KR20050061462A - 기판 처리 공정 시스템 - Google Patents

기판 처리 공정 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20050061462A
KR20050061462A KR1020057003014A KR20057003014A KR20050061462A KR 20050061462 A KR20050061462 A KR 20050061462A KR 1020057003014 A KR1020057003014 A KR 1020057003014A KR 20057003014 A KR20057003014 A KR 20057003014A KR 20050061462 A KR20050061462 A KR 20050061462A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
interleaf
wafer
end effector
arm
transfer arm
Prior art date
Application number
KR1020057003014A
Other languages
English (en)
Inventor
프레스톤 휘트콤
존 재미슨
Original Assignee
인티그레이티드 다이나믹스 엔지니어링, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인티그레이티드 다이나믹스 엔지니어링, 인크. filed Critical 인티그레이티드 다이나믹스 엔지니어링, 인크.
Publication of KR20050061462A publication Critical patent/KR20050061462A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6838—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67763—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading
    • H01L21/67778—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading involving loading and unloading of wafers

Abstract

반도체 웨이퍼를 집어올리고 내려놓기 위한 제1 로봇팔과, 인터리프를 집어올리고 내려놓기 위한 제2 로봇팔과, 제1 및 제2 로봇팔을 작동시키는 제어기를 구비하는 시스템을 제공한다. 제1 로봇팔과 제2 로봇팔을 실질적으로 동시에 동작한다. 로봇팔 중 적어도 하나는 트랜스퍼 암, 트랜스퍼 암의 제1 단부에 부착되는 평형 부재와, 트랜스퍼 암의 제2 단부에 부착되는 엔드 이펙터를 포함할 수 있다. 2개의 로봇팔을 이용함으로써 시스템은 단계들을 실질적으로 동시에 수행할 수 있고 이에 따라 처리율(량)을 크게 증가시킬 수 있게 된다.

Description

기판 처리 공정 시스템{SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM}
본 발명은 기판 처리 공정 시스템에 관한 것이다.
다수의 처리 설비에서 단일 반도체 웨이퍼가 처리되는 경우가 있다. 기판을 분류 및 트래킹하고 및 수송 용기에 기판을 패킹(packing)하거나 수송 용기(shipping container)로부터 기판을 언패킹(unpacking)할 수 있는 시스템이 개발되어 왔다. 이러한 시스템에서는 수송 용기에 삽입되고 수송 용기로부터 방출되는 인터리프 재료(interleaf material) 등의 패키지 재료와 반도체 웨이퍼를 조작해야 할 필요가 있다. 인퍼리프 물질은 웨이퍼와 웨이퍼 사이에 배치되어, 웨이퍼를 보호하고 웨이퍼를 이격시키며 웨이퍼들 간의 접촉을 최소로 한다. 일반적으로, 웨이퍼와 인터리프 물질은 모두 수송 용기에 수평으로 배치된다. 수송 용기는 강체의 개방형 용기이며, 직경이 기판의 직경보다 약간 더 크고, 용기당 대략 25개의 웨이퍼를 수용할 수 있을 정도의 깊이를 가지고 있다.
기판 재료를 패킹 및 언패킹하기 위한 시스템은 진공 막대(vacuum wand)를 이용하며, 구입 가능한 로봇을 이용하는 시스템이다. 이러한 로봇 시스템은 특정의 기판(예컨대, 웨이퍼 또는 인터리프)의 요구에 맞게 각각 상이하게 설계된 다수의 엔드 이펙터(end effector)를 운반하는 하나의 로봇팔 조립체를 포함할 수 있다.
수평의 웨이퍼 수송 용기로서 알려진 인클로저(enclosure)에 대해 웨이퍼를 패킹 및 언패킹하는 것은 하나의 공정 단계가 일시에 수행되는 순차의 공정이다. 로봇 트랜스퍼 암(robotic transfer arm)이 각 단계를 처리하는 단계의 수 및 속도에 의해 패킹 및 언패킹의 속도가 결정될 수 있으며, 시스템의 처리율도 결정된다.
도 1은 웨이퍼 처리를 위한 시스템의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 시스템의 상단 부분을 나타내는 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 시스템의 평면도.
도 4a는 도 1에 도시된 시스템의 엔드 이펙터를 포함하는 트랜스퍼 암의 측면도로서, 인터리프 카세트에 인접하여 배치된 것을 나타내는 도면.
도 4b는 인터리프 카세트를 체결하는 도 4a의 트랜스퍼 암을 나타내는 측면도.
도 5a는 인터리프를 체결하는 트랜스퍼 암의 엔드 이펙터를 나타내는 상세도.
도 5b는 카세트로부터 인터리프를 배출하는 도 5a의 엔드 이펙터의 상세도.
도 5c는 인터리프를 홀딩하는 도 5a에 도시된 엔드 이펙터의 상세도.
도 6a-6c는 트랜스퍼 암의 엔드 이펙터에 있는 일단부의 다양한 실시예를 나타내는 개략도.
도 7a, 7b는 웨이퍼 수송용 용기의 상세도.
도 8은 도 1의 시스템에 대해 처리 단계의 예를 나타내는 흐름도.
도면에서 동일한 도면부호는 유사한 구성요소를 나타낸다.
본 발명의 하나의 특징으로서, 2도 이상의 자유도(degree of freedom)를 가지며 반도체 웨이퍼를 집어올리고(capturing) 내려놓기(releasing) 위한 제1 로봇팔 조립체와, 2도 이상의 자유도를 가지며 인터리프를 집어올리고 내려놓기 위한 제2 로봇팔과, 제1 로봇팔과 제2 로봇팔을 작동시키는 제어기를 포함하며, 제1 로봇팔과 제2 로봇팔은 실질적으로 동시에 동작하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 제2 로봇팔은 제1 단부와 제2 단부를 가지며 제2 암 베이스에 장착되는 트랜스퍼 암과, 트랜스퍼 암의 제1 단부에 부착되는 평형 부재(counterweight)와, 트랜스퍼 암의 제1 단부에 대향하는 제2 단부에 부착되는 엔드 이펙터를 포함한다.
다른 실시예로서, 본 시스템의 엔드 이펙터는 상기 인터리프를 집어올리고 내려놓기 위해 가변의 압력(variable pressure)을 가하도록 구성되어 있다. 다른 실시예로서, 본 시스템의 엔드 이펙터는 인터리프를 집어올리고 내려놓기 위해 음압(negative pressure) 및 양압(positive pressure)을 순차적으로 가하도록 구성되어 있다. 다른 실시예로서, 본 발명의 시스템은 인터리프의 근접 정도(proximity)와 체결 정도(engagement)를 상기 엔트 이펙트에 의해 검출하기 위한 센서를 추가로 포함한다. 또 다른 실시예로서, 센서는 인터리프의 근접 정도와 체결 정도를 검출하기 위해 차압(differential pressure), 반사율(reflectance), 영상화(iamging), 커패시턴스 또는 인덕턴스를 이용한다.
다른 실시예에 있어서, 본 발명의 시스템은 인터리프의 재료 특성을 검출하기 위한 센서를 포함한다. 다른 실시예로서, 본 시스템의 센서는 인터리프의 재료 특성을 검출하기 위해 차압, 반사율, 영상화, 커패시턴스 또는 인덕턴스를 이용한다. 다른 실시예로서, 엔드 이펙터는 인터리프를 집어올리기 위한 정전기 전하를 제공하는 전극(electrode)을 추가로 포함한다. 다른 실시예로서, 엔드 이펙터는 트랜스퍼 암의 제2 단부에서 실질적으로 수직 방향으로 활주 가능하게 배치된다. 다른 실시예로서, 엔드 이펙터는 상기 베이스와 독립적으로 수직 작동이 가능하게 구성되어 있다. 로봇팔은 공압식 또는 전기 서보 모터에 의해 작동될 수 있다. 일 실시예로서, 본 발명의 시스템은 인터리프를 분리하기 위해 공압식 분리장치(pneumatic separator)를 구비하는 인터리프 카세트 홀더를 포함한다.
본 발명의 다른 특징으로서, 조립체는 제1 단부와 제2 단부를 가지며 제2 암 베이스에 장착되는 트랜스퍼 암과, 트랜스퍼 암의 제1 단부에 부착되는 평형 부재와, 트랜스퍼 암의 제1 단부에 대향하는 제2 단부에 부착되는 엔드 이펙터를 포함하며, 엔드 이펙터는 양압 및 음압을 기판에 가하도록 구성되어 있다. 일 실시예로서, 본 시스템의 엔드 이펙터는 양압 및 음압을 기판에 순차적으로 가하도록 구성되어 있다. 로봇팔 조립체는 기판의 재료 특성을 상기 기판에 결합할 때 검출하는 센서를 포함할 수 있다.
다른 특징으로서, 본 발명은 반도체 웨이퍼를 집어올리고 내려놓기 위한 제1 엔드 이펙터를 갖는 제1 로봇팔과, 인터리프 시트를 집어올리고 내려놓기 위한 제2 엔드 이펙터를 갖는 제2 로봇팔을 구비하는 처리 시스템을 제공하는 단계와; 제2 엔드 이펙터가 인터리프 시트에 근접하도록 제2 로봇팔을 위치시키는 단계와; 제2 이펙터를 통하여 인터리프 시트에 양압을 가하여, 가장 위에 있는 인터리프 시트를 나머지 시트로부터 분리하는 단계와; 제2 엔드 이펙터를 통해 음압을 가하여, 제2 엔드 이펙터에 대항하여 가장 위에 있는 인터리프 시트를 유지하는 단계와; 가장 위에 있는 인터리프 시트를 제1 위치에서 제2 위치로 운반하는 단계와; 제2 엔드 이펙터로부터 상기 가장 위에 있는 인터리프 시트를 방출하는 단계를 포함한다.
다른 실시예로서, 인터리프 시트는 인클로저 안에 방출되고, 본 발명의 방법은 반도체 웨이퍼를 제1 위치로부터 집어올리기 위해 상기 제1 로봇팔을 위치시키는 단계와, 제2 엔드 이펙터로부터 상기 가장 위에 있는 인터리프 시트를 각각 내려놓기 전에, 웨이퍼 수송용 용기 내의 제2 위치에 반도체 웨이퍼를 내려놓는 단계를 추가로 포함한다. 다른 실시예로서, 본 발명의 방법은 제1 엔드 이펙터를 통해 음압을 가함으로서 반도체 웨이퍼를 집어올리는 단계와, 제1 엔드 이펙터를 통해 주변압을 가함으로써 반도체 웨이퍼를 내려놓는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 시스템과 방법은 베르누이(Bernoulli) 엔드 이펙터를 포함하는 적어도 하나의 로봇팔을 가진 다수개의 로봇팔 조립체를 이용하여, 인터리프 수송의 신뢰성과 오염 조절 특성을 향상시킨다. 이러한 구성에 의해, 본 발명의 방법을 구성하는 단계가 순차적이 아닌 실질적으로 동시에 이루어지기 때문에, 시스템의 처리율(처리량)을 크게 증가시키게 된다. 하나의 로봇팔 조립체는 순서의 각 단계에 대해 속도와 처리율을 향상시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예로서, 하나의 로봇팔은 웨이퍼의 조작을 위한 것이며, 다른 로봇팔은 인터리프 전용의 조작을 위한 것이다. 제1 및 제2 로봇팔은 각각 웨이퍼 또는 인터리프 시트를 조작하도록 구성되어 있다.
본 발명의 시스템은 웨이퍼 수송용 용기를 패킹 및 언패킹하는데 모두 이용될 수 있다. 따라서, 반도체 제조 설비의 수송 및 수용을 위한 영역에 모두 동일한 시스템을 위치시킬 수 있다. 본 발명의 시스템은 정전기 또는 진공 막대를 이용하여 수동으로 반도체 웨이퍼를 로딩하는 것보다 더 신속하게 로딩할 수 있으며, 웨이퍼를 수동으로 로딩하는 것보다 신뢰성이 높으며 파손이 적어진다.
도 1에 있어서, 공정 처리 시스템(10)은 반도체 웨이퍼(25)와 인터리프 시트(30) 등을 포함하는 기판 재료를 처리하기 위한 작업 영역(20)과 인클로저(15)를 포함한다. 인클로저(15)는 시스템 컴퓨터(도시 안 됨)에의 사용자 입력을 위한 그래픽 유저 인터페이스(GUI)를 갖는 키보드 및 평판 패널 디스플레이 시스템 수납용의 드로어(drawer: 33)를 포함할 수 있다. 인클로저(15)는 다수의 보조 부품과 기억 장치(도시 안 됨)를 수용할 수 있으며, 이러한 보조 부품으로는 전원, 컴퓨터, 공압식 펌프 및 제어기 등이 있다. 일 예로서, 처리 시스템(10)은 다수의 제조 설비의 경로를 통해 반도체 웨이퍼(25)가 완전히 처리되도록 구성되어 있다. 반도체 웨이퍼(25)가 더 커지고 얇아짐에 따라, 웨이퍼(25)의 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)도 더 엄격해지게 된다. 웨이퍼를 얇게 만드는 설계에서 고려해야 할 중요한 점은 웨이퍼(25)가 신축성이 있어야 하고 평탄화와 운반이 용이해야 한다는 점이다.
도 2 및 도 3에 있어서, 작업 영역(20)은 관절형(articulated) 로봇팔(웨이퍼 암)(35), 트랜스퍼 암(40), 범용 카세트(45a, 45b), 인터리프 홀더(interleaf holder)(50), 수평 웨이퍼 수송용 용기(horizontanl wafer shipper)(55), 및 전치 정렬기(prealigner)(57)를 포함한다. 웨이퍼 암(35)은 Motoman ERC 로봇 제어기에 의해 제어가 가능하다. 일 예로서, 전치 정렬기(57)는 Integrated Dynamics Engineer의 SPA 310 전치 정렬기(분류기 버전)이며, 전치 정렬기 제어기(도시 안 됨)를 포함한다. 이 전치 정렬기(57)는 웨이퍼(25)의 표면상의 결함을 검출하기 위한 검사 스테이션이나 Cognex Insight 1700 비전 시스템 등의 검사 능력을 포함할 수도 있다. 비전 시스템은 웨이퍼(25)의 상이한 직경을 자동으로 조절할 수 있다. 일 예로서, 처리 시스템(10)은 웨이퍼 스캐너(도시 안 됨)를 포함한다. 수평 웨이퍼 수송용 용기(55)는 "코인-팩" 카세트(coin pack(CP) cassette) 또는 "자르"(Jar)라고도 알려져 있다. 일 예로서, 웨이퍼 암(35)은 익스텐더(extender)(65)에 부착되어 있는 웨이퍼 엔드 이펙터(end effector)(60)를 포함한다. 일 예로서, 웨이퍼 암(35)은 로봇 ROB 310이며, 웨이퍼 엔드 이펙터(60)는 플리퍼 타입의(flipper-type) 엔드 이펙터이다.
처리 시스템(10)은 작업 영역(20) 상에서 인터리프 홀더(50)에 인접하여 배치된 이온 리플러(ionization riffler)(95) 또는 수평 웨이퍼 수송용 용기(55)에 인접하여 배치된 이온 리플러(97)를 포함할 수 있다. 인터리프 리사이클 빈(98)(도 1)은 인터리프 홀더(50)와 수평 웨이퍼 수송용 용기(55)에 인접하여 인클로저(15)에 부착되어, 웨이퍼 수송용 용기(55)의 언패킹 동안 삽입되어 있는 인터리프를 폐기시킨다.
일 예로서, 웨이퍼 암(35)은 웨이퍼 엔드 이펙터(60)를 연장하여 진공 압력 등을 이용하여 반도체 웨이퍼(25)의 뒷면(75)에 체결시킴으로써, 웨이퍼를 유지하며, 웨이퍼 수송용 용기(55)까지 운반하고, 2개의 범용 카세트(45a, 45b) 중 하나로부터 반도체 웨이퍼(25)를 제거하게 된다. 일 예로서, 트랜스퍼 암(40)은 인터리프 홀더(50)로부터 인터리프 시트(30)를 회수하기 위해 진공의 양압(positive pressure)을 조합시킴으로써 웨이퍼 수송용 용기(55)까지 운반할 수 있다.
그 동작에 있어서, 웨이퍼 암(35)은 2개의 범용 카세트(45a, 45b) 중 하나로부터 웨이퍼(25)를 파지(grasp)하고, 웨이퍼(25)를 전치 정렬기(57) 상에 위치시키는데, 웨이퍼(25)의 식별 판독이 요구될 때 이러한 동작을 한다. 일부 예에 있어서, 웨이퍼(25)는 2개의 범용 카세트(45a, 45b)의 웨이퍼 수송용 용기(55) 중 하나의 위에 미리 정해진 배향(orientation)으로 배치된다. 어떤 예에 있어서, 웨이퍼(25)는 비대칭이며, 전치 정렬기(57)는 이러한 비대칭을 검출하는데, 웨이퍼(25)가 회전하는 동안 검출하게 된다. 전치 정렬기(57)는 이러한 비대칭과 관련하여 웨이퍼(25)를 미리 정해진 배향으로 회전시킬 수 있다. 웨이퍼 암(35)은 진공 압력을 웨이퍼 엔드 이펙터(60)에 가함으로써 웨이퍼(25)를 집어올려서, 웨이퍼를 뒤집고, 웨이퍼 수송용 용기(55)의 위로 이동시키게 된다. 웨이퍼 암(35)은 웨이퍼(25)가 웨이퍼 수송용 용기(55) 내의 웨이퍼(25) 스택에 웨이퍼(25)를 부유(float)하면서 완만하게 내려가도록 내려놓는다. 웨이퍼(25)를 웨이퍼 수송용 용기(55)에 내려놓도록 위치시키기 전에, 인터리프 시트(30)의 정확한 존재를 검사하도록 하기 위해 센서(도시 안 됨)가 제공될 수 있다.
센서는 웨이퍼(25) 스택과 인터리프 시트(30)가 로딩된 웨이퍼 수송용 용기(55)를 스캔하여 스택의 높이를 제공한다. 웨이퍼 암(35)은 웨이퍼(25) 쪽으로 내려가서 웨이퍼(25)의 뒷면(75)에 다가가도록 미리 정해진 단계로 천천히 이동한다. 리플러(97)를 구동시켜, 압축 공기가 리플러의 개구부로부터 나오도록 하고, 웨이퍼 엔드 이펙터(60)로부터 위쪽으로 상단 웨이퍼(25)를 분리하여 부유시킴으로써, 웨이퍼 엔드 이펙터(60)와 웨이퍼(25) 사이에 진공이 만들어졌을 때, 웨이퍼 암(35)이 위쪽으로 이동하여 수축되어 웨이퍼를 회수하게 된다.
처리 시스템(10)의 몇 가지 예에는 웨이퍼 수송용 용기(55)의 로딩이나 언로딩이 행해지는 동안 경고 시스템(warning system)을 포함함으로써 웨이퍼(25)가 손상을 입는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼나 인터리프 엔드 이펙터(60, 80) 중 하나가 스택의 상단을 누르고 있어서 진공 흐름에 대한 변화가 검출되지 않는 경우에, 웨이퍼나 트랜스퍼 암(35, 40) 중 하나를 계속 내리면 웨이퍼(25)가 손상을 입거나 파손될 수 있으며, 웨이퍼(25) 스택이 서로 접착되어 웨이퍼(25)를 제거하는 것이 어렵게 된다. 일 실시예로서, 이러한 경고 상태는 웨이퍼(25) 및/또는 인터리프 시트(30)가 언로딩될 때 값을 감소시키는 카운터(도시 안 됨)를 이용함으로써 회피할 수 있다. 또, 카운터는 각 기판의 다른 부분의 높이를 판정하는데 이용된다.
웨이퍼(25)를 웨이퍼 수송용 용기(55)로부터 들어올릴 때, 웨이퍼 암(35)의 움직임에 대한 가변 멈춤(variable pause)을 이용하여, 임의의 정전하(static charge)가 웨이퍼(25)로부터 유출된 후에, 2중으로 웨이퍼를 들어올림으로써 뒷면으로 이동하게 할 수 있다. 일부 예에서, 이러한 것은 리플러(97)를 이용할 때에도 생기는 예방 조치이다. 일 예로서, 웨이퍼 암(35)은 멈춤이 발생하기 전에 웨이퍼(35)를 약간만 들어올린다. 일 예로서, 웨이퍼 암(35)이 스택에 접근함에 따라, 웨이퍼 엔드 이펙터(60)가 웨이퍼(25)의 위로 대략 2 밀리미터(mm) 정도 접근했을 때, 리플러(97)가 구동함으로써, 어느 하나의 웨이퍼(25)도 웨이퍼 수송용 용기(55)를 벗어나 위치하지 않도록 한다.
인터리프 시트(30)는 웨이퍼 암(35) 또는 트랜스퍼 암(40)에 의해 웨이퍼 수송용 용기(55)의 내부에 배치된다. 이 과정은 웨이퍼(25)와 인터리프 시트(30) 모두에 대해 동일하다. 그러나, 웨이퍼(25)와 인터리프 시트(30)를 조종하는 방법의 차이점은 웨이퍼(25)를 웨이퍼 수송용 용기(55)에 배치하거나 웨이퍼(25)를 다시 카세트(45a, 45b)로 복귀시키기 전에, 웨이퍼(25)를 공중으로 운반(mid-air transfer)한다는 것이다. 언패킹 동작은 상기 과정을 반대로 하면 상기 설명한 것과 같다.
도 4a, 4b에는 트랜스퍼 암(40)과 인터리프 홀더(50)가 도시되어 있다. 트랜스퍼 암(40)은 수직 이동 및 수평 이동을 가능하게 하기 위한 2개의 움직임 축 Zi 및 θi를 갖는다. 인터리프 엔드 이펙터(80)는 웨이퍼(25)와 인터리프 시트(30)를 운반하는데 이용될 수 있다. 인터리프 엔드 이펙터(80)는 수직 방향으로 배치되어 있으며, 운반되는 기판의 상면과 접촉되어 있다. 인터리프 엔드 이펙터(80)는 몇 가지 타입의 파지력(grasping force)을 가지고 있는데, 이 힘은 운반되는 기판의 무게보다 더 강하다. 인터리프 엔드 이펙터(80)의 파지력을 향상시키는데 이용되는 기술은 취급되는 기판의 유형에 따라 몇 가지 상이한 방법으로 달성될 수 있다.
일 예로서, 트랜스퍼 암(40)은 익스텐더(83)의 제1 단부에 부착된 인터리프 엔드 이펙터(80)와, 익스텐더(83)의 상기 제1 단부에 대향하는 제2 단부에 부착된 평형 부재(counterweight)(88)를 포함한다. 트랜스퍼 암(40)은 인터리프 시트(30)를 체결하고 해제하는데 유용한, 인터리프 엔드 이펙터(80)의 독립적인 수직 이동을 가능하게 하는 선형 베어링(90)을 포함할 수도 있다. 트랜스퍼 암(40)은 Zi 및 θi 방향으로의 이동을 가능하게 하도록 액추에이터 베이스(93)를 포함할 수 있다. 이 액추에이터 베이스(93)는 제어기(94)에 연결되어 있으며, 이 제어기(94)는 시스템 컴퓨터(도시 안 됨)에 연결되어 있다. 다양한 예로서, 액추에이터 베이스(93)는 압축 공기 방식(공압식)으로 구동되거나, 직접 구동기 또는 트랜스퍼 암(40)에 대한 전동 연동기(transmission linkage)를 갖는 전기 서보 모터를 이용한다.
통상적으로, 처리 시스템(10)은 시스템 컴퓨터에 대한 입력으로서 수신되며 시스템 컴퓨터에 의해 제어되는 웨이퍼 암(35) 및/또는 트랜스퍼 암(40)과 관련된 위치 피드백 센서 및/또는 스위치(도시 안 됨)를 포함한다. 일 예로서, 트랜스퍼 암(40)은 쿠션식이며 θi 방향으로 135도의 원호로서 회전할 수 있고, Zi 방향으로 대략 3.5 인치의 수직 이동을 할 수 있다. 트랜스퍼 암(40)에 대해서 다른 동적 파라미터가 이용될 수도 있다.
일 예로서, 인터리프 엔드 이펙터(80)에 가해지는 진공 변화를 검출하는데 센서가 이용된다. 따라서, 동작 동안, 인터리프 엔드 이펙터(80)가 인터리프 시트(30) 쪽으로 하강함에 따라, 진공 압력 레벨에서의 소정 크기의 검출된 변화는 인터리프 엔드 이펙터(80)가 스택에서 상단 인터리프(30)에 접촉되었다는 것을 나타내는 것으로 인식된다. 이러한 검출된 진공 변화는 시스템 컴퓨터에 인터럽트를 발생시키고, 다음으로 시스템 컴퓨터로 하여금 인터리프 스택(30)으로부터 인터리프 엔드 이펙터(80)를 들어올리도록 하며, 트랜스퍼 암(40)으로 하여금 하나의 인터리프 시트(30)만을 회수하여 유지하도록 한다. 이렇게 함으로써, 진공에서의 변화에 의해 인터리프 엔드 이펙터(80)가 인터리프 시트(30)를 한꺼번에 누르지 않게 되고, 여러 개의 인터리프 시트(30) 간의 정전결합이 강해지는 것을 최소화한다. 이처럼 인터리프 시트(30)를 집어올리는 방식을 "페더 터치 모드"(feather touch mode) 재료 처리라고도 한다. 처리 시스템(10)은 트랜스퍼 암(40)이 인터리프 스택(30) 쪽으로 완만하게 하강하고, 위쪽으로는 비교적 신속하게 이동시켜 트랜스퍼 암(40)의 인터리프 엔드 이펙터(80)로부터 인터리프 시트(30)의 체결 해제를 향상시키도록 구성될 수 있다.
인터리프(30)와 웨이퍼(25) 등의 기판을 취급함에 있어서의 어려운 점은 정적 하중(static force)에 의해 연속 기판 사이에서 생길 수 있는 접착(adhesion)이다. 상기 설명한 "페더 터치 모드"와 관련하여 인터리프 시트(30)와 웨이퍼(25)를 분리시키기 위해 이온 리플러(95, 97)를 이용하는 것은 이러한 정적 접착력을 감소시키는데 효과적일 수 있다. 이 이온 리플러(95, 97)는 흐름이나 압축 가스, 예컨대 공기를 리플러(95, 97)에 있는 다수개의 홀을 통해 웨이퍼(25)와 기판(30)에, 일반적으로 반경 방향의 안쪽으로 제공한다.
일 예로서, 인터리프 엔드 이펙터(80)는 인터리프 시트(30)를 추가로 분리시키고 인터리프 시트(30) 간의 정전 결합을 감소시키기 위해 인터리프(30)에 약간의 변형이 일어나도록 구성된다. 이러한 것은 인터리프 엔드 이펙터(80)에 부착된 확산기(diffuser: 110)에 곡면(curvature)을 형성하는 것 및/또는 인터리프 엔드 이펙터(80)에 의해 집어올려진 후 인터리프(30)의 편향을 위해 아우트리거(outrigger)(112)를 추가하는 것 등에 의하여 달성될 수 있다. 아웃트리거(112)는 반경 방향으로 바깥쪽으로 연장하고, 확산기(110)의 원주 표면을 따라 아래쪽으로 연장할 수 있어, 인터리브 엔드 이펙터와 체결할 때 인터리프 시트(30)를 편향시킬 수 있다.
인터리프 시트(30)의 소정의 물리적 특성에 때문에 취급이 용이하지 않을 수 있다. 구체적으로, 인터리프 시트(30)의 공극성(porosity)에 의해 인터리프 엔드 이펙터(80)의 효율이 감소된다. 이 경우, 인터리프 시트(30)를 통해 유출되는 진공에 의해 하나 이상의 인터리프 시트(30)를 한꺼번에 들어올리게 될 가능성이 있다. 인터리프 시트(30)의 다공성의 큰 편차 때문에, 진공 흐름을 조절하여 하나의 인터리프 시트(30)를 들어올리도록 하는 것을 방해하고, 하나 이상의 인터리프 시트(30)가 들어올려졌다는 것을 나타내는 진공 센서의 이용을 방해하게 된다. 일 예로서, 리플러(95)를 사용하는 것과 관련하여 벨로우즈 타입(도시 안 됨)의 픽업 엔드 이펙터(80)를 이용하여 인터리프 시트(30)의 다공성을 해결한다. 이러한 방식에서, 하강용 인터리프 엔드 이펙터(80)에 대해 위쪽으로 인터리프 스택(30)의 상단을 리플 작용(riffling action)으로 "부유"(float)시키면서, 엔드 이펙터(80)를 상단 인터리프 시트(30)를 넘어 하강시키지 않고도(즉, 인터리프 스택 30에서 더 낮은 위치에 있는 시트에 대해 상단 인터리프 시트 30를 누르지 않고) 부유하는 인터리프 시트(30)를 들어올리는 것이 가능하게 된다.
또한, 인터리프 시트(30)는 일반적으로 매우 얇고 신축성을 갖기 때문에, 근접성 검출(proximity detection)이 더 어렵게 된다. 따라서, 처리 시스템(10)은 인터리프 시트(30)에 대해 엔드 이펙트(80)를 통해 미리 정해진 순서로 양압 및 음압(진공)을 가하도록 구성되는 인터리프 엔드 이펙터(80)를 포함할 수 있다. 이에 의하여, 인터리프 엔드 이펙터(80)와 인터리프 시트(30) 간의 상호작용력(압력)을 에 매우 용이하게 조절할 수 있다. 이러한 것은, 인터리프 엔드 이펙터(80)가 인터리프 시트(30)의 종종 동적으로 변하는 형태와 상호 작용할 수 있도록 구성되는 경우에, 특히 조절이 가능하다. 바람직한 예로서, 트랜스퍼 암(40)의 엔드 이펙터(80)는 먼저 양압을 상단 인터리프 시트(30)에 기한다. 엔드 이펙터(80)로부터의 양압(positive pressure)은 상단 인터리프 시트(30)에 대해 양력(lift force)을 발생시켜, 상단 인터리프 시트(30)가 인터리프 스택(30)으로부터 분리되도록 하고 엔드 이펙터(80)의 확산기(110)와 체결되도록 한다. 인터리프 엔드 이펙터(80)에 의해 가해지는 양력에 따라 상단 인터리프 시트(30)에서 생기는 양력은 유선의 유체 흐름에 대한 베르누이 방정식(Bernoulli equation)에 의해 설명된다. 인터리프 엔드 이펙터(80)로부터 그리고 인터리프(30)의 상면 위에서의 공기 흐름이 인터리프(30)의 하면 위에서의 공기 흐름보다 크기 때문에, 인터리프(30)의 하면 상에서의 평균 압력은 인터리프(30)의 상면에서의 평균 압력보다 크다. 따라서, 순수한 상향력, 즉 양력 F(도 5a)가 생기게 된다.
인터리프 시트(30)가 엔드 이펙터(80)에 도달하여 체결되면, 센서가 트랜스퍼 암(40)에 대한 압력 감소를 판정하고, 시스템(10)이 진공을 인터리프 시트(30)에 가하여 인터리프 시트를 엔드 이펙터(80)에 고정시켜 운반을 행하게 된다. 이러한 인터리프 엔드 이펙터(80)의 사용에 의해 인터리프 시트(30)의 다공성과 외형에 독립적이며 신뢰성이 높은 인터리프 운반 메커니즘이 생기게 된다.
그 동작에 있어서, 인터리프 시트(30)를 웨이퍼 수송용 용기(55)로 이동시키는 트랜스퍼 암(40)의 동작을 이하에 설명한다. 인터리프 시트(30)를 들어올린 후에, 트랜스퍼 암(40)은 웨이퍼 수송용 용기(55)의 위에서 회전한 다음, 인터리프 시트(30)를 해제시킴으로써, 인터리프 시트가 웨이퍼 수송용 용기(55)에 서서히 부유하면서 내려가도록 한다. 웨이퍼 수송용 용기(55)에 인접하여(또는, 암(35, 40) 중 하나의 위에) 위치한 센서는, 인터리프 시트(30)를 해제하기 전에 웨이퍼(25)가 웨이퍼 수송용 용기(55)에 존재하는지 여부를 검출하는데 이용된다. 인터리프 시트(30)를 언로딩하는 것은 트랜스퍼 암(40)을 회전시켜 인터리프 리사이클 빈(도 1) 내에서 해제시킴으로써 달성될 수 있다. 일 예로서, 웨이퍼 수송용 용기(55)를 언로딩하는 동안, 웨이퍼(25)로부터 인터리프 시트(3)를 분리시키기 위해 리플러(97)가 이용될 수 있다.
도 5a에 있어서, 트랜스퍼 암(40)은 그 이동 범위에서 종단점 중 하나까지 Zi 및 θi(도 4a, 4b) 방향으로 이동하게 되는데, 트랜스퍼 암(40)의 위치를 처리 시스템(10)의 좌표 시스템에 대해 설정하는 것을 가정용 스위치(도시 안 됨)가 감지하게 된다. 트랜스퍼 암(40)은 회전해서 "인터리프의 픽업 위치"까지 간다. 이 위치에서, 트랜스퍼 암(40)은 인터리프 시트(30)의 수직 위치를 감지한다. 이후, 트랜스퍼 암(40)은 다음 명령을 기다린다. 트랜스퍼 암(40)은 인터리프(30)를 회수하라는 명령을 받는다. 이 명령에 의해, 인터리프 엔드 이펙터(80)가 아래로 이동하여 인터리프 홀더(50)까지 간다. 파지력(grasping force)의 종류에 따라, 인터리프 엔드 이펙터(80)를 다음 인터리프(30)의 픽업 위치까지 이동시키는 것이 가능하게 된다.
도 5b에 있어서, 피드백 감지 기능에 의해, 인터리프(30)가 엔드 이펙터(80)에 의해 확실하게 집어올려지게 되며, 웨이퍼 수송용 용기(55)까지 전달이 가능하다는 것을 확인하게 된다. 도 5c에 있어서, 트랜스퍼 암(40)은 안전한 Zi 높이까지 후퇴하게 되고, 웨이퍼 수송용 용기(55)까지 회전하며, 인터리프 시트(30)를 낮추어 웨이퍼 수송용 용기(55)에 도달하도록 한다. 이후, 파지력이 제거되고 인터리프(30)는 웨이퍼 수송용 용기(55)로 운반된다. 트랜스퍼 암(40)의 인터리프 엔드 이펙터(80)는 차압(differential pressure), 반사율(reflectance), 영상화(imaging), 커패시턴스 또는 인덕턴스 등을 이용하여 인터리프 시트(30)의 재료 특성을 검출하는 센서(도시 안 됨)를 포함할 수 있다.
도 6a에 있어서, 인터리프 엔드 이펙터(80)는 인터리프 시트(30)에 음압 또는 양압을 제공하기 위한 대형의 개방된 확산기(110)를 포함할 수 있다. 또는, 도 6b에 도시된 것과 같이, 인터리프 엔드 이펙터(80)는 인터리프 시트(30)를 집어올리고 내려놓는 구성을 최적으로 하기 위해 배치된 다수의 구멍(115)을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 도 6c에 도시된 바와 같이, 인터리프 엔드 이펙터(80)는 인터리프 시트(30)를 집어올리기 위한 정전기 전하(electrostatic charge)를 제공하기 위해 다수의 전극(120)을 포함한다. 인터리프 엔드 이펙터(80)는 인터리프 시트(30)의 조작을 위해 정전기력과 압력(음력과 양력)을 가하는 전극(120) 및 구멍(115)을 모두 포함할 수 있다.
도 7a, 7b에 있어서, 다수의 반도체 웨이퍼(25)가 웨이퍼 수송용 용기(55)에 신중하게 축적되고, 인터리프 시트(30)는 웨이퍼 수송용 용기(55)에 축적된 각 웨이퍼(25) 사이에 배치된다. 인터리프(30)는 웨이퍼(25)가 로딩, 언로딩 또는 운반 도중에 발생할 수 있는 물리적 손상 또는 정전기적 손상으로부터 웨이퍼를 보호한다. 통상적으로, 인터리프(30)는 카본 섬유 물질 또는 "Tyvac"라고도 불리는 Tyvek(등록상표) 등의 정전기 방지 재료로 만들어진다. 웨이퍼(25)는 웨이퍼 수송용 용기(55)에 위에서부터 아래로 배치하여 웨이퍼 암(35)에 의한 진공 조작을 수용하도록 되어 있는 것이 일반적이다. 웨이퍼 엔드 이펙터(60)는 웨이퍼(25)의 뒷면(즉, 바닥)(75)을 진공으로 하여 각 웨이퍼(25)의 처리되는 상면이 손상되지 않도록 한다. 웨이퍼(25)는 기판 스택의 상단부 및/또는 바닥부 상에 개방형 셀 타입의 발포(open-celled foam)의 상단층과 바닥층에 의해서도 보호될 수 있다. 로딩된 웨이퍼 수송용 용기(55)의 각각의 구성요소인 웨이퍼(25), 인터리프 시트(30) 및 발포층(foam layer)(85)은 운반을 위해 웨이퍼 수송용 용기(55)의 상단에 커버(125)(도 7b)가 고정 장착되기 전에 특정의 순서로 배치된다.
웨이퍼 수송용 용기(55)에 웨이퍼(25)와 인터리프 시트(30)가 로딩된 후에, 웨이퍼 수송용 용기(55)에 스택 커버(125)(도 7b)가 부착되고, 적재용의 적재 용기(도시 안 됨)에 몇 개의 웨이퍼 수송용 용기(55)가 배치될 수 있다. 처리 시스템(10)의 방법이 갖는 이점 중 하나는 웨이퍼(25)의 손상이 감소하며, 통상의 웨이퍼 적재 박스(일부 경우에 있어서, 근사치 계수 4 만큼 적재량을 감소시킨다)와 비교하여, 적재량 감소가 줄어든다는 것이다. 다른 예로서, 웨이퍼 수송용 용기(55)와 각각의 커버(125)의 조종이 수동으로 이루어지는 반면, 웨이퍼(25)와 인터리프 시트(30)가 상기 설명한 바와 같은 자동화 암(35, 40)으로 조종된다.
일부 예로서, 처리 시스템(10)에 하나 또는 그 이상의 스캐너가 포함된다. 예를 들어, 웨이퍼 암(35) 상에 배치되는 스캐너(도시 안 됨)는 교차 슬롯형(cross-slotted) 웨이퍼 및 이중 슬롯형(double-slotted) 웨이퍼의 위치에 대해 웨이퍼 수송용 용기(55)를 스캔하는데 이용될 수 있다. 이 스캐너는 웨이퍼 수송용 용기(55)에 대해 예비 스캔을 수행하여, 발포층(85a, 85b)이 웨이퍼 수송용 용기(55)의 패킹/언로딩 이전에 존재하는지 여부를 검사할 수 있다. 스캐너는 기판 스택의 높이를 기억하는데 이용될 수 있다. 스캐너는 인터리프 시트(30)의 높이를 검사하고, 하나의 카세트(45a, 45b)가 구동되도록 하는 "로우"(low) 경고, 하나 이상의 웨이퍼(25) 로트를 구동시키기에 충분하지 않게 되도록 카세트(45a, 45b)를 비우는 "아웃"(out) 경고 상황, 및 레벨이 하이일 때 "OK"를 제공한다. 이러한 경고 상황은 저장이 가능하며, 카운트가 필요에 따라 감소되어 스캐닝된다.
일 예로서, 트랜스퍼 암(40)과 웨이퍼 암(35)은 비동기적으로 동작하며, 트랜스퍼 암(40)은 인터리프 시트(30)를 해제하기 전에 상태를 검사하고, 웨이퍼 암(35)은 웨이퍼 수송용 용기(55)의 위로 이동시키기 전에 상태를 검사한다. 이 예에서, 트랜스퍼 암(40)은 웨이퍼 암(35)의 해제 위치가 아닌 웨이퍼 수송용 용기(55)의 위에서 이동하도록 구성된다. 일 예로서, 시스템 소프트웨어는 웨이퍼 암(35)과 트랜스퍼 암(40)의 충돌 가능성을 배제하기 위하여, 웨이퍼 암 및 트랜스퍼 암(35, 40)의 위치 전환을 검사하도록 구성될 수 있다.
도 8에 있어서, 웨이퍼 수송용 용기(55)를 패킹하는 과정(130)은 웨이퍼 수송용 용기(5), 인터리프 시트(30)를 포함하는 인터리프 홀더(55) 및 웨이퍼(25)를 포함하는 웨이퍼 카세트(45a, 45b)를 작업 영역(20) 상에 배치하는 단계를 포함한다. 원할 경우, 오퍼레이터(도시 안 됨)는 수송용 용기에 기판(25, 30)을 채우기 전에, 웨이퍼 수송용 용기(55)의 베이스 영역에 패킹 발포층(85b)을 삽입할 수 있다. 일부 예에서, 상기 재료와 홀더를 로딩한 후에, 시스템 제어기 디스플레이(도시 안 됨)는 로딩 전에 웨이퍼 수송용 용기(55)에 어떤 타입 및/또는 어느 정도의 두께를 갖는 발포층을 배치하는지와, 로딩 후 그리고 적재를 위해 웨이퍼 수송용 용기(55) 상에 커버(도 7b)를 배치하기 전에 기판(25, 30)의 상단에 배치하는지를 나타낸다. 일부 예에서, 시스템 제어기 디스플레이는 요구되는 발포 패킹 재료(85a, 85b)의 컬러에 대응하는 컬러 코드를 나타낼 수 있다.
과정(130)에서, 다수의 및/또는 다른 관련 정보를 시스템(10)에 로딩하고(단계 140), 웨이퍼(25), 웨이퍼 수송용 용기(55) 및 인터리프 시트의 사이즈가 일치하는지 검사한다(단계 145). 과정(130)에서, 상기 언급한 단계들이 완료된 후, 인클로저(15) 상의 드로어(33)(도 1) 내에 배치된 평판 패널 디스플레이 상에 표시된 구동 버튼을 누른다(단계 150). 과정(130)에서, 채워진 슬롯형(filled slot), 교차 슬롯형 및 이중 슬롯형 웨이퍼의 표시를 위한 웨이퍼 암(35)에 의해 범용 카세트(45a, 45b)를 스캔한다(단계 155). 과정(130)에서, 웨이퍼 수송용 용기(55)의 높이를 스캔하고(단계 160), 발포층(85b)이 있는 베이스 높이와 관련된 저장된 정보에 대해 베이스 라인이 제 위치에 있는지 검사하며, 인터리프 홀더(50)에 있는 인터리프 시트(30)의 높이를 스캐한다(단계 165). 이 정보는 웨이퍼 수송용 용기(55)를 스캐닝함으로써 시스템(10)의 기동시에 획득될 수 있다. 스캐너는 인터리프 홀더(50)에 있는 인터리프 시트(30)의 높이를 점검한다. 트랜스퍼 암(40)은 인터리프 홀더(50)의 위에서 이동하고, 하강하여, 인터리프 시트(30)를 픽업한다. 모든 시스템은 경고 상태로 가게 된다.
과정(130)에서는 트랜스퍼 암(40)에 의해 인터리프 홀더(50)로부터 인터리프 시트(30)를 회수한다(단계 170). 트랜스퍼 암(140)은 인터리프 홀더(50)의 위에서 회전하고, 인터리프 엔드 이펙터(80)에 의해 인터리프 시트(30)를 회수하도록 하강한다. 과정(130)에서는 엔드 이펙터로부터 인터리프 시트(30)를 방출하여(단계 175), 웨이퍼 수송용 용기(55)까지 부유하면서 내려가도록 한다. 트랜스퍼 암(40)은 다음 인터리프 시트(30)에 대해 이러한 과정을 반복한다.
거의 동시에, 과정(130)에서는 웨이퍼 암(35)을 이용하여 범용 카세트(45a, 45b)로부터 웨이퍼(25)를 회수하고(단계 180), 웨이퍼(25)를 전치 정렬기(57)(웨이퍼 ID가 요구되는 경우) 상에 배치함으로써 정렬시킨다(단계 185). 전치 정렬기(57)는 웨이퍼(25)와 판독되는 웨이퍼 ID를 정렬시킨다. 원격 카메라가 이용되는 경우, 웨이퍼 ID의 로봇 번역이 수행된다. 웨이퍼 암(35)은 전치 정렬기(57)로부터 웨이퍼(25)를 집어 올리고, 전치 정렬기(57)로부터 회수한다.
과정(130)에서는 전치 정렬기(57)에서 웨이퍼(25)를 검사한다(단계 190). 결함이 있는 것으로 발견된 웨이퍼(25)는 자동으로 분류되어 배출 카세트(도시 안 됨)로 이동되거나, 수동으로 분류되어 시스템(10)의 처리율에 영향을 줄 수 있는 진행 또는 배출 결정이 이루어진다.
과정(130)에서는 웨이퍼 암(35)을 회전시킴으로써 웨이퍼를 180도로 플립시키고(단계 195), 웨이퍼(25)를 웨이퍼 수송용 용기(55) 쪽으로 이동시킨다. 시스템(10)은 웨이퍼 암(35), 트랜스퍼 암(40), 순서 및 인터리프/웨이퍼 센서를 점검한다. 과정(130)에서는, 웨이퍼 암(35)을 웨이퍼 수송용 용기(55)의 소정 높이 위에서 이동시키고(단계 200), 웨이퍼(25)를 내려놓고(단계 205), 웨이퍼 수송용 용기(55)에 부유되도록 한다. 과정(130)에서는, 로딩(단계 140)하는 동안 회수하는 정보, 회수(단계 180) 및 방출(단계 205)되는 웨이퍼의 수에 기초하여, 웨이퍼(25)가 웨이퍼 수송용 용기(55)에 모두 로딩되었는지 여부를 점검한다(단계 210). 이러한 회수 과정(단계 170) 내지 방출 과정(단계 205)의 순서는 범용 카세트(45a, 45b)에 모든 웨이퍼(25)가 웨이퍼 수송용 용기(55)에 로딩될 때까지 반복된다.
웨이퍼 수송용 용기(55)에 로딩한 후, 과정(130)은 기판(25, 30)과, 웨이퍼 암(25)을 가진 발포층(85a, 85b)의 높이를 스캔하고(단계 215), 전체 높이를 측정한다. 시스템(10)은 측정된 높이를 이론적으로 압축된 스택 높이와 비교한다. 과정(130)에서는, 발포층(85a)(도 7a, 7b)의 필요 두께를 계산하여(단계 220), 기판 스택을 완료하고, 발포층(85a)에 대응하는 컬러 코드를 표시한다(단계 225). 과정(130)에서는, 웨이퍼 암(35)과 트랜스퍼 암(40)을 안전한 위치로 이동시켜(단계 230), 웨이퍼 수송용 용기(55)가 커버(125)(도 7b)에 인접하도록 그리고 작업 영역(20)으로부터 제거되도록 한다. 통합 또는 원격 프린터(도시 안 됨)가 시스템(10)에 설치되어 있는 경우, 과정(130)에서는, 웨이퍼의 로트 번호 및/또는 다른 데이터를, 웨이퍼 수송용 용기(55)에 부착되는 접착 라벨(도시 안 됨)에 프린트한다(단계 235).
언로딩 과정은 일반적으로 웨이퍼(25)가 웨이퍼 수송용 용기(55)로부터 들어올려질 때를 제외하고는 로딩의 반대 과정이며, 상기 설명한 바와 같이 언로딩 사이클이 계속되기 전에 웨이퍼(25)로부터 정전기가 유출되도록 하는 가변 중단이 있을 수 있다. 인터리프 시트(30)를 웨이퍼 수송용 용기(55)로부터 언패킹하는 과정은 인터리프 시트(30)가 인터리프 홀더(50)로 복귀한다는 점에서 로딩의 반대 과정이다. 인터리프 시트(30)는 트랜스퍼 암(40)이 웨이퍼 수송용 용기(55)로부터 인터리프 시트(30)를 제거한 후에, 리사이클 빈(98)(도 1)에 적재될 수 있다.
트랜스퍼 암(40)은 시스템(10)의 처리율을 향상시킨다. 트랜스퍼 암(40)이 웨이퍼 암(35)의 이동과 동조되면 속도 제한 상황이 발생할 수 있다. 웨이퍼 암(35)과 트랜스퍼 암(40)은 기계적으로 동조될 수 있으며, 다음 동작, 특히 암(35, 40)의 Z 방향에서의 다음 동작, 즉 회전 전에 소프트웨어 요구사항만이 센서를 판독하게 되고, 시스템은 Z 방향에서의 위치를 점검한다. Z 위치 센서의 질의 과정은 시스템(10)의 처리율을 유지하고 지연을 최소화하도록 설계될 수 있다. 인터리프 시트(30)의 실제 회수는 하드웨어 인터럽트에 의해 구동된다. 웨이퍼 수송용 용기(55)에서의 웨이퍼(25)와 인터리프 시트(30)의 센서 검출이 구동되고, 어떠한 기능 불량의 발생에 의해 경고 및 중지 동작을 제공할 것이다.
웨이퍼 암(35)의 로딩 위치는 트랜스퍼 암(40)의 바로 아래가 되며, 이에 따라 시스템(10)은 웨이퍼 암(35)이 웨이퍼 수송용 용기(55)의 위에서 웨이퍼(25)를 연장하도록 하는 위치까지 비동기적으로 될 수 있다. 반면에, 트랜스퍼 암(40)의 위치와 인터리프 진공 상태는 웨이퍼(25)의 로딩이 진행되기 전에 인터리프 시트(30)의 존재에 대해 인터리프/웨이퍼 센서를 점검한다.
많은 예가 설명되었지만, 본 시스템의 정신과 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 웨이퍼 암(35) 및/또는 트랜스퍼 암(40)은 3도의 자유도를 갖는 관절형 로봇팔(예컨대, Z, θ, R 방향으로의 이동이 가능)이 될 수 있다. 웨이퍼 암(35)와 트랜스퍼 암(40)의 배치는 작업 영역(20)에 따라 다수의 구성을 위해 변경이 가능하다. 예를 들어, 웨이퍼 엔드 이펙터(60)는 인터리프 시트(30)를 체결 및 조작하도록 구성될 수 있으며, 인터리프 엔드 이펙터(80)는 웨이퍼(25)를 체결 및 조작하도록 구성될 수 있다. 따라서, 다른 예들도 이하의 특허 청구범위의 범위에 속하게 된다.

Claims (24)

  1. 2도 이상의 자유도를 가지며, 반도체 웨이퍼를 집어올리고 내려놓기 위한 제1 로봇팔 조립체와;
    2도 이상의 자유도를 가지며, 인터리프를 집어올리고 내려놓기 위한 제2 로봇팔과;
    상기 제1 로봇팔 조립체와 제2 로봇팔을 작동시키는 제어기
    를 포함하며,
    상기 제1 로봇팔 조립체와 제2 로봇팔은 실질적으로 동시에 동작하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 로봇팔은,
    제1 단부와 제2 단부를 가지며, 제2 암 베이스에 장착되는 트랜스퍼 암과;
    상기 트랜스퍼 암의 제1 단부에 부착되는 평형 부재와;
    척 조립체의 하단부에 부착되는 엔드 이펙터
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 엔드 이펙터는 상기 인터리프를 집어올리고 내려놓기 위해 가변의 압력을 가하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 엔드 이펙터는 상기 인터리프를 집어올리고 내려놓기 위해 음압 및 양압을 순차적으로 가하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 인터리프의 근접 정도와 체결 정도를 상기 엔트 이펙트에 의해 검출하기 위한 센서를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센서는 상기 인터리프의 근접 정도와 체결 정도를 검출하기 위해 차압, 반사율, 영상화, 커패시턴스 또는 인덕턴스를 이용하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 인터리프의 재료 특성을 검출하기 위한 센서를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 센서는 상기 인터리프의 재료 특성을 검출하기 위해 차압, 반사율, 영상화, 커패시턴스 또는 인덕턴스를 이용하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 엔드 이펙터는 상기 인터리프를 집어올리기 위한 정전기 전하를 제공하는 전극을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 엔드 이펙터는 상기 트랜스퍼 암의 제2 단부에서 실질적으로 수직 방향으로 활주 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 엔드 이펙터는 상기 베이스와 독립적으로 수직 작동이 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 로봇팔 중 적어도 하나는 공압식으로 작동되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 로봇팔 중 적어도 하나는 전기 서보 모터에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 인터리프를 분리하기 위해 공압식 분리장치를 구비하는 인터리프 카세트 홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제1 단부와 제2 단부를 가지며, 제2 암 베이스에 장착되는 트랜스퍼 암과;
    상기 트랜스퍼 암의 제1 단부에 부착되는 평형 부재와;
    상기 트랜스퍼 암의 제2 단부에 부착되는 척 조립체와;
    상기 척 조립체의 하단부에 부착되는 엔드 이펙터
    를 포함하며,
    상기 엔드 이펙터는 양압 및 음압을 기판에 가하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 조립체,
  16. 제15항에 있어서,
    상기 엔드 이펙터는 양압 및 음압을 상기 기판에 순차적으로 가하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 조립체.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 기판의 재료 특성을 상기 기판에 결합할 때 검출하는 센서를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
  18. 반도체 웨이퍼를 집어올리고 내려놓기 위한 제1 엔드 이펙터를 갖는 제1 로봇팔과, 인터리프 시트를 집어올리고 내려놓기 위한 제2 엔드 이펙터를 갖는 제2 로봇팔을 구비하는 처리 시스템을 제공하는 단계와;
    상기 제2 엔드 이펙터가 상기 인터리프 시트에 근접하도록 상기 제2 로봇팔을 위치시키는 단계와;
    상기 제2 이펙터를 통하여 상기 인터리프 시트에 양압을 가하여, 가장 위에 있는 인터리프 시트를 나머지 시트로부터 분리하는 단계와;
    상기 제2 엔드 이펙터를 통해 음압을 가하여, 상기 제2 엔드 이펙터에 대항하여 가장 위에 있는 인터리프 시트를 유지하는 단계와;
    상기 가장 위에 있는 인터리프 시트를 제1 위치에서 제2 위치로 운반하는 단계와;
    상기 제2 엔드 이펙터로부터 상기 가장 위에 있는 인터리프 시트를 방출하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 인터리프 시트는 인클로저 안에 방출되고,
    상기 반도체 웨이퍼를 제1 위치로부터 집어올리기 위해 상기 제1 로봇팔을 위치시키는 단계와, 상기 제2 엔드 이펙터로부터 상기 가장 위에 있는 인터리프 시트를 각각 내려놓기 전에, 웨이퍼 수송용 용기 내의 제2 위치에 상기 반도체 웨이퍼를 내려놓는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 엔드 이펙터를 통해 음압을 가함으로서 상기 반도체 웨이퍼를 집어올리는 단계와, 상기 제1 엔드 이펙터를 통해 주변압을 가함으로써 상기 반도체 웨이퍼를 내려놓는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 제1 위치에서 상기 제2 위치로 웨이터의 완전한 추적을 위해 웨이퍼 ID를 판독하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 반도체 웨이퍼의 라벨 프린터를 이용한 라벨 인쇄를 위한 데이터를 저장 및 전달하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제18항에 있어서,
    에지 손상 등의 결함을 검출하기 위해 상기 반도체 웨이퍼를 검사하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제18항에 있어서,
    상기 반도체 웨이퍼를 복수 개의 제2 위치에 분류하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020057003014A 2002-08-22 2003-08-22 기판 처리 공정 시스템 KR20050061462A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US40556802P 2002-08-22 2002-08-22
US60/405,568 2002-08-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050061462A true KR20050061462A (ko) 2005-06-22

Family

ID=31946897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057003014A KR20050061462A (ko) 2002-08-22 2003-08-22 기판 처리 공정 시스템

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20040109751A1 (ko)
EP (1) EP1532667A1 (ko)
JP (1) JP2005536878A (ko)
KR (1) KR20050061462A (ko)
AU (1) AU2003265634A1 (ko)
WO (1) WO2004019387A1 (ko)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4215677B2 (ja) * 2003-08-25 2009-01-28 日立ビアメカニクス株式会社 レーザ加工機及びレーザ加工方法
DE102005019330A1 (de) * 2005-04-26 2006-11-09 Leica Microsystems Semiconductor Gmbh Transportsystem für ein scheibenförmiges Objekt und System zur Inspektion eines scheibenförmigen Objekts
JP4600495B2 (ja) * 2008-03-06 2010-12-15 セイコーエプソン株式会社 ウエハ取り出し装置及び半導体装置の製造方法
EP2346073B1 (en) 2008-10-22 2017-05-24 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Prealigner
US8419343B2 (en) * 2010-07-31 2013-04-16 Cheng Uei Precision Industry Co., Ltd. Sound film adsorption device
US8946054B2 (en) 2013-04-19 2015-02-03 International Business Machines Corporation Crack control for substrate separation
EP2874183A1 (de) * 2013-11-15 2015-05-20 mechatronic Systemtechnik GmbH Vorrichtung zum wenigstens Entleeren eines Transportbehälters
WO2016175989A1 (en) 2015-04-29 2016-11-03 Applied Materials, Inc. High speed rotary sorter
US11232960B2 (en) * 2016-05-13 2022-01-25 Asml Netherlands B.V. Pick-and-place tool having multiple pick up elements
US10840121B2 (en) * 2016-10-31 2020-11-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method and apparatus for unpacking semiconductor wafer container
US10773902B2 (en) 2016-12-22 2020-09-15 General Electric Company Adaptive apparatus and system for automated handling of components
US10781056B2 (en) 2016-12-22 2020-09-22 General Electric Company Adaptive apparatus and system for automated handling of components
TWI813555B (zh) * 2017-02-07 2023-09-01 美商布魯克斯自動機械美國公司 基材運送方法及設備
US20190047168A1 (en) * 2017-08-09 2019-02-14 Provisur Technologies, Inc. Sheet interleaver for slicing machine
CN112005356A (zh) * 2018-05-03 2020-11-27 应用材料公司 高速旋转分类器中的基板倾斜控制
JP7174560B2 (ja) * 2018-08-01 2022-11-17 平田機工株式会社 搬送装置
JP6934573B2 (ja) * 2018-08-01 2021-09-15 平田機工株式会社 搬送装置及び制御方法
CN113329865B (zh) 2018-10-15 2023-12-29 通用电气公司 自动化膜移除的系统和方法
KR102138122B1 (ko) * 2019-01-09 2020-07-27 에스케이실트론 주식회사 웨이퍼 카세트의 포장 장치
US11600504B2 (en) * 2020-06-29 2023-03-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Detecting damaged semiconductor wafers utilizing a semiconductor wafer sorter tool of an automated materials handling system
CN116504694B (zh) * 2023-06-28 2023-09-12 苏州鸿安机械股份有限公司 一种半导体晶圆输送设备

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3154306A (en) * 1962-10-29 1964-10-27 Harris Intertype Corp Sheet-gripping sucker
DE1778732C3 (de) * 1968-05-29 1973-09-20 Dr.-Ing. Fritz Sommer Nachf. Kg, 5880 Luedenscheid Einrichtung zum Einlegen von Kunst stoffolien in den Formhohlraum eines Formwerkzeuges
DE2429421C2 (de) * 1974-06-19 1981-12-10 Vits-Maschinenbau Gmbh, 4018 Langenfeld Vorrichtung zum Anheben des oberen Bogens eines Stapels mit Blasluft
US4784380A (en) * 1982-06-22 1988-11-15 General Battery Corporation Automatic battery stacker
US4789295A (en) * 1985-02-26 1988-12-06 International Business Machines Corp. Article manipulator for robot
DE3710994A1 (de) * 1987-04-01 1988-10-13 Heidelberger Druckmasch Ag Saugkopf mit hubsaugern
US5044922A (en) * 1989-10-02 1991-09-03 Owens-Illinois Plastic Products Inc. Apparatus for applying labels in the molds of a plastic blow molding machine
JPH0797599B2 (ja) * 1990-04-27 1995-10-18 株式会社芝浦製作所 基板検出装置
US5201560A (en) * 1991-01-24 1993-04-13 John A. Blatt Vacuum cup control apparatus
JPH05335404A (ja) * 1991-07-17 1993-12-17 Hiroshi Akashi 無接触保持装置
JPH0533534U (ja) * 1991-10-04 1993-04-30 住友金属工業株式会社 試料保持装置
JPH07335718A (ja) * 1994-06-07 1995-12-22 Hitachi Ltd ウエハキャリア装置
US5569328A (en) * 1995-01-10 1996-10-29 Petvai; Steve I. Silicon semiconductor wafer test
SE508161C2 (sv) * 1995-03-30 1998-09-07 Asea Brown Boveri Förfarande och anordning för kalibrering av rörelseaxlar hos en industrirobot
KR970008438A (ko) * 1995-07-21 1997-02-24 김광호 리드 프레임 분리 장치
KR100264312B1 (ko) * 1995-10-13 2000-08-16 디지래드 개선된 전하 수집능력을 갖는 반도체 방사선 검출기
JPH09275129A (ja) * 1996-04-03 1997-10-21 Canon Inc 基板搬送装置およびこれを用いた露光装置
JPH10167470A (ja) * 1996-12-02 1998-06-23 Kiyoyuki Horii 非接触保持方法とその装置
JP3289633B2 (ja) * 1997-02-26 2002-06-10 松下電器産業株式会社 リードフレームの転送方法
US6126381A (en) * 1997-04-01 2000-10-03 Kensington Laboratories, Inc. Unitary specimen prealigner and continuously rotatable four link robot arm mechanism
JPH11163091A (ja) * 1997-12-02 1999-06-18 Komatsu Engineering Kk ウエハパッキング装置及びウエハパッキング方法
US6015174A (en) * 1998-06-04 2000-01-18 Eastman Kodak Company Universal end effector for robotic applications
US6517130B1 (en) * 2000-03-14 2003-02-11 Applied Materials, Inc. Self positioning vacuum chuck
US6558109B2 (en) * 2000-05-26 2003-05-06 Automation Technology, Inc. Method and apparatus for separating wafers
WO2003007350A2 (en) * 2001-07-12 2003-01-23 Speedline Manufacturing Company Wafer jar loader method, system and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003265634A1 (en) 2004-03-11
JP2005536878A (ja) 2005-12-02
WO2004019387A9 (en) 2004-05-13
EP1532667A1 (en) 2005-05-25
WO2004019387A1 (en) 2004-03-04
US20040109751A1 (en) 2004-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20050061462A (ko) 기판 처리 공정 시스템
CN112770992B (zh) 真空抓手装置、进给单元和输送扁平部件的方法
CN109712924B (zh) 一种红外焦平面阵列芯片自动化测试设备
TWI527149B (zh) 慣性晶圓定心末端作用器及輸送裝置
JP5331687B2 (ja) 基板を処理することによる電子部品の製造における対象物用保存装置
EP0756314B1 (en) Semiconductor wafer loading and unloading apparatus
EP1055621B1 (en) An automatic plate feeding system
US8376428B2 (en) Integrated gripper for workpiece transfer
US20060127732A1 (en) Fuel cell stacking method and fuel cell tracking device
KR20180046549A (ko) 렌즈유닛 분류장치 및 이를 구비하는 렌즈유닛 분류 시스템
TW202103877A (zh) 移載裝置
JP7291760B2 (ja) キャリッジロボット及びそれを含むタワーリフト
JP2019121697A (ja) 基板把持機構、基板搬送装置及び基板処理システム
TWI300481B (ko)
US20100280653A1 (en) Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method
JP2010120774A (ja) 容器群段おろし装置及び容器群段おろし方法
US20030133776A1 (en) End effector with tapered fingertips
JP2004203621A (ja) 吸引式容器群搬送装置及び吸引式容器群搬送方法
JP4704365B2 (ja) 物品載置装置
KR101457867B1 (ko) 간지 적재모듈 및 이를 포함하는 웨이퍼 패킹 시스템
JP6600026B2 (ja) 取出装置および方法
CN218691638U (zh) 一种面板自动检测系统及加工设备
KR20200095179A (ko) 테이핑 시스템 및 테이핑 방법
JP6836293B1 (ja) 袋取り出し装置、袋取り出し方法、及び食品袋詰め装置
JPH1120948A (ja) ワーク搬送制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid