 여기서, 처리유닛(111-127)이라 함은 대체로 공정챔버를 의미한다. 본 장치(100)의 일측면에는 복수개의 웨이퍼(W4)가 적재되는 카세트를 홀딩하는 2개의 카세트 홀드유닛(161,162)이 있다. 각 카세트 홀드유닛(161,162)은 풉(FOUP)일 수 있다.
본 장치(100)는 카세트 홀드유닛(161,162)으로부터 웨이퍼(W4)를 취출함과 동시에 처리유닛(111-127) 중 어느 하나에 위치시키기 위한 웨이퍼 반송 시스템을 구비한다. 웨이퍼 반송 시스템은 적어도 하나의 웨이퍼를 반송하기 위해 제1 선형 처리유닛(110)과 제2 선형 처리유닛(120) 사이에 놓여 각 처리유닛들(111-127)과 평행하게 배열된 2개의 직선트랙(131,132)을 구비한다. 직선트랙(131,132)에는 웨이퍼 반송유닛으로서 웨이퍼 핸들링 로봇(133,134)이 이동가능하게 결합된다. 웨이퍼 핸들링 로봇(133,134)은 웨이퍼의 에지부위에만 접촉(ECO;Edge Contact Only)되는 그립퍼(Gripper)를 구비한 듀얼 ECO 그립퍼 로봇(Dual ECO Gripper Robot)일 수 있다. 이러한 웨이퍼 핸들링 로봇(133,134)은 웨이퍼를 수평상태로부터 수직상태로 또는 그 역으로 변위시킨다.
직선트랙(131,132)과 카세트 홀드유닛(161,162) 사이에는 웨이퍼(W2)를 임시로 홀딩하는 웨이퍼 버퍼 스테이션(141,142)가 구비된다. 직선트랙(131)상에서 이 동가능한 웨이퍼 핸들링 로봇(133)은 웨이퍼 버퍼 스테이션(141)과 관련되어 웨이퍼를 반송하고, 직선트랙(132)상에서 이동가능한 웨이퍼 핸들링 로봇(134)은 웨이퍼 버퍼 스테이션(142)과 관련되어 웨이퍼를 반송한다. 웨이퍼 버퍼 스테이션(141,142)에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 후술한다.
웨이퍼 버퍼 스테이션(141,142)과 카세트 홀드유닛(161,162) 사이에는 웨이퍼(W3)를 홀딩하고 반송하는 웨이퍼 핸들링 로봇(151)이 배치된다. 웨이퍼 핸들링 로봇(151)에는 블레이드(151A)가 구비되어 웨이퍼(W3)를 홀딩하고 반송한다. 웨이퍼 핸들링 로봇(151)은 카세트 홀드유닛(161,162)으로부터 웨이퍼(W4)를 취출하고 어느 하나의 웨이퍼 버퍼 스테이션(141,142)로 반송한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치에 있어서 웨이퍼 버퍼 스테이션을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 웨이퍼 버퍼 스테이션의 측면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 웨이퍼 버퍼 스테이션(141)은 상하 2개의 에지 그립퍼(141A,141B)가 구비되어 있다. 상부 에지 그립퍼(141A)는 등각도로 벌어진 3개의 그립퍼(1410A)가 구비되어 웨이퍼(W2)의 에지를 파지하면서 홀딩한다. 하부 에지 그립퍼(141B)도 이와 마찬가지로 등각도로 벌어진 3개의 그립퍼(1410B)가 구비되어 웨이퍼(W2)의 에지를 파지하면서 홀딩한다. 상부 에지 그립퍼(141A)는 전면(W2f)이 위를 향해 공개되도록 웨이퍼(W2)를 홀딩하고, 하부 에지 그립퍼(141B)는 후면(W2b)이 아래를 향해 공개되도록 웨이퍼(W2)를 홀딩한다.
웨이퍼 버퍼 스테이션(141)에는 상하부 에지 그립퍼(141A,141B)가 각각 상하 로 조합되는 로드(141C)가 구비되고, 로드(141C)는 모터 또는 로터리 에어 실린더와 같은 구동부(1410C)와 조합되어 회전한다. 구동부(1410C)의 동작에 의해 로드(141C)가 그 축을 중심으로 회전하고, 이에 따라 에지 그립퍼(141A,141B)는 상하 위치가 바뀐다. 에지 그립퍼(141A,141B)가 상하 위치가 바뀌면 하부 에지 그립퍼(141B)에 의해 홀딩된 웨이퍼(W2)의 후면(W2b)이 위를 향하게 되고, 상부 에지 그립퍼(141A)에 의해 홀딩된 웨이퍼(W2)의 전면(W2f)은 아래를 향하게 된다. 즉, 웨이퍼 버퍼 스테이션(141)은 웨이퍼(W2)를 180°반전시킬 수 있는 기능을 가지게 되는 것이다. 웨이퍼 버퍼 스테이션(142)에 대해서도 위와 같은 설명이 그대로 적용된다.
웨이퍼 버퍼 스테이션(141,142)을 구비한 반도체 제조 장치(100)의 동작은 다음과 같다. 가령, 웨이퍼(W2)의 전면(W2f)에 대한 처리공정이 진행된다고 가정하면, 웨이퍼 핸들링 로봇(151)에 의해 카세트 홀드유닛(161,162)으로 취출되어 웨이퍼 버퍼 스테이션(141)의 상부 에지 그립퍼(141A)에 웨이퍼(W2)가 로딩된다. 이때, 웨이퍼 전면(W2f)이 위를 향하게 되는데, 웨이퍼 핸들링 로봇(133)에 의해 처리유닛(111-127) 중 어느 하나로 로딩되어 전면(W2f)에 대해 처리공정이 진행된다.
이와 달리, 웨이퍼(W2)의 후면(W2b)에 대한 처리공정이 필요한 경우, 하부 에지 그립퍼(141B)에 웨이퍼(W2)가 로딩된다. 이때, 웨이퍼 후면(W2b)이 아래를 향하게 되는데, 로드(141C)가 그 축을 중심으로 회전함으로써 상하부 에지 그립퍼(141A,141B)는 반전되어 상하 위치가 바뀜으로써 하부 에지 그립퍼(141B)가 상부쪽으로 위치 변이되고 이에 따라 웨이퍼(W2)의 후면(W2b)이 위를 향하게 된다. 이 상태에서 웨이퍼 핸들링 로봇(133)에 의해 처리유닛(111-127) 중 어느 하나로 로딩되어 후면(W2b)에 대해 처리공정이 진행된다.
일례로서, 웨이퍼 후면에 대한 세정처리 공정이 가능하게 되므로 웨이퍼 후면에서 유발된 파티클로 인한 포토공정의 국부적인 오촛점이 방지된다. 그럼으로써, 포토설비 가동율 및 수율저하 현상이 해소된다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 웨이퍼 버퍼 스테이션은 상하부 에지 그립퍼를 상하 위치 변이시킴으로써 웨이퍼의 전면 및 후면을 임의대로 선택하여 소정의 처리공정을 진행시킬 수 있게 된다. 그럼으로써, 웨이퍼 전면 및 후면에 대한 처리공정을 선택적으로 진행할 수 있어 공정진행에 있어 유연 성을 확보할 수 있고, 설비에 있어 가동율을 높일 수 있음은 물론 신규투자의 필요성이 없어 원가절감 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 회전 가능한 로드와;
    상기 로드와 조합되어 제1 웨이퍼를 로딩하는 상부 에지 그립퍼와;
    상기 상부 에지 그립퍼와 상하 이격되도록 상기 로드에 조합되며, 제2 웨이퍼를 로딩하는 하부 에지 그립퍼와;
    상기 로드와 조합되어 상기 로드의 축을 중심으로 상기 로드를 회전시키는 구동부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 버퍼 스테이션.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상하부 에지 그립퍼는 상기 로드의 회전에 의해 상하 위치가 변이되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 버퍼 스테이션.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상하부 에지 그립퍼 중 어느 하나는 등각도로 벌어진 복수개의 그립퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 버퍼 스테이션.
  4. 웨이퍼가 처리될 수 있는 선형 배열된 복수개의 처리유닛과;
    상기 웨이퍼를 복수매 저장하는 카세트를 홀딩하는 카세트 홀드유닛과;
    상기 복수개의 처리유닛의 선형 배열에 평행한 직선경로를 따라 배열된 직선트랙과;
    상기 직선트랙 상에서 이동가능하게 조합되어 상기 웨이퍼를 수직상태로 반송하는 제1 웨이퍼 핸들링 로봇과;
    상기 제1 웨이퍼 핸들링 로봇과 상기 카세트 홀드유닛 사이에 배치되어 상기 웨이퍼를 수평상태로 홀딩하며, 상하 위치 반전 가능한 상부 에지 그립퍼와 하부 에지 그립퍼를 구비한 웨이퍼 버퍼 스테이션;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 웨이퍼 버퍼 스테이션은, 상기 상하부 에지 그립퍼가 상하 이격되게 조합되는 로드와, 상기 상하부 에지 그립퍼가 상하 반전되도록 상기 로드를 상기 로드의 축을 중심으로 회전시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 상하부 에지 그립퍼 중 어느 하나는 등각도로 벌어진 복수개의 그립퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 웨이퍼 버퍼 스테이션과 상기 카세트 홀드유닛 사이에 배치되어 상기 카세트 홀드유닛으로부터 웨이퍼를 취출하여 상기 버퍼 스테이션으로 수평상태로 반송시키는 제2 웨이퍼 핸들링 로봇을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100957816B1 (ko) * 2008-02-20 2010-05-13 세메스 주식회사 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치
KR100976550B1 (ko) * 2008-01-16 2010-08-17 세메스 주식회사 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템
WO2024035614A1 (en) * 2022-08-12 2024-02-15 Applied Materials, Inc. Multi-size wafer handling frame

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