KR100754771B1 - 웨이퍼 맵핑을 위한 구조를 갖는 웨이퍼 트랜스퍼 및 이를이용하여 보우트에 적재된 웨이퍼를 맵핑하는 방법 - Google Patents

웨이퍼 맵핑을 위한 구조를 갖는 웨이퍼 트랜스퍼 및 이를이용하여 보우트에 적재된 웨이퍼를 맵핑하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 맵핑을 위한 구조를 갖는 웨이퍼 트랜스퍼 및 이를 이용하여 보우트에 적재된 웨이퍼를 맵핑하는 방법에 관한 것으로서, 보우트의 웨이퍼 적재 상태를 감지하는데 있어, 별도 장치의 부설됨 없이 기존의 웨이퍼 트랜스퍼를 이용하도록 하여 장치의 소형화, 밀집화 및 간소화를 구현할 수 있으며, 또한, 상기 웨이퍼 트랜스퍼를 이용하여 웨이퍼를 맵핑 함에 있어, 최소한의 입력, 설정값으로 웨이퍼의 엇갈림, 중첩, 적재, 파단 등의 다양한 상태를 동시적, 효과적으로 감지할 수 있음에 따라 장치의 맵핑 시간을 단축할 수 있음은 물론, 장치의 신뢰성을 높일 수 있는 웨이퍼 맵핑을 위한 구조를 갖는 웨이퍼 트랜스퍼 및 이를 이용하여 보우트에 적재된 웨이퍼를 맵핑하는 방법에 관한 것이다.
반도체, 웨이퍼, 트랜스퍼, 맵핑, 보우트, 적재

Description

웨이퍼 맵핑을 위한 구조를 갖는 웨이퍼 트랜스퍼 및 이를 이용하여 보우트에 적재된 웨이퍼를 맵핑하는 방법 {Wafer Transfer having Structure for Mapping Wafer and Method for Mapping Wafer loaded in Boat thereof}
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 트랜스퍼의 사용 상태도,
도 2는 도 1의 센싱수단이 설치된 핑거를 나타낸 사시도,
도 3은 도 2의 부분 저면도,
도 4는 도 2의 부분 측단면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 맵핑 과정을 나타낸 순서도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 맵핑 과정을 나타낸 순서도,
도 7은 도 6에 따른 웨이퍼 맵핑 과정에서의 주요지점을 나타낸 예시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
7: 슬롯 9: 보우트
10: 헤드 11: 핑거
13: 돌출부 15: 장홈
20: 수평이송부 30: 회전구동부
40: 수직구동부 41: 가이드봉
43: 지지판 50: 센싱수단
51: 발광센서 53: 수광센서
55: 광파이버 100: 웨이퍼 트랜스퍼
W: 웨이퍼 P: 보우트의 피치
T: 웨이퍼의 두께
S: 제어수단이 인지하는 보우트의 최하단 슬롯의 높이
P1: 발광센서와 수광센서의 초기지점
본 발명은 웨이퍼 맵핑을 위한 구조를 갖는 웨이퍼 트랜스퍼 및 이를 이용하여 보우트에 적재된 웨이퍼를 맵핑하는 방법에 관한 것으로서, 보우트의 웨이퍼 적재 상태를 감지하는데 있어, 별도 장치의 부설됨 없이 기존의 웨이퍼 트랜스퍼를 이용하도록 하여 장치의 소형화, 밀집화 및 간소화를 구현할 수 있으며, 또한, 상기 웨이퍼 트랜스퍼를 이용하여 웨이퍼를 맵핑 함에 있어, 최소한의 입력, 설정값으로 웨이퍼의 엇갈림, 중첩, 적재, 파단 등의 다양한 상태를 동시적, 효과적으로 감지할 수 있음에 따라 장치의 맵핑 시간을 단축할 수 있음은 물론, 장치의 신뢰성을 높일 수 있는 웨이퍼 맵핑을 위한 구조를 갖는 웨이퍼 트랜스퍼 및 이를 이용하 여 보우트에 적재된 웨이퍼를 맵핑하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체의 확산로 장치는 반도체 제조과정에서 열 확산 공정이나 성막 처리를 하기 위한 장치이며, 이러한 과정은 열처리시에 생성되는 생성막에 따라 확산과 증착으로 구분된다.
또한, 상기 확산로 장치는 그 형태에 따라 횡형 열처리 장치와 종형 열처리 장치로 대분된다. 상기 종형 열처리 장치는 횡형 열처리 장치에 비하여 설치공간을 최소화 할 수 있다는 점과 반응관과 비접촉하면서 열처리로내에 웨이퍼를 로오드(Load) 또는 언로오드(Unload) 할 수 있어 무진화를 도모할 수 있다는 점 등의 상대적 이점에 기인하여 그 사용이 점차 확대되는 추세이다.
상기 종형 열처리 장치는 크게 열처리가 이루어지는 반응부(Furnace unit)와 전기, 가스등의 공급라인을 갖춘 장치부(Utility unit)으로 이루어져 있다. 다시, 상기 반응부는 반도체 웨이퍼를 이송시키기 위한 웨이퍼 이송장치(Wafer Transfer Robot), 반도체 웨이퍼가 적재된 저장용기를 전달하기 위한 캐리어 전달부(Carrier Transfer), 보우트(Boat), 산화 및 확산이 일어나는 챔버(Chamber), 고온로(Heater), 조작부(Control Panel) 등으로 구성되며, 상기 장치부는 전원부, 가스공급실, 배관부로 구성된다.
이와 같이 구성된 종형 열처리 장치는 웨이퍼 저장용기 입출력부로 입력된 저장용기가 저장실에 저장되면 캐리어 전달부는 저장용기를 웨이퍼 이송장치가 닿을 수 있는 스테이지에 올려놓게 된다. 즉, 상기 캐리어 전달부는 저장용기 입출력부로부터 저장실로 저장용기의 반송 및 저장실로부터 스테이지로 저장용기의 반송 을 하며, 웨이퍼 이송장치는 스테이지와 석영 보우트와의 사이에서 웨이퍼가 반송될 수 있게 한다. 이때, 상기 웨이퍼 이송장치는 스테이지 위의 저장용기와 석영 보우트 사이에서 반송을 시작한다. 웨이퍼 이송장치의 구동에 의해 웨이퍼를 석영 보우트에 적재하게 되면, 열처리로의 열기를 막고 있던 셔터가 열리며, 보우트 승강기가 작동, 이를 통해 웨이퍼가 적재된 보우트가 열처리로내로 입로된다. 상기 열처리로는 1000℃에 가까운 열을 발생시키며 보우트에 적재된 웨이퍼를 열처리하며, 웨이퍼 위에 공정에 필요한 막을 형성시키게 된다. 그리고 상기의 공정이 완료되면, 반대로 웨이퍼 및 저장장치의 반송이 진행된다.
상술한 바와 같이, 종형 열처리 장치는 웨이퍼 이송장치를 이용하여 웨이퍼를 Cassette 또는 FOUP(Front Opening Unified Pod) 등의 저장용기에서 보우트로 이송하였다.
이때, 상기 보우트에 웨이퍼가 적재되는 형태를 살펴보면, 상기 웨이퍼들은 웨이퍼 이송장치의 핑거들에 의해 운반되어 상기 보우트에 형성된 슬롯에 개별적으로 끼워짐으로써 보우트에 적재된다. 그런데, 이와 같은 과정에서는 웨이퍼의 표면이 매우 매끄럽다는 점과 적층되는 웨이퍼 간의 간격이 협소함에 기인하여 웨이퍼의 적재불량 현상이 야기되곤 한다. 또한, 이를 방치할 경우 적재가 불량한 웨이퍼가 열처리 과정시 타 웨이퍼에 지장을 주게 됨에 따라, 결국 동일 보우트에 적재된 다른 웨이퍼들을 손상시키게 되는 문제점이 발생된다.
이를 방지하기 위해서는 보우트에 웨이퍼가 적재된 상태를 감지, 파악하는 장치가 구비되어야 하나, 상술한 바와 같이 종형 열처리 장치에서 잉여 공간이 협 소하다는 점과 보우트가 고열환경의 열처리로 내로 입로 된다는 점에 기인하여 별도의 감지장치를 설치,구비하기에 어려운 점이 많았다.
또한, 만약 이를 극복하고 별도의 감지장치를 설비한다고 가정하더라도 이는 추가된 장치에 따른 설비비용과 장치의 체적을 증가시키는 등의 문제점을 발생시킴은 자명하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 보우트에 적재된 웨이퍼의 맵핑을 수행할 수 있는 웨이퍼 트랜스퍼를 제공하는데 있다.
이에 더하여, 본 발명은 보우트의 웨이퍼 적재 상태를 감지하는데 있어, 별도 장치의 부설됨 없이 기존의 웨이퍼 트랜스퍼를 이용함으로써, 장치의 소형화, 밀집화 및 간소화를 가능케 하는 웨이퍼 트랜스퍼를 제공하는데 또한 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기 웨이퍼 트랜스퍼를 이용하여 보우트에 적재된 웨이퍼를 맵핑하기 위함에 있어, 최소한의 입력, 설정값으로 웨이퍼의 엇갈림, 중첩, 적재, 파단 등의 다양한 상태를 동시적, 효과적으로 감지할 수 있어 장치의 맵핑 시간을 단축할 수 있음은 물론, 장치의 신뢰성을 높일 수 있는 웨이퍼 트랜스퍼를 이용하여 보우트에 적재된 웨이퍼를 맵핑하는 방법을 제공하는데 그 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 웨이퍼의 안착을 위한 다수의 핑거들을 구비하여 보우트에 웨이퍼를 적재시키거나 또는 적재된 웨이퍼를 반송하는 웨이퍼 트랜스퍼에 있어서, 상기 핑거들이 높이 방향으로 상호 이격되도록 결합되는 헤드와; 상기 헤드가 X-Y평면 상에서 전,후진 왕복 이동되도록 상기 헤드와 동력전달 가능하게 결합되는 수평이송부와; 상기 수평이송부가 X-Y평면 상에서 회전되도록 상기 수평이송부와 동력전달 가능하게 결합되는 회전구동부와; 상기 회전구동부와 결합되어 상기 회전구동부가 Z축 방향으로 승,하강되도록 하며 승,하강되는 높이를 감지하는 감지수단을 포함하는 수직구동부와; 상기 핑거들 중 적어도 어느 한 핑거의 일단에 설치되어 상기 보우트의 웨이퍼 적재 유무 및 적재 상태를 감지하는 센싱수단과; 상기 센싱수단, 수평이송부, 회전구동부, 및 수직구동부와 전기적으로 연결되어 상기 센싱수단의 감지 지점을 제어하고, 상기 센싱수단으로부터의 감지정보를 인가받아 처리하며, 상기 센싱수단의 감지 종료시점을 판단하는 제어수단; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 웨이퍼 트랜스퍼를 이용하여 보우트에 적재된 웨이퍼를 맵핑하는 방법으로서, 보우트에 형성된 슬롯의 최대치와 보우트의 피치와 웨이퍼의 두께 및 웨이퍼 적재상태에 따른 두께값을 설정하며 수평구동부와 회전구동부를 제어하여 센싱수단이 설치된 핑거를 초기위치로부터 웨이퍼 감지를 위한 위치로 이동시키는 초기설정단계와; 수직구동부를 제어하여 상기 핑거를 Z축 방향으로 상승시키면서 상기 센싱수단으로 보우트에 적재된 웨이퍼를 감지하는 감지단계 와; 감지된 웨이퍼의 두께와 웨이퍼의 엇갈림, 중첩, 파단, 적재에 대한 설정값을 비교하여 감지된 웨이퍼의 두께가 해당 설정값의 범위에 속할시 이를 카운팅하되, 웨이퍼의 엇갈림, 파단, 적재 판단시 슬롯 카운트를 1증가시키고, 웨이퍼의 중첩판단시에는 슬롯 카운트를 2증가시키는 비교판단단계와; 슬롯 카운트를 설정된 슬롯의 최대치와 비교하여 상기 슬롯 카운트가 상기 슬롯의 최대치 보다 작으면 상기 감지단계로 되돌아가 계속하여 웨이퍼를 감지하도록 하고, 상기 슬롯 카운트가 상기 슬롯의 최대치에 이르면 상기 핑거의 상승을 정지하며, 상기 수평구동부 및 회전구동부를 제어하여 상기 핑거를 초기위치로 이동시키는 종료단계; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명은 상기와 같은 웨이퍼 트랜스퍼를 이용하여 보우트에 적재된 웨이퍼를 맵핑하는 방법으로서, 보우트에 형성된 슬롯의 최대치와 보우트의 피치와 웨이퍼의 두께 및 웨이퍼 적재상태에 따른 감지구간을 설정하며 수평구동부와 회전구동부를 제어하여 센싱수단이 설치된 핑거를 초기위치로부터 웨이퍼 감지를 위한 위치로 이동시키는 초기설정단계와; 수직구동부를 제어하여 상기 핑거를 Z축 방향으로 상승시키면서 상기 센싱수단으로 보우트에 적재된 웨이퍼를 감지하는 감지단계와; 웨이퍼의 엇갈림, 적재, 중첩, 파단 순으로 이를 각각의 감지구간에서 웨이퍼의 존재 여부를 확인하여 판단하고, 각각의 감지구간에서 웨이퍼의 존재 판단시 이를 카운팅 하되, 웨이퍼의 엇갈림, 적재, 중첩의 판단시에는 슬롯 카운터를 1증가시키고, 웨이퍼의 파단 판단시에는 슬롯 카운터를 2증가시키는 비교판단단계와; 슬롯 카운트를 설정된 슬롯의 최대치와 비교하여 상기 슬롯 카운트가 상기 슬 롯의 최대치 보다 작으면 상기 감지단계로 되돌아가 계속하여 웨이퍼를 감지하도록 하고, 상기 슬롯 카운트가 상기 슬롯의 최대치에 이르면 상기 핑거의 상승을 정지하며, 상기 수평구동부 및 회전구동부를 제어하여 상기 핑거를 초기위치로 이동시키는 종료단계; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 보다 명확히 설명될 수 있을 것이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
설명에 앞서 본 발명에 따른 웨이퍼 트랜스퍼는 웨이퍼의 안착을 위한 다수의 핑거들을 구비하여 보우트에 웨이퍼를 적재시키거나 또는 적재된 웨이퍼를 반송하는 것임을 밝혀둔다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 트랜스퍼의 사용 상태도이고, 도 2는 도 1의 센싱수단이 설치된 핑거를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 부분 저면도이며, 도 4는 도 2의 부분 측단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 트랜스퍼(100)는 크게 헤드(10), 수평이송부(20), 회전구동부(30), 수직구동부(40), 센싱수단(50), 제어수단(미도시)으로 구성된다.
상기 헤드(10)는 다수의 핑거(11)들(본 실시예에서는 5개의 핑거들을 예시함)이 높이방향으로 상호 이격되도록 결합되는 것으로서, 웨이퍼(W)의 이송시 상기 핑거(11)들의 간격을 조절한다. (여기서, 상기 헤드의 핑거들 간의 간격을 조절하는 기술은 공지된 바 있으며 이는 본 발명의 요지와 무관하므로 별도의 설명은 생략한다.)
상기 수평이송부(20)는 상기 헤드(10)가 X-Y평면 상에서 전,후진 왕복 이동되도록 상기 헤드(10)와 동력전달가능하게 결합되는 것인데, 이때, 상기 헤드(10)와 수평이송부(20)의 동력전달가능한 결합으로서는 랙과 피니언 결합, 볼스크류에 의한 결합 등 공지의 결합수단이 예시될 수 있다.
상기 회전구동부(30)는 상기 수평이송부(20)가 X-Y평면 상에서 회전되도록 상기 수평이송부(20)와 동력전달가능하게 결합되는 것으로서, 이를 위해 비록 도시하지는 않았지만, 회전을 위한 모터(미도시)와 기어(미도시)등의 결합부속품이 내재되어야 함은 당연하다.
상기 수직구동부(40)는 상기 회전구동부(30)가 Z축 방향으로 승,하강되도록하는 것으로서 이를 위해 상기 회전구동부(30)와 결합되는 가이드봉(41)과 상기 가이드봉(41)을 지지하는 지지판(43)을 포함한다. 상기와 같은 구조에 의해 회전구동부(30)가 승,하강되는 구조를 예시하면, 상기 가이드봉(41)이 스크류의 형상을 취하고 상기 회전구동부의 가이드봉(41)과 결합되는 부위가 상기 가이드봉(41)과 대응되는 형상을 취하면, 상기 가이드봉(41)의 회전에 의해 상기 회전구동부(30)가 승,하강되는 것이 가능하다. 물론, 이때 상기 회전구동부(30)의 다른 측은 상기 가이드봉(41)과의 동반회전을 방지하도록 상기 지지판에 LM가이드 등이 예시될 수 있는 상,하 슬라이딩 가능한 구성으로 지지됨이 바람직할 것이다.
또한, 상기 수직구동부(40)는 상기 회전구동부(30)가 승,하강된 높이를 감지하는 감지수단(미도시)을 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 수직구동부(40)가 감지수단을 포함한다 함은 상기 감지수단이 구조적으로 상기 수직구동부(40)에 반드시 내재되어야 한다는 의미라기 보다는 기능적으로 상기 회전구동부(30)의 승,하강된 높이를 인지할 수 있는 감지수단이 구비되어야 함을 의미한다. 따라서, 상기 감지수단은 후술될 제어수단에 포함될 수 있으며, 이에 공지된 고도센서가 채택될 수 있고, 다른 예로서, 상기 가이드봉(41)을 회전시키는 서보모터와 이와 구동정보를 송수신하는 제어수단의 연산장치가 해당될 수 있다.
상기 센싱수단(50)은 상기 핑거(11)들 중 적어도 어느 한 핑거(11)의 일단에 설치되어 상기 보우트(9)의 웨이퍼(W) 적재 유무 및 적재 상태를 감지하는 것으로서, 본 실시예에서는 총 5개의 핑거(11)들 중 중심에 위치한 핑거(11)에 센싱수단(50)이 설치됨을 예시한다.
상기 센싱수단(50)은 발광센서(51), 수광센서(53), 및 광파이버(55)로 구성된다. 이때, 상기 발광센서(51)와 수광센서(53)는 상기 핑거(11)의 일단에 형성된 복수의 돌출부(13)들 전면에 각각 설치되며, 상기 광파이버(55)는 상기 핑거(11)에 형성된 장홈(15)에 삽입되어 상기 발,수광센서(53)와 이하 서술될 제어수단을 상호 연결시킨다.
여기서, 상기 광파이버(55)는 견고한 고정을 위해 상기 핑거(11)에 삽입된 후 접착제 등으로 접착될 수 있으며, 테잎으로 부착될 수도 있다.
상기 제어수단은 상기 센싱수단(50), 수평이송부(20), 회전구동부(30), 및 수직구동부(40)와 전기적으로 연결되어 상기 센싱수단(50)의 감지 지점을 제어하고, 상기 센싱수단(50)으로부터의 감지정보를 인가받아 처리하며, 상기 센싱수단(50)의 감지 종료시점을 판단하는 것으로서, 통상의 연산 및 제어회로와 상기 구성품으로 전력을 인가하기 위한 배전장치도 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 웨이퍼 트랜스퍼를 이용한 웨이퍼 맵핑 방법에 관하여 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 맵핑 과정을 나타낸 순서도이다.
참고적으로 이하의 설명에서,
S: 제어수단이 인지하는 보우트의 최하단 슬롯의 높이(지면, 장치 전체의 바닥면, 보우트의 밑면 등 설정상태에 따라 달라질 수 있음)
T(S): 감지된 웨이퍼의 두께,
T(CRS): 설정된 웨이퍼의 엇갈림 상태에서의 두께 범위,
T(DBL): 설정된 웨이퍼의 더블 상태에서의 두께 범위,
T(BRK): 설정된 웨이퍼의 파단 상태에서의 두께 범위,
T(PRS): 설정된 웨이퍼의 적재 상태에서의 두께 범위,
C: 슬롯 카운트(제어수단의 처리과정에서 인지하는 슬롯의 수),
C(max): 보우트에 형성된 슬롯의 최대치,
C(CRS): 엇갈림 상태 카운트(제어수단의 처리과정에서 인지하는 웨이퍼의 엇 갈림 상태의 수),
C(DBL): 중첩 상태 카운트(제어수단의 처리과정에서 인지하는 웨이퍼의 중첩 상태의 수),
C(BRK): 파단 상태 카운트(제어수단의 처리과정에서 인지하는 웨이퍼의 파단 상태의 수),
C(PRS): 적재 상태 카운트(제어수단의 처리과정에서 인지하는 웨이퍼의 적재 상태의 수),
P: 보우트의 피치(슬롯 상단 지점으로 부터 다음 슬롯의 상단 까지의 간격),
로 각각 정의됨을 밝혀둔다.
<실시예 1>
우선, 웨이퍼(W) 맵핑을 수행하기 위해서 초기설정단계가 진행되는데 이 단계에서 보우트에 형성된 슬롯의 최대치(C(max))와 보우트의 피치(P)와 웨이퍼의 두께(T) 및 웨이퍼(W) 적재상태에 따른 두께값이 해당되는 초기데이터가 입력되어 제어수단을 통해 설정된다. 또한, 수평이송부(20)와 회전구동부(30)를 제어하여 센싱수단(50)이 설치된 핑거(11)를 초기위치로부터 웨이퍼(W) 감지를 위한 위치로 이동시키게 된다. 상기 센싱수단(50)을 초기위치로 이동시키는 과정을 좀더 상세히 살펴보면, 우선 수평이송부(20)에 의해 헤드(10)가 정위치된 상태에서 상기 회전구동부(30)로 평면상 웨이퍼(W)의 중심이 발광센서(51)와 수광센서(53)의 중심에 위치하도록 하며, 다시 수직구동부(40)로 상기 발광센서(51)와 수광센서(53)의 초기지 점인 P1이 S-P/2지점에 이르도록 한다. 이후, 상기 수평이송부(20)로 상기 발광센서(51)와 수광센서(53)를 웨이퍼(W)에 근접시키는데, 이때, 근접된 위치는 상기 발광센서(51)와 수광센서(53)의 간격이 대략 웨이퍼(W) 지름의 1/4에 이르는 거리로 설정된다.
이상의 설명에서, 헤드(10)의 정위치라 함은 상기 헤드(10)가 수평이송부(20)의 중심에 위치한 상태를 의미하며, 본 실시예를 비롯하여 본 발명의 실시예들에서는 상기 발광센서(51)와 수광센서(53)를 보우트(9)에 적재된 웨이퍼(W)로 근접시킴에 있어 상기 헤드(10)가 전진됨은 물론 상기 헤드(10)에 결합된 다수의 핑거(11)들 중 발광센서(51) 및 수광센서(53)가 설치된 핑거(11)가 상대적으로 더욱 전진됨을 나타낸다. 이는 감지지점에서 감지에 필요치 않은 핑거(11)들의 간섭됨을 방지하기 위함이며, 상기 다수의 핑거(11)들 중 특정 핑거(11)가 더욱 전진되도록 하는 기술은 본 출원인이 대한민국에 출원한 바 있는 특허 출원번호 "10-2005-0044834"호를 통해 제시된 바 있다.
상기와 같은 과정이 끝나게 되면 제어수단은 수직구동부(40)를 제어하여 상기 핑거(11)를 Z축 방향으로 상승시키면서 상기 센싱수단(50)으로 보우트(9)에 적재된 웨이퍼(W)를 감지하는 감지단계가 수행된다.
이와 동시에 제어수단에 의해 비교판단단계가 동시적으로 수행되는데, 상기 비교판단단계에서는 감지된 웨이퍼의 두께(T(S))와 웨이퍼(W)의 엇갈림, 중첩, 파단, 적재에 대한 설정값을 비교하여 감지된 웨이퍼의 두께(T(S))가 해당 설정값의 범위에 속할시 이를 카운팅하되, 웨이퍼(W)의 엇갈림, 파단, 적재 판단시 슬롯 카운트(C)를 1증가시키고, 웨이퍼(W)의 중첩판단시에는 슬롯 카운트(C)를 2증가시키게 된다.
상기의 과정을 보다 상세히 설명하면, 상기 발광센서(51) 및 수광센서(53)에 의해 웨이퍼(W)가 감지되면 제어수단은 감지된 웨이퍼의 두께(T(S))를 설정값과 비교하게 된다. 즉, 상기 제어수단은 "T(S)=T(CRS)"→"T(S)=T(DBL)"→"T(S)=T(BRK)"→"T(S)=T(PRS)"의 연산을 수행하게 되면 각각의 연산에서 "YES"가 판단되면 각각의 상태를 카운트 하는 "C(CRS)", "C(DBL)", "C(BRK)", "C(PRS)"의 수치를 선택적으로 1씩 증가시키게 된다. 또한, 상기 과정에서 "T(S)=T(CRS)" 또는 "T(S)=T(BRK)" 또는 "T(S)=T(PRS)" 임이 인식되면 제어수단은 C, 즉, 슬롯 카운트(C)를 1씩 증가시키며, "T(S)=T(DBL)" 임이 인식되면 제어수단은 상기 슬롯 카운트(C)를 2씩 증가시키게 된다.
결과적으로 본 실시예에서는 제어수단의 연산과정에서 감지된 웨이퍼(W)의 개수를 슬롯(7)의 수로 인식하게 된다.
상기와 같은 과정 이후, 상기 제어수단은 슬롯 카운트(C)를 설정된 슬롯의 최대치(C(max))와 비교하여 상기 슬롯 카운트(C)가 상기 슬롯의 최대치(C(max)) 보다 작으면 상기 감지단계로 되돌아가 계속하여 웨이퍼(W)를 감지하도록 하고, 상기 슬롯 카운트(C)가 상기 슬롯의 최대치(C(max))에 이르면 상기 핑거(11)의 상승을 정지하며, 상기 수평이송부(20) 및 회전구동부(30)를 제어하여 상기 핑거(11)를 초기위치로 이동시키는 종료단계를 수행하게 된다.
상기 종료단계에서는 상기 수직구동부(40)가 제어수단에 의해 제어되어 핑거(11)의 상승이 중단됨과 동시에 수평이송부(20)와 회전구동부(30) 또한 제어되어 상기 핑거(11)가 초기위치로 복귀된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 맵핑을 제시하면 다음과 같다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 맵핑 과정을 나타낸 순서도이다.
<실시예 2>
전술한 실시예에서의 웨이퍼 감지방법이 감지된 웨이퍼의 두께(T(S))를 이용한 반면, 본 실시예에서는 설정된 감지지점에서의 웨이퍼(W) 감지유무에 따라 웨이퍼(W)의 상태를 감지하게 된다.
본 실시예에서는 설명의 간결성과 명확성을 높이기 위해 전술한 실시예와의 차이점만을 서술하기로 한다.
우선, 본 실시예는 초기설정단계에서 보우트에 형성된 슬롯의 최대치(C(max))와 보우트의 피치(P)와 웨이퍼의 두께(T) 및 웨이퍼(W)의 적재상태에 따른 감지지점이 설정된다.
또한, 비교판단단계에서는 (본 발명에 따른 웨이퍼 트랜스퍼(100)의 센싱수단(50)이 장착된 핑거(11)가 보우트(9)의 하측에서 상측으로 이동하면서 웨이퍼(W)를 감지하는 것에 기인하여) 웨이퍼(W)의 엇갈림, 적재, 중첩, 파단 순으로 이를 각각의 감지지점에서 판단하게 되는데, 이는 해당 지점에서 웨이퍼(W) 존재 여부에 따라 판단된다. 즉, 각각의 해당 지점에서 웨이퍼(W)의 존재가 인식되면 웨이퍼(W) 는 그 지점에 상응하는 상태로 존재함을 의미한다. 상기 각 상태의 감지지점은 하에서 상을 기준하여 엇갈림, 적재, 중첩, 파단 순으로 위치하게 되는데, 이에 관한 연산식은 다음과 같이 예시될 수 있다.
P(CRS) = S+T+(C-1)×P-P/2
P(PRS) = S+T/2+(C-1)×P
P(DBL) = S+(1+1/2)T+(C-1)×P
P(BRK) = S+4T+(C-1)×P
(여기서,
P(CRS): 웨이퍼의 엇갈림 감지지점,
P(PRS): 웨이퍼 적재 감지지점,
P(DBL): 웨이퍼 중첩 감지지점,
P(BRK): 웨이퍼 파단 감지지점,
S: 제어수단이 인지하는 보우트의 최하단 슬롯의 높이
T: 웨이퍼의 두께,
C: 슬롯 카운트, P: 보우트의 피치 임을 각각 나타낸다.)
상기와 같은 연산식은 물론, 보우트의 피치(P), 웨이퍼의 두께(T), 및 웨이퍼(W)의 지름에 따라 달라질 수 있을 것이다.
다만, 통상의 보우트의 피치(P)가 5~12mm이고, 웨이퍼의 두께(T)가 650~690㎛인 점을 감안하면, 상기와 같은 연산식에 의해 웨이퍼(W)의 적재상태를 효과적으로 감지할 수 있다. 또한, 여기서 핑거(11)에 설치되는 발광센서(51)와 수광센서 (53)가 이루는 간격은 통상 웨이퍼(W) 지름의 약 1/4 정도인 76.8mm로 설정된다.
도 7은 도 6에 따른 웨이퍼 맵핑 과정에서의 주요지점을 나타낸 예시도로서, 상기의 연산식의 S, C, T, P 값에 대하여 임의의 수치(통상적인 수치)를 적용한 결과를 도시한다.
즉, 본 설명에서
S = 100mm, C = 2
T = 0.6mm, P = 7mm
로 설정된다.
이에 따르면, 제어수단이 인지하는 높이로서 상기 P(CRS) = 104.7mm 이고, P(PRS) = 107.3mm 이고, P(DBL) = 107.9mm 이며, P(BRK) = 109.4mm 라는 결과 값이 나타난다. 따라서, 상기 발광센서(51)와 수광센서(53)가 상기 수치들에 대응되는 위치에서 웨이퍼(W)를 감지하게 되면 이는 해당 지점의 상태로 웨이퍼(W)가 존재함을 의미하는 것이다.
한편, 전술한 연산식의 신뢰도를 높이기 위해 각각의 수치들에 상호 중첩됨 없이 표준오차를 더하거나 빼어 이를 구간으로 설정할 수도 있다. 상기 표준오차 또한, 웨이퍼의 두께(T) 및 그 지름, 보우트의 피치(P)에 따라 달라짐은 물론이다.
이하, 본 실시예의 연산과정을 보다 상세하게 알아보도록 한다.
우선 제어수단의 감지단계를 통해 센싱수단(50)이 설치된 핑거(11)는 Z축 방향으로 상승하게 되는데, 이 과정에서 상기 핑거(11)의 감지지점이 엇갈림, 적재, 중첩, 파단을 감지하기 위한 위치에 이르렀는지 지속적으로 체킹된다. 물론, 이때, 상기 핑거(11)가 아직 해당 감지지점에 이르지 않았을 시에는 제어수단은 수직구동부(40)를 제어하여 상기 핑거(11)가 해당 감지지점에 이르도록 한다. 또한, 상기 핑거(11)가 해당 감지지점에 이르게 되면, 웨이퍼(W)의 존재 여부를 감지, 판단하게 되는데 이때, 각각의 지점에서 웨이퍼(W)가 감지되면 웨이퍼(W)가 해당 상태로 존재함을 인식하게 되고 이를 카운팅하게 된다.
상기 과정에서 웨이퍼(W)의 감지는 엇갈림, 적재, 중첩, 파단 순으로 이루어지는데, 이때, 상기 웨이퍼(W)의 엇갈림, 적재, 중첩 판단시에는 슬롯 카운터(C)를 1씩 증가 시키나, 웨이퍼(W)의 파단 판단시에는 슬롯 카운터(C)를 2씩 증가시키게 되는데, 이는 상기 웨이퍼(W)의 파단을 감지하는 위치가 웨이퍼(W)의 다른 존재 상태를 감지하는 위치에 비하여 1 슬롯 상지점에 위치함에 기인한다.
이상, 본 발명에 따른 웨이퍼 트랜스퍼와 이를 이용한 웨이퍼 맵핑 방법에 관한 실시예들을 설명하였다.
여기서, 상기 보우트(9)의 슬롯(7)이 비어있는 상태(Vacant),지점의 개수는 전체 슬롯(7)의 개수에서 각각 카운팅된 상태의 총합을 빼면 알 수 있는 바, 별도의 체킹은 수행하지 않아도 무방할 것이다.
또한, 여기서, 비록 별도의 도시는 생략하였으나, 상기 웨이퍼 트랜스퍼에 센싱수단을 설치함에 있어, 상기 헤드의 후면으로 핑거가 연장 돌출되도록 하고 이에 센싱수단을 설치하면, 감지를 위한 보다 신뢰성 있는 구조를 구현할 수 있다. 즉, 전술한 실시예에서는 상기 센싱수단이 핑거의 웨이퍼 적재시 간섭되는 것을 회피하고자 상기 핑거의 전면에 설치되었으나, 상기와 같이 상기 핑거의 헤드의 후면으로 돌출된 부위에 센싱수단을 설치하게 되면 이를 의식할 필요가 없음은 당연하다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 보우트의 웨이퍼 적재 상태를 감지하기 위함에 있어, 별도 장치의 부설됨 없이 기존의 웨이퍼 트랜스퍼를 이용함으로써, 장치의 소형화, 밀집화 및 간소화를 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상기 웨이퍼 트랜스퍼를 이용하여 보우트에 적재된 웨이퍼를 맵핑하기 위함에 있어, 최소한의 입력, 설정값으로 웨이퍼의 엇갈림, 중첩, 적재, 파단 등의 다양한 상태를 동시적, 효과적으로 감지할 수 있어 장치의 맵핑 시간을 단축할 수 있음은 물론, 장치의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 웨이퍼의 안착을 위한 다수의 핑거들을 구비하여 보우트에 웨이퍼를 적재시키거나 또는 적재된 웨이퍼를 반송하는 웨이퍼 트랜스퍼에 있어서,
    상기 핑거들이 높이 방향으로 상호 이격되도록 결합되는 헤드와;
    상기 헤드가 X-Y평면 상에서 전,후진 왕복 이동되도록 상기 헤드와 동력전달 가능하게 결합되는 수평이송부와;
    상기 수평이송부가 X-Y평면 상에서 회전되도록 상기 수평이송부와 동력전달 가능하게 결합되는 회전구동부와;
    상기 회전구동부와 결합되어 상기 회전구동부가 Z축 방향으로 승,하강되도록 하며 승,하강되는 높이를 감지하는 감지수단을 포함하는 수직구동부와;
    상기 핑거들 중 적어도 어느 한 핑거의 일단에 설치되어 상기 보우트의 웨이퍼 적재 유무 및 적재 상태를 감지하는 센싱수단과;
    상기 센싱수단, 수평이송부, 회전구동부, 및 수직구동부와 전기적으로 연결되어 상기 센싱수단의 감지 지점을 제어하고, 상기 센싱수단으로부터의 감지정보를 인가받아 처리하며, 상기 센싱수단의 감지 종료시점을 판단하는 제어수단;을 포함하여 구성하되,
    상기 센싱수단은, 상기 핑거의 일단에 형성된 복수의 돌출부들 전면에 각각 설치되는 발광센서 및 수광센서와;
    상기 핑거에 형성된 장홈에 삽입되어 상기 발,수광센서와 제어수단을 상호 연결시키는 광파이버;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 맵핑을 위한 구조를 갖는 웨이퍼 트랜스퍼.
  2. 제 1 항의 웨이퍼 트랜스퍼를 이용하여 보우트에 적재된 웨이퍼를 맵핑하는 방법으로서,
    보우트에 형성된 슬롯의 최대치와 보우트의 피치와 웨이퍼의 두께 및 웨이퍼 적재상태에 따른 두께값을 설정하며 수평구동부와 회전구동부를 제어하여 센싱수단이 설치된 핑거를 초기위치로부터 웨이퍼 감지를 위한 위치로 이동시키는 초기설정단계와;
    수직구동부를 제어하여 상기 핑거를 Z축 방향으로 상승시키면서 상기 센싱수단으로 보우트에 적재된 웨이퍼를 감지하는 감지단계와;
    감지된 웨이퍼의 두께와 웨이퍼의 엇갈림, 중첩, 파단, 적재에 대한 설정값을 비교하여 감지된 웨이퍼의 두께가 해당 설정값의 범위에 속할시 이를 카운팅하되, 웨이퍼의 엇갈림, 파단, 적재 판단시 슬롯 카운트를 1 증가시키고, 웨이퍼의 중첩판단시에는 슬롯 카운트를 2 증가시키는 비교판단단계와;
    슬롯 카운트를 설정된 슬롯의 최대치와 비교하여 상기 슬롯 카운트가 상기 슬롯의 최대치 보다 작으면 상기 감지단계로 되돌아가 계속하여 웨이퍼를 감지하도록 하고, 상기 슬롯 카운트가 상기 슬롯의 최대치에 이르면 상기 핑거의 상승을 정지하며, 상기 수평구동부 및 회전구동부를 제어하여 상기 핑거를 초기위치로 이동시키는 종료단계;
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 웨이퍼 트랜스퍼를 이용하여 보우트에 적재된 웨이퍼를 맵핑하는 방법.
  3. 제 1 항의 웨이퍼 트랜스퍼를 이용하여 보우트에 적재된 웨이퍼를 맵핑하는 방법으로서,
    보우트에 형성된 슬롯의 최대치와 보우트의 피치와 웨이퍼의 두께 및 웨이퍼 적재상태에 따른 감지지점을 설정하며 수평구동부와 회전구동부를 제어하여 센싱수단이 설치된 핑거를 초기위치로부터 웨이퍼 감지를 위한 위치로 이동시키는 초기설정단계와;
    수직구동부를 제어하여 상기 핑거를 Z축 방향으로 상승시키면서 상기 센싱수단으로 보우트에 적재된 웨이퍼를 감지하는 감지단계와;
    웨이퍼의 엇갈림, 적재, 중첩, 파단 순으로 이를 각각의 감지지점에서 웨이퍼의 존재 여부를 확인하여 순차적으로 판단하고, 각각의 감지지점에서 웨이퍼의 존재 판단시 이를 카운팅 하되, 웨이퍼의 엇갈림, 적재, 중첩의 판단시에는 슬롯 카운터를 1 증가시키고, 웨이퍼의 파단 판단시에는 슬롯 카운터를 2 증가시키는 비교판단단계와;
    슬롯 카운트를 설정된 슬롯의 최대치와 비교하여 상기 슬롯 카운트가 상기 슬롯의 최대치 보다 작으면 상기 감지단계로 되돌아가 계속하여 웨이퍼를 감지하도록 하고, 상기 슬롯 카운트가 상기 슬롯의 최대치에 이르면 상기 핑거의 상승을 정지하며, 상기 수평구동부 및 회전구동부를 제어하여 상기 핑거를 초기위치로 이동시키는 종료단계;
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 웨이퍼 트랜스퍼를 이용하여 보우트에 적재된 웨이퍼를 맵핑하는 방법.
  4. 삭제
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