KR20090053259A - 웨이퍼 이송로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 이송로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼의 가공단계에 따라 웨이퍼를 해당 가공장치로 이송하는 웨이퍼 이송로봇에 관한 것이다. 본 발명에 따른 웨이퍼 이송로봇은 웨이퍼를 로딩 및 언로딩하기 위하여, 신장 및 수축되는 로봇암과, 로봇암의 신장 및 수축시 수평 방향으로 이동되도록 로봇암에 결합되며, 내부를 관통하며 형성되는 진공압 유로부를 가지며, 금속재질로 이루어져 웨이퍼가 지지되는 웨이퍼지지판과, 웨이퍼가 웨이퍼지지판에 흡착되도록 진공압 유로부를 통하여 웨이퍼에 진공압을 가하는 진공유닛을 포함한다.

웨이퍼, 로봇암, 이송

Description

웨이퍼 이송로봇{Wafer transfer robot}

본 발명은 웨이퍼 이송로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼의 가공단계에 따라 웨이퍼를 해당 가공장치로 이송하는 웨이퍼 이송로봇에 관한 것이다.

웨이퍼는 실리콘 단결정 잉곳을 성장시키고 적절한 두께로 커팅함으로써 제조된다. 이후 웨이퍼는, 웨이퍼를 커팅하는 과정에서 웨이퍼 표면에 발생되는 결함을 제거하기 위해 웨이퍼의 양 측면 및 웨이퍼의 가장자리를 가공하는 후속가공과정을 거치게 된다. 후속가공과정 중 웨이퍼는 웨이퍼 이송로봇에 의해 각 가공장치로 이송된다. 도 1에는 종래의 웨이퍼 이송로봇 및 카세트의 개략적인 사시도이며, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선의 개략적인 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 웨이퍼 이송로봇(9)은 로봇몸체(1)와, 로봇암(2)과, 웨이퍼지지판(3)을 구비한다. 로봇몸체(1)는 웨이퍼 가공장치(미도시)의 이송챔버(미도시)에 설치되며, 승강 및 회전가능하다. 로봇암(2)은 로봇몸체(1)에 대하여 상대회전 가능하게 결합되는 두 개의 암부재로 이루어지며, 로봇암(2)은 암부재의 상대회전에 따라 신장 및 수축된다. 웨이퍼지지판(3)은 로봇암(2)의 단부에 결합되며, 로봇암(2)의 신장 및 수축시 이에 연동되어 로봇몸체(1)에 대하여 직선이동된다. 웨이퍼지지판(3)의 상면에는 고무 재질로 이루어지며, 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼안착부재(4)가 결합되어 있다. 웨이퍼지지판(3)의 내부에는 진공압 유로부(5)가 관통 형성되어 있으며, 이 진공압 유로부(5)는 진공펌프(미도시)와 연통되어 있다.

상술한 웨이퍼 이송로봇(9)을 사용하여 웨이퍼(W)를 이송하는 방법은, 웨이퍼지지판(3)을 카세트(C)에 형성된 슬롯(S)에 삽입한 후 웨이퍼안착부재(4)를 웨이퍼(W)의 하면에 접촉시킨다. 이후, 진공펌프를 구동하여 웨이퍼(W) 하면과 웨이퍼지지판(3) 상면 사이에 진공압을 형성하여 웨이퍼(W)를 웨이퍼안착부재(4)에 밀착시킨 후 웨이퍼(W)를 이송한다.

하지만, 종래 웨이퍼 이송로봇(9)의 웨이퍼안착부재(4)는 고무 재질로 이루어져 있으므로, 웨이퍼(W)를 반복적으로 이송하는 경우 웨이퍼안착부재(4)가 마모되거나 고무 재질의 탄성이 변하게 되는 현상이 발생하게 된다. 따라서, 웨이퍼(W)가 수평 상태를 유지하지 못하고 일측으로 기울어진 상태로 웨이퍼안착부재(4)에 밀착되게 된다. 이와 같이, 웨이퍼(W)가 기울어진 상태로 이송되면, 도 2에 점선으로 도시되어 있는 바와 같이 가공 전의 웨이퍼(W)를 카세트(C)에서 빼내거나 또는 가공이 완료된 웨이퍼(W)를 카세트(C)로 삽입하는 동안에 웨이퍼(W)와 카세트(C)가 서로 부딪히게 되고, 그 결과 웨이퍼(W)에 결함이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 웨이퍼를 수평한 상태로 반복적으로 이송가능하여, 웨이퍼의 이송시 웨이퍼가 카세트에 부딪혀 웨이퍼 표면에 결함이 발생하는 것이 방지되도록 구조가 개선된 웨이퍼 이송로봇을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 웨이퍼 이송로봇은 웨이퍼를 로딩 및 언로딩하기 위하여, 신장 및 수축되는 로봇암과, 상기 로봇암의 신장 및 수축시 수평 방향으로 이동되도록 상기 로봇암에 결합되며, 내부를 관통하며 형성되는 진공압 유로부를 가지며, 금속재질로 이루어져 상기 웨이퍼가 지지되는 웨이퍼지지판과, 상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼지지판에 흡착되도록 상기 진공압 유로부를 통하여 상기 웨이퍼에 진공압을 가하는 진공유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 진공압 유로부는, 일방향으로 길게 형성된 제1홈부와, 상기 일방향과 직교하는 방향으로 길게 형성되며 상기 제1홈부와 교차되는 제2홈부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 웨이퍼지지판은 스테인레스강으로 이루어진 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 웨이퍼가 접촉 지지되는 웨이퍼지지판이 금속재질로 이루 어지므로, 웨이퍼를 반복적으로 이송하더라도 웨이퍼지지판이 마모되거나 변형되지 않으며, 그 결과 웨이퍼가 수평한 상태로 웨이퍼지지판에 밀착된다. 또한, 웨이퍼가 웨이퍼지지판의 상면 전체에 밀착되므로 안정된 상태로 지지된다. 따라서, 웨이퍼의 이송시 웨이퍼가 다른 주변장치에 부딪히게 되는 것이 방지되며, 그 결과 웨이퍼 상에 결함이 발생하는 것이 방지된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 이송로봇에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송로봇의 개략적인 사시도이며, 도 4는 도 3의 Ⅵ-Ⅵ선의 개략적인 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 웨이퍼 이송로봇(100)은 로봇몸체(10)와, 로봇암(20)과, 웨이퍼지지판(30)과, 진공유닛을 포함한다.

로봇몸체(10)는 웨이퍼 가공장치(미도시)에 구비된 이송챔버(미도시)에 설치된다. 로봇몸체(10)는 도 3에 화살표로 도시되어 있는 바와 같이, 상하 방향으로 승강 가능하며, 회전축을 중심으로 회전 가능하다. 로봇몸체(10)는 공지의 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

로봇암(20)은 제1암부(21)와 제2암부(22)를 포함한다. 제1암부(21)는 일방향으로 길게 형성되며, 제1암부(21)의 일단은 로봇몸체(10)의 상단에 결합된다. 제1암부(21)는 로봇몸체(10)의 승강 및 회전시 로봇몸체(10)와 함께 승강 및 회전하며, 또한 제1암부(21)는 로봇몸체(10)에 대해 상대회전 가능하다. 제2암부(22) 는 일방향으로 길게 형성된다. 제2암부(22)의 일단은 제1암부(21)의 타단에 결합되며, 제2암부(22)는 제1암부(21)에 대해 상대회전 가능하다. 로봇몸체(10)와 제1암부(21)의 상대회전 및 제1암부(21)와 제2암부(22)의 상대적 회전에 의해 로봇암(20)은 신장 및 수축된다.

웨이퍼지지판(30)은 웨이퍼(W)가 지지되는 곳으로 금속재질로 이루어지며, 특히 본 실시예에서는 스테인리스강으로 이루어진다. 웨이퍼지지판(30)은 판상으로 형성되어, 그 상면 및 하면이 평평하게 형성된다. 웨이퍼지지판(30)은 제2암부(22)의 타단에 결합되며, 로봇암(20)의 신장 및 수축시 로봇몸체(10)에 대하여 수평방향으로 직선이동된다. 웨이퍼지지판(30)의 내부에는 진공압 유로부(31)가 형성되어 있다. 진공압 유로부(31)는 진공압 공급홈(311)과, 제1홈부(312)와, 제2홈부(313)를 가진다. 진공압 공급홈(311)은 웨이퍼지지판(30)의 상면 및 우측면을 관통하며 형성되며, 후술할 진공유닛과 연통된다. 제1홈부(312)는 웨이퍼지지판(30)의 상면에 형성된 진공압 공급홈(311)을 중심으로 좌우 방향으로 길게 형성된다. 제2홈부(313)는 웨이퍼지지판(30)의 상면에 형성된 진공압 공급홈(311)을 중심으로 상하 방향으로 길게 형성된다. 제1홈부(312) 및 제2홈부(313)는 진공압 공급홈(311)과 각각 연통되며, 서로 직교한다.

진공유닛(미도시)은 웨이퍼지지판(30)에 진공압을 공급하여 웨이퍼(W)와 웨이퍼지지판(30)을 서로 밀착시키기 위한 것으로서, 특히 본 실시예에서는 진공펌프가 채용된다. 진공펌프는 진공관(40)을 통해 진공압 유로부(31)와 연통되며, 그 구동시 진공압을 형성된다. 진공펌프에 의해 형성된 진공압은 진공관(40) 및 진공 압 유로부(31)를 통해 웨이퍼(W) 하면으로 전달된다.

이하, 상술한 바와 같이 구성된 웨이퍼 이송로봇(100)을 이용하여 웨이퍼(W)를 이송하는 과정을 살펴보기로 한다.

먼저, 웨이퍼지지판(30)을 웨이퍼(W)의 하측으로 이동시킨 후, 웨이퍼지지판(30)의 상면을 웨이퍼(W)의 하면에 접촉시킨다. 이후, 진공펌프를 구동하여 진공압을 형성하면, 이 진공압이 진공관(40) 및 진공압 유로부(31)를 통해 웨이퍼(W)의 하면으로 전달되며, 이 진공압에 의해 웨이퍼(W)의 하면이 웨이퍼지지판(30)의 상면에 밀착된다. 이때, 웨이퍼지지판(30)이 스테인리스강으로 이루어져 있으므로, 진공압에 의해 웨이퍼가 웨이퍼지지판(30)의 상면을 가압하여도 웨이퍼지지판(30)에 변형이 발생하지 않으며, 따라서 웨이퍼는 수평한 상태를 유지하며 웨이퍼지지판(30)의 상면에 지지 된다. 또한, 웨이퍼지지판(30)의 상면에 형성된 제1홈부(312) 및 제2홈부(313)를 통해 진공압이 웨이퍼에 가해지므로, 웨이퍼 상의 하나의 지점에 진공압이 집중적으로 가해지는 것에 비하여 보다 더 안정된 상태로 웨이퍼가 지지 된다. 이와 같이 웨이퍼가 웨이퍼지지판(30)에 밀착된 상태에서 로봇암(20) 및 로봇몸체(10)를 구동하여 웨이퍼(W)를 각 가공단계에 따라 이송한다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 웨이퍼지지판(30)은 스테인리스강으로 이루어지므로 웨이퍼를 반복적으로 이송하여도 웨이퍼지지판(30)이 마모되지 않으며, 또한 웨이퍼(W)의 이송시 웨이퍼에 의해 가해지는 압력에 의해 웨이퍼지지판(30)이 변형되지 않는다. 또한, 웨이퍼지지판(30)의 상면이 평평하게 형성되므로 웨이퍼(W)가 웨이퍼지지판(30)의 상면 전체에 접촉되며, 게다가 제1홈부(312) 및 제2홈부(313)가 형성되어 있으므로 웨이퍼 하면의 넓은 범위에서 진공압이 작용하게 된다. 따라서, 웨이퍼(W)를 수평한 상태로 유지하면서 안정된 상태로 이송할 수 있으며, 그 결과 웨이퍼(W)의 이송시 웨이퍼(W)가 카세트의 슬롯 등과 같은 주변 장치에 부딪히게 되어 웨이퍼(W)에 결함이 발생되는 것이 방지된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1에는 종래의 웨이퍼 이송로봇 및 카세트의 개략적인 사시도이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선의 개략적인 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송로봇의 개략적인 사시도이다.

도 4는 도 3의 Ⅵ-Ⅵ선의 개략적인 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10...로봇몸체 20...로봇암

30...웨이퍼지지판 31...진공압 유로부

311..진공압 공급홈 312...제1홈부

313...제2홈부 W...웨이퍼

Claims (3)

1. 웨이퍼를 로딩 및 언로딩하기 위하여, 신장 및 수축되는 로봇암;

   상기 로봇암의 신장 및 수축시 수평 방향으로 이동되도록 상기 로봇암에 결합되며, 내부를 관통하며 형성되는 진공압 유로부를 가지며, 금속재질로 이루어져 상기 웨이퍼가 지지되는 웨이퍼지지판; 및

   상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼지지판에 흡착되도록 상기 진공압 유로부를 통하여 상기 웨이퍼에 진공압을 가하는 진공유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송로봇.
2. 제1항에 있어서,

   상기 진공압 유로부는,

   일방향으로 길게 형성된 제1홈부와, 상기 일방향과 직교하는 방향으로 길게 형성되며 상기 제1홈부와 교차되는 제2홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송로봇.
3. 제1항에 있어서,

   상기 웨이퍼지지판은 스테인레스강으로 이루어진 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송로봇.

Images