KR20000026644A - 웨이퍼 미스 얼라인 센싱 방법과 이를 이용한 웨이퍼 반송장치 - Google Patents

Abstract

목적 : 본 발명은 보트로 웨이퍼가 반송되기 이전에 웨이퍼의 미스 얼라인을 검출하고 이를 경보하여 웨이퍼의 손상을 예방할 수 있는 웨이퍼 미스 얼라인 센싱 방법과 이를 이용한 웨이퍼 반송장치를 제공한다.

구성 : 본 발명은 기대를 타고 헤드가 위치 이동하여 웨이퍼 캐리어로 트위저를 진입시켜 수납된 웨이퍼를 진공 척킹하고, 헤드가 일정 거리 후진하여 센싱 영역으로 진입하여 상기 센싱 영역의 소정 개소로 배열된 광전식 센서가 척킹된 웨이퍼의 미스 얼라인 여부를 검출하는 방법 및 헤드가 정역 구동모터에 의해 정역 회전되고 기대 내부에 횡으로 설치된 스크류를 타고 왕복 이동 가능하게 배치되고 수직으로 다수 배열된 트위저를 수평 방향으로 정반 회전시킬 수 있게 배치되고, 상기 기대의 소정 개소에 복수개의 광전식 위치 센서를 배열하여 상기 트위저에 의해 진공 흡착되는 웨이퍼의 미스 얼라인을 검출할 수 있게 한 구성된 장치.

효과 : 본 발명은 트위저에 진공 흡착된 웨이퍼를 보트에 이재시키기 전에 그 얼라인 상태를 센싱하여 종래와는 달리 웨이퍼의 손상을 사전에 예방할 수 있어서 반송 중의 웨이퍼 로스를 대폭 절감할 수 있다.

Description

웨이퍼 미스 얼라인 센싱 방법과 이를 이용한 웨이퍼 반송장치

본 발명은 웨이퍼 반송장치에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼 캐리어와 보트 사이를 왕복 이동하면서 웨이퍼를 옮겨 주는 웨이퍼 반송 장치에 의한 웨이퍼의 반송 중에 발생되는 웨이퍼 미스 얼라인 센싱 방법과 이를 이용한 웨이퍼 반송장치에 관한 것이다.

반도체의 제조 공정 중에 웨이퍼는 여러 가지 수단에 의하여 반송되고 있으며, 이러한 수단으로는 종래부터 로봇 아암이나 웨이퍼 엘리베이터, 그리고 웨이퍼 반송 장치 등이 공지되어 있다.

상기 로봇 아암과 웨이퍼 엘리베이터는 사용되는 설비의 특성에 맞춰 제작되기 때문에 범용성이 떨어지고, 웨이퍼 반송 장치는 단순히 웨이퍼를 수평 이동시켜 공정 사이를 연결시키는 것이므로 범용성 있게 널리 사용되고 있다.

도 1은 종래의 웨이퍼 반송 장치에 관련된 일 예를 도시하고 있으며, 이것은 기대(2)의 내부를 가로질러 배치된 스크류(4)를 타고 왕복 이동하는 헤드(6)를 갖추고 있고, 이 헤드(6)에는 트위저(10)가 다수 배치되어서 웨이퍼 캐비닛(12)에 적재된 웨이퍼 캐리어(14)로부터 웨이퍼를 인출하여 반대측에 비치된 보트(16)로 이재시키게 되어 있다.

이 때 상기 헤드(6)는 스크류(4)가 정역 구동모터(18)에 의해 정방향 혹은 역방향으로 회전하므로써 상기 스크류(4)를 타고 기대(2)를 왕복 이동하게 되며, 이렇게 왕복 이동되는 헤드(6)는 도면에서 화살표로 도시한 바와 같이 웨이퍼 캐비닛(12)을 향해 위치 이동하여 각 트위저(10)가 웨이퍼 캐리어(14)에서 웨이퍼 사이로 위치하면 진공을 일으켜 각각의 웨이퍼를 진공 흡착하고, 다음에 헤드(6)는 후방으로 약간 후진하고 나서 180도 수평 회전하여 반대측의 보트(16)를 지향하게 된다.

이어서 스크류(4)의 역방향 작동으로 상기 헤드(6)는 보트(16)를 향해 접근하여 트위저(10)에 진공 흡착된 웨이퍼를 상기 보트(16)의 내부로 진입시키고 정지한다. 이 위치에서 트위저(10)는 진공 상태를 해제시켜 흡착되어 있던 웨이퍼가 보트(16)로 옮겨지고, 그 다음에는 헤드(6)가 후진하여 원래의 위치로 복귀함과 동시에 다시 180도 수평 회전한다.

상술한 바와 같이 웨이퍼가 웨이퍼 캐리어(14)로부터 보트(16)로 반송되는 과정에서 웨이퍼의 미스 얼라인으로 인하여 가장자리가 파손되는 사례가 종종 발생하고 있다.

웨이퍼의 미스 얼라인은 트위저(10)에서 먼저 발생된다. 즉, 트위저(10)가 웨이퍼를 척킹할 때에 도 2의 1점 쇄선으로 도시한 바와 같이 척킹된 웨이퍼의 중심이 X축 방향으로 이동되는 것이 원인이 되어 미스 얼라인이 발생하게 되는 것이다.

여기서 웨이퍼의 척킹 시에 그 중심이 X축 방향으로 이동되는 현상은 트위저(10)의 배열 상태가 올바르지 못하기 때문이다. 따라서 종래에는 웨이퍼의 파손이 발생하였을 때에 장치를 정지시키고 트위저(10)의 얼라인 상태를 재점검하여 미스 얼라인의 원인을 수정하고 재작업하는 방법으로 장치를 가동하여 왔다.

그러나 이 방법은 일단 웨이퍼가 손상된 후에 행해지는 조치이므로 사전 예방적 효과는 없었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 웨이퍼 반송 장치에서 볼 수 있는 문제점을 해결하기 위하여 보트로 웨이퍼가 반송되기 이전에 웨이퍼의 미스 얼라인을 검출하고 이를 경보하여 웨이퍼의 손상을 예방할 수 있는 웨이퍼 미스 얼라인 센싱 방법과 이를 이용한 웨이퍼 반송장치를 제공함에 그 목적을 두고 있다.

상기의 목적에 따라 본 발명의 웨이퍼 미스 얼라인 센싱 방법은, 헤드가 기대를 타고 위치 이동하여 웨이퍼 캐리어로 트위저를 진입시켜 수납된 웨이퍼를 진공 척킹하는 단계와, 웨이퍼 척킹 후에 헤드가 일정 거리 후진하여 센싱 영역으로 진입하는 단계와, 센싱 영역의 소정 개소로 배열된 광전식 센서가 척킹된 웨이퍼의 주변부를 센싱하여 얼라인 범위인가를 판단하는 단계와, 얼라인 범위에 있을 때에는 헤드는 더욱 후진 이동하고 180도 수평 회전하여 보트로 웨이퍼를 이재하는 단계와, 미스 얼라인 범위에 있을 때에는 경보를 발하고 헤드의 위치 이동을 정지시키는 단계로 행해진다.

또한, 상기의 방법을 사용하는 본 발명의 웨이퍼 반송장치는, 헤드가 정역 구동모터에 의해 정역 회전되고 기대 내부에 횡으로 설치된 스크류를 타고 왕복 이동 가능하게 배치되고, 수직으로 다수 배열된 트위저를 수평 방향으로 정반 회전시킬 수 있게 배치된 웨이퍼 반송장치에 있어서, 상기 기대의 소정 개소에 복수개의 광전식 위치 센서를 배열하여 상기 트위저에 의해 진공 흡착되는 웨이퍼의 미스 얼라인을 검출할 수 있게 한 구성으로 된다.

상기 장치에서 광전식 위치 센서는 광 파이버형 광전식 위치 센서가 적합하게 이용될 수 있고, 이것은 기대 상에 적당하게 배치되는 블래킷에 의존하여 배치된다.

또 블래킷은 헤드에 의한 트위저의 수평 방향 회전에 지장을 주지 않는 위치로 배치되어야 한다.

이와 같은 본 발명의 웨이퍼 미스 얼라인 센싱 방법과 이를 이용한 웨이퍼 반송장치에 의하면 트위저에 진공 흡착된 웨이퍼를 보트에 이재시키기 전에 그 얼라인 상태를 센싱하는 것이므로 종래와는 달리 웨이퍼의 손상을 사전에 예방할 수 있어서 반송 중의 웨이퍼 로스를 대폭 절감할 수 있다.

도 1은 종래의 웨이퍼 반송 시스템에 관련된 구성예를 도시하는 개략 측단면도.

도 2는 웨이퍼의 미스 얼라인 예를 도시하는 평면도.

도 3은 본 발명이 적용된 웨이퍼 반송 장치의 구성을 도시하는 개략 평면도.

도 4는 본 발명의 주요부 센서의 배열 구조를 도시하는 일부 사시도.

도 5는 본 발명의 주요부에 의한 웨이퍼의 미스 얼라인 센싱을 설명하는 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

20 : 기대 22 : 웨이퍼 캐비닛

24 : 보트 26 : 트위저

28 : 헤드 30 : 센싱 영역

32 : 블래킷

34a, 34b, 34c : 광전식 위치 센서

36 : 웨이퍼

상술한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면 도 3 내지 도 6을 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 관련된 장치의 평면도로서, 기대(20)는 통상의 웨이퍼 반송 장치와 마찬가지로 웨이퍼 캐비닛(22)과 보트(24) 사이로 배치되어 있다. 또한 기대(20)의 상부에는 수직으로 배열된 다수의 트위저(26)를 갖춘 헤드(28)가 종래의 장치와 동일한 방식으로 상기 기대(20)에서 왕복 이동할 수 있게 배치되어 있다.

본 발명에 관련된 장치의 특징적 구성은 기대(20) 상에서 웨이퍼 캐비닛(22)에 인접하는 위치에 얼라인 센싱 영역(30)이 마련되어 있는 점에 있다.

보다 구체적으로, 상기 얼라인 센싱 영역(30)은 기대(20)의 상방에서 상기 헤드(28)의 왕복 이동에 장해를 주지 않는 위치로 배치되는 센서군이다.

도 4는 상술한 얼라인 센싱 영역(30)에 관련된 상세 구성을 도시하고 있다.

본 발명의 장치에서 기대(20) 상에 마련된 얼라인 영역(30)에는 1쌍의 블래킷(32)이 소정의 간격을 두고 대향 배치되어 있다.

대향하고 있는 블래킷(32)은 평면으로 보아 원호상으로 배열되고 그 내측은 다층으로 구분되어 있으며 각 층에는 3조의 광전식 위치 센서(34a)(34b)(34c)가 적당한 위치로 배열되어서 진공 척킹된 웨이퍼(36)의 주변측 표시부분(A)(B)(C)의 위치를 검출할 수 있게 되어 있다.

광전식 위치 센서(34a)(34b)(34c)는 실제에 있어서 광 화이버형 광전식 위치 센서를 사용하면 센싱 영역(30)의 소정 개소로 배열하기가 용이하고 간결한 장점이 있고, 또 그 광 화이버형 광전식 위치 센서의 검출 거리도 2mm 이내로 극히 짧기 때문에 본 발명에 가장 적합하게 이용될 수 있다.

이러한 구성에 의해 모든 트위저(26)에 진공 척킹된 웨이퍼(36)의 주변측 위치는 개별적으로 검출된다.

도 5는 본 발명에 적용된 광전식 위치 센서(34a)(34b)(34c)를 통한 웨이퍼(36)의 위치 변화 검출예를 설명하고 있다.

작동 초기에 모든 광전식 위치 센서(34a)(34b)(34c)와 각 웨이퍼(36) 사이의 거리는 발광부에서 조사된 빛이 실선으로 도시한 정규 위치에 놓여진 웨이퍼(36)의 주변에서 반사되어 수광부로 입사되도록 배치된다.

이와 같이 배열함에 따라 모든 웨이퍼(36)가 정규 위치에 놓여져 있을 때 모든 광전식 위치 센서(34a)(34b)(34c)는 스위칭 온으로 된다. 그러나 어느 한 웨이퍼(36)가 미스 얼라인되어 도면의 1점 쇄선으로 도시한 바와 같이 중심점이 흐트러진 위치로 놓여졌을 때에는 해당 광전식 위치 센서(34a)의 발광부에서 조사된 빛은 상기 웨이퍼(36)의 주변에서 반사되더라도 수광부로 입사되지 않아 스위칭 오프로 된다.

본 발명의 장치는 이와 같이 웨이퍼(36)의 미스 얼라인을 광전식 위치 센서(34a)(34b)(34c) 중의 어느 하나 또는 그 이상이 스위칭 오프되는 것으로 검출해낸다.

그러나 본 발명의 장치는 반드시 광전식 위치 센서(34a)(34b)(34c)의 스위칭 오프로 미스 얼라인을 검출하는 것으로 한정하는 것은 아니며, 역으로 스위칭 온 상태일 때를 미스 얼라인 검출 시점으로 실시할 수도 있는 것이며, 중요한 점은 기대(20)의 상방에서 웨이퍼(36)의 미스 얼라인 여부를 검출할 수 있는 구성에 있는 것이다.

상술한 구성의 본 발명 장치를 통한 웨이퍼 미스 얼라인 센싱은 다음과 같이 행해진다.

(제 1 단계)

기대(20)를 타고 헤드(28)가 센싱 영역(30)을 지나 웨이퍼 캐비닛(22)의 웨이퍼 캐리어를 향해 위치 이동하여 트위저(26)를 진입시켜서 웨이퍼 캐비넷(22) 내부에 수납된 웨이퍼(36)를 진공 척킹한다.

(제 2 단계)

트위저(26)에 의한 웨이퍼(36)의 진공 척킹이 종료되면 다시 헤드(28)는 일정 거리 후진하여 트위저(26)에 척킹된 웨이퍼(36)를 센싱 영역(30)에 세팅시킨다.

(제 3 단계)

헤드(28)가 정지되면 센싱 영역(30)에서 소정 개소로 배열된 광전식 위치 센서(34a)(34b)(34c)가 척킹된 웨이퍼(36)의 주변부를 센싱하여 얼라인 범위 여부를 나타내는 전기 신호를 출력한다.

(제 4 단계)

광전식 위치 센서(34a)(34b)(34c)의 출력 신호가 얼라인 상태임을 나타낼 때에 헤드(28)는 다시 더욱 후진 이동한 다음, 180도 수평 회전하여 보트(24)로 웨이퍼(36)를 이재시킨다.

(제 5 단계)

광전식 위치 센서(34a)(34b)(34c)의 출력 신호가 미스 얼라인 상태임을 나타낼 때에는 경보를 발하고 리세트될 때까지 헤드(28)를 그 위치에서 정지시켜 둔다. 경보가 울리면 작업자는 미스 얼라인이 발생한 것을 인지하고 미스 얼라인된 웨이퍼(36)를 정규 위치로 수정한 다음 장치를 리세트시켜 웨이퍼의 반송이 재개되게 한다.

이와 같은 작동을 반복하여 행하고, 미스 얼라인 발생시 마다 즉각 조치하여 웨이퍼의 반송이 가급적 신속하게 이루어지도록 관리한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 헤드의 트위저로 웨이퍼를 진공 흡착하여 웨이퍼 캐리어에서 보트로 반송시키는 과정에서, 웨이퍼 캐리어에서 취출된 웨이퍼가 반송 도중에 센싱 영역을 거치도록 함으로써 상기 트위저에 미스 얼라인된 웨이퍼가 존재할 때에 이를 검출하여 경보를 발하게 한 것이므로, 웨이퍼 캐리어에서 보트로 웨이퍼를 반송하는 과정에서 미스 얼라인이 원인으로 되어 발생하는 웨이퍼의 파손을 근본적으로 방지하여 주는 효과가 있고, 또 웨이퍼의 미스 얼라인이 자동적으로 검출됨에 따라 작업자의 수고를 덜어 주어 공정의 능률화를 꾀할 수 있는 효과도 아울러 갖추고 있는 것이다.

Claims (4)

1. 기대를 타고 헤드가 위치 이동하여 웨이퍼 캐리어로 트위저를 진입시켜 수납된 웨이퍼를 진공 척킹하는 제 1 단계와,

   웨이퍼 척킹 후에 헤드가 일정 거리 후진하여 센싱 영역으로 진입하는 제 2 단계와,

   센싱 영역의 소정 개소로 배열된 광전식 센서가 척킹된 웨이퍼의 주변부를 센싱하여 얼라인 범위 여부를 검출하는 제 3 단계와,

   얼라인 범위에 있을 때에는 헤드는 더욱 후진 이동하고 180도 수평 회전하여 보트로 웨이퍼를 이재하는 제 4 단계와,

   미스 얼라인 범위에 있을 때에는 경보를 발하고 헤드의 위치 이동을 정지시키는 제 5 단계로 행해짐을 특징으로 하는 웨이퍼 미스 얼라인 센싱 방법.
2. 헤드가 정역 구동모터에 의해 정역 회전되고 기대 내부에 횡으로 설치된 스크류를 타고 왕복 이동 가능하게 배치고, 수직으로 다수 배열된 트위저를 수평 방향으로 정반 회전시킬 수 있게 배치된 웨이퍼 반송장치에 있어서,

   상기 기대의 소정 개소에 복수개의 광전식 위치 센서를 배열하여 상기 트위저에 의해 진공 흡착되는 웨이퍼의 미스 얼라인을 검출할 수 있게 한 구성으로 된 웨이퍼 반송장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 광전식 위치 센서는 광 파이버형 광전식 위치 센서인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 광전식 위치 센서는 기대 상의 소정 위치로 대향 배치된 블래킷에 다수 장착되는 것임을 특징으로 하는 웨이퍼 반송장치.