JP6052688B2 - 半導体ウェハーティーチング治具 - Google Patents

Description

本発明は、半導体製造ラインのうち、半導体ウェハーキャリアが装着されて作業する積載台からウェハー（Ｗａｆｅｒ）を抽出するインデックスアーム（Ｉｎｄｅｘ Ａｒｍ）の破損、故障またはエラーなどが発生した場合、或いはＰＭ（Ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ；突発故障が起こる前に設備を停止して未然に点検して修理する作業行為）を行う場合など、正常な製造工程の稼働前に、テストのためにさらにティーチング（Ｔｅａｃｈｉｎｇ）する半導体ウェハーティーチング治具に係り、より具体的には、インデックスアームなどの製造設備を再びセットするためのティーチング作業の際にインデックスアームの位置測定および校正を正確かつ容易にするとともに、インデックスアームとウェハーが正確にホールドされてインデックスアームによってウェハーが正確に挿入装着および抽出されるかを容易に確認することができるなど、ティーチング（ｔｅａｃｈｉｎｇ）の際にインデックスアームとウェハーとの作動関係を容易かつ正確に確認することができる半導体ウェハーティーチング治具に関する。

敷衍すると、半導体製造ラインにおいて、インデックスアームの破損、故障またはエラーなどが発生して工程の稼働を停止し、さらに稼働のために設備をセットしようとする場合、インデックスアームによって半導体ウェハーキャリア（以下、「キャリア」と略記する。）から正確にウェハーをホールドして抽出および装着することができるかを予め確認点検および校正してインデックスアームの設備をセットするようにするためのティーチング治具に関する。

一般に、半導体製造工程中に多数のウェハーが収納装着されたキャリア（すなわち、Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ、「ＦＯＵＰ」とも呼ばれる。）に対して半導体ウェハーを挿入装着および抽出するインデックスアームなどの設備が破損、故障またはエラーなどが発生した場合、従来は、製造工程の稼働を停止し、設備をさらに取替または修理した後、インデックスアームがキャリアに対してウェハーを正常かつ正確に抽出および挿入装着することができるかを予め点検するために、キャリアを用いてティーチングを行った。

前記キャリアは、一例として、特許文献１の図１に「樹脂製の薄板収納容器」として提示されている。

ところが、キャリアは、もともと、半導体製造工程ラインで半導体ウェハーを収納装着して供給および移送するために使用するものである。このようなキャリアをティーチング用として使用する場合、ティーチング作業の際にインデックスアームがウェハーを正確にホールドして正常に挿入装着および抽出を行うことができるか、或いはインデックスアームとウェハーとの作動関係が正確であるかを明確に確認することが難しいうえ、不便で作業性に劣る。

つまり、インデックスアームの高さや真直度、水平、センター、傾き、位置などの精密な測定および校正が難しく、不便であるから、設備セット後の工程稼働の際にさらにティーチング（Ｔｅａｃｈｉｎｇ）を行わなければならない場合が発生する。

韓国登録特許第１０−０２９３９０６号明細書

そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的は、インデックスアームなどの製造設備を再びセットするためのティーチング作業の際に、インデックスアームの位置測定および校正を正確かつ容易にするとともに、インデックスアームとウェハーが正確にホールドされてインデックスアームによってウェハーが正確に挿入装着および抽出されるかを容易に確認することができるなど、ティーチング（Ｔｅａｃｈｉｎｇ）の際にインデックスアームとウェハーとの作動関係を容易かつ正確に確認することができる半導体ウェハーティーチング治具を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明は、支持板の上に両側に立設され、半導体ウェハーが挿入装着される多数のホルダー溝を有するホルダー軸と、前記ホルダー軸の後方の両側部に立設され、半導体ウェハーを位置に合わせて固定させるためのストッパー軸と、前記両側のストッパー軸の後方中央に立設され、半導体ウェハーの位置を確認するための目盛りが表示された目盛りバーと、前記ホルダー軸、前記ストッパー軸および目盛りバーの上端部に固定設置され、透視窓を有するフレーム天板とを含んでなり、前記ホルダー軸のホルダー溝は棚段によって形成され、前記棚段の入口には傾斜部を形成し、棚段上には半導体ウェハーが装着される支持突部を両側に突設し、前記ストッパー軸にはストッパー溝を凹設し、前記ストッパー溝には前記支持突部と同じ水平線上に半導体ウェハーが装着される支持突部を形成してなる、半導体ウェハーティーチング治具を提供する。

ここで、前記ホルダー軸の前後方にはそれぞれ第１及び第２位置測定装置を構成するが、前記第１及び第２位置測定装置は両側にガイドレールを固定設置し、前記ガイドレールにはストッパーを有する測定固定ブロックをレールブロックによってガイドされるように挿設し、前記測定固定ブロックには位置目盛りが表示された測定板をヒンジ軸で回動自在に設置し、前記ストッパーと測定板にはそれぞれ極性の異なる磁石を固定設置し、前記測定固定ブロックの端部には目盛り指示チップを固定設置し、前記両側の目盛り指示チップの前方には目盛り板を構成することを特徴とする。

前記支持板の前後には、左右水平状態を測定する水平測定レベル計測器および前後水平状態を測定する水平測定レベル計測器をそれぞれ設置構成することを特徴とする。

前記支持板にはティーチングの際にキャリア固定ポストピンに固定するためのホールブロックを所定の位置に設置構成し、前記支持板の両側には運搬またはティーチング時の遊動などのためのハンドルを設置構成することを特徴とする。

本発明によれば、インデックスアームなどの製造設備を再びセットするためのティーチング作業の際に、インデックスアームおよびウェハーの真直度、水平、高さ、左右偏心、傾きおよび位置などの精密な測定を正確かつ容易に行うのはもとより、このような測定で校正を容易にするとともに、インデックスアームとウェハーが正確にホールドされ、インデックスアームによってウェハーが正確に挿入装着および抽出されるかを容易に確認することができるなど、ティーチング（Ｔｅａｃｈｉｎｇ）の際にインデックスアームとウェハーとの作動関係を容易かつ正確に確認することができる。

本発明に係る半導体ウェハーティーチング治具の構成を示す斜視図である。 本発明に係る半導体ウェハーティーチング治具の全体正面図である。 本発明に係る半導体ウェハーティーチング治具の全体平面図である。 本発明に係る半導体ウェハーティーチング治具でインデックスアームにウェハーをロードした状態でホルダー溝に挿入装着してインデックスアームとウェハーの位置測定を行う平面図である。 本発明に係る半導体ウェハーティーチング治具の全体側面図である。 本発明に係る半導体ウェハーティーチング治具における位置測定装置の一部抜粋拡大斜視図である。 本発明に係る半導体ウェハーティーチング治具でホルダー軸のホルダー溝とストッパー軸のストッパー溝にウェハーが挿入装着された状態を示す一部抜粋拡大図である。 本発明に係る半導体ウェハーティーチング治具でインデックスアームにウェハーをロードした状態でホルダー溝に挿入装着してインデックスアームとウェハーの位置測定を行う実物写真である。 本発明に係る半導体ウェハーティーチング治具でインデックスアームを挿入装着して位置測定装置によってインデックスアームの位置測定を行う実物写真である。

以下に添付図面を参照しながら、好適な実施例を詳細に説明する。

本発明を説明するにあたり、定義される用語は、本発明における機能や形態などを考慮して定義されたもので、本発明の技術構成要素を限定する意味で理解されてはならない。

本発明は多様な変更を加えることができ、様々な形態を持つことができるもので、その具現例（態様、ａｓｐｅｃｔ）（または実施例）をここに詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解されなければならない。

また、各図面において、構成要素は、理解の便宜などのために、大きさや厚さを誇張して大きく（または厚く）或いは小さく（または薄く）表現しているか単純化して表現しているが、これによって本発明の保護範囲が制限的に解釈されてはならない。

本明細書で使用する用語は、特定の具現例（態様、ａｓｐｅｃｔ）（または実施例）を説明するために使用されたもので、本発明を限定しようとするものではない。

一般に使われる辞典に定義されている用語は、関連技術の文脈上で持つ意味と一致する意味を持つものと解釈されなければならず、本明細書で明らかに定義しない限り、理想的な意味または過度に形式的な意味に解釈されない。

図１〜図７を参照すると、本発明の好適な実施例に係る半導体ウェハーティーチング治具は、支持板１の上に両側に立設され、半導体ウェハーが挿入装着される多数のホルダー溝２を有するホルダー軸３と、前記ホルダー軸３の後方両側部に立設され、半導体ウェハーを位置に合わせて固定させるためのストッパー溝４ａを有するストッパー軸４と、前記両側のストッパー軸４の後方中央に立設され、半導体ウェハーの位置を確認するための目盛りが表示された目盛りバー５と、前記ホルダー軸３、前記ストッパー軸４および前記目盛りバー５の上端部に固定設置され、透視窓６を有するフレーム天板７とを含んでなる。

前記ホルダー軸３のホルダー溝２は棚段２ａによって形成され、前記棚段２ａの入り口には傾斜部２ｂを形成し、前記棚段２ａ上には半導体ウェハーが装着される支持突部２ｃを両側に突設し、前記ストッパー軸４のストッパー溝４ａには前記支持突部２ｃと同じ水平線上に半導体ウェハーが装着される支持突部４ｂを形成する。

前記ホルダー軸３の前後側にはそれぞれ第１及び第２位置測定装置Ｐ、Ｐ１を構成するが、前記第１及び第２位置測定装置Ｐ、Ｐ１は、両側にガイドレール８を固定設置し、前記ガイドレール８には、ストッパー９を有する測定固定ブロック１０をレールブロック１１によってガイドされるように挿設する。

前記測定固定ブロック１０には位置目盛り１２の表示された測定板１３をヒンジ軸１４で回動自在に設置し、前記ストッパー９と測定板１３にはそれぞれ極性の異なる磁石１５、１５ａを固定設置し、前記測定固定ブロック１０の端部には目盛り指示チップ１６を固定設置する。

また、前記両側の目盛り指示チップ１６の前方には目盛り板１７を構成する。

こうしてそれぞれ第１及び第２位置測定装置Ｐ、Ｐ１を構成する。

前記支持板１の前後には、左右水平状態を測定する水平測定レベル計測器１８と、前後水平状態を測定する水平測定レベル計測器１９をそれぞれ設置構成する。

前記支持板１には、ティーチングの際にキャリア固定ポストピン（図示せず）に固定するためのホールブロック２０を所定の位置に設置構成し、前記支持板１の両側には、運搬やティーチング時の遊動などのためのハンドル２１を設置構成する。

上述したような本発明は、まず、半導体ウェハーキャリアが装着されて作業する積載台の基準プレート上に位置させ、支持板１の底面に設けられたホールブロック２０を、前記基準プレートに設置されたキャリア固定ポストピンとセットする。

この場合、本発明のティーチング治具は前記積載台上に定位置に配置し、インデックスアームを有するロボットもティーチングしようとする位置に移動させる。

この状態でロボットのティーチング位置（例えば、ＸＹＺ空間座標）を保存し、本発明のティーチング治具を用いてウェハーの挿入装着および抽出テストを実施してティーチングデータを保存する。

テストが完了すると、本発明のティーチング治具は積載台の基準プレートから分離する。

次に、本発明のティーチング治具を用いてウェハーの挿入装着および抽出テストを実施する方法について説明する。

ロボットに連結構成されたインデックスアームＲにウェハーＷを装着した後、両側のホルダー軸３内に設けられたホルダー溝２に挿入して進入させる（図４及び図７参照）。

この場合、ウェハーＷのエッジ（ｅｄｇｅ）は、ホルダー溝２に挿入されて棚段２ａの支持突部２ｃ上に装着され、併せて、ウェハーＷの後方部のエッジ部分は、ストッパー軸４の支持突部４ｂ上に装着され、ウェハーが定位置に進入すると、前記両側のストッパー軸４に設けられたストッパー溝４ａに係止されてそれ以上の進入は中止される。

このようにウェハーＷの挿入装着が完了すると、この状態でウェハーＷの水平、高さ、左右偏心、傾きおよび位置などの精密な測定を行い、エラーが発生した部分をさらに校正した後、正常な作動が確認されると、テストしたテータを保存する。

前記目盛りバー５に表示された目盛り表示５ａを介してウェハーが進入したときの高さを測定することができ、両側のホルダー軸３の支持突部２ｃとストッパー軸４の支持突部４ｂ上に装着されたウェハーの状態を確認すると、水平状態、左右偏心および傾きを確認することができ、これらの測定を全て肉眼で容易に確認することができる。

その理由は、ティーチング治具全体の前、後、左、右、上側が全てオープンされているためである。

ウェハーＷが挿入装着された状態でインデックスアームＲによって抽出する場合でも、透視窓６を介して、ウェハーＷがインデックスアームＲに正確にロードされて抽出されるかを確認することができるなどの作動関係を容易に確認することができる。

前記ホルダー軸３の前後方にそれぞれ設けた第１及び第２位置測定装置Ｐ、Ｐ１は、インデックスアームＲが進入したとき、前記インデックスアームＲを停止した状態で両側の測定固定ブロック１０をガイドレール８に沿って互いに内方へ移動させて両側の測定板１３をインデックスアームＲの両側縁に密着させた後、両側の目盛り指示チップ１６が目盛り板１７に位置するようにすることにより、インデックスアームＲの進入および抽出の際にセンターを正確に測定して確認することができるため、左右偏心状態を測定することができる。

ホルダー軸３の前後方に第１及び第２位置測定装置Ｐ、Ｐ１が設けられ、インデックスアームの進入および抽出の際に真直度を測定することができ、前記両側の測定板１３の位置目盛り１２によって水平度および傾きを測定することができる。

前記支持板１の前方一側に設けられ、左右水平状態を測定する水平測定レベル計測器１８は、ウェハーが積載される積載台の左右水平状態を測定する。前記支持板１の後方一側に設けられ、前後水平状態を測定する水平測定レベル計測器１９は、ウェハーが積載される積載台の前後水平状態を測定する。

前記棚段２ａの前方下側に形成した傾斜面２ｂは、ウェハーがロードされたインデックスアームの進入の際に衝突を予め防止するためのものであり、支持突部２ｃ、４ｂの突出は、ウェハーの当接面積を最小化することで水平状態の精度の高い測定を実現し且つウェハーの損傷を防止するためのものである。

上述したようにすべての測定および校正を介して、テストが完了し、工程稼働の際にインデックスの正常な作動と判別されると、本発明のティーチング治具によるティーチングが完了する。

以上のように、本発明は、インデックスアームなどの製造設備を再びセットするためのティーチング作業の際に、インデックスアームの位置測定および校正を正確かつ容易にするとともに、インデックスアームとウェハーが正確にホールドされてインデックスアームによってウェハーが正確に挿入装着および抽出されるかを容易に確認することができるなど、ティーチング（Ｔｅａｃｈｉｎｇ）の際にインデックスアームとウェハーとの作動関係を容易かつ正確に確認することができる。

１ 支持板
２ ホルダー溝
２ａ 棚段
２ｂ 傾斜面
２ｃ、４ｂ：支持突部
３ ホルダー軸
４ ストッパー軸
４ａ ストッパー溝
５ 目盛りバー
５ａ 目盛り表示
６ 透視窓
７ フレーム天板
８ ガイドレール
９ ストッパー
１０ 測定固定ブロック
１１ レールブロック
１２ 位置目盛り
１３ 測定板
１４ ヒンジ軸
１５、１５ａ 磁石
１６ 目盛り指示チップ
１７ 目盛り板
１８、１９ 水平測定レベル計測器
２０ ホールブロック
Ｐ、Ｐ１ 第１および第２位置測定装置

Claims (3)

1. 支持板の上に両側に立設され、半導体ウェハーが挿入装着される多数のホルダー溝を有するホルダー軸と、
   前記ホルダー軸の後方の両側部に立設され、半導体ウェハーを位置に合わせて固定させるためのストッパー軸と、
   前記両側のストッパー軸の後方中央に立設され、半導体ウェハーの位置を確認するための目盛りが表示された目盛りバーと、
   前記ホルダー軸、前記ストッパー軸および前記目盛りバーの上端部に固定設置され、透視窓を有するフレーム天板とを含んでなり、
   前記ホルダー軸のホルダー溝は棚段によって形成され、前記棚段の入口には傾斜部が形成され、棚段上には半導体ウェハーが装着される支持突部が両側に突設され、前記ストッパー軸にはストッパー溝が凹設され、前記ストッパー溝には前記支持突部と同じ水平線上に半導体ウェハーが装着される支持突部が形成されてなり、
   前記ホルダー軸の前後方にはそれぞれ第１及び第２位置測定装置が構成され、
   前記第１及び第２位置測定装置は両側にガイドレールを固定設置され、前記ガイドレールにはストッパーを有する測定固定ブロックをレールブロックによってガイドされるように挿設され、
   前記測定固定ブロックには位置目盛りが表示された測定板がヒンジ軸で回動自在に設置され、前記ストッパーと前記測定板にはそれぞれ極性の異なる磁石を固定設置し、前記測定固定ブロックの端部には目盛り指示チップが固定設置され、
   前記両側の目盛り指示チップの前方には目盛り板が構成されてなる、ことを特徴とする、半導体ウェハーティーチング治具。
2. 前記支持板の前後には、左右水平状態を測定する水平測定レベル計測器と、前後水平状態を測定する水平測定レベル計測器とがそれぞれ設置構成されてなることを特徴とする、請求項１に記載の半導体ウェハーティーチング治具。
3. 前記支持板にはティーチングの際にキャリア固定ポストピンに固定するためのホールブロックが所定の位置に設置構成され、前記支持板の両側には運搬またはティーチング時の遊動などのためのハンドルが設置構成されてなることを特徴とする、請求項１に記載の半導体ウェハーティーチング治具。