KR200219127Y1 - 반도체 공정 장비용 자동 웨이퍼 이송 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체의 웨이퍼 가공용 장비에 관한 것으로서, 웨이퍼를 이송 할 수 있는 자동 이송 로봇이 구비된 챔버와 그 양측에 웨이퍼를 가공 할 수 있는 가공용 챔버, 웨이퍼를 수납하는 적측용 챔버를 구비한 웨이퍼 가공 장비에 관한 것이다. 종래의 웨이퍼 가공 장비는 각 장비간의 웨이퍼 이송이 수동으로 이루어졌고 대부분의 경우 가공을 수행하는 하나의 챔버만을 가지도록 제작되어 웨이퍼를 로딩, 언로딩 할 때마다 챔버내의 환경조건을 재구성하여야 했기 때문에 많은 작업시간의 손실을 가져오는 단점이 있었으며 웨이퍼의 로딩, 언로딩이 수작업으로 이루어지므로, 취급상의 실수로 인한 품질저하 및 불량의 발생률이 높아지고, 정확한 위치제어가 불가능하여 제품의 균일성이 떨어지는 등의 여러 가지 문제점이 있었다.

본 고안에 의한 장비는 웨이퍼 가공상의 연속된 과정을 하나의 장비내에서 수행하도록 함으로써 각 과정간의 웨이퍼 이동시간을 줄이고 감소된 시간을 웨이퍼의 가공에 사용하여 생산량을 증가시키며 이동시 발생 할 수 있는 불량의 가능성을 줄이는 것을 목적으로 한다.

Description

반도체 공정 장비용 자동 웨이퍼 이송 장치 {Automatic Wafer Transfer System for Semiconductor Fabrication Equipments}

본 고안은 반도체의 웨이퍼 가공용 장비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼를 이송 할 수 있는 자동 이송 로봇이 구비된 챔버와 그 양측에 웨이퍼를 가공 할 수 있는 가공용 챔버, 웨이퍼를 수납하는 적측용 챔버를 구비한 웨이퍼 가공 장비에 관한 것이다.

종래의 웨이퍼 가공 장비는 각 가공 과정의 장비가 하나의 독립된 형태로 제작되었다. 이것은 각 장비간의 웨이퍼 이송이 수동으로 이루어지는 것을 의미하며 이송 시간의 손실 및 이송시의 부주의로 인한 불량의 발생을 일으키는 요인이 되었다. 또한 종래의 장비는 대부분의 경우 가공을 수행하는 하나의 챔버만을 가지도록 제작되어 웨이퍼를 로딩, 언로딩 할 때마다 챔버내의 환경조건을 재구성하여야 하기 때문에 많은 작업시간의 손실을 가져오는 단점이 있었다. 또한, 웨이퍼의 로딩 및 언로딩이 수작업으로 이루어지므로, 취급상의 실수로 인한 품질저하 및 불량의 발생률이 높아지고, 정확한 위치제어가 불가능하여 제품의 균일성이 떨어지는 등의 여러 가지 문제점이 있었다.

본 고안에 의한 장비는 웨이퍼 가공상의 연속된 과정을 하나의 장비내에서 수행하도록 함으로써 각 과정간의 웨이퍼 이동시간을 줄이고 감소된 시간을 웨이퍼의 가공에 사용하여 생산량을 증가시키며 이동시 발생 할 수 있는 불량의 가능성을 줄이는 것을 목적으로 한다.

도 1은 웨이퍼 이송 장치에 챔버가 구성된 장비의 사시도

도 2는 장비에 구성된 웨이퍼 이송용 로봇의 사시도

본 고안에 따른 장치는 외부로부터 밀폐되고 인접된 웨이퍼 가공용 챔버(2) 또는 웨이퍼 적층용 챔버(3)와 연통되는 복수개의 포트(4,5)가 마련된 자동 이송 장치와, 이 자동이송장치의 내부에 설치되고 관절아암(8,9)과 웨이퍼적재용 트레이(10)로 구성되어 웨이퍼를 다음 챔버(2,3)로 이송시켜 주는 로봇과, 상기 각 포트(4,5)에 설치되어 자동이송장치와 각 챔버를 기밀되게 개폐하는 복수개의 셔터(6,7)와, 셔터(6,7)를 이송 장치 내측으로 개폐시켜 주는 개폐수단으로 이루어진다. 본 고안에 의한 자동이송장치를 반도체 생산 장비 시스템에 활용하는 방법으로 2가지 방법이 가능한데 그 하나의 구성은 이송 장치의 한 측에는 웨이퍼 가공용 챔버(2)를 구비하고 다른 한 측에는 가공 웨이퍼를 수납할 수 있는 웨이퍼 적층용 챔버(3)를 구비하는 것이다. 또 다른 하나의 구성은 웨이퍼 자동이송장치의 양측에 웨이퍼 가공용 챔버(2)를 구성하는 것으로써 이 경우에는 웨이퍼를 이송 장치의 웨이퍼 홀더 아암(10) 부분에 수동적인 방법으로 로딩 혹은 언로딩하게 된다.

도 1은 이송 장치의 양측에 두개의 챔버를 구비한 장비의 사시도이다. 도 1에서 보여지는 반도체의 웨이퍼 가공용 자동이송장치는 외부로부터 밀폐되고 인접된 챔버(2,3)와 연통되는 다수개의 포트(4,5)를 갖는 하우징(1)과, 이 하우징(1) 내부에 설치되어 웨이퍼를 다음 챔버(2,3)로 이송시켜 주는 로봇과, 상기 하우징의 포트(4,5)를 기밀되게 개폐하는 셔터(6,7)와, 상기 셔터(6,7)를 하우징(1) 내측으로 개폐시켜 주는 개폐수단으로 이루어진다. 상기 하우징(1)은 외부로부터 고립되어 진공 또는 특정 기체의 환경 조건을 유지 할 수 있는 공간을 제공하면서 인접된 웨이퍼 가공용 챔버(2) 또는 웨이퍼적층용 챔버(3)와 연통되는 복수개의 포트(4,5)를 구비한다. 또, 상기 하우징(1)의 상면에는 투명의 커버가 결합되어 웨이퍼 이송을 감시 할 수 있도록 구성된다. 두 개의 웨이퍼 가공용 챔버(2)가 구비된 장비의 경우에는 웨이퍼 감시용 투명의 커버가 개폐 가능하도록 구성되며 이는 이송 장치에 수동으로 웨이퍼를 로딩, 언로딩하는 것이 용이하도록 고려된 것이다.

상기 로봇은 각 챔버(2,3)의 웨이퍼를 다음 챔버(2,3)로 이송시키기 위한 기구로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 반원형의 웨이퍼적재용 트레이(10)와, 이 웨이퍼적재용 트레이(10)와 연결된 관절아암(8,9)과, 이 관절아암(8,9)을 구동시키는 구동수단으로 구성된다. 이때 상기 관절아암(8,9)은 모터(14)의 출력축과 일체로 회동되도록 설치된 제1아암(8)과, 상기 트레이(10)로부터 일체로 연장되어 제1아암(8) 선단의 제2위성기어(13)와 일체로 회동되도록 설치된 제2아암(9)으로 이루어진다. 상기 구동수단은 모터(14)와, 이 모터(14)와 연결된 제1아암(8)과 하우징(1)에 고정된 태양기어(11)와, 이 태양기어(11)와 맞물리도록 제1아암(8)에 설치된 제1 및 제2위성기어(12,13)로 이루어진다. 또한, 상기 로봇은 도 2에서처럼, 상기 모터(14)가 회전되면, 모터(14)의 출력축과 일체로 회동되도록 설치된 제1아암(8)이 모터(14)의 회전방향으로 회전되고, 제1아암(8)에 구비된 제1위성기어(12)와 제2위성기어(13)를 통하여 전달된 회전력에 의해 제2위성기어(13)와 일체로 회동되도록 연결된 제2아암(9)이 제1아암(8)과 반대방향으로 회전한다. 이때, 제2아암(9)과 제2위성기어(13)가 반대방향으로 일체로 회동되면서 트레이(10)에 적재된 웨이퍼를 챔버(2,3)로부터 자동 이송 장치의 하우징(1) 내부로 언로딩 하게된다. 계속해서, 모터(14)가 회전되면, 제1아암(8)과 제2아암(9)이 반대방향으로 펼쳐지게 되고 트레이(10)에 적재된 웨이퍼를 다음공정의 챔버(2,3)로 이송시키게 된다.

이상의 구성에 의한 반도체의 웨이퍼 공정용 자동이송장치는 연결된 다수개의 챔버(2,3) 중 어느 챔버(2,3)의 작업이 완료되면, 작업이 완료된 챔버(2,3)와 연통되는 포트(4,5)가 개방되고, 로봇에 의해 작업이 완료된 웨이퍼를 챔버(2,3)로부터 자동 이송 장치의 하우징(1) 내부로 언로딩하게 된다. 이어서, 상기 로봇이 다음공정의 챔버(2,3)를 향해 이송 장치의 하우징(1) 내부에서 회전되고, 해당 챔버(2,3)와 연통되는 포트(4,5)의 셔터(6,7)가 개방되면, 로봇에 의해 해당 챔버(2,3)에 웨이퍼가 로딩되게 된다. 이때, 상기 포트(4,5)가 개방될 때에는 셔터(6,7)가 이송 장치의 하우징(1) 내부 바닥쪽으로 하향 회동되면서 절첩되므로 로봇의 작동에 간섭이 발생되지 않게 된다.

이상에서와 같이 본 고안에 의하면, 상기 반도체 웨이퍼 가공용 장비는 하나 혹은 두 개의 웨이퍼 가공 과정을 하나의 장비에서 수행하도록 하여 웨이퍼의 이동에 필요한 시간을 감소시키고 웨이퍼 박막 공정을 수행하는데 필요한 시간을 증가시켜 생산량의 증가를 가져오며, 이동 중 발생 할 수 있는 웨이퍼의 파손 및 불량의 가능성을 감소시키는 장점이 있다. 또한 장비내에서의 웨이퍼의 이동이 자동 이송 장치에 의해 이루어지므로 웨이퍼의 정교한 취급과 정확한 위치의 제어가 가능하므로 웨이퍼 가공 과정에서의 불량률을 감소시키는 효과를 가져온다. 자동이송장치는 포트의 개폐수단과 로봇이 게이트밸브의 하우징(1) 내부에 설치되어 게이트밸브의 내부 공간을 최대한 활용하고, 고가의 반도체 제조용 프로세스라인을 조밀하게 구성함으로써, 생산 설비 배치 및 구성에 소요되는 공간 및 이에 수반되는 비용을 절감할 수 있는 장점이 있고 연속되는 몇 단계의 공정이 진행되는 동안 각 챔버(2,3)내의 환경을 유지시켜 주므로, 반도체 제작 공정에 필요한 보다 완전한 조건이 이루어지도록 해주며, 웨이퍼를 로봇에 의해 자동 이송하므로써, 가공공정에 필요한 시간을 단축시키고, 고품질의 제품을 생산할 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 외부로부터 밀폐되고 인접된 웨이퍼가공용 챔버(2) 또는 웨이퍼적층용 챔버(3)와 연통되는 복수개의 포트(4,5)가 마련된 하우징(1)과, 이 하우징(1) 내부에 설치되고 관절아암(8,9)과 웨이퍼적재용 트레이(10)가 구비되어 웨이퍼를 다음공정의 챔버(2,3)로 이송시켜 주는 로봇과, 상기 각 포트(4,5)에 설치되어 하우징(1)을 기밀되게 개폐하는 복수개의 셔터(6,7)와, 상기 하우징(1)에 설치되어 셔터(6,7)를 하우징(1) 내측으로 개폐시켜 주는 개폐수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체의 웨이퍼 가공용 자동이송장치.
2. 웨이퍼 가공용 이송장치의 한 면에는 웨이퍼 가공용 챔버(2)가 구비되고 다른 한 면에는 웨이퍼 적층용 챔버(3)가 구비되어 상기 이송장치에 의해 자동으로 로딩, 언로딩 되는 반도체 웨이퍼 공정용 장비의 구성.
3. 웨이퍼 가공용 이송장치의 양 면에 웨이퍼 가공용 챔버(2)가 구비되고 이송장치에 설치된 웨이퍼 이송 감시용 투명의 커버가 경첩으로 고정되어 진공 및 대기 상태의 조성이 가능하고 개폐가 가능하여 웨이퍼를 수동으로 로딩, 언로딩 하도록 구성된 반도체 웨이퍼 공정용 장비의 구성.