KR20060124440A - 웨이퍼 이송 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조 공정에서 사용되는 웨이퍼 이송 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 웨이퍼 이송 장치는 로봇 아암에 웨이퍼를 감지할 수 있는 감지부를 구비한다. 상기 감지부는 적어도 하나 이상의 발광 센서와 수광 센서를 포함한다. 그리하여, 웨이퍼가 웨이퍼 가이드 상에 안착시 웨이퍼 가이드를 어긋나서 안착 되는 현상 및 웨이퍼 가이드에서 이탈된 현상, 그리고, 로봇 아암에서 핸드의 상하 수평이 어긋나는 현상을 감지할 수 있다.

반도체 이송 장치, 로봇 아암

Description

웨이퍼 이송 장치{A wafer transfer apparatus}

도 1은 종래 기술에 따른 웨이퍼 이송 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.

도 2(a)는 도 1에 도시된 웨이퍼 이송 장치의 문제점을 보여주기 위한 단면(A-A')도이다.

도 2(b)는 도 1에 도시된 웨이퍼 이송 장치의 다른 문제점을 보여주기 위한 단면(A-A')도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 이송 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 웨이퍼 이송 장치의 일측 단면(B-B')을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 5(a)는 도 3에 도시된 웨이퍼 이송 장치의 효과를 설명하기 위한 단면(B-B')도이다.

도 5(b)는 도 3에 도시된 웨이퍼 이송 장치의 다른 효과를 설명하기 위한 단면(B-B')도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

200 : 프레임 212 : 웨이퍼 가이드

210 : 로봇 아암 300(a) : 발광센서부

211 : 핸드 300(b),300(c) : 수광센서

본 발명은 반도체 소자의 제조에 사용되는 웨이퍼 이송 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼 감지 수단을 갖는 웨이퍼 이송 장치에 관한 것이다.

반도체 양산공정에서 단위공정을 진행하기 위해서는 각각의 공정 특성에 맞는 복수의 설비들을 구비하게 되며, 이들 각기 다른 설비에는 웨이퍼의 이송을 위한 웨이퍼 이송 장치들을 구비한다.

반도체 제조 설비의 인터페이스에서 이송 장치는 로드락 챔버에서 웨이퍼 수납부재(예컨대, FOUP,카세트)로 또는 웨이퍼 수납부재에서 로드락 챔버로 웨이퍼를 이송시켜주는 역할을 한다. 이런 역할을 하는 로봇 아암이 웨이퍼를 이송할 때 웨이퍼의 이탈 또는 웨이퍼가 정 위치에서 벗어나는지를 감지하지 못하는 문제가 생기면 웨이퍼 브로킷(broken), 스크래치(scratch) 등의 많은 손실을 발생시킨다.

도 1은 종래 기술에 따른 웨이퍼 이송 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도 1을 참조하면, 종래 기술의 웨이퍼 이송 장치(100)는 프레임(140), 프레임(140) 내부에 구비되는 로봇 아암(110), 로봇 아암(110)에 구비되어 실질적으로 웨이퍼(W)를 이송하기 위한 핸드(111), 핸드(111)에 결합되어 웨이퍼(W)가 안 착 되는 복수의 웨이퍼 가이드(112)들, 프레임(140)에 결합되고 웨이퍼(W)의 유무를 감지하는 센서(130)를 갖는 센서 지지부재(120)를 포함한다.

상술한 종래의 웨이퍼 이송 장치는 웨이퍼가 웨이퍼 가이드의 상부면에 안착 되면 센서에 의해서 웨이퍼의 유무를 감지한 후 웨이퍼를 이송하게 된다.

하지만, 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

도 2(a)를 참조하면, 웨이퍼 이송 장치(100)에 구비된 센서(130)는 웨이퍼의 상부에 위치하여 빛을 아래로 방출함으로서 웨이퍼(W)의 유무만을 식별하도록 제작되어 있다. 그리하여, 로봇 아암(110)은 웨이퍼가 웨이퍼 가이드(112)에서 이탈한 상태 및 웨이퍼 가이드(112)에서 틀어진 상태도 웨이퍼가 정상적으로 안착된 것으로 식별하게 된다.

또한, 도 2(b)를 참조하면, 로봇 아암(110)에서 핸드(111)의 핑거 좌우 레벨링의 수평이 어긋나는 현상도 센서(130)는 웨이퍼(W)가 정상적으로 핸드에 안착된 것으로 판단한다.

상술한 문제점에 의해 로봇 아암은 웨이퍼가 웨이퍼 가이드에서 이탈되거나 핸드의 양 핑거의 수평이 어긋난 채로 웨이퍼를 이송하게 되므로 웨이퍼에 스크래치가 발생하거나 웨이퍼가 브로킷(broken)되는 등의 많은 손실을 발생시킨다.

이에 본 발명은 상기한 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 웨이퍼 이송 장치에 있어서 웨이퍼가 웨이퍼 가이드에서 이탈 및 어긋나서 안착되어 있는 현상과 로봇 아암의 핸드 양 핑거의 수평이 어긋나는 현상을 감지할 수 있는 웨이퍼 이송 장치를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼 이송 장치는, 프레임(Frame), 프레임에 결합되고 웨이퍼가 안착 되는 로봇 아암의 핸드 상부에 위치하는 센서 지지부재(sensor support member), 센서 지지부재의 끝단에서 구비되어 웨이퍼의 유무를 식별하는 센서(sensor), 그리고 웨이퍼를 이송하기 위한 로봇 아암(robot arm)을 포함한다.

로봇 아암(robot arm)은 웨이퍼를 실질적으로 이송하는 핸드(hand), 핸드에 구비되어 실질적으로 웨이퍼가 안착 되는 복수의 웨이퍼 가이드(wafer guide)들, 로봇 아암의 상부면에 구비되는 발광 센서부와 수광 센서를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치를 상세히 설명한다. 본 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되서는 안 된다. 본 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.

여기서는 여러 종류의 반도체 이송 장치 중 웨이퍼를 올려놓고 이송하는 로봇암을 예로 든다. 하지만, 본 발명의 범주는 반도체의 기판을 이송하는 모든 장치를 포함할 수 있다. 또한 본 발명에서 감지부에 구비되는 센서의 종류와 개수, 그리고 센서의 배치 등의 단순한 변경은 본 발명의 영역에 포함된다.

(실시예)

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 웨이퍼 이송 장치의 일측 단면(B-B')을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 웨이퍼 이송 장치(200)는 프레임(frame)(240)과 그 프레임(240)에 결합되고 그 끝단이 로봇 아암(210)에서 웨이퍼(W)가 안착 되는 핸드(211)의 상부에 위치하는 센서 지지부재(sensor support member)(220)를 갖는다.

센서 지지부재(220)의 끝단에는 웨이퍼(W)의 유무를 감지할 수 있는 센서(sensor)(230)가 구비된다.

프레임(240)의 내측에는 웨이퍼(W)를 이송하는 로봇 아암(robot arm)(210)이 구비된다. 로봇 아암(210)은 웨이퍼(W)를 실질적으로 이송하는 핸드(hand)(211)를 갖는다. 핸드(211)의 앞 부분은 좌우 대칭으로 나뉘어져 두 개의 핑거(finger) 형상으로 되어 있다. 핸드(211)에는 핸드(211)의 내측에서 연장되어 형성되어 실질적으로 웨이퍼(W)가 안착 될 수 있는 적어도 한 개 이상의 웨이퍼 가이드(wafer guide)(212)들이 결합된다. 본 실시예에서의 웨이퍼 가이드(212)는 웨이퍼가 안착 될 수 있도록 고리 형상의 웨이퍼 가이드(212) 3개를 삼각형의 배치로 핸드(211)에 구비된다.

발광 센서부(300)(a)와 수광 센서(300)(b),(300)(c)는 핸드(211)의 상부면에 서 트라이앵글의 배치로 결합하고 각각의 센서(300)(a),(300)(b),(300)(c)들의 높이는 수평이 되도록 배치된다.

상기 발광 센서부(300)(a)는 적어도 하나 이상의 발광 센서로 구비되며, 상기 수광 센서(300)(b)와 (300)(c)로 빛을 방출하게 된다. 일반적으로 발광 센서와 수광 센서는 각각 한 짝으로 구비되며 여기서는 설명의 편의상 발광 센서부와 그에 대응하는 복수의 수광 센서들로 설명한다.

이 때, 도 4를 참조하면, 핸드(211)의 상부면에 결합되는 각각의 발광 센서부(300)(a), 수광 센서(300)(b), 수광 센서(300)(c)의 높이는 웨이퍼 가이드(212)에 안착된 웨이퍼(W)의 상부면보다 발광 센서부(300)(a) 및 수광 센서(300)(b), 수광 센서(300)(c)에서 주고 받는 빛의 이동 경로가 다소 높도록 설치된다.

도 4(a)는 웨이퍼(W)가 웨이퍼 가이드(212) 상에서 이탈하여 안착되었을 때 발광 센서부(300)(a)와 수광 센서(300)(b),(300)(c)들이 이를 감지하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 4(a)를 참조하면, 웨이퍼(W)가 웨이퍼 가이드(212)상에서 이탈되어 안착 되어 있을 때 웨이퍼(W)의 유무는 프레임(240)에 결합되는 센서 지지부재(220)의 센서(230)가 식별하게 되고, 웨이퍼(W)의 이탈 여부는 발광 센서부(300)(a)가 수광 센서(300)(b)와 수광 센서(300)(c)로 빛을 제공한다. 발광 센서부(300)(a)에서 수광 센서(300)(a)와 수광 센서(300)(b)로 빛을 방출시 빛이 이탈된 웨이퍼에 의해서 차단되면 두 개의 수광 센서(300)(a) 또는 수광 센서(300)(c)는 빛을 받지 못하게 되고, 이탈된 웨이퍼(W)가 없으면 수광 센서(300)(a)와 수광 센서(300)(c)는 빛을 받음으로써 웨이퍼(W)의 이탈 여부를 식별하게 된다.

도 4(b)는 핸드(211)의 양 핑거의 수평이 기울어져 있을 때 센서(300)가 이를 감지하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 4(b)를 참조하면, 발광 센서부(300)(a)가 빛을 방출하였을 때 수광 센서(300)(b)와 수광 센서(300)(c)는 빛을 받을 수 없으므로 핸드(211)의 레벨링을 제어할 수 있다.

즉, 발광 센서부(300)(a)에서 방출한 빛을 수광 센서(300)(b)와 수광 센서(300)(c)가 빛을 수용하면 정상적으로 웨이퍼가 안착된 것으로 판단하게 되고 수광 센서(300)(a) 또는 수광 센서(300)(b)가 빛을 수용하지 못하면 비정상적으로 웨이퍼가 안착된 것으로 판단하게 된다.

본 발명의 웨이퍼 이송 장치는 로봇 아암에 구비되는 핸드에 센서와 같은 감지부를 구비하게 되므로 공정의 수행시에 불필요한 감지로 인해 장치의 중단이 일어날 수 있다. 그리하여, 로봇 아암에 구비되는 발광 센서와 수광 센서가 공정상 불필요한 감지를 할 경우를 대비해서 로봇 아암의 특별한 동작 시에는 센서가 꺼질 수 있도록 제어한다. 예를 들면, 베이크 장비로 로봇 아암이 웨이퍼를 이송시 베이크 장비에 구비된 히터 블럭의 상부면으로 웨이퍼를 안착하게 된다. 이 때, 히터 블럭에 구비된 베이크 핀이 상승하게 되어 발광 센서와 수광 센서가 베이크 핀을 감지할 가능성이 있다. 그리하여, 웨이퍼를 안착시킬 때에는 발광 센서 및 수광 센서의 동작을 일시적으로 정지시키도록 하여 베이크 핀에 의해서 발광 센서에서 방출한 빛이 차단되어 장비가 중단되는 오류를 방지하도록 한다.

본 발명에 의한 웨이퍼 이송 장치에 따르면, 웨이퍼를 이송하는 로봇 아암에 웨이퍼가 안착시 웨이퍼의 유무를 식별할 뿐 아니라 웨이퍼의 이탈현상 및 웨이퍼가 웨이퍼 가이드 상에서 틀어진 현상을 감지할 수 있다. 또한, 로봇 아암의 핸드에서 핸드 양 핑거의 수평 높이가 어긋나는 현상을 제어할 수 있다.

Claims (5)

1. 웨이퍼 이송 장치에 있어서,

   로봇 아암에 구비되어 웨이퍼를 이송하는 핸드와,

   상기 핸드 내측에서 돌출되어 웨이퍼가 안착 될 수 있도록 구비되는 웨이퍼 가이드와,

   상기 핸드 상부면에 결합되고, 상기 웨이퍼 가이드에 안착된 웨이퍼의 상부면보다 높게 위치하여 웨이퍼가 상기 웨이퍼 가이드 상에 정위치에 안착되어 있는지 여부를 감지할 수 있는 감지부가 구비되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 감지부는 적어도 하나 이상의 발광 센서와 수광 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   각각의 상기 발광 센서와 상기 수광 센서는 웨이퍼를 사이에 두고 서로 마주보며 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 감지부는 두개의 발광 센서와 두개의 수광 센서를 구비하고, 각각의 상기 발광 센서와 상기 수광 센서는 웨이퍼를 사이에 두고 서로 마주보며, 인접한 두개의 발광 센서를 한축 나머지 두개의 상기 수광 센서를 양축으로 하는 삼각형의 배치로 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 감지부는 웨이퍼가 상기 웨이퍼 가이드에 안착시 웨이퍼의 상부면의 높이보다 높은 위치에서 상기 감지부에서 빛이 방출되거나 수용되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송 장치.

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