KR100757955B1 - 후프오프너 맵핑장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이상 수용 상태를 확실하게 검출할 수 있는 웨이퍼 맵핑 장치에 관한 것으로서, 맵핑센서를 이용하여 수납용기 내의 웨이퍼 이상 유무를 판정하기 위한, 후프오프너 맵핑 장치에 있어서, 이동수단에 의해 향해 상,하로 이동하면서, 수납용기의 도어를 파지 개폐하는 도어 홀더 플레이트와, 상기 도어 홀더 플레이트의 상측면 중앙부에 위치되며, 컨트롤 보드와 연결되고, 양단에는 전,후 방향으로 회동 가능하게, 맵핑센서-구비 결합로드가 힌지 가동 가능하게 결합된 맵핑작동기구를 포함하여, 검출 장치의 컴팩트화를 도모할 수 있음과 동시에, 소비 에너지를 절감시키고, 또한 장치 전체의 비용을 절감시키는 것이 가능한 맵핑 장치를 제공할 수 있도록 하였다.

Description

후프오프너 맵핑장치{Device for mapping of FOUP}

도 1은 종래의 반도체 웨이퍼의 매핑장치를 나타내는 반도체 장치의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 매핑장치를 나타내는 반도체 장치의 개략 구성을 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 맵핑작동기구를 설명하기 위한 개략 구성을 도시한 사시도,

도 4는 도 3은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 맵핑작동기구의 평면 구조도, 및

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 맵핑작동기구의 평면 구조도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

50 : 수납용기 W : 웨이퍼

54 : 슬롯 가이드 100 : 웨이퍼 맵핑작동기구

110 : 맵핑센서 D1 : 발광소자

Q1 : 수광소자 121, 123 : 결합로드

130 : 고정블록 140 : 작동수단

본 발명은 맵핑센서를 이용하여 수납용기 내의 웨이퍼 이상 유무를 판정하기 위한, 후프오프너 맵핑 장치에 관한 것이다.

본 발명은 이상 수용 상태를 확실하게 검출할 수 있는 웨이퍼 맵핑 장치에 관한 것으로서, 검출 장치의 컴팩트화를 도모할 수 있음과 동시에, 소비 에너지를 절감시키고, 또한 장치 전체의 비용을 절감시키는 것이 가능한 맵핑 장치를 제공할 수 있도록 하였다.

일반적으로, 수납된 반도체 웨이퍼의 올바른 수납상태 및 위치를 파악하는 반도체 웨이퍼의 매핑 장비는 임의의 반도체 소자나 회로를 얻기 위하여, 고순도의 폴리실리콘(Poly silicon)으로 이루어진 다결정 실리콘으로 형성된 웨이퍼를 가공하고, 상기 가공된 웨이퍼를 선별하는 작업등을 수행한다. 상기와 같은 작업을 수행할 때에는 상기 공정으로 형성된 웨이퍼 대부분을 수납용기에 탑재하여 이동하는데, 상기 수납용기는 대략 25장의 웨이퍼를 탑재할 수 있는 것을 이용한다. 그리고, 상기 웨이퍼는 청청도를 유지할 수 있도록 포드(POD)에 보관되고, 작업시에는 포드에서 인출되어진다.

종래의 반도체 매핑 장치에 따르면, 먼저 반도체 웨이퍼들이 수납되는 수납용기는 탑재부에 로딩된다. 상기 웨이퍼들은 상기 수납용기 내부에 형성되어 있는 각 슬롯 사이에 삽입되어 있다. 그리고, 상기 웨이퍼들이 삽입된 수납용기는 중계실 내부에 존재하는 구동부 작동에 의해 중계실 내부로 이송된다. 그리고, 상기와 같은 수납용기 이송공정에서, 상기 수납용기에 수납된 웨이퍼들의 위치 상태를 감지하기 위한 위치 감지 수단은 중계실에 구비되어 있다. 또한, 상기 위치 감지 수단은 발광 센서 및 수광 센서로 구성된다. 즉 상기 발광 센서는 광을 상기 수납용기 각각의 슬롯들 사이에 수납되어 있는 웨이퍼들의 가장자리 부분에 인접하게 조사한다. 이어서, 수광 센서는 상기 발광 센서에서 조사된 광을 확인한다. 만약, 상기 수납용기 내 에 수납된 웨이퍼들의 일부가 올바른 위치에 수납되지 못하여, 상기 수납용기에서 비정상적으로 돌출 되는 경우에는, 상기 돌출된 웨이퍼(W)에 의해서 상기 발광 센서에서 조사된 광이 반사되어 상기 수광 센서는 상기 광을 감지하지 못한다. 이로 인해, 상기 웨이퍼(W)들이 올바른 위치에 수납되어 있지 않는 상태를 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명의 반도체 웨이퍼의 매핑 장치를 나타내는 반도체 장치의 구성도로서, 상기 수납용기(POD ;50)는 다수매의 웨이퍼(W)를 수납하기 위하여 다수개의 'U'자 형상의 슬롯 가이드(54)들이 형성되어 있고, 상기 각 각의 슬롯 가이드(54)에는 수납된 반도체 웨이퍼(W)들의 위치를 감지하는 제1 센서(56)가 각각 장착되어있다.

상기 수납용기(50) 내부에 형성되어 있는 각각의 슬롯 가이드(54)에는 적어도 3개의 제1 센서(56)가 구비되어 있다.

구체적으로, 상기 제1 센서(56)는 반도체 웨이퍼(W)를 지지하는 각각의 슬롯 가이드(54)들 상에 적어도 3개가 구비되고, 상기 수납용기의 이송으로 인해 발생되는 상기 반도체 웨이퍼(W)의 위치 및 상태를 감지하여 매핑 데이터를 형성하는 역 할을 한다.

상기 수납용기(50)의 일 측면에는 반도체 웨이퍼(W)를 반입할 수 있도록, 착탈이 가능한 수납용기 도어(52)가 구비되어있다. 그리고, 상기 수납용기(50) 상부 면에는 공정실의 천장에 배치된 수납용기 운반장치(도시하지 않음)를 통해 상기 수납용기(50)를 자동 운반하는데 사용되는 파지수단(58)이 부착되어 있다. 상기 수납용기(50)에는 반도체 제조 공정시 내부의 청정도를 유지하기 위해 질소가스가 주입되어 진다. 그리고, 상기 수납용기(50) 및 수납용기 도어(52)는 관찰이 용이하도록 광학적으로 투명하다.

또한, 상기 수납용기(50)가 놓여지는 탑재부(60)는 반도체 웨이퍼들의 가공 및 이송을 위해 중계실(70)의 일 측면에 배치되어 있다. 상기 수납용기(50)는 중계 실의 도어 홀더(68)와 체결되어 웨이퍼(W)를 반입시킬 수 있도록 중계실의 도어 홀더(68) 방향으로 왕복 이동이 가능한 받침대(66)에 지지되어 있다. 상기 탑재부(60)에는 수납용기(50)가 안착될 때 상기 수납용기(50)의 위치결정 및 제1 센서(56)와 제어부(72)가 폐회로가 형성되어 전류를 전달하는 3개의 단자부(62)가 형성되어 있다. 즉 상기 단자부(62)는 상기 제1 센서(56)에 상기 웨이퍼(W)들의 수납상태를 감지하는 작동이 가능하도록 전류를 제공하고, 상기 수납용기에 수납된 웨이퍼(W)들의 수납된 상태를 감지한 제1 센서(56)의 매핑 데이터를 제어부에 전달하는 역할을 하는 스위칭 단자이다.

그리고, 상기 수납용기(50)의 저면에는 상기 탑재부(60)에 존재하는 3개의 단자부(62)가 형성되어 있다. 상기 수납용기(50)는 단자부(62)와 단자 체결됨으로 서, 수납용기(50) 내부의 슬롯 가이드(54)에 존재하는 상기 제1 센서(56)에 전류를 전달 및 상기 제1 센서(56)의 매핑 데이터를 제어부에 전달하는 폐회로를 형성하는 역할을 한다. 게다가, 상기 받침대(66) 하부에는 반도체 웨이퍼(W)의 수납된 상태를 감지한 제1 센서(56)의 매핑 데이터가 단자부(62)를 통해 전달되고, 상기 매핑 데이터에 따라 웨이퍼 이송부재에 동작신호를 제공하고, 상기 수납용기에 상기 웨이퍼들의 수납 상태가 잘못되어 있는 경우 경보 신호를 제공하는 제어부(72)가 구비되어 있다.

상기 중계실의 도어 홀더(68)는 수납용기 도어(52)와 대응되게 위치하고 있으며 상기 탑재부 상의 받침대(66)의 이동으로 인해 수납용기 도어(52)와 중계실의 도어 홀더(68)가 흡착 체결되고, 상기 구동축(도시하지 않음)의 작동으로 인해 중계실의 도어 홀더(68)와 수납용기 도어(52)는 개폐된다. 또한, 반도체 장치의 중계실(70)내에는 반도체 웨이퍼 이송부재(도시하지 않음)가 구비되고, 상기 수납용기(50)내의 반도체 웨이퍼(W)들은 중계실(70)로 이송된다.

그러나, 상기 반도체 웨이퍼의 매핑 장치는 웨이퍼가 수납된 수납용기 자체 내에 설치되어 있지 않고, 별도의 위치에 설치되어 반도체 웨이퍼의 올바른 수납위치 및 존재 유무를 측정하는 방식을 갖는다. 그리고, 상기 매핑 장치는 상기 탑재부가 상하로 이동하기 전에만 상기 웨이퍼들의 수납 위치 판단할 수 있다. 그러므로, 상기 매핑장치는 수납용기의 상하 이동 중에 발생하는 진동에 의해 상기 수납용기 내에 삽입되어 있는 웨이퍼들이 조금씩 미끄러져 나와 비정상적으로 돌출되는 것을 감지를 하지 못한다. 이후에, 상기 비정상적으로 돌출된 웨이퍼들은 상기 이 송 부재의 동작에 의해 낱장 단위로 공정 챔버 내로 이송될 때 상기 챔버의 정확한 위치에 놓여지지 않게 됨으로 상기 웨이퍼들의 파손이 발생할 수 있다. 또한, 상기 파손된 웨이퍼 입자는 상기 수납용기 내에 존재하는 다른 웨이퍼들의 오염을 초래하여 반도체 장치의 수율 저하 및 장비의 작동 중지로 인해 반도체 장치의 생산성을 저하시킬 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 단점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 반도체 웨이퍼의 매핑 장치를 위해 별도의 시스템을 갖추지 않고, 수납용기 내에서 반도체 웨이퍼의 올바른 수납상태를 감지하여, 이후 제 조 공정에서 반도체 웨이퍼의 손상을 최소화하는 반도체 웨이퍼의 매핑 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 웨이퍼의 매핑 장치는,

맵핑센서를 이용하여 수납용기 내의 웨이퍼 이상 유무를 판정하기 위한, 후프오프너 맵핑 장치에 있어서,

이동수단에 의해 향해 상,하로 이동하면서, 수납용기의 도어를 파지 개폐하는 도어 홀더 플레이트와;

상기 도어 홀더 플레이트의 상측면 중앙부에 위치되며, 컨트롤 보드와 연결되고, 양단에는 전,후 방향으로 회동 가능하게, 맵핑센서-구비 결합로드가 힌지 가동 가능하게 결합된 맵핑작동기구를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이는, 전체적인 구조를 컴팩트화하면서도 결합로드 쌍의 사이에 연결된 연결 부의 인력을 통해 포드 내부로의 삽입 및 탈출 작동을 하나의 연결부를 통해 수행할 수 있도록 함으로써, 보다 신속하고도 정밀한 웨이퍼 수납 환경의 검출 기능을 수행할 수 있도록 하는 주된 목적을 달성할 수 있게 하는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 후프오프너 맵핑장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 반도체 웨이퍼의 매핑장치를 나타내는 반도체 장치의 구성도로서, 본원 발명에서와 동일한 부분의 설명은 이하 생략이며, 도 2는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 매핑장치를 나타내는 반도체 장치의 개략 구성을 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 맵핑작동기구를 설명하기 위한 개략 구성을 도시한 사시도이며, 도 4는 도 3은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 맵핑작동기구의 평면 구조도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 맵핑작동기구의 평면 구조도이다.

도면에 예시된 바와 같이, 본 발명의 반도체 웨이퍼의 맵핑을 위한 후프오프너 맵핑장치는, 수납용기(50)에 형성된 다수개의 'U'자 형상의 슬롯 가이드(54)들 각각에 다수매의 웨이퍼(W)가 수납되어 있고, 이 상기 각 각의 슬롯 가이드(54)에는 수납된 반도체 웨이퍼(W)들의 위치를 감지하는 맵핑센서(110, D1, Q1)가 각각 장착되어있다.

또, 상기 맵핑센서(110)를 이용하여 수납용기(50) 내의 웨이퍼 이상 유무를 판정하기 위한, 후프오프너 맵핑장치는, 이동수단(69)에 의해 향해 상,하로 이동하면서, 수납용기(50)의 도어(52)를 파지 개폐하는 도어 홀더(68)와, 상기 도어 홀더 (68)의 상측면 중앙부에 위치되며, 센싱회로와 연결되고, 양단에는 전,후 방향으로 회동 가능하게, 맵핑센서(110)-구비 결합로드(121, 123)가 힌지 가동 가능하게 결합된 맵핑작동기구(100)를 포함하여 이루어져 있다.

또한, 상기 맵핑작동기구(100)는, 상기 맵핑센서(110)가 장착된 결합로드(121, 123) 쌍과, 상기 결합로드(121, 123) 쌍이 하나의 회전 지점을 중심으로 전후방향으로 회동 가능하게 핀고정된 고정블록(130)과, 상기 고정블록(130)에 일단부가 핀고정된 각각의 결합로드(121, 123)를 동시에 동일각도로 견인하여 상기 결합로드(121, 123) 쌍의 타단부가 수납용기(50) 내부에 웨이퍼를 사이에 두고 내면 대응하도록 회동시키기 위한 연결부(140)와, 상기 연결부(140)를 전후방향으로 이동하도록 상기 고정블록(130)에 고정된 작동수단(150)을 포함하여 이루어져 있다.

또, 상기 맵핑작동기구(100)의 연결부(140)는 상기 결합로드(121, 123) 쌍의 일단부 끝단 각각에 힌지결합된 연결링크(141)로 구성되어 있다.

한편, 상기 맵핑작동기구(100)의 연결부(140)는 상기 결합로드(121, 123) 쌍의 일단부 끝단에 형성된 제1 및 제2 톱니부(121b, 123b)와, 이 제1 및 제2 톱니부(121b, 123b)의 사이에서 각각 기어 맞물림 결합되도록 제3 톱니부(140a)를 갖는 연결링크로 구성되어도 좋다.

또, 상기 결합로드(121, 123) 쌍의 타단부 끝단에는 맵핑센서(110)가 회동 가능하게 지지되어 있다.

상기 작동수단(150)은 상기 출몰 가능한 연결부(140)를 갖는 파워실린더나 솔레노이드로 구성됨이 바람직하다.

물론, 상기 작동수단(150)에 출몰 작동 가능하게 접속된 연결부(140)는 상기 결합로드(121, 123)의 일부-연장부(121a, 123a)의 사이에서 회동 가능하게 핀(P)에 의해 지지되어 있다.

이와 같은 구성에 따라, 수납용기(50) 내의 웨이퍼의 수납유무의 탐지 기능을 수행함에 있어, 먼저, 전원회로, 스타트키, 센서 회로 및 제어부와 출력제어부를 포함하는 일반적인 센싱회로(도시하지 않음)를 포함하는 본원 발명에 있어, 결합로드(121, 123)의 타단에 작은 구멍을 뚫고 체결하는 적외선 발광소자(D1)와, 상기 적외선 발광소자(D1)에서 발광된 빛을 대응하는 결합로드(121, 123)의 구멍을 통해 전달하는 광섬유(OF1)와, 상기 수납용기(50) 내부에 놓여지는 웨이퍼의 배열에 따라 선택전달되는 상기 광섬유(OF1)로부터의 각 빛을 적외선 수광소자(Q1)로 전달하는 광섬유(OF2)를 통해 웨이퍼의 수납 상태를 판별하게 된다.

한편, 상기 적외선 수발광소자로 이루어진 맵핑센서(110)는 웨이퍼의 이상 정렬이나 미 수납 때와 같은 이상 수용 상태를 검출하도록, 상기 결합로드(121, 123)를, 작동수단(150)에 의해 수축작동하는 연결부(140)에 연동하여, 후방 방향으로 일정각도 회전시켜 웨이퍼의 전단부측에서 발광소자의 광신호를 수광소자가 수신함으로써, 웨이퍼가 경사지게 이상 수용되어 있음을 센싱하여, 도시하지 않은 이상신호를 디스플레이하거나 경보하게 됨으로써, 웨이퍼의 이상 정렬 상태를 확실하게 검출할 수 있도록 작동되게 된다.

이로써, 본원 발명에 따르면 웨이퍼 맵핑 시, 맵핑기구의 작동을 하나의 작동기구로 수행함으로써, 장치 전체의 컴팩트화를 도모할 수 있음과 동시에, 소비 에너지를 절감시킬 수 있게 되는 것이다.

이렇게 결합됨으로써, 별도의 웨이퍼 이상정렬을 감지하기 위한 추가적 탐지 구성이 필요 없어진다.

이와 같이 본원의 웨이퍼 맵핑장치에 따르면, 보다 적은 회전 동작만으로도 웨이퍼의 맵핑을 가능하게 하며, 상기한 바와 같은 구성을 통하여 별도의 힌지 조작을 위한 구성을 배제하여 전체적인 구조를 단순하게 할 수 있는 등의 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims (6)

1. 맵핑센서를 이용하여 수납용기 내의 웨이퍼 이상 유무를 판정하기 위한, 후프오프너 맵핑 장치에 있어서,

   이동수단에 의해 향해 상,하로 이동하면서, 수납용기의 도어를 파지 개폐하는 도어 홀더 플레이트와;

   상기 도어 홀더 플레이트의 상측면 중앙부에 위치되며, 컨트롤 보드와 연결되고, 양단에는 전,후 방향으로 회동 가능하게, 맵핑센서-구비 결합로드가 힌지 가동 가능하게 결합된 맵핑작동기구를 포함하고,

   상기 맵핑작동기구는,

   상기 맵핑센서가 장착된 결합로드 쌍과,

   상기 결합로드 쌍이 하나의 회전 지점을 중심으로 전후방향으로 회동 가능하게 핀고정된 고정블록과,

   상기 고정블록에 일단부가 핀고정된 각각의 결합로드를 동시에 동일각도로 견인하여 상기 결합로드 쌍의 타단부가 수납용기 내부에 웨이퍼를 사이에 두고 내면 대응하도록 회동시키기 위한 연결부와,

   상기 연결부를 전후방향으로 이동하도록 상기 고정블록에 고정된 작동수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 후프오프너 맵핑장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 맵핑작동기구의 연결부는 상기 결합로드 쌍의 일단부 끝단 각각에 힌지결합된 연결링크로 구성된 것을 특징으로 하는 후프오프너 맵핑장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 맵핑작동기구의 연결부는 상기 결합로드 쌍의 일단부 끝단에 형성된 제1 및 제2 톱니부와, 이 제1 및 제2 톱니부의 사이에서 각각 기어 맞물림 결합되도록 제3 톱니부를 갖는 연결링크로 구성된 것을 특징으로 하는 후프오프너 맵핑장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 결합로드 쌍의 타단부 끝단에는 맵핑센서가 회동 가능하게 지지된 것을 특징으로 하는 후프오프너 맵핑장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 작동수단은 상기 출몰 가능한 연결부를 갖는 파워실린더나 솔레노이드인 것을 특징으로 하는 후프오프너 맵핑장치.

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