KR102500554B1 - 멀티 웨이퍼 트랜스퍼 및 이를 이용한 웨이퍼 이송방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티 웨이퍼 트랜스퍼 및 이를 이용한 웨이퍼 이송방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼 연마 장치에서 공전과 자전이 이루어지는 캐리어의 백래쉬에 따른 정지 위치 변화에 맞춰 픽업 위치를 재 정렬하여 캐리어에 안착된 복수 개의 웨이퍼를 한번에 픽업하기 위한 멀티 웨이퍼 트랜스퍼 및 이를 이용한 웨이퍼 이송방법에 관한 것이다.
또한, 웨이퍼 연마 장치에서 공전과 자전이 이루어지는 캐리어의 백래쉬에 따른 정지 위치 변화에 맞춰 픽업 위치를 재 정렬하여 캐리어에 안착된 복수 개의 웨이퍼를 한번에 픽업하기 위한 멀티 웨이퍼 트랜스퍼에 있어서, 수평방향으로 이송 및 회전이 가능한 회전축에 결합된 몸체와 상기 몸체의 하부에서 회전축을 중심으로 일정간격으로 설치되는 복수 개의 흡착 모듈과 상기 흡착 모듈 사이에 설치되는 복수 개의 촬영 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

멀티 웨이퍼 트랜스퍼 및 이를 이용한 웨이퍼 이송방법{multiple wafer transfer and wafer transfer method using the same}

본 발명은 멀티 웨이퍼 트랜스퍼 및 이를 이용한 웨이퍼 이송방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼 연마 장치에서 공전과 자전이 이루어지는 캐리어의 백래쉬에 따른 정지 위치 변화에 맞춰 픽업 위치를 재 정렬하여 캐리어에 안착된 복수 개의 웨이퍼를 한번에 픽업하기 위한 멀티 웨이퍼 트랜스퍼 및 이를 이용한 웨이퍼 이송방법에 관한 것이다.

반도체 등의 전자부품을 생산하기 위한 소재로 사용되는 웨이퍼는, 단결정 실리콘 잉곳을 얇게 절단하는 슬라이싱을 실시한 후 일정한 두께를 가지도록 정밀하게 연마를 실시하게 된다.

종래의 웨이퍼 연마 장치는 상정반과 하정반 사이에 웨이퍼가 안착된 캐리어를 배치한 후 연마용 입자가 혼합된 슬러리를 공급하면서 상정반 또는 하정반을 회전시켜 웨이퍼의 표면을 연마하였으나, 연마에 소요되는 시간이 길어 생산성이 낮은 문제점이 있었다.

이에 따라, 한국등록특허 제10-1151000호 "웨이퍼 연마 장치 및 웨이퍼 제조 방법"과 같이 상정반과 하정반이 회전하는 상태에서 하정반 위에 배치된 캐리어도 회전하도록 구성된 기술이 개발되었다.

보다 상세하게는, 도 1에 도시된 바와 같이 하정반(35) 위에 배치된 캐리어(31)는 태양기어(33) 및 내주기어(34)와 맞물리도록 배치되어 태양기어(33)를 중심으로 캐리어(31)가 공전과 자전을 함께함으로써, 캐리어(31)에 안착된 웨이퍼(30)의 연마가 보다 빠른시간 내에 완료될 수 있다.

웨이퍼(30)의 연마가 완료될 때, 연마 장치는 캐리어(31)가 일정한 위치에 정지하도록 회전이 제어되고는 있으나, 공전과 자전이 동시에 이루어지는 캐리어의 특성상 일정 위치에 멈추도록 제어하더라도 공전에 의한 백래시(Backlash)와 자전에 의한 백래시가 복합적으로 발생하여 단순하게 시계 방향 또는 반시계방향으로의 공전만 이루어질 때보다 위치 편차가 큰 문제점이 있었다.

또한, 단순히 복수 개의 웨이퍼의 중심 위치만 달라지는 것이 아니라 하나의 캐리어에 안착된 각 웨이퍼의 위치가 모두 틀어짐에 따라, 복수 개의 웨이퍼를 한번에 픽업하여 배출하거나, 공급하기 어려운 문제점이 있었다.

이에 따라, 공전과 자전이 복합적으로 이루어지는 캐리어의 위치가 달라지더라도 정확하게 복수 개의 웨이퍼를 픽업하기 위한 기술 개발의 필요성이 제기되고 있다.

한국등록특허 제10-1151000호 "웨이퍼 연마 장치 및 웨이퍼 제조 방법"

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 공전과 자전이 동시에 이루어지는 캐리어에 안착된 복수 개의 웨이퍼를 한번에 픽업하기 위한 멀티 웨이퍼 트랜스퍼 및 이를 이용한 웨이퍼 이송방법를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 위치변경된 캐리어의 위치에 맞춰 픽업위치를 재 정렬하여 빠르게 복수 개의 웨이퍼를 픽업하기 위한 멀티 웨이퍼 트랜스퍼 및 이를 이용한 웨이퍼 이송방법를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 트랜스퍼는 웨이퍼 연마 장치에서 공전과 자전이 이루어지는 캐리어의 백래쉬에 따른 정지 위치 변화에 맞춰 픽업 위치를 재 정렬하여 캐리어에 안착된 복수 개의 웨이퍼를 한번에 픽업하기 위한 멀티 웨이퍼 트랜스퍼에 있어서, 수평방향으로 이송 및 회전이 가능한 회전축에 결합된 몸체와 상기 몸체의 하부에서 회전축을 중심으로 일정간격으로 설치되는 복수 개의 흡착 모듈과 상기 흡착 모듈 사이에 설치되는 복수 개의 촬영 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 흡착 모듈은 몸체의 하면으로 설치된 지지축과 상기 지지축에 결합되는 방사형 지지체와 상기 지지체의 단부에 설치되어 웨이퍼를 흡착시키는 흡착부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지축은 픽업한 웨이퍼를 내려놓을 때, 웨이퍼의 위치 정렬을 위해 수평방향으로 요동되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 트랜스퍼를 이용한 웨이퍼 이송방법은 웨이퍼 연마 장치에서 공전과 자전이 이루어지는 캐리어의 백래쉬에 따른 정지 위치 변화에 맞춰 픽업 위치를 재 정렬하여 캐리어에 안착된 복수 개의 웨이퍼를 한번에 픽업하기 위한 멀티 웨이퍼 트랜스퍼를 이용한 웨이퍼 이송방법에 있어서, 공전과 자전이 멈춘 캐리어에 안착된 웨이퍼를 촬영하는 촬영단계와 촬영된 웨이퍼의 위치와 현재 멀티 웨이퍼 트랜스퍼의 픽업 위치를 비교 연산하여 중심점 이송위치 및 회전축 회전각도를 연산하는 연산단계와 상기 연산단계를 통해 연산된 중심점 이송위치로 멀티 웨이퍼 트랜스퍼를 이송시키는 중심점 이송단계와 상기 연산단계를 통해 연산된 회전축 회전각도에 맞춰 회전축을 회전시키는 회전단계와 이송 및 회전이 완료된 멀티 웨이퍼 트랜스퍼를 통해 캐리어에 안착된 복수 개의 웨이퍼를 픽업하는 픽업단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연산단계는 중심점 이송위치로의 이송에 따라 변경되는 픽업 위치를 기준으로 회전축 회전각도를 연산하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 픽업단계 이후에 픽업된 웨이퍼를 내려놓을 때, 픽업된 웨이퍼를 수평방향으로 요동시켜 웨이퍼의 위치를 정렬시켜주는 요동단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 트랜스퍼 및 이를 이용한 웨이퍼 이송방법에 의하면, 공전과 자전이 동시에 이루어지는 캐리어에 안착된 복수 개의 웨이퍼를 한번에 픽업할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 트랜스퍼 및 이를 이용한 웨이퍼 이송방법에 의하면, 위치변경된 캐리어의 위치에 맞춰 픽업위치를 재 정렬하여 빠르게 복수 개의 웨이퍼를 픽업할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 공전 및 자전이 이루어지는 캐리어를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 트랜스퍼를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 트랜스퍼의 재 정렬 동작을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 트랜스퍼를 이용한 웨이퍼 이송방법을 순서대로 도시한 순서도.
도 5 또는 도 6은 공전 및 자전이 이루어지는 캐리어의 백래쉬에 따른 위치변화를 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 트랜스퍼를 이용한 웨이퍼 이송방법을 통해 픽업위치의 재 정렬을 도시한 도면.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 트랜스퍼를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 트랜스퍼의 재 정렬 동작을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 트랜스퍼를 이용한 웨이퍼 이송방법을 순서대로 도시한 순서도이며, 도 5 또는 도 6은 공전 및 자전이 이루어지는 캐리어의 백래쉬에 따른 위치변화를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 트랜스퍼를 이용한 웨이퍼 이송방법을 통해 픽업위치의 재 정렬을 도시한 도면이다.

도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 트랜스퍼는 웨이퍼 연마 장치에서 공전과 자전이 이루어지는 캐리어의 백래쉬에 따른 정지 위치 변화에 맞춰 픽업 위치를 재 정렬하여 캐리어에 안착된 복수 개의 웨이퍼를 한번에 픽업하기 위한 것으로써, 3축 로봇에 의해 수직 및 수평방향으로 이송이 가능하며, 회전 서보모터에 의해 제어명령에 맞춰 일정 각도로 회전이 가능한 회전축(3)에 결합된 몸체(10)와 상기 몸체(10)의 하부에서 회전축(3)을 중심으로 일정간격으로 설치되는 복수 개의 흡착 모듈(1)과 상기 흡착 모듈(1) 사이에 설치되는 복수 개의 촬영 모듈(2)을 포함하여 구성된다.

상기 흡착 모듈(1)은 2개 이상으로 구성되되, 방사형으로 회전축(3)으로부터 동일거리에 배치됨이 바람직하다.

또한, 상기 흡착 모듈(1)은 몸체(10)의 하면으로 설치된 지지축(13)과 상기 지지축(13)에 결합되는 지지체(11)와 상기 지지체(11)의 단부에 설치되어 웨이퍼를 흡착시키는 흡착부(12)로 구성된다.

이때, 상기 지지체(11)는 각 단부에 배치되는 흡착부(12)가 일정 텐션을 가지도록 방사형 구조로 구성되고, 상기 흡착부(12)는 진공흡착을 통해 웨이퍼를 픽업하도록 구성됨이 바람직하다.

또한, 상기 촬영 모듈(2)에 의해 픽업할 웨이퍼의 촬영이 완료되면, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 회전축(3)의 회전에 따라 몸체(10)가 수평방향 이송 및 소정의 각도로 회전된 후 몸체(10)가 하강하여 웨이퍼가 복수 개의 흡착부(12)에 의해 진공 흡착되어 픽업된다.

또한, 픽업한 웨이퍼를 내려놓을 때, 웨이퍼의 위치 정렬을 위해 상기 지지축(13)이 캠, 크랭크 구조 또는 진동자에 의해 수평(X, Y축)방향으로 요동되도록 구성될 수도 있다.

즉, X-Y 평면 방향으로 요동하면서 웨이퍼가 정위치에 안착되도록 위치를 정렬시키게 되는 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 트랜스퍼를 이용한 웨이퍼 이송방법을 순서대로 도시한 것으로 웨이퍼 연마 장치에서 공전과 자전이 이루어지는 캐리어의 백래쉬에 따른 정지 위치 변화에 맞춰 픽업 위치를 재 정렬하여 캐리어에 안착된 복수 개의 웨이퍼를 한번에 픽업하게 된다.

보다 상세하게는, 공전과 자전이 멈춘 캐리어에 안착된 웨이퍼를 촬영하는 촬영단계(S10)와 촬영된 웨이퍼의 위치와 현재 멀티 웨이퍼 트랜스퍼의 픽업 위치를 비교 연산하여 중심점 이송위치 및 회전축 회전각도를 연산하는 연산단계(S20)와 상기 연산단계(S20)를 통해 연산된 중심점 이송위치로 멀티 웨이퍼 트랜스퍼를 이송시키는 중심점 이송단계(S30)와 상기 연산단계(S20)를 통해 연산된 회전축 회전각도에 맞춰 회전축을 회전시키는 회전단계(S40)와 이송 및 회전이 완료된 멀티 웨이퍼 트랜스퍼를 통해 캐리어에 안착된 복수 개의 웨이퍼를 픽업하는 픽업단계(S50)를 포함하여 구성된다.

도 5는 이전 작업에서의 웨이퍼 픽업 위치 또는 기 설정된 기본 픽업 위치에 따른 웨이퍼(30)의 위치와 그 중심점(C1)을 도시한 것이며, 도 6은 공전 및 자전이 이루어지는 캐리어(31)의 백래쉬에 따라 픽업할 웨이퍼(30)의 위치변화를 도시한 것으로써, 단순히 웨이퍼(30)가 한쪽 방향으로 이동되는 것이 아니라, 복수 개의 웨이퍼(30)의 중심점(C1, C2) 자체가 변동되고, 중심점(C1, C2)을 중심으로 웨이퍼가 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전하는 형태로 위치변화가 발생된다.

이에 따라, 상기 연산단계(S20)는 도 7에 도시된 바와 같이 이전 작업에서의 웨이퍼 픽업 위치 또는 기 설정된 기본 픽업 위치(30)에 따른 현재 멀티 웨이퍼 트랜스퍼의 중심점(C1)을 이송할 중심점 이송위치(C2)를 상기 연산단계(S20)에서 연산하여 픽업위치를 재 정렬하게 된다.

상기 연산단계(S20)에 대해 보다 상세하게 설명하면, 촬영단계(S10)를 통해 촬영된 웨이퍼(30b)의 위치를 바탕으로 복수 개의 웨이퍼(30b) 중심에 위치한 중심점 이송위치(C2)를 연산하고, 현재 멀티 웨이퍼 트랜스퍼의 중심점(C1)으로부터 중심점 이송위치(C2)까지 멀티 웨이퍼 트랜스퍼를 이송시키기 위한 경로를 연산하고, 연산된 결과를 바탕으로 상기 중심점 이송단계(S30)를 통해 멀티 웨이퍼 트랜스퍼가 이송된다.

또한, 상기 연산단계(S20)는 중심점 이송위치(C2)를 연산할 때, 회전축의 회전을 통해 웨이퍼(30b)의 위치에 맞춰 픽업할 위치(30a)가 정렬되도록 회전축 회전각도(D)를 연산하게 된다.

이때, 멀티 웨이퍼 트랜스퍼가 중심점 이송위치(C2)까지 이송되면서 픽업할 위치(30a)가 달라질 수 있음에 따라 촬영된 웨이퍼(30b)의 위치를 바탕으로 바로 회전축 회전각도를 연산하지 않고, 멀티 웨이퍼 트랜스퍼의 중심점 이송위치(C2)로 이송에 따라 변경되는 픽업 위치를 기준으로 회전축 회전각도를 연산하도록 구성됨이 바람직하다.

또한, 상기 픽업단계(S50) 이후에 픽업된 웨이퍼를 내려놓을 때, 픽업된 웨이퍼를 수평방향으로 요동시켜 웨이퍼의 위치를 정렬시켜주는 요동단계를 더 포함하도록 구성될 수도 있다.

이상과 같이 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

1 : 흡착 모듈
2 : 촬영 모듈
3 : 회전축
10 : 몸체
11 : 지지체
12 : 흡착부
13 : 지지축

Claims (6)

1. 웨이퍼 연마 장치에서 공전과 자전이 이루어지는 캐리어의 백래쉬에 따른 웨이퍼의 정지 위치 변화에 맞춰 픽업 위치를 재 정렬하여 캐리어에 안착된 복수 개의 웨이퍼를 한번에 픽업하기 위한 멀티 웨이퍼 트랜스퍼에 있어서,
   수평방향으로 이송 및 회전이 가능한 회전축에 결합된 몸체와;
   상기 몸체의 하부에서 회전축을 중심으로 일정간격으로 설치되는 복수 개의 흡착 모듈과;
   상기 흡착 모듈 사이에 설치되는 복수 개의 촬영 모듈을 포함하며,
   상기 흡착 모듈은
   몸체의 하면으로 설치된 지지축과;
   상기 지지축에 결합되는 방사형 지지체와;
   상기 지지체의 단부에 설치되어 웨이퍼를 흡착시키는 흡착부로 구성되고,
   상기 지지축은
   픽업한 웨이퍼를 내려놓을 때, 웨이퍼의 위치 정렬을 위해 수평방향으로 요동되도록 구성되어 평면 방향으로 요동하면서 픽업된 웨이퍼를 정위치에 안착시키며,
   상기 촬영 모듈을 통해 촬영된 웨이퍼의 위치를 통해 공전으로 변동된 캐리어 중심점을 연산하고,
   촬영을 실시할 때의 멀티 웨이퍼 트랜스퍼의 중심점으로부터 변동된 캐리어 중심점까지의 이동 경로와 변동된 캐리어 중심점을 중심으로 자전된 웨이퍼의 위치에 맞춰 회전축 회전각도를 연산한 후 연산된 이동 경로를 따라 멀티 웨이퍼 트랜스퍼를 변동된 캐리어 중심점으로 이송시키고,
   연산된 회전축 회전각도에 맞춰 멀티 웨이퍼 트랜스퍼의 회전축을 회전시켜 공전과 자전으로 위치가 변동된 캐리어에 안착된 복수 개의 웨이퍼를 한번에 픽업하는 것을 특징으로 하는
   멀티 웨이퍼 트랜스퍼.
   
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4. 웨이퍼 연마 장치에서 공전과 자전이 이루어지는 캐리어의 백래쉬에 따른 웨이퍼의 정지 위치 변화에 맞춰 픽업 위치를 재 정렬하여 캐리어에 안착된 복수 개의 웨이퍼를 한번에 픽업하기 위한 멀티 웨이퍼 트랜스퍼를 이용한 웨이퍼 이송방법에 있어서,
   공전과 자전이 멈춘 캐리어에 안착된 웨이퍼를 촬영하는 촬영단계와;
   촬영된 웨이퍼의 위치를 통해 공전으로 변동된 캐리어 중심점을 연산하고, 촬영을 실시할 때의 멀티 웨이퍼 트랜스퍼의 중심점으로부터 변동된 캐리어 중심점까지의 이동 경로를 연산하고, 변동된 캐리어 중심점을 중심으로 자전된 웨이퍼의 위치에 맞춰 회전축 회전각도를 연산하는 연산단계와;
   상기 연산단계를 통해 연산된 이동 경로를 따라 멀티 웨이퍼 트랜스퍼를 변동된 캐리어 중심점으로 이송시키는 중심점 이송단계와;
   상기 연산단계를 통해 연산된 회전축 회전각도에 맞춰 멀티 웨이퍼 트랜스퍼의 회전축을 회전시키는 회전단계와;
   이송 및 회전이 완료된 멀티 웨이퍼 트랜스퍼를 통해 공전과 자전으로 위치가 변동된 캐리어에 안착된 복수 개의 웨이퍼를 한번에 픽업하는 픽업단계와;
   픽업된 웨이퍼를 내려놓을 때, 웨이퍼의 위치 정렬을 위해 지지축이 평면 방향으로 요동하면서 픽업된 웨이퍼를 정위치에 안착시키는 요동단계를 포함하며,
   상기 연산단계는
   중심점 이송위치로의 이송에 따라 변경되는 픽업 위치를 기준으로 회전축 회전각도를 연산하도록 구성된 것을 특징으로 하는
   멀티 웨이퍼 트랜스퍼를 이용한 웨이퍼 이송방법.
   
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