KR100940399B1 - 웨이퍼 돌출 감지 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스미프(SMIF; standard mechanical interface)장치에서 파드(POD) 내의 카세트에 수납된 웨이퍼의 정렬상태를 감지하여 카세트의 외측으로 돌출된 웨이퍼를 정위치로 밀어넣음으로써 파드 커버가 닫힐 때 웨이퍼와의 충돌을 방지할 수 있도록 하는 웨이퍼 돌출 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명의 웨이퍼 돌출 감지 장치는, 다수의 웨이퍼가 수납되는 카세트와, 상기 카세트를 내부에 수납하고 상하로 승강되는 파드 커버가 구비된 파드와, 상기 웨이퍼의 상기 카세트 외측으로의 돌출 여부를 감지하는 발광부와 수광부로 이루어진 돌출감지센서와, 상기 수광부로부터 신호를 수신하여 상기 웨이퍼의 돌출 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 웨이퍼 돌출 감지 장치에 있어서, 상기 돌출감지센서는 상기 파드 커버가 하강된 상태에서는 상기 파드의 외부에 위치하고, 상기 파드 커버가 승강된 상태에서는 상기 파드의 내부로 진입되어 상기 웨이퍼의 돌출 여부를 감지하는 것을 특징으로 한다.

파드, 카세트, 웨이퍼, 돌출감지센서, 푸싱바.

Description

웨이퍼 돌출 감지 장치 및 방법{Apparatus and method for sensing of wafer protrusion}

본 발명은 웨이퍼 돌출 감지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스미프(SMIF; standard mechanical interface)장치에서 파드(POD) 내의 카세트에 수납된 웨이퍼의 정렬상태를 감지하여 카세트의 외측으로 돌출된 웨이퍼를 정위치로 밀어넣음으로써 파드 커버가 닫힐 때 웨이퍼와의 충돌을 방지할 수 있도록 하는 웨이퍼 돌출 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.

스미프(SMIF; standard mechanical interface)장치는 반도체 웨이퍼 제조 공정을 수행하는 반도체 장비의 주변 장치로서, 좁은 공간의 청정실 등에서 대기 콘트롤 및 프로세스 처리시 인위적인 실수 등을 방지하여 다수의 웨이퍼가 수납된 웨이퍼 카세트를 반도체 공정 장비에 안전하게 투입하거나 반출하는 장치이다.

도 1은 종래 스미프 장치에 파드가 놓여진 모습을 나타내는 사시도이다.

스미프 장치(1)는 공정 대기중인 웨이퍼(W) 및 웨이퍼 카세트(20)를 파드(POD, 10)라고 하는 밀폐된 특수용기에 넣어서 보관, 반송하고 고청정도가 유지된 환경에서만 공정이 이루어지도록 되어 있어, 외부 환경변화로부터 완전하게 격 리되기 때문에 안정된 수율을 유지할 수 있도록 하는 장치이다.

상기 파드(10)는 전면에 구비된 파드 커버(15, 도 3 참조)가 상하로 승강되어 개폐되는 구조로 되어 있어, 상기 파드(10) 내부의 카세트(20)에 수납된 웨이퍼(W)를 상기 파드(10)의 내외로 출납될 수 있도록 한다.

작업자는 다수의 웨이퍼(W)를 수납한 카세트(20)가 들어 있는 파드(10)를 옮겨와 스미프 장치(1)에 올려놓고, 공정의 진행을 위해서 상기 파드(10)가 개방되도록 작동시키게 된다. 상기 파드(10)의 개방은 파드 커버(15)를 상측으로 들어올림으로써 이루어진다.

도 2는 종래 웨이퍼 공정 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.

파드(10)가 개방된 후에는 카세트(20) 내부에 수납되어 있는 웨이퍼(W)는 트랜스퍼 챔버(40)의 이송로봇(45)에 의해 해당 공정 챔버(50)의 웨이퍼 안착부(55)로 이송되어 공정이 진행된다. 공정 챔버(50)에서 공정이 완료된 후에는 이송로봇(45)을 이용하여 웨이퍼(W)를 다시 파드(10) 내부의 카세트(20)로 이동시키고, 파드 커버(15)를 하측으로 내려서 파드(10)를 닫아 작업자가 상기 파드(10)를 이동할 수 있는 상태로 작동시키게 된다.

이때 만일 웨이퍼(W)가 카세트(20)에 수납됨에 있어서, 정상 위치에 정렬되지 않고 상기 카세트(20)의 외측으로 돌출된 상태로 수납되는 경우에는 상기 파드 커버(15)가 수직으로 하강하는 동안 돌출된 웨이퍼(W1)와 충돌하는 사고가 발생하게 된다. 또한, 이러한 충돌에 의한 웨이퍼(W1)의 파편이 주변으로 분산되면서 카세트(20) 내부에 있는 다른 웨이퍼(W)에도 손상이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 웨이퍼 카세트에 수납된 웨이퍼의 돌출여부를 감지함과 아울러 카세트의 외측으로 돌출된 웨이퍼를 정상 위치로 복귀되도록 밀어넣음으로써 파드 커버의 하강시에 웨이퍼와의 충돌로 인한 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있도록 하는 웨이퍼 돌출 감지 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 웨이퍼 돌출 감지 장치는, 다수의 웨이퍼가 수납되는 카세트와, 상기 카세트를 내부에 수납하고 상하로 승강되는 파드 커버가 구비된 파드와, 상기 웨이퍼의 상기 카세트 외측으로의 돌출 여부를 감지하는 발광부와 수광부로 이루어진 돌출감지센서와, 상기 수광부로부터 신호를 수신하여 상기 웨이퍼의 돌출 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 웨이퍼 돌출 감지 장치에 있어서, 상기 돌출감지센서는 상기 파드 커버가 하강된 상태에서는 상기 파드의 외부에 위치하고, 상기 파드 커버가 승강된 상태에서는 상기 파드의 내부로 진입되어 상기 웨이퍼의 돌출 여부를 감지하는 것을 특징으로 한다.

상기 돌출감지센서의 발광부와 수광부는 브라켓의 양측에 구비되며, 상기 브라켓에 형성된 레일을 따라서 이동되어 돌출된 웨이퍼를 카세트 내의 정상 위치로 밀어 넣는 푸싱바 구동부가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 푸싱바 구동부는, 제1 기어를 회전 구동시키는 모터와, 상기 제1 기어 의 직경보다 큰 직경을 가지고 상기 제1 기어에 치합되어 회전되는 제2 기어와, 상기 제2 기어와 연결되어 수평이동하는 푸싱바로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 푸싱바의 끝단에는 고무부재가 결합된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 웨이퍼 돌출 감지 방법은, 파드 내의 웨이퍼 카세트에 수납된 웨이퍼가 상기 카세트의 외측으로 돌출된 상태를 감지하는 웨이퍼 돌출 감지 방법에 있어서, 파드의 전면에 형성된 파드 커버를 승강시켜 상기 파드를 개방시키는 단계; 상기 웨이퍼의 돌출 여부를 감지하기 위한 발광부와 수광부로 이루어진 돌출감지센서를 상기 파드의 내부로 진입시키는 단계; 상기 발광부의 광신호를 상기 수광부에서 감지하여 웨이퍼의 돌출 여부를 감지하는 단계; 상기 수광부에서 광신호를 수광한 경우에는, 상기 돌출감지센서는 상기 파드의 외부로 복귀되고, 상기 수광부에서 광신호가 차단된 경우에는, 상기 수광부에서 제어부로 신호를 전송하는 단계;및 상기 제어부에서는 상기 전송받은 신호에 따라 푸싱바 구동부의 모터를 작동시켜 상기 돌출된 웨이퍼를 정상 위치로 밀어넣어 정렬시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 돌출감지센서로 웨이퍼의 돌출 여부를 감지하는 단계는, 제어부의 명령에 의해 타이머에 설정된 시간 내에 상기 수광부에서 광신호의 미감지시에는 경보음 발생부에서 경보음이 발령되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 웨이퍼 돌출 감지 장치 및 방법에 의하면, 웨이퍼 카세트에 수납된 웨이퍼의 돌출여부를 감지할 수 있는 돌출감지센서와, 카세트의 외측으로 돌출된 웨이퍼를 정상 위치로 밀어넣을 수 있는 푸싱바 구동부를 구비하여, 파드 커버의 하강시에 웨이퍼와의 충돌로 인한 공정사고를 방지함으로써 웨이퍼 수율의 안정화와 장비 가동율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 돌출 감지 시스템의 작동 상태도로서, 도 3의 (a)는 파드 커버(15)의 하강으로 파드(10)가 밀폐된 상태를 나타내고, 도 3의 (b)는 파드 커버(15)의 승강으로 파드(10)가 개방된 상태를 나타낸다.

웨이퍼(W)가 적재된 카세트(20)는 파드(10)의 내부에 고정된 상태로 되어 있고, 파드 커버(15)는 승강구동장치(미도시됨)에 의해 상하로 승강되어 상기 파드(10)의 개폐가 이루어진다.

카세트(20) 내부에 수납된 웨이퍼(W)는 고진공의 공정 챔버(50)로 투입되기 전에 저진공상태를 유지해야 하므로, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 파드 커버(15)를 하강시켜 상기 파드(10)의 내부 공간이 밀폐되도록 한다.

한편, 상기 카세트(20) 내부에 수납된 웨이퍼(W)를 상기 파드(10)의 외부로 반출하거나 상기 파드(10)의 내부로 투입할 경우, 상기 파드 커버(15)가 승강되도록 하고 이송로봇(45)에 의해 웨이퍼(W)의 반송이 이루어진다.

웨이퍼(W)를 카세트(20)로부터 출납하는 과정에 있어서, 여러가지 원인에 의 해 웨이퍼(W)가 카세트(20)의 슬롯(slot)에 비정상적인 위치에 안착되는 경우가 발생한다.

이와 같이 비정상적으로 안착되거나 슬라이딩되어 카세트(20)의 외측으로 돌출된 웨이퍼(W1)는 상기 파드 커버(15)가 하강하는 과정에서 충돌로 인해 웨이퍼(W1)의 파손이 생길 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 웨이퍼(W)의 돌출 여부를 감지하기 위한 돌출감지센서(60)를 설치한다.

상기 돌출감지센서(60)는 웨이퍼(W)의 돌출 여부를 감지하기 위해 광신호를 발생시키는 발광부(61)와 상기 발광부(61)의 광신호를 수신하는 수광부(62)로 이루어진다.

또한, 상기 수광부(62)로부터 신호를 전송받아 웨이퍼(W)의 돌출 여부를 판단하는 제어부(70)가 구비된다.

상기 돌출감지센서(60)의 발광부(61)와 수광부(62)는 브라켓(65)의 양측에 부착된다.

상기 돌출감지센서(60)를 포함한 돌출감지장치(5)는, 파드 커버(15)가 하강하여 파드(10)가 밀폐된 상태에서는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 파드(10)의 외부에 위치하게 되고, 파드 커버(15)가 승강하여 개방된 상태에서는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 파드(10) 내부의 카세트(20)의 전면으로 이동되도록 하여 상기 돌출감지센서(60)의 발광부(61)와 수광부(62)에 의해 웨이퍼(W)의 돌출 여부를 감지하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 푸싱바 구동부를 나타내는 사시도이다.

본 발명에서는 돌출감지센서(60)에 의해 카세트(20)의 외측으로 돌출된 웨이퍼(W1)가 감지된 경우에, 상기 돌출된 웨이퍼(W1)를 정상 위치로 밀어넣기 위한 푸싱바 구동부(100)가 구비된다.

도 3과 도 4를 함께 참조하면, 상기 푸싱바 구동부(100)는 브라켓(65)의 일면에 형성된 레일(105)을 따라서 슬라이딩되도록 설치된다.

상기 푸싱바 구동부(100)는 상기 레일(105)을 따라서 이동되며, 제1 기어(110)가 회전되도록 구동시키는 모터(140)와, 상기 제1 기어(110)의 직경보다 큰 직경을 가지고 상기 제1 기어(110)에 치합되어 회전되는 제2 기어(120)와, 상기 제2 기어와 결합되어 상기 제2 기어(120)와 함께 수평이동하는 푸싱바(125)로 구성된다.

상기 제2 기어(120)의 축(120a)과 상기 푸싱바(125)의 상하측에는 가이드(122)가 설치되어, 상기 모터(140)의 구동에 따라서 상기 제2 기어(120)와 상기 푸싱바(125)는 상기 가이드(122)에 의해 지지되어 좌우로 수평이동하게 된다.

또한, 상기 푸싱바(125)의 끝단은 고무부재(130)가 결합되도록 하여 돌출된 웨이퍼(W1)를 정상 위치로 밀어넣을 때 접촉에 의한 웨이퍼(W1)의 손상을 방지하게 된다.

상기 제1 기어(110)와 제2 기어(120)간의 기어비를 통하여 상기 푸싱바(125)의 수평이동 속도를 감속시켜 웨이퍼(W1)를 부드럽게 밀어넣을 수 있게 된다.

상기 돌출감지센서(60)에서 돌출된 웨이퍼(W1)가 감지되면, 제어부(70)에서는 상기 푸싱바 구동부(100)를 돌출된 웨이퍼(W1)가 위치한 해당 슬롯으로 레 일(105)을 따라 이동되도록 함과 아울러 모터(140)를 구동시키게 된다. 상기 돌출된 웨이퍼(W1)가 위치한 해당 슬롯의 위치 감지를 위한 별도의 센서(미도시됨)가 추가로 구비된다.

모터(140)의 구동에 의해 상기 푸싱바(125)가 수평으로 이동되어 돌출되는 길이는, 웨이퍼(W)가 카세트(20) 안쪽에 닿는 길이를 미리 계산하여 제어함으로써 항상 같은 위치 만큼만 이동 후 복귀되도록 제어된다.

도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 돌출 감지 시스템의 제어 회로도이다.

본 발명에서는 디지털입력모듈(200)로부터 시간정보를 입력받는 타이머(210)를 설치하여 설정된 시간 내에 상기 돌출감지센서(60)의 수광부(62)에서 광신호가 감지되지 않는 경우에는 제어부(70)의 명령에 의해 경보음 발생부(80)에서 경보음이 발령되도록 제어됨과 아울러, 상기 타이머(210)에서의 설정 시간 내에 푸싱바 구동부(100)의 작동이 이루어지지 않는 경우에는 다시 경보음 발생부(80)에서 경보음이 발령되도록 제어된다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

도 1은 종래 스미프 장치에 파드가 놓여진 모습을 나타내는 사시도,

도 2는 종래 웨이퍼 공정 장치를 개략적으로 도시한 평면도,

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 돌출 감지 시스템의 작동 상태도,

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 푸싱바 구동부를 나타내는 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 돌출 감지 시스템의 제어 회로도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

W,W1 : 웨이퍼 1 : 스미프 장치

5 : 돌출감지장치 10 : 파드(POD)

15 : 파드 커버 20 : 카세트

30 : 로드락 챔버 40 : 트랜스퍼 챔버

45 : 이송로봇 50 : 공정 챔버

60 : 돌출감지센서 61 : 발광부

62 : 수광부 65 : 브라켓

70 : 제어부 80 : 경보음 발생부

100 : 푸싱바 구동부 110 : 제1 기어

120 : 제2 기어 125 : 푸싱바

130 : 고무부재 140 : 모터

200 : 디지털 입력모듈 210 : 타이머

Claims (6)

1. 다수의 웨이퍼가 수납되는 카세트와, 상기 카세트를 내부에 수납하고 상하로 승강되는 파드 커버가 구비된 파드와, 상기 웨이퍼의 상기 카세트 외측으로의 돌출 여부를 감지하는 발광부와 수광부로 이루어진 돌출감지센서와, 상기 수광부로부터 신호를 수신하여 상기 웨이퍼의 돌출 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 웨이퍼 돌출 감지 장치에 있어서,

   상기 돌출감지센서는 상기 파드 커버가 하강된 상태에서는 상기 파드의 외부에 위치하고, 상기 파드 커버가 승강된 상태에서는 상기 파드의 내부로 진입되어 상기 웨이퍼의 돌출 여부를 감지하되,

   상기 돌출감지센서의 발광부와 수광부는 브라켓의 양측에 구비되며, 상기 브라켓에 형성된 레일을 따라서 이동되어 돌출된 웨이퍼를 카세트 내의 정상 위치로 밀어 넣는 푸싱바 구동부가 구비된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 돌출 감지 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 푸싱바 구동부는, 제1 기어를 회전 구동시키는 모터와, 상기 제1 기어의 직경보다 큰 직경을 가지고 상기 제1 기어에 치합되어 회전되는 제2 기어와, 상기 제2 기어와 연결되어 수평이동하는 푸싱바로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 돌출 감지 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 푸싱바의 끝단에는 고무부재가 결합된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 돌출 감지 장치.
5. 파드 내의 웨이퍼 카세트에 수납된 웨이퍼가 상기 카세트의 외측으로 돌출된 상태를 감지하는 웨이퍼 돌출 감지 방법에 있어서,

   파드의 전면에 형성된 파드 커버를 승강시켜 상기 파드를 개방시키는 단계;

   상기 웨이퍼의 돌출 여부를 감지하기 위한 발광부와 수광부로 이루어진 돌출감지센서를 상기 파드의 내부로 진입시키는 단계;

   상기 발광부의 광신호를 상기 수광부에서 감지하여 웨이퍼의 돌출 여부를 감지하는 단계;

   상기 수광부에서 광신호를 수광한 경우에는, 상기 돌출감지센서는 상기 파드의 외부로 복귀되고, 상기 수광부에서 광신호가 차단된 경우에는, 상기 수광부에서 제어부로 신호를 전송하는 단계;및

   상기 제어부에서는 상기 전송받은 신호에 따라 푸싱바 구동부의 모터를 작동시켜 상기 돌출된 웨이퍼를 정상 위치로 밀어넣어 정렬시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 돌출 감지 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 돌출감지센서로 웨이퍼의 돌출 여부를 감지하는 단계는, 제어부의 명령에 의해 타이머에 설정된 시간 내에 상기 수광부에서 광신호의 미감지시에는 경보음 발생부에서 경보음이 발령되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 돌출 감지 방법.

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