KR100835823B1 - 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 작업자에 의한 위치 변화와 조정 작업시 소요되는 시간을 줄임과 동시에 웨이퍼의 파손 현상을 방지할 수 있는 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 시스템은 수직 이동용 바의 하단 부위에 부착되어 있는 스테핑 모터; 수평 이동용 바에 부착되어 틀어짐을 방지하는 리니어 가이드; 상기 수직 이동용 바의 하단부와 상기 수평 이동용 바의 일측에 구비된 홈 센서; 상기 수직 이동용 바의 상단부와 상기 수평 이동용 바의 타측에 구비된 리미트 센서 및 웨이퍼 스테이지의 구동을 담당하는 모터로 이루어짐에 기술적 특징이 있다.

따라서, 본 발명의 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 시스템은 웨이퍼 스테이지의 구조 변경으로 인한 조정 오차를 최소화하여 웨이퍼의 흠집이나 파손을 감소할 수 있는 장점이 있으며, 위치 조정시 수동으로 조정하는 방식에서 스테핑 모터의 플러스 입력만으로 간편하게 스테이지의 위치를 변경할 수 있어 작업자의 작업 손실을 최소화하는 효과가 있다.

웨이퍼, 스테이지, 반자동, 스테퍼

Description

웨이퍼 스테이지 반자동 제어 시스템 및 방법{Semi-automatic control system and method for wafer stage}

도 1은 종래의 반도체 웨이퍼의 이송장치를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 시스템을 나타내는 개략도이다.

본 발명은 웨이퍼 스테이지(Wafer Stage) 반자동 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 작업자에 의한 위치 변화와 조정 작업시 소요되는 시간을 줄임과 동시에 웨이퍼의 파손 현상을 방지할 수 있는 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 반도체 웨이퍼의 이송장치를 나타내는 도면으로, 도 1(가)는 반도체 웨이퍼 이송 장치가 트랙(Track)과 스테퍼(Stepper) 사이에 설치된 상태를 나타내는 도면이고, 도 1(나)는 반도체 웨이퍼의 이송장치를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 웨이퍼 이송 장치(10)는 트랙(20)과 스테퍼(30) 사이에 설치되어, 상기 트랙(20) 또는 외부로부터 웨이퍼를 스테퍼(30)로 이송하는 역할을 한다.

상기 웨이퍼 이송 장치(10)는 상면에 4개의 웨이퍼 스테이지(40, 50)가 설치되어 있는데, 중앙에 설치된 2개의 스테이지(40)는 인라인(Inline)으로 셋팅되어 있고, 그 외측에 설치된 나머지 2개의 스테이지(50)는 로컬(Local)로 셋팅되어 있다.

상기 인라인으로 셋팅된 2개의 스테이지(40)는 상기 트랙(20)으로부터의 웨이퍼를 상기 스테퍼(30)로 자동 이송해 주는 역할을 수행하고, 상기 로컬로 셋팅된 2개의 스테이지(50)는 외부의 작업자로부터 공급된 웨이퍼를 스테퍼(30)로 이송해주는 역할을 수행한다.

즉, 외부 작업자가 웨이퍼 카셋트를 상기 로컬로 셋팅된 스테이지(50)에 올려 놓으면 상기 스테퍼(30)에서 로봇 암이 작동하여 상기 웨이퍼를 이송시킨다. 그러나 상기 로컬로 셋팅된 2개의 스테이지는 트랙과의 배열 차이로 인하여 불편한 문제점이 있었다.

즉, 트랙에서 스테퍼로 카셋트 스테이지의 방향이 설정되어 있어서, 로컬로 진행시 옆에서 웨이퍼 카셋트를 들고 다가가, 팔의 오른쪽이나 왼쪽이 앞으로 향하면서 셋팅 위치에 놓을 때 카셋트를 세워서 놓게 된다. 옆에서 이렇게 놓게 될 때, 부주의할 경우 카셋트를 놓쳐 웨이퍼에 손상을 줄 수 있고, 카셋트를 세울 때 옆으로 세우기 때문에 웨이퍼가 앞으로 쏠리게 되어 로봇 암이 상기 웨이퍼를 스테퍼로 가져갈 때에 웨이퍼가 파손되는 원인이 되기도 한다. 그리고 그런 자세로 셋팅할 경우 제대로 놓을 수 없는 경우가 발생한다는 문제점이 있었다.

또한, 종래 기술은 웨이퍼 스테이지의 높이 및 수평위치의 조정을 단순 매뉴얼에 의존하여 웨이퍼 스테이지 유닛의 위치가 인터페이스 블럭(Interface Block) 내에 있으므로 장비(스테퍼 & 트랙) 유지(Maintenance) 및 안전관리(Preventative Maintenance : PM)시 인터페이스 블럭을 움직여야만 한다.

상기 작업으로 인하여 출력 후 제 위치로 입력시 미세한 위치 변화가 발생된다. 또한 스테퍼와 트랙의 인라인을 위해서 웨이퍼 스테이지의 위치를 조정해야 한다. 그러나 조정 스크류(Screw)의 잠금장치를 해체한 후 수동으로 스테이지의 위치를 움직여 조정하도록 구성되어 있으므로 작업자의 개인적인 판단에 의지할 수밖에 없어 조정 오차의 발생으로 인하여 웨이퍼의 흠집이나 파손의 원인이 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인터페이스 모듈의 입출력 움직임시 미세한 위치의 변화에 따라 웨이퍼 스테이지의 위치가 쉬프트(Shift)되는데 이를 스크류를 통해 조정하면 작업자에 따라 위치가 틀려지는 경우가 있고 조정 작업시 소요되는 시간의 손실이 발생되는데 이를 반자동(Semi-Auto) 방식으로 변환하여 조정의 정확성과 시간의 손실을 줄여 오작동에 의한 웨이퍼의 손실을 감소하는 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 시스템 을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 수직 이동용 바의 하단 부위에 부착되어 있는 스테핑 모터; 수평 이동용 바에 부착되어 틀어짐을 방지하는 리니어 가이드; 상기 수직 이동용 바의 하단부와 상기 수평 이동용 바의 일측에 구비된 홈 센서; 상기 수직 이동용 바의 상단부와 상기 수평 이동용 바의 타측에 구비된 리미트 센서 및 웨이퍼 스테이지의 구동을 담당하는 모터를 포함하여 구성된 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 시스템에 의해 달성된다.

본 발명의 다른 목적은 수직 이동용 바의 하단 부위에 스테핑 모터와 볼 스크류를 부착한 후 수평 이동용 바에 리니어 가이드를 장착하는 단계; 상기 수직 이동용 바의 하단과 상단 부위에 홈 센서와 리미트 센서를 부착하는 단계 및 상기 홈 센서와 리미트 센서가 스테이지의 위치를 감지하는 단계를 포함하여 이루어진 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 방법에 의해 달성된다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 시스템을 나타내는 개략도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 종래의 수직과 수평을 고정하던 스크류를 제거하여 자동으로 위치 조정이 가능하게 하였다.

본 발명에 따른 구성요소를 상세히 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 수직 이동용 바(100)의 하단 부위에 스테핑 모터(Stepping Motor)(110)와 볼 스크류(120)를 부착하여 상기 볼 스크류(120)를 수직 이동축으로 활용하고, 고정은 스테핑 모터(110)의 서보 룩(Servo Look)으로 한다.

수평 이동용 바(130)의 슬라이더(Slider)를 제거하고 흔들림 없이 고 정밀도가 얻어지는 리니어 가이드(140)를 장착한다. 상기 리니어 가이드(140)를 수평 이동축으로 활용하고 그 이동은 스테핑 모터(110)로 한다. 상기 리니어 가이드(140)는 수직 방향의 모든 방향으로부터 큰 하중을 받을 수 있다.

상기 수직 이동용 바(100)의 하단과 상단 부위에 홈 센서(Home Senor)(150)와 리미트 센서(Limit Sensor)(170)를 각각 부착하고, 상기 수평 이동용 바(130)의 좌우 부위에 홈 센서(160)와 리미트 센서(180)를 각각 부착하여 위치 제어를 행한다. 상기 홈 센서(150, 160)는 수직과 수평 이동시 영점의 위치를 감지하고, 상기 리미트 센서(170, 180)는 수직과 수평의 동작 한계와 기준위치를 감지한다. 모터(190)의 구동은 타이밍 벨트(Timing Belt)와 엔코더(Encoder)로 한다.

따라서, 상기와 같은 시스템을 구성하면 스테핑 모터(110)와 엔코더를 이용한 위치 제어로 정확한 위치로 조정이 가능하여 스크류의 조정으로 인한 작업 손실을 스테핑 모터의 플러스 입력만으로 스테이지의 수직과 수평 이동을 자유롭게 이동시킬 수 있다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명의 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 시스템은 웨이퍼 스테이지의 구조 변경으로 인한 조정 오차를 최소화하여 웨이퍼의 흠집이나 파손을 감소할 수 있는 장점이 있으며, 위치 조정시 수동으로 조정하는 방식에서 스테핑 모터의 플러스 입력만으로 간편하게 스테이지의 위치를 변경할 수 있어 작업자의 작업 손실을 최소화하는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 수직 이동용 바;

   상기 수직 이동용 바의 하단 부위에 부착되어 있는 스테핑 모터;

   상기 수직 이동용 바의 상부에 부착되는 수평 이동용 바;

   상기 수평 이동용 바에 장착되는 리니어 가이드;

   상기 수직 이동용 바의 하단부와 상기 수평 이동용 바의 일측에 구비된 홈 센서;

   상기 수직 이동용 바의 상단부와 상기 수평 이동용 바의 타측에 구비된 리미트 센서;

   상기 수평 이동용 바 상에 배치되는 웨이퍼 스테이지; 및

   상기 웨이퍼 스테이지의 일 측에 배치되어, 상기 웨이퍼 스테이지의 구동을 담당하는 모터

   를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 스테핑 모터는 서보 룩으로 상기 수직 이동용 바를 고정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 리니어 가이드는 상기 스테핑 모터를 통해 이동하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 시스템.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 리니어 가이드는 수직 방향의 모든 방향으로부터 큰 하중을 받을 수 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 시스템.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 홈 센서는 수직과 수평 이동시 영점의 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 시스템.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 리미트 센서는 수직과 수평의 동작 한계와 기준위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 시스템.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 모터의 구동은 타이밍 벨트와 엔코더를 통하여 이루어지는 것을 특징으 로 하는 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 시스템.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 스테핑 모터는 수직 이동축을 조정하는 볼 스크류가 부착되어 있음을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 시스템.
9. 수직 이동용 바; 상기 수직 이동용 바의 하단 부위에 부착되어 있는 스테핑 모터; 상기 수직 이동용 바의 상부에 부착되는 수평 이동용 바; 상기 수평 이동용 바에 장착되는 리니어 가이드; 상기 수직 이동용 바의 하단부와 상기 수평 이동용 바의 일측에 구비된 홈 센서; 상기 수직 이동용 바의 상단부와 상기 수평 이동용 바의 타측에 구비된 리미트 센서; 상기 수평 이동용 바 상에 배치되는 웨이퍼 스테이지; 및 상기 웨이퍼 스테이지의 일 측에 배치되어, 상기 웨이퍼 스테이지의 구동을 담당하는 모터를 포함하는 스테이지 반자동 제어 시스템의 스테이지 위치를 상기 홈 센서와 상기 리미트 센서를 사용하여 감지하는 단계; 및

   상기 웨이퍼 스테이지를 상기 스테핑 모터 및 상기 모터에 의해서 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지 반자동 제어 방법.

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