KR20120124187A - 멀티 웨이퍼 이송로봇 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 웨이퍼를 반도체 생산 장비에 투입하는데 이용되는 웨이퍼 이송로봇에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 다수의 웨이퍼 암이 구비되는 이송로봇을 통해 다수의 웨이퍼를 로드포트에서 반도체 생산 장비로 한번에 이송할 수 있으며, 이송된 다수의 웨이퍼에 대해 동시에 방향과 위치를 보상하는 웨이퍼 프리얼라이너가 구비되는 멀티 웨이퍼 이송로봇에 관한 것으로,
본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 이송로봇은, 몸체부와, 제 1암과, 상기 제 1암의 일측에 구비되는 프리얼라이너와, 일측은 핑거 암 관절에 연결되고 타측에는 로딩 핑거가 구비되는 핑거 암과, 상기 제 1암과 상기 핑거 암 관절 사이를 연결하는 적어도 하나 이상의 암 및, 상기 몸체부와 각각의 암을 연결하는 관절을, 포함하여 구성되는 웨이퍼 이송로봇에 있어서, 상기 핑거 암 관절에는, 다수의 웨이퍼를 각각 이송할 수 있도록 다수의 핑거 암이 소정 간격을 두고 다층 구조로 적층 되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 이송로봇은, 몸체부와, 제 1암과, 상기 제 1암의 일측에 구비되는 프리얼라이너와, 일측은 핑거 암 관절에 연결되고 타측에는 로딩 핑거가 구비되는 핑거 암과, 상기 제 1암과 상기 핑거 암 관절 사이를 연결하는 적어도 하나 이상의 암 및, 상기 몸체부와 각각의 암을 연결하는 관절을, 포함하여 구성되는 웨이퍼 이송로봇에 있어서, 상기 핑거 암 관절에는, 다수의 웨이퍼를 각각 이송할 수 있도록 다수의 핑거 암이 소정 간격을 두고 다층 구조로 적층 되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼를 반도체 생산 장비에 투입하는데 이용되는 웨이퍼 이송로봇에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 다수의 웨이퍼 암이 구비되는 이송로봇을 통해 다수의 웨이퍼를 로드포트에서 반도체 생산 장비로 한번에 이송할 수 있으며, 이송된 다수의 웨이퍼에 대해 동시에 방향과 위치를 보상하는 웨이퍼 프리얼라이너가 구비되는 멀티 웨이퍼 이송로봇에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 프리얼라이너가 포함된 웨이퍼 로딩 시스템의 구성도이며, 도 2는 종래 기술에 의한 웨이퍼 로딩 시스템에 포함된 프리얼라이너의 사시도 이다. 도시된 바를 참조할 때, 종래의 웨이퍼 로딩 시스템은 웨이퍼들이 수납된 로드포트(10)에서 웨이퍼를 이송하는 이송로봇(20)을 구비하여, 상기 이송로봇(20)의 암을 통해 웨이퍼를 프리얼라이너(30)로 이송하여 상기 웨이퍼의 방향과 위치를 맞추게 된다. 다음으로 상기 이송로봇(20)의 암에 의해 프리얼라이너(30)에서 웨이퍼는 다시 언로딩 되면서 반도체 생산 장비, 이를 테며 CVD, Etcher, Sorter, Implanter, Sputter 등으로 이송되어 사용된다.
도 3은 종래 프리얼라이너가 구비되는 웨이퍼 이송로봇에 대한 평면도이며, 도 4는 종래의 프리얼라이너의 평면도를 개략적으로 도시한 것이고, 도 5는 종래 프리얼라이너의 단면도이며, 도 6은 종래의 프리얼라이너의 개념도를 도시한 것이다. 도시된 바를 참조할 때, 종래의 웨이퍼 이송로봇(20)은, 로봇의 웨이퍼 이송 능력을 향상시키기 위해 웨이퍼 이송 공정에 있어 로봇의 몸체부에 얼라이너(30)를 탑재시켜 로봇의 이송 작업량을 경감시키고, 이송 공정을 간소화할 수 있도록 하고 있다.
또한, 종래의 프리얼라이너(30)는 웨이퍼(32)를 적재하면서 적재된 웨이퍼를 모터나 벨트 등을 이용하여 회전시키는 진공척(34), 상기 진공척(34)에서 웨이퍼(32)가 회전하는 동안에 웨이퍼의 위치를 측정하기 위한 에지센서(33) 및 상기 웨이퍼(32)의 중심이 상기 진공척(34)의 중심에 위치하도록 웨이퍼를 클램핑/디클램핑하면서 얼라인하는 클램핑 유니트(35)를 구비한다. 이 때, 진공척(34)에는 진공상태를 형성하여 상기 웨이퍼(32)와 진공일정부분이 접촉되도록 하고, 상기 클램핑 유니트(35) 역시 상기 웨이퍼(32)와 일정 부분이 접촉 되어진다.
상기 종래의 웨이퍼 이송시스템의 작동을 살펴보면, 상기 진공척(34)이 업(Up)이 된 상태에서 웨이퍼(32)가 이송로봇의 암(미도시)을 통해 이송로봇의 몸체부에 구비되는 얼라이너로 이송된다. 다음으로, 진공척(34)이 다운(Down)이 된 후에 클램핑 유니트(35)에 의해 웨이퍼가 회전 가능한 상태로 클램핑된다. 다음으로, 상기 진공척(34)의 회전에 따라 웨이퍼가 회전되며, 이 때 에지센서(33)는 웨이퍼에 형성된 노치를 검출하게 되면서, 검출된 노치를 컨트롤러(40)를 통해 분석하면서 보상한 후에 다시 상기 클램핑 유니트(35)를 통해 웨이퍼의 정렬위치와 방향을 클램핑하게 된다.
그러나, 이처럼 종래 하나의 핑거 암(21)이 구비되는 이송로봇(20)은, 하나의 웨이퍼만을 이송 후, 얼라인 시킬 수 있고, 이송로봇에 구비되는 얼라이너 또한, 진공척을 업/다운시키는 구조로 되어 있어, 얼라이너의 적층이 불가하며,
또한, 얼라이너가 위치하는 암에 구비되는 작동 암이, 도 3에 도시된 바와 같이, 중간 연결암 및 핑거 암(21)의 2개 암이 관절로 연결되는 구조로 이루어져, 핑거 암(21)이 얼라이너를 향한 수평운동을 구현하지 못하고 상기 관절을 중심으로 회전운동만 가능하여, 상하로 적층되는 얼라이너 구비되는 경우에도 수평운동으로 상하 적층된 얼라이너로 웨이퍼를 로딩/언로딩 하지 못하는 문제점이 있다.
또한, 종래 얼라이너가 구비되는 이송로봇은 웨이퍼 한개씩만 공정처리가 이루어지게 됨으로써, 처리 용량의 한계로 인하여 고가장비에서의 버틀넥(Bottle Neck) 현상이 발생하게 된다. 즉, 종래 웨이퍼 로딩 시스템에 있어서 대부분의 아이들링 타임(Idling Time)은 웨이퍼 이송 및 얼라인에서 발생하게 되는 문제점을 갖고 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 한 번에 다수의 웨이퍼를 이송 및 보정할 수 있는 이송로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 반도체 생산장비의 전체적인 아이들링 타임을 줄여 제품의 생산성을 향상시키도록 핸들링 용량을 크게 증가시킨 이송로봇를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 일 형태에서는, 몸체부와, 제 1암과, 상기 제 1암의 일측에 구비되는 프리얼라이너와, 일측은 핑거 암 관절에 연결되고 타측에는 로딩 핑거가 구비되는 핑거 암과, 상기 제 1암과 상기 핑거 암 관절 사이를 연결하는 적어도 하나 이상의 암 및, 상기 몸체부와 각각의 암을 연결하는 관절을, 포함하여 구성되는 웨이퍼 이송로봇에 있어서, 상기 핑거 암 관절에는, 다수의 웨이퍼를 각각 이송할 수 있도록 다수의 핑거 암이 소정 간격을 두고 다층 구조로 적층 되게 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 웨이퍼 이송로봇을 제공한다.
본 발명에서 멀티 웨이퍼 이송로봇에 있어서, 상기 제 1암의 일측에는, 상기 다수의 핑거 암에 의해 이송되는 다수의 웨이퍼가 각각 시간적인 간격을 두고 적재되어 얼라인 되도록 진공척이 형성되는 웨이퍼 프리얼라이너가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 멀티 웨이퍼 이송로봇에 있어서, 상기 제 1암의 일측에는, 상기 다수의 핑거 암에 의해 이송되는 다수의 웨이퍼가 다층 구조로 각각 적재되어 얼라인되도록 진공척이 다층 구조로 형성되는 멀티 웨이퍼 프리얼라이너가 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따른 멀티 웨이퍼 이송로봇에 있어서, 상기 제 1암의 일측에는, 상기 다수의 핑거 암에 의해 이송되는 다수의 웨이퍼가 각각 적재되어 얼라인 되도록 소정높이로 서로 단차지게 형성되어 각각의 회전 중심이 서로 이격된 위치에 마련되는 다수의 진공척이 형성되는 멀티 웨이퍼 프리얼라이너가 구비될 수 있다.
바람직하게는, 상기 프리얼라이너에는, 상기 진공척에는 적재된 각각의 웨이퍼가 각각 기계적으로 그립되어 얼라인되도록 다층구조의 좌우 그립퍼가 구성될 수 있다.
좀 더 바람직하게는, 상기 좌우 그립퍼는 상기 핑거 암에 의해 이송되는 웨이퍼의 진입을 위하여 좌우로 이동되며, 상기 웨이퍼를 좌우에서 각각 4점 지지구조로 그립하여 XY방향을 얼라인 하도록 구성될 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 다층구조의 진공척을 각각 회전시킴에 따라 상기 진공척에 위치한 웨이퍼가 각각 회전되는 경우에 상기 웨이퍼에 형성된 노치를 인식하여 웨이퍼의 방향과 위치를 분석, 보상하도록 컨트롤러에 샘플링 데이터를 전송하는 에지센서가 다층 구조로 형성될 수 있고,
좀 더 바람직하게는, 상기 다층 구조의 진공척의 회전시 상기 각각의 에지센서에 의한 노치인식 시간차에 따른 진공척간의 간섭을 방지하기 위하여 상기 각각의 진공척의 구동부는 독립적으로 구성될 수 있고,
상기 다층 구조의 에지센서는 각각 홀(Hall) 센서를 이용하여 상기 노치를 인식하게 되며, 상기 홀 센서에 의해 인식된 각각의 센서신호는 실시간으로 샘플링되어 각각의 채널을 통해 상기 컨트롤러에 전송될 수 있다.
또한, 상기 다수의 핑거 암을 개별적으로 구동시킬 있도록 상기 핑거 암 관절에 각각의 핑거 암 구동부가 독립적으로 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 이송로봇은, 다수의 웨이퍼를 동시에 이송할 수 있도록 하는 다수의 핑거 암이 구비됨과 아울러, 이송로봇에 구비되는 프리얼라이너는 진공척을 업/다운시키는 구조가 아닌 얼라이너의 적층이 가능한 구조로 되어 있어, 상기 다수의 핑거 암을 통해 이송되는 다수의 웨이퍼를 하나의 공정에서 로딩 및 보상을 동시에 실시간으로 처리할 수 있으며,
또한, 다수의 웨이퍼를 동시에 이송 및 보상할 수 있어 고가 장비가 대기하는 아이들링 타임(Idling Time) 또는 버틀넥(Bottle Neck)을 크게 감소시킬 수 있으며, 공정의 신속화를 도모할 수 있고, 반도체 생산량을 월등히 증가시킬 수 있다.
도 1은 종래 프리얼라이너가 포함된 웨이퍼 로딩 시스템의 구성도;
도 2는 종래 웨이퍼 로딩 시스템에 포함된 프리얼라이너의 사시도;
도 3은 종래 프리얼라이너가 구비되는 웨이퍼 이송로봇에 대한 평면도;
도 4, 도 5 및, 도 6은 각각 종래 프리얼라이너의 평면도, 단면도 및, 개념도;
도 7은 본 발명에 따른 프리얼라이너가 구비되는 이송로봇에서 암과 핑거 암 사이에 3개의 암이 형성된 것을 나타내는 사시도;
도 8a는 본 발명에 따른 프리얼라이너가 구비되는 멀티 웨이퍼 이송로봇을 나타내는 사시도;
도 8b는 본 발명에 따른 프리얼라이너가 구비되는 멀티 웨이퍼 이송로봇의 작동상태도;
도 9는 본 발명에 따른 일형태의 멀티 프리얼라이너가 구비되는 멀티 웨이퍼 이송로봇을 나타내는 사시도;
도 10은 본 발명에 따른 일형태의 멀티 프리얼라이너가 구비되는 멀티 웨이퍼 이송로봇을 나타내는 정면도;
도 11은 본 발명에 따른 다른 형태의 멀티 프리얼라이너가 구비되는 멀티 웨이퍼 이송로봇을 나타내는 사시도;
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 이송로봇에 구비되는 프리얼라이너의 사시도 및,
도 14는 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 이송로봇에 구비되는 프리얼라이너의 작동방법을 나타내는 상태도이다.
도 2는 종래 웨이퍼 로딩 시스템에 포함된 프리얼라이너의 사시도;
도 3은 종래 프리얼라이너가 구비되는 웨이퍼 이송로봇에 대한 평면도;
도 4, 도 5 및, 도 6은 각각 종래 프리얼라이너의 평면도, 단면도 및, 개념도;
도 7은 본 발명에 따른 프리얼라이너가 구비되는 이송로봇에서 암과 핑거 암 사이에 3개의 암이 형성된 것을 나타내는 사시도;
도 8a는 본 발명에 따른 프리얼라이너가 구비되는 멀티 웨이퍼 이송로봇을 나타내는 사시도;
도 8b는 본 발명에 따른 프리얼라이너가 구비되는 멀티 웨이퍼 이송로봇의 작동상태도;
도 9는 본 발명에 따른 일형태의 멀티 프리얼라이너가 구비되는 멀티 웨이퍼 이송로봇을 나타내는 사시도;
도 10은 본 발명에 따른 일형태의 멀티 프리얼라이너가 구비되는 멀티 웨이퍼 이송로봇을 나타내는 정면도;
도 11은 본 발명에 따른 다른 형태의 멀티 프리얼라이너가 구비되는 멀티 웨이퍼 이송로봇을 나타내는 사시도;
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 이송로봇에 구비되는 프리얼라이너의 사시도 및,
도 14는 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 이송로봇에 구비되는 프리얼라이너의 작동방법을 나타내는 상태도이다.
이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
상기에서 언급한 바와 같이 얼라이너가 위치하는 암에 구비되는 작동 암이, 도 3에 도시된 바와 같이, 중간 연결암 및 핑거 암(21)의 2개 암이 관절로 연결되는 구조로 이루어져, 핑거 암(21)이 얼라이너를 향한 수평운동을 구현하지 못하고 상기 관절을 중심으로 회전운동만 가능하여, 상하로 적층되는 얼라이너 구비되는 경우에도 수평운동으로 상하 적층된 얼라이너로 웨이퍼를 로딩/언로딩 하지 못하는 문제점을 해결하기 위해, 도 7에 도시된 바와 같이, 종래 프리얼라이너가 구비되는 암과 핑거 암(370) 사이에 3개의 암이 각 관절로 연결되게 하여 상기 핑거 암(370)이 프리얼라이너(100)를 향해 직선방향으로 전후진 하여 얼라이너로 웨이퍼를 로딩/언로딩 할 수 있도록 구성하고 있다.
상기 얼라이너의 경우, 상하 적층형이 아닌 종래의 단일형 프리얼라이너가 형성된다.
도 8a는 본 발명에 따른 프리얼라이너가 구비되는 멀티 웨이퍼 이송로봇을 나타내는 사시도이며, 도 8b는 본 발명에 따른 프리얼라이너가 구비되는 멀티 웨이퍼 이송로봇의 작동상태도이다.
도시된 바를 참조하면, 도시된 제 1암(330)의 일측에는, 다수의 핑거 암(370)에 의해 이송되는 다수의 웨이퍼가 각각 시간적인 간격을 두고 적재되어 얼라인 되도록 진공척이 형성되는 프리얼라이너(100)가 구비된다.
다시 말해, 다수의 핑거암(370)을 구성하면서 다수의 웨이퍼를 하나의 프리얼라이너(100)를 이용하여 시간적인 간격을 두고 적재하면서 얼라인 하도록 작동시키게 된다.
도 9는 본 발명에 따른 멀티 프리얼라이너(100)가 구비되는 멀티 웨이퍼 이송로봇(300)을 나타내는 사시도이고, 도 10은 본 발명에 따른 멀티 프리얼라이너(100)가 구비되는 멀티 웨이퍼 이송로봇(300)을 나타내는 정면도이며, 도 11은 본 발명에 따른 다른 형태의 멀티 프리얼라이너가 구비되는 멀티 웨이퍼 이송로봇을 나타내는 사시도이다.
본 발명은 도시된 바와 같이, 크게, 몸체부(310)와, 멀티 프리얼라이너가 일측에 구비되는 제 1암(330)과, 관절을 통해 상기 제 1암(330)에 연결되는 제 2암(350), 상기 제 2암(350)에 일측이 관절을 통해 연결되고 타측에는 웨이퍼를 적재하는 로딩 핑거(371)가 구비되는 핑거 암(370)과, 상기 몸체부(310)와 제 1암(330)을 연결하는 제 1관절(320), 상기 제 1암(330)과 제 2암(350)을 연결하는 제 2관절(340) 및, 상기 제 2암(350)과 핑거 암(370)을 연결하는 핑거 암 관절(360)을 포함하여 구성된다.
특히, 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 이송로봇(300)은 도 9와 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 핑거 암 관절(360)에 다수의 핑거 암(370)이 소정 간격을 두고 다층 구조로 적층되게 구비되어 각각의 상기 핑거 암(370)이 웨이퍼를 동시에 이송할 수 있도록 형성된다.
바람직하게는, 도 9와 도 10에 도시된 바와 같이, 제 1암(330)의 일측에는, 상기 다수의 암에 의해 이송되는 다수의 웨이퍼가 다층 구조로 각각 적재되어 얼라인되도록 진공척이 다층 구조로 형성되는 멀티 웨이퍼 프리얼라이너를 구비시켜 한번에 다량의 웨이퍼를 이송 및 보정하여 반도체 생산장비로 이송할 수 있도록 하며, 또한, 다른 형태로는, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 제 1암의 일측에는, 상기 다수의 핑거 암에 의해 이송되는 다수의 웨이퍼가 각각 적재되어 얼라인 되도록 소정높이로 서로 단차지게 형성되어 각각의 회전 중심이 서로 이격된 위치에 마련되는 다수의 진공척이 형성되는 멀티 웨이퍼 프리얼라이너가 구비될 수도 있으며, 이 때, 다수의 핑거 암(370)은 핑거 암 관절(360)을 중심으로 회전운동을 통해, 이격된 위치에 단차지게 형성된 각각의 진공척에 다수의 웨이퍼를 각각 적재시켜 얼라인시킬 수 있게 된다.
또한, 바람직하게는, 상기 다수의 핑거 암(370)이 상하로 적층되어 다층 구조로 구비되는 상기 핑거 암 관절(360)에는, 각각의 상기 핑거 암(370)을 독립적으로 회전 구동할 수 있도록, 각각의 핑거 암 구동부(372)를 개별적으로 구비시킬 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 이송로봇(300)에 구비되는 프리얼라이너(100)의 사시도이며, 도시된 바를 참조할 때, 로드포트에서 상기 다수의 웨이퍼를 동시에 반도체 생산장비로 로딩하는 본 발명의 멀티 웨이퍼 이송로봇(300)에 구비되는 멀티 웨이퍼 프리얼라이너(100)에는, 상기 다수의 핑거 암(370)에 의해 이송되는 다수의 웨이퍼(200)가 다층 구조로 적재되어 동시에 얼라인(Align)되도록 진공척(120)이 다단으로 적층되어 형성되고, 상기 진공척(120)은 진공에 의해 상기 웨이퍼의 적재를 지지하게 된다.
바람직하게는, 본 발명의 멀티 웨이퍼 이송로봇(300)에 구비되는 프리얼라이(100)너에는, 다층 구조의 좌우 그립퍼(140)가 구성되어, 상기 진공척(120)에 적재된 각각의 웨이퍼가 1차적으로 기계적 얼라인되며, 좀 더 상게하게 설명하면, 상기 좌우 그립퍼(140)는 상기 핑거 암(370)에 의해 이송되는 웨이퍼의 진입을 위하여 일단 좌우방향으로 이동되어 있다가, 웨이퍼가 이동되면 이동된 웨이퍼를 좌우에서 각각 4점 지지구조로 그립하여 XY방향을 얼라인하도록 구성된다.
또한, 상기 다층 구조의 진공척(120)을 모터 또는 벨트 구동 등으로 각각 회전시킴에 따라 상기 진공척에 위치한 웨이퍼(200)가 각각 회전되는 경우에 상기 웨이퍼에 형성된 노치(200a)를 인식하여 웨이퍼의 방향과 위치를 분석, 보상하도록 컨트롤러(미도시)에 데이터를 전송하는 에지센서(160)가 다층 구조로 형성된다. 상기 에지센서(160)는 웨이퍼(200)의 회전과 동시에 CCD / Laser / Vision 등을 이용한 샘플링 데이터 신호를 컨트롤러로 전송하게 되고, 상기 컨트롤러는 샘플링 데이터 신호로부터 웨이퍼의 프로파일(Profile)을 검출하여 XYθ편차를 계산하게 된다.
이 때, 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 이송로봇(300)에 구비되는 상기 멀티 웨이퍼 프리얼라이너에 다수의 에지센서가 장착되는 점을 고려할 때, CCD나 레이저보다는 센서크기의 제한을 극복할 수 있는 홀(hall)-센서로 노치를 인식하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 컨트롤러에 의해 계산된 편차(offset)를 통해 웨이퍼의 XYθ방향과 위치가 보상되고, 보상이 된 이후의 웨이퍼는 상기 진공척의 진공상태가 해제와 좌우 그립퍼(140)가 릴리즈(release) 되면서 언로딩(unloading) 된다. 본 발명에 따른 상기 프리얼라이너의 경우 다수의 진공척(120)이 회전하게 되는데, 이에 따라 각각의 진공척(120)을 회전하기 위하여 하나의 구동부로 다수의 진공척을 회전하도록 구성할 수 있다. 다만, 하나의 구동부로 다수의 진공척을 회전하도록 구성할 경우, 상기 다층 구조의 진공척의 회전시 상기 각각의 에지센서에 의한 웨이퍼의 노치인식의 시간차에 따른 진공척(120)간의 간섭이 발생하게 된다.
다시 말해, 하나의 구동부를 통해 하나의 진공척의 회전을 제어하게 된다면, 에지센서에 의해 웨이퍼의 노치를 검출하는 경우 구동부의 전원을 그에 따라 제어하면 된다. 그러나, 하나의 구동부를 통해 전원이 공급되는 경우에 각각의 에지센서(160)에 의해서 각각의 웨이퍼의 노치를 검출하는 시간적인 갭이 발생하게 되는데, 어느 하나의 웨이퍼의 노치가 인식이 되었다고 하여도 나머지 웨이퍼의 노치인식이 끝날 때까지는 구동부는 계속적으로 구동되어야만 하므로 먼저 노치가 인식된 웨이퍼가 적재된 진공척을 제어할 수 없게 되는 문제점이 있다. 즉, 이러한 하나의 구동부를 통해서는 노치인식 시간이 다른 에지센서들의 검출결과 따라 두개 이상의 진공척의 회전을 제어하기 어렵게 된다. 따라서, 본 발명에서는 상기 다층 구조의 진공척의 회전시 상기 각각의 에지센서에 의한 노치인식 시간차에 따른 진공척(120)간의 간섭을 방지하기 위하여 상기 각각의 진공척(120)의 구동부는 독립적으로 구성한다.
상기 다층 구조의 에지센서(160)는 각각 홀(hall) 센서를 이용하여 상기 노치를 인식하게 되며, 상기 홀센서에 의해 인식된 각각의 센서신호는 실시간으로 샘플링되어 각각의 채널을 통해 상기 컨트롤러에 전송되도록 구성됨으로써 웨이퍼의 회전속도나 위치를 검출하게 된다.
도 14는 본 발명에 의한 실시예에 따른 프리얼라이너의 작동방법을 나타낸 상태도이며, 도시된 바를 참조할 때, 두 장의 웨이퍼를 동시에 적재할 수 있는 듀얼 웨이퍼 프리얼라이너의 작동방법을 보면 다음과 같다.
먼저 핑거 암(370)에 의해 이송되는 웨이퍼의 진입을 위하여 좌우그립퍼(140)를 좌우로 이동시켜 오픈시키는 된다. 다음으로, 상기 핑거 암(370)에 의해 다수의 웨이퍼를 다층 구조의 진공척에 동시에 적재하게 되며, 이 때 상기 좌우그립퍼(140)를 통해 상기 진공척에 적재된 각각의 웨이퍼를 좌우에서 각각 4점 지지구조로 그립하여 XY방향을 얼라인하면서 1차적인 기계적 얼라인을 실시하게 된다. 다음으로, 상기 다층 구조의 진공척(120)을 각각 독립적으로 모터와 벨트등을 이용하여 회전시켜 상기 진공척(120)에 위치한 웨이퍼가 각각 회전되는 경우에 상기 웨이퍼에 형성된 노치를 홀-센서를 통해 인식하게 되고, 상기 홀센서를 통한 샘플링된 센서신호로부터 컨트롤러는 웨이퍼의 원주방향의 프로파일을 추정하게 된다.
보다 자세하게 설명하면, 상기 컨트롤러는 RS-232C 등의 통신포트를 이용하여 상기 홀-센서들로부터 다채널의 샘플링신호를 동시에 실시간으로 전송받아 마이크로프로세서를 이용하여 DSP 로직프로그램을 통해 웨이퍼의 원주방향의 프로파일을 추정하게 되면서, 추정된 프로파일로부터 웨이퍼의 XYθ방향의 편차량을 분석하게 된다. 이 때, θ방향의 편차는 상기 프로파일로부터 상기 홀센서의 각 에지에서 상기 모터의 펄스 평균을 노치 중심으로 계산하여 도출된다.
다음으로 분석된 편차량을 보상하기 위하여, 컨트롤러에서 인터페이스 소프트웨어를 통해 XY 방향의 편차는 상기 좌우그립퍼로 보상하도록 하며, 상기 θ방향의 편차는 상기 진공척을 회전하면서 2차적인 보상을 통해 얼라인을 완료하도록 구성된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 멀티 웨이퍼 이송로봇(300)은, 다수의 웨이퍼를 동시에 이송할 수 있도록 하는 다수의 핑커 암이 구비됨과 아울러, 이송로봇(300)에 구비되는 프리얼라이너는 진공척을 업/다운시키는 구조가 아닌 얼라이너의 적층이 가능한 구조로 되어 있어, 상기 다수의 핑거 암(370)을 통해 이송되는 다수의 웨이퍼를 하나의 공정에서 로딩 및 보상을 동시에 실시간으로 처리할 수 있으며,
다량의 웨이퍼를 동시에 이송 및 보상할 수 있어 고가 장비가 대기하는 아이들링 타임(Idling Time) 또는 버틀넥(Bottle Neck)을 크게 감소시킬 수 있으며, 공정의 신속화를 도모할 수 있고, 반도체 생산량을 월등히 증가시킬 수 있다.
위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.
따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.
100 : 프리얼라이너 120 : 진공척
140 : 좌우 그립퍼 160 : 에지센서
200 : 웨이퍼 200a : 노치
300 : 멀티 웨이퍼 이송로봇 310 : 몸체부
320 : 제 1관절 330 : 제 1암
340 : 제 2관절 350 : 제 2암
360 : 핑거 암 관절 370 : 핑거 암
371 : 로딩 핑거 372 : 핑거 암 구동부
140 : 좌우 그립퍼 160 : 에지센서
200 : 웨이퍼 200a : 노치
300 : 멀티 웨이퍼 이송로봇 310 : 몸체부
320 : 제 1관절 330 : 제 1암
340 : 제 2관절 350 : 제 2암
360 : 핑거 암 관절 370 : 핑거 암
371 : 로딩 핑거 372 : 핑거 암 구동부
Claims (10)
- 몸체부와, 제 1암과, 상기 제 1암의 일측에 구비되는 프리얼라이너와, 일측은 핑거 암 관절에 연결되고 타측에는 로딩 핑거가 구비되는 핑거 암과, 상기 제 1암과 상기 핑거 암 관절 사이를 연결하는 적어도 하나 이상의 암 및, 상기 몸체부와 각각의 암을 연결하는 관절을, 포함하여 구성되는 웨이퍼 이송로봇에 있어서,
상기 핑거 암 관절에는, 다수의 웨이퍼를 각각 이송할 수 있도록 다수의 핑거 암이 소정 간격을 두고 다층 구조로 적층 되게 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 웨이퍼 이송로봇.
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1암의 일측에는,
상기 다수의 핑거 암에 의해 이송되는 다수의 웨이퍼가 각각 시간적인 간격을 두고 적재되어 얼라인 되도록 진공척이 형성되는 웨이퍼 프리얼라이너가 구비되는 것을 특징으로 하는 멀티 웨이퍼 이송로봇.
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1암의 일측에는,
상기 다수의 핑거 암에 의해 이송되는 다수의 웨이퍼가 다층 구조로 각각 적재되어 얼라인 되도록 진공척이 다층 구조로 형성되는 멀티 웨이퍼 프리얼라이너가 구비되는 것을 특징으로 하는 멀티 웨이퍼 이송로봇.
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1암의 일측에는,
상기 다수의 핑거 암에 의해 이송되는 다수의 웨이퍼가 각각 적재되어 얼라인 되도록 소정높이로 서로 단차지게 형성되어 각각의 회전 중심이 서로 이격된 위치에 마련되는 다수의 진공척이 형성되는 멀티 웨이퍼 프리얼라이너가 구비되는 것을 특징으로 하는 멀티 웨이퍼 이송로봇.
- 제 3항에 있어서,
상기 프리얼라이너에는,
상기 진공척에는 적재된 각각의 웨이퍼가 각각 기계적으로 그립되어 얼라인되도록 다층구조의 좌우 그립퍼가 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 웨이퍼 이송로봇.
- 제 5항에 있어서,
상기 좌우 그립퍼는 상기 핑거 암에 의해 이송되는 웨이퍼의 진입을 위하여 좌우로 이동되며, 상기 웨이퍼를 좌우에서 각각 4점 지지구조로 그립하여 XY방향을 얼라인 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 웨이퍼 이송로봇.
- 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
상기 다층구조의 진공척을 각각 회전시킴에 따라 상기 진공척에 위치한 웨이퍼가 각각 회전되는 경우에 상기 웨이퍼에 형성된 노치를 인식하여 웨이퍼의 방향과 위치를 분석, 보상하도록 컨트롤러에 샘플링 데이터를 전송하는 에지센서가 다층 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 웨이퍼 이송로봇.
- 제 7항에 있어서,
상기 다층 구조의 진공척의 회전시 상기 각각의 에지센서에 의한 노치인식 시간차에 따른 진공척간의 간섭을 방지하기 위하여 상기 각각의 진공척의 구동부는 독립적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 웨이퍼 이송로봇.
- 제 7항에 있어서,
상기 다층 구조의 에지센서는 각각 홀(Hall) 센서를 이용하여 상기 노치를 인식하게 되며, 상기 홀 센서에 의해 인식된 각각의 센서신호는 실시간으로 샘플링되어 각각의 채널을 통해 상기 컨트롤러에 전송되는 것을 특징으로 하는 멀티 웨이퍼 이송로봇.
- 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
상기 다수의 핑거 암을 개별적으로 구동시킬 있도록 상기 핑거 암 관절에 각각의 핑거 암 구동부가 독립적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 멀티 웨이퍼 이송로봇.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110041918A KR20120124187A (ko) | 2011-05-03 | 2011-05-03 | 멀티 웨이퍼 이송로봇 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110041918A KR20120124187A (ko) | 2011-05-03 | 2011-05-03 | 멀티 웨이퍼 이송로봇 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120124187A true KR20120124187A (ko) | 2012-11-13 |
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ID=47509659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110041918A KR20120124187A (ko) | 2011-05-03 | 2011-05-03 | 멀티 웨이퍼 이송로봇 |
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| KR (1) | KR20120124187A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020122133A1 (ja) * | 2018-12-11 | 2020-06-18 | 平田機工株式会社 | 基板搬送装置 |
| KR20200115914A (ko) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 주식회사 나인벨 | 반도체 웨이퍼 이온주입 스캔로봇 |
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2011
- 2011-05-03 KR KR1020110041918A patent/KR20120124187A/ko active Search and Examination
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2020122133A1 (ja) * | 2018-12-11 | 2020-06-18 | 平田機工株式会社 | 基板搬送装置 |
| JP2020096032A (ja) * | 2018-12-11 | 2020-06-18 | 平田機工株式会社 | 基板搬送装置 |
| KR20200115914A (ko) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 주식회사 나인벨 | 반도체 웨이퍼 이온주입 스캔로봇 |
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