KR20070074818A - 반도체 제조용 웨이퍼 이송장치 - Google Patents

반도체 제조용 웨이퍼 이송장치 Download PDF

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Abstract

반도체 제조용 웨이퍼 이송장치는 웨이퍼 캐리어에 적재된 웨이퍼를 로딩/언로딩 하는 로봇 암과, 상기 로봇 암과 결합하여 상기 로봇 암을 구동시키는 구동부 및, 상기 로봇 암에 설치되어 상기 웨이퍼 캐리어에 적재된 웨이퍼의 적재위치를 감지하는 위치 감지부가 포함된다.
웨이퍼, 이송장치, 적재위치, 로딩, 언로딩, 캐리어

Description

반도체 제조용 웨이퍼 이송장치{WAFER TRANSFER APPARATUS FOR SEMICONDUCTOR FABRICATION}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조용 웨이퍼 이송장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1의 "I-I"선 단면도이다.
도 3은 도 2의 웨이퍼 감지상태를 보인 요부 확대도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치감지부를 보인 요부 확대도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100: 웨이퍼 캐리어 200: 이송장치
210: 로봇 암 220: 구동부
230: 위치감지부 240: 제어부
본 발명은 반도체 제조용 웨이퍼 이송장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캐리어의 웨이퍼 적재상태에 따라 로딩/언로딩을 안전하게 할 수 있도록 하는 반도체 제조용 웨이퍼 이송장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자의 제조는 웨이퍼 상에 소정의 회로 패턴에 따른 다층막을 형성하여 얻는 과정으로써, 상기 웨이퍼 상에 사진, 식각, 확산, 화학기상증착, 이온주입 및 금속증착, 세정 등의 단위공정들을 순차적으로 수행하거나 상기의 공정을 선택적으로 수행함으로써 제조된다.
여기서, 상기 공정들이 진행되는 가운데 다음 공정을 진행하기 위해 웨이퍼를 세정하는 세정설비 및 웨이퍼 상에 식각을 수행하는 식각설비와 같은 반도체 제조설비는 통상 웨이퍼 카세트의 내부에 적재된 다수의 웨이퍼들을 한 매씩 로딩하여 소정의 공정을 수행하고, 공정을 수행한 후의 웨이퍼를 원위치로 언로딩할 수 있는 웨이퍼 이송장치를 구비한다.
그리고 웨이퍼 이송장치는 웨이퍼가 안착되는 로봇 암과, 상기 로봇 암을 전후좌우 또는 승강 그리고 회전 동작할 수 있도록 상기 로봇 암과 연결되는 구동부와, 순차적으로 캐리어에 적재되는 웨이퍼의 위치 값이 데이터베이스화하여 선 입력되고, 입력된 선 위치 값에 따라 상기 로봇 암이 웨이퍼를 로딩/언로딩 할 수 있게 구동부를 제어하는 제어부로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 웨이퍼 이송장치가 웨이퍼 캐리어에 적재된 웨이퍼들을 로딩/언로딩하는 것을 설명하면 다음과 같다.
먼저 로봇 암이 캐리어에 적재된 웨이퍼를 로딩/언로딩 할 수 있도록 데이터 베이스화된 설정된 승강위치 값을 제어부에 입력시킨다.
이후 제어부는 구동부로 설정된 위치 값에 따른 제어신호를 출력하게 되고, 구동부는 로봇 암을 웨이퍼 캐리어를 향해 이동시킨다. 그리고 제어부에 입력된 위 치 값과 순서에 따라 웨이퍼들을 순차적으로 로딩/언로딩 할 수 있는 위치로 이동시킨다.
이후 상기 로봇 암은 캐리어에 적재된 웨이퍼들 사이에 위치되어 상기 로봇 암의 상부에 위치한 웨이퍼를 안착부에 안착시켜 소정 위치로 로딩 한다.
그런데 웨이퍼 캐리어는 웨이퍼의 가장자리를 각각 지지할 수 있도록 다수의 슬롯이 좁은 간격으로 형성되어 있다. 이러한 웨이퍼 캐리어는 슬롯이 인접하는 다음 슬롯과의 간격이 다르거나, 웨이퍼의 반대편을 지지하는 슬롯의 위치가 다를 수 있다. 그리고 적재되는 웨이퍼가 슬롯의 중앙에 위치하지 않고 한쪽으로 치우쳐 경사지는 경우가 발생할 수 있다.
웨이퍼가 적재가 경사지는 상태로 로봇 암을 설정된 위치 값에 따라 구동부가 구동하게 되면, 로봇 암이 상기 웨이퍼들의 사이에 위치되지 못한다.
즉, 로봇 암이 로딩/언로딩을 수행하면서 웨이퍼의 표면 또는 모서리면에 충돌하여 파손되거나, 웨이퍼의 표면에 스크래치 등을 발생시키게 되는 문제가 있다.
본 발명은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서 캐리어의 웨이퍼 적재상태에 따라 로딩/언로딩을 안전하게 할 수 있도록 하는 반도체 제조용 웨이퍼 이송장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조용 웨이퍼 이송장치는 웨이퍼 캐리어에 적재된 웨이퍼를 로딩/언로딩 하는 로봇 암과, 상기 로봇 암과 결 합하여 상기 로봇암을 구동시키는 구동부 및, 상기 로봇암에 설치되어 상기 웨이퍼 캐리어에 적재된 웨이퍼의 적재위치를 감지하는 위치 감지부가 포함된다.
여기서, 상기 위치 감지부는 상기 로봇 암의 단부에 설치되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 위치감지부는 웨이퍼의 경사를 감지할 수 있도록 로봇 암의 양측에 각각 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 위치감지부는 상기 웨이퍼 캐리어에 적재된 웨이퍼를 감지하도록 수광부 및 발광부를 포함하는 센서로 되는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조용 웨이퍼 이송장치를 나타낸 개략도이다. 그리고 도 2는 도 1의 "I-I"선 단면도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 반도체 제조용 웨이퍼 이송장치(200)는 웨이퍼 캐리어(100)의 적재된 웨이퍼(W)를 로딩/언로딩 한다.
웨이퍼 캐리어(100)는 다수의 웨이퍼(W)가 적재될 수 있도록 소정간격으로 이격된 다수의 슬롯(110)이 마련된다. 슬롯(110)은 웨이퍼(W)의 가장자리를 지지할 수 있도록 내부로 돌출 형성된다.
그리고 이송장치(200)는 캐리어(100)의 슬롯(110)에 적재된 웨이퍼(W)를 순차적으로 로딩/언로딩 할 수 있도록 마련되며, 적재된 웨이퍼(W)를 순차적으로 적재위치를 감지할 수 있도록 마련된다.
이송장치(200)는 상기 웨이퍼(W)가 안착되는 로봇 암(210)과, 상기 로봇 암(210)이 웨이퍼(W)를 로딩/언로딩 할 수 있게 해당 위치로 승강시키는 구동부(220)와, 상기 구동부(220)의 구동으로 승강하면서 상기 웨이퍼(W)의 적재위치를 감지하는 위치감지부(230) 및 상기 위치감지부(230)의 웨이퍼 적재위치 감지신호를 입력받아 연산한 후 구동부(220)를 제어하는 제어부(240)로 구성된다.
로봇 암(210)은 외팔보 형태의 고정단이 상기 구동부(220)에 고정되며, 자유단에는 웨이퍼(W)가 안착될 수 있도록 웨이퍼 안착부(211)가 마련된다.
그리고 구동부(220)는 로봇 암(210)이 웨이퍼(W)를 로딩/언로딩 작업을 수행할 수 있게 승강과 전후좌우로 동작할 수 있도록 마련된다.
이때 구동부(220)는 승강과, 전후좌우 동작하는 것과 더불어 회전동작을 겸할 수 있다. 그리고 승강, 전후좌우 그리고 회전을 동작하기 위해 작동체(221)가 마련된다.
즉, 로봇 암(210)의 고정단은 작동체(221)에 고정되어 구동부(220)의 구동으로 상하 승강 또는 전후좌우 이송 및 회전 동작할 수 있다.
위치감지부(230)는 구동부(220)의 상하 승강 또는 전후좌우 이송 및 회전 동작할 수 있는 곳에 설치되는 것이 바람직하다. 따라서 위치감지부(230)는 로봇 암(210)에 설치된다.
도 3은 도 2의 웨이퍼 감지상태를 보인 요부 확대도 이다.
여기서 위치감지부(230)는 도 3에 도시한 바와 같이 웨이퍼(W)를 감지하는 발광부(231a)와 수광부(231b)를 구비한 센서(231)와, 상기 센서(231)의 적재위치 감지신호를 증폭하는 미도시한 앰프로 구성된다. 그리고 센서(231)는 로봇 암(210)의 단부에 설치되어 웨이퍼(W)의 적재위치를 감지한다.
이때 센서(231)는 구동부(220)의 승강구동에 따라 순차적으로 웨이퍼(W)의 적재위치를 감지하며, 센서(231)의 감지신호는 증폭된 후 제어부(240)에 입력된다.
센서(231)의 감지신호가 입력된 제어부(240)는 웨이퍼(W)와 인접하는 다음 웨이퍼(W)의 적재 위치에 따른 중간위치 값을 연산한다. 그리고 제어부(240)는 중간위치 값에 해당하는 위치로 로봇 암(210)이 웨이퍼(W)를 로딩/언로딩 할 수 있도록 구동부(220)를 제어한다. 그러면 로봇 암(210)은 웨이퍼(W)와 인접하는 다음 웨이퍼(W)사이의 중간위치에서 웨이퍼(W)를 로딩/언로딩 할 수 있다.
여기서 제어부(240)는 중간위치 값을 연산하기 위해 기준위치가 결정되고, 기준위치에서 웨이퍼(W)와 인접하는 다음 웨이퍼(W)의 적재위치 값을 합한 후 중간위치 값(C)을 연산하는 절대좌표방식을 취할 수 있다.
그리고 첫 번째 웨이퍼(W)를 기준위치로 결정되고, 인접하는 다음 웨이퍼(W)까지의 거리(h)의 중간위치 값(C)을 연산하는 상대좌표방식을 취할 수 있다.
이하 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 반도체 제조용 웨이퍼 이송장치의 작용을 도 1 내지 도 3를 참고로 하여 설명한다.
도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이 웨이퍼 캐리어(100)의 슬롯(110)에는 웨 이퍼(W)들이 각각 적재된다. 이때 캐리어(100)는 웨이퍼(W)가 슬롯(110)에 모두 적재된 상태일 수 있고 일부 빈 슬롯(110)으로 존재할 수 있다.
이후 이송장치(200)의 제어부(240)는 도2에 도시한 바와 같이 구동부(220)를 제어하여 캐리어(100)에 적재된 웨이퍼(W)의 적재위치를 감지한다. 여기서 제어부(240)의 제어신호 출력으로 구동부(220)가 제어되어 로봇 암(210)이 승강하면서 웨이퍼(W)의 위치를 감지한다.
이때 로봇 암(210)에 설치된 위치감지부(230)는 센서(231)의 발광부(231a)에서 웨이퍼(W)를 향해 광을 출력하고, 출력된 광은 웨이퍼의 일면에서 반사되어 수광부(231b)에서 감지하게 된다.(도3 참조) 그리고 센서(231)에서 감지된 감지신호는 증폭되어 제어부(240)로 입력된다.
이후 감지신호가 입력된 제어부(240)는 각각의 웨이퍼(W)의 적재위치가 저장된다. 그리고 각각의 적재위치 값들을 연산하여 웨이퍼(W)들 사이의 중간위치 값(C)에 따른 제어신호를 구동부(220)로 출력한다.
이때 적재위치 값은 웨이퍼가 경사지게 안착되는 경우 그 웨이퍼(W)와 인접하는 웨이퍼의 거리(h)가 다르게 된다. 즉, 거리(h)가 짧으면 짧은 상태의 중간위치 값(C)이 출력되고, 거리(h)가 길면 긴 상태의 중간위치 값(C)이 출력된다.
이후 구동부(220)의 구동으로 로봇 암(210)이 승강하게 되고, 웨이퍼(W)와 인접하는 웨이퍼(W)사이의 중간위치 값에서 정지된다.
이후 로봇 암(210)은 웨이퍼 캐리어(100)의 방향으로 전진하여 웨이퍼(W)들 사이의 중간위치에 진입한다. 그리고 진입된 웨이퍼(W)를 웨이퍼 캐리어(100)의 슬 롯(110)과 간섭이 발생되지 않을 정도로 상승시켜 웨이퍼(W)를 안착부(211)에 안착시켜 로딩한다.
이후 웨이퍼(W)는 해당하는 반도체 제조공정이 완료되면 다음 제조공정으로 이송되거나 웨이퍼 캐리어(100)에 적재하게 된다. 이때 웨이퍼(W)를 웨이퍼 캐리어(100)에 적재시킬 경우에는 로봇 암(210)의 안착부(211)에 웨이퍼(W)를 안착된 상태로 상기 웨이퍼 캐리어(100)에 해당하는 슬롯(110)에 진입시키다.
이때 슬롯(100)에 진입하기 위해서는 슬롯(110)과 간섭이 발생되지 않을 정도로 상승된 상태로 로봇 암(210)을 진입시킨다.
이후 진입이 완료되면 로봇 암(210)을 소정위치(웨이퍼(W)와 인접하는 웨이퍼(W)사이의 중간위치)로 하강시켜 슬롯(110)에 웨이퍼를 적재한다. 그리고 상기한 웨이퍼(W) 로딩/언로딩의 동작을 반복함으로서 웨이퍼의 반도체 제조공정을 순차적으로 수행한다.
따라서 상기한 웨이퍼(W)와 로딩/언로딩하는 로봇 암(210)에 위치감지부(230)를 설치함으로서 웨이퍼(W)의 적재위치가 감지하고, 감지된 적재위치에 따라 중간위치 값을 산정하여 로봇 암(210)에 출력되므로 웨이퍼(W)의 로딩/언로딩 위치의 정확성을 기할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치감지부를 보인 요부 확대도이다.
도 4에 도시한 바와 같이 위치감지부(230)는 하나의 웨이퍼(W)를 두 지점에서 적재위치를 감지할 수 있도록 로봇 암(210)의 단부 양측에 양측에 설치된다. 그리고 감지부(230)는 발광부(231a)와 수광부(231b)를 갖는 센서(231)이다.
상기 위치감지부(230)를 로봇 암(210)의 단부 양측에 설치된 상태에서 웨이퍼가 경사지게 적층되는 경우 로봇 암(210)이 승강하면서 웨이퍼(W)의 적재위치를 감지한다. 이때 양측의 위치감지부(230)중에 어느 하나가 먼저 감지되면 웨이퍼(W)가 경사진 것으로 판단할 수 있다.
따라서 양측 위치감지부(230)의 웨이퍼(W) 적재위치 감지에 따라 로봇 암(210)의 로딩/언로딩 위치를 보정할 수 있다.
이상에서 본 발명의 반도체 제조용 웨이퍼 이송장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 고안을 한정하는 것은 아니다.
따라서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이다.
상술한 바와 같이 이송장치을 이용하여 웨이퍼 캐리어에 적재된 웨이퍼의 적재위치를 감지하고, 감지된 값에 따라 중간 위치를 연산하여 웨이퍼를 로딩/언로딩 함으로써, 캐리어의 웨이퍼 비정상적 적재상태일 경우에도 로딩/언로딩을 안전하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 웨이퍼 캐리어에 적재된 웨이퍼를 로딩/언로딩 하는 로봇 암;
    상기 로봇 암과 결합하여 상기 로봇암을 구동시키는 구동부; 및,
    상기 로봇암에 설치되어 상기 웨이퍼 캐리어에 적재된 웨이퍼의 적재위치를 감지하는 위치 감지부를 포함하여 되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 웨이퍼 이송장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 위치 감지부는 상기 로봇 암의 단부에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 웨이퍼 이송장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 위치감지부는 상기 웨이퍼의 경사를 감지할 수 있도록 상기 로봇 암의 양측에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 웨이퍼 이송장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 위치감지부는 상기 웨이퍼 캐리어에 적재된 상기 웨이퍼를 감지하도록 수광부 및 발광부를 포함하는 센서로 되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 웨이퍼 이송장치.
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