KR102405424B1 - 웨이퍼 스테이지 장치 - Google Patents

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KR102405424B1
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 스테이지 본체부와, 상기 스테이지 본체부에 설치되며, 반도체 웨이퍼가 놓여지며 내부 공간이 존재하는 웨이퍼 지지부와, 상기 웨이퍼 지지부의 내부 공간에 위치될 수 있는 이젝터 돔부와, 상기 이젝터 돔부가 장착되는 이젝터 바디부와, 상기 이젝터 바디부를 움직이는 이젝터 바디 구동부와, 상기 이젝터 돔부를 지지하는 적어도 하나의 카세트 유닛이 구비되고 상기 스테이지 본체부의 일측에 이동 가능하도록 설치되는 카세트부와, 상기 카세트부를 움직이는 카세트 구동부를 포함하는 웨이퍼 스테이지 장치를 제공한다.

Description

웨이퍼 스테이지 장치{Wafer stage device}
본 발명은 반도체 웨이퍼의 이젝팅 공정을 위한 웨이퍼 스테이지 장치에 대한 것이다.
반도체 웨이퍼는 절단 공정을 거쳐 복수개의 다이로 구분되고, 그러한 절단 공정을 거친 반도체 웨이퍼는 이젝팅 공정을 위해 웨이퍼 스테이지 장치로 이송되게 된다.
웨이퍼 스테이지 장치에 놓인 반도체 웨이퍼의 다이들은 이젝터 장치에 의해 밀어 올려지고, 밀어 올려진 다이들은 다이 픽업 장치에 의해 픽업되어 다음 공정으로 운반된다.
이젝팅 공정을 수행하기 위해서는 반도체 웨이퍼의 종류에 따라 이젝터 장치의 이젝터 돔을 교체하는 공정이 필요한 경우가 있다. 일반적으로 그 경우에는 웨이퍼 스테이지 장치와 별개로 설치된 다축 로봇 팔 시스템을 이용하여 이젝터 돔을 교체하게 된다.
등록특허 10-1791788호에는 웨이퍼 스테이지 장치와 별개로 설치된 로봇을 이용하여 후드를 교체하는 기술이 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 개선된 구성을 가지는 웨이퍼 스테이지 장치를 제공하는 것을 주된 과제로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 스테이지 본체부;와, 상기 스테이지 본체부에 설치되며, 반도체 웨이퍼가 놓여지며 내부 공간이 존재하는 웨이퍼 지지부;와, 상기 웨이퍼 지지부의 내부 공간에 위치될 수 있는 이젝터 돔부;와, 상기 이젝터 돔부가 장착되는 이젝터 바디부;와, 상기 이젝터 바디부를 움직이는 이젝터 바디 구동부;와, 상기 이젝터 돔부를 지지하는 적어도 하나의 카세트 유닛이 구비되고, 상기 스테이지 본체부의 일측에 이동 가능하도록 설치되는 카세트부;와, 상기 카세트부를 움직이는 카세트 구동부를 포함하는 웨이퍼 스테이지 장치를 제공한다.
여기서, 상기 웨이퍼 지지부를 움직이는 웨이퍼 지지부 구동부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 이젝터 돔부의 측면에는 그리퍼 가이드가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 이젝터 돔부의 하면에는 위치 결정 구멍이 형성되고, 상기 이젝터 바디부의 상면에는 상기 위치 결정 구멍에 끼워져 위치를 결정하는 위치 결정 돌출부가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 이젝터 돔부의 하면에는 위치 결정 돌출부가 형성되고, 상기 이젝터 바디부의 상면에는 상기 위치 결정 돌출부에 끼워져 위치를 결정하는 위치 결정 구멍이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 이젝터 바디부에는 상기 이젝터 돔부의 하부를 고정하는 바디 그리퍼가 설치될 수 있다.
여기서, 상기 카세트부는 상기 이젝터 돔부를 감지하는 적어도 하나의 센서부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 센서부로부터 신호를 받고 상기 이젝터 바디 구동부와 상기 카세트 구동부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 스테이지 본체부에 카세트 이동 가이드가 설치되고, 상기 카세트부는 상기 카세트 이동 가이드를 따라 움직일 수 있다.
여기서, 상기 카세트 유닛은 상기 이젝터 돔부를 지지하는 카세트 그리퍼를 포함할 수 있다.
여기서, 서로 직교하는 x축, y축, z축에 있어서, 상기 카세트부는 상기 x축의 방향으로 움직일 수 있고, 상기 이젝터 바디부는 상기 y축의 방향 및 상기 z축의 방향으로 움직일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 웨이퍼 스테이지 장치에 따르면, 스테이지 본체부의 일측에 카세트부가 설치되고, 카세트부의 카세트 유닛에 의해 이젝터 돔부를 지지하는 구조를 가지고 있으므로, 전체적으로 설치 공간을 줄여 장비의 소형화를 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 대한 웨이퍼 스테이지 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 웨이퍼 스테이지 장치에서 반도체 웨이퍼와 웨이퍼 지지부를 제외하고 도시한 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 대한 이젝터 바디부에 이젝터 돔부가 장착된 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 대한 이젝터 돔부의 개략적인 측면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 이젝터 돔부의 하부면을 도시한 개략적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 대한 이젝터 바디부에 이젝터 돔부가 장착되는 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 대한 웨이퍼 스테이지 장치의 카세트부를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 대한 카세트부의 카세트 유닛을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 대한 웨이퍼 스테이지 장치의 이젝터 돔부를 교체하기 위해 이젝터 바디부와 카세트부가 움직이는 방향을 도시한 개략적인 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 대한 이젝터 돔부의 교체 공정으로서, 기존의 이젝터 돔부를 비어있는 카세트부에 장착하기 위해, 이젝팅 위치에 있던 이젝터 바디부가 카세트부 쪽으로 움직이는 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 대한 이젝터 돔부의 교체 공정으로서, 기존의 이젝터 돔부를 카세트부에 장착한 후, 이젝터 바디부를 하방으로 움직이는 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 대한 이젝터 돔부의 교체 공정으로서, 새로운 이젝터 돔부를 장착하기 위해 이젝터 바디부를 상방으로 이동시키는 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 대한 이젝터 돔부의 교체 공정으로서, 새로운 이젝터 돔부를 장착한 이젝터 바디부가 이젝팅 위치로 움직이는 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 사용함으로써 중복 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 대한 웨이퍼 스테이지 장치의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 웨이퍼 스테이지 장치에서 반도체 웨이퍼와 웨이퍼 지지부를 제외하고 도시한 개략적인 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 대한 웨이퍼 스테이지 장치(100)는 반도체 제조 공정에 적용될 수 있는데, 예를 들면, 다이 본더, 칩 마운터, 칩 본더 장치 등을 사용하는 공정에 적용될 수 있다.
웨이퍼 스테이지 장치(100)는, 스테이지 본체부(110), 웨이퍼 지지부(120), 웨이퍼 지지부 구동부(130), 이젝터 돔부(140), 이젝터 바디부(150), 이젝터 바디 구동부(160), 카세트부(170), 카세트 구동부(180), 제어부(190)를 포함한다.
스테이지 본체부(110)는, 웨이퍼 스테이지 장치(100)의 프레임, 여러 구동 장치, 센서, 케이블 등의 다양한 장치를 포함한 본체이다.
웨이퍼 지지부(120)는 스테이지 본체부(110)의 상부에 설치되는데, 웨이퍼 지지부(120)의 상면에는 반도체 웨이퍼(W)가 놓여지게 된다.
웨이퍼 지지부(120)는 고리 형상을 가지고 있으며, 그 안쪽에는 내부 공간(121)이 존재한다.
웨이퍼 지지부(120)는 이젝팅 공정을 위해 스테이지 본체부(110)에 x-y 평면상으로 움직임이 가능하도록 설치될 수 있다.
웨이퍼 지지부 구동부(130)는 웨이퍼 지지부(120)를 x-y 평면상으로 움직일 수 있는데, 이를 위해 웨이퍼 지지부 구동부(130)는 복수개의 모터를 포함하며, x-y 평면상의 움직임이 가능하도록 다양한 기구 메커니즘을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 웨이퍼 스테이지 장치(100)는, 웨이퍼 지지부(120)가 x-y 평면상으로 움직일 수 있도록 설치되고, 웨이퍼 지지부 구동부(130)가 웨이퍼 지지부(120)를 움직일 수 있도록 구성되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지 장치는, 웨이퍼 지지부가 고정되도록 설치될 수 있으며, 그 경우 웨이퍼 지지부 구동부를 포함하지 않을 수도 있다.
한편, 이젝터 돔부(140)는 웨이퍼 지지부(120)의 내부 공간(121)에 위치될 수 있는데, 도 3에 도시된 바와 같이, 이젝터 돔부(140)는 반도체 웨이퍼(W)의 다이들을 밀어 올리는 복수개의 핀(P)들을 구비하고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 대한 이젝터 바디부에 이젝터 돔부가 장착된 모습을 도시한 개략적인 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 대한 이젝터 돔부의 개략적인 측면도이며, 도 5는 도 4에 도시된 이젝터 돔부의 하부면을 도시한 개략적인 도면이다. 또한, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 대한 이젝터 바디부에 이젝터 돔부가 장착되는 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 이젝터 돔부(140)의 측면에는 한 쌍의 그리퍼 가이드(141)가 서로 마주보도록 형성되어 있는데, 그리퍼 가이드(141)는 카세트부(170)의 카세트 그리퍼(171)에 의한 파지 작용이 용이하도록 형성된 부분이다.
본 실시예에 따른 이젝터 돔부(140)의 측면에는 그리퍼 가이드(141)가 형성되어 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따른 이젝터 돔부의 측면에는 그리퍼 가이드가 형성되지 않을 수도 있다.
이젝터 돔부(140)의 하부에는 장착 플랜지(140a)가 형성되어 있는데, 장착 플랜지(140a)는 바디 그리퍼(152)의 3개의 파지부(152a)에 의해 파지되어 고정되는 부분이다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 이젝터 돔부(140)의 하면에는 위치 결정 구멍(142)이 형성된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 위치 결정 구멍(142)은 이젝터 바디부(150)의 상면에 형성된 위치 결정 돌출부(151)에 끼워짐으로서, 이젝터 돔부(140)를 이젝터 바디부(150)에 장착 시 위치가 결정되어 장착이 용이하게 된다.
본 실시예에서는 이젝터 돔부(140)의 하면에는 위치 결정 구멍(142)이 형성되고, 이젝터 바디부(150)에는 위치 결정 돌출부(151)가 형성되어 위치가 결정되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따르면, 전술한 경우와 반대로 이젝터 돔부(140)의 하면에 위치 결정 돌출부가 형성되고, 이젝터 바디부(150)의 상면에 위치 결정 구멍이 형성됨으로써, 위치를 결정할 수도 있다.
반도체 웨이퍼(W)는 여러 종류가 있으므로, 이젝터 돔부(140)도 반도체 웨이퍼(W)의 종류에 대응하여 각 반도체 웨이퍼(W)에 적합한 종류가 존재한다. 따라서 이젝팅 공정에서는, 반도체 웨이퍼(W)의 종류에 따라 적합한 종류의 이젝터 돔부(140)가 사용되게 된다. 이젝터 돔부(140)의 종류는 이젝터 돔부(140)의 라벨(L)에 표시될 수 있다. 즉 라벨(L)에는 이젝터 돔부(140)의 종류와 형식 등이 포함된 정보가 표시되는데, 그 정보의 형식으로는 문자, 기호, 바코드 등이 사용될 수 있다.
이젝터 돔부(140)의 라벨(L)은 센서부(172)를 이용하여 판독된다. 제어부(190)는 센서부(172)에서 판독된 결과를 바탕으로 카세트부(170)의 카세트 유닛(171)에 지지되어 있는 이젝터 돔부(140)의 종류 등을 인식하고 있다가, 이젝터 돔부(140)를 교체할 경우에 이를 이용하게 된다.
한편, 이젝터 바디부(150)에는 이젝터 돔부(140)가 장착된다.
전술한 바와 같이, 이젝터 바디부(150)의 상면에는 위치 결정 돌출부(151)가 형성되어 있는데, 위치 결정 돌출부(151)는 이젝터 돔부(140)의 하부에 형성된 위치 결정 구멍(142)에 끼워져 이젝터 돔부(140)의 위치가 결정되게 된다.
또한, 이젝터 바디부(150)에는 이젝터 돔부(140)의 하부를 고정하는 바디 그리퍼(152)가 형성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 바디 그리퍼(152)는 3개의 파지부(152a)가 대칭으로 배치되어 있다. 3개의 파지부(152a)는 반경 방향으로 서로 멀어지거나 가까워지도록 움직일 수 있는 구성을 가지고 있는데, 그러한 움직임은 파지부 구동부(152b)에 의해 구동된다.
또한 파지부(152a)의 단부에는 베어링으로 설치된 파지 롤러(R)가 설치되어 있는데, 파지 롤러(R)에 의해 이젝터 돔부(140)의 장착 플랜지(140a)를 용이하게 파지할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 이젝터 바디 구동부(160)는 이젝터 바디부(150)를 움직인다. 즉 이젝터 바디 구동부(160)는, 이젝터 돔부(140)를 교체하기 위해 이젝터 바디부(150)를 상승/하강시키거나 카세트부(170)쪽으로 움직인다. 이를 위해 이젝터 바디 구동부(160)는 적어도 하나의 모터를 포함할 수 있으며, 이송이 가능하도록 스크류 이송 장치 등의 각종 이송 기구도 포함할 수 있다.
구체적으로 이젝터 바디 구동부(160)는 이젝터 바디부(150)를 y-z 평면상으로 움직이도록 구성한다. 즉, 이젝터 바디 구동부(160)에 의해 이젝터 바디부(150)는 y축 방향, z축 방향으로 움직이게 되는데, 그 자세한 움직임에 대해서는 후술한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 대한 웨이퍼 스테이지 장치의 카세트부를 도시한 개략적인 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 대한 카세트부의 카세트 유닛을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 카세트부(170)는 스테이지 본체부(110)의 일측에 이동 가능하도록 설치된다. 이를 위해 카세트부(170)는 카세트 이동 가이드(170a)를 따라 슬라이딩 이동이 가능하도록 설치된다.
카세트 이동 가이드(170a)는 스테이지 본체부(110)의 일측에 설치되고, 카세트부(170)는 카세트 이동 가이드(170a)를 따라 움직일 수 있다.
카세트부(170)는 4개의 카세트 유닛(171)을 포함한다. 각각의 카세트 유닛(171)은 이젝터 돔부(140)를 파지하여 지지하는 단위 유닛이다. 각각의 카세트 유닛(171)은 이젝터 돔부(140)를 지지하는 카세트 그리퍼(171a)를 포함한다.
본 실시예에 따르면 카세트부(170)는 4개의 카세트 유닛(171)을 포함하고 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따른 카세트부는 적어도 하나의 카세트 유닛을 포함하고 있으면 되고, 그 개수에 특별한 제한이 없다. 예를 들면 본 발명에 따른 카세트부가 포함하고 있는 카세트 유닛의 개수는 1개, 2개, 3개, 5개, 6개 등이 될 수 있다.
카세트 그리퍼(171a)는 2개의 핸드부(171a_1)(171a_2)를 포함하고 있고, 2개의 핸드부(171a_1)(171a_2)는 그 사이 거리가 탄성적으로 벌어지거나 좁혀지도록 구성되어 있다. 즉, 핸드부(171a_1)(171a_2)에는 텐션 스프링(171b)이 설치되어 있어, 그 사이의 거리를 탄성적으로 유지할 수 있다. 아울러 각 핸드부(171a_1)(171a_2)의 단부에는 베어링으로 설치된 파지 롤러(R)가 설치되어 있어, 이젝터 돔부(140)의 측면을 용이하게 파지할 수 있게 구성되어 있다.
또한, 카세트부(170)는 이젝터 돔부(140)를 감지하는 적어도 하나의 센서부(172)를 포함할 수 있다.
센서부(172)는 각각의 카세트 유닛(171)에 설치되어, 각각의 카세트 유닛(171)이 지지하고 있는 이젝터 돔부(140)의 라벨(L)을 인식할 수 있고, 아울러 카세트 유닛(171)이 이젝터 돔부(140)를 파지하여 지지하고 있는 상태인지, 또는 지지하지 않은 빈 상태인지를 인식하고, 지지하고 있다면 지지가 잘 유지되고 있는지 등을 감지하여 제어부(190)로 신호를 전달한다.
센서부(172)는 복수개의 카세트 유닛(171)의 각각에 설치될 수 있으며, 이젝터 돔부(140)의 라벨(L)을 판독할 수 있는 장치가 사용될 수 있다. 예를 들면 센서부(172)로서 CCD 소자, CMOS 소자, 카메라 등이 적용될 수 있으며, 제어부(190)는 센서부(172)로부터 라벨(L)에 대한 정보를 송신 받아 판독하고, 이젝터 돔부(140)의 종류를 파악하여 제어에 활용하게 된다.
본 실시예에서 사용되는 센서부(172)는 라벨(L)을 판독할 수 있는 기능을 가지고 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따르면 센서부가 라벨(L)을 판독할 수 있는 기능을 가지고 있지 않더라도 이젝터 돔부(140)의 파지 상태만을 감지할 수 있는 센서가 적용될 수 있다. 즉 이젝터 돔부(140)의 종류가 한정적인 경우에는 단순히 이젝터 돔부(140)의 파지 상태만을 파악할 수 있으면 되고, 그 경우 센서부는, 포토 센서, 자기 센서, 홀 센서, 카메라 등이 사용될 수 있다.
아울러, 본 실시예의 경우에, 라벨(L)과 라벨(L)을 판독하는 센서부(172)로 이젝터 돔부(140)의 종류 등을 인식하지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명의 경우에는 이젝터 돔부를 감지하여 이젝터 돔부의 종류 등을 인식하는 방식에 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 이젝터 돔부(140)에 RFID와 같은 무선 식별 태그, 무선 송신 장치 등을 설치하고, 센서부는 그러한 무선 신호를 인식하는 수신 장치 등을 포함할 수 있다. 그 경우 와이파이, 블루투스, NFC, 지그비, Z-웨이브 등의 다양한 무선 통신을 이용할 수도 있다.
한편, 카세트 구동부(180)는 카세트부(170)를 움직인다. 즉 카세트 구동부(180)는, 선택된 위치의 카세트 유닛(171)에 이젝터 돔부(140)가 교체되도록 카세트부(170)를 움직인다. 이를 위해 카세트 구동부(180)는 구동 모터를 적어도 하나 포함할 수 있으며, 운동이 가능하도록 스크류 이송 장치 등의 각종 이송 기구도 포함할 수 있다.
구체적으로 카세트 구동부(180)는 카세트부(170)를 x축 방향으로 움직이게 되는데, 그 자세한 움직임에 대해서는 후술한다.
한편, 제어부(190)는 웨이퍼 지지부 구동부(130), 이젝터 바디 구동부(160), 카세트 구동부(180) 등을 제어하고 있다. 즉 제어부(190)는 카세트부(170)의 센서부(172)로부터 신호를 받고, 미리 설정된 프로그램에 따라 여러 제어 작용을 수행한다. 이를 위해 제어부(190)는 이미지, 영상 데이터를 인식하고 처리할 수 있는 데이터를 처리할 수 있는 전기 회로 기판, 집적 회로칩 등의 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 등을 포함하여 이루어질 수 있고, 사용자 또는 제어 알고리즘의 제어를 받아 구동된다.
제어부(190)는 웨이퍼 스테이지 장치(100) 전용으로 구성될 수 있지만, 웨이퍼 스테이지 장치(100)가 적용되는 반도체 제조 공정상의 장치, 즉, 다이 본더, 칩 마운터, 칩 본더 등의 장치의 전체 제어부와 통합되어 구성될 수도 있다.
이하, 도 9 내지 도 13을 참조하여, 본 실시예에 따른 웨이퍼 스테이지 장치(100)의 작동에 대해 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 대한 웨이퍼 스테이지 장치의 이젝터 돔부를 교체하기 위해 이젝터 바디부와 카세트부가 움직이는 방향을 도시한 개략적인 도면이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 대한 이젝터 돔부의 교체 공정으로서, 기존의 이젝터 돔부를 비어있는 카세트부에 장착하기 위해, 이젝팅 위치에 있던 이젝터 바디부가 카세트부 쪽으로 움직이는 모습을 도시한 개략적인 도면이다. 또한, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 대한 이젝터 돔부의 교체 공정으로서, 기존의 이젝터 돔부를 카세트부에 장착한 후, 이젝터 바디부를 하방으로 움직이는 모습을 도시한 개략적인 도면이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 대한 이젝터 돔부의 교체 공정으로서, 새로운 이젝터 돔부를 장착하기 위해 이젝터 바디부를 상방으로 이동시키는 모습을 도시한 개략적인 도면이며, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 대한 이젝터 돔부의 교체 공정으로서, 새로운 이젝터 돔부를 장착한 이젝터 바디부가 이젝팅 위치로 움직이는 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 9에는 카세트 유닛(171_1)(171_2)(171_3)(171_4)들이 순서대로 배치되어 있다. 카세트 유닛(171_1)에는 이젝터 돔부(140_1)가 장착되어 있고, 카세트 유닛(171_3)에는 이젝터 돔부(140_3)가 장착되어 있고, 카세트 유닛(171_4)에는 이젝터 돔부(140_4)가 장착되어 있지만, 카세트 유닛(171_2)은 비어 있는 모습이 도시되어 있다. 또한 이젝터 바디부(150)에는 이젝터 돔부(140_2)가 장착되어 있는 상태가 도시되어 있다. 도 9에 도시된 화살표는, 이젝터 바디부(150)와 카세트부(170)의 이동 방향을 도시한 것으로서, 서로 직교하는 x축, y축, z축에 있어서, 이젝터 바디부(150)는 y축 및 z축의 방향의 2개의 방향으로 움직일 수 있고, 카세트부(170)는 x축의 방향으로 움직일 수 있다.
이하 이젝터 돔부(140)의 교체 과정의 일 예를 순차적으로 설명한다. 이하의 교체 과정은 일 예일 뿐이고 그 외의 다른 여러 교체 과정도 적용될 수 있음은 물론이다.
먼저, 반도체 웨이퍼(W)가 이젝팅 공정을 위해 웨이퍼 스테이지 장치(100)로 이송되면, 반도체 웨이퍼(W)의 종류에 대한 데이터가 제어부(190)로 전달된다.
제어부(190)는, 웨이퍼 스테이지 장치(100)로 이송되는 반도체 웨이퍼(W)의 종류에 따라 현재 이젝터 바디부(150)에 장착된 이젝터 돔부(140_2)가 이젝팅 공정에 적절한지 판단하여, 적절하다고 판단되면 반도체 웨이퍼(W)를 웨이퍼 지지부(120)에 세팅하고, 현재 장착된 이젝터 돔부(140)를 구동하여 이젝팅 공정을 수행한다.
만약, 제어부(190)가 판단하기에, 현재 이젝터 바디부(150)에 장착된 이젝터 돔부(140_2)가 이젝팅 공정에 적절하지 않다고 판단하고, 카세트부(170)에 장착된 이젝터 돔부(140_1)(140_3)(140_4)들 중 이젝터 돔부(140_3)로 교체가 필요하다고 판단된다면 다음의 작동을 하게 된다.
제어부(190)는, 우선 카세트 구동부(180)를 구동시켜 카세트부(170)를 움직임으로써, 카세트 유닛(171_1)(171_2)(171_3)(171_4)들 중 비어 있는 카세트 유닛(171_2)을 교체 위치로 이동시킨다. 아울러 제어부(190)는 이젝터 바디 구동부(160)를 구동시켜, 도 10에 도시된 바와 같이, 이젝터 바디부(150)를 순차적으로 ①의 화살표 방향(z축의 음의 방향), ②의 화살표 방향(y축의 음의 방향), ③의 화살표 방향(z축의 양의 방향)으로 이동시켜, 이젝터 바디부(150)에 부착되어 있던 이젝터 돔부(140_2)를, 비어 있는 카세트 유닛(171_2)에 옮겨 장착시킨다.
그 다음, 제어부(190)는 이젝터 바디부(150)의 바디 그리퍼(152)를 제어하여 이젝터 돔부(140_2)와 이젝터 바디부(150)를 분리함으로써 이젝터 바디부(150)를 움직일 수 있게 한 후, 이젝터 바디 구동부(160)를 구동시켜, 도 11에 도시된 바와 같이, 이젝터 바디부(150)를 하강시킨다.
그 다음, 제어부(190)는 카세트 구동부(180)를 구동시켜 카세트부(170)를 움직임으로써, 카세트 유닛(171_1)(171_2)(171_3)(171_4)들 중 카세트 유닛(171_3)을 교체 위치로 이동시키는데, 카세트 유닛(171_3)에는 교체될 이젝터 돔부(140_3)가 장착되어 있다.
그 다음, 제어부(190)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 이젝터 바디 구동부(160)를 구동시켜 이젝터 바디부(150)를 상승시켜 이젝터 바디부(150)의 상면과 이젝터 돔부(140_3)의 장착 플랜지(140a)를 접촉시킨다. 이어, 이젝터 바디부(150)의 바디 그리퍼(152)를 제어하여 이젝터 바디부(150)에 이젝터 돔부(140_3)를 장착한다. 그러한 장착 과정에서 이젝터 돔부(140_3)의 위치 결정 구멍(142)과 이젝터 바디부(150)의 위치 결정 돌출부(151)에 의해 정확하고 용이한 장착이 가능하게 된다.
그 다음, 제어부(190)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 이젝터 바디부(150)를 y축 방향으로 움직여 카세트부(170)로부터 이격시키고, 이어 z축 방향으로 상승시켜 이젝터 돔부(140_3)를 이젝팅 공정이 가능할 정도의 높이로 위치시켜 교체 공정을 마무리한다. 이젝팅 공정 시에는 반도체 웨이퍼(W)를 웨이퍼 지지부(120)에 세팅하고, 교체된 이젝터 돔부(140_3)를 구동하여 이젝팅 공정을 수행한다.
이상과 같이, 본 실시예에 따른 웨이퍼 스테이지 장치(100)에 의하면, 스테이지 본체부(110)의 일측에 카세트부(170)가 설치되고, 카세트부(170)의 카세트 유닛(171)이 이젝터 돔부(140)를 지지하는 구조를 가지고 있다. 그렇게 되면, 이젝터 돔부을 운반하기 위해 웨이퍼 스테이지 장치와 분리되어 설치되는 종래의 로봇 팔 구조의 기술에 비하여, 전체적으로 설치 공간을 줄일 수 있다. 그렇게 되면 장비의 소형화, 설치 공간의 최적화 등을 구현할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 웨이퍼 스테이지 장치(100)에 의하면, 이젝터 돔부(140)를 교체하기 위해서, 이젝터 바디부(150)는 y축 및 z축의 방향의 2개의 방향으로 움직이면 되고, 카세트부(170)는 x축의 방향으로만 움직이기만 하면 되므로, 이젝터 돔부(140)를 교체하기 위해 필요한 구동부, 이송 기구들을 최소화할 수 있어 제조 비용 및 유지 비용을 줄일 수 있다. 아울러 이동 경로도 최소화할 수 있으므로 이젝터 돔부(140)를 교체하는데 필요한 작업 공간도 최소화할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 웨이퍼 스테이지 장치(100)에 의하면, 복수개의 카세트 유닛(171)의 각각에 센서부(172)를 포함하여, 지지되는 이젝터 돔부(140)의 종류 및 지지 상태를 파악할 수 있으므로, 반도체 웨이퍼(W)의 종류에 따라 신속하게 적절한 이젝터 돔부(140)를 판단하고, 필요 시 이젝터 돔부(140)를 교체하여 이젝팅 공정을 진행할 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에 따른 웨이퍼 스테이지 장치(100)에 의하면, 이젝터 돔부(140)의 하면에 위치 결정 구멍(142)이 형성되고, 이젝터 바디부(150)의 상면에 위치 결정 돌출부(151)가 형성되어 장착 위치를 신속하고 정확하게 결정하므로, 이젝터 돔부(140)를 이젝터 바디부(150)에 장착 시 신속하고 안정적인 장착이 이루어지게 된다.
본 발명의 일 측면들은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 웨이퍼 스테이지 장치와 관련된 사업에 이용될 수 있다.
100: 웨이퍼 스테이지 장치 110: 스테이지 본체부
120: 웨이퍼 지지부 130: 웨이퍼 지지부 구동부
140: 이젝터 돔부 150: 이젝터 바디부
160: 이젝터 바디 구동부 170: 카세트부
180: 카세트 구동부 190: 제어부

Claims (11)

  1. 스테이지 본체부;
    상기 스테이지 본체부에 설치되며, 반도체 웨이퍼가 놓여지며 내부 공간이 존재하는 웨이퍼 지지부;
    상기 웨이퍼 지지부의 내부 공간에 위치될 수 있는 이젝터 돔부;
    상기 이젝터 돔부가 장착되는 이젝터 바디부;
    상기 이젝터 바디부를 움직이는 이젝터 바디 구동부;
    상기 이젝터 돔부를 지지하는 적어도 하나의 카세트 유닛이 구비되고, 상기 스테이지 본체부의 일측에 이동 가능하도록 설치되는 카세트부;
    상기 카세트부를 움직이는 카세트 구동부; 및
    상기 이젝터 바디 구동부와 상기 카세트 구동부를 제어하는 제어부를 포함하며,
    서로 직교하는 x축, y축, z축에 있어서, 상기 카세트부는 상기 x축의 방향으로 움직일 수 있고, 상기 이젝터 바디부는 상기 y축의 방향 및 상기 z축의 방향으로 움직일 수 있으며,
    상기 이젝터 돔부의 교체 공정 시, 상기 제어부는, 상기 카세트 구동부를 구동시켜, 교체될 상기 이젝터 돔부가 장착된 상기 카세트부를 상기 x축의 방향으로 움직여 교체 위치로 이동시키고,
    상기 제어부는, 상기 이젝터 바디 구동부를 구동시켜, 상기 이젝터 바디부를 상기 y축의 방향 및 상기 z축의 방향으로 이동시킴으로써, 상기 교체 위치에 있는 이젝터 돔부를 상기 이젝터 바디부에 장착한 후 상기 이젝터 바디부를 이젝팅 위치로 움직이는, 웨이퍼 스테이지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 지지부를 움직이는 웨이퍼 지지부 구동부를 포함하는, 웨이퍼 스테이지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이젝터 돔부의 측면에는 그리퍼 가이드가 형성된, 웨이퍼 스테이지 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이젝터 돔부의 하면에는 위치 결정 구멍이 형성되고,
    상기 이젝터 바디부의 상면에는 상기 위치 결정 구멍에 끼워져 위치를 결정하는 위치 결정 돌출부가 형성된, 웨이퍼 스테이지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이젝터 돔부의 하면에는 위치 결정 돌출부가 형성되고,
    상기 이젝터 바디부의 상면에는 상기 위치 결정 돌출부에 끼워져 위치를 결정하는 위치 결정 구멍이 형성된, 웨이퍼 스테이지 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이젝터 바디부에는 상기 이젝터 돔부의 하부를 고정하는 바디 그리퍼가 설치된, 웨이퍼 스테이지 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 카세트부는 상기 이젝터 돔부를 감지하는 적어도 하나의 센서부를 포함하는, 웨이퍼 스테이지 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 센서부로부터 신호를 받는, 웨이퍼 스테이지 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지 본체부에 카세트 이동 가이드가 설치되고,
    상기 카세트부는 상기 카세트 이동 가이드를 따라 움직이는, 웨이퍼 스테이지 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 카세트 유닛은 상기 이젝터 돔부를 지지하는 카세트 그리퍼를 포함하는, 웨이퍼 스테이지 장치.
  11. 삭제
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