KR100764938B1 - 웨이퍼 스택 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 처리되어지는 웨이퍼의 스택을 가능한한 효율적으로 미리설정된 순서로 결합하는 것이다. 단부에서 웨이퍼를 위한 조절장치는 다수의 웨이퍼들이 이들이 표면에 정렬되는 방식으로 정렬되고 서로 평행하며 이송컨테이너의 외부와 서로 뒤에 배치될 수 있는 저장장치를 포함한다. 상기 조절장치는 역시 개별 웨이퍼가 저장장치로부터 제거되거나 이들로 삽입될수 있는 그리핑 장치를 포함한다.

본 발명에 따르면 그리핑 장치(43)는 결합되어 배치될 수 있으나 서로 개별적으로 작동가능한 다수의 그리퍼들(44)을 가지고 이에따라 하나 이상의 웨이퍼가 그리퍼(44)의 작동에 의해 고정되고 저장장치(42)로 삽입될 수 있다.

Description

웨이퍼 스택 조절장치{HANDLING DEVICE FOR PREPARING A WAFER STACK}

본 발명은 웨이퍼(반도체 디스크) 또는 다른 디스크 형상의 기판을 조절하기 위한 장치에 관한 것으로, 다른 쪽 뒤에 있는 것과 운송 컨테이너 외부에 있는 것이 서로 평행하게 정렬된 다수의 웨이퍼가 이들의 표면에 배치될 수 있는 저장장치를 가진다.

그리고 개별 웨이퍼들이 저장창치로부터 제거되거나 이로 삽입될 수 있는 그리핑 장치(gripping device)가 형성된다.

본 발명은 또한 청구항 9, 10 및 12항의 전단에 따른 그리핑 장치, 저장장치 및 방법에 관한 것이다.

전자요소의 제조를 위한 기초는 예를들어 웨이퍼로 알려진 반도체 디스크 또는 특정방법으로 미리처리된 LCD 유리 기판이다.

이들의 표면을 처리하기 위해 이들은 다양한 처리단계를 통과한다. 여기서, 미가공 웨이퍼(raw wafer)(미처리된 웨이퍼)가 제조되고 규정상 개별 처리단계를 통과하는 사이에 운송 및 보관 컨테이너에 일시적으로 저장되다.

실제 처리공정을 위해 상기 비처리된 또는 부분적으로 처리된 웨치퍼가 컨테이너로부터 제거되고 처리공정을 수행하는 장치로 공급되며 다시 컨테이너에 수납 된다.

컨테이너에 제고된 다수의 웨이퍼는 다발(스택)로 적용된다. 상기 다발의 크기는 표준화되어 대개 25(또는 13)웨이퍼이다.

전체 처리 및 일시적 저장의 기본 문제점은 웨이퍼가 오염 및 오물로부터 격리되어야한다는 것이다. 먼지 또는 다른 입자로부터 유발된 아무리 작은 오염일지라도 웨이퍼표면 영역에 손상을 준다. 이것은 상기 웨이퍼로부터 제조된 최종제품의 상당한 거부율을 초래한다.

따라서 상기와 같은 처리는 통상 공지된바와 같은 즉, 처리영역에 상기와같은 더러운 입자에 대해 특정하고 한정된 청결성을 제공하는 클린룸 기술을 사용하여 수행된다. 물론 일시저장 즉, 보관 컨테이너에도 이와같은 것이 적용된다.

다발이 동일한 순서로 개별 처리 단계를 통과한다면 다발로부터 질적인 차이가 웨이퍼내에서 발생할 수 있다. 따라서 다발내의 웨이퍼 순서가 변경되는 것이 바람직하다.

웨이퍼를 다발내의 다른 지점에 배치하기 위하여 장치가 이미 공개된바 있다. 각각의 경우 개별 그리퍼로 설계된 그리핑 장치가 웨이퍼를 카세트내에 배치된 다발로부터 제거하고 이를 다른 카세트 위치로 다른 카세트에 또는 다른 그리핑 장치에 보관한다.

상기 다발은 개별 그리퍼가 각각의 경우 모든 웨이퍼를 개별적으로 제거하고 이들을 다른 카세트 내의 미리 설정된 지점에 보관하자마자 다음 공정을 위해 조립된다. 그러나, 상기 장치는 다발의 조립에 비교적 많은 시간이 걸린다는 단점을 갖는다. 또한 상기 장치로는 다른 다발로부터 새로운 다발을 조립하기 어렵다.
예를들어, 웨이퍼를 위한 조절장치는 EP 0 496 006A1 및 US 4,695,217호에 공지된바 있는데 각각은 서로 평행하게 배치되고 각각의 세로축에 대하여 회전가능한 두 고정롤러들 가지고 있다.
고정롤러들은 각 고정롤러의 원주를 따라 지나가는 슬롯들이 형성된다. 두 고정롤러에 의해, 웨이퍼 스택의 각 웨이퍼는 두 고정롤러내의 각각의 슬롯내에 배치됨으로써 고정될 수 있다. 고정롤러들은 낮은 방사상 범위를 가진다.
상기 각각의 고정롤러들의 영역들이 고정롤러들의 회전에 의해 서로 대향된 영역위치로 간다면 웨이퍼 스택은 예를들어 고정롤러에 이미 배치된 다른 웨이퍼 스택을 추가하기 위해 고정롤러들 사이를 통과하여 안내될 수 있다.
그러나, 상기 공지된 형태의 조절장치들은 이미 존재하는 웨이퍼 스택만을 조절할 수 있는 단점을 가진다.

따라서, 본 발명은 처리되어지는 웨이퍼의 스택이 가능한한 바람직하게 미리 설정된 순서로 조립될 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.

상술한 형태의 장치에서 상기 목적은 함께 이동할 수 있으며 서로 독립적으로 작동할 수 있는 다수의 그리퍼를 가지는 그리핑 장치에 의해 달성된다. 그리퍼의 작동으로 각각의 경우 하나이상의 웨이퍼가 고정되어 지거나 저장장치로 삽입되어 질 수 있다. 이것은 공지된 일반적인 장치에 비해 웨이퍼 다발의 조립을 위해 상당히 짧은 이동거리를 요한다.

본 발명에 따른 조절장치는 먼저 다수의 개별적으로 작동하는 그리퍼로 다수의 웨이퍼를 고정할 수 있게하고 저장장치로부터 이들을 제거할 수 있도록 하며 그후 상기 웨이퍼들을 다른 저장장치 또는 그리핑 장치로 함께 삽입할 수 있도록 한다.

따라서 상기 저장장치와 그리핑 장치사이의 운행거리가 더 큰 범위로 짧아질 수록 그리핑 장치의 다른 위치로 이송되기 전에 그리핑 장치가 개별적으로 작동되는 그리퍼로 더 많은 웨이퍼를 픽업할 수 있게된다. 따라서 저장장치로부터 제거되는동안 웨이퍼는 그리핑 장치내에 수용되거나 다른 공정을 위해 의도하는 순서로 배치된다.

이것은 특히 본 발명에 따른 조절장치를 통해 웨이퍼가 그리퍼에 의해 고정되는 것을 자유롭게 선택할 수 있는 경우 특히 간단하게 달성될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 그리핑 장치내에 있는 다수의 그리퍼는 웨이퍼 다발내의 다수의 웨이퍼와 대응할 수 있다. 상기 그리퍼들은 따라서 웨이퍼 스택을 단순화하는 방법으로 설계된다.

단순화라는 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 다발로부터 하나 또는 그 이상의 웨이퍼가 각각의 경우 제 1 스택 또는 다발로부터 두 웨이퍼들 사이에 삽입되어지는 것을 의미한다.

그러나 단순화는 역시 이루어지는 웨이퍼스택내의 연속적인 웨이퍼들사이의 거리가 초기 스택내의 거리보다 작다는 것을 의미한다.

이에따라 동일한 공간 요건을 가진 다수의 웨이퍼가 처리될 수 있다. 상기 단순화는 동일한 시간에 한 웨이퍼 다발보다 많은 것을 처리함으로써 종종 처리 시스템의 경제성을 극대화하기 위해 바람직하다.

비록 각각의 경우 오직 하나의 웨이퍼를 조절할 수 있는 본 발명에 따른 조절장치가 바람직 할지라도, 조절장치가 위치하는 상황에 따라 서로 독립적으로 작동가능한 다수의 그리퍼들 사이에 형성되어지는 다수의 웨이퍼를 픽업할 수 있는 하나이상의 그리퍼가 만들어질 수 있다.

제 1 단부위치 즉 그리퍼내에 웨이퍼가 위치하지 않는 그리퍼의 빈위치에서 두 단부위치로 회전되어지는 그리퍼를 위해 특히 복잡하지 않은 설계를 가진 본 발명에 따른 그리핑 장치의 실시예가 제공되며, 웨이퍼를 위한 이송위치인 제 2 단부위치에서는 웨이퍼가 그리퍼 내에 배치된다.

저장장치로부터 웨이퍼를 제거하기 위해, 대응하는 그리퍼는 상기 빈 위치로 부터 고정위치로 이송되어진다. 이렇게 움직이는동안 그리퍼는 웨이퍼를 고정하여 저장장치밖으로 안내한다.

반대로, 이송위치로부터 빈 위치로 움직이는 동안에는 상기 그리퍼는 각각의 웨이퍼상에서 저장장치로 지나간다. 상기 그리핑 장치가 저장장치를 따라 움직이는동안 각각의 그리퍼들은 두 단부위치 중 하나에 위치한다.

그리핑 장치의 다른 실시예에서는 대략 직선으로 움직일 수 있는 즉, 환언하면, 다른 그리퍼들과 관계없이 그리고 웨이퍼의 표면과 실질적으로 평행하고 그리핑 장치의 운행방향에 대해 반대로 움직일 수 있는 그리핑 장치에 속하는 그리퍼를 제공할 수 있다.

상기 실시예에서는 역시 그리핑 장치에 속하는 각각의 그리퍼가 빈 그리고 고정위치로 이송가능하며 이 경우 회전가능한 그리퍼를 가진 상기 실시예와 동일한 기능을 수행할 수 있다.

상기 실시예의 목적은 웨이퍼의 이송 컨테이너를 위한 다수의 저장 위치를 가지는 웨이퍼의 일시적인 저장을 위한 장치에 의해 달성된다.

여기에는 내부공간내에 본 발명에 따른 하나이상의 그리핑 장치를 가지고 웨이퍼가 저장장치내에 일시적으로 저장되고 이송 컨테이너 외부에서 조절될 수 있는 클린룸 영역으로 설계되는 내부공간의 부분인 이송 컨테이너를 조절하는 조절기가 형성된다.

따라서, 본 발명은 저장장치의 기능을 상당히 향상시킬 수 있고 저장장치내의 웨이퍼 다발을 이송 컨테이너에 저장하고 내부에 배치된 완전히 다르게 결합된 웨이퍼 다발을 가진 동일한 컨테이너를 제거할 수 있게한다. 여기서 웨이퍼다발내의 웨이퍼의 순서는 변경되거나 다발내의 개별웨이퍼는 교환되어야 하며, 이것은 분리된 시스템내에서 수행되어야한다. 이는 부가적인 저장영역을 필요로 한다.

반도체 작업에서 저장영역은 특히 각각의 작업에서 이루어지는 클린룸 상태로 인해 많은 비용을 소요되며 본 발명에 따른 그리핑 장치의 집적으로 인해 전체적으로 요구되는 저장영역이 상당히 줄어들게 된다.

본 발명의 다른 특징은 청구항 제 12 또는 13항에 표시된 웨이퍼 다발을 결합하는 방법에 관한 것이다. 공지된 방법의 경우 한 사이클에서 먼저 각각의 경우 웨이퍼가 개별적인 그리퍼에 의해 저장장치내에 배치된 웨이퍼 스택으로부터 제거되고 고정 장치내에 배치된다.

상기 사이클은 항상 동일한 그리퍼를 사용하는 다른 웨이퍼와 함께 웨이퍼 다발이 결합될 때까지 반복된다. 본 발명에 따른 방법에서는 먼저 다수의 웨이퍼 바람직하게는 완전한 웨이퍼 다발이 그리핑 장치에 의해 하나씩 초기 웨이퍼 스택으로부터 제거된다. 다수의 웨이퍼가 그리핑 장치에 의해 하나씩 제거된후 웨이퍼는 그리핑장치옆을 지나가고 바람직하게는 동시에 저장장치 또는 이와는 다른 고정장치로 가게된다.

본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 초기 웨이퍼 스택은 저장장치내에 배치되고 이루어진 다중 웨이퍼 다발과 대응하는 다수의 웨이퍼를 가진다.

그러나, 물론 초기 스택내의 다수의 웨이퍼가 이루어지는 웨이퍼스택내의 다수의 웨이퍼와 대응할 때 상기 방법을 수행하는 것도 가능하다.

본 발명에 따른 방법으로 웨이퍼 다발을 결합하는데 요구되는 시간은 상당히 줄어들 수 있다. 본 발명의 다른 바람직한 실시예는 종속항에 나타난다.

본 발명은 개략적으로 표시된 도면의 예시를 사용하여 더욱 상세하게 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 저장장치의 사시도.

도 2는 도 1에서 도시된 저장장치의 개략도.

도 2a은 도 1로부터 본 발명에 따른 저장장치의 측면도.

도 3은 부분적으로 도시된 저장장치의 전면에 배치된 본 발명에 따른 그리핑 장치의 개략적사시도.

도 3a는 이동위치의 전면에 배치된 본 발명에 따른 그리핑 장치의 개략적 사시도.

도 4는 그리핑 위치에서 도 3으로부터 장치의 개별 그리퍼를 도시한다.

도 5는 도 4로부터 그리퍼의 두 단부위치를 도시한다.

도 5은 그리퍼가 두 다른 단부위치에서 도시되어지는 그리핑 장치의 다른 실시예의 전면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 저장장치 2: 하우징

3,4: 에어록 위치 5: 에어록 도어

6: 컨테이너 7,8,9,10,11: 저장 라인

17,18: 롤러 40: 이송지점

42: 저장장치 43: 그리핑장치

44,60: 그리퍼 48: 웨이퍼

도 1 및 2는 웨이퍼를 위한 저장장치(1)(스토커)를 도시한다. 전체적으로 클린룸상태인 내부공간은 저장장치(1)의 하우징(2)에 의해 형성된다. 상기 저장장치(1)는 웨이퍼를 위한 이송 컨테이너가 저장장치로 입출력할 목적으로 위치될 수 있는 두 에어록 위치(3,4)를 가진다.

이송 컨테이너는 닫힌 박스 또는 열린 카세트일 수 있다. 에어록 위치(3)에서는 에어록 도어(5)를 열게됨에 따라 저장장치(1)의 내부로 도입될 수 있거나 저장 장치(1)밖으로 안내될 수 있는 이송장치(도시되지 않음)가 있다.

에어록 위치(3,4)와 바로 대향되는 위치에 서로 반원형으로 배치된 5개의 저장 라인(7,8,9,10,11)이 있다.

각각의 4개의 저장라인들은 이송 컨테이너(6)를 위해 타측의 위에 하나가 배치된 특정한 수의 저장위치를 가진다.

5번째 저장라인(7)은 하부영역에서 이송컨테이너(6)내에 배치된 웨이퍼가 스토커로부터 조절되는 웨이퍼를 위한 시스템으로 이송 모듈옆을 통과하기 때문에 다른 저장라인들보다 적은 하나의 저장위치를 가진다.

수직방향(z축)으로 움직일 수 있고 벤딩 암 로봇(14)으로 설계된 조절기(manipulator)는 저장위치내에서 에어록 도어(5)로부터 이송 컨테이너(6)를 하강하거나 이송컨테이너를 저장위치로부터 에어록 도어(5)로 이송하도록 조절함으로써 이송 컨테이너(6)를 조절한다.

웨이퍼 다발을 조절하기위한 시스템(16)은 에어록 도어(5)와 대향되어 위치한 저장장치(1)의 벽표면에 형성된다. 이 경우 이것은 서로 평행하게 정렬되고 수직위치내에서 웨이퍼를 고정하기 위한 원주홀더(도시되지 않음)가 형성되는 실질적으로 두 개의 롤러(17,18)가 된다.

웨이퍼는 수직으로 이동가능한 다발 그리퍼에 의해 이송 컨테이너로부터 수평으로 이동가능한 로터(17,18)로 지나가고 홀더로 삽입된다.

상기 롤러는 점선으로 표시된 네 개의 지점중 하나에서 웨이퍼를 배치하기 위해 Y축 방향에서 함께 움직일 수 있다.

각각의 지점에는 수직으로(z축) 움직일 수 있는 고정 레이크(rake)(도시되지 않음)가 있다. 각각의 고정 레이크는 롤러(17,18)로부터 웨이퍼를 수용할 수 있거나 이들을 롤러사이에서 수직으로 움직일 수 있게됨에 따라 상기 롤러(17,18)로 지나갈 수 있다.

상기 시스템의 구조와 기능은 참조적으로 본 출원인에 의해 1997년 9월 10일에 제출된 유럽특허출원 제 97 115 686.4호에 서술되어 있다.

제 1 지점(19)은 웨이퍼가 이송 컨테이너로부터 롤러로 통과하기 위해 사용된다. 상기 목적을 위하여, 지시(20)(도 2,2a)로 표시된 영역에서 이송 모듈은 각각의 다발 그피퍼에 의해 저장라인내의 최하부 이송 박스로부터 제거되어질 수 있고 롤러(17,18)로 지나갈 수 있는 시스템을 제공한다.

이것이 수행될 수 있는 시스템은 본 출원인에 의해 1997년 5월 3일에 제출된 유럽특허 출원 제 97 101 352.3호에 도시되어 있다. 상기 출원은 역시 참조로 제공된 것이다.

제 2 지점(21)은 웨이퍼들을 다발(23)의 세로축(22)주위의 회전경사에 대해 정렬하고 고정 레이크에서 웨이퍼가 잘못 위치한 것을 탐지하기 위해 사용된다.

각 웨이퍼들의 회전위치는 각 웨이퍼에 존재하는 노치를 탐지함으로써 결정된다. 다른 기능으로 카메라(24)가 있는데 이는 웨이퍼의 수와 위치를 감시한다.

제 3 위치(25)는 그리핑 장치(28)에 제공되는데 서로 개별 및 독립적으로 작동될 수 있는 개별 그리퍼들을 가진다. 모든 그리퍼들은 공동의 캐리어에 고정되어 이들이 움직일 수 있게된다. 상기 지점의 고정 레이크로 형성된 저장장치는 또한 역시 고정된 위치 캐리어에 대해 웨이퍼 다발과 롤러에 평행한 x 축 방향으로 선형으로 움직인다.

고정레이크의 운송거리는 고정레이크 내에 서로 옆에 배치된 웨이퍼 홀더사이의 거리의 정수배이다. 각각의 그리퍼가 내재적으로 고정레이크로부터 각 웨이퍼를 픽업할 수 있도록 하기 위해 고정레이크의 전체 운송거리는 그 길이의 두배에 해당해야 한다. 상기 그리핑 장치의 가능한 설계구조는 하단에 상세히 설명된다.

그리핑 장치(28)로 특정 웨이퍼는 각각의 경우 그리퍼에 의해 고정레이크로부터 제거될 수 있다. 다발축(22)(스택방향)에 평행한 고정레이크와 그리핑 장치사이의 관련운동에 의해 다른 그리퍼는 지금 제거되어지는 웨이퍼에 대향되어 잇달아 배치되고 웨이퍼는 고정 레이크 밖으로 안내된다. 이것은 그리핑 장치에 의해 다발 내의 모든 웨이퍼가 그리핑될때까지 수행된다.

웨이퍼들은 그 후 그리핑 장치에 의해 고정레이크로 삽입된다. 이렇게 되기 위한 한가지 가능성은 동일한 시간에 그리퍼에 의해 고정레이크로 모든 웨이퍼들이 삽입되는 것이다. 하나 또는 그 이상의 웨이퍼의 위치가 바뀌지 않고 남아있다면 문론 상기 웨이퍼들은 고정 레이크내에 남아있고 오직 교환되는 웨이퍼들만이 제거된다.

대안적으로, 개별 그리퍼 선호적으로는 모든 그리퍼가 각각 동시에 웨이퍼를 픽업하나 지금 다른 고정레이크의 지점에서 하나씩 웨이퍼를 삽입하도록 할 수 있다. 만약 상기 결과가 고정 레이크에 대해 그리핑 장치의 특정위치에서 다수의 웨이퍼가 고정레이크 내의 새로운 위치에 배치된다면 대응하는 둘 이상의 그리퍼들은 역시 동시에 작동할 수 있다.

상기 절차동안 새로운 순서의 웨이퍼가 제조될 수 있고 새로운 순서는 그리퍼가 고정레이크내의 지점에서 삽입되거나 고정레이크로부터 웨이퍼를 제거하는데 좌우될 수 있다.

가능한한 짧게 고정레이크의 이송거리를 유지하기 위해 각각의 사용되는 다음 그리퍼는 그리핑장치의 현재위치 내에서 그리핑되는 웨이퍼가 할당되는 그리퍼로부터 가장 짧은 위치에 있어야 한다.

상기 웨이퍼는 그리퍼가 미리설정된 순서로 미리 한정될 수 있음에 따라 그리핑되어진다. 그러나 난수 발생기에 의해 결정되어지는 순서로도 역시 가능하다.

제 4 지점(40)은 웨이퍼를 위한 조절장치(41)의 한 단부측면에 위치하고, 웨이퍼는 이송 컨테이너(6) 또는 이송 카세트의 외부에 일시적으로 저장된다.

또한 조절장치(41)를 가진 웨이퍼 다발은 저장장치(42)에서 서로 수직 평행한 표면에 배치된 수백개의 웨이퍼 예를들어 600개의 웨이퍼로부터 결합된다.

상기 목적을 위해 제 3지점의 그리핑 장치(28)와 동일한 방법으로 구성될 수 있는 그리핑장치(43)가 있다. 도 3,4 및 5는 본 발명에 따른 상기 그리핑 장치(43)의 제 1 실시예를 도시한다.

이것은 전체적으로 25개의 동일한 그리퍼를 가지며 이는 캐리어(45)에 회전가능하게 부착된다. 각각의 그리퍼(44)는 아크형상의 회전 아암(46)이 형성된다.

상기 회전아암(46)의 내부변부(47)는 약 200도의 각범위로 연장되는 원형의 아크형상이고 그리핑되는 웨이퍼(48)의 직경보다 약간 큰 직경을 가진다.

상기 회전아암(46)의 자유단부와 캐리어(44)에 회전아암(46)이 부착되는 영역에는 각각의 경우 고정요소(49,50)가 있다. 두 고정요소(49,50)는 각각의 경우 내부변부(47)위로 돌출하고 내부변부(47)에의해 형성된 회전아암의 아크에 대해 180도 이상 떨어져서 위치한다.

또한, 대략 상기 두 고정 요소(49,50)사이의 중심에서 수동적으로 작동가능한 다른 고정요소(51)가 내부변부(47)위로 돌출함과 동시에 그 단부위치에 끼워진다. 세 고정요소(49-51)는 공동(상상의)평면상에 있다. 이들은 각각 웨이퍼(48)르 고정하도록 형성된 원주 그루브(도시되지 않음)를 원주상에 가진다.

도 5는 그리퍼(44)의 회전아암(46)이 놓여질 수 있는 두 단부위치를 도시한다. 각각의 그리퍼의 경우 개별적인 운동을 하기위해 다른 설계가 제공된다. 그 기본구조는 하단에 간략하게 설명된다.

제 1 형태에서 그리핑 장치는 모든 그리퍼들을 위한 중심 구동장치(drive)를 가지고 개별 그리퍼들은 선택가능한 클러치들을 통해 작동된다.

제 2 형태에서 각 그리퍼는 예를들면 매우 좁은 전기 "보이스-코일 모터"와 같은 분리된 구동장치가 제공된다. 상기 각각의 구동장치는 역시 분리되어 선택될 수 있다. 결국 공간적인 이유로 역시 서로에 대해 분기되어 배치될 수 있는 개별 실린더들을 통해 작동될 수 있다.

제 1 하부 단부 위치에서 회전아암(46)은 그리핑 장치의 빈 위치에 위치한다. 상기 위치에서 그리퍼는 저장장치(42)내에 위치한 웨이퍼로부터 이격되어 배치된다. 고정요소(49,50,51)는 역시 웨이퍼와 이격되어 그리퍼(44)가 저장장치에 평행한 x축을 따라 진동없이 움직일 수 있도록한다.

저장장치로부터 웨이퍼를 제거하기 위하여, 회전아암(46)을 가진 그리퍼는 먼저 웨이퍼에 의해 형성된 평면에 정렬된 x 축방향의 평면에 정렬되어진다.

그후 도 5에 나타난바와 같이 회전아암(46)은 이송위치로 시계반대방향으로 이송될수 있다. 상기 회전운동을 시작한후 즉시 상기 고정요소(49,50)는 고정요소(49,50)의 두 접촉지점사이의 연결선(53)에 평행한 직경선(54)밑의 웨이퍼와 접촉한다.

결과적으로 웨이퍼는 그리핑되고 그리퍼에 의해 올려진다. 이후즉시, 고정요소(51)는 예를들어 캠디스크 또는 스톱에 의해 이들이 웨이퍼가 가게됨에 따라 수동적으로 동작한다. 결과적으로 웨이퍼는 그리퍼에 고정되고 웨이퍼에 대해 관련운동을 실행하지 않고 이송위치로 웨이퍼를 따라 수행된다.

한단부위치로부터 다른 위치로 운동하는 동안 회전아암은 75도로 회전한다. 이송위치에서 마찬가지로 그리퍼와 그 내부에 위치한 웨이퍼는 저장장치로부터 이격되어 배치된다. 따라서 상기 단부위치에서 조차도 그리퍼(44)는 진동없이 x 방향에서 저장장치를 따라 움직일 수 있다.

회전아암(46)이 이송위치에 도달하자마자 그리핑 작동이 종결된다. 상기 그리핑 장치는 이후 웨이퍼 스택(x 방향에서)에 평행하게 움직일 수 있다. 즉, 기본적으로 동일한 방법으로 저장장치로부터 다음 웨이퍼를 제거하도록 다른 그리퍼를 사용하기 위해 움직일 수 있다. 이것은 그리핑되는 모든 웨이퍼가 저장장치로부터 제거되고 그리핑 장치내에 배치될 때까지 각각 다른 그리퍼에 대해 반복된다.

그리핑되는 마지막 웨이퍼를 가진 그리퍼중하나가 이동위치로 회전한후 그리핑 장치는 이송위치로 움직일 수 있고 그 고정레이크(37)는 웨이퍼 다발내의 모든 웨이퍼를 위한 홀더를 가진다.

그후 그리핑 장치내에 배치된 웨이퍼는 고정레이크(37)로 지나간다. 상기 목적을 위해, 그리핑장치는 먼저 고정레이크 옆에 배치되어 각 웨이퍼가 레이크내의 홀더와 정렬되도록 한다. 그후 웨이퍼를 고정하는 모든 회전아암은 동시에 이송지점으로부터 빈 위치로 회전한다.

회전운동의 끝에서 웨이퍼들은 각각의 경우 홀더내에 배치되고 고정요소내의 그루브 외부에 위치한다. 상기 운동동안 고정요소(51)는 역시 수동작동에 의해 해제 지점으로 뒤로 회전된다. 상기 절차는 도 3a에 도시된다.

고정레이크를 낮춤으로써 새롭게 결합된 웨이퍼 다발은 이제 지금까지 밑에 배치된 롤러를 통과하고 다른 처리를 위한 다른 세 지점중 하나에 다발을 후속하여 이송할 수 있다.

롤러(17,18)에 의해 이송지점(40)으로 온 웨이퍼 다발은 이송지점으로부터 바대순서로 저장장치로 삽입될 수 있다. 상기 목적을 위해 먼저 모든 다발내의 웨이퍼들은 그리퍼들중 하나에 의해 동시에 그리핑되고 각각의 경우 이송위치로 회전한다. 그후 그리핑장치내의 각 그리퍼는 저장장치내의 홀더의 전면에 위치하고 각각의 웨이퍼는 저장장치를 통과한다. 이 경우, 웨이퍼들은 동시에 전체다발 또는 개별적으로 하나씩 저장장치로 삽입될 수 있다.

물론, 다발보다 작은 다수의 웨이퍼가 동시에 저장장치(42)를 지나가는 것도 가능하다. 이 경우, 잔여 웨이퍼들은 저장장치로 연속적으로 다시 동시에 또는 그룹으로 결합되어 삽입되어야 한다.

웨이퍼가 저장장치에 삽입되는 순서와 관계없이 각 웨이퍼가 삽입되어지는 저장장치내의 위치는 조절장치에 속한 제어시스템(도시되지 않음)의 메모리내에 저장된다.

또한 각 웨이퍼를 위한 정보는 역시 미리 다발내의 위치를 통과하도록 처리되고 완료되도록 처리되도록 역시 저장된다.

도 3에서, 도면에서 도시된 길이부분인 저장장치(42)의 인접홀더는 그리핑 장치에 속한 인접 회전아암들 사이의 공간보다 그리고 이송 컨테이너(피치)내의 웨이퍼의 통상 공간보다 작은 공간을 가진다.

예를들어, 홀더의 공간이 예로 통상 피치의 1/2 또는 1/3일 수 있다. 모든 인접한 홀더들이 채워진다면, 따라서 저장장치내에 이미 위치한 두 웨이퍼들사이의 하나 또는 그 이상의 웨이퍼를 삽입하는 경우 그리핑장치를 위해 필요하다.

결과적으로 웨이퍼의 특정수를 위해 필요한 저장장치의 길이가 감소됨에 따라저장장치내에 배치된 웨이퍼 스택이 간소화가 달성된다.

본 발명에 따른 그리핑 장치는 역시 도 3내지 5에서 도시된 것과는 다른 방법으로 설계용어로 구성될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 예를들어 본 발명에 따른 그리핑장치의 그리퍼(60)는 역시 빈 위치로부터 이송위치로 그리퍼(60)를 이송시키고 또 역으로도 이송시키기 위해 z 방향에서 선형으로 움직일 수 있다.

실시예에서 캐리어(61)는 저장장치(42)밑에 배치된 가이드 레일(62)상에 웨이퍼 스택 및 저장장치(42)와 평행한 선형 및 x 방향으로 움직일 수 있다.

캐리어(61)는 저장장치 주위에 도달하고 저장장치(42)의 양측면에서는 수직으로 움직일 수 있고 수직 라인을 따라 지나가는 망원 그리핑 아암(63,64)을 가진다. 각각의 그리핑아암(63,64)의 자유단부에서는 다른 그리핑아암을 향하여 지시하는 그리핑 요소(65,66)가 각각의 경우 제공되며 웨이퍼(48)를 고정하는 그루브가 형성된다.

그리퍼의 두 그리핑 아암(63,64)은 동시에 모든 운동을 수행한다. 그리핑 장치는 상기 방법으로 구성되는 다수의 그리퍼를 가질 수 있으며 각각 다른 것과 독립적으로 작동될 수 있다. 그리퍼들의 작동은 예를들어 개별 유압 실린더, 개별 보이스-코일 모터 또는 각 그리퍼에 분리되어 연결될 수 있는 중심 모터에의해 실행 될 수 있다.

상기 실시예의 경우도 역시 모든 그리퍼들(60)이 동시에 선형으로 그리고 저장장치의 세로범위에 평행하게(x 방향) 움직일 수 있다.

그리퍼들은 x 방향에서 양 단부위치로 결합되어 움직일 수 있다. 하부에서 도 6에서 상태 라인에 의해 도시된 빈 위치인 두 그리핑 요소는 웨이퍼(48)의 수평 직경라인밑에 위치하여 그리핑요소들(65,66)이 웨이퍼로부터 이격되어 배치되도록 한다. 그리퍼가 웨이퍼의 위치에서 x 방향으로 그리핑요소들(65,66)과 정렬되고 그리핑 아암들(63,64)이 하부로부터 상부 단부위치로 이송된다면, 이 경우, 각각의 웨이퍼는 저장장치외부에서 상부로 그리핑되고 안내된다.

상부 운동위치에서는 각각의 웨이퍼(48)가 저장장치(42)내에 위치한 웨이퍼로부터 이격되어 z 방향에 대해 배치된다. 따라서 각각의 그리퍼는 두 단부위치에서 저장장치와 평행한 x 방향으로 움직일 수 있다.

Claims (15)

1. 다수의 웨이퍼가 하나, 그 뒤의 하나 및 이송 컨테이너 외부에 서로 평행하게 정렬된 표면에 정렬될 수 있는 저장장치를 가지고, 개별 웨이퍼가 저장장치로부터 제거될 수 있거나 저장장치로 삽입될 수 있는 그리핑장치가 형성된 웨이퍼(반도체 디스크) 또는 다른 디스크 형상의 기판을 위한 조절장치에 있어서,

   그리핑 장치(43)가 함께 움직일 수 있으나 서로 독립적으로도 동작될 수 있는 다수의 그리퍼를 가지고, 각각의 경우 그리퍼(44,60)의 작동으로 하나이상의 웨이퍼가 그리핑되거나 저장장치로 삽입되는 것을 특징으로 하는 조절장치.
2. 제 1항에 있어서, 그리핑장치(43)의 다수의 그리퍼들(44,60)이 다수의 웨이퍼 다발 또는 이의 정수배에 대응하는 것을 특징으로 하는 조절장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 그리핑 장치(43)의 그리퍼들(44,60)이 가이드 요소(62)상의 저장장치(42)와 평행하게 움직일 수 있는 공통 캐리어(61)에 배치되는 것을 특징으로 하는 조절장치.
4. 제 1항에 있어서, 그리퍼들(44,60)이 두 단부위치로 회전될 수 있고 빈 위치내의 제 1 단부위치에 위치되며, 그리핑장치(43)의 웨이퍼를 위한 이송위치의 제 2 단부위치에서 이들이 저장장치(42)에 평행한 웨이퍼들을 이송하는 것을 특징으로 하는 조절장치.
5. 제 4항에 있어서, 각 그리퍼(44,60)의 회전운동이 그리핑장치(43)의 운동방향에 직각으로 정렬되고 저장장치의 웨이퍼의 표면에 평행한 평면에서 발생하는 것을 특징으로 하는 조절장치.
6. 제 1항에 있어서, 그리핑 장치(43)의 그리퍼(44,60)들이 웨이퍼의 표면에 평행하고 그리핑장치(43)의 다른 그리퍼(44,60)들과 무관하게 그리핑 장치의 운동방향에 대해 가로방향 직선으로 움직일 수 있고 빈 위치내에서 제 1 단부위치내에 위치하고 제 2 단부위치에서 그리핑장치의 웨이퍼를 위한 이송위치에 있고 이들이 저장장치(42)와 평행한 웨이퍼를 이송하는 것을 특징으로 하는 조절장치.
7. 제 1 항에 있어서, 그리핑 장치(43)에 의해 동시에 조절될 수 있는 다수의 웨이퍼의 정수배에 일치하는 다수의 웨이퍼를 저장장치(42)로 삽입할 수 있는 것을 특징으로 하는 조절장치.
8. 제 1 항에 있어서, 이송지점(40)이 그리핑장치(43)의 운송통로 내에 배치되고 웨이퍼를 일시적으로 저장하며 다수의 웨이퍼가 서로 평행한 표면에 배치될 수 있고 저장장치(42)로부터 이송지점(40)으로 그리고 그 역으로 웨이퍼를 운송하기 위한 그리핑장치를 사용할 있는 것을 특징으로 하는 조절장치.
9. 다수의 웨이퍼 또는 다른 디스크 형상의 기판을 조절하기 위한 그리핑 장치에 있어서, 각각의 웨이퍼를 위한 다수의 그리퍼(44,60)들을 가지고 웨이퍼들이 서로 평행하게 배치될 수 있고 그리퍼(44,60)들이 함께 움직이나 서로 독립적으로 동작할 수 있고 각각의 경우 하나이상의 웨이퍼가 그리퍼(44,60) 작동으로 인해 조절되어지는 것을 특징으로 하는 그리핑 장치.
10. 웨이퍼의 이송 컨테이너를 위한 다수의 저장위치가 있고 저장장치는 이송 컨테이너를 조절하는 조절기가 형성된 내부 공간을 형성하는 하우징을 가지는 웨이퍼 또는 다른 디스크 형상의 기판의 일시적 저장을 위한 저장장치(42)에 있어서,

    내부공간의 부분이 클린룸영역으로 설계되고, 웨이퍼들이 이송 컨테이너외부에서 조절되고 저장장치(42)내에 일시적으로 저장되며 함께 움직이나 서로 독립적으로 동작할 수 있는 다수의 그리퍼(44,60)를 가진 하나이상의 그리핑 장치(43)가 있으며, 그리퍼의 작동으로 인해 각각의 경우 하나이상의 웨이퍼가 그리핑되거나 저장장치(42)로 삽입될 수 있는 것을 특징으로 하는 저장장치.
11. 제 10항에 있어서, 2 내지 8항 중 하나 이상의 항에서 청구된 조절장치를 특징으로 하는 저장장치.
12. 먼저 모든 웨이퍼들이 초기 웨이퍼 스택으로서 저장장치(42) 내에 배열되어지고, 다음으로 개별 웨이퍼들이 그리핑 장치에 의해서 초기 웨이퍼 스택으로부터 제거되어지고 미리 설정된 순서로 다시 배열되어지는, 웨이퍼 다발을 결합하는 방법에 있어서,

    먼저, 다수의 웨이퍼(48)들은 그리핑 장치(43)에 의해서 하나씩 저장장치(42)로부터 제거되어지며, 그 후 그리핑 장치(43)에 의해 제거된 웨이퍼들은 저장장치(42) 또는 이와는 다른 고정장치로 지나가는 것을 특징으로 하는 방법
13. 제 12항의 전단에 청구된 방법에 있어서,

    그리핑 장치(43)는 저장장치(42)에 대한 특정위치에 배열되고, 상기 그리핑 장치가 상기 위치에서 다수의 웨이퍼(48)들을 초기 웨이퍼 스택으로부터 제거하고,

    상기 그리핑 장치(43)는 한 다른 위치로 이동하고 상기 웨이퍼들상에서 저장장치로 또는 저장장치와는 다른 고정장치로 지나가는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서, 상기 그리핑 장치(43)가 이송 지점에 배치된 웨이퍼 다발의 웨이퍼들을 그리핑하고 저장장치(42)에 속한 저장위치에서 웨이퍼(48)들을 내리고, 웨이퍼가 이전에 위치한 다발의 인식을 위한 데이터 또는 각각의 웨이퍼(48)에 의해 이미 지나간 처리 공정에 대한 데이터와 함께 저장장치(42)내의 각 웨이퍼들의 위치를 저장하는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제 12 항에 있어서, 상기 그리핑 장치(43)가 제 1 및 마지막 웨이퍼(48)의 제거 사이의 웨이퍼들의 스택방향에 평행하게 움직이는 것을 특징으로 하는 방법.

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