KR20160085656A - 웨이퍼 손상 방지 장치 - Google Patents

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KR20160085656A
KR20160085656A KR1020150002926A KR20150002926A KR20160085656A KR 20160085656 A KR20160085656 A KR 20160085656A KR 1020150002926 A KR1020150002926 A KR 1020150002926A KR 20150002926 A KR20150002926 A KR 20150002926A KR 20160085656 A KR20160085656 A KR 20160085656A
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Abstract

본 발명은 웨이퍼 이송기 및 웨이퍼 적재기에 각각 설치되어 웨이퍼 이송기 및 웨이퍼 적재기의 진동을 각각 측정하여 제1 진동 신호 및 제2 진동 신호를 생성하는 센서부와, 제1 진동 신호 및 제2 진동 신호를 수신하고, 이들 제1 진동 신호의 범위와 제2 진동 신호의 범위를 기 입력된 기준 진동 범위와 비교하여 웨이퍼의 정상 이송 동작을 제 1 범위 신호, 웨이퍼의 이상 이송 동작을 제 2 범위 또는 제 3범위신호로 구분하며, 네트워크를 통해 제 1 범위 신호, 제 2 범위 신호 또는 제 3 범위 신호를 상위단으로 전송하도록 하는 제어신호를 생성하는 제어부, 및 제어부로부터 제 1 범위 신호, 제 2 범위 신호 또는 제 3 범위 신호를 수신하며, 수신된 신호에 따라 경보를 출력하는 출력부를 포함하는 웨이퍼 손상 방지 장치에 관한 것이다.

Description

웨이퍼 손상 방지 장치{Wafer Damage Protect Device}
본 발명은 웨이퍼 손상 방지 장치에 관한 것으로써, 특히 웨이퍼 공정상에서 웨이퍼 이송기 및 웨이퍼 적재기로부터 발생하는 진동으로 인해 웨이퍼에 스크래치 또는 치핑이 발생하는 것을 미연에 방지 할 수 있는 발명에 관한 것이다.
세밀한 작업을 요하는 웨이퍼 가공 공정을 위해 작동하는 웨이퍼 이송기 및 웨이퍼 적재기에 발생할 수 있는 진동은 이송되는 웨이퍼에 스크래치 또는 치핑을 발생시킨다. 이는 웨이퍼의 생산 효율 및 제품의 수율을 크게 떨어뜨릴 수 있다. 따라서, 이송중의 웨이퍼에 이러한 스크래치 또는 치핑이 발생하기 전에, 웨이퍼 이송기와 웨이퍼 적재기에서 발생하는 진동 신호를 분석하여 기계의 정지 여부를 판단할 필요가 있다.
이를 위한 통상의 웨이퍼 이송 장치의 일예가 도 1에 도시되어 있다. 이하에서 설명하는 웨이퍼 이송 장치는 웨이퍼 이송기와 웨이퍼 적재기를 포함하는 장치를 뜻한다. 이를 간략히 살펴보면, 웨이퍼 이송기는 ATM 로봇(20, ATMosphere Robot)과 웨이퍼 트랜스퍼(40, Wafer Transfer)를 포함하며, 웨이퍼 적재기는 로드 포트(10, Load Port), 로드 락(30, Load Lock), 및 보트 엘리베이터(50, Boat Elevator)를 포함한다.
웨이퍼 이송 장치를 이용한 일반적인 웨이퍼 이송 과정은 다음과 같다. 먼저, ATM 로봇(20)은 로드 포트(10)에 적재되어 있는 웨이퍼(1)를 들어 올려 로드 락(30)으로 이송한다. 이송된 웨이퍼(1)는 로드 락(30)에 적재되고, ATM 로봇(20)은 로드 포트(10)로 돌아가 다음 웨이퍼(1)를 이송시킨다. 이때, ATM 로봇(20)이 로드 포트(10)에서 웨이퍼(1)를 들어 웨이퍼(1)를 로드 락(30)에 적재시키고 로드 포트(10)로 돌아가는 과정은 제 1 사이클로 나타날 수 있다.
한편, 웨이퍼 트랜스퍼(40)는 로드 락(30)에 적재되어 있는 웨이퍼(1)를 들어 올려 보트 엘리베이터(50)로 이송한다. 이송된 웨이퍼(1)는 보트 엘리베이터(50)에 적재되고, 웨이퍼 트랜스퍼(40)는 로드 락(30)으로 돌아가 다음 웨이퍼(1)를 이송시킨다. 이때, 웨이퍼 트랜스퍼(40)가 로드 락(30)에서 웨이퍼(1)를 들어 웨이퍼(10)를 보트 엘리베이터(50)에 적재시키고 로드 락(30)으로 돌아가는 과정은 제 2 사이클로 나타날 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 웨이퍼 이송기와 웨이퍼 적재기를 이용한 웨이퍼 이송 장치에서의 전체적인 웨이퍼 이송 과정은 제 1 사이클과 제 2 사이클의 반복으로 나타난다. 이를 다시 요약하자면 먼저, ATM 로봇(20)이 로드 포트(10)에 적재되어 있는 웨이퍼(1)를 들어 올려 로드 락(30)으로 이송한다. 이송된 웨이퍼(1)는 로드 락(30)에 적재되고, 웨이퍼 트랜스퍼(40)는 로드 락(30)으로부터 적재된 웨이퍼(1)를 들어 올려 보트 엘리베이터(50)로 이송하며, 이송된 웨이퍼(1)는 보트 엘리베이터(50)에 적재된다.
이러한 웨이퍼 이송기와 웨이퍼 적재기를 이용한 통상적인 웨이퍼 이송 과정에서는, 웨이퍼의 손상을 방지하기 위해 ATM 로봇과 같은 회전기계에 진동 센서를 설치하여 정상 여부를 판단하고 비정상일 경우 장비를 정지시키거나 경보를 울려 사용자에게 알려준다.
하지만, 웨이퍼 이송기에만 설치된 진동 센서를 통해 진동에 관한 정상 여부를 판단하는 경우는 전체 웨이퍼 이송 과정에서 발생하는 진동 진폭의 정확한 값을 획득하기 힘들기 때문에 정상 여부 판단이 어려워 질 수 있다.
대한민국 공개특허 제 10-2009-0010430호 (2009.01.30. 공개) 대한민국 공개특허 제 10-2013-0045589호 (2013.06.06. 공개) 대한민국 등록특허 제 10-1119502호 (2012.02.28. 공고) 대한민국 등록특허 제 10-0942287호 (2010.02.16. 공고)
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 웨이퍼 이송기 및 웨이퍼 적재기에 각각 설치되어 진동을 측정하여 진동신호를 생성하는 센서부를 통해, 전체 웨이퍼 이송 과정에서의 정확한 진동 값을 획득하고 웨이퍼 이송기 및 웨이퍼 적재기의 정지 여부를 판단할 수 있도록 하는 웨이퍼 손상 방지 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 웨이퍼 손상 방지 장치는 웨이퍼 이송기 및 웨이퍼 적재기에 각각 설치되어 웨이퍼 이송기 및 웨이퍼 적재기의 진동을 각각 측정하여 제1 진동 신호 및 제2 진동 신호를 생성하는 센서부와, 제1 진동 신호 및 제2 진동 신호를 수신하고, 이들 제1 진동 신호의 범위와 제2 진동 신호의 범위를 기 입력된 기준 진동 범위와 비교하여 웨이퍼의 정상 이송 동작을 제 1 범위 신호, 웨이퍼의 이상 이송 동작을 제 2 범위 또는 제 3범위신호로 구분하며, 네트워크를 통해 제 1 범위 신호, 제 2 범위 신호 또는 제 3 범위 신호를 상위단으로 전송하도록 하는 제어신호를 생성하는 제어부, 및 제어부로부터 제 1 범위 신호, 제 2 범위 신호 또는 제 3 범위 신호를 수신하며, 수신된 신호에 따라 경보를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부는 센서부에서 수신 받은 제1,2 진동 신호의 진폭을 사용하거나, 제1,2 진동 신호의 주파수를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)하여 변환된 값을 사용하여 제 1 범위 신호, 제 2 범위 신호 또는 제 3 범위 신호로 구분하는 것을 특징으로 한다.
또한, 웨이퍼 이송기에서 측정되는 진동 신호는 제1 진동 신호이고, 웨이퍼 적재기에서 측정되는 진동 신호는 제2 진동 신호이며, 기준 진동 범위는, 웨이퍼 이송기가 웨이퍼 적재기를 순환하여 초기 상태로 되돌아오는 과정에서 발생되는 진동을 반복 측정하여 평균화한 값의 범위인 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부에서 제1 진동 신호와 제2 진동 신호를 중첩시켜 발생하는 새로운 중첩 신호의 진동 범위와 기준 진동 범위를 비교하거나, 제1 진동 신호의 진동 범위 또는 제2 진동 신호의 진동 범위와 기준 진동 범위를 비교하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 2 범위 신호의 범위는, 제 3 범위보다 작고 제 1 범위 보다 큰 것을 특징으로 한다.
또한, 제 1 범위는 75V 내지 115V 이고, 제 2 범위는 40V 내지 145V 이며, 제 3 범위는 25V 내지 145V인 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부가 분석한 신호 중, 제 1 범위 신호는 정상 신호를 생성하고, 제 2 범위 신호는 역 진동 신호를 생성하며, 제 3 범위 신호는 웨이퍼 이송기의 정지 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부는 제 2 범위의 신호를 감지하면 감지한 신호와 위상 차이가 160도 내지 180도이며 진폭의 크기는 65% 내지 100%인 역 진동 신호를 상위단으로 송출하며, 역 진동 신호를 발생시킬 경우 정지 신호를 생성하지 않는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부는 상위단으로 역 진동 신호가 송출된 후, 센서부에서 재측정된 진동 신호를 재수신 받고, 재수신 받은 진동 신호가 제 3 범위 신호인 경우 웨이퍼 이송기의 정지 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부는 제 1 범위를 벗어나는 신호의 경우에는 웨이퍼 이송기의 동작을 정지시킬 수 있는 정보를 포함한 정지 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 출력부는 경보를 스크래치 경보 또는 치핑 경보로 구분하여 LED, 음성, 경보음 및 디스플레이 화면 중 어느 하나의 방식으로 출력하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 웨이퍼 손상 방지 장치는 웨이퍼 이송기 및 웨이퍼 적재기에 장착된 센서부를 통해 외부적 또는 내부적 요인에 의해 발생하는 진동 신호를 수신하고, 비정상 진동이 발생할 시 동작을 정지시키면서 경보를 발생함으로써, 웨이퍼에 가해질 수 있는 스크래치나 치핑을 미연에 방지하고, 공정률을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 보트 엘리베이터에 센서부를 장착함으로써, 보트 엘리베이터에 적재된 웨이퍼 상단에 파티클이 쌓이는 현상을 진동을 통해 감지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 웨이퍼 이송기 및 웨이퍼 적재기에 센서부를 장착함으로써, 스크래치 범위의 진동이 나타나는 경우에는 역 진동 신호를 투입하여 진동을 상쇄시키는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 웨이퍼 이송기와 웨이퍼 적재기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 손상 방지 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 손상 방지 장치 중 로드 포트와 ATM 로봇에 센서부가 장착되는 것을 나타낸 도면이다.
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 손상 방지 장치 중 웨이퍼 트랜스퍼와 보트 엘리베이터에 센서부가 장착되는 것을 나타낸 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 발명의 실시예에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.
(웨이퍼 손상 방지 장치의 구성)
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 손상 방지 장치의 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 웨이퍼 손상 방지 장치(100)는 센서부(110), 제어부(120) 및 출력부(130)를 포함하여 구성된다. 이렇게 구성된 웨이퍼 손상 방지 장치는 웨이퍼 이송기와 웨이퍼 적재기를 포함하여 구성되는 웨이퍼 이송 장치의 진동을 수신, 분석 및 경고하도록 이루어진다. 이하에서 웨이퍼 이송기는 ATM 로봇(300, 도 3 참조) 또는 웨이퍼 트랜스퍼(600, 도 4 참조)를 지칭하며, 웨이퍼 적재기는 로드 포트(400, 도 3 참조) 또는 보트 엘리베이터(700, 도 4 참조)를 지칭한다.
센서부(110)는 웨이퍼 이송기 및 웨이퍼 적재부에 각각 설치되어 진동을 측정한다. 이 센서부(110)는 웨이퍼 이송기 및 웨이퍼 적재부의 진동을 측정하고 이 측정된 신호를 제어부(120)로 전송한다.
제어부(120)는 센서부(110)로부터 수신한 진동 신호를 분석하여 진동 진폭의 범위를 확인하고, 기 입력된 기준 진동 진폭의 범위와 비교한다. 이때 후술하는 제 1 범위 신호는 정상신호, 제 2 범위 신호는 스크래치 신호, 제 3범위 신호는 치핑 신호를 지칭한다.
먼저, 분석한 진동 진폭이 기준 진동 진폭의 제 1 범위에 속하는 경우, 제어부(120)는 수신한 진동 신호가 정상 신호라고 판단하고 제 1 범위 신호인 정상 신호를 출력한다. 한편, 분석한 진동 진폭이 기준 진동 진폭의 제 2 범위에 속하는 경우, 제어부(120)는 수신한 진동 신호가 스크래치 신호라고 판단하고 제 2 범위 신호인 스크래치 신호를 출력한다. 또, 분석한 진동 진폭이 기준 진동 진폭의 제 3 범위에 속하는 경우, 제어부(120)는 수신한 진동 신호가 치핑 신호라고 판단하고 제 3 범위 신호인 치핑 신호를 출력한다.
이때, 기준 진동 진폭의 범위는 반복 실험을 통해 도출해 낸 결과 값을 미리 입력함으로써 정해질 수도 있다. 여기서 반복 실험은 도 1을 참조하여 전술한 제 1 사이클을 반복적으로 수행하는 것이다.
이러한 제 1 사이클을 반복하는 동안 웨이퍼(200)에 스크래치 또는 치핑이 전혀 나타나지 않을 때의 진동 진폭 범위가 정상 신호가 되고, 이를 제 1 범위로 설정할 수 있다. 그리고, 제 1 범위는 75V 내지 115V이고, 이를 제 1 범위로써 활용할 수 있다.
또, 제 1 사이클을 반복하는 동안 웨이퍼(200)에 스크래치가 나타날 때의 진동 진폭 범위가 스크래치 신호가 되고, 이를 제 2 범위로 설정할 수 있다. 그리고, 제 2 범위는 40V 내지 145V이고, 이를 제 2 범위로써 활용할 수 있다.
또한, 제 1 사이클을 반복하는 동안 웨이퍼(200)에 치핑이 나타날 때의 진동 진폭 범위가 치핑 신호가 되고, 이를 제 3 범위로 설정할 수 있다. 그리고, 제 3 범위는 25V 내지 145V이고, 이를 제 3 범위로써 활용할 수 있다.
이때, 제 1 범위, 제 2 범위 및 제 3 범위는 고정되지 않고 웨이퍼 이송 장치의 종류와 설치된 환경에 따라 다른 값으로 변환 가능하다.
위와 같은 기준 진동 진폭, 제 1 범위, 제 2 범위, 제 3 범위 등에 대해서 웨이퍼 이송기와 웨이퍼 적재기 사이에서의 다른 사이클이 적용될 수 있다. 이를 설명하자면, 도 4에서와 같이 웨이퍼 이송기인 웨이퍼 트랜스퍼(600)가 로드 락(500)으로부터 웨이퍼(200)를 획득하여 웨이퍼 적재기인 보트 엘리베이터(700)에게 전달 한 후 다시 로드 락(500)으로 돌아온다. 이러한 제 2 사이클을 반복하는 실험을 통해 기준 진동 진폭, 제 1 범위, 제 2 범위 및 제 3 범위를 도출할 수 있다.
한편, 제어부(120)는 센서부(110)로부터 수신 받은 신호를 스크래치 신호 또는 치핑 신호로 판단한 경우, 정지 신호를 생성한다. 이때, 제어부(120)는 직접 웨이퍼 이송기에게 정지 신호를 송출할 수도 있고, 네트워크를 통해 외부로 정지 신호를 송출하여 외부에서 웨이퍼 이송기를 정지시키도록 할 수도 있으며, 정지 신호를 외부로 송출하고 다시 정지 명령을 수신한 후 웨이퍼 이송기에게 정지 명령을 내릴 수도 있다.
그리고 출력부(130)는 제어부(120)로부터 정상 신호, 스크래치 신호 또는 치핑 신호를 수신하고, 수신된 신호의 종류에 따라 경보를 출력한다. 이때, 출력부(130)에서 출력하는 경보는 LED, 경보음, 음성 또는 디스플레이 중 어느 하나의 형태로 나타날 수 있다.
(로드 포트와 ATM 로봇에 센서부를 장착하는 제 1 실시예)
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 손상 방지 장치 중 로드 포트와 ATM 로봇에 센서부가 장착되는 것을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이 웨이퍼 손상 방지 장치(100)는 본 발명의 일 실시예로서 웨이퍼 이송기의 ATM 로봇(300)과 웨이퍼 적재기의 로드 포트(400)의 진동을 측정하여 고장 유무를 판단할 수 있도록 설치된다.
이때, 로드 포트(400)에 장착되는 센서부(110)는 로드 포트(400)의 일부위에 장착된 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있고, ATM 로봇(300)에 장착되는 센서부(110)는 ATM 로봇(300)의 일부위에 장착된 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다.일예로, 로드 포트(400)에 장착되는 센서부(110)는 로드 포트(400)의 상부 중앙 또는 하부 중앙에 위치하며, ATM 로봇(300)에 장착되는 센서부(110)는 ATM 로봇(300)의 관절부 또는 웨이퍼가 적재되어 이성되는 이송부에 위치한다.
한편, 로드 포트(400)와 ATM 로봇(300)에 장착되는 센서부(110)는 로드 포트(400)의 진동을 측정한 제1 진동 신호와, ATM 로봇(300)의 진동을 측정한 제2 진동 신호를 제어부(120)로 전송한다. 센서부(110)로부터 제1 진동 신호와 제2 진동 신호를 수신한 제어부(120)는 수신한 진동 신호를 분석하여 진동 진폭 범위를 구하고, 기준 진동 진폭 범위와 비교한다.
한편, 비교한 진동 신호가 정상 신호라고 판단되는 경우, 제어부(120)는 출력부(130)로 정상 신호를 전송하고, 출력부(130)는 LED, 음성, 디스플레이 중 적어도 하나 이상의 방법으로 정상 신호를 출력한다.
또한, 비교한 진동 신호가 스크래치 신호라고 판단되는 경우, 제어부(120)는 네트워크를 통해 정지 신호를 웨이퍼 이송 장치로 송출하며, 출력부(130)로 스크래치 신호를 전송한다. 이때, 출력부(130)는 LED, 경고음, 음성, 디스플레이 중 적어도 하나 이상의 방법으로 스크래치 경고를 출력한다.
또한, 비교한 진동 신호가 치핑 신호라고 판단되는 경우, 제어부(120)는 네트워크를 통해 정지 신호를 웨이퍼 이송 장치로 송출하며, 출력부(130)로 치핑 신호를 전송한다. 이때, 출력부(130)는 LED, 경고음, 음성, 디스플레이 중 적어도 하나 이상의 방법으로 치핑 경고를 출력한다.
이때, 센서부(110)로부터 수신한 진동 신호를 제어부(120)에서 분석할 때, 제어부(120)는 제1 진동 신호만을 분석할 수도 있고, 제2 진동 신호만을 분석할 수도 있다. 이 경우, 제어부(120)는 제1 진동 신호 또는 제2 진동 신호를 분석하여 진동 진폭 범위를 구하고, 기준 진동 진폭 범위와 비교한다. 또, 제어부(120)에서는 제1 진동 신호와 제2 진동 신호 각각의 평균값(Root mean Square, rms)의 차이를 이용하여 기준 진동 진폭 범위와 비교할 수도 있다.
한편, 제어부(120)에서는 제1 진동 신호와 제2 진동 신호를 중첩시키고, 이로인해 발생하는 새로운 중첩된 신호(이하 '중첩 신호'라 함)를 사용할 수도 있다. 이때, 중첩 신호는 제1 진동 신호가 감지되지 않을 때는 제2 진동 신호만 나타내고, 제2 진동 신호가 감지되지 않을 때는 제1 진동 신호만 나타내며, 제1 진동 신호와 제2 진동 신호가 함께 감지될 때는 제1 진동 신호와 제2 진동 신호가 중첩된 신호를 나타낸다. 이 중첩 신호는 ATM 로봇(300)과 로드 포트(400) 사이의 진폭 차이, 다시 말해 ATM 로봇(300)과 로드 포트(400) 사이의 상대적인 진폭을 나타낸다. 따라서, 중첩 신호를 사용한다면 ATM 로봇(300)과 로드 포트(400) 사이의 진동 신호의 범위를 더욱 정확히 측정할 수 있어, 웨이퍼(200)의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
(웨이퍼 트랜스퍼와 보트 엘리베이터에 센서부를 장착하는 제 2 실시예)
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 손상 방지 장치 중 웨이퍼 트랜스퍼와 보트 엘리베이터에 센서부가 장착되는 것을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이 웨이퍼 손상 방지 장치(100)는 본 발명의 일 실시예로서 웨이퍼 이송기의 웨이퍼 트랜스퍼(600)과 웨이퍼 적재기의 보트 엘리베이터(700)의 진동을 측정하여 고장 유무를 판단할 수 있도록 설치된다.
이때, 웨이퍼 트랜스퍼(600)에 장착되는 센서부(110)는 웨이퍼 트랜스퍼(600)의 일부위에 장착된 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있고, 보트 엘리베이터(700)에 장착되는 센서부(110)는 보트 엘리베이터(700)의 일부위에 장착된 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다.
한편, 웨이퍼 트랜스퍼(600)와 보트 엘리베이터(700)에 장착되는 센서부(110)는 웨이퍼 트랜스퍼(600)의 진동을 측정한 제3 진동 신호와, 보트 엘리베이터(700)의 진동을 측정한 제4 진동 신호를 제어부(120)로 전송한다. 센서부(110)로부터 제3 진동 신호와 제4 진동 신호를 수신한 제어부(120)는 수신한 진동 신호를 분석하여 진동 진폭 범위를 구하고, 기준 진동 진폭 범위와 비교한다.
한편, 비교한 진동 신호가 정상 신호라고 판단되는 경우, 제어부(120)는 출력부(130)로 정상 신호를 전송하고, 출력부(130)는 LED, 음성, 디스플레이 중 적어도 하나 이상의 방법으로 정상 신호를 출력한다.
또한, 비교한 진동 신호가 스크래치 신호라고 판단되는 경우, 제어부(120)는 네트워크를 통해 정지 신호를 웨이퍼 이송 장치로 송출하며, 출력부(130)로 스크래치 신호를 전송한다. 이때, 출력부(130)는 LED, 경고음, 음성, 디스플레이 중 적어도 하나 이상의 방법으로 스크래치 경고를 출력한다.
또한, 비교한 진동 신호가 치핑 신호라고 판단되는 경우, 제어부(120)는 네트워크를 통해 정지 신호를 웨이퍼 이송 장치로 송출하며, 출력부(130)로 치핑 신호를 전송한다. 이때, 출력부(130)는 LED, 경고음, 음성, 디스플레이 중 적어도 하나 이상의 방법으로 치핑 경고를 출력한다.
이때, 센서부(110)로부터 수신한 진동 신호를 제어부(120)에서 분석할 때, 제어부(120)는 제3 진동 신호만을 분석할 수도 있고, 제4 진동 신호만을 분석할 수도 있다. 이 경우, 제어부(120)는 제3 진동 신호 또는 제4 진동 신호를 분석하여 진동 진폭 범위를 구하고, 기준 진동 진폭 범위와 비교한다. 또, 제어부(120)에서는 제3 진동 신호와 제4 진동 신호 각각의 평균값(Root mean Square, rms)의 차이를 이용하여 기준 진동 진폭 범위와 비교할 수도 있다.
한편, 제어부(120)에서는 제3 진동 신호와 제4 진동 신호를 중첩시키고, 이로인해 발생하는 새로운 중첩된 신호(이하 '중첩 신호'라 함)를 사용할 수도 있다. 이때, 중첩 신호는 제3 진동 신호가 감지되지 않을 때는 제4 진동 신호만 나타내고, 제3 진동 신호가 감지되지 않을 때는 제4 진동 신호만 나타내며, 제3 진동 신호와 제4 진동 신호가 함께 감지될 때는 제3 진동 신호와 제4 진동 신호가 중첩된 신호를 나타낸다. 이 중첩 신호는 웨이퍼 트랜스퍼(600)와 보트 엘리베이터(700) 사이의 진폭 차이, 다시 말해 웨이퍼 트랜스퍼(600)와 보트 엘리베이터(700) 사이의 상대적인 진폭을 나타낸다. 따라서, 중첩 신호를 사용한다면 웨이퍼 트랜스퍼(600)와 보트 엘리베이터(700) 사이의 진동 신호의 범위를 더욱 정확히 측정할 수 있어, 웨이퍼(200)의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
(역 진동을 사용하는 제 3실시예)
한편, 웨이퍼 손상 방지 장치(100)를 사용하여 웨이퍼 이송 장치의 진동을 진단하고 스크래치와 치핑 등 웨이퍼(200)에 가해지는 손상을 미연에 방지하는 방법으로 역 진동 신호를 생성하는 실시예를 도 3을 참조하여 설명한다.
본 발명의 또 다른 실시예로써 구성되는 웨이퍼 손상 방지 장치(100)는 센서부(110), 제어부(120) 및 출력부(130)를 포함하여 구성된다.
여기서, 센서부(110)는 웨이퍼 이송기 및 웨이퍼 적재기의 진동을 측정하는 적어도 1개의 센서와, 자체적으로 진동을 생성해 웨이퍼 이송기 또는 웨이퍼 적재기에 진동을 가할 수 있는 진동 장치(도면 미도시)를 포함하여 설치된다. 이때, 진동 장치는 네트워크를 통해 독립적으로 제어되도록 설치될 수도 있다.
한편, 센서부(110)는 웨이퍼 이송기의 제1 진동 신호와 웨이퍼 적재기의 제2 진동신호를 측정하여 제어부(120)로 전송하고, 제어부(120)는 1차 중첩 신호를 생성하여 1차 중첩 신호와 위상이 반대인 역 진동 신호를 생성하고, 생성한 역 진동 신호를 센서부(110)로 송신한다. 이때, 센서부(110)는 역 진동 신호를 수신 받아 역 진동을 생성하여 웨이퍼 이송기 또는 웨이퍼 적재기에 진동을 발생시킨다. 따라서, 웨이퍼 이송기 또는 웨이퍼 적재기의 진동이 역 진동과 상쇄되도록 한다.
제어부(120)는 센서부(110)로부터 전송된 제1 진동 신호와 제2 진동 신호를 중첩하여 1차 중첩 신호를 생성하여 진동 진폭의 범위를 확인하고, 기준 진동 진폭의 범위와 비교한다.
먼저, 1차 중첩 신호가 기준 진동 진폭의 제 1 범위에 속하는 경우, 제어부(120)는 수신한 1차 중첩 신호가 정상 신호라고 판단하고, 정상 신호를 출력한다. 또한, 1차 중첩 신호가 기준 진동 진폭의 제 2 범위에 속하는 경우, 제어부(120)는 수신한 1차 중첩 신호가 스크래치(Scratch) 신호라고 판단하고 스크래치 신호를 출력한다. 또, 1차 중첩 신호가 기준 진동 진폭의 제 3 범위에 속하는 경우, 제어부(120)는 수신한 1차 중첩 신호가 치핑(Chipping) 신호라고 판단하고 치핑 신호를 출력한다.
한편, 제어부(120)에서 스크래치 신호를 출력하는 경우, 제어부(120)는 수신 받은 제 2 범위에 속하는 1차 중첩 신호와 위상이 160도 내지 180도인 역 진동 신호를 생성한다. 생성된 역 진동 신호는 센서부(110) 또는 네트워크와 연결된 진동 장치로 전송되어 웨이퍼 이송기 또는 웨이퍼 적재기를 진동시켜 웨이퍼 이송기 또는 웨이퍼 적재기에서 발생한 진동을 상쇄시키는데 사용된다. 이때, 사용되는 역 진동 신호의 진폭은 수신 받은 제 2 범위에 속하는 1차 중첩 신호의 65% 이상의 진폭을 사용할 수도 있다. 이 값은 상술한 바와 같은 실험을 통해 나타난 제 2 범위의 최대 진폭 값을 제 1 범위인 75V 내지 115V에 포함하게 할 수 있는 진폭의 최솟값이다. 이때, 진폭이 100%이고 위상이 160도 내지 180도인 역 진동 신호를 송신하였을 때, 위상이 어긋나면 웨이퍼 이송 장치에서 발생하는 진동 신호가 더 큰 진폭을 가질 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 역 진동의 진폭을 제한하는 것이 바람직하다.
한편, 역 진동 신호를 수신 받은 센서부(110) 또는 네트워크와 연결된 진동 장치에서는 진동을 생성하여 웨이퍼 이송기 또는 웨이퍼 적재기에 진동을 가하고, 다시 나타나는 진동을 적어도 1개의 센서부가 측정하여 제어부(120)로 진동 신호를 전송한다. 이때, 제어부(120)에서는 2차 중첩 신호의 진폭이 치핑 신호인 제 3 범위에 속하는 경우, 제어부(120)는 즉시 네트워크를 통해 웨이퍼 이송기의 정지 신호를 송출하고, 출력부(130)로 치핑 신호를 전송한다.
여기서, 역 진동을 1회 발생시키는 것으로 한정하여 설명하였지만, 2회 이상 또는 정상 신호가 도출될 때까지 반복할 수도 있다.
그리고 출력부(130)는 제어부(120)로부터 정상 신호, 스크래치 신호 또는 치핑 신호 중 어느 하나의 신호를 수신하고, 수신된 신호의 종류에 따라 경보를 출력한다. 이때, 출력부(130)에서 출력하는 경보는 LED, 경보음, 음성 또는 디스플레이 중 어느 하나의 형태로 나타날 수 있다.
상술한 세 가지 실시예에서는 감지한 진동 신호의 진폭 범위만을 이용하는 것으로 설명했지만, 또 다른 실시예로써 진동 신호의 주파수를 이용할 수도 있다. 이때, 주파수는 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 사용하여 나타나는 값을 이용하여 제 1 범위인 정상 신호, 제 2 범위인 스크래치 신호, 제 3 범위인 치핑 신호를 구분하여 출력할 수도 있다.
이상, 본 발명의 실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
100 : 웨이퍼 손상 방지 장치 110 : 센서부
120 : 제어부 130 : 출력부
200 : 웨이퍼 300 : ATM 로봇
400 : 로드 포트 500 : 로드 락
600 : 웨이퍼 트랜스퍼 700 : 보트 엘리베이터

Claims (11)

  1. 웨이퍼 이송기 및 웨이퍼 적재기에 각각 설치되어 웨이퍼 이송기 및 웨이퍼 적재기의 진동을 각각 측정하여 제1 진동 신호 및 제2 진동 신호를 생성하는 센서부,
    상기 제1 진동 신호 및 제2 진동 신호를 수신하고, 이들 제1 진동 신호의 범위와 제2 진동 신호의 범위를 기 입력된 기준 진동 범위와 비교하여 웨이퍼의 정상 이송 동작을 제 1 범위 신호, 웨이퍼의 이상 이송 동작을 제 2 범위 또는 제 3범위신호로 구분하며, 네트워크를 통해 상기 제 1 범위 신호, 제 2 범위 신호 또는 제 3 범위 신호를 상위단으로 전송하도록 하는 제어신호를 생성하는 제어부, 및
    상기 제어부로부터 제 1 범위 신호, 제 2 범위 신호 또는 제 3 범위 신호를 수신하며, 수신된 신호에 따라 경보를 출력하는 출력부,를 포함하는 웨이퍼 손상 방지 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 센서부에서 수신 받은 제1,2 진동 신호의 진폭을 사용하거나, 상기 제1,2 진동 신호의 주파수를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)하여 변환된 값을 사용하여 제 1 범위 신호, 제 2 범위 신호 또는 제 3 범위 신호로 구분하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 손상 방지 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 이송기에서 측정되는 진동 신호는 제1 진동 신호이고, 상기 웨이퍼 적재기에서 측정되는 진동 신호는 제2 진동 신호이며,
    상기 기준 진동 범위는,
    상기 웨이퍼 이송기가 상기 웨이퍼 적재기를 순환하여 초기 상태로 되돌아오는 과정에서 발생되는 진동을 반복 측정하여 평균화한 값의 범위인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 손상 방지 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부에서 제1 진동 신호와 제2 진동 신호를 중첩시켜 발생하는 새로운 중첩 신호의 진동 범위와 기준 진동 범위를 비교하거나, 제1 진동 신호의 진동 범위 또는 제2 진동 신호의 진동 범위와 기준 진동 범위를 비교하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 손상 방지 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 범위 신호의 범위는, 제 3 범위보다 작고 제 1 범위 보다 큰 것을 특징으로 하는 웨이퍼 손상 방지 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 범위는 75V 내지 115V 이고, 제 2 범위는 40V 내지 145V 이며, 제 3 범위는 25V 내지 145V인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 손상 방지 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제어부가 분석한 신호 중, 제 1 범위 신호는 정상 신호를 생성하고, 제 2 범위 신호는 역 진동 신호를 생성하며, 제 3 범위 신호는 웨이퍼 이송기의 정지 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 손상 방지 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제 2 범위의 신호를 감지하면 감지한 신호와 위상 차이가 160도 내지 180도이며 진폭의 크기는 65% 내지 100%인 역 진동 신호를 상위단으로 송출하며, 상기 역 진동 신호를 발생시킬 경우 정지 신호를 생성하지 않는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 손상 방지 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 상위단으로 역 진동 신호가 송출된 후, 상기 센서부에서 재측정된 진동 신호를 재수신 받고, 재수신 받은 진동 신호가 제 3 범위 신호인 경우 웨이퍼 이송기의 정지 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 손상 방지 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 제 1 범위를 벗어나는 신호의 경우에는 웨이퍼 이송기의 동작을 정지시킬 수 있는 정보를 포함한 정지 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 손상 방지 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 출력부는 상기 경보를 스크래치 경보 또는 치핑 경보로 구분하여 LED, 음성, 경보음 및 디스플레이 화면 중 어느 하나의 방식으로 출력하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 손상 방지 장치.
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