KR100786365B1 - 변위센서를 이용한 웨이퍼 맵핑방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변위센서를 이용한 웨이퍼 맵핑장치 및 맵핑방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼의 중심점이 위치되는 티칭라인을 설정하는 단계, 정상적인 웨이퍼의 일단부 위치를 변위센서로 측정하여 상기 웨이퍼의 정상위치를 설정하는 맵핑 포지션 데이터 설정단계, 상기 웨이퍼의 맵핑 순서를 설정하는 맵핑 순서 설정단계, 상기 순서에 맞도록 상기 변위센서를 이동시켜 적층된 각 웨이퍼의 일단부 위치를 측정하고, 기 설정된 상기 웨이퍼의 정상위치와 비교하여 각 웨이퍼의 수정변위를 설정하는 웨이퍼 변위 설정단계, 상기 설정된 각 웨이퍼의 수정변위에 따라 상기 각 웨이퍼의 위치를 수정하는 웨이퍼 위치 수정단계를 포함하여 이루어진다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 카세트에 적층되는 다수의 웨이퍼를 티칭라인을 중심으로 용이하게 배열할 수 있어 종래보다 배열시간을 단축시킬 수 있고, 작업비용을 절감시킬 수 있으며, 상기 웨이퍼들의 정확한 배열에 따라 상기 카세트 이동시, 상기 웨이퍼가 손상되는 것을 방지할 수 있어 작업의 효율성을 향상시킬 수 있다.

웨이퍼, 카세트, 맵핑

Description

변위센서를 이용한 웨이퍼 맵핑방법{The wafer mapping method using the displacement sensor}

도 1은 본 발명에 따른 변위센서를 이용한 웨이퍼 맵핑방법을 나타낸 순서도이고,

도 2는 본 발명에 따른 변위센서를 이용한 웨이퍼 맵핑방법을 도시한 계략도 이며,

도 3은 본 발명에 따른 변위센서를 이용한 웨이퍼 맵핑장치의 변위센서를 도시한 도면이고,

도 4는 본 발명에 따른 변위센서를 이용한 웨이퍼 맵핑장치의 변위센서 구동을 위한 블록도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 카세트 2 : 웨이퍼

10 : 티칭라인 100 : 수직이동부

102 : 수직이동모터드라이버 104 : 수직이동모터

110 : 수평이동부 120 : 변위센서

120-1 : 맵핑 전 위치 120-2 : 맵핑 시 위치

120-3 : 맵핑 후 위치 122 : 발광부

124 : 수광부 130 : 제어부

132 : 펄스발생기 134 : 컨버터

본 발명은 웨이퍼 맵핑장치 및 맵핑방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카세트 내부에 웨이퍼의 중심이 위치될 티칭라인 및 정상위치의 웨이퍼 일단부 위치를 측정한 후, 실제 적층된 다수의 웨이퍼 일단부의 위치를 변위센서로 측정하여 상기 웨이퍼를 정상위치로 이동시킴으로, 카세트에 적층되는 다수의 웨이퍼를 티칭라인을 중심으로 정상위치에 용이하게 배열할 수 있기때문에 종래보다 배열시간을 단축시킬 수 있고, 작업비용을 절감시킬 수 있으며, 상기 웨이퍼들의 정확한 배열에 따라 상기 카세트 이동시, 상기 웨이퍼가 손상되는 것을 방지할 수 있어 작업의 효율성을 향상시킬 수 있는 변위센서를 이용한 웨이퍼 맵핑장치 및 맵핑방법에 관한 것이다.

일반적으로, 웨이퍼는 반도체 집적 회로의 원재료로 사용되는 단결정 실리콘으로 만들어진 원판 모양의 얇은 기판을 말하는 것으로, 상기 웨이퍼에 빛을 쏘이거나 불순물 가스를 확산시키는 등의 가공법에 의해 여러 가지 부품을 만들고 회로를 구성한다.

상기 웨이퍼의 가공은 각 공정챔버에 수납되어 이루어지는 것으로, 다수개의 웨이퍼를 단시간에 처리하기 위해 카세트에 다수개를 적층시켜 이동시키고 가공하게 된다.

상기 카세트는 공정챔버에 로딩하기 전에 웨이퍼가 있는지 센싱하는 맵핑과정을 거친 후, 각 웨이퍼를 로봇암에 의해 이동시켜 가공시키고, 가공이 끝난 웨이퍼는 다시 로봇암에 의해 카세트로 이동되어 작업이 마무리된다.

그러나, 상기 카세트에 적층되는 웨이퍼는 적층과정 중, 정상적인 위치가 아닌 다른 위치, 즉, 상기 카세트 내부까지 충분히 이동되지 않거나, 좌·우측 균형이 맞지 않아 틀어져서 적층되는 문제점이 발생된다.

상기와 같이 웨이퍼가 다른 위치에 적층된 상태에서 카세트를 이동시키게 되면, 상기 적층된 웨이퍼가 파손되는 경우가 발생되고, 파손된 웨이퍼는 폐기처리해야 됨으로 작업시간이 비용이 증가되어 효율성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 상기 카세트의 맵핑시, 웨이퍼의 위치가 비정상적인 위치에 적층된 경우 정확하게 맵핑할 수 없음으로, 로봇암에 의해 웨이퍼가 손상되는 경우가 발생되는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 카세트 내부에 웨이퍼의 중심이 위치될 티칭라인 및 정상위치의 웨이퍼 일단부 위치를 측정한 후, 실제 적층된 다수의 웨이퍼 일단부의 위치를 변위센서로 측정하여 상기 웨이퍼를 정상위치로 이동시킴으로, 카세트에 적층되는 다수의 웨이퍼를 티칭라인을 중심으로 정상위치에 용이하게 배열할 수 있기때문에 종래보다 배열시간을 단축시킬 수 있고, 작업비용을 절감시킬 수 있으며, 상기 웨이퍼들의 정확한 배열에 따라 상기 카세트 이동시, 상기 웨이퍼가 손상되는 것을 방지할 수 있어 작업의 효율성을 향상시킬 수 있는 변위센서를 이용한 웨이퍼 맵핑장치 및 맵핑방법을 제공하는 것이 목적이다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 웨이퍼가 일정간격으로 적층되는 카세트의 내부에 상기 웨이퍼의 중심점이 위치되는 티칭라인을 설정하는 단계, 상기 티칭라인 선상에 중심이 위치된 정상적인 웨이퍼의 일단부 위치를 변위센서로 측정하여 상기 웨이퍼의 정상위치를 설정하는 맵핑 포지션 데이터 설정단계, 상기 카세트에 다수의 웨이퍼를 적층시킨 후, 상기 웨이퍼의 맵핑 순서를 설정하는 맵핑 순서 설정단계, 상기 순서에 맞도록 상기 변위센서를 이동시켜 적층된 각 웨이퍼의 일단부 위치를 측정하고, 기 설정된 상기 웨이퍼의 정상위치와 비교하여 각 웨이퍼의 수정변위를 설정하는 웨이퍼 변위 설정단계, 상기 설정된 각 웨이퍼의 수정변위에 따라 상기 각 웨이퍼의 위치를 수정하는 웨이퍼 위치 수정단계를 포함하여 이루어진다.

바람직하게, 상기 변위센서는, 수직이동부에 의해 상기 카세트의 상하방향으로 수직이동되고, 수평이동부에 의해 상기 카세트의 수평방향으로 이동되며, 제어 부에 의해 상기 수직이동부와 수평이동부가 제어된다.

그리고, 상기 수직이동부는 상기 제어부에서 발생되는 펄스에 의해 동작된다.

또한, 상기 변위센서는 광을 발산하는 발광부와 상기 발광부의 광을 수신하는 수광부로 이루어진다.

상기와 같은 구성에 의하면, 카세트에 적층되는 다수의 웨이퍼를 티칭라인을 중심으로 용이하게 배열할 수 있어 종래보다 배열시간을 단축시킬 수 있고, 작업비용을 절감시킬 수 있으며, 상기 웨이퍼들의 정확한 배열에 따라 상기 카세트 이동시, 상기 웨이퍼가 손상되는 것을 방지할 수 있어 작업의 효율성을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

또한, 본 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로 제시된 것이며, 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 변위센서를 이용한 웨이퍼 맵핑방법을 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 변위센서를 이용한 웨이퍼 맵핑방법을 도시한 계략도 이며, 도 3은 본 발명에 따른 변위센서를 이용한 웨이퍼 맵핑장치의 변위센서를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 변위센서를 이용한 웨이퍼 맵핑장치의 변위센서 구동을 위한 블록도이다.

도면에서 도시한 바와 같이, 변위센서를 이용한 맵핑방법은 티칭라인을 설정 하는 단계(S10), 맵핑 포지션 데이터 설정단계(S20), 맵핑 순서 설정단계(S30), 웨이퍼 위치 설정단계(S40) 및 웨이퍼 위치 수정단계(S50)으로 구성된다.

상기 티칭라인을 설정하는 단계(S10)는 카세트(1)의 내부에 일정간격으로 적층될 상기 웨이퍼(2)의 중심점이 위치될 티칭라인(Teaching-line: 10)을 설정하게 된다.

그리고, 상기 맵핑 포지션 데이터 설정단계(S20)는 상기 설정된 티칭라인(10)에 웨이퍼(2)의 중심점을 위치시킨 정상위치에서 상기 웨이퍼(2)의 일단부 위치를 측정함으로써, 정상 기본위치를 설정하게 된다.

또한, 상기 맵핑 포지션 데이터 설정단계(S20)에서는 상기 웨이퍼(2)의 맵핑을 실시하는 변위센서(120)의 위치를 설정하는 것으로, 상기 변위센서(120)의 맵핑 전 위치(120-1)와 맵핑 후 위치(120-2) 및 맵핑시 위치(120-3)를 상기 카세트(1)와 기 설정된 웨이퍼(2) 정상위치에 따라 결정되게 된다.

상기 맵핑 순서 설정단계(S30)에서는 상기 카세트(1)에 다수의 웨이퍼(2)를 적층 시킨 후, 상기 웨이퍼(2)의 맵핑 순서를 설정하는 것으로, 본 발명에서는 상기 카세트(1)의 상측에서 하측으로 이동하면서, 상기 웨이퍼(2)의 일단부 위치를 순차적으로 측정하는 맵핑 순서를 설정하게 된다.

그리고, 상기 웨이퍼 위치 설정단계(S40)에서는 상기 카세트(1)에 적층된 각 웨이퍼(2)의 위치를 변위센서(120)를 이용하여 측정하는 것으로, 상기 측정된 각 웨이퍼(2)의 위치값은 상기 맵핑 포지션 데이터 설정단계(S20)에서 설정된 정상 기본위치와 비교·계산하여 각 웨이퍼(2)의 이동위치를 설정하게 된다.

이때, 상기 각 단계(S10, S20, S30, S40)에서 설정된 설정치들은 제어부(130)로 전송되어 저장되는 것으로, 상기 제어부(130)에 설정된 설정치에 의하여 상기 각 웨이퍼(2)의 위치변위가 상기 웨이퍼 위치 수정단계(S50)에서 이루어지게 된다.

상기 웨이퍼 위치 수정단계(S50)에서는 상기 맵핑 순서 설정단계(S30) 및 상기 웨이퍼 위치 설정단계(S40)에서 설정된 각 웨이퍼(2)의 이동위치 값에 따라 각 웨이퍼(2)를 이동시키는 것으로, 상기 웨이퍼(2)의 이동은 로봇암(미 도시)에 의해 이동된다.

이때, 상기 각 웨이퍼(2) 수정변위값(deltaY)에 관련한 관계식은,

deltaY = [{Dcs(n-1) + Dcs(n)}/2 - Ds0] / ADC계수 (mm)이고,

상기 관계식의 수정변위값(deltaY)에 정상적인 로봇암의 티칭위치를 합산하여 웨이퍼(2)를 이동시키기 위한 최종 로봇암 이동위치가 결정되고, 상기 로봇암은 상기 제어부(130)에 의하여 동작됨으로 각 웨이퍼(2)의 위치 수정이 이루어지게 되는 것이다.

참고로, 상기 n은 웨이퍼의 단수를 나타내는 것이고, Dcs는 Vcn(n번째 웨이퍼에서 검출한 아날로그 전압 값)의 디지털값이며, Ds0은 정상위치의 웨이퍼 위치값이고, ADC계수는 컨버터(134)의 계수를 나타내는 것이다.

상기 웨이퍼(2)의 맵핑을 하는 변위센서(120)는 수직이동부(100)와 수평이동부(110)에 의해 이동되고, 상기 수평이동부(110)와 수직이동부(100)는 상기 제어부(130)에 의해 제어되는 것이다.

상기 제어부(130)는 펄스발생기(132)와 컨버터(134)를 포함하는 것으로, 상기 수직이동부(100)는 펄스발생기(132)에 의해 작동되고, 상기 컨버터(134)는 상기 변위센서(120)에서 측정된 아날로그방식의 측정치를 디지털방식으로 변환시켜 제어부(130)에 저장시키게 된다.

상기 변위센서(120)는 발광부(122)와 수광부(124)로 구성되며, 상기 웨이퍼(2)의 일단 측면에 위치되어 상기 발광부(122)에서 광을 발산시키고, 상기 수광부(124)에 전달되는 광의 위치에 의해 상기 웨이퍼(2)의 일단부 위치를 측정하게 된다.

상기 변위센서(120)에서 측정된 각 웨이퍼(2)의 위치는 작업 전에 측정된 상기 카세트(1) 내의 정상위치의 웨이퍼와 비교하여, 오차만큼 상기 웨이퍼(2)의 위치를 수정·변위 시키는 것이다.

상기와 같은, 변위센서(120)는 상기 카세트(1)의 외부 상측에서 시작하여 카세트(1) 내부 높이 방향을 따라 하측으로 이동되면서, 상기 다수의 웨이퍼(2)의 단부를 순차적으로 측정·맵핑을 실시한 후, 상기 카세트(1)의 외부 하측에 위치시키게 된다.

상기 수평이동부(110)는 상기 변위센서(120)를 수평이동시키는 것으로, 상기 변위센서(120)를 맵핑 전 위치(120-1)에서 맵핑 시 위치(120-2)로 이동시키거나, 맵핑이 끝난 변위센서(120)를 맵핑 후 위치(120-3)로 이동시키게 된다.

그리고, 상기 수직이동부(100)는 상기 변위센서(120)를 수직방향으로 이동시키는 것으로, 맵핑 시 위치(120-2)에서 각 웨이퍼(2)의 위치를 측정하기 위해 카세 트(1) 높이 방향을 따라 이동시키는 것이다.

상기 수직이동부(100)는 수직이동모터 드라이버(102)와 수직이동모터(104)로 구성되는 것으로, 상기 제어부(130) 펄스발생기(132)의 신호를 상기 수직이동모터 드라이버(102)에서 변환시켜 상기 수직이동모터(104)를 동작시키게 된다.

그리고, 상기 변위센서(120)에서 측정된 아날로그방식의 측정치는 컨버터(134)에 의해 디지털방식으로 변환되고, 변환된 측정치는 상기 제어부(130)에 저장되어 기 설정된 정상위치의 웨이퍼 단부 위치값과 비교·계산되어 상기 웨이퍼(2)를 정상위치로 이동시키게 된다.

상기 이동은 로봇암(미 도시)에 의해 이동되는 것으로, 상기 제어부(130)에 의해 정확하게 이동됨으로 오차발생이 감소되고, 작업시간을 단축시킬 수 있게 된다.

상기 제어부(130)는 상기에서 설정된 티칭라인(10)과 맵핑 전 설정되는 정상위치의 웨이퍼 위치설정, 상기 변위센서(120)의 각 단계 위치 및 맵핑 순서를 저장하고, 상기 저장된 각 설정치와 맵핑시 측정된 각 웨이퍼(2)의 위치를 개별 비교·계산하여 상기 각 웨이퍼(2)의 수정변위에 따른 로봇암의 이동위치를 설정 및 제어함으로 맵핑작업이 마무리된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 변위센서를 이용한 웨이퍼 맵핑장치 및 맵핑방법에 의하면, 카세트에 적층되는 다수의 웨이퍼를 티칭라인을 중심으로 용이 하게 배열할 수 있어 종래보다 배열시간을 단축시킬 수 있고, 작업비용을 절감시킬 수 있으며, 상기 웨이퍼들의 정확한 배열에 따라 상기 카세트 이동시, 상기 웨이퍼가 손상되는 것을 방지할 수 있어 작업의 효율성을 향상시킬 수 있게 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.

Claims (4)

1. 웨이퍼가 일정간격으로 적층되는 카세트의 내부에 상기 웨이퍼의 중심점이 위치되는 티칭라인을 설정하는 단계;

   상기 티칭라인 선상에 중심이 위치된 정상적인 웨이퍼의 일단부 위치를 변위센서로 측정하여 상기 웨이퍼의 정상위치를 설정하는 맵핑 포지션 데이터 설정단계;

   상기 카세트에 다수의 웨이퍼를 적층시킨 후, 상기 웨이퍼의 맵핑 순서를 설정하는 맵핑 순서 설정단계;

   상기 순서에 맞도록 상기 변위센서를 이동시켜 적층된 각 웨이퍼의 일단부 위치를 측정하고, 기 설정된 상기 웨이퍼의 정상위치와 비교하여 각 웨이퍼의 수정변위를 설정하는 웨이퍼 변위 설정단계;

   상기 설정된 각 웨이퍼의 수정변위에 따라 상기 각 웨이퍼의 위치를 수정하는 웨이퍼 위치 수정단계를 포함하여 이루어지는 변위센서를 이용한 웨이퍼 맵핑방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 변위센서는,

   수직이동부에 의해 상기 카세트의 상하방향으로 수직이동되고, 수평이동부에 의해 상기 카세트의 수평방향으로 이동되며, 제어부에 의해 상기 수직이동부와 수 평이동부가 제어되는 것을 특징으로 하는 변위센서를 이용한 웨이퍼 맵핑방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 수직이동부는 상기 제어부에서 발생되는 펄스에 의해 동작되는 것을 특징으로 하는 변위센서를 이용한 웨이퍼 맵핑방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 변위센서는 광을 발산하는 발광부와 상기 발광부의 광을 수신하는 수광부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 변위센서를 이용한 웨이퍼 맵핑방법.

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