KR20220020909A - 반도체 웨이퍼 폴리싱 장치 및 방법 - Google Patents

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실트로닉 아게
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Abstract

반도체 웨이퍼 폴리싱 장치 및 방법을 제공한다. 그 장치는, 반도체 웨이퍼의 동시 양면 폴리싱용 폴리싱 기계 적어도 2대;
폴리싱 기계의 각 하부 폴리싱 플레이트의 폴리싱 패드 상에 놓이고 반도체 웨이퍼를 수용하는 리세스를 갖는 하나 이상의 캐리어;
폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 수용하는 카세트를 전달하는 오버헤드 장착형 운반 시스템;
각 폴리싱 기계에 할당되고 전달된 카세트를 오버헤드 장착형 운반 시스템으로부터 인계받도록 구성된 수직 운반 시스템으로서, 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 카세트 밖으로 들어올리도록 구성된 일체형 웨이퍼 리프터를 포함하는, 수직 운반 시스템;
적어도 2대의 폴리싱 기계로 자율적으로 이동하는 로봇으로서, 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 웨이퍼 리프트로부터 인계받아 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 리세스 중 하나에 삽입하고, 폴리싱 작업의 종료시에 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 리세스 밖으로 들어올리도록 구성된 매니퓰레이터를 구비하는, 로봇;
각 폴리싱 기계에 할당된 x/y 리니어 유닛으로서, 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 자율 이동 로봇의 매니퓰레이터로부터 인계받아, 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 일체형 웨이퍼 리시버를 갖는 습식 운반 컨테이너 내에 적재하도록 구성된 웨이퍼 그리퍼를 구비하는, x/y 리니어 유닛; 및
습식 운반 컨테이너를 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 위한 클리닝 유닛으로 운반하는 무인 운반 차량을 포함한다.

Description

반도체 웨이퍼 폴리싱 장치 및 방법
본 발명의 주제는 반도체 웨이퍼의 동시 양면 폴리싱용 폴리싱 기계를 적어도 2대 포함하고 고도의 자동화를 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 폴리싱 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기한 장치를 사용하여 수행되는 반도체 웨이퍼 폴리싱 방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 DSP 폴리싱 기계로도 지칭되는 반도체 웨이퍼의 양면 동시 폴리싱을 위한 폴리싱 기계는 상부 및 하부 폴리싱 플레이트를 포함하며, 이들 각 플레이트는 폴리싱 패드로 라이닝된다. 반도체 웨이퍼는 그들이 캐리어의 리세스 내에 놓여 있을 때에 폴리싱 슬러리의 존재하에서 폴리싱 플레이트들 사이에서 폴리싱된다.
폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 캐리어의 리세스 내로 삽입하고 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 캐리어의 리세스로부터 제거하는 것을 자동화하는 것인 이미 제안되어 있다. 이와 관련하여, EP 0 931 623 A1, DE 100 07 389 A1 및 DE 102 28 441 A1, JP 2005-243996 A, JP 2005-294378 A, US 6 361 418 B1 및 US 2017 0 323 814 A1을 예로 들 수 있다.
이들 제안에도 불구하고, 특히 비용 감소 및 시간 절약을 포함한 효과를 갖도록 개선에 대한 요구가 지속되고 있다.
이러한 과제는, 반도체 웨이퍼 폴리싱 장치로서,
반도체 웨이퍼의 동시 양면 폴리싱용 폴리싱 기계 적어도 2대;
폴리싱 기계의 각 하부 폴리싱 플레이트의 폴리싱 패드 상에 놓이고 반도체 웨이퍼를 수용하는 리세스를 갖는 하나 이상의 캐리어;
폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 수용하는 카세트를 전달하는 오버헤드 장착형 운반 시스템;
각 폴리싱 기계에 할당되고 전달된 카세트를 오버헤드 장착형 운반 시스템으로부터 인계받도록 구성된 수직 운반 시스템으로서, 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 카세트 밖으로 들어올리도록 구성된 일체형 웨이퍼 리프터를 포함하는, 수직 운반 시스템;
적어도 2대의 폴리싱 기계로 자율적으로 이동하는 로봇으로서, 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 웨이퍼 리프트로부터 인계받아 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 리세스 중 하나에 삽입하고, 폴리싱 작업의 종료 시에 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 리세스 밖으로 들어올리도록 구성된 매니퓰레이터를 구비하는, 로봇;
각 폴리싱 기계에 할당된 x/y 리니어 유닛으로서, 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 자율 이동 로봇의 매니퓰레이터로부터 인계받아, 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 일체형 웨이퍼 리시버를 갖는 습식 운반 컨테이너 내에 적재하도록 구성된 웨이퍼 그리퍼를 구비하는, x/y 리니어 유닛; 및
습식 운반 컨테이너를 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 위한 클리닝 유닛으로 운반하는 무인 운반 차량을 포함하는, 반도체 웨이퍼 폴리싱 장치에 의해 달성된다.
본 발명의 다른 주제는 반도체 웨이퍼 폴리싱 방법으로서, 이 방법은,
반도체 웨이퍼의 동시 양면 폴리싱용 폴리싱 기계 적어도 2대를 제공하는 단계;
카스트 내의 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 오버헤드 장착형 운반 시스템에 의해 전달하는 단계;
센터링된 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 수직 운반 시스템의 웨이퍼 리프터에 의해 카세트 밖으로 들어올리는 단계;
폴리싱 대상 반도체 웨이퍼 중 하나를 자율 이동 로봇의 매니퓰레이터에 의해 수직 운반 시스템의 웨이퍼 리프터로부터 또는 센터링 스테이션으로부터 인계받는 단계;
폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 자율 이동 로봇의 매니퓰레이터에 의해 적어도 2대의 폴리싱 기계의 캐리어의 리세스 내로 삽입하는 단계;
폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 자율 이동 로봇의 매니퓰레이터에 의해 캐리어의 리세스 중 하나로부터 제거하는 단계;
폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 x/y 리니어 유닛의 웨이퍼 그리퍼에 의해 자율 이동 로봇의 매니퓰레이터로부터 인계받는 단계;
폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 웨이퍼 그리퍼에 의해 습식 운반 컨테이너의 웨이퍼 리시버 내에 적재하는 단계;
습식 운반 컨테이너를 x/y 리니어 유닛으로부터 무인 운반 차량으로 옮기는 단계; 및
습식 운반 컨테이너를 무인 운반 차량에 의해 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 위한 클리닝 유닛으로 운반하는 단계를 포함한다.
본 발명은 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼의 전달에서부터 폴리싱 후에 반도체 웨이퍼의 클리닝 유닛으로의 운반에 이르기까지 그 공정에 있어서의 완전 자동화한 공간 절약 및 비용 절약 설계를 가능하게 한다. 반도체 웨이퍼는 바람직하게는 단결정 실리콘 반도체 웨이퍼이고, 보다 바람직하게는 적어도 200mm의 직경을 갖는 단결정 실리콘 반도체 웨이퍼이다.
본 발명의 제안은, 자율 이동 로봇에 의해 반도체 웨이퍼가 로딩 및 언로딩되는, 반도체 웨이퍼의 동시 양면 폴리싱용 폴리싱 기계를 적어도 2대 구비하는 것을 포함한다. 자율 이동 로봇에 할당되는 DSP 폴리싱 기계의 대수는 바람직하게는 폴리싱 작업의 시간에 따라 최적화된다. 바람직하게는, 동일 자율 이동 로봇에 의해 작동되는 적어도 3대 내지 10대, 보다 바람직하게는 3대 내지 6대의 DSP 폴리싱 기계가 제공된다. 이러한 해법은, 각각의 폴리싱 기계에 대해 별도의 로봇이 제공되는 경우에 발생할 수 있었던 비용을 절감한다. 그 만큼, 공간 요건도 보다 작다. 자율 이동 로봇은 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를, 수직 운반 시스템의 웨이퍼 리프터(웨이퍼 리프트 아웃) 또는 센터링 스테이션으로부터 인계받는다. 각각의 DSP 폴리싱 기계가 그러한 수직 운반 시스템에 할당된다. 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼들이 카세트 내에 적재되고, 오버헤드 장착형 운반 시스템(오버헤드 호이스트 운반: OHT)이 그 카세트를 로딩을 위해 DSP 폴리싱 기계에 전달한다. 사용되는 카세트는 개방형이거나 폐쇄형일 수 있고, 예를 들면 FOUP로서 공지된 것일 수 있다. 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 그 내에 수직으로 새워 적재할 수 있다면, 전면 도어가 없는 카세트인 개방형 카세트가 바람직하다. 그 구조로 인해, 그러한 종류의 개방형 카세트는, 개방형 카세트가 OHT에 의해 수직 운반 시스템의 카세트 리시버 상에 내려지고 그 수직 운반 시스템에 의해 최종 위치에 이르기까지 웨이퍼 리프터로 하강되자마자, 반도체 웨이퍼에 대한 직접적인 액세스를 가능하게 한다. 최종 위치에서, 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼는, 웨이퍼 리프터의 웨이퍼 리시버의 홈 내에 새워지고 수직 운반 시스템의 가이드의 홈에 의해 측방에서 지지된다. 이러한 구성으로 인해, 수직 운반 시스템은, 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼가 웨이퍼 리프터 상에서 센터링된 상태로 세워져 배치된다는 의미에서 고유의 센터링 기능을 갖고 있다. 그 의의는, 자율 이동 로봇의 매니퓰레이터가, 먼저 웨이퍼의 중심 자체를 확인할 필요 없이 또는 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 자율 이동 로봇으로 옮기기 전에 센터링하였을 센터링 스테이션 필요 없이 반도체 웨이퍼를 센터링된 상태로 흡인할 수 있도록 하는 식으로, 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼가 이미 자율 이동 로봇으로 옮길 수 있도록 제공되어 있다는 점이다. 독립형 센터링 스테이션의 부재는 비용 및 공간을 절약할 뿐만 아니라, 자율 이동 로봇의 매니퓰레이터가 반도체 웨이퍼를 복수의 단계로, 즉 카세트로부터 센터링 스테이션으로, 이어서 캐리어의 리세스로 운반할 필요가 없다는 점에서 로딩 과정을 가속화한다.
그럼에도, 센터링 스테이션의 제공, 예를 들면, 수직 운반 시스템의 웨이퍼 리프터에 의해 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼가 적재될 센터링 링의 제공을 배제하고자 하는 것은 아니다. 그러한 스테이션의 제공은, 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼가 오버헤드 장착형 운반 시스템으로부터 수평으로 FOUP에 전달되는 경우에 특히 유용하다. 이 경우, 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼 중 하나가 수직 운반 시스템의 웨이퍼 리프터에 의해 FOUP로부터 제거되어, 먼저 센터링 스테이션에 적재된 후에 자율 이동 로봇의 매니퓰레이터에 의해 센터링된 상태로 인계된다.
자율 이동 로봇은 무인 차량(자동 운반 차량(automated guided vehicle): AGV)으로서 설계되거나, AGV 상에 장착되어 그 이동을 제어한다. 자율 이동 로봇은 바람직하게는 바퀴로 주행한다. 자율 이동 로봇은, 아암, 이 아암의 단부에 부착된 반도체 웨이퍼를 위한 매니퓰레이터, 및 광학 인식 시스템, 바람직하게는 카메라를 포함한다. 이 카메라는 폴리싱 기계의 캐리어 상의 마킹, 바람직하게는 캐리어의 표면 상의 마킹을 인식하는 데에 이용된다. 마킹의 배치에 기초하여, 로봇이 리세스의 중심의 위치를 계산한다. 이를 위한 추가적인 카메라가 마련되진 않는다. 매니퓰레이터는 바람직하게는 반도체 웨이퍼를 그 양면 중 하나에서 흡인하는 장치를 포함한다. 매니퓰레이터는 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 수직 운반 시스템의 웨이퍼 리프터로부터 또는 센터링 스테이션으로부터 센터링된 상태로 인계받는다.
이어서, 자율 이동 로봇은 로딩을 위해 대기 상태에 있는 DSP 폴리싱 기계에 로딩을 시작한다. 카메라에 의해, 자율 이동 로봇이 로딩될 DSP 폴리싱 기계의 캐리어에 있어서의 빈 리세스의 중심의 위치를 확인하여, 그 빈 리세스 내에 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 배치한다. 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 수직 운반 시스템의 웨이퍼 리프터에 의해 들어올리는 것부터 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 자율 이동 로봇의 매니퓰레이터에 의해 DSP 폴리싱 기계의 캐리어에 있어서의 빈 리세스에 삽입할 때까지의 과정은 의도한 개수의 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼가 DSP 폴리싱 기계에 로딩될 때까지 반복된다. 그러한 과정은 일반적으로, 반도체 웨이퍼를 수용하도록 존재하는 폴리싱 기계의 캐리어의 리세스들이 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼로 채워지는 경우에 종료한다. 로딩의 종료 후에, 자율 이동 로봇으로부터의 신호를 통해, 상부 폴리싱 플레이트가 하강하여 하부 폴리싱 플레이트에 맞대어져 폐쇄된 상태에서 폴리싱이 시작된다. 이들 반도체 웨이퍼의 폴리싱 중에, 자율 이동 로봇은 다른 폴리싱 기계에 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 로딩하거나, 다른 폴리싱 기계로부터 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 언로딩한다.
특히 바람직하게는, 장치에 제공된 반도체 웨이퍼의 일부가 폴리싱 기계 중 적어도 하나에서 폴리싱되고 있는 동안에, 자율 이동 로봇은 나머지 반도체 웨이퍼 중 하나의 반도체 웨이퍼를 수직 운반 시스템의 웨이퍼 리프터로부터 또는 센터링 스테이션으로부터 인계받거나, 리세스 중 하나에 반도체 웨이퍼를 삽입하거나, 리세스 중 하나로부터 반도체 웨이퍼를 제거한다.
언로딩 과정 동안, 각각의 폴리싱 기계에는 x/y 리니어 유닛이 할당되고, 이 x/y 리니어 유닛은 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 3개의 공간 방향 중 적어도 2개의 방향으로 운반할 수 있다. x/y 리니어 유닛은 앤드 이펙터를 갖는 웨이퍼 그리퍼를 포함하며, 앤드 이펙터는 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 그 에지에서 손상 없이 파지한다. 폴리싱 작업의 종류 후, 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼는 자율 이동 로봇의 매니퓰레이터에 의해 캐리어의 리세스로부터 연속적으로 흡인되어, x/y 리니어 유닛의 웨이퍼 그리퍼로 옮겨지고, 이어서 일체형 웨이퍼 리시버를 갖는 습식 운반 컨테이너 내에 분류된다. 이를 위해, 앤드 이펙터를 갖는 웨이퍼 그리퍼는 매우 좁은 구조를 갖는데, 바람직하게는 5mm 이하의 폭을 갖는 슬롯 내에 끼워질 수 있는 구조를 갖는다. 습식 운반 컨테이너의 웨이퍼 리시버는 다수의 슬롯을 갖고 있고, 각 슬롯 내에 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼가 수직한 자세로 적재된다. 자율 이동 로봇의 아암 상의 매니퓰레이터에 의해 캐리어의 리스세로부터 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 제거한 후, x/y 리니어 유닛의 웨이퍼 그리퍼는 그 앤드 이펙터에 의해 자율 이동 로봇으로부터 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 인계받는다. 이 순간부터, 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼에 대한 담당은 자율 이동 로봇으로부터 넘겨지기 때문에, 로봇이 그 담당을 계속해야 하는 경우보다 언로딩 과정의 지속 시간이 적다.
이어서, x/y 리니어 유닛은 웨이퍼 그리퍼에 의해 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 액체로 채워진 습식 운반 컨테이너 위로 운반하여, 그 반도체 웨이퍼를 습식 운반 컨테이너의 웨이퍼 리시버의 빈 슬롯 내로 위로부터 밀어 넣는다. 앤드 이펙터에 의해 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 해방하고 웨이퍼 그리퍼를 후퇴시킨 후, 반도체 웨이퍼는 습식 운반 컨테이너의 웨이퍼 리시버 내에 수직으로 새워지고 습식 운반 컨테이너 내의 액체에 의해 둘러싸인다. 습식 운반 컨테이너에 있어서의 적어도 그 액체와 접촉하는 표면은 염기성과 산성 함유 매체 모두에 대해 내성을 갖는 내화학성 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
폴리싱 작업 후 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼의 표면에서 발생하는 화학적 반응 및 물리적 변화를 방지하기 위해, 바람직하게는 하나의 DSP 폴리싱 기계로부터 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼 전부를 자율 이동 로봇에 의해 언로딩한 후, 그 자율 이동 로봇이 다른 DSP 폴리싱 기계에 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 로딩하거나, 다른 DSP 폴리싱 기계로부터 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 언로딩한다.
캐리어의 리세스로부터 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼의 언로딩은 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼의 로딩과 유사하게 이루어진다. 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼는 자율 이동 로봇의 아암 상의 매니퓰레이터에 의해 그 폴리싱된 상면에서 흡인되어 리세스로부터 들어올려진다. 로봇의 메모리는 통상 반도체 웨이퍼로 채워진 캐리어의 리세스에 대한 정보, 특히 반도체 웨이퍼의 중심의 위치를 포함하고 있다.
바람직하게는 자동적으로 액체가 채워지고 비워질 수 있는 습식 운반 컨테이너는, 그 내에 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 수용한 채 자동으로 예를 들면 벨트, 롤러 또는 리니어 컨베이어에 의해 AGV로 옮겨져, AGV에 의해 자동 항법(automatic navigation)을 이용하여 공간 내에서 자율적으로 그리고 자유로이 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 위한 클리닝 유닛으로 이동되며, 여기서, 습식 운반 컨테이너는 자동으로 인계되고, 바람직하게는 습식 운반 컨테이너의 단부면에 장착된 어댑터를 통해 그에 결합된다. 이러한 AGV의 작동은 동반하는 로봇을 필요로 하지 않는다. 바람직하게는, 동일한 AGV가 습식 운반 컨테이너를 수집 및 제공하도록 복수의 DSP 폴리싱 기계에 할당되며, 예를 들면, 하나의 AGV가 10대에 이를 정도의 폴리싱 기계에 할당되며, 보다 바람직하게는 하나의 AGV가 해당 자율 이동 로봇이 담당하고 있는 DSP 폴리싱 기계들에 할당된다.
본 발명을 이하에서 도면을 참조하여 더 설명한다.
도 1은 본 발명의 하나의 양태를 도시한다.
도 2는 본 발명의 다른 양태를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 장치의 수직 운반 시스템을 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 장치의 x/y 리니어 유닛을 도시한다.
도 1에 도시한 바와 같은 반도체 웨이퍼를 폴리싱하기 위한 본 발명에 따른 장치는 일례로서 이해해야 하는 것으로서, 3대의 DSP 폴리싱 기계(2)를 포함하며, 그 하부 폴리싱 플레이트(3)들이 평면도로 도시되어 있다. 하부 폴리싱 플레이트 상에는 반도체 웨이퍼(6)를 위한 리세스(5)를 갖는 캐리어(4)가 놓여 있다. 좌측에 배치된 DSP 폴리싱 기계는 작동 중에 있고, 그 캐리어(4)의 모든 리세스(5)가 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼(6)로 채워져 있다. 이 DSP 폴리싱 기계의 폐쇄된 상부 폴리싱 플레이트와, 다른 2대의 폴리싱 기계의 개방된 상부 폴리싱 플레이트는 도시되어 있지 않다. 중간의 DSP 폴리싱 기계(2)는 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼(6)가 부분적으로 로딩되어 있는 한편, 우측에 배치된 DSP 폴리싱 기계(2)는 언로딩된 상태에 있다.
로딩 및 언로딩을 위해, 단일의 자율 이동 로봇(7)이 DSP 폴리싱 기계(2)들에 할당된다. 도 1의 도시에서, 자율 이동 로봇(7)은 중간의 DSP 폴리싱 기계(2)의 캐리어(4)의 나머지 빈 리세스(5) 내에 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼(6)를 배치하느라 바쁘다. 이를 위해, 로봇의 아암 상에 장착된 매니퓰레이터가 수직 운반 시스템(13) 또는 센터링 스테이션(20)으로부터 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼(6)를 인계받는다. 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼는 카세트 내에 적재되어 OHT(8)에 의해 수직 운반 시스템(13)에 전달되며, 그 카세트는 바람직하게는 개방형 구성으로 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 수직으로 세워진 채로 수용한다. 자율 이동 로봇(7)은 수직 운반 시스템(13)의 웨이퍼 리프터 또는 센터링 스테이션(20)으로부터 인계된 반도체 웨이퍼(6)를 중간의 DSP 폴리싱 기계(2)로 운반하여, 반도체 웨이퍼를 그 폴리싱 기계의 캐리어(4)의 빈 리세스(5) 중 하나에 배치된다. 이 과정은 중간의 DSP 폴리싱 기계(2)에 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼(2)가 완전히 로딩될 때까지 반복될 것이다.
각각의 DSP 폴리싱 기계(2)에는 도 1에서는 도시 생략한 x/y 리니어 유닛(9)이 할당되어 있다. 도 2는 우측에 배치된 DSP 폴리싱 기계(2) 및 그에 할당된 x/y 리니어 유닛(9)을 도시하고 있다. 폴리싱 기계(2)에서 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼(6)는 자율 이동 로봇(7)의 매니퓰레이터에 의해 캐리어(4)의 리세스(5)로부터 들어올려져, x/y 리니어 유닛(9)으로부터 인계되어, 습식 운반 컨테이너(10)의 웨이퍼 리시버에 적재된다. 도 2의 도시에 따르면, 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼(6)를 갖는 습식 운반 컨테이너(10)는 x/y 리니어 유닛(9)으로부터 AGV(11) 상으로 옮겨져, AGV(11)에 의해 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼(6)를 위한 클리닝 유닛(12)으로 운반되고 있다. 동시에, 자율 이동 로봇(7)은 중간의 DSP 폴리싱 기계(2)의 캐리어(4)의 나머지 빈 리세스(5) 내에 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼(6)를 배치하느라 바쁘다.
각 DSP 폴리싱 기계에는 수직 운반 시스템(13), 예를 들면 바람직하게는 도 13에 도시한 수직 운반 시스템(13)이 할당되어 있다. 이 수직 운반 시스템(13)은 카세트 리시버(14)를 포함하며, 이 카세트 리시버(14) 상에, 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 갖는 전달된 개방형 카세트가 OHT(8)에 내려 놓여진다. 카세트 리시버(14)는 OHT의 영역의 높이에서부터 DSP 폴리싱 기계의 하부 폴리싱 플레이트의 영역의 높이로 캐리지에 의해 수직으로 상승 및 하강될 수 있다. 수직 운반 시스템(13)은 또한, 정해진 위치를 갖는 웨이퍼 리프터(15)와, 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼의 측방 지지를 위한 가이드(16)를 더 포함한다. 카세트 리시버(14) 상에 내려 놓여진 개방형 카세트(도시 생략)가 최종 위치로 하강하는 경우, 그 개방형 카세트 내에 수용된 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼는 웨이퍼 리프터(15)에 의해 개방형 카세트 밖으로 들어올려지고, 그 후에 웨이퍼 리프터(15)의 정해진 위치로 인해 웨이퍼 리프터(15)의 바아(19)의 홈(19) 내에 센터링된 상태로 있고 가이드(16)에 의해 측면에서 지지된다. 가이드(16)도 마찬가지로 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼의 에지를 수용하는 홈을 갖는다. 그러한 센터링된 상태에서, 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼는 그 한쪽 면의 중심에서 흡인됨으로써 자율 이동 로봇의 매니퓰레이터에 의해 연속적으로 인계된다. 웨이퍼 리프터(15)에는 바람직하게는 적어도 하나의 측정 유닛이 장비되며, 이 측정 유닛은 전달된 반도체 웨이퍼의 개수를 설정하고, 그 개수의 타당성을 검증하여 그 정보를 제어 신호로서 자율 이동 로봇에 전송한다. 수직 운반 시스템(13)은 수직 이동을 위한 독립적으로 기능하는 제어부를 갖고 있고, 이 제어부는 특히 속도에 대한 무단으로 조정 가능한 이동 프로파일을 보장한다. 수직 운반 시스템의 그 구조적 설계는 또한 DSP 폴리싱 기계의 광범위한 개조의 부담을 지우는 일 없이 차후에 수직 운반 시스템(15)을 DSP 폴리싱 기계에 장착할 수 있게 한다.
이에 대한 대안으로서, 카세트 리시버는 FOUP를 수용할 수 있도록 구성되며, 웨이퍼 리프터는 추가적으로 FOUP 개방 장치를 구비할 수 있다.
또한, 각각의 DSP 폴리싱 기계에는 x/y 리니어 유닛, 예를 들면 도 4에 도시한 x/y 리니어 유닛(9)이 할당된다. x/y 리니어 유닛(9)은 자율 이동 로봇의 매니퓰레이터로부터 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 인계받기 위한 앤드 이펙터(18)를 갖는 웨이퍼 그리퍼(17)를 포함한다. 앤드 이펙터(8)는 반도체 웨이퍼를 그 가장자리에서 파지한다.
예시적인 실시예의 전술한 설명은 예로서 이해해야 할 것이다. 이와 같이 이루어진 본 개시는 첫째로 당업자가 본 발명 및 관련 이점을 이해할 수 있게 하고, 둘째로 당업자의 이해 범위 내에서, 전술한 구조 및 방법에 대한 명백한 대안 및 수정을 포괄하고자 한다. 따라서, 모든 그러한 대안 및 수정은 물론 그 등가물은 청구 범위의 보호 범위에 의해 커버될 것이다.
1: 반도체 웨이퍼 폴리싱 장치
2: DSP 폴리싱 기계
3: 하부 폴리싱 플레이트
4: 캐리어
5: 리세스
6: 반도체 웨이퍼
7: 자율 이동 로봇
8: OHT
9: x/y 리니어 유닛
10: 습식 운반 컨테이너
11: AGV
12: 클리닝 유닛
13: 수직 운반 시스템
14: 카세트 리시버
15: 웨이퍼 리프터
16: 가이드
17: 웨이퍼 그리퍼
18: 앤드 이펙터
19: 바아
20: 센터링 스테이션

Claims (6)

  1. 반도체 웨이퍼 폴리싱 장치로서:
    반도체 웨이퍼의 동시 양면 폴리싱용 폴리싱 기계 적어도 2대;
    상기 폴리싱 기계의 각 하부 폴리싱 플레이트의 폴리싱 패드 상에 놓이고 반도체 웨이퍼를 수용하는 리세스를 갖는 하나 이상의 캐리어;
    폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 수용하는 카세트를 전달하는 오버헤드 장착형 운반 시스템;
    각 폴리싱 기계에 할당되고 전달된 카세트를 상기 오버헤드 장착형 운반 시스템으로부터 인계받도록 구성된 수직 운반 시스템으로서, 상기 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 상기 카세트 밖으로 들어올리도록 구성된 일체형 웨이퍼 리프터를 포함하는, 수직 운반 시스템;
    상기 적어도 2대의 폴리싱 기계로 자율적으로 이동하는 로봇으로서, 상기 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 상기 웨이퍼 리프트로부터 인계받아 상기 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 상기 리세스 중 하나에 삽입하고, 폴리싱 작업의 종료시에 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 상기 리세스 밖으로 들어올리도록 구성된 매니퓰레이터를 구비하는, 로봇;
    각 폴리싱 기계에 할당된 x/y 리니어 유닛으로서, 상기 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 상기 자율 이동 로봇의 매니퓰레이터로부터 인계받아, 상기 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 일체형 웨이퍼 리시버를 갖는 습식 운반 컨테이너 내에 적재하도록 구성된 웨이퍼 그리퍼를 구비하는, x/y 리니어 유닛; 및
    상기 습식 운반 컨테이너를 상기 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 위한 클리닝 유닛으로 운반하는 무인 운반 차량
    을 포함하는, 반도체 웨이퍼 폴리싱 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카세트는 개방형인 것인 반도체 웨이퍼 폴리싱 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    3대 내지 10대의 폴리싱 기계를 포함하는 것인 반도체 웨이퍼 폴리싱 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 그리퍼는, 상기 반도체 웨이퍼를 그 웨이퍼 에지에서 파지하고 상기 습식 운반 컨테이너의 웨이퍼 리시버의 슬롯들 사이에 넣는 앤드 이펙터를 구비하는 것인 반도체 웨이퍼 폴리싱 장치.
  5. 반도체 웨이퍼 폴리싱 방법으로서:
    반도체 웨이퍼의 동시 양면 폴리싱용 폴리싱 기계 적어도 2대를 제공하는 단계;
    카세트 내의 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 오버헤드 장착형 운반 시스템에 의해 전달하는 단계;
    상기 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 수직 운반 시스템의 웨이퍼 리프터에 의해 상기 카세트 밖으로 들어올리는 단계;
    상기 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼 중 하나를 자율 이동 로봇의 매니퓰레이터에 의해 상기 수직 운반 시스템의 웨이퍼 리프터로부터 또는 센터링 스테이션으로부터 인계받는 단계;
    상기 폴리싱 대상 반도체 웨이퍼를 상기 자율 이동 로봇의 매니퓰레이터에 의해 상기 적어도 2대의 폴리싱 기계의 캐리어의 리세스 내로 삽입하는 단계;
    폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 상기 자율 이동 로봇의 매니퓰레이터에 의해 상기 캐리어의 리세스 중 하나로부터 제거하는 단계;
    상기 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 x/y 리니어 유닛의 웨이퍼 그리퍼에 의해 상기 자율 이동 로봇의 매니퓰레이터로부터 인계받는 단계;
    상기 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 상기 웨이퍼 그리퍼에 의해 습식 운반 컨테이너의 웨이퍼 리시버 내에 적재하는 단계;
    상기 습식 운반 컨테이너를 상기 x/y 리니어 유닛으로부터 무인 운반 차량으로 옮기는 단계; 및
    상기 습식 운반 컨테이너를 상기 무인 운반 차량에 의해 상기 폴리싱 완료 반도체 웨이퍼를 위한 클리닝 유닛으로 운반하는 단계
    를 포함하는, 반도체 웨이퍼 폴리싱 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반도체 웨이퍼의 일부가 상기 폴리싱 기계 중 적어도 하나에서 폴리싱되고 있는 동안에, 상기 자율 이동 로봇이 나머지 반도체 웨이퍼 중 하나의 반도체 웨이퍼를 인계받거나, 상기 리세스 중 하나에 반도체 웨이퍼를 삽입하거나, 상기 리세스 중 하나로부터 반도체 웨이퍼를 제거하는 것을 포함하는 것인 반도체 웨이퍼 폴리싱 방법.
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