KR100213193B1 - 레이저를 이용한 웨이퍼 핸들러의 정렬방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저를 이용하여 웨이퍼 핸들러를 정렬하는 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 디스크 패드, 로봇 암, 오리엔트 및 셔틀을 가지는 웨이퍼 핸들러의 정렬 방법은, 디스크 패드, 로봇 암, 오리엔트 및 셔틀의 소정 부분에, 웨이퍼 핸들러가 정확히 정렬되었을 때 레이저 빔이 관통할 수 있는 홀을 형성하고, 상기 홀에 대응되는 위치의 상하에 각각 레이저 빔 발생수단 및 감지수단을 구비하여, 상기 각각의 발생수단에 의해 발생된 레이저 빔이 상기 홀을 관통하여 상기 각각의 감지수단에 의해 감지되는지 여부에 따라, 이들 각각의 움직임을 제어한다.

본 발명에서는 로봇 암, 디스크 패드, 오리엔트, 및 셔틀에 레이저 빔이 통과시키는 홀을 형성하거나 스캔할 수 있는 위치를 미리 표시해 둠으로써, 엔지니어의 숙련도에 영향을 받지 않는 정확한 정렬을 할 수 있다.

Description

레이저를 이용한 웨이퍼 핸들러의 정렬 방법

제1도는 종래의 기술에 따른 웨이퍼 핸들러의 정렬 방법을 나타내는 흐름도이다.

제2도는 본 발명에 따른 웨이퍼 핸들러의 정렬 방법을 나타내는 흐름도이다.

제3a도는 로봇 암이 디스크 패드의 하부로 이동한 상태를 도시한 것이고, 제3b도는 로봇 암이 오리엔트로 이동한 상태를 도시한 것이다.

제4a도는 로봇 암 등이 정확히 정렬된 상태에서 레이저 빔이 소정의 홀을 통과하여 감지수단에 감지되는 상태를 도시한 것이고, 제4b도는 로봇 암 등이 오정렬된 상태를 도시한 것이다.

본 발명은 반도체 장치의 웨이퍼 핸들러의 정렬에 관한 것으로, 특히, 레이저를 이용하여 웨이퍼 핸들러를 정렬할 수 있는 방법에 관한 것이다.

일반적인 웨이퍼 핸들러의 트렌스퍼 쳄버는, 대향하는 두 개의 측면에는 각각 웨이퍼의 이동 통로인 디스크 사이드와, 로드 락 사이드가 형성되어 있다. 상기 측면의 좌우 각각에는 오리엔트와, 셔틀 및 오리엔트 센스 탐지기가 형성되어 있다. 상기 오리엔트, 셔틀 및 오리엔트 센스 탐지기 등은 트렌스퍼 쳄버의 중앙부분에 위치한 로봇암을 중심으로 대칭으로 배치되어 있다. 오리엔트의 상부에서 오리엔트센스 탐지기가 상기 오리엔트와 일부 중첩되어 있다. 오리엔트 위에는 웨이퍼가 탑재된다. 오리엔트는 오리엔트 축에 의해 지지되고 있으며, 탑재된 웨이퍼는 오리엔트 축의 회전에 의해 회전될 수 있으며, 오리엔트는 상부 또는 하부로 이동할 수 있다. 셔틀은 오리엔트의 상태에 따라 카세트와 오리엔트를 왕복하도록 설계되어 있다. 오리엔트 센스 탐지기가 오리엔트 상부에 위치하며, 셔틀은 상기 오리엔트를 둘러싸고 있다.

공정이 완료된 웨이퍼의 언로딩 과정을 살펴보면, 프로세스 쳄버 내에서 소정 공정이 완료된 웨이퍼가 탑재된 디스크가 엎(up)되면, 디스크 사이드가 열려지고, 상기 디스크 사이드를 통해 로봇 암이 상기 디스크 하부로 이동한다. 디스크 상의 소정 웨이퍼는 상기 로봇 암 위에 얹혀지게 된다. 상기 로봇 암은 상기 웨이퍼를 탑재한 채 제자리로 돌아오고, 다시 움직여서 일측의 오리엔트 위로 상기 웨이퍼를 이동시킨다. 오리엔트가 엎(up)되고 그 위에 로봇 암에 의해 이송된 웨이퍼가 탑재된다. 오리엔트의 축의 회전에 의해 웨이퍼가 회전한다. 웨이퍼의 회전 시에 트렌스퍼 쳄버 베이스 상에 형성된 오리엔트 센스 전달부에서 빔이 발사된다. 웨이퍼에 의해 상기 빔이 차단되어 오리엔트 센스 탐지기에 빔이 도달하지 않으나, 웨이퍼의 플랫 조온이 상기 빔의 직선 경로에 나타나면, 빔은 상기 오리엔트 센스 탐지기에 도달하게 된다. 따라서, 웨이퍼의 플랫 조온이 정렬되었음이 인식된다. 이때 로봇암은 본래의 위치로 돌아간다.

다음 오리엔트 상에 탑재된 웨이퍼를 카세트로 이송시키기 위해 웨이퍼 셔틀의 위치 아래로 오리엔트는 다운된다. 따라서 웨이퍼가 상기 셔틀 위에 얹혀지게 된다. 상기 셔틀이 이동하여 웨이퍼를 카세트의 슬럿에 적재시킨다.

그런데, 위의 전 과정에 걸쳐서 파손 또는 손상없이 웨이퍼를 카세트로 이동시키기 위해서는, 첫째, 웨이퍼가 탑재된 디스크가 로봇 암상부에 정확히 놓여져 있어야 하며, 둘째, 오리엔트 상부에 놓여진 웨이퍼의 기울어짐이 없어야 하며, 셋째, 로봇 암이 오리엔트에 정렬되어야 하며, 넷째, 카세트 슬럿에 웨이퍼가 정확히 삽입되어야 한다.

이하 제1도의 흐름도를 참고로 웨이퍼의 핸들러의 정렬 과정을 살펴본다.

로봇 암이 웨이퍼가 탑재된 디스크로 이동한다. 디스크가 엎되어 로봇 암이 상방 및 하방으로 이동하고 디스크가 다시 다운되어 로봇 암하부에 위치한다. 이때 웨이퍼가 탑재된 디스크가 로봇 암 상부에서 균형있게 정확히 놓여졌는가(제1정렬)를 엔지니어가 육안으로 살펴본다. 정렬 상태에 문제가 있을 시에는 스캔 인/아웃 보드(SCAN IN/OUT BOARD)를 조절하거나 로봇 암을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 이동시켜 웨이퍼가 로봇 암과 정렬되게 한다.

제1정렬 후, 로봇 암을 왼쪽 또는 오른쪽의 오리엔트로 움직인다. 오리엔트 상에 웨이퍼를 놓는다. 웨이퍼의 기울어짐이 있는가를 살펴본다(제2정렬). 오리엔트가 수평 상태가 아닌 경우에는 오리엔트 상에 놓여진 웨이퍼가 기울어지게 되며, 오리엔트가 수평 상태라도, 웨이퍼의 중심이 오리엔트의 중심과 일치하지 않을 경우에는 웨이퍼가 기울어진다. 물론, 웨이퍼가 기울어졌는가에 대한 판단도 엔지니어가 육안으로 판단하며, 기울어진 웨이퍼는 엔지니어가 로봇 암을 수동 조절함으로써 수평 상태로 된다.

오리엔트 상에 위치한 웨이퍼는 오리엔트가 다운됨에 따라 셔틀상에 얹혀 지게 되고, 셔틀의 이동에 의해 웨이퍼는 카세트로 이동된다.

웨이퍼는 카세트의 각 슬럿에 적재되는데, 슬럿에 웨이퍼가 정확히 틀어갔는가가 검사된다(제3정렬). 웨이퍼가 카세트의 슬럿에 정확히 들어가지 않았으면, 웨이퍼를 얹고 있는 셔틀이 이동하여 슬럿에 웨이퍼를 정확히 삽입시킨다. 이때 엔지니어는 상기 제3정렬 상태 여부의 점검 및 제3정렬을 위한 조작을 실시한다. 제1 내지 제3정렬 상태가 모두 충족되면, 웨이퍼 핸들러의 정렬 과정은 끝나게 된다.

위에서 설명한 바와 같이, 웨이퍼 핸들러의 어느 한 부분에 정렬이 되지 않은 경우에는, 엔지니어가 육안 및 수동으로 웨이퍼 핸들러를 정렬하므로, 정확한 정렬을 기대하기 곤란할 뿐만 아니라, 엔지니어의 숙련도에 따라 정렬의 정확도가 상이하다.

따라서, 본 발명의 목적은, 엔지니어의 숙련도에 무관하게, 웨이퍼의 핸들러를 정렬시키는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해, 디스크 패드, 로봇 암, 오리엔트 및 셔틀을 가지는 웨이퍼 핸들러의 정렬 방법은, 상기 디스크 패드, 상기 로봇 암, 상기 오리엔트 및 상기 셔틀의 소정 부분에, 상기 웨이퍼 핸들러가 정확히 정렬되었을 때 레이저 빔이 관통할 수 있는 홀을 형성하고, 상기 홀에 대응되는 위치의 상하에 각각 레이저 빔 발생수단 및 감지수단을 구비하여, 상기 각각의 발생수단에 의해 발생된 레이저 빔이 상기 홀을 관통하여 상기 각각의 감지수단에 의해 감지되는지 여부에 따라, 이들 각각의 움직임을 제어한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본원 발명을 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 웨이퍼 핸들러의 정렬 방법을 나타내는 흐름도이며, 제3a도는 로봇 암이 디스크 패드의 하부로 이동한 상태를 나타내고, 제3b도는 로봇 암이 오리엔트로 이동한 상태를 나타낸다.

참조 번호 1은 디스크 패드를, 3은 디스크 사이드를, 5는 로봇암을, 7은 오리엔트를, 9는 셔틀을, 11은 오리엔트 센스 탐지기를, 13은 로드 락 사이드를, A는 디스크 패드 스캔 홀을, B는 로봇 암의 홀을, C는 암 투 오리엔트 홀을, D는 셔틀 투 카세트 홀을 나타낸다.

디스크 패드(1)가 엎(up)되면, 디스크 사이드(3)가 열리고, 상기 디스크 사이드(3)를 통해 로봇 암(5)이 상기 디스크 패드 하부로 이동한다. 디스크 패드 상의 소정 웨이퍼는 상기 로봇 암 위에 얹혀지게 된다.

이 과정을 제4a도 및 제4b도를 참조하여 좀더 상세하게 살펴보면, 먼저 디스크 패드의 원주에 인접한 부분에는 디스크 패드(27)가 정확한 위치에 정렬되었을 때 레이저 짐이 통과할 홀(28)이 형성되어 있다. 따라서, 디스크 패드(27)가 정확히 정렬되면 디스크 패드(27)의 홀(28)을 레이저 빔 발생수단(21)으로부터 조사된 레이저 빔(23)이 관통하여 감지수단(25)에 의해 감지된다. 만약 디스크 패드(27)가 정확히 정렬되지 않으면, 제4b도에 도시된 바와 같이 레이저 빔(23)이 감지되지 않게 되어 오정렬을 인식할 수 있다. 그러면 작업자는 레이저 빔이(23)이 감지될 때까지 스캔 인/아웃 보드(도시되지 않음)을 조절하여, 상기 디스크 패드의 정렬을 수행한다.

디스크 패드의 정렬이 완료되면, 로봇 암(29)을 이동하여 이미 정렬된 디스크 패드(27)와 정렬되도록 한다. 로봇 암(29)에는 레이저 빔(23)이 통과할 수 있는 홀(30)이 소정 위치에 형성되어 있어, 로봇 암(29)이 정확하게 정렬되었을 때, 로봇 암(29)의 홀(30)과 디스크 패드(27)의 홀(28)을 관통하는 레이저 빔(23)이 감지수단(25)에 의해 감지되게 되어있다. 레이저 빔이 로봇 암(29)의 홀(30)을 통과하지 않을 경우에는 로봇 암(29)을 이동시켜 레이저 빔(23)이 상기 로봇 암(29)의 홀(30)을 통과하도록 한다.

레이저 빔이 상기 로봇 암의 홀을 통과함이 감지되면, 로봇 암(5)을 원래 자리로 복귀시키고, 다시 로봇 암(5)을 이동시켜 양측의 오리엔트(7) 중의 어느 한 쪽으로 웨이퍼를 이동시킨다. 이때, 오리엔트와 셔틀의 위치 관계는 고정되어 있으므로, 로봇 암(5)과 오리엔트(7)가 정렬되도록 하는 암 투 오리엔트 홀(C)이 셔틀에 형성되어 있다. 상기한 디스크 패드(1)와 로봇 암(5)의 정렬과정과 마찬가지로, 로봇 암(5)의 홀(B)과 셔틀의 암 투 오리엔트 홀(C)을 레이저 빔이 관통하도록(즉 제4a도와 같은 상태가 되도록) 로봇 암을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 이동시켜 로봇 암(5)과 오리엔트(7) 및 셔틀(9)을 정렬시킨다.

오리엔트(7)가 다운되고, 셔틀(9)을 이용하여 카세트의 슬럿(도시되지 않음)에 웨이퍼를 삽입시키는 단계를 살펴보면, 먼저, 레이저 빔이 셔틀 투 카세트 홀(D)을 통과하는가를 검사한다. 레이저 빔이 셔틀 투 카세트 홀(D)을 통과하지 않을 경우는 셔틀(9)의 움직임을 조절함으로써 레이저 빔이 셔틀 투 카세트의 홀을 통과하게 하며, 레이저 빔이 셔틀 투 카세트 홀(D)을 통과한 경우는 오리엔트(7)가 다운되어 셔틀(9) 위에 웨이퍼가 얹히게 된다. 셔틀(9)이 카세트로 이동하고 카세트의 슬럿 사이에 웨이퍼가 삽입된다.

제3a도 및 제3b도는 편의상 디스크 위에 웨이퍼가 탑재되어 있지 않은 상태를 나타낸 것이나. 웨이퍼가 디스크 상에 탑재되는 경우에도 동일한 정렬 방법을 사용할 수 있다.

핸들러 정렬 상태를 엔지니어가 직접 육안으로 관찰하고 수동으로 조절하던 것을, 본 발명에서는 로봇 암, 디스크 패드, 오리엔트, 및 셔틀에 레이저 빔이 통과시키는 홀을 형성하거나 스캔할 수 있는 위치를 미리 표시해 둠으로써, 엔지니어의 숙련도에 영향을 받지 않는 정확한 정렬을 할 수 있다. 또한, 종래에는 웨이퍼 핸들러 중의 어느 한 부분의 정렬을 위해서는 전 장비의 동작을 중지시킨 후, 정렬을 실시하고 다시 재작업을 하였으나, 본 발명에서는 오정렬이 발생한 부분에서 오정렬에 관계된 장치만을 조절하으로써 웨이퍼 핸들러의 정렬을 꾀하므로, 설비가동 시간이 증가하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

이상 본 발명을 실시예에 한정하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되는 것은 아니며, 본원 발명의 각종 변형이 가능함은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.

Claims (2)

1. 디스크 패드, 로봇 암, 오리엔트 및 셔틀을 가지는 웨이퍼 핸들러의 정렬 방법에 있어서, 상기 디스크 패드, 상기 로봇 암, 상기 오리엔트 및 상기 셔틀의 소정 부분에, 상기 웨이퍼 핸들러가 정확히 정렬되었을 때 레이저 빔이 관통할 수 있는 홀을 형성하고, 상기 홀에 대응되는 위치의 상하에 각각 레이저 빔 발생수단 및 감지수단을 구비하여, 상기 각각의 발생수단에 의해 발생된 레이저 빔이 상기 홀을 관통하여 상기 각각의 감지수단에 의해 감지되는지 여부에 따라, 이들 각각의 움직임을 제어함을 특징으로 하는 웨이퍼 핸들러의 정렬 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 핸들러의 정렬 방법은, 상기 디스크 패드의 홀을 레이저 빔이 통과하는지를 상기 감지수단에 의해 감지하는 제1단계, 상기 제1단계에서 레이저 빔을 감지하지 못했을 경우, 감지할 때까지 스캔 인/아웃 보드를 제어하는 제2단계, 상기 로봇 암을 상기 디스크 패드 하부로 이동하고 레이저 빔이 상기 로봇 암의 홀을 통과하는지를 상기 감지수단에 의해 감지하는 제3단계, 상기 제3단계에서 레이저 빔을 감지하지 못했을 경우, 감지할 때까지 상기 로봇 암의 이동을 제어하는 제4단계, 상기 로봇 암을 오리엔트로 이동시켜, 상기 로봇 암의 홀과 상기 오리엔트의 홀을 레이저 빔이 통과하는지를 상기 감지수단에 의해 감지하는 제5단계, 상기 제5단계에서 레이저 빔을 감지하지 못했을 경우, 감지할 때까지 상기 로봇 암의 이동을 제어하는 제6단계, 상기 셔틀을 카세트로 이동시켜, 레이저 빔이 상기 셔틀의 홀을 통과하는지를 상기 감지수단에 의해 감지하는 제7단계, 및 상기 제7단계에서 레이저 빔을 감지하지 못했을 경우, 감지할 때까지 상기 셔틀의 움직임을 제어하는 제8단계를 포함함을 특징으로 하는 웨이퍼 핸들러의 정렬 방법.