KR20240041559A - 웨이퍼 이송 장치 및 그에 구비되는 웨이퍼 로딩 지그 그리고 그 장치에 의한 웨이퍼 이송 방법 - Google Patents

웨이퍼 이송 장치 및 그에 구비되는 웨이퍼 로딩 지그 그리고 그 장치에 의한 웨이퍼 이송 방법 Download PDF

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최일석
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이중헌
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이알케이(주)
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치는, 웨이퍼(wafer)가 로딩되는 웨이퍼 로딩부 및 상기 웨이퍼 로딩부에 로딩된 상기 웨이퍼의 하부로 진입하여 상기 웨이퍼를 로딩하여 상기 웨이퍼를 다음의 장소로 이송하며, 상기 웨이퍼의 하면의 외주연과 부분적으로 접촉하여 상기 웨이퍼를 로딩하는 복수 개의 접촉핀을 가진 웨이퍼 로딩 지그가 로딩되는 지그 로딩 부분을 구비하는 지그 이송 로봇을 포함할 수 있다.

Description

웨이퍼 이송 장치 및 그에 구비되는 웨이퍼 로딩 지그 그리고 그 장치에 의한 웨이퍼 이송 방법{WAFER TRANSFER APPARATUS AND WAFE LOADING JIG PROVIDED THEREIN, AND WAFER TRANSFER METHOD BY THE APPARATUS}
본 발명은 웨이퍼 이송 장치 및 그에 구비되는 웨이퍼 로딩 지그 그리고 그 장치에 의한 웨이퍼 이송 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 웨이퍼에 대한 접촉을 최소로 한 상태에서 웨이퍼를 자동으로 이송시킬 수 있으며, 이로 인해 웨이퍼에 대한 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 웨이퍼 이송 장치 및 그에 구비되는 웨이퍼 로딩 지그 그리고 그 장치에 의한 웨이퍼 이송 방법에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼는 슬라이싱 공정, 그라인딩 공정, 랩핑 공정, 에칭 공정, 폴리싱 공정 등의 일련의 공정을 거쳐 생산된다.
이중 플라즈마를 이용한 에칭 공정을 통해 웨이퍼 및 정밀을 요하는 박막의 제품 정밀도를 향상시킬 수 있다. 일반적으로 에칭을 위한 장치는 외형을 형성하는 챔버와, 챔버에 설치되는 안테나 및 웨이퍼를 로딩시키는 로딩 척 등을 포함할 수 있다.
이를 통해, 안테나를 통해 고주파를 공급하고, 고주파수에 의해 챔버 내부에 플라즈마가 형성되어 척에 거치된 웨이퍼를 가공하는 것이다.
한편, 이러한 에칭 챔버를 비롯하여서 반도체 공정이 실시되는 다양한 챔버들에 웨이퍼를 이송시키기 위해서는 웨이퍼를 핸들링하거나 일시적으로 로딩시키기 위한 웨이퍼 로딩 지그 장치가 사용될 수 있다.
종래의 로딩 지그 장치는, 웨이퍼가 보관되는 카세트로부터 웨이퍼를 끄집어내는 로봇암과, 로봇암을 이용하여 빼낸 웨이퍼를 일시적으로 로딩하는 로딩부와, 로딩부로부터 웨이퍼를 언로딩하여 해당 챔버로 웨이퍼를 이송시키는 추가적인 로봇암 등을 포함할 수 있다.
그런데, 종래의 웨이퍼 로딩 지그 장치에 있어서는, 로봇암이 웨이퍼를 옮길 때 웨이퍼의 면에 직접 접촉한 상태로 옮기기 때문에 웨이퍼에 미세한 손상이나 흠집이 생길 수 있으며, 따라서 웨이퍼의 품질이 저하될 우려가 있었다.
아울러, 카세트로부터 예를 들면 에칭 챔버로의 이송 공정이 완전히 자동화로 이루어지는 것이 아니어서, 웨이퍼 가공 공정에 있어서 생산성이 저하될 우려가 있다.
따라서, 웨이퍼에 대한 접촉을 최소로 한 상태에서 웨이퍼를 이송시킬 수 있으면서도 이송을 위한 자동화 공정이 적용될 수 있는 새로운 구성의 웨이퍼 이송 장치 및 그의 이송 방법이 요구되는 실정이다.
관련 선행기술로는, 대한민국특허 등록번호 제10-1372805호(발명의 명칭: 웨이퍼 식각 시스템 및 이를 이용한 웨이퍼 식각 공정) 등이 있다.
본 발명의 실시예들은 웨이퍼에 대한 접촉을 최소로 한 상태에서 웨이퍼를 자동으로 이송시킬 수 있으며, 이로 인해 웨이퍼에 대한 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 웨이퍼 이송 장치 및 그에 구비되는 웨이퍼 로딩 지그 그리고 그 장치에 의한 웨이퍼 이송 방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치는, 웨이퍼(wafer)가 로딩되는 웨이퍼 로딩부 및 상기 웨이퍼 로딩부에 로딩된 상기 웨이퍼의 하부로 진입하여 상기 웨이퍼를 로딩하여 상기 웨이퍼를 다음의 장소로 이송하며, 상기 웨이퍼의 하면의 외주연과 부분적으로 접촉하여 상기 웨이퍼를 로딩하는 복수 개의 접촉핀을 가진 웨이퍼 로딩 지그가 로딩되는 지그 로딩 부분을 구비하는 지그 이송 로봇을 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 지그 이송 로봇은, 일단부에 상기 지그 로딩 부분이 구비되는 로봇아암과, 상기 로봇아암을 상기 웨이퍼 로딩부를 향한 방향 및 반대 방향으로 선형 이동시키기 위한 이동부재 및 상기 로봇아암을 축 중심으로 회전시키기 위한 회전부재가 구비되는 로봇몸체 및 올림 및 내림 동작에 의해 상기 로봇몸체에 대해 상기 로봇아암을 승강시키는 승강 클램프를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 지그 로딩 부분은 상기 웨이퍼 로딩 지그의 외형에 대응되도록 상기 로봇아암의 일단부에 함몰 형성되어 상기 지그 로딩 부분에 상기 웨이퍼 로딩 지그가 고정될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 웨이퍼 로딩 지그는, 지그몸체 및 상기 지그몸체에서 상기 웨이퍼의 형상에 대응되도록 함몰 형성되는 로딩홈을 포함하며, 상기 로딩홈의 면에 상기 복수 개의 접촉핀이 구비되어 상기 웨이퍼는 상기 로딩홈에 인입된 상태에서 상기 복수 개의 접촉핀에 의해 지지될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 복수 개의 접촉핀은 상기 로딩홈에서 120도 간격으로 3개 구비될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 웨이퍼 로딩 지그는, 상기 지그몸체의 상면으로부터 하방으로 함몰 형성되어 상기 웨이퍼 로딩부에 구비되는 웨이퍼 로딩핀의 인입 및 인출을 위한 경로를 형성하는 복수 개의 가이드홈을 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 웨이퍼 로딩 지그는, 상기 지그몸체의 하면에서 상방으로 함몰 형성되어 상기 웨이퍼에 대한 플라즈마 처리 시 플라즈마의 제공 경로를 형성하는 복수 개의 플라즈마 이동홈을 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 웨이퍼 로딩부는, 로딩 하우징과, 상기 로딩 하우징의 상면에서 중앙으로 이동 가능하도록 구비되어 상기 웨이퍼를 로딩하는 복수 개의 웨이퍼 로딩핀 및 상기 웨이퍼 로딩핀을 상기 로딩 하우징의 중앙으로 이동시키거나 반대 방향으로 이동시키는 구동력을 발생시키는 구동 레버를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 복수 개의 웨이퍼 로딩부는 총 4개 구비되어 상기 로딩 하우징의 네 꼭지점 영역에서 중앙 영역으로 이동 가능하도록 마련되며, 상기 웨이퍼 로딩핀의 단부에는 상기 웨이퍼의 하면을 부분적으로 받치면서도 웨이퍼의 외연을 지지하기 위한 단차 로딩 부분이 구비될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 웨이퍼가 적재된 카세트로부터 상기 웨이퍼를 꺼내어 상기 웨이퍼 로딩부에 로딩시키는 웨이퍼 이송 로봇을 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 웨이퍼 이송 로봇은, 웨이퍼가 로딩되는 웨이퍼 로딩 부분이 일단부에 구비되는 로봇아암과, 상기 로봇아암을 상기 카세트를 향한 방향 및 상기 웨이퍼 로딩부를 향한 방향으로 선형 이동시키기 위한 이동부재 및 상기 로봇아암을 축 중심으로 회전시키기 위한 회전부재가 구비되는 로봇몸체 및 올림 및 내림 동작에 의해 상기 로봇몸체에 대해 상기 로봇아암을 승강시키는 승강 클램프를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 로딩 지그는, 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송 장치에 구비되는 지그 이송 로봇의 아암에 안착되어 공정 대상물인 웨이퍼가 로딩되는 웨이퍼 로딩 지그로서, 지그몸체와, 상기 지그몸체에서 상기 웨이퍼의 형상에 대응되도록 함몰 형성되는 로딩홈 및 상기 로딩홈의 면으로부터 돌출 형성되어 상기 로딩홈에 부분적으로 인입된 상기 웨이퍼를 부분적으로 지지함으로써 상기 웨이퍼가 상기 로딩홈의 면에 닿는 것을 방지하는 복수 개의 접촉핀을 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 복수 개의 접촉핀은 상기 로딩홈에서 120도 간격으로 3개 구비될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 웨이퍼 로딩 지그는, 상기 지그몸체의 상면으로부터 하방으로 함몰 형성되어 상기 웨이퍼가 로딩되는 웨이퍼 로딩부에 구비되는 웨이퍼 로딩핀의 인입 및 인출을 위한 경로를 형성하는 복수 개의 가이드홈 및 상기 지그몸체의 하면에서 상방으로 함몰 형성되어 상기 웨이퍼에 대한 플라즈마 처리 시 플라즈마의 제공 경로를 형성하는 복수 개의 플라즈마 이동홈을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 웨이퍼 이송 방법은, 상기 웨이퍼 이송 로봇을 이용하여 상기 카세트 내의 상기 웨이퍼를 꺼내는 웨이퍼 인출 단계와, 상기 웨이퍼 이송 로봇에 로딩된 상기 웨이퍼를 상기 웨이퍼 로딩부에 로딩하는 웨이퍼 로딩 단계와, 상기 지그 이송 로봇을 이용하여 상기 웨이퍼 로딩 지그에 상기 웨이퍼를 안착시키는 웨이퍼 지그 안착 단계 및 상기 웨이퍼가 안착된 상기 웨이퍼 로딩 지그를 해당 챔버로 이송하는 지그 이송 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 웨이퍼에 대한 접촉을 최소로 한 상태에서 웨이퍼를 자동으로 이송시킬 수 있으며, 이로 인해 웨이퍼에 대한 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 지그 이송 로봇에 로딩되는 웨이퍼 로딩 지그를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 웨이퍼 이송 방법의 순서도이다.
도 4는 도 1의 웨이퍼 이송 로봇에 의해서 카세트로부터 웨이퍼를 빼내는 과정을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 연속 도면으로서 웨이퍼 이송 로봇에 의해 웨이퍼를 웨이퍼 로딩부에 로딩하기 직전까지의 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 연속 도면으로서 웨이퍼 이송 로봇에 의해 웨이퍼 로딩부에 웨이퍼가 로딩되는 과정을 도시한 도면이다.
도 7은 도 6의 연속 도면으로서 지그 이송 로봇에 의해 웨이퍼 로딩부 상의 웨이퍼가 언로딩되는 과정을 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 지그 이송 로봇에 로딩되는 웨이퍼 로딩 지그를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치(100)는, 웨이퍼(W)가 로딩(loading)되는 웨이퍼 로딩부(130)와, 카세트로부터 웨이퍼(W)를 빼내어 웨이퍼 로딩부(130)에 웨이퍼(W)를 로딩하는 웨이퍼 이송 로봇(110)과, 웨이퍼 로딩 지그(160)에 의해 웨이퍼 로딩부(130)의 웨이퍼(W)를 언로딩(unloading)한 후 웨이퍼(W)를 다음의 공정 챔버로 이송하는 지그 이송 로봇(150)을 포함할 수 있다.
이러한 구성에 의해서, 웨이퍼(W)에 대한 접촉을 최소로 한 상태에서 웨이퍼(W)를 자동으로 이송시킬 수 있으며, 이로 인해 웨이퍼(W)에 대한 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저 본 실시예의 웨이퍼 이송 로봇(110)은, 도 1에 개략적으로 도시된 것처럼, 일단부에 웨이퍼(W)가 로딩되는 웨이퍼 로딩 부분(116)이 구비되는 로봇아암(115)과, 로봇아암(115)을 선형 이동 또는 회전시키는 로봇몸체(111)를 포함할 수 있다.
로봇몸체(111)는, 도 1에 도시된 것처럼, 웨이퍼(W)가 적층되어 보관되는 카세트(10)와 웨이퍼 로딩부(130) 사이에 길게 마련되며, 로봇아암(115)을 카세트(10)를 향한 방향 및 웨이퍼 로딩부(130)를 향한 방향으로 선형 이동시키기 위한 이동부재(112)와, 로봇아암(115)을 축 중심으로 회전시키기 위한 회전부재(미도시)를 포함할 수 있다. 아울러, 로봇몸체(111)에 대해 로봇아암(115)을 승강시키는 승강 클램프(118)를 포함할 수 있다.
이러한 구성에 의해서, 로봇아암(115)은 로봇몸체(111)에 의해서 선형 이동하여 카세트(10) 내부로 웨이퍼 로딩 부분(116)이 인입될 수 있으며 이때 승강 클램프(118)의 작동에 의해 로봇아암(115)을 전체적으로 들어올릴 수 있어 웨이퍼 로딩 부분(116)에 웨이퍼(W)를 로딩시킬 수 있고, 이후 로봇아암(115)을 반대 방향으로 선형 이동함으로써 카세트(10)로부터 웨이퍼(W)가 로딩된 웨이퍼 로딩 부분(116)을 빼낼 수 있다.
또한, 자세히 도시하지는 않았지만, 로봇아암(115)의 타단부에 회전부재로부터 회전력이 제공되어 로봇아암(115)은 로봇몸체(111)에 대해서 제자리 회전할 수 있으며, 이로 인해 웨이퍼(W)가 로딩된 웨이퍼 로딩 부분(116)이 웨이퍼 로딩부(130)를 향하게 할 수 있고, 로봇아암(115)을 웨이퍼 로딩부(130) 방향으로 선형 이동시킴으로써 로봇아암(115)에 로딩된 웨이퍼(W)를 기판 로딩부로 옮길 수 있다.
한편, 본 실시예의 웨이퍼 로딩부(130)는, 도 1에 도시된 것처럼, 웨이퍼 이송 로봇(110) 및 지그 이송 로봇(150) 사이에 구비되어 웨이퍼 이송 로봇(110)에 의해 받은 웨이퍼(W)를 일시적으로 로딩하며, 이를 통해 지그 이송 로봇(150)을 통해 웨이퍼(W)를 해당 챔버로 이송시킬 수 있다.
이러한 웨이퍼 로딩부(130)는, 도 1에 개략적으로 도시된 것처럼, 로딩 하우징(131)과, 로딩 하우징(131)의 상면에서 중앙으로 이동 가능하도록 구비되어 웨이퍼(W)를 로딩하는 복수 개의 웨이퍼 로딩핀(135)과, 웨이퍼 로딩핀(135)의 이동을 조절하는 구동 레버(138)를 포함할 수 있다.
본 실시예의 로딩 하우징(131)은, 도 1에 도시된 것처럼, 직육면체 형상을 가지며, 상면의 네 꼭지점 영역에는 중앙으로 향하는 핀 장착 가이드(133)가 구비되고, 이러한 핀 장착 가이드(133)에 각각 웨이퍼 로딩핀(135)이 이동 가능하게 장착될 수 있다.
즉, 본 실시예의 복수 개의 웨이퍼 로딩핀(135)은 총 4개 구비되며, 로딩 하우징(131)에 구비되는 핀 장착 가이드(133)에 이동 가능하게 장착됨으로써 총 4개의 웨이퍼 로딩핀(135)이 중앙으로 모일 수도 있고, 반대로 벌어질 수도 있다.
후술하겠지만, 웨이퍼 이송 로봇(110)에 의해서 로딩 하우징(131)의 중앙 영역의 상부에 웨이퍼(W)가 위치하게 되면 4개의 웨이퍼 로딩핀(135)이 중앙 방향으로 이동하는데, 이때 웨이퍼 로딩핀(135)의 단부에 구비된 단차 로딩 부분(136)이 웨이퍼(W)의 외면을 지지하면서 웨이퍼(W)의 하면의 외연을 부분적으로 받침으로써 복수 개의 웨이퍼 로딩핀(135)에 의한 웨이퍼(W)의 로딩이 이루어질 수 있다.
아울러, 후술할 지그 이송 로봇(150)에 의해서 웨이퍼(W)가 언로딩되는데, 이때 웨이퍼 로딩핀(135)들이 반대 방향으로 이동됨으로써 웨이퍼(W)가 지그 이송 로봇(150)에 구비된 웨이퍼 로딩 지그(160)에 로딩될 수 있다.
이처럼, 본 실시예에서는 복수 개의 웨이퍼 로딩핀(135)이 웨이퍼(W)의 단부를 부분적으로 지지하기 때문에 웨이퍼(W)에 손상이 가해지는 것을 방지할 수 있으며, 또한 네 개의 부분에서 웨이퍼(W)를 지지하기 때문에 웨이퍼(W)의 로딩이 신뢰성 있게 유지될 수 있다.
이러한 복수 개의 웨이퍼 로딩핀(135)은, 도 1에 도시된 것처럼, 구동 레버(138)에 의해서 구동되는데, 예를 들면 구동 레버(138)를 일측으로 회전시키면 복수 개의 웨이퍼 로딩핀(135)은 내측으로 이동될 수 있고, 반대로 구동 레버(138)를 타측으로 회전시키면 복수 개의 웨이퍼 로딩핀(135)은 바깥 방향으로 이동될 수 있다. 이러한 구동 레버(138)는 자동으로 작동될 수 있음은 물론 사용자에 의해 수동으로 작동될 수 있음은 당연하다.
한편, 본 실시예의 지그 이송 로봇(150)은, 전술한 웨이퍼 이송 로봇(110)과 유사한 작동 원리를 가지는데, 이를 위해서 도 1에 개략적으로 도시된 것처럼, 일단부에 지그 로딩 부분(156)이 구비되는 로봇아암(155)과, 로봇아암(155)을 웨이퍼 로딩부(130)를 향한 방향 및 반대 방향으로 선형 이동시키기 위한 가이드레일 타입의 이동부재(152) 및 로봇아암(155)을 축 중심으로 회전시키기 위한 회전부재가 구비되는 로봇몸체(151)를 포함할 수 있다.
아울러, 승강 클램프(158)를 구비함으로써 로봇몸체(151)에 대하여 로봇아암(155)을 전체적으로 올리거나 내릴 수 있으며, 이를 이용하여 웨이퍼 로딩부(130) 상에 있는 웨이퍼(W)를 웨이퍼 로딩 지그(160)에 로딩할 수 있는데 이에 대해서는 후술하기로 한다.
본 실시예의 지그 이송 로봇(150)의 로봇아암(155)과 로봇몸체(151)는, 전술한 것처럼 웨이퍼 이송 로봇(110)의 로봇아암(115)과 로봇몸체(111)와 구조 및 작동 원리가 유사하기 때문에 대응되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 1 및 도 7의 마지막 도면을 참조하면, 본 실시예의 지그 이송 로봇(150)의 로봇아암(155)의 일단부에는 지그 로딩 부분(156)이 구비되는데, 이러한 지그 로딩 부분(156)은 웨이퍼 로딩 지그(160)의 외형, 즉 원형에 대응되도록 로봇아암(155)의 일단부에 얕게 함몰 형성될 수 있다.
지그 로딩 부분(156)에는 함몰되지 않은 180도 간격의 걸림 부분(157)이 구비되고, 아울러 웨이퍼 로딩 지그(160)의 하면에도 이에 대응되도록 함몰 형성된 피걸림 부분(미도시)이 구비되어 지그 로딩 부분(156)에 웨이퍼 로딩 지그(160)가 맞춤 결합되어 결합 상태를 견고하게 유지할 수 있다.
한편, 본 실시예의 웨이퍼 로딩 지그(160)는, 도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 전체적으로 링 형상을 가지며, 그 내에 웨이퍼(W)가 로딩될 수 있다. 웨이퍼(W)가 로딩된 웨이퍼 로딩 지그(160)는 바로 다음의 공정 챔버, 예를 들면 에칭 챔버 등으로 인입될 수 있는데, 이를 위해 본 실시예의 웨이퍼 로딩 지그(160)는 플라즈마 처리에 적절한 구조를 가지고 있다.
본 실시예의 웨이퍼 로딩 지그(160)는, 도 2에 도시된 것처럼, 링 형상의 지그몸체(161)와, 지그몸체(161)에서 웨이퍼(W)의 형상에 대응되도록 함몰 형성되는 로딩홈(162)과, 로딩홈(162)의 면에 구비되는 복수 개의 접촉핀(163)을 포함할 수 있다.
이처럼, 로딩홈(162)의 면에 복수 개의 접촉핀(163)이 구비됨으로써 웨이퍼(W)는 로딩홈(162)에 어느 정도 인입된 상태에서 웨이퍼(W)의 하면의 외주연이 로딩홈(162)에 면 접촉되는 것이 아니라 복수 개의 접촉핀(163)에 의해 지지될 수 있다. 즉, 로딩홈(162)에 대하여 웨이퍼(W)라 면 접촉되어 지지되는 것이 아니라 복수 개의 접촉핀(163)에 의해 점 접촉되어 지지될 수 있는 것이다.
도 2를 참조하면, 복수 개의 접촉핀(163)은 로딩홈(162)에서 120도 간격으로 3개 구비될 수 있다. 이를 통해 3개의 접촉핀(163)이 정삼각형 구도를 가지기 때문에 웨이퍼(W)는 웨이퍼 로딩 지그(160)에 안정적으로 로딩될 수 있다.
또한 본 실시예의 웨이퍼 로딩 지그(160)는, 도 2에 도시된 것처럼, 지그몸체(161)의 상면으로부터 하방으로 함몰 형성되어 전술한 웨이퍼 로딩부(130)의 웨이퍼 로딩핀(135)의 인입 및 인출을 위한 경로를 형성하는 복수 개의 가이드홈(164)을 더 포함할 수 있다.
웨이퍼(W)는 웨이퍼 로딩 지그(160)의 로딩홈(162)에 부분적으로 또는 전체적으로 인입되는 것이기 때문에 웨이퍼 로딩핀(135)이 웨이퍼(W)에 접근하거나 또는 웨이퍼(W)로부터 분리되기 위해서는 경로가 요구되는데, 도 2에 도시된 것처럼, 지그몸체(161)에는 모두 4개의 가이드홈(164)이 구비됨으로써 웨이퍼 로딩핀(135)이 가이드홈(164)을 따라 웨이퍼(W)에 접근 또는 이격될 수 있다.
아울러, 본 실시예의 웨이퍼 로딩 지그(160)는, 도 2에 개략적으로 도시된 것처럼, 지그몸체(161)의 하면에서 상방으로 함몰 형성되어 예를 들면 에칭 챔버에서 웨이퍼(W)에 대한 플라즈마 처리 시 플라즈마의 제공 경로를 형성하는 복수 개의 플라즈마 이동홈(165)을 포함할 수 있다.
플라즈마 이동홈(165)을 통해 플라즈마가 제공되어 웨이퍼(W)의 하면에 대한 플라즈마 처리가 이루어질 수 있는 것이다.
이처럼, 본 실시예의 경우, 웨이퍼(W)에 대한 접촉을 최소로 한 상태에서 웨이퍼(W)를 자동으로 이송시킬 수 있으며, 이로 인해 웨이퍼(W)에 대한 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 웨이퍼 이송 방법에 대해서 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 웨이퍼 이송 방법의 순서도이고, 도 4는 도 1의 웨이퍼 이송 로봇에 의해서 카세트로부터 웨이퍼를 빼내는 과정을 순차적으로 도시한 도면이고, 5는 도 4의 연속 도면으로서 웨이퍼 이송 로봇에 의해 웨이퍼를 웨이퍼 로딩부에 로딩하기 직전까지의 과정을 도시한 도면이며, 도 6은 도 5의 연속 도면으로서 웨이퍼 이송 로봇에 의해 웨이퍼 로딩부에 웨이퍼가 로딩되는 과정을 도시한 도면이고, 도 7은 도 6의 연속 도면으로서 지그 이송 로봇(150)에 의해 웨이퍼 로딩부 상의 웨이퍼가 언로딩되는 과정을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 웨이퍼 이송 방법은, 웨이퍼 이송 로봇(110)으로 카세트로부터 웨이퍼(W)를 꺼내는 웨이퍼 인출 단계(S100)와, 웨이퍼 이송 로봇(110)에 로딩된 웨이퍼(W)를 웨이퍼 로딩부(130)에 로딩하는 웨이퍼 로딩 단계(S200)와, 지그 이송 로봇(150)을 이용하여 웨이퍼 로딩 지그(160)에 웨이퍼(W)를 안착시키는 웨이퍼 지그 안착 단계(S300)와, 웨이퍼(W)가 안착된 웨이퍼 로딩 지그(160)를 해당 챔버로 이송하는 지그 이송 단계(S400)를 포함할 수 있다.
각각의 단계에 대해서, 도면을 참조하여 설명하면, 먼저, 본 실시예의 웨이퍼 인출 단계(S100) 시, 도 4에 도시된 것처럼, 웨이퍼 이송 로봇(110)을 이용하여 카세트(10) 내의 웨이퍼(W)를 인출하는 단계로서, 도 4의 (a)에 도시된 것처럼, 카세트(10)를 카세트 하우징(11)의 원하는 위치에 결합한 다음, 도 4의 (b)에 도시된 것처럼, 카세트 손잡이(13)를 회동시켜 카세트 하우징(11)에 대하여 카세트(10)를 고정시킬 수 있다.
이후, 도 4의 (c)에 도시된 것과 같이, 승강 클램프(118)를 내림으로써 웨이퍼 이송 로봇(110)의 로봇아암(115)을 전체적으로 내린 다음 카세트(10) 내의 웨이퍼(W) 아래로 로봇아암(115)의 일단부(116)를 인입시킨 후, 도 4의 (d)에 도시된 것처럼, 승강 클램프(118)를 올림으로써 로봇아암(115)을 상승시켜 로봇아암(115)의 일단부(116)에 웨이퍼(W)를 로딩할 수 있다.
이어서, 본 실시예의 웨이퍼 로딩 단계(S200) 시, 먼저 도 5의 (e)에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)가 로딩된 로봇아암(115)을 웨이퍼 로딩부(130) 방향으로 선형 이동시킨 다음, 도 5의 (f)에 도시된 것처럼, 로봇아암(115)을 회전부재에 의해서 시계 방향으로 90도 회전시킨 후, 도 5의 (g)에 도시된 것과 같이, 로봇아암(115)을 카세트(10) 방향으로 선형 이동시킨 후, 다시 도 5의 (h)에 도시된 것처럼, 로봇아암(115)을 시계 방향으로 90도 회전시킬 수 있다.
이후, 도 6의 (i)에 도시된 것처럼, 웨이퍼(W)가 로딩된 로봇아암(115)의 일단부가 웨이퍼 로딩부(130)의 중앙의 상부에 있도록 로봇아암(115)을 선형 이동시킨 다음, 도 6의 (j)에 도시된 것처럼, 왼쪽에 있는 구동 레버(138)를 오른쪽으로 돌려줌으로써 웨이퍼 로딩부(130)의 복수 개의 웨이퍼 로딩핀(135)을 웨이퍼(W) 방향으로 이동시킬 수 있으며, 이를 통해 복수 개의 웨이퍼 로딩핀(135)의 각각의 단차 안착 부분(136)에 웨이퍼(W)를 로딩할 수 있다.
다음으로 본 실시예의 웨이퍼 지그 안착 단계(S300) 시, 도 6의 (k)에 도시된 것처럼, 기판 이송 로봇의 로봇아암(115)을 웨이퍼(W)로부터 멀어지는 방향으로 이동시키며, 이어서 도 7의 (l)에 도시된 것처럼, 지그 이송 로봇(150)의 승강 클램프(158)를 내려줌으로써 로봇아암(155)을 전체적으로 내린 다음, 도 7의 (m)에 도시된 것처럼, 웨이퍼 로딩 지그(160)가 안착된 로봇아암(155)의 일단부가 웨이퍼(W)의 하부에 위치되도록 로봇아암(155)을 선형 이동시킬 수 있다.
이어서, 도 7의 (n)에 도시된 것처럼, 지그 이송 로봇(150)의 승강 클램프(158)를 올려주면 로봇아암(155)이 전체적으로 상승하면서 웨이퍼 로딩 지그(160)의 로딩홈(162)의 복수 개의 접촉핀(163) 위에 웨이퍼(W)가 로딩될 수 있다.
다음으로, 본 실시예의 지그 이송 단계(S400) 시, 도 7의 (o)에 도시된 것처럼, 웨이퍼 로딩부(130)의 웨이퍼 로딩핀(135)을 웨이퍼(W)로부터 멀어지는 방향으로 이동시킨 다음, 도 7의 (p)에 도시된 것처럼, 지그 이송 로봇(150)의 로봇아암(155)을 웨이퍼 로딩부(130)로부터 멀어지는 방향으로 선형 이동시킨 다음, 도 7의 (q)에 도시된 것처럼, 해당 챔버에 웨이퍼(W)가 로딩된 웨이퍼 로딩 지그(160)를 인입시킬 수 있다.
한편, 해당 챔버에서의 공정이 완료된 웨이퍼(W)가 로딩된 웨이퍼 로딩 지그(160)는 전술한 (a) 내지 (q)의 역순의 과정을 거쳐 카세트(10) 내에 보관될 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 카세트
100: 웨이퍼 이송 장치
110: 웨이퍼 이송 로봇
111: 로봇몸체
112: 이동부재
115: 로봇아암
116: 로봇아암의 일단부
118: 승강 클램프
130: 웨이퍼 로딩부
131: 로딩 하우징
133: 핀 장착 가이드
135: 웨이퍼 로딩핀
136: 단차 안착 부분
138: 구동 레버
150: 지그 이송 로봇
151: 로봇몸체
155: 로봇아암
156: 지그 로딩 부분
158: 승강 클램프

Claims (15)

  1. 웨이퍼(wafer)가 로딩되는 웨이퍼 로딩부; 및
    상기 웨이퍼 로딩부에 로딩된 상기 웨이퍼의 하부로 진입하여 상기 웨이퍼를 로딩하여 상기 웨이퍼를 다음의 장소로 이송하며, 상기 웨이퍼의 하면의 외주연과 부분적으로 접촉하여 상기 웨이퍼를 로딩하는 복수 개의 접촉핀을 가진 웨이퍼 로딩 지그가 로딩되는 지그 로딩 부분을 구비하는 지그 이송 로봇;
    을 포함하는 웨이퍼 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지그 이송 로봇은,
    일단부에 상기 지그 로딩 부분이 구비되는 로봇아암;
    상기 로봇아암을 상기 웨이퍼 로딩부를 향한 방향 및 반대 방향으로 선형 이동시키기 위한 이동부재 및 상기 로봇아암을 축 중심으로 회전시키기 위한 회전부재가 구비되는 로봇몸체; 및
    올림 및 내림 동작에 의해 상기 로봇몸체에 대해 상기 로봇아암을 승강시키는 승강 클램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지그 로딩 부분은 상기 웨이퍼 로딩 지그의 외형에 대응되도록 상기 로봇아암의 일단부에 함몰 형성되어 상기 지그 로딩 부분에 상기 웨이퍼 로딩 지그가 고정되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 로딩 지그는,
    지그몸체; 및
    상기 지그몸체에서 상기 웨이퍼의 형상에 대응되도록 함몰 형성되는 로딩홈을 포함하며,
    상기 로딩홈의 면에 상기 복수 개의 접촉핀이 구비되어 상기 웨이퍼는 상기 로딩홈에 인입된 상태에서 상기 복수 개의 접촉핀에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수 개의 접촉핀은 상기 로딩홈에서 120도 간격으로 3개 구비되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 웨이퍼 로딩 지그는,
    상기 지그몸체의 상면으로부터 하방으로 함몰 형성되어 상기 웨이퍼 로딩부에 구비되는 웨이퍼 로딩핀의 인입 및 인출을 위한 경로를 형성하는 복수 개의 가이드홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 웨이퍼 로딩 지그는,
    상기 지그몸체의 하면에서 상방으로 함몰 형성되어 상기 웨이퍼에 대한 플라즈마 처리 시 플라즈마의 제공 경로를 형성하는 복수 개의 플라즈마 이동홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 로딩부는;
    로딩 하우징;
    상기 로딩 하우징의 상면에서 중앙으로 이동 가능하도록 구비되어 상기 웨이퍼를 로딩하는 복수 개의 웨이퍼 로딩핀; 및
    상기 웨이퍼 로딩핀을 상기 로딩 하우징의 중앙으로 이동시키거나 반대 방향으로 이동시키는 구동력을 발생시키는 구동 레버를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수 개의 웨이퍼 로딩부는 총 4개 구비되어 상기 로딩 하우징의 네 꼭지점 영역에서 중앙 영역으로 이동 가능하도록 마련되며,
    상기 웨이퍼 로딩핀의 단부에는 상기 웨이퍼의 하면을 부분적으로 받치면서도 웨이퍼의 외연을 지지하기 위한 단차 로딩 부분이 구비되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼가 적재된 카세트로부터 상기 웨이퍼를 꺼내어 상기 웨이퍼 로딩부에 로딩시키는 웨이퍼 이송 로봇을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 웨이퍼 이송 로봇은,
    웨이퍼가 로딩되는 웨이퍼 로딩 부분이 일단부에 구비되는 로봇아암;
    상기 로봇아암을 상기 카세트를 향한 방향 및 상기 웨이퍼 로딩부를 향한 방향으로 선형 이동시키기 위한 이동부재 및 상기 로봇아암을 축 중심으로 회전시키기 위한 회전부재가 구비되는 로봇몸체; 및
    올림 및 내림 동작에 의해 상기 로봇몸체에 대해 상기 로봇아암을 승강시키는 승강 클램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 장치.
  12. 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송 장치에 구비되는 지그 이송 로봇의 아암에 안착되어 공정 대상물인 웨이퍼가 로딩되는 웨이퍼 로딩 지그에 있어서,
    지그몸체;
    상기 지그몸체에서 상기 웨이퍼의 형상에 대응되도록 함몰 형성되는 로딩홈; 및
    상기 로딩홈의 면으로부터 돌출 형성되어 상기 로딩홈에 부분적으로 인입된 상기 웨이퍼를 부분적으로 지지함으로써 상기 웨이퍼가 상기 로딩홈의 면에 닿는 것을 방지하는 복수 개의 접촉핀;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로딩 지그.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수 개의 접촉핀은 상기 로딩홈에서 120도 간격으로 3개 구비되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로딩 지그.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 지그몸체의 상면으로부터 하방으로 함몰 형성되어 상기 웨이퍼가 로딩되는 웨이퍼 로딩부에 구비되는 웨이퍼 로딩핀의 인입 및 인출을 위한 경로를 형성하는 복수 개의 가이드홈; 및
    상기 지그몸체의 하면에서 상방으로 함몰 형성되어 상기 웨이퍼에 대한 플라즈마 처리 시 플라즈마의 제공 경로를 형성하는 복수 개의 플라즈마 이동홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로딩 지그.
  15. 웨이퍼가 로딩되는 웨이퍼 로딩부와, 상기 웨이퍼가 적재된 카세트로부터 상기 웨이퍼를 꺼내어 상기 웨이퍼 로딩부에 로딩시키는 웨이퍼 이송 로봇과, 상기 웨이퍼 로딩부에 로딩된 상기 웨이퍼를 웨이퍼 로딩 지그에 로딩하여 해당 공정 챔버로 이송하는 지그 이송 로봇을 포함하는 웨이퍼 이송 장치의 웨이퍼 이송 방법에 있어서,
    상기 웨이퍼 이송 로봇을 이용하여 상기 카세트 내의 상기 웨이퍼를 꺼내는 웨이퍼 인출 단계;
    상기 웨이퍼 이송 로봇에 로딩된 상기 웨이퍼를 상기 웨이퍼 로딩부에 로딩하는 웨이퍼 로딩 단계;
    상기 지그 이송 로봇을 이용하여 상기 웨이퍼 로딩 지그에 상기 웨이퍼를 안착시키는 웨이퍼 지그 안착 단계; 및
    상기 웨이퍼가 안착된 상기 웨이퍼 로딩 지그를 해당 챔버로 이송하는 지그 이송 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 장치의 웨이퍼 이송 방법.

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