KR101577339B1 - 웨이퍼 이재장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카세트에 적치되어 있는 다수장의 웨이퍼를 다른 위치로 이재함에 있어서 웨이퍼의 공정면에 대해서는 이재 과정에서 접촉 현상이 발생하지 않도록 제어하면서 웨이퍼를 파레트로 정확하게 이재할 수 있는 웨이퍼 이재장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 웨이퍼 이재장치는, 긴 막대 형상을 가지는 설치 지그; 상기 설치 지그의 일단에 설치되며, 카세트에 좁은 간격으로 적재되어 있는 다수장의 웨이퍼 사이로 진입하여 다수장의 웨이퍼 중 하나의 하면을 흡착하는 박형 흡착 모듈; 상기 카세트에 인접하게 설치되며, 상기 박형 흡착 모듈에 의하여 흡착된 웨이퍼의 하면을 지지하면서 상기 웨이퍼를 중간 탑재하는 중간 탑재부; 상기 설치 지그의 타단에 설치되며, 상기 중간 탑재부에 탑재된 웨이퍼의 상면을 비접촉식으로 흡착하는 비접촉식 흡착 모듈; 상기 설치 지그의 중앙 부분에 결합되어 설치되며, 상기 박형 흡착 모듈과 비접촉식 흡착 모듈을 상기 카세트 위치, 중간 탑재부 위치 및 파레트 위치로 이동시키는 이동 수단을 포함한다.

Description

웨이퍼 이재장치{THE APPARATUS FOR TRANSFERRING THE WAFERS}

본 발명은 웨이퍼 이재장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카세트에 적치되어 있는 다수장의 웨이퍼를 다른 위치로 이재함에 있어서 웨이퍼의 공정면에 대해서는 이재 과정에서 접촉 현상이 발생하지 않도록 제어하면서 웨이퍼를 파레트로 정확하게 이재할 수 있는 웨이퍼 이재장치에 관한 것이다.

반도체, 엘이디, 태양전지 등의 제조 분야에서는 다양한 재질의 웨이퍼를 사용하여 디바이스를 제조한다. 이 과정에서는 공정의 효율성을 위하여 다수장의 웨이퍼를 카세트에 적치한 상태에서 다양한 공정 위치로 이송하면서 공정이 이루어진다.

이때 카세트에 적치되어 있는 다수장의 웨이퍼들은 특정한 공정 위치에서는 카세트를 벗어나서 파레트 등에 장착된 상태에서 공정이 진행되기도 한다. 이때 웨이퍼의 양 면 중 공정이 진행될 공정면은 파레트에 장착된 상태에서 상측을 향하도록 장착되어야 한다.

그리고 상기 웨이퍼의 공정면은 매우 정밀하게 보호되어야 하므로 오염이나 손상을 방지하기 이하여 이송 또는 이재 과정에서 어떠한 접촉 현상도 일어나지 않도록 취급되는 것이 바람직하다. 그런데 일반적으로 카세트는 편의성과 공정 효율성을 위하여 다수장의 웨이퍼가 적치되어 있는 카세트의 피치 간격이 매우 좁게 제작되는 것이 일반적이다. 따라서 이렇게 좁은 피치의 카세트에 적치되어 있는 웨이퍼를 공정면에 접촉 현상이 발생하지 않도록 그리핑한 상태에서 파레트에 이재하는 것은 매우 어려운 작업이다.

종래에 이러한 웨이퍼 이재 작업에 자동으로 대응할 수 있는 기술의 개발이 저조하여 이에 대한 적극적인 기술 개발의 필요성이 대두되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 카세트에 적치되어 있는 다수장의 웨이퍼를 다른 위치로 이재함에 있어서, 웨이퍼의 공정면에 대해서는 이재 과정에서 접촉 현상이 발생하지 않도록 제어하면서 웨이퍼를 파레트로 정확하게 이재할 수 있는 웨이퍼 이재장치에 관한 것이다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 이재장치는, 막대 형상을 가지는 설치 지그; 상기 설치 지그의 일단에 설치되며, 카세트에 일정한 간격으로 적재되어 있는 다수장의 웨이퍼 사이로 진입하여 다수장의 웨이퍼 중 하나의 하면을 흡착하는 박형 흡착 모듈; 상기 카세트에 인접하게 설치되며, 상기 박형 흡착 모듈에 의하여 흡착된 웨이퍼의 하면을 지지하면서 상기 웨이퍼를 중간 탑재하는 중간 탑재부; 상기 설치 지그의 타단에 설치되며, 상기 중간 탑재부에 탑재된 웨이퍼의 상면을 비접촉식으로 흡착하는 비접촉식 흡착 모듈; 상기 설치 지그의 중앙 부분에 결합되어 설치되며, 상기 박형 흡착 모듈과 비접촉식 흡착 모듈을 상기 카세트 위치, 중간 탑재부 위치 및 파레트 위치로 이동시키는 이동 수단을 포함한다.

그리고 본 발명에서 상기 박형 흡착 모듈은, 상기 웨이퍼의 중앙 부분을 진공 흡입력으로 흡착하는 진공 흡착 패드인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 비접촉식 흡착 모듈은, 베르누이 원리를 이용하여 상기 웨이퍼의 상면을 비접촉식으로 흡착하는 베르누이 흡착척 모듈인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 중간 탑재부에는, 상기 웨이퍼의 위치를 얼라인하는 얼라인 수단이 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 이동 수단은, 다관절 로봇인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 카세트 내에 좁은 피치로 적치되어 있는 웨이퍼를 꺼내거나 적재하는 경우에는 박형 흡착 모듈을 이용하여 웨이퍼의 배면을 흡착하여 이송하고, 파레트에 이재하는 경우에나 배출하는 경우에는 비접촉식 흡착 모듈을 이용하여 비접촉식으로 웨이퍼의 공정면을 흡착하여 웨이퍼의 공정면에 대하여 아무런 오염이나 손상없이 이재할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이재장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2, 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 설치지그의 구조를 도시하는 사시도들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 박형 흡착 모듈의 흡착 과정을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 베르누이 흡착척 모듈의 웨이퍼 흡착 과정을 도시하는 도면이다.
도 6, 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 박형 흡착 모듈의 웨이퍼 언로딩 과정을 도시하는 도면들이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 웨이퍼 이재장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 설치 지그(10), 박형 흡착 모듈(20), 중간 탑재부(30), 비접촉식 흡착 모듈(40) 및 이동 수단(50)을 포함하여 구성될 수 있다.

먼저 상기 설치 지그(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 긴 막대 형상을 가지는 구조이며, 후술하는 박형 흡착 모듈(20)과 비접촉식 흡착 모듈(40)이 설치되는 공간을 제공한다. 실제로 상기 설치 지그(10)는 다양한 형상을 가질 수 있지만, 도 2에 도시된 바와 같이, 얇은 판넬 형태를 가지며, 양 말단은 설치되는 박형 흡착 모듈(20)과 비접촉식 흡착 모듈(40)의 형상과 대응되는 형상을 가지는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 박형 흡착 모듈(20)은 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 상기 설치 지그(10)의 일단에 설치되며, 카세트(C)에 좁은 간격으로 적재되어 있는 다수장의 웨이퍼(W) 사이로 진입하여 다수장의 웨이퍼 중 하나의 하면을 흡착하는 구성요소이다. 즉, 상기 박형 흡착 모듈(20)은 도 4에 도시된 바와 같이, 좁은 간격으로 웨이퍼(W)가 적층되어 있는 카세트(C) 사이로 진입하여 하나의 웨이퍼(W)를 흡착하고 후술하는 이동 수단(50)의 구동에 의하여 흡착된 웨이퍼(W)를 반출하는 구성요소이다. 이때 상기 박형 흡착 모듈(20)은 상기 웨이퍼(W)의 양면중 공정면이 아닌 면을 직접 접촉하여 흡착한다.

따라서 상기 박형 흡착 모듈(20)은 얇은 두께를 가지는 구조이면 충분하고, 웨이퍼(W)표면과 직접 접촉하면서 흡착하는 구조를 가질 수도 있다. 본 실시예에서 상기 박형 흡착 모듈(20)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(W)의 중앙 부분을 진공 흡입력으로 흡착하는 진공 흡착 패드인 것이 바람직하다.

다음으로 상기 중간 탑재부(30)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 카세트(C)에 인접하게 설치되며, 상기 박형 흡착 모듈(20)에 의하여 흡착된 웨이퍼(W)의 하면을 지지하면서 상기 웨이퍼(W)를 중간 탑재하는 구성요소이다. 즉, 상기 중간 탑재부(30)는 본 실시예에 따른 웨이퍼 이재장치(1)에 의하여 웨이퍼(W)가 카세트(C)로부터 파레트(60)로 이동되는 과정에서 웨이퍼(W)를 중간에 임시로 탑재하는 버퍼(buffer) 공간을 제공하는 구성요소이다.

따라서 상기 중간 탑재부(30)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 일정한 높이를 가지는 탑재대(32)와, 실제로 웨이퍼(W)의 하면을 점접촉으로 지지하는 다수개의 지지핀(34)으로 구성될 수 있다. 이러한 구조를 가지는 중간 탑재부(30)에 대하여, 상기 박형 흡착 모듈(20)에 하면이 흡착된 웨이퍼(W)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 지지핀(34) 사이의 공간으로 상기 박형 흡착 모듈(20)이 진입하여 웨이퍼(W)를 상기 지지핀(34) 상에 내려놓는 방식으로 탑재된다.

한편 본 실시예에 따른 중간 탑재부(30)에는 상기 웨이퍼(W)의 위치를 얼라인(align)하는 얼라인 수단(도면에 미도시)이 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 얼라인 수단은 상기 웨이퍼(W)의 흡착 및 이재 과정에서 웨이퍼의 위치가 이동되는 경우 이를 정확한 위치로 이동시키기 위한 구성요소이다. 따라서 상기 얼라인 수단은 상기 웨이퍼의 위치를 감지할 수 있는 비전부(도면에 미도시)와 상기 비전부의 감지에 의하여 감지된 위치를 수평 이동시킬 수 있는 웨이퍼 이동수단(도면에 미도시)으로 구성될 수 있다.

다음으로 상기 비접촉식 흡착 모듈(40)은 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 상기 설치 지그(10)의 타단에 설치되며, 상기 중간 탑재부(30)에 탑재된 웨이퍼(W)의 상면(W1)을 비접촉식으로 흡착하는 구성요소이다. 즉, 상기 비접촉식 흡착 모듈(40)은 상기 웨이퍼의 양면 중 공정이 진행되어야 하므로 아무런 접촉이 발생하지 않아야 할 공정면(W1)을 비접촉 방식으로 흡착하는 구성요소이다.

따라서 본 실시예에서 상기 비접촉식 흡착 모듈(40)은 베르누이 원리를 이용하여 상기 웨이퍼의 상면(W1)을 비접촉식으로 흡착하는 베르누이 흡착척 모듈인 것이 바람직하다. 구체적으로 상기 베르누이 흡착척 모듈(42)은 도 5에 도시된 바와 같이, 모듈(42)의 중앙 부분에서 외측 방향으로 강한 압력으로 기체를 분사하면, 베르누이의 원리에 의하여 웨이퍼와 모듈(42)이 이루는 공간(43)의 중앙 부분의 압력이 낮아져서 웨이퍼(W)가 흡착척 모듈(42) 방향으로 흡착되는 원리로 웨이퍼를 흡착하는 것이다. 따라서 상기 베르누이 흡착척 모듈(42)은 웨이퍼를 흡착하지만 웨이퍼와 접촉하지는 않는 상태를 유지하는 것이다.

이러한 구조의 베르누이 흡착척 모듈(42)이 하나의 비접촉식 흡착 모듈(40)에 다수개가 일정한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.

다음으로 상기 이동 수단(50)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 설치 지그(10)의 중앙 부분에 결합되어 설치되며, 상기 박형 흡착 모듈(20)과 비접촉식 흡착 모듈(40)을 상기 카세트(C) 위치, 중간 탑재부(30) 위치 및 파레트(60) 위치로 이동시키는 구성요소이다. 따라서 상기 이동 수단(50)은 상기 설치 지그(10)를 다양한 위치로 이동시킬 수 있는 다양한 구조로 구성될 수 있으며, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 다관절 로봇으로 구성될 수 있다.

이하에서는 이러한 구조를 가지는 웨이퍼 이재수단(1)을 이용하여 웨이퍼(W)를 이재하는 과정을 설명한다.

먼저 이동수단(50)을 구동하여 박형 흡착 모듈(20)을 카세트(C)에 적재되어 있는 이동 대상 웨이퍼(W) 하측으로 진입시킨다. 그리고 나서 상기 박형 흡착 모듈(20)의 흡착 동작을 가동한 상태로 상기 박형 흡착 모듈(20)을 상기 웨이퍼 하면(W2)에 접근시키면 상기 웨이퍼(W)가 상기 박형 흡착 모듈(20)에 접촉되어 흡착된다.

이 상태에서 상기 이동수단(50)을 구동시켜 상기 박형 흡착 모듈(20)을 상기 중간 탑재부(30) 방향으로 이동시킨다. 그리고 나서 상기 박형 흡착 모듈(20)이 상기 지지핀(34)과 충돌하지 않도록 상기 지지핀(34) 사이로 진입시켜 상기 웨이퍼를 상기 지지핀(34) 상에 내려놓고 상기 박형 흡착 모듈(20)을 후퇴시킨다.

그리고 웨이퍼에 대한 얼라인 작업이 필요한 경우에는 얼라인 수단을 구동시켜 웨이퍼의 위치를 이동시키는 얼라인 과정을 수행할 수 있다.

다음으로 비접촉식 흡착 모듈(40)을 상기 지지핀(34) 상에 탑재되어 있는 웨이퍼 상측으로 이동시키고, 흡착 동작을 구동시켜 상기 웨이퍼의 공정면(W1)을 비접촉식으로 흡착한다. 그리고 나서 상기 이동수단(50)을 구동시켜 상기 비접촉식 흡착 모듈(40)을 상기 파레트(60)의 웨이퍼 안착 위치로 이동시킨다. 웨이퍼가 정확한 위치로 이동되면 상기 비접촉식 흡착 모듈(40)을 흡착 동작을 정지시켜 웨이퍼를 파레트(60)에 내려 놓는다.

파레트(60)로부터 다시 카세트(C)로 웨이퍼(W)를 이재시키는 과정은 전술한 과정의 역순으로 진행될 수 있다.

1 : 본 발명 일 실시예에 따른 웨이퍼 이재장치
10 : 설치 지그 20 : 박형 흡착 모듈
30 : 중간 탑재부 40 : 비접촉식 흡착 모듈
50 : 이동 수단 C : 카세트
W : 웨이퍼

Claims (5)

1. 막대 형상을 가지는 설치 지그;
   상기 설치 지그의 일단에 설치되며, 카세트에 일정한 간격으로 적재되어 있는 다수장의 웨이퍼 사이로 진입하여 다수장의 웨이퍼 중 하나의 하면을 흡착하는 박형 흡착 모듈;
   상기 카세트에 인접하게 설치되며, 상기 박형 흡착 모듈에 의하여 흡착된 웨이퍼의 하면을 지지하면서 상기 웨이퍼를 중간 탑재하는 중간 탑재부;
   상기 설치 지그의 타단에 설치되며, 상기 중간 탑재부에 탑재된 웨이퍼의 상면을 비접촉식으로 흡착하는 비접촉식 흡착 모듈;
   상기 설치 지그의 중앙 부분에 결합되어 설치되며, 상기 박형 흡착 모듈과 비접촉식 흡착 모듈을 상기 카세트 위치, 중간 탑재부 위치 및 파레트 위치로 이동시키는 이동 수단을 포함하는 웨이퍼 이재장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 박형 흡착 모듈은,
   상기 웨이퍼의 중앙 부분을 진공 흡입력으로 흡착하는 진공 흡착 패드인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이재장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 비접촉식 흡착 모듈은,
   베르누이 원리를 이용하여 상기 웨이퍼의 상면을 비접촉식으로 흡착하는 베르누이 흡착척 모듈인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이재장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 중간 탑재부에는,
   상기 웨이퍼의 위치를 얼라인하는 얼라인 수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이재장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 이동 수단은,
   다관절 로봇인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이재장치.

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