KR100740890B1 - 웨이퍼 콜렉터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 콜렉터에 관한 것으로, 웨이퍼 제조공정에서 각 단계별로 테스트 거친 후의 개별 웨이퍼를 수거하여 이를 자동으로 분류한 후 종류별로 분류된 것끼리 모아서 콜렉터 내부의 오픈 카세트에 따로 보관할 수 있도록 함과 아울러 종류대로 분류된 웨이퍼를 일괄적으로 인출하여 풉에 담아 후속하는 제조공정으로 투입할 수 있도록 한 것으로, 샘플링 테스트를 거친 웨이퍼가 담긴 풉(300)을 내부로 입고하거나 내부에서 종류별로 분류된 웨이퍼가 담긴 풉(300)을 장치 외부로 출고하는 버퍼부(100)와, 이 버퍼부(100)에서 입고된 풉에서 웨이퍼를 인출하여 종류별로 분류한 후 오픈 카세트에 선별 적재하고 선별 적재된 웨이퍼를 다시 풉에 옮겨 담는 콜렉팅부(200)로 이루어진다.
반도체, 웨이퍼, 콜렉터, 풉, 버퍼부, 콜렉팅부, 샘플링, 테스트

Description

웨이퍼 콜렉터 {Wafer collector}
도 1은 본 발명에 의한 웨이퍼 콜렉터의 외형도,
도 2는 본 발명에 의한 웨이퍼 콜렉터의 내부구조를 개략적으로 도시한 정면도,
도 3은 본 발명에 의한 웨이퍼 콜렉터의 내부구조를 개략적으로 도시한 평면도,
도 4는 버퍼부만의 정면도,
도 5는 버퍼부만의 평면도,
도 6은 입출력포트의 사시도,
도 7은 버퍼부의 풉 트랜스퍼 로봇의 사시도,
도 8은 콜렉팅부만의 정면도,
도 9는 콜렉팅부만의 평면도,
도 10은 풉 오프너의 개략적인 사시도,
도 11은 웨이퍼 트랜스퍼 로봇의 사시도,
도 12는 웨이퍼 정렬기와 OCR 카메라 및 버퍼 로더의 배치상태도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 버퍼부 110 : 입출력포트
120 : 버퍼 스테이지 130 : 풉 트랜스퍼 로봇
150 : 디스플레이부 160 : 키입력부
170 : 필터 팬 유닛 200 : 콜렉팅부
210 : 풉 오프너 220 : 웨이퍼 트랜스퍼 로봇
230 : 정렬기 240 : 카세트 스테이지
250 : 오픈 카세트 260 : OCR 카메라
270 : 버퍼 로더 280 : 필터 팬 유닛
300 : 풉(FOUP) 400 : 웨이퍼
본 발명은 웨이퍼 콜렉터에 관한 것으로, 웨이퍼 제조공정에서 각 단계별로 샘플링 테스트 거친 후의 개별 웨이퍼를 수거하여 이를 자동으로 분류한 후 종류(제조공정)별로 분류된 것끼리 모아서 콜렉터 내부의 오픈 카세트에 따로 보관할 수 있도록 함과 아울러, 분류된 웨이퍼를 일괄적으로 인출하여 이를 풉에 담아서 후속하는 제조공정으로 투입시킬 수 있도록 함으로써 웨이퍼의 로스를 줄이고 인력에 의한 수거 및 선별작업을 무인 자동화한 것이다.
반도체 칩을 생산하기 위해서는 기본 소재인 웨이퍼를 가공하는 포토, 에칭, 디퓨전, 박막공정 등 일련의 미세 제조공정이 필요한데, 이러한 각각의 공정은 각기 다른 조건에서 수행되어야 하며, 각 공정간 정상적인 가공 여부 및 불량체크는 샘플링 테스트를 거쳐 확인하고 있다.
한편, 이러한 각 공정간 샘플링 테스트를 거친 웨이퍼 중에서 불량 웨이퍼는 폐기되고 정상적으로 가공된 웨이퍼들은 다시 후속공정을 거쳐 반도체 칩으로 완성되는데, 이들 샘플링 테스트를 거친 웨이퍼들의 수거 및 분류를 위한 전용 장비는 아직까지 개발되어 있지 않은 실정이다.
본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 웨이퍼 가공공정에서 각 공정간 샘플링 테스트를 거친 웨이퍼 중에서 불량 웨이퍼는 폐기하고 정상적으로 가공된 웨이퍼들은 다시 후속공정을 거쳐 반도체 칩으로 완성하기 위하여 샘플링 테스트를 거친 웨이퍼들의 수거 및 종류별 분류를 대기에 노출시키지 않고 자동으로 수행하고 분류된 웨이퍼들을 일괄적으로 인출하여 후속공정에 투입할 수 있는 전용 장비를 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 웨이퍼 콜렉터는 샘플링 테스트를 거친 웨이퍼가 담긴 풉을 장치 내부로 입고하거나 장치 내부에서 종류별로 분류된 웨이퍼가 담긴 풉을 장치 외부로 출고하는 버퍼부와, 이 버퍼부에서 입고된 풉으로부터 웨이퍼를 인출하여 종류별로 분류한 후 오픈 카세트에 선별 적재하고 선별 적재된 웨이퍼를 다시 풉에 옮겨 담는 콜렉팅부로 이루어지는 웨이퍼 콜렉터를 제공한다.
본 발명에서 상기 버퍼부와 콜렉팅부에는 웨이퍼의 오염을 방지할 수 있도록 클린룸 상태를 유지하기 위하여 필터 팬 유닛이 구비된다.
본 발명에서 상기 버퍼부는 샘플링 테스트를 거친 웨이퍼가 담긴 풉(FOUP:Front Open Unified Pod)이 입고 및 출고되는 입출력포트와, 입고 및 출고될 풉이 보관되는 복수의 버퍼 스테이지 및 상기 풉을 입출력포트와 버퍼 스테이지 및 콜렉팅부로 상호 이송하기 위한 풉 트랜스퍼 로봇 및 컨트롤러를 포함하여 이루어진다.
본 발명에서 상기 콜렉팅부는 버퍼부에서 입고된 풉에서 웨이퍼를 인출하여 종류별로 분류한 후 오픈 카세트에 선별 적재하고 선별 적재된 웨이퍼를 다시 풉에 옮겨 담게 되는데, 이는 풉의 전면 도어를 개방하기 위한 풉 오프너, 풉에서 인출한 웨이퍼를 이송하기 위한 웨이퍼 트랜스퍼 로봇, 웨이퍼를 분류하기 위한 정렬기, 분류된 웨이퍼를 저장하기 위하여 오픈 카세트가 적치된 카세트 스테이지를 포함하여 이루어진다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 웨이퍼 콜렉터의 외형도이고, 도 2 및 도 3은 각각 본 발명에 의한 웨이퍼 콜렉터의 내부구조를 개략적으로 도시한 정면도와 평면도이 다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 웨이퍼 콜렉터는 샘플링 테스트를 거친 웨이퍼(400)가 담긴 풉(300)을 본 발명의 장치인 웨이퍼 콜렉터 내부로 입고하거나 장치 내부에서 종류별로 분류된 웨이퍼가 담긴 풉(300)을 장치 외부로 출고하는 버퍼부(100)와, 이 버퍼부(100)에서 입고된 풉에서 웨이퍼를 인출하여 종류별로 분류한 후 오픈 카세트에 선별 적재하고 선별 적재된 웨이퍼를 다시 풉에 옮겨 담는 콜렉팅부(200)로 이루어져 있다.
상기 버퍼부(100)는 도 4 및 도 5에 각각 그 개략적인 정면도와 평면도가 도시되어 있는데, 이는 입출력포트(110)와 버퍼 스테이지(120) 및 트랜스퍼 로봇(130)을 포함하여 이루어져 있으며, 이들 각 구성부를 자동으로 제어하기 위한 컨트롤러(미 도시됨)와 제어 및 작업 진행상태를 표시하기 위한 디스플레이부(150) 및 키입력부(160)가 구비되어 있다.
또, 이 버퍼부(100)의 상부에는 장치 내부를 클린 룸과 같은 청정상태를 유지하기 위한 필터 팬 유닛(170)이 구비되어 있다.
상기 입출력 포트(110)는 도 1과 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이 2개의 포트로 이루어져 있는데, 이는 샘플링 테스트를 거친 웨이퍼(400)가 담긴 풉(FOUP; 300)을 장치 내부로 입고하거나 장치 내부에서 종류별로 분류 수집된 웨이퍼(400)가 담긴 풉(300)을 장치 외부로 출고하기 위한 곳이다.
도면 중 부호 112는 풉(300)이 안착되어 내외측으로 슬라이드 되는 이송 트레이이고, 부호 114는 이송트레이(112) 위에 안착된 풉(300)에 부착된 바코드를 감지하기 위한 무선주파감지기(RFID)이며, 부호 116은 이송트레이(112)에 풉(300)이 정상적으로 안착 되었는지의 여부를 감지하기 위한 센서이다.
상기 버퍼 스테이지(120)는 입출력포트(110)에서 장치 내부로 입고된 풉(300)을 임시로 보관하기 위한 곳으로, 상,하부에 각각 3개소씩 구비되어 있다.
상기 버퍼 스테이지에는 여러 개의 센서가 설치되는데, 이는 버퍼 스테이지(120)의 중앙부에 풉(300)이 안치되었는지의 여부를 감지하기 위한 센서와, 이 센서의 외측에 설치되어 상기 풉(300)의 정위치 안착 여부를 확인하기 위한 또 다른 복수의 센서가 설치되어 있으며, 버퍼 스테이지(120)의 외곽에는 안착된 풉(300)의 유동을 방지하기 위한 복수의 유동방지용 핀(미 도시됨)이 구비되어 있다.
상기 트랜스퍼 로봇(130)은 3축 로봇의 일종으로 풉(300)을 입출력포트(110)에서 버퍼 스테이지(120)로, 버퍼 스테이지(20)에서 콜렉팅부(200)의 풉 오프너(210) 위로 상호 이송시켜주기 위한 것으로, 이는 도 7에 도시된 바와 같이 수평 레일(132)을 따라 X축으로 이동되는 수직 컬럼(134)과, 이 컬럼(134)을 따라 상하 Y축으로 이동되는 부움(136) 및 이 부움(136)의 선단부에 부착되어 회전되는 풉 그리퍼(138)로 이루어져 있다.
상기 트랜스퍼 로봇(130)은 컨트롤러(140)의 제어명령에 따라 유압에 의해 수평 및 수직이동과 회전운동이 이루어져 풉(300)을 입출력포트(110)에서 버퍼 스테이지(120)로, 버퍼 스테이지(20)에서 콜렉팅부(200)의 풉 오프너(210) 위로 상호 이송시켜주게 된다.
도 8 및 도 9는 각각 콜렉팅부의 개략적인 구성을 도시한 정면도와 평면도이다.
본 발명에서 상기 콜렉팅부(200)는 버퍼부(100)에서 입고된 풉에서 웨이퍼를 인출하여 종류별로 분류한 후 오픈 카세트에 선별 적재하고 선별 적재된 웨이퍼를 다시 풉에 옮겨 담기 위한 것인데, 이는 풉 오프너(210), 트랜스퍼 로봇(220), 정렬기(230), 카세트 스테이지(240) 및 복수의 오픈 카세트(250)를 포함하여 이루어져 있다.
상기 풉 오프너(210)는 도 10에 도시된 바와 같이 풉(300)의 전면 도어를 개방하거나 개방된 도어를 닫는 기능을 발휘하는데, 이러한 풉 오프너의 구조는 본 발명이 속한 기술분야에서 주지의 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 웨이퍼 트랜스퍼 로봇(220)은 도 11에 도시된 바와 같이 1쌍의 아암(222)과 엘리베이터(224)로 이루어져 있으며 풉 오프너(210) 위에 있는 풉(300) 내부의 웨이퍼(400)를 꺼내 정렬기(230)로 이송하거나 정렬기(230)에서 정렬되고 종류별로 분류된 웨이퍼를 적재하기 위한 카세트 스테이지(240)의 오픈 카세트(250) 로 이송하는 역할을 한다.
또, 상기 웨이퍼 트랜스퍼 로봇(220)은 1쌍의 아암(222)에 의해 2개의 웨이퍼를 동시에 오픈 카세트에서 풉 오프너(210) 위의 풉(300) 내부로 이송시킬 수 있다.
한편, 상기 콜렉팅부(200)의 상부에도 필터 팬 유닛(280)이 구비되어 내부의 상태를 클린룸과 같은 분위기가 유지될 수 있도록 되어 있다.
도 12에는 입고된 웨이퍼(400)를 분류하기 위하여 콜렉터(200) 내부에 설치되는 웨이퍼 정렬기(230)와 웨이퍼 배면의 ID를 읽기 위한 OCR 카메라(260) 및 버퍼 로더(270)의 배치상태가 도시되어 있다.
본 발명의 웨이퍼 콜렉터에 사용되는 정렬기(230)는 본 출원인의 특허 제388836호의 웨이퍼 분류장치인데, 이는 웨이퍼가 안착되는 회전척(232)과, 복수의 로드(234) 및 CCD 센서(236)를 포함하여 이루어져 있다.
본 정렬기(230)에서의 분류 및 선별 적재과정에 대하여 간단하게 설명하면, 트랜스퍼 로봇(220)이 풉(300)에서 웨이퍼(400)를 인출하여 회전척(232) 위에 적재하면, 정렬기(230)는 이 회전척(232)과 복수의 로드(234)를 사용하여 웨이퍼(400)의 특정부와 중심을 정렬하고 CCD 센서(236)를 이용하여 웨이퍼의 식별정보를 파악한다.
정렬기(230)에서 웨이퍼의 정렬 및 분류가 완료되면 버퍼로더(270)가 구동되어 회전척(232) 위의 웨이퍼를 들어올리면 트랜스퍼 로봇(220)이 두 번째의 웨이퍼를 인출하여 다시 회전척(232) 위에 적재하여 정렬 및 분류작업을 하게 됨과 동시에 버퍼 로더(270)상의 분류된 웨이퍼를 카세트 스테이지(240)상의 선택된 오픈 카세트(250)에 분류하여 적재하게 된다.
상기 카세트 스테이지(240)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 복층으로 구성되어 있고, 트랜스퍼 로봇(220)을 중심으로 하여 대체로 원형으로 이루어져 있으며, 그 위에 28개의 오픈 카세트(250)가 안치되는데, 여기에는 오픈 카세트(250)의 안치여부를 감지하기 위한 센서가 설치된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 버퍼부와 콜렉팅부로 이루어져 웨이퍼 제조과정에서 각 단계별로 샘플링테스트를 거친 후의 개별 웨이퍼를 수거하여 이를 자동으로 분류한 후 분류된 것끼리 모아서 따로 보관할 수 있도록 함과 아울러, 분류된 웨이퍼를 일괄적으로 인출하여 연관된 제조공정으로 투입할 수 있도록 한 것으로, 본 발명에 의하면 각 공정간 샘플링 테스트를 거친 웨이퍼들을 다시 후속공정을 거쳐 반도체 칩으로 완성하기 위하여 이들의 수거 및 분류를 자동으로 수행할 수 있게 됨으로써 반도체 제조공정에서 발생할 수 있는 로스를 최소화할 수 있음은 물론, 이들 웨이퍼의 수거 및 분류와 재투입이 자동으로 이루어지므로 그간 웨이퍼 의 수거와 분류에 소요되던 인력과 시간의 낭비를 줄일 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 샘플링 테스트를 거친 웨이퍼(400)가 담긴 풉(300)을 내부로 입고하거나 장치 내부에서 종류별로 분류된 웨이퍼(400)가 담긴 풉(300)을 외부로 출고하는 버퍼부(100)와, 이 버퍼부(100)에서 입고된 풉(300)에서 웨이퍼(400)를 인출하여 종류별로 분류한 후 오픈 카세트(250)에 선별 적재하고 선별 적재된 웨이퍼(400)를 다시 풉(300)에 옮겨 담는 콜렉팅부(200)로 이루어지는 것에 있어서,
    상기 버퍼부(100)는 풉(300)이 안착되어 내외측으로 슬라이드 되는 이송 트레이(112)와, 이 이송트레이(112) 위에 안착된 풉(300)에 부착된 바코드를 감지하기 위한 무선주파감지기(114)와, 상기 이송트레이(112)에 풉(300)이 정상적으로 안착 되었는지의 여부를 감지하기 위한 센서(116)로 구성된 입출력포트(110)와;
    상기 입출력포트(110)에서 장치 내부로 입고된 풉(300)을 임시로 보관하기 위한 복수의 버퍼 스테이지(120)와;
    상기 풉(300)을 입출력포트(110)에서 버퍼 스테이지(120)로 버퍼 스테이지(20)에서 콜렉팅부(200)로 상호 이송시켜주기 위하여 수평 레일(132)을 따라 X축으로 이동되는 수직 컬럼(134)과, 이 컬럼(134)을 따라 상하 Y축으로 이동되는 부움(136) 및 이 부움(136)의 선단부에 부착되어 회전되는 풉 그리퍼(138)로 이루어진 트랜스퍼 로봇(130);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 콜렉터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 콜렉팅부(200)는 버퍼부(100)에서 이송된 풉(300)의 전면도어를 개폐하기 위한 풉 오프너(210)와;
    상기 풉(300) 내부의 웨이퍼(400)를 꺼내기 위한 트랜스퍼 로봇(220)과;
    상기 트랜스퍼 로봇(220)에 의해 인출된 웨이퍼(400)를 정렬하고 종류별로 분류하기 위한 정렬기(230)와;
    상기 정렬기(230)에서 정렬 및 분류된 웨이퍼(400)를 보관하기 위한 복수의 오픈 카세트(250)가 안치되는 카세트 스테이지(240)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 콜렉터.
  4. 삭제
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