WO2023243926A1 - 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비 - Google Patents

다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비 Download PDF

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WO2023243926A1
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WO
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wafer
robot
transfer robot
transfer
cleaning equipment
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PCT/KR2023/007799
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Inventor
김태경
이재명
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엔씨케이티 주식회사
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    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches

Definitions

  • the present invention relates to wafer cleaning equipment for cleaning wafers in a semiconductor process, and in particular to semiconductor wafer cleaning equipment using a multi-functional transfer robot that enables various designs and expands the range of design (lay out) selection.
  • a cleaning process to clean the wafer is essential to remove organic substances or particles such as photoresist films or polymer films.
  • a well-known cleaning device includes a device such as that shown in FIG. 1 of the prior art (Patent Publication No. 10-2011-0064608).
  • the conventional cleaning device is installed within the indexer unit 30.
  • a spin scrubber device cleans the surface of the wafer and then withdraws the wafer.
  • a separate wafer flipping unit is provided to clean the other side of the wafer.
  • the reversal unit of these conventional cleaning devices rotates 180 degrees in place and only reverses the upper and lower positions of the wafer without moving the position of the wafer. Since the transfer unit is solely responsible for transferring the wafer and changing its position, most The layout of the cleaning equipment is similar, which limits the application of the cleaning equipment to various platforms.
  • the present invention was developed to solve the problems of the prior art described above, and provides a semiconductor wafer cleaning equipment using a multi-functional transfer robot that can be applied to various platforms of cleaning equipment by enabling various designs and expanding the range of design selection.
  • the purpose is to provide.
  • the semiconductor wafer cleaning equipment using a multi-function transfer robot includes an index robot that is responsible for loading and unloading wafers into the cassette of the load port, and an up-down inversion of the wafer delivered from the index robot.
  • the wafer inversion unit includes a wafer inversion unit, a transfer robot that retrieves and transfers the inverted wafer from the wafer inversion unit, and a wafer cleaning unit that receives the wafer from the transfer robot and cleans it;
  • the wafer inversion unit is a multi-function transfer robot that inverts the wafer delivered from the index robot up and down and rotates and transfers the wafer at a certain angle toward the transfer path of the transfer robot to provide the wafer to the transfer robot; It consists of an inversion robot that receives the wafer whose upper surface has been cleaned by the wafer cleaning unit, inverts it up and down, and provides it to the transfer robot.
  • the multi-function transfer robot flips the wafer up and down and rotates it 90 degrees on a horizontal plane to transfer the wafer to the transfer path of the transfer robot.
  • the wafer cleaning unit includes a wafer upper surface cleaning unit provided on one side around the transfer path of the transfer robot; It consists of a wafer bottom cleaning part provided opposite to the wafer upper surface cleaning part centered on the transfer path of the transfer robot.
  • a buffer provided to the index robot after receiving and loading the wafer with the upper and lower surfaces cleaned through the transfer robot is provided opposite the wafer inversion unit centered on the transfer path of the transfer robot.
  • the reversal robot is located above the multi-function transfer robot.
  • the multi-functional transport robot includes a stage; a first driving motor installed on the stage; a support installed on the stage and rotating on a horizontal plane by receiving rotational force from the first driving motor; a second driving motor installed on the support; It is configured to include a pair of grip arms that are installed on the support, rotate in a vertical plane by receiving rotational force from the second drive motor, and grip or release the wafer by adjusting the distance between them.
  • the semiconductor wafer cleaning equipment using the multi-function transfer robot of the present invention configured as described above allows the multi-function transfer robot to have not only a reversal function to invert the wafer but also a transfer function to transfer the wafer, enabling the implementation of complex functions, thereby enabling design selection. It has the advantage of being applicable to cleaning equipment on various platforms by expanding its scope.
  • Figures 1 and 2 are a simple plan and side view of the semiconductor wafer cleaning equipment using a multi-function transfer robot according to the present invention.
  • Figure 3 is a diagram showing the multi-functional transport robot of the present invention applied to semiconductor wafer cleaning equipment.
  • Figure 4 is a diagram showing the grip arm of the multi-functional transport robot of the present invention rotating 90 degrees on the horizontal plane.
  • Figure 5 is a diagram showing the grip arm of the multi-functional transport robot of the present invention rotating 180 degrees in the vertical plane.
  • Figure 6 is a diagram showing the process of cleaning the lower surface of a wafer using semiconductor wafer cleaning equipment using a multi-function transfer robot according to the present invention.
  • Figure 7 is a diagram showing the process of cleaning the upper surface of a wafer using semiconductor wafer cleaning equipment using a multi-function transfer robot according to the present invention.
  • the semiconductor wafer cleaning equipment using a multi-functional transfer robot includes an index robot that is responsible for loading and unloading wafers into the cassette of the load port, a wafer inversion unit that inverts the wafer delivered from the index robot up and down, and It includes a transfer robot that retrieves and transfers the inverted wafer from the wafer inversion unit, and a wafer cleaning unit that receives the wafer from the transfer robot and cleans it;
  • the wafer inversion unit is a multi-function transfer robot that inverts the wafer delivered from the index robot up and down and rotates and transfers the wafer at a certain angle toward the transfer path of the transfer robot to provide the wafer to the transfer robot; It consists of an inversion robot that receives the wafer whose upper surface has been cleaned by the wafer cleaning unit, inverts it up and down, and provides it to the transfer robot.
  • Figures 1 and 2 are diagrams showing a simple plan and side view of the semiconductor wafer cleaning equipment using a multi-functional transfer robot according to the present invention.
  • Figure 3 is a diagram showing the multi-function transport robot of the present invention applied to semiconductor wafer cleaning equipment
  • Figure 4 is a diagram showing the grip arm of the multi-function transport robot of the present invention rotating 90 degrees on the horizontal plane
  • Figure 5 is a diagram showing the grip arm of the multi-functional transport robot of the present invention rotating 180 degrees in the vertical plane.
  • the semiconductor wafer cleaning equipment using a multi-functional transfer robot includes a load port 10, an index robot 20 responsible for loading and unloading the wafer W, and the index robot ( A wafer inversion unit 30 that inverts the wafer W delivered from 20), a transfer robot 40 that withdraws and transfers the inverted wafer W from the wafer inversion unit 30, and the transfer robot ( It is configured to include a wafer cleaning unit 50 that receives the wafer W from 40 and cleans it, and a buffer 60 that temporarily loads the cleaned wafer W.
  • the load port 10 is provided with a cassette 11 loaded with a plurality of wafers W requiring cleaning.
  • the index robot (20) is responsible for loading and unloading the wafer (W) on the cassette (11), extracting the wafer (W) loaded on the cassette (11) or extracting the extracted wafer (W) Load it back into the cassette (11).
  • This index robot 20 moves in the space between the load port 10 and the wafer flipping unit 30 and extracts the wafer W loaded on the cassette 11 of the load port 10 to the wafer flipping unit 30. Provided to (30) or extracting the wafer (W) loaded on the wafer (W) while operating in the space between the load port (10) and the buffer (60) and placing it in the cassette (11) of the load port (10). Load it.
  • the wafer inversion unit 30 vertically inverts the wafer W provided with the upper surface (or front side) facing upward so that the lower surface (or back side) faces upward, and is used for multi-functional transport. It consists of a robot (31) and a reversal robot (32).
  • the multi-function transfer robot 31 inverts the wafer W delivered from the index robot 20 up and down and rotates it at a certain angle toward the transfer path of the transfer robot 40 to transfer the wafer W that has been flipped up and down. Provided to the robot 40.
  • the multi-function transfer robot 31 serves to transfer the wafer W toward the transfer robot 40 by inverting the wafer W up and down and simultaneously rotating and transferring the wafer W at a certain angle with respect to the transfer direction of the wafer W on the horizontal plane. Since the multi-functional transfer robot 31 simultaneously performs reversal and transfer of the wafer W, it is called a multi-functional transfer robot in the present invention.
  • the multi-functional transfer robot 31 is said to transfer the wafer W by rotating it at a certain angle on the horizontal plane after flipping it up and down.
  • the transfer path of the transfer robot 40 is changed. It was pointed towards the side.
  • Such a multi-functional transfer robot 31 includes a stage 31a, a first drive motor 31b installed on the stage 31a, a support 31c rotatably installed on the stage 31a, and It includes a second drive motor 31d installed on the support 31c and a pair of grip arms 31e rotatably installed on the support 31c.
  • the stage 31a serves as a base in the multi-functional transport robot 31.
  • the first drive motor 31b provides rotational force to the support 31c. That is, the lower part of the first drive motor (31b) and the support (31c) are connected by a pulley, a belt, etc., and when the motor shaft of the first drive motor (31b) rotates, this rotational force is transmitted to the support (31c) and the support ( 31c) rotates.
  • the support 31c receives rotational force from the first drive motor 31b and rotates 90 degrees on the horizontal plane.
  • the grip arm 31e also rotates 90 degrees on the horizontal plane, and eventually the wafer W held by the grip arm 31e also rotates 90 degrees on the horizontal plane. As a result, it is transferred to a point bent 90 degrees from the initial point.
  • the second drive motor 31d provides rotational force to the pair of grip arms 31e. That is, the rotational force generated by the second drive motor 31d is provided to the grip arm 31e so that the grip arm 31e rotates 180 degrees in the vertical plane.
  • the grip arm 31e rotates 180 degrees in the vertical plane
  • the wafer W held by the grip arm 31e also rotates 180 degrees and is flipped upside down.
  • the pair of grip arms 31e grip or release the wafer W by adjusting the distance between them. That is, when the wafer (W) is transferred to the multi-function transfer robot 31 by the index robot 20, the distance between the grip arms 31e narrows to grip the wafer W, and then the wafer (W) is transferred to the transfer robot 40. When delivering W), the distance between the grip arms 31e increases and the gripped wafer W is released.
  • a cylinder (31f) equipped with rods that enter and exit in both directions is installed on the support (31c).
  • This cylinder (31f) has a pair of grip arms (31e) installed on the front and a second drive on the back.
  • the motor shaft of the motor 31d is connected.
  • the cylinder 31f rotates 180 degrees on the vertical plane
  • the pair of grip arms 31e also rotate 180 degrees on the vertical plane
  • the rod provided on the cylinder 31f When the rod advances out of the cylinder body, the separation distance between the pair of grip arms (31e) widens, and when the rod enters the cylinder body, the separation distance between the pair of grip arms (31e) becomes closer.
  • the inversion robot 32 receives the wafer W, the upper surface of which has been cleaned by the wafer cleaning unit 50, through the transfer robot 40, inverts it up and down, and then provides it to the transfer robot 40 again.
  • the reversing robot 32 inverts it up and down so that the cleaned upper surface faces downward. It is provided to the transfer robot 40 again in this state.
  • This reversal robot (32) is located above the multi-function transfer robot (31).
  • the transfer robot 40 moves the wafer W while moving in the space between the wafer upper surface cleaning part 51 and the wafer lower surface cleaning part 52, which will be described later, and between the wafer inversion part 30 and the buffer 60. Transport according to the process.
  • the wafer cleaning unit 50 cleans the upper and lower surfaces of the wafer (W), and includes a wafer upper surface cleaning unit 51 and a wafer lower surface cleaning unit 52 disposed to face the wafer upper surface cleaning unit 51. It consists of
  • the wafer upper surface cleaning unit 51 cleans the upper surface of the wafer (W) and is provided on one side of the transfer path of the transfer robot 40, and the wafer lower surface cleaning unit 52 is provided on the lower surface of the wafer (W). It is provided on the opposite side of the wafer top surface cleaning unit 51 centered on the transfer path of the transfer robot 40.
  • a plurality of wafer top surface cleaning units 51 may be arranged along the transfer path of the transfer robot 40, and a plurality of wafer bottom cleaning units 52 may be arranged along the transfer path of the transfer robot 40. there is.
  • the buffer 60 is a place to temporarily load the wafer (W) on which the cleaning work has been completed before it is reloaded into the cassette 11 of the load port 10.
  • the wafer (W) whose upper and lower surfaces have been cleaned is transferred to the transfer robot. It is delivered through (40), loaded, and then provided to the index robot (20).
  • This buffer 60 is provided on the opposite side of the wafer inversion unit 30 centered on the transfer path of the transfer robot 40.
  • Figure 6 is a diagram showing the process of cleaning the lower surface of a wafer using a semiconductor wafer cleaning equipment using a multi-functional transport robot according to the present invention
  • Figure 7 is a diagram showing a process of cleaning the lower surface of a wafer using a semiconductor wafer cleaning equipment using a multi-functional transport robot according to the present invention. This diagram shows the process of cleaning the top surface of the wafer.
  • the wafer W loaded on the cassette 11 of the load port 10 is extracted by the index robot 20 and transferred to the multi-function transfer robot 31 of the wafer inversion unit 30.
  • the index robot 20 extracts the wafer W loaded on the cassette 11, it extracts one wafer and then extracts one more, for a total of two.
  • the wafer W is extracted.
  • two extracted wafers (W) are supplied at once.
  • the gap between the pair of grip arms (31e) provided on the multi-function transfer robot 31 narrows and the wafer (W) is gripped with the upper surface facing upward. .
  • the support 31c of the multi-function transfer robot 31 rotates 90 degrees on the horizontal plane, and at the same time, the pair of grip arms 31e rotates 180 degrees on the vertical plane, thereby transferring the wafer W toward the transfer robot 40 and moving it up and down at the same time. Invert.
  • the transfer robot 40 receives the wafer W upside down, that is, the wafer W with the lower surface facing upward, from the multi-function transfer robot 31, and moves along the transfer path to the wafer bottom cleaning unit ( 52) (In FIGS. 6 and 7, the lower surface of the wafer is indicated with hatching, and the upper surface of the wafer is indicated without hatching).
  • the wafer (W) supplied to the lower surface of the wafer cleaning unit (52) is cleaned on the lower surface and then transferred back to the transfer robot (40) and supplied to the reversal robot (32).
  • the inversion robot 32 receives the wafer W with the lower surface cleaned, flips it upside down, and provides it back to the transfer robot 40 with the uncleaned upper surface facing upward.
  • the transfer robot 40 moves along the transfer path and supplies the wafer W with the top surface facing upward to the wafer top surface cleaning unit 51.
  • the wafer (W) supplied to the wafer top surface cleaning unit 51 is delivered to the transfer robot 40 again after the top surface is cleaned, and then the transfer robot 40 transfers the wafer (W) whose upper and lower surfaces have been cleaned into the buffer 60. temporarily loaded on
  • the index robot 20 moves toward the buffer 60 and extracts the wafers (W) with the upper and lower surfaces cleaned from the buffer 60 and then into the load port 10. Load it again into the cassette (11). Therefore, when the cleaned wafer W is loaded into the cassette 11 of the load port 10, the wafer W is loaded with the upper surface facing upward.
  • the present invention relates to a semiconductor wafer cleaning equipment using a multi-functional transfer robot. Since it can be used in the semiconductor process, which is a core field of the electronics industry, it can be used in the semiconductor manufacturing industry, electronic device manufacturing industry, AI-related industry, etc.

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Abstract

본 발명은 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비에 관한 것으로서, 특히 로드 포트의 카세트에 대한 웨이퍼의 로딩과 언로딩을 담당하는 인덱스 로봇과, 상기 인덱스 로봇으로부터 전달된 웨이퍼를 상하 반전시키는 웨이퍼 반전부와, 상기 웨이퍼 반전부에서 반전된 웨이퍼를 인출하여 이송하는 이송로봇과, 상기 이송로봇으로부터 웨이퍼를 전달받아 세정하는 웨이퍼 세정부를 포함하되; 상기 웨이퍼 반전부는 상기 인덱스 로봇으로부터 전달된 웨이퍼를 상하로 반전시킴과 아울러 상기 이송로봇의 이송경로 쪽으로 일정각도 회전시켜 상기 이송로봇에 제공하는 다기능 반송로봇과; 상기 웨이퍼 세정부에 의해 상면이 세정된 웨이퍼를 전달받아 상하 반전시킨 후 상기 이송로봇에 제공하는 반전로봇;으로 구성되어, 다양한 설계를 가능하게 함으로써 설계(Lay out)의 선택범위를 넓힐 수 있는 효과가 있다.

Description

다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비
본 발명은 반도체 공정에서 웨이퍼를 세정하는 웨이퍼 세정장비에 관한 것으로서, 특히 다양한 설계를 가능하게 하여 설계(Lay out)의 선택범위를 넓힐 수 있는 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비에 관한 것이다.
반도체 공정에서는 포토레지스트막이나 폴리머막 등의 유기물이나 파티클 등을 제거하기 위하여 웨이퍼를 세정하는 세정정치가 필수적으로 요구된다.
잘 알려진 세정장치로는 선행기술(공개특허 10-2011-0064608)의 도 1에 도시된 것과 같은 장치가 있는데, 이 선행기술의 도 1을 참조하면 종래의 세정장치는 인덱서 유닛(30) 내에서 추출된 웨이퍼(20)를 트랜스퍼 유닛(50)에 의해 세정부(40)로 로딩하면 스핀 스크러버(Spin scrubber) 장치가 웨이퍼의 표면을 세정한 후 웨이퍼를 인출하는 방식을 취한다.
그리고, 웨이퍼의 한 면 뿐만 아니라 다른 면도 세정하는 것이 일반화되어 있어서, 웨이퍼의 다른 면을 세정하기 위해 별도의 웨이퍼 반전 유닛을 구비하고 있다.
이러한 종래의 세정장치들의 반전유닛은 제자리에서 180도 회전하여 웨이퍼의 상하 위치만 반전시켜 웨이퍼의 위치는 이동시키지 않는 방식이며, 웨이퍼를 이송시켜 위치를 바꾸는 것은 전적으로 트랜스퍼 유닛이 담당을 하다 보니 대부분의 세정장비들의 레이아웃이 비슷하게 구성되어 세정장비의 다양한 플랫폼 적용에 한계가 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다양한 설계를 가능하게 하여 설계의 선택범위를 넓힘으로써 세정장비의 다양한 플랫폼에 적용할 수 있는 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비는 로드 포트의 카세트에 대한 웨이퍼의 로딩과 언로딩을 담당하는 인덱스 로봇과, 상기 인덱스 로봇으로부터 전달된 웨이퍼를 상하 반전시키는 웨이퍼 반전부와, 상기 웨이퍼 반전부에서 반전된 웨이퍼를 인출하여 이송하는 이송로봇과, 상기 이송로봇으로부터 웨이퍼를 전달받아 세정하는 웨이퍼 세정부를 포함하되; 상기 웨이퍼 반전부는 상기 인덱스 로봇으로부터 전달된 웨이퍼를 상하로 반전시킴과 아울러 상기 이송로봇의 이송경로 쪽으로 일정각도 회전 이송시켜 상기 이송로봇에 제공하는 다기능 반송로봇과; 상기 웨이퍼 세정부에 의해 상면이 세정된 웨이퍼를 전달받아 상하 반전시킨 후 상기 이송로봇에 제공하는 반전로봇;으로 구성된다.
여기에서, 상기 다기능 반송로봇은 웨이퍼를 상하 반전 후 수평면상에서 90도 회전 이송함으로써 상기 이송로봇의 이송경로 쪽으로 웨이퍼를 제공된다.
그리고, 상기 웨이퍼 세정부는 상기 이송로봇의 이송경로를 중심으로 한쪽편에 구비되는 웨이퍼 상면 세정부와; 상기 이송로봇의 이송경로를 중심으로 상기 웨이퍼 상면 세정부의 맞은편에 구비되는 웨이퍼 하면 세정부;로 구성된다.
한편, 상면과 하면이 세정된 웨이퍼를 상기 이송로봇을 통해 전달받아 적재한 후 상기 인덱스 로봇에 제공하는 버퍼가 상기 이송로봇의 이송경로를 중심으로 상기 웨이퍼 반전부의 맞은편에 구비된다.
그리고, 상기 반전로봇은 상기 다기능 반송로봇의 상측에 위치된다.
한편, 상기 다기능 반송로봇은 스테이지와; 상기 스테이지에 설치되는 제1구동모터와; 상기 스테이지에 설치되고, 상기 제1구동모터로부터 회전력을 제공받아 수평면상에서 회전하는 지지대와; 상기 지지대에 설치되는 제2구동모터와; 상기 지지대에 설치되고, 상기 제2구동모터로부터 회전력을 제공받아 수직면상에서 회전하며, 서로간의 이격거리가 조절되어 상기 웨이퍼를 파지하거나 파지 해제하는 한 쌍의 그립암;을 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비는 다기능 반송로봇이 웨이퍼를 반전시키는 반전기능뿐만 아니라 웨이퍼를 이송시키는 이송기능도 갖도록 하여 복합기능의 구현이 가능하게 함으로써 설계의 선택범위를 넓혀 다양한 플랫폼의 세정장비에 적용할 수 있는 이점이 있다.
도 1과 도 2는 본 발명에 의한 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비를 평면과 측면에서 간단하게 보인 도.
도 3은 반도체 웨이퍼 세정장비에 적용되는 본 발명의 다기능 반송로봇을 보인 도.
도 4는 본 발명의 다기능 반송로봇의 그립암이 수평면상에서 90도 회전하는 모습을 보인 도.
도 5는 본 발명의 다기능 반송로봇의 그립암이 수직면상에서 180도 회전하는 모습을 보인 도.
도 6은 본 발명에 의한 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비를 이용하여 웨이퍼의 하면을 세정하는 과정을 보인 도.
도 7은 본 발명에 의한 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비를 이용하여 웨이퍼의 상면을 세정하는 과정을 보인 도.
본 발명에 의한 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비는 로드 포트의 카세트에 대한 웨이퍼의 로딩과 언로딩을 담당하는 인덱스 로봇과, 상기 인덱스 로봇으로부터 전달된 웨이퍼를 상하 반전시키는 웨이퍼 반전부와, 상기 웨이퍼 반전부에서 반전된 웨이퍼를 인출하여 이송하는 이송로봇과, 상기 이송로봇으로부터 웨이퍼를 전달받아 세정하는 웨이퍼 세정부를 포함하되; 상기 웨이퍼 반전부는 상기 인덱스 로봇으로부터 전달된 웨이퍼를 상하로 반전시킴과 아울러 상기 이송로봇의 이송경로 쪽으로 일정각도 회전 이송시켜 상기 이송로봇에 제공하는 다기능 반송로봇과; 상기 웨이퍼 세정부에 의해 상면이 세정된 웨이퍼를 전달받아 상하 반전시킨 후 상기 이송로봇에 제공하는 반전로봇;으로 구성된다.
이하, 본 발명에 의한 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1과 도 2는 본 발명에 의한 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비를 평면과 측면에서 간단하게 보인 도이다.
그리고, 도 3은 반도체 웨이퍼 세정장비에 적용되는 본 발명의 다기능 반송로봇을 보인 도이며, 도 4는 본 발명의 다기능 반송로봇의 그립암이 수평면상에서 90도 회전하는 모습을 보인 도이고, 도 5는 본 발명의 다기능 반송로봇의 그립암이 수직면상에서 180도 회전하는 모습을 보인 도이다.
본 발명에 의한 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비는 로드 포트(10)와, 웨이퍼(W)의 로딩(loading)과 언로딩(unloading)을 담당하는 인덱스 로봇(20)과, 상기 인덱스 로봇(20)으로부터 전달된 웨이퍼(W)를 반전시키는 웨이퍼 반전부(30)와, 상기 웨이퍼 반전부(30)에서 반전된 웨이퍼(W)를 인출하여 이송하는 이송로봇(40)과, 상기 이송로봇(40)으로부터 웨이퍼(W)를 전달받아 세정하는 웨이퍼 세정부(50)와, 세정 완료된 웨이퍼(W)를 잠시 적재하는 버퍼(60)를 포함하여 구성된다.
상기 로드 포트(load port,10)에는 세정이 필요한 다수의 웨이퍼(W)가 적재된 카세트(11)가 구비되어 있다.
상기 인덱스 로봇(index robot,20)은 카세트(11)에 대한 웨이퍼(W)의 로딩과 언로딩을 담당하는 것으로서, 카세트(11)에 적재된 웨이퍼(W)를 추출하거나 추출되었던 웨이퍼(W)를 카세트(11)에 다시 적재한다.
이러한 인덱스 로봇(20)은 로드 포트(10)와 웨이퍼 반전부(30) 사이의 공간에서 기동을 하면서 로드 포트(10)의 카세트(11)에 적재되어 있던 웨이퍼(W)를 추출하여 웨이퍼 반전부(30) 쪽으로 제공하거나, 로드 포트(10)와 버퍼(60) 사이의 공간에서 기동을 하면서 웨이퍼(W)에 적재되어 있던 웨이퍼(W)를 추출하여 로드 포트(10)의 카세트(11)에 적재한다.
상기 웨이퍼 반전부(30)는 상면(또는 전면, front side)이 위쪽을 향하는 상태로 제공된 웨이퍼(W)를 상하 반전시켜 하면(또는 후면, back side)이 위쪽을 향하는 상태로 만드는 것으로서, 다기능 반송로봇(31)과, 반전로봇(32)으로 구성된다.
상기 다기능 반송로봇(31)은 인덱스 로봇(20)으로부터 전달된 웨이퍼(W)를 상하로 반전시킴과 아울러 이송로봇(40)의 이송경로 쪽으로 일정각도 회전 이송시켜 상하 반전된 웨이퍼(W)를 이송로봇(40)에 제공한다.
즉, 다기능 반송로봇(31)은 웨이퍼(W)를 상하 반전시키면서 동시에 수평면 상에서 웨이퍼(W) 전달방향에 대해 일정각도 회전 이송시킴으로써 이송로봇(40) 쪽으로 웨이퍼(W)를 이송하는 역할을 한다. 이렇게 다기능 반송로봇(31)은 웨이퍼(W)에 대한 반전과 이송을 동시에 수행하기 때문에 본원발명에서는 다기능 반송로봇(Multi Functional Transfer Robot)이라고 명명하였다.
여기서, 다기능 반송로봇(31)은 웨이퍼(W)를 상하 반전 후 수평면상에서 일정각도 회전 이송시킨다고 하였는데, 본 발명에서는 웨이퍼(W)를 수평면상에서 90도의 각도로 회전시키면 이송로봇(40)의 이송경로 쪽을 향하도록 하였다.
이와 같은 다기능 반송로봇(31)은 스테이지(31a)와, 상기 스테이지(31a)에 설치되는 제1구동모터(31b)와, 상기 스테이지(31a)에 회전가능하게 설치되는 지지대(31c)와, 상기 지지대(31c)에 설치되는 제2구동모터(31d)와, 상기 지지대(31c)에 회전가능하게 설치되는 한 쌍의 그립암(31e)을 포함하여 구성된다.
상기 스테이지(31a)는 다기능 반송로봇(31)에서 베이스 역할을 한다.
상기 제1구동모터(31b)는 지지대(31c)에 회전력을 제공한다. 즉 제1구동모터(31b)와 지지대(31c)의 하단부분은 풀리와 벨트 등으로 연결하여 제1구동모터(31b)의 모터축이 회전할 때 이 회전력이 지지대(31c)에 전달되어 지지대(31c)가 회전한다.
상기 지지대(31c)는 제1구동모터(31b)로부터 회전력을 제공받아서 수평면상에서 90도 회전을 한다. 이렇게 지지대(31c)가 수평면상에서 90도 회전을 하면 그립암(31e)도 수평면상에서 90도 회전을 하게 되고, 결국 그립암(31e)에 파지되어 있는 웨이퍼(W)도 수평면상에서 90도 회전을 하게 되면서 최초 지점에서 90도 꺽인 지점에 이송되는 결과가 된다.
상기 제2구동모터(31d)는 한 쌍의 그립암(31e)에 회전력을 제공한다. 즉 제2구동모터(31d)에서 발생된 회전력은 그립암(31e)에 제공되어 그립암(31e)이 수직면상에서 180도 회전되도록 한다. 이렇게 그립암(31e)이 수직면상에서 180도 회전하면 그립암(31e)에 파지되어 있는 웨이퍼(W)도 180도 회전함으로써 상하가 반전된다.
상기 한 쌍의 그립암(31e)은 서로간의 이격거리가 조절되어 웨이퍼(W)를 파지하거나 파지 해제한다. 즉 인덱스 로봇(20)에 의해 웨이퍼(W)가 다기능 반송로봇(31) 쪽으로 전달되면 그립암(31e) 사이의 거리가 좁아지면서 웨이퍼(W)를 파지하고, 이후 이송로봇(40)에 웨이퍼(W)를 전달할 때는 그립암(31e) 사이의 거리가 멀어지면서 파지하였던 웨이퍼(W)를 놓는다.
부연하면, 지지대(31c)에는 양쪽방향으로 각각 진출입하는 로드가 구비된 실린더(31f)가 설치되는데, 이 실린더(31f)는 전면에 한 쌍의 그립암(31e)이 설치되면서 배면에 제2구동모터(31d)의 모터축이 연결된다.
따라서 제2구동모터(31d)가 작동을 하면 실린더(31f)가 수직면상에서 180도 회전을 하면서 한 쌍의 그립암(31e)도 수직면상에서 180도 회전을 함께 하고, 실린더(31f)에 구비된 로드가 실린더 몸체 밖으로 진출하면 한 쌍의 그립암(31e) 사이의 이격거리는 벌어지고, 로드가 실린더 몸체 안으로 진입하면 한 쌍의 그립암(31e) 사이의 이격거리는 가까워진다.
상기 반전로봇(32)은 웨이퍼 세정부(50)에 의해 상면이 세정된 웨이퍼(W)를 이송로봇(40)을 통해 전달받아 상하 반전시킨 후 다시 이송로봇(40)에 제공한다.
즉, 세정된 상면이 위쪽을 향하는 상태인 웨이퍼(W)가 이송로봇(40)을 통해 반전로봇(32)에 전달되면, 반전로봇(32)은 세정된 상면이 아래쪽을 향하도록 상하 반전시킨 후 이 상태로 다시 이송로봇(40)에 제공한다.
이와 같은 반전로봇(32)은 다기능 반송로봇(31)의 상측에 위치된다.
상기 이송로봇(40)은 후술할 웨이퍼 상면 세정부(51)와 웨이퍼 하면 세정부(52) 사이 및 웨이퍼 반전부(30)와 버퍼(60) 사이의 공간에서 기동을 하면서 웨이퍼(W)를 수행 공정에 맞게 이송시킨다.
상기 웨이퍼 세정부(50)는 웨이퍼(W)의 상면과 하면을 세정하는 것으로서, 웨이퍼 상면 세정부(51)와, 상기 웨이퍼 상면 세정부(51)와 마주보게 배치되는 웨이퍼 하면 세정부(52)로 구성된다.
상기 웨이퍼 상면 세정부(51)는 웨이퍼(W)의 상면을 세정하는 것으로서 이송로봇(40)의 이송경로를 중심으로 한쪽편에 구비되고, 웨이퍼 하면 세정부(52)는 웨이퍼(W)의 하면을 세정하는 것으로서 이송로봇(40)의 이송경로를 중심으로 웨이퍼 상면 세정부(51)의 맞은편에 구비된다.
그리고, 웨이퍼 상면 세정부(51)는 이송로봇(40)의 이송경로를 따라 다수개가 배치될 수 있으며, 웨이퍼 하면 세정부(52)는 이송로봇(40)의 이송경로를 따라 다수개가 배치될 수 있다.
상기 버퍼(60)는 세정 작업이 완료된 웨이퍼(W)가 로드 포트(10)의 카세트(11)에 재적재되기 전에 일시적으로 적재하는 곳으로서, 상면과 하면이 세정 완료된 웨이퍼(W)를 이송로봇(40)을 통해 전달받아 적재한 후 인덱스 로봇(20)에 제공한다. 이러한 버퍼(60)는 이송로봇(40)의 이송경로를 중심으로 웨이퍼 반전부(30)의 맞은편에 구비된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비의 작동모습을 도 6과 도 7을 참조하여 간단히 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 의한 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비를 이용하여 웨이퍼의 하면을 세정하는 과정을 보인 도이고, 도 7은 본 발명에 의한 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비를 이용하여 웨이퍼의 상면을 세정하는 과정을 보인 도이다.
먼저, 로드 포트(10)의 카세트(11)에 적재된 웨이퍼(W)를 인덱스 로봇(20)으로 추출하여 웨이퍼 반전부(30)의 다기능 반송로봇(31) 쪽으로 이송한다. 이렇게 인덱스 로봇(20)이 카세트(11)에 적재된 웨이퍼(W)를 추출할 때는 1개를 추출한 다음 다시 1개를 추출하여 총 2개를 추출하고, 다기능 반송로봇(31)에 공급할 때는 웨이퍼(W)를 공급할 때는 추출된 2개의 웨이퍼(W)를 한 번에 공급한다.
웨이퍼(W)가 다기능 반송로봇(31) 전방으로 이송되면 다기능 반송로봇(31)에 구비된 한 쌍의 그립암(31e) 사이가 좁아지면서 상면이 위쪽을 향하는 상태로 웨이퍼(W)를 파지한다.
이후 다기능 반송로봇(31)의 지지대(31c)가 수평면상에서 90도 회전하면서 동시에 한 쌍의 그립암(31e)이 수직면상에서 180도 회전하여 웨이퍼(W)를 이송로봇(40) 쪽으로 이송시키면서 동시에 상하 반전시킨다.
그런 다음 이송로봇(40)이 다기능 반송로봇(31)으로부터 상하 반전된 웨이퍼(W), 즉 하면이 위쪽을 향하는 상태의 웨이퍼(W)를 전달받고, 이송경로를 따라 이동하면서 웨이퍼 하면 세정부(52)로 공급한다(도 6과 도 7에서는 웨이퍼의 하면을 빗금이 있는 것으로 표시하였고, 웨이퍼의 상면은 빗금이 없는 것으로 표시하였다).
웨이퍼 하면 세정부(52)로 공급된 웨이퍼(W)는 하면이 세정된 후 다시 이송로봇(40)으로 전달되어 반전로봇(32)으로 공급된다.
반전로봇(32)은 하면이 세정된 웨이퍼(W)를 전달받은 후 상하 반전시켜 세정되지 않은 상면이 위쪽을 향하는 상태로 다시 이송로봇(40)에 제공한다.
이송로봇(40)은 이송경로를 따라 이동하여 상면이 위쪽을 향하는 상태의 웨이퍼(W)를 웨이퍼 상면 세정부(51)로 공급한다.
웨이퍼 상면 세정부(51)로 공급된 웨이퍼(W)는 상면이 세정된 후 다시 이송로봇(40)으로 전달되고, 이후 이송로봇(40)은 상하면이 세정된 웨이퍼(W)를 버퍼(60)에 임시로 적재한다.
일정수의 웨이퍼(W)가 버퍼(60)에 적재되면 인덱스 로봇(20)은 버퍼(60) 쪽으로 이동하여 상하면이 세정된 웨이퍼(W)를 버퍼(60)에서 추출한 후 로드 포트(10)의 카세트(11)에 다시 로딩한다. 따라서 로드 포트(10)의 카세트(11)에 세정 완료된 웨이퍼(W)가 적재될 때는 웨이퍼(W)의 상면이 위쪽을 향하는 상태로 적재된다.
본 발명은 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비에 관한 것으로서, 전자산업의 핵심분야인 반도체 공정에 이용될 수 있기 때문에 반도체 제조산업, 전자기기 제조산업, AI 관련 산업 등에 이용될 수 있다.

Claims (6)

  1. 로드 포트(10)의 카세트(11)에 대한 웨이퍼(W)의 로딩과 언로딩을 담당하는 인덱스 로봇(20)과, 상기 인덱스 로봇(20)으로부터 전달된 웨이퍼(W)를 상하 반전시키는 웨이퍼 반전부(30)와, 상기 웨이퍼 반전부(30)에서 반전된 웨이퍼(W)를 인출하여 이송하는 이송로봇(40)과, 상기 이송로봇(40)으로부터 웨이퍼(W)를 전달받아 세정하는 웨이퍼 세정부(50)를 포함하되,
    상기 웨이퍼 반전부(30)는 상기 인덱스 로봇(20)으로부터 전달된 웨이퍼(W)를 상하로 반전시킴과 아울러 상기 이송로봇(40)의 이송경로 쪽으로 일정각도 회전 이송시켜 상기 이송로봇(40)에 제공하는 다기능 반송로봇(31)과;
    상기 웨이퍼 세정부(50)에 의해 상면이 세정된 웨이퍼(W)를 전달받아 상하 반전시킨 후 상기 이송로봇(40)에 제공하는 반전로봇(32);으로 구성된 것을 특징으로 하는 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 다기능 반송로봇(31)은 웨이퍼(W)를 상하 반전 후 수평면상에서 90도 회전 이송함으로써 상기 이송로봇(40)의 이송경로 쪽으로 웨이퍼(W)를 제공하는 것을 특징으로 하는 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 웨이퍼 세정부(50)는 상기 이송로봇(40)의 이송경로를 중심으로 한쪽편에 구비되는 웨이퍼 상면 세정부(51)와;
    상기 이송로봇(40)의 이송경로를 중심으로 상기 웨이퍼 상면 세정부(51)의 맞은편에 구비되는 웨이퍼 하면 세정부(52);로 구성된 것을 특징으로 하는 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상면과 하면이 세정된 웨이퍼(W)를 상기 이송로봇(40)을 통해 전달받아 적재한 후 상기 인덱스 로봇(20)에 제공하는 버퍼(60)가 상기 이송로봇(40)의 이송경로를 중심으로 상기 웨이퍼 반전부(30)의 맞은편에 구비된 것을 특징으로 하는 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 반전로봇(32)은 상기 다기능 반송로봇(31)의 상측에 위치되는 것을 특징으로 하는 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 다기능 반송로봇(31)은 스테이지(31a)와;
    상기 스테이지(31a)에 설치되는 제1구동모터(31b)와;
    상기 스테이지(31a)에 설치되고, 상기 제1구동모터(31b)로부터 회전력을 제공받아 수평면상에서 회전하는 지지대(31c)와;
    상기 지지대(31c)에 설치되는 제2구동모터(31d)와;
    상기 지지대(31c)에 설치되고, 상기 제2구동모터(31d)로부터 회전력을 제공받아 수직면상에서 회전하며, 서로간의 이격거리가 조절되어 상기 웨이퍼(W)를 파지하거나 파지 해제하는 한 쌍의 그립암(31e);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다기능 반송로봇을 이용한 반도체 웨이퍼 세정장비.
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