KR100850181B1

KR100850181B1 - 씨엠피 장비의 웨이퍼 그리핑 장치

Info

Publication number: KR100850181B1
Application number: KR1020030095861A
Authority: KR
Inventors: 한경수
Original assignee: 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date: 2003-12-23
Filing date: 2003-12-23
Publication date: 2008-08-04
Also published as: KR20050065751A

Abstract

본 발명의 씨엠피 장비의 웨이퍼 그리핑 장치는, 웨이퍼를 그리핑할 때 웨이퍼에 직접 가해지는 스트레스를 제거하여 웨이퍼의 파손을 방지하기 위하여, 웨이퍼를 양측에서 그리핑하도록 대향 배치되는 그리퍼, 이 그리퍼를 상호 클로즈 및 오픈시키도록 상기 그리퍼에 각각 연결되는 랙, 이 랙 사이에 개재되어 회전 작동으로 랙을 상호 반대 방향으로 왕복 이동시키는 피니언, 및 이 피니언 기어를 구동시키도록 피니언 기어에 연걸되는 스텝 모터로 구성되어 있다.

그리퍼, 웨이퍼, 스텝모터, 스탭핑모터, 랙, 피니언

Description

씨엠피 장비의 웨이퍼 그리핑 장치 {WAFER GRIPPING ROBOT FOR CPM EQUIPMENT}

도 1은 본 발명에 따른 씨엠피 장비의 웨이퍼 그리핑 장치의 평면도이고,

도 2는 그리퍼의 상세도이다.

본 발명은 씨엠피(CMP; Chemical Mechanical Polishing) 장비의 웨이퍼 그리핑 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼를 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)하기 위하여 웨이퍼를 그리핑(gripping)할 때 웨이퍼에 직접 가해지는 스트레스를 제거하는 씨엠피 장비의 웨이퍼 그리핑 장치에 관한 것이다.

CMP 장비는 각종 케미컬을 이용하여 웨이퍼를 화학 기계적으로 연마하는 폴리싱부와 폴리싱 후 웨이퍼에 부착된 파티클 및 잔류물을 케미컬 및 브러시로 제거하는 크리너부로 구성되어 있다. 이때 웨이퍼는 패턴을 구비하고 있는 표면이 수평 상향 상태로 공정 진행된다.

이 크리너부는 수 개의 모듈로 구성되므로 각 모듈에서 공정을 마친 후 다음 모듈로 웨이퍼를 이송시키도록 로봇을 구비하고 있다.

이 로봇은 웨이퍼를 파지하여 이송하는 웨이퍼 그리핑 장치를 구비하고 있다. 이 웨이퍼 그리핑 장치는 로봇에 의하여 좌우로 이동되며 웨이퍼를 파지하는 그리퍼를 구비하고 있다. 이 그리퍼는 실린더에 의하여 오픈(open)되고 및 스프링에 의하여 클로즈(close)되도록 구성되어 있다.

즉, 이 웨이퍼 그리핑 장치는 실린더에 에어를 공급하여 그리퍼를 좌우로 오픈시키고, 이 상태로 하강되어 한 모듈에 로딩되어 있는 웨이퍼의 외주에서 정지된 후, 실린더의 에어 배출에 따른 스프링의 복원력으로 그리퍼를 클로즈시켜 웨이퍼의 측면을 파지하며, 이 상태로 상승되어(웨이퍼 언로딩), 로봇에 의하여 다른 모듈로 이송된 후, 그리퍼를 하강하고 실린더에 공급되는 에어에 의하여 그리퍼를 오픈시켜 파지되어 있던 웨이퍼를 다른 모듈에 로딩하게 된다.

이와 같이 웨이퍼 그리핑 장치는 실린더에 작용하고 있던 에어는 배출시키고 스프링의 탄성력으로 그리퍼를 클로즈시켜 웨이퍼를 파지하게 함으로서, 그리퍼의 클로즈 작동 시 웨이퍼에 충격을 발생시키고, 이 충격으로 인한 스트레스를 웨이퍼에 그대로 전달하기 때문에 로딩 및 언로딩 작용을 반복적으로 받게 되는 웨이퍼를 파손시키는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 웨이퍼를 그리핑할 때 웨이퍼에 직접 가해지는 스트레스를 제거하여 웨이퍼의 파손을 방지하는 씨엠피 장비의 웨이퍼 그리핑 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 씨엠피 장비의 웨이퍼 그리핑 장치는,

웨이퍼를 양측에서 그리핑하도록 대향 배치되는 그리퍼,

상기 그리퍼를 상호 클로즈 및 오픈시키도록 상기 그리퍼에 각각 연결되는 랙,

상기 랙 사이에 개재되어 회전 작동으로 랙을 상호 반대 방향으로 왕복 이동시키는 피니언, 및

상기 피니언 기어를 구동시키도록 피니언 기어에 연결되는 스텝 모터를 포함하고 있다.

상기 그리퍼는 소켓형 퀵 타입으로 이루어져 있다.

상기 그리퍼는 실존 웨이퍼를 파지한 뒤 웨이퍼의 유무를 감지하도록 웨이퍼 감지센서를 구비하는 것이 바람직하다. 이 웨이퍼 감지센서는 그리퍼 내측에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 그리퍼는 웨이퍼를 파지한 상태로 하강하다가 돌발 상황을 감지하도록 안전 다운센서를 구비하는 것이 바람직하다. 이 안전 다운센서는 그리퍼의 하측에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 랙의 진행 방향에 대하여 그 측방에는 그리퍼의 오픈 및 클로즈 상태를 감지하도록 오픈/클로즈 감지센서를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 랙의 진행 방향에 대하여 그 선단 측에는 랙의 왕복 운동을 한정하는 리미트 블록을 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명의 이점 및 장점은 이하의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하 여 상세히 설명함으로서 보다 명확하게 될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 씨엠피 장비의 웨이퍼 그리핑 장치의 평면도로서, 크리너부의 한 모듈에서 다른 모듈로 웨이퍼(1)를 이송하기 위하여 웨이퍼(1)를 그리핑할 때 그리퍼(3)에 의하여 스트레스가 웨이퍼(1)에 직접 전달되지 않게 하여 로딩 및 언로딩의 반복에도 불구하고 웨이퍼(1)의 파손을 방지할 수 있도록 구성되어 있다.

이 웨이퍼 그리핑 장치는 그리퍼(3), 랙(5), 피니언(7), 및 스텝 모터(9)를 포함하고 있다.

이 그리퍼(3)는 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(1)를 그리핑할 수 있도록 상호 대향 구조로 형성 및 배치되는 소켓형의 퀵 타입으로 이루어져 있다. 이 소켓형 퀵 타입은 그리퍼(3)의 설치 및 교환을 용이하게 한다.

즉, 소켓형 퀵 타입의 그리퍼(3)는 그리퍼(3)의 결합 돌기(3a)와 이 결합 돌기(3a)가 결합되도록 랙(5)측에 연결되는 암(5a)에 구비되는 결합 홈(3b)으로 이루어져 있다.

이 그리퍼(3)는 웨이퍼 감지센서(11)를 구비하여, 실존 웨이퍼(1)를 파지한 후 웨이퍼(1)의 유무를 감지할 수 있게 한다. 이 웨이퍼 감지센서(11)는 실존 웨이퍼(1)의 파지를 감지하도록 그 내측에 구비되는 것이 바람직하다. 이와 같은 웨이퍼 감지센서(11)는 그리퍼(3) 내부의 걸림에 따른 문제들로 인하여 웨이퍼(1)의 유무를 판단할 수 없었던 것을 해결해 준다.

또한, 그리퍼(3)는 안전 다운센서(13)를 구비하고 있다. 이 안전 다운센서(13)는 웨이퍼(1)를 파지한 상태로 그리퍼(3)가 하강하다가 발생될 수 있는 돌발 상황을 미리 감지하게 된다. 따라서 이 안전 다운센서(13)는 하강하는 최선단인 그리퍼(3)의 하측에 설치되는 것이 바람직하다.

이 그리퍼(3)는 암(5a)을 개재하여 각 측 랙(5)에 연결되어 있다. 이 랙(5)의 왕복 작동에 따라 대향측에 다수로 배치되는 그리퍼(3)는 상호 클로즈 및 오픈 작동된다.

따라서, 그리퍼(3)의 클로즈 및 오픈 상태를 감지하기 위하여 오픈/클로즈 감지센서(15)가 구비되어 있다. 이 오픈/클로즈 감지센서(15)는 랙(5)의 왕복 진행 방향에 대하여 그 측방에 구비되어 이 랙(5)의 마크(17)를 감지함으로서 그리퍼(3)의 오픈 및 클로즈 상태를 간접적으로 감지하게 된다.

또한, 랙(5)의 왕복을 제한하기 위하여 리미트 블록(19)이 구비되어 있다. 이 리미트 블록(19)은 상기 랙(5)의 진행 방향에 대하여 그 선단 측에 일정 거리를 유지한 위치에 구비되어 있다.

이 리미트 블록(19)은 스텝 모터(9)의 고장으로 인하여, 랙(5)이 오버 진행되고, 이로 인하여 그리퍼(3)가 오버 클로즈 되고, 이로 인하여 웨이퍼(1)가 스트레스를 받게 되고, 이로 인하여 웨이퍼(1)가 파손되는 것과 같은 부작용을 물리적으로 방지하게 된다. 이는 상기 오픈/클로즈 감지센서(15)가 웨이퍼(1)의 파손을 전기적으로 방지하는 것과 같은 맥락을 형성한다.

한편, 피니언(7)은 상기와 같이 그리퍼(3)를 구비하고 있는 랙(5)에 구동력을 제공할 수 있도록 양측 랙(5) 사이에 동력 전달 가능하도록 기어 결합 구조를 이루고 있다. 따라서 피니언(7)이 회전됨에 따라 양측 랙(5)은 상호 반대 방향으로 왕복 이동된다.

이 피니언(7)은 상기 스텝 모터(9)에 동축으로 연결되어 있다. 따라서 이 스텝 모터(9)의 구동에 의하여 피니언(7)이 회전 작동되고, 랙(5)이 왕복 작동되어 그리퍼(3)로 웨이퍼(1)를 그리핑하게 된다.

이 스텝 모터(9)는 그리퍼를 클로즈 및 오픈시키기 위하여 정회전 및 역회전이 가능하며, 부하조건 및 기구의 강성에 대한 이득 값을 조정하지 않고도 컨트롤러(미도시)의 펄스 신호에 동기 회전할 수 있도록 구성되어 있다.

따라서 이 스텝 모터(9)는 높은 정도(精度)의 위치 결정 운전을 가능케 하여 웨이퍼(1)를 그리핑하는 그리퍼를 신속 및 정확하게 오픈 및 클로즈할 수 있게 한다. 따라서 웨이퍼(1)는 그리퍼(3)의 오픈 및 클로즈에 대한 직접적인 충격 및 스트레스를 받지 않게 된다.

스텝 모터(9)가 범위를 벗어나서 구동되면 상기 리미트 블록(19)에 의하여 랙(5)은 더 이상 진행되지 않게 되므로, 비상시에도 웨이퍼(1)는 스트레스를 받지 않게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명은 스텝 모터를 사용하여 그리퍼를 오픈 및 클로즈 작동시켜 웨이퍼를 그리핑함으로서 웨이퍼를 로딩 및 언로딩하기 위하여 웨이퍼 그리핑 시 웨이퍼가 직접 충격 및 스트레스를 받지 않게 하고, 이로 인하여 웨이퍼의 파손을 방지하게 된다.

Claims

웨이퍼를 양측에서 그리핑하도록 대향 배치되는 그리퍼,

상기 그리퍼를 상호 클로즈 및 오픈시키도록 상기 그리퍼에 각각 연결되는 랙,

상기 랙 사이에 개재되어 회전 작동으로 랙을 상호 반대 방향으로 왕복 이동시키는 피니언,

상기 피니언 기어를 구동시키도록 피니언 기어에 연결되는 스텝 모터, 및

상기 랙의 진행 방향에 대하여 그 선단 측에는 랙의 왕복 운동을 한정하는 리미트 블록을 포함하는 씨엠피 장비의 웨이퍼 그리핑 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 그리퍼는 소켓형 퀵 타입으로 이루어는 씨엠피 장비의 웨이퍼 그리핑 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 그리퍼는 상기 웨이퍼를 파지한 뒤 웨이퍼의 유무를 감지하는 웨이퍼 감지센서를 구비하는 씨엠피 장비의 웨이퍼 그리핑 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 웨이퍼 감지센서는 그리퍼 내측에 설치되는 씨엠피 장비의 웨이퍼 그리 핑 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 그리퍼는 웨이퍼를 파지한 상태로 하강하다가 돌발 상황을 감지하도록 안전 다운센서를 구비하는 씨엠피 장비의 웨이퍼 그리핑 장치.
청구항 5에 있어서,

상기 안전 다운센서는 그리퍼의 하측에 설치되는 씨엠피 장비의 웨이퍼 그리핑 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 랙의 진행 방향에 대하여 그 측방에는 그리퍼의 오픈 및 클로즈 상태를 감지하도록 오픈/클로즈 감지센서를 포함하는 씨엠피 장비의 웨이퍼 그리핑 장치.
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