KR20060075908A - Ｓｍｉｆ 그리퍼 아암의 인터록 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Ｓｍｉｆ 그리퍼 아암의 인터록 장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체공정 국부 청정시스템인 SMIF(Standard Mechanical Interface) 시스템에서 웨이퍼카세트를 집어 로딩/언로딩하도록 리니어 아암에 설치된 그리퍼 아암(gripper arm)에서 웨이퍼카세트가 정위치에서 이탈한 경우 리니어 아암의 동작을 정지시켜 웨이퍼 및 시스템의 손상을 방지할 수 있도록 하는 SMIF 그리퍼 아암의 인터록 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명은, 웨이퍼카세트를 수납하는 SMIF 파드, 웨이퍼카세트를 로딩/언로딩하는 출입구가 형성된 SMIF포트, SMIF 파드로부터 SMIF 포트로 또는 그 역으로 웨이퍼카세트를 이송시키는 수직이송플레이트, 수직이송플레이트에 의해 하방으로 이송된 웨이퍼카세트를 단위공정장비로 로딩/언로딩시키는 그리퍼 아암 및 그리퍼 아암의 동작을 제어하는 시스템콘트롤러를 포함하여 이루어진 SMIF 시스템에 있어서, 상기 그리퍼 아암의 하단에는 웨이퍼카세트의 이탈여부를 감지할 수 있는 인터록센서가 설치되고, 상기 시스템콘트롤러에는 상기 웨이퍼카세트 인터록센서에의해 웨이퍼카세트의 이탈감지신호가 입력되면 상기 그리퍼 아암의 동작을 정지시키는 인터록기능이 구비된 것을 특징으로 하는 발명임.
SMIF, 그리퍼 아암, 웨이퍼카세트, 이탈, 인터록,

Description

ＳＭＩＦ 그리퍼 아암의 인터록 장치 및 그 제어방법{Device for interlock of gripper arm in SMIF}
도 1은 종래의 SMIF 시스템의 그리퍼 아암 장치를 개략적으로 도시한 단면도,
도 2는 SMIF 파드내에 수납된 웨이퍼카세트를 단위공정장비로 로딩하는 공정도로써, 특히 로딩과정에서 웨이퍼카세트의 이탈시 사고발생을 설명하는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼카세트 인터록센서의 설치상태를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 인터록장치에서 웨이퍼카세트의 이탈상태 감지작용을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 인터록장치의 제어회로를 나타낸다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 -- SMIF 파드, 2 -- SMIF포트,
3 -- 수직이송플레이트, 4 -- 그리퍼 아암,
5 -- 가이드레일,
10 -- 웨이퍼카세트, 32 -- 카세트손잡이,
34 -- 인터록센서, 41,42 -- 그리퍼,
본 발명은 반도체공정 국부 청정시스템인 SMIF(Standard Mechanical Interface) 시스템의 리니어 아암의 동작을 제어하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼카세트를 집어 로딩/언로딩하도록 리니어 아암에 설치된 그리퍼 아암(gripper arm)에서 웨이퍼카세트가 정위치에서 이탈한 경우 리니어 아암의 동작을 정지시켜 웨이퍼 및 시스템의 손상을 방지할 수 있도록 하는 SMIF 그리퍼 아암의 인터록 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 SMIF 시스템은 좁은 공간의 청정실 등에서 대기 컨트롤 및 프로세스 처리시 인위적인 실수 등을 방지하기 위하여 사용되는 장치로서, 반도체 소자를 제조하기 위한 공정을 수행하는 장비의 주변장치이며, 반도체 웨이퍼가 저장된 웨이퍼카세트를 단위공정을 수행하기 위하여 반도체 장비에 로딩하거나 언로딩하는데 사용된다.
도 1은 종래의 SMIF 시스템의 그리퍼 아암장치를 도시한 개략적 단면도이다. 도시된 바와 같이 SMIF 시스템은 내측으로 웨이퍼카세트(10)를 수납하는 SMIF 파드(1), 웨이퍼카세트(10)를 로딩/언로딩하는 출입구가 형성된 SMIF포트(2), SMIF 파드(1)로부터 SMIF 포트(2)로 또는 그 역으로 웨이퍼카세트(10)를 이송시키는 수직이송플레이트(3), 상기 수직이송플레이트(3)에 의해 하방으로 이송된 웨이퍼카세트(10)를 단위공정 장비로 로딩/언로딩시키는 그리퍼 아암(4)으로 구성된다.
SMIF 파드(1) 내에 수납된 웨이퍼카세트(10)는 미도시된 구동수단에 의해 구동하는 수직이송플레이트(3)에 의해 하방으로 이송되어 SMIF포트(2)에 위치하면, SMIF 포트(2) 내에 설치된 가이드 레일(5)을 따라 수평방향으로 이동하는 그리퍼 아암(4)에 의해 SMIF 포트(2)의 출입구를 통해 단위공정장비로 로딩된다. 또한, 이와 반대되는 순서로 웨이퍼카세트(10)는 단위공정장비로부터 언로딩되어 SMIF시스템의 SMIF 파드(1)로 수납된다.
도 2는 SMIF 파드내에 수납된 웨이퍼카세트를 단위공정장비로 로딩하는 공정도로써, 특히 로딩과정에서 웨이퍼카세트의 이탈시 사고발생을 설명하는 도면이다.
도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 SMIF 파드(1)에 수납되어 있는 웨이퍼카세트(10)를 수직이송플레이트(3)에 의해 하방으로 이송한 후(도 2의 (b)), 도 2의 (c)와 같이 단위공정장비(20)로 언로딩하는 과정에서 웨이퍼카세트(10)가 그리퍼 아암(4)으로부터 이탈된 상태가 발생되어도 후속절차에 의해 도 2의 (d)와 같이 그리퍼 아암(4)이 웨이퍼카세트(10)을 드롭하게 되고, 이후 도 2의 (e)와 같이 수직이송플레이트(3)가 상승하게 됨으로써 웨이퍼카세트(10)내의 웨이퍼들이 쏟아진다거나 혹 은 그리퍼 아암(4) 등이 손상될 수 있는 문제점이 있었다.
이는 SMIF 시스템에서 웨이퍼카세트를 로드/언로드 할 때 그리퍼에서 웨이퍼카세트를 감지할 수 있는 센서 기능은 갖추고 있지만, 리니어 아암에 의해 웨이퍼카세트를 이송할 때 그리퍼에서 웨이퍼카세트가 이탈되더라도 웨이퍼카세트의 이상유무를 확인할 수 있는 기능을 갖추고 있지 않기 때문이다. 그로 인해 웨이퍼카세트의 기울어짐이나 그리퍼 아암의 오동작으로 웨이퍼카세트가 이탈되는 오류가 발생해도 이를 감지하지 못하고 연속 시퀀스를 진행하여 로트단위의 사고가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 발명한 것으로, SMIF 시스템에서 웨이퍼카세트를 로드/언로드 할 때 그리퍼에서 웨이퍼카세트를 감지할 수 있는 센서 기능을 갖추어, 리니어 아암에 의해 웨이퍼카세트를 이송할 때 그리퍼에서 웨이퍼카세트의 이탈이 감지되면 리니어 아암의 작동을 정지시키는 인터록기능을 추가한 SMIF 그리퍼 아암의 인터록 장치 및 그 제어방법을 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.
이를 실현하기 위한 본 발명의 SMIF 그리퍼 아암의 인터록 장치는, 웨이퍼카세트를 수납하는 SMIF 파드, 웨이퍼카세트를 로딩/언로딩하는 출입구가 형성된 SMIF포트, SMIF 파드로부터 SMIF 포트로 또는 그 역으로 웨이퍼카세트를 이송시키는 수직이송플레이트, 상기 수직이송플레이트에 의해 하방으로 이송된 웨이퍼카세트를 단위공정장비로 로딩/언로딩시키는 그리퍼 아암 및 상기 그리퍼 아암의 동작을 제어하는 시스템콘트롤러를 포함하여 이루어진 SMIF 시스템에 있어서, 상기 그리퍼 아암의 하단에는 웨이퍼카세트의 이탈여부를 감지할 수 있는 인터록센서가 설치되고, 상기 시스템콘트롤러에는 상기 웨이퍼카세트 인터록센서에의해 웨이퍼카세트의 이탈감지신호가 입력되면 상기 그리퍼 아암의 동작을 정지시키는 인터록기능이 구비된 것을 특징으로 한다.
상기에 있어서, 상기 인터록센서는 반사형 광센서로 이루어져 웨이퍼카세트의 손잡이에 인접설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 SMIF 그리퍼 아암의 인터록 장치의 제어방법은, 시스템콘트롤러에 의한 웨이퍼카세트의 로딩/언로딩 명령에 따라 리니어아암을 웨이퍼카세트 위치로 이동시켜 그리퍼로 웨이퍼카세트를 잡도록 하는 단계, 리니어아암을 동작시켜 웨이퍼카세트를 이송하는 단계, 상기 이송단계를 수행하는 동안 인터록센서가 웨이퍼카세트를 모니터하여 웨이퍼카세트의 이탈여부를 감지하는 단계, 상기 감지단계에서 인터록센서에의해 웨이퍼카세트의 이탈이 감지되지 않으면 후속동작을 계속 진행시키고 웨이퍼카세트의 이탈이 감지되면 리니어아암의 작동을 정지시키는 단계, 이어 리니어아암의 작동정지와 함께 시스템콘트롤러에 웨이퍼카세트의 이탈을 통지하는 단계를 포함하여 이루어져 있다.
이하 본 발명의 바람직한 일실시예에 대한 구성 및 작용을 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼카세트 인터록센서의 설치상태를 설명하기 위한 도면으로, 좌측에 도시된 도면은 그리퍼가 웨이퍼카세트를 잡고 있는 상태의 정면도를 나타내고 우측에 도시된 도면은 그리퍼가 웨이퍼를 잡고 있는 상태의 측면도를 나타낸다.
첨부도면에 도시된 바와 같이, 가이드레일(도시되지 않음)에 슬라이딩 결합되어 있는 그리퍼 아암(4)의 양측에는 한 쌍의 그리퍼(41,42)가 슬라이딩 결합되어 있으며, 상기 그리퍼(41,42)에 웨이퍼카세트(10)가 파지되어 있다.
상기 웨이퍼카세트(10)의 상면에는 카세트손잡이(32)가 설치되어 있다.
그리고, 상기 그리퍼 아암(4)의 하단에서 상기 카세트손잡이(31)와 인접되는 위치에 인터록센서(34)가 설치되어 있다. 상기 인터록센서(34)는 예컨대 발광부와 수광부를 갖춘 반사형 광센서로 이루어져, 발광부에서 발산된 빛이 물체에 반사되어 수광부로 되돌아오는 신호의 유무에 따라 스위치의 접속상태를 변경시켜 물체의 존재여부를 감지할 수 있도록 이루어진 것이다. 이러한 인터록센서(34)는 발광부에서 발산된 빛이 아닌 외부 빛에 의한 오동작을 방지하기 위하여 예컨대 1∼7 ㎜ 정도로 근접되게 설치하는 것이 바람직하다.
이와 같은 인터록센서(34)의 작용에 대하여 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이 웨이퍼카세트(10)가 그리퍼(41)에 정상적으로 파지되고 있는 동안에는 인터록센서(34)의 발광부에서 발산된 빛이 웨이퍼카세트(10)의 카세트손잡이(31)에 의해 반사되어 수광부로 계속 입사됨으로써 인터록센서(34)에서는 출력상태가 변경되지 않아 웨이퍼카세트(10)가 정상적으로 파지되고 있음을 나타내게 되며, 도 4에 도시된 바와 같이 웨이퍼카세트(10)가 그리퍼(41)에서 이탈되어 비정상적으로 위치하고 있는 동안에는 인터록센서(34)의 발광부에서 발산된 빛이 웨이퍼카세트(10)의 카세트손잡이(31)에 의해 반사되거나 기타 물체에 반사된 후 수광부로 입사되지 않고 다른 곳으로 반사됨으로써 인터록센서(34)에서는 출력상태가 변경되어 웨이퍼카세트(10)가 그리퍼(41)에서 이탈되었음을 나타내게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 인터록장치의 제어회로를 나타낸다.
SMIF 시스템콘트롤러로부터 웨이퍼카세트의 로딩/언로딩을 위하여 웨이퍼카세트 파지명령(Gripper Close)이 출력되면 도시된 그리퍼파지스위치가 온상태로 접속되어 릴레이(R1)가 여자되고, 이에 따라 릴레이스위치(R1_sw)가 온상태로 접속되며, 이때 릴레이스위치(R2_sw)는 릴레이스위치(R1_sw)와는 반대로 b접점으로 이루어져 닫혀있는 상태이므로 릴레이(R4)가 여자된다.
릴레이스위치(R4_sw)는 인터록센서(34)에따라 구동전원이 공급되거나 차단되도록 이루어진 릴레이스위치(R3_sw) 및 수동스위치(M_sw)와 직렬로 연결되어 있고, 상기 수동스위치(M_sw)에는 리니어 아암의 전진 및 회전을 제어하는 릴레이(R5)(R6)가 각각 병렬로 연결되어 있으며, 상기 릴레이(R5)의 스위치(R5_sw)와 상 기 릴레이(R6)의 스위치(R6_sw1)는 각각 별도 시퀀스에서 리니어 아암으로 전진 및 후진신호로 전송되도록 이루어져 있다. 아울러 상기 릴레이(R6)의 다른 스위치(R6_sw2)는 시스템콘트롤러측으로 리니어 아암의 후진신호를 전송하도록 이루어져 있다.
따라서 릴레이(R4)가 여자되면 b접점의 릴레이스위치(R3_sw)와 수동스위치수동스위치(M_sw)를 통해 릴레이(R5)(R6)가 여자되어 리니어 아암측으로 전진 및 후진 신호를 전송하게 되고 시스템콘트롤러측으로 리니어 아암의 후진신호를 전송하게 된다.
SMIF 시스템콘트롤러로부터 웨이퍼카세트 파지해제명령(Gripper Open)이 출력되면 도시된 그리퍼파지해제스위치가 온상태로 접속되어 릴레이(R2)가 여자되고, 이에 따라 릴레이(R4)에 공급되던 전원을 차단함으로써 릴레이스위치(R4_sw)가 개방상태가 됨에 따라 릴레이(R5)(R6)에 공급되던 구동전원이 차단됨으로써 시스템콘트롤러는 리니어 아암의 동작을 인에이블시키게 된다.
이와 같이 이루어진 리니어아암 구동 제어회로에서 정상적으로 웨이퍼카세트(10)를 이송하다가 웨이퍼카세트(10)가 그리퍼(41)(42)로부터 이탈되어진 경우에는 앞서 설명된 바와 같이 인터록센서(34)의 출력상태가 개방상태로 변경되게 되어 릴레이(R3)에 공급되던 구동전원이 차단됨으로써 릴레이스위치(R3_sw)가 개방상태로 된다.
이에 따라 릴레이(R5)(R6)로 공급되는 구동전원이 차단되어 상기 릴레이(R5)의 스위치(R5_sw)와 상기 릴레이(R6)의 스위치(R6_sw1)가 개방상태로 변경됨으로써 리니어 아암의 작동을 정지시키게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명은 SMIF의 리니어 아암에서 웨이퍼카세트의 로딩/언로딩중 웨이퍼카세트가 리니어 아암에서 이탈되어진 경우 리니어 아암의 작동을 정지시켜 후속동작을 진행시키지 않음으로써 후속동작을 진행시킬 때 발생할 수 있었던 사고를 미연에 방지할 수 있는 장점이 있고, 특히 노후화된 장비에 적용하여 사고발생률을 현저히 낮출 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

  1. 웨이퍼카세트를 수납하는 SMIF 파드, 웨이퍼카세트를 로딩/언로딩하는 출입구가 형성된 SMIF포트, SMIF 파드로부터 SMIF 포트로 또는 그 역으로 웨이퍼카세트를 이송시키는 수직이송플레이트, 상기 수직이송플레이트에 의해 하방으로 이송된 웨이퍼카세트를 단위공정장비로 로딩/언로딩시키는 그리퍼 아암 및 상기 그리퍼 아암의 동작을 제어하는 시스템콘트롤러를 포함하여 이루어진 SMIF 시스템에 있어서, 상기 그리퍼 아암의 하단에는 웨이퍼카세트의 이탈여부를 감지할 수 있는 인터록센서가 설치되고, 상기 시스템콘트롤러에는 상기 웨이퍼카세트 인터록센서에의해 웨이퍼카세트의 이탈감지신호가 입력되면 상기 그리퍼 아암의 동작을 정지시키는 인터록기능이 구비된 것을 특징으로 하는 SMIF 그리퍼 아암의 인터록 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 인터록센서는 반사형 광센서로 이루어져 웨이퍼카세트의 손잡이에 인접설치되는 것을 특징으로 하는 SMIF 그리퍼 아암의 인터록 장치.
  3. 시스템콘트롤러에 의한 웨이퍼카세트의 로딩/언로딩 명령에 따라 리니어아암을 웨이퍼카세트위치로 이동시켜 그리퍼로 웨이퍼카세트를 잡도록 하는 단계, 리니어아암을 동작시켜 웨이퍼카세트를 이송하는 단계, 상기 이송단계를 수행하는 동안 인터록센서가 웨이퍼카세트를 모니터하여 웨이퍼카세트의 이탈여부를 감지하는 단계, 상기 감지단계에서 인터록센서에의해 웨이퍼카세트의 이탈이 감지되지 않으면 후속동작을 계속 진행시키고 웨이퍼카세트의 이탈이 감지되면 리니어아암의 작동을 정지시키는 단계, 이어 리니어아암의 작동정지와 함께 시스템콘트롤러에 웨이퍼카세트의 이탈을 통지하는 단계를 포함하여 이루어진 SMIF 그리퍼 아암의 인터록 장치 제어방법.
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CN108649009A (zh) * 2018-06-22 2018-10-12 新阳硅密（上海）半导体技术有限公司 用于多种尺寸的晶圆盒搬运的机械爪

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