KR20200142304A - 최하단 웨이퍼 픽업 시스템 - Google Patents

최하단 웨이퍼 픽업 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 최하단 웨이퍼 픽업 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카세트의 최하단 슬롯홈에 위치하는 웨이퍼를 웨이퍼 상부 표면의 손상 없이 인출시키기 위하여 웨이퍼 하부에 공간을 확보하기 위한 최하단 웨이퍼 픽업 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 최하단 웨이퍼 픽업 시스템은, 내부에 복수의 웨이퍼가 수용되는 카세트; 상기 카세트가 안착되는 카세트 스테이지; 상기 카세트에 수용되는 복수의 웨이퍼 중 최하단 슬롯홈에 위치하는 웨이퍼를 상승시키는 승강핀; 상기 승강핀에 의해 상승된 웨이퍼의 하부로 진입하여 상기 웨이퍼를 인출시키는 로봇암을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

최하단 웨이퍼 픽업 시스템{System for picking up bottom wafer}
본 발명은 최하단 웨이퍼 픽업 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카세트의 최하단 슬롯홈에 위치하는 웨이퍼를 웨이퍼 상부 표면의 손상 없이 인출시키기 위하여 웨이퍼 하부에 공간을 확보하기 위한 최하단 웨이퍼 픽업 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 반도체소자는 웨이퍼 상에 노광, 식각, 이온주입, 확산, 금속증착, 소잉 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행하여 복수의 회로 패턴을 적층한 것이다. 반도체소자 제조 공정에서 웨이퍼는 각 단위 공정을 수행하는 제조장비로 이송된다. 웨이퍼가 각 단위 공정이 수행되는 제조장비로 이송될 때, 일반적으로 웨이퍼들이 웨이퍼 카세트 내부에 적층된 후 웨이퍼 카세트를 카세트 이송수단에 의해 제조장비로 이송된다. 이하, 웨이퍼 카세트를 카세트라 한다.
카세트가 제조장비에 놓여진 상태에서, 제조장비를 구성하는 이송 로봇에 의해 카세트에 적재된 웨이퍼들이 한개씩 꺼내어져 제조장비의 구성 부품으로 이송되어 공정이 진행되며, 그 공정이 완료되면 그 웨이퍼는 카세트에 다시 적재된다.
예를 들면, 상기 제조장비가 세정장비일 경우, 세정장비에 카세트가 놓여진 상태에서 세정장비의 이송 로봇이 카세트에 적재된 웨이퍼들을 한 장씩 꺼내어 세정 챔버로 이송시키고, 세정 챔버에서 웨이퍼의 세정이 완료되면 이송 로봇이 웨이퍼를 다시 카세트 내부에 적재시키게 된다.
이송 로봇이 카세트 내부에서 웨이퍼를 꺼낼 때 웨이퍼와 충돌하지 않고 정확하게 꺼내기 위하여, 제조장비에 놓여진 카세트에 적재된 웨이퍼들은 카세트 내부에서 정렬되어야 한다. 또한, 카세트의 각 웨이퍼 적재 공간에 웨이퍼의 유무를 감지하여야 할 뿐만 아니라 카세트의 적재 공간에 위치한 웨이퍼의 존재 상태를 감지하여야 한다.
한편, 웨이퍼를 이송할 때는 웨이퍼 상면의 오염이나 손상을 방지하기 위하여 이송 로봇이 웨이퍼의 하부와 접촉한다. 그러나 카세트의 최하단에 위치하는 웨이퍼의 경우 웨이퍼의 하부로 이송 로봇이 들어갈 수 있는 공간이 확보되지 않는 문제점이 있다. 이러한 이유로 제조 공정의 시작 전에 작업자가 카세트의 최하단에 위치하는 웨이퍼를 미리 분리시킨 후 공정을 진행하였다.
이 경우, 작업자가 최하단에 위치하는 웨이퍼를 별도로 분리시켜야 하는 번거로움이 있으며, 분리 보관된 웨이퍼가 분실되거나 손상되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1381219호(2014.04.02.) 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0116256호(2005.12.12.)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 카세트의 최하단 슬롯홈에 위치하는 웨이퍼를 웨이퍼 상부 표면의 손상 없이 인출시키기 위하여 웨이퍼 하부에 공간을 확보할 수 있는 최하단 웨이퍼 픽업 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 최하단 웨이퍼 픽업 시스템은, 내부에 복수의 웨이퍼가 수용되는 카세트; 상기 카세트가 안착되는 카세트 스테이지; 상기 카세트에 수용되는 복수의 웨이퍼 중 최하단 슬롯홈에 위치하는 웨이퍼를 상승시키는 승강핀; 상기 승강핀에 의해 상승된 웨이퍼의 하부로 진입하여 상기 웨이퍼를 인출시키는 로봇암을 포함한다.
상기 승강핀은 상기 카세트 스테이지 상부에 돌출형성되고, 상기 카세트가 상기 카세트 스테이지에 안착되면 상기 승강핀에 의해 상기 카세트의 최하단 슬롯홈에 위치하는 웨이퍼가 상승한다.
또한, 본 발명의 최하단 웨이퍼 픽업 시스템은 상기 승강핀을 승강시키는 승강구동부를 더 포함할 수 있고, 상기 승강핀은 상기 승강구동부에 의해 상승하여 상기 웨이퍼를 상승시킨다.
상기 승강핀은 상기 카세트 스테이지의 양측에 각각 형성되고, 상기 카세트 스테이지에는 상기 승강핀이 관통하는 관통홀이 형성되며, 상기 승강구동부는, 양측에 위치하는 복수의 승강핀이 장착되는 연결바와, 상기 연결바를 승강시키는 구동실린더로 이루어진다.
또한, 본 발명의 최하단 웨이퍼 픽업 시스템은, 상기 카세트 스테이지에 카세트의 안착 유무를 감지하는 카세트 감지센서와, 상기 카세트의 최하단 슬롯홈에 웨이퍼의 유무를 감지하는 웨이퍼 감지센서를 더 포함하여 이루어진다.
본 발명의 최하단 웨이퍼 픽업 시스템은 카세트를 카세트 스테이지에 안착시키거나 안착시킨 후 카세트의 최하단 슬롯홈에 위치하는 웨이퍼가 상승하도록 함으로써, 웨이퍼 하부에 로봇암이 들어갈 수 있는 공간을 확보하여 카세트의 최하단 슬롯홈에 위치하는 웨이퍼를 상부 표면의 손상 없이 쉽게 인출시키거나 인입시킬 수 있다.
이와 같이 카세트 최하단 슬롯홈에 위치하는 웨이퍼를 상승시켜 로봇암에 의해 인출 또는 인입되도록 함으로써, 작업자가 카세트 최하단 슬롯홈에 위치하는 웨이퍼를 별도로 분리할 필요가 없으므로, 반도체 생산 공정의 수율 및 생산성을 향상시킬 수 있고, 웨이퍼의 분실에 의한 손실을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 카세트 및 카세트 스테이지의 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카세트 스테이지의 사시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 카세트 스테이지에 안착된 카세트를 정면에서 바라본 도면.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카세트 및 카세트 스테이지의 사시도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카세트 스테이지의 사시도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 카세트 스테이지의 저면사시도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 승강핀의 하강상태를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 승강핀의 상승상태를 나타낸 도면.
본 발명은 카세트의 최하단 슬롯홈에 위치하는 웨이퍼를 웨이퍼 상부 표면의 손상 없이 인출시키기 위하여 웨이퍼 하부에 공간을 확보하기 위한 최하단 웨이퍼 픽업 시스템에 관한 것으로서, 최하단 웨이퍼 픽업 시스템은 카세트를 카세트 스테이지에 안착시키거나 안착시킨 후 카세트의 최하단 슬롯홈에 위치하는 웨이퍼가 상승하도록 함으로써, 웨이퍼 하부에 로봇암이 들어갈 수 있는 공간을 확보하여 카세트의 최하단 슬롯홈에 위치하는 웨이퍼를 상부 표면의 손상 없이 쉽게 인출시킬 수 있다. 본 발명에서는 웨이퍼의 인출작업을 기준으로 설명하지만 웨이퍼의 인입시에도 동일한 구성 및 작동으로써 웨이퍼를 카세트 최하단 슬롯홈에 쉽게 위치시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 따른 최하단 웨이퍼 픽업 시스템을 상세히 설명한다.
제1 실시예
본 발명의 제1 실시예에 따른 최하단 웨이퍼(W) 픽업 시스템은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 카세트(100), 카세트 스테이지(200), 승강핀(300), 카세트 감지센서(미도시), 웨이퍼(W) 감지센서(미도시) 및 로봇암(미도시)으로 이루어진다.
카세트(100)는 내부에 복수의 웨이퍼(W)가 수용되며, 도 1에 도시된 바와 같이 카세트(100)의 내부에는 복수의 웨이퍼(W)가 상하로 적층될 수 있도록 복수의 슬롯홈(101)이 형성된다. 이러한 카세트(100)는 카세트 스테이지(200) 상부에 안착된다. 도 1에서는 설명의 편의를 위하여 카세트(100)의 최하단 슬롯홈(101)에만 웨이퍼(W)를 표시하였다.
도 2에 도시된 바와 같이, 승강핀(300)은 카세트 스테이지(200) 상부에 돌출형성된다. 구체적으로 승강핀(300)은 카세트 스테이지(200)의 양측에 각각 2개씩 총 4개가 형성되고, 카세트(100)가 카세트 스테이지(200)에 안착되면 도 3에 도시된 바와 같이 카세트(100)의 최하단 슬롯홈(101)에 위치하는 웨이퍼(W)를 상승시킨다. 즉 카세트(100)가 카세트 스테이지(200)의 상부에 완전히 안착되기 전에 카세트(100)의 최하단 슬롯홈(101)에 위치하는 웨이퍼(W)가 승강핀(300)과 먼저 접촉함으로써, 카세트(100)가 하강함에 따라 웨이퍼(W)는 승강핀(300)에 의해 더 하강하지 못하고, 최하단 웨이퍼(W)의 하부에는 로봇암이 들어갈 수 있는 공간이 확보된다.
카세트 감지센서는 카세트 스테이지(200)에 카세트(100)의 안착 유무를 감지한다. 그리고 웨이퍼(W) 감지센서는 카세트(100)의 최하단 슬롯홈(101)에 웨이퍼(W)의 유무를 감지한다.
로봇암은 승강핀(300)에 의해 상승된 웨이퍼(W)의 하부로 진입하여 웨이퍼(W)를 인출시킬 수 있다. 구체적으로 카세트 감지센서가 카세트 스테이지(200)에 카세트(100)의 안착을 감지하고, 웨이퍼(W) 감지센서가 카세트(100)의 최하단 슬롯홈(101)에 위치하는 웨이퍼(W)를 감지하면, 로봇암이 승강핀(300)에 의해 상승되어 있는 최하단 웨이퍼(W)의 하부로 진입하여 웨이퍼(W)를 인출시킬 수 있다. 이와 같이 로봇암이 웨이퍼(W)의 하부로 진입하여 웨이퍼(W)를 인출시킴으로써 웨이퍼(W) 상면의 손상을 방지할 수 있고, 웨이퍼(W) 상면에 분진(파티클) 등이 부착되는 것을 최소화할 수 있다.
반대로 웨이퍼(W)의 특정 작업공정이 완료된 후에는 다시 로봇암이 웨이퍼(W)를 승강핀(300)의 상부에 위치시키게 된다.
제2 실시예
본 발명의 제2 실시예에 따른 최하단 웨이퍼(W) 픽업 시스템은 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 카세트(100), 카세트 스테이지(200), 승강구동부(400), 승강핀(300), 카세트 감지센서(미도시), 웨이퍼(W) 감지센서(미도시) 및 로봇암(믿쇠)으로 이루어진다.
제2 실시예에 따른 최하단 웨이퍼(W) 픽업 시스템은 승강핀(300)을 상하 이동시키기 위한 승강구동부(400)를 포함하여 이루어진다.
제1 실시예와 같이, 카세트(100)는 내부에 복수의 웨이퍼(W)가 수용되며, 도 4에 도시된 바와 같이 카세트(100)의 내부에는 복수의 웨이퍼(W)가 적층될 수 있도록 복수의 슬롯홈(101)이 형성된다. 이러한 카세트(100)는 카세트 스테이지(200) 상부에 안착된다.
카세트 스테이지(200)는 상부에 카세트(100)가 안착된다. 그리고 제2 실시예에서는 도 5에 도시된 바와 같이 카세트 스테이지(200)에 승강핀(300)이 관통하는 관통홀(201)이 형성된다.
승강구동부(400)는 카세트 스테이지(200)의 하부에서 승강핀(300)을 승강시킨다. 이러한 승강구동부(400)는 도 6에 도시된 바와 같이 연결바(410)와 구동실린더(420)로 이루어진다. 연결바(410)는 양측으로 길게 형성되어 양단 상부에 각각 승강핀(300)이 장착된다. 구동실린더(420)는 연결바(410)를 승강시킨다. 이에 따라 구동실린더(420)에 의해 연결바(410)가 상승하면, 승강핀(300)이 상승하게 된다. 웨이퍼(W)는 승강핀(300)에 의해 슬롯홈(101)의 상하 공간 범위 내에서 상승한다. 이를 위하여 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 연결바(410)에는 승강핀(300)의 상승거리를 제한할 수 있는 스토퍼(S)가 장착될 수 있다. 즉 구동실린더(420)에 의해 연결바(410)가 상승할 때 스토퍼(S)가 카세트 스테이지(200)의 하부에 접촉함으로써 연결바(410) 및 승강핀(300)이 더 상승하지 못하고 정지하게 된다.
승강핀(300)은 전술한 바와 같이 연결바(410)의 양측에 각각 2개씩 장착되고, 관통홀(201)을 관통하여 상승 및 하강할 수 있다. 그리고 승강핀(300)은 구동실린더(420)의 작동에 의해 상승 및 하강하게 된다. 이와 같이 승강핀(300)이 상승함으로써 카세트(100)의 최하단 슬롯홈(101)에 위치하는 웨이퍼(W)를 들어올린다. 승강핀(300)에 의해 상승된 웨이퍼(W)의 하부에는 로봇암이 들어갈 수 있는 공간이 확보된다. 실제 승강핀(300)에 의한 웨이퍼(W)의 상승 높이는 약 5mm이다.
카세트 감지센서는 카세트 스테이지(200)에 카세트(100)의 안착 유무를 감지한다. 그리고 웨이퍼(W) 감지센서는 카세트(100)의 최하단 슬롯홈(101)에 웨이퍼(W)의 유무를 감지한다.
로봇암은 승강핀(300)에 의해 상승된 웨이퍼(W)의 하부로 진입하여 웨이퍼(W)를 인출시킬 수 있다.
다음은 제2 실시예에 따른 최하단 웨이퍼(W) 픽업 시스템의 작동과정을 설명한다.
먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 카세트(100)가 카세트 스테이지(200)에 안착된다. 카세트(100)가 카세트 스테이지(200)에 안착되면 카세트 감지센서가 카세트(100)를 감지한다. 그리고 웨이퍼(W) 감지센서가 카세트(100)의 최하단 슬롯홈(101)에 위치한 웨이퍼(W)를 감지한다. 웨이퍼(W) 감지센서에 의해 카세트(100)의 최하단 슬롯홈(101)에 위치한 웨이퍼(W)가 감지되면 구동실린더(420)가 작동한다. 구동실린더(420)의 작동에 의해 연결바(410) 및 승강핀(300)이 상승하게 되고, 도 8에 도시된 바와 같이 승강핀(300)에 의해 최하단 슬롯홈(101)에 위치하는 웨이퍼(W)가 상승함으로써 최하단 웨이퍼(W)의 하부에 로봇암이 들어갈 수 있는 공간이 확보된다. 이에 따라 로봇암이 웨이퍼(W)의 하부로 진입하여 웨이퍼(W)의 하부에 위치하면, 구동실린더(420)가 작동하여 연결바(410) 및 승강핀(300)이 하강함으로써 웨이퍼(W)가 로봇암으로 전달된다.
이와 반대로, 웨이퍼(W)를 다시 카세트(100)의 최하단 슬롯홈(101)에 위치시킬 때는, 먼저 로봇암이 웨이퍼(W)를 카세트(100) 내부로 이동시킨다. 그리고 구동실린더(420)의 작동에 의해 승강핀(300)이 상승함으로써 승강핀(300)이 웨이퍼(W)를 들어올린다. 이후, 로봇암이 후퇴하고 구동실린더(420)의 작동에 의해 승강핀(300)이 하강함으로써 웨이퍼(W)가 카세트(100)의 최하단 슬롯홈(101)에 위치하게 된다.
본 발명에 따른 최하단 웨이퍼 픽업 시스템은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
100 : 카세트, 101 : 슬롯홈,
200 : 카세트 스테이지 201 : 관통홀,
300 : 승강핀, 400 : 승강구동부,
410 : 연결바, 420 : 구동실린더,

Claims (5)

  1. 내부에 복수의 웨이퍼가 수용되는 카세트;
    상기 카세트가 안착되는 카세트 스테이지;
    상기 카세트에 수용되는 복수의 웨이퍼 중 최하단 슬롯홈에 위치하는 웨이퍼를 상승시키는 승강핀;
    상기 승강핀에 의해 상승된 웨이퍼의 하부로 진입하여 상기 웨이퍼를 인출시키는 로봇암을 포함하는 것을 특징으로 하는 최하단 웨이퍼 픽업 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 승강핀은 상기 카세트 스테이지 상부에 돌출형성되고,
    상기 카세트가 상기 카세트 스테이지에 안착되면 상기 승강핀에 의해 상기 카세트의 최하단 슬롯홈에 위치하는 웨이퍼가 상승하는 것을 특징으로 하는 최하단 웨이퍼 픽업 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 승강핀을 승강시키는 승강구동부를 더 포함하고,
    상기 승강핀은 상기 승강구동부에 의해 상승하여 상기 웨이퍼를 상승시키는 것을 특징으로 하는 최하단 웨이퍼 픽업 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 승강핀은 상기 카세트 스테이지의 양측에 각각 형성되고,
    상기 카세트 스테이지에는 상기 승강핀이 관통하는 관통홀이 형성되며,
    상기 승강구동부는,
    양측에 위치하는 복수의 승강핀이 장착되는 연결바와,
    상기 연결바를 승강시키는 구동실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 최하단 웨이퍼 픽업 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 카세트 스테이지에 카세트의 안착 유무를 감지하는 카세트 감지센서와,
    상기 카세트의 최하단 슬롯홈에 웨이퍼의 유무를 감지하는 웨이퍼 감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 최하단 웨이퍼 픽업 시스템.
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KR20050116256A (ko) 2004-06-07 2005-12-12 삼성전자주식회사 반도체 제조설비의 카세트 인덱서
KR101381219B1 (ko) 2012-07-18 2014-04-02 청진테크 주식회사 웨이퍼 카세트 로케이팅 장치

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