KR102328561B1 - Measurement apparatus for wafer position thereof and wafer transferring robot arm calibration method using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 정 위치 측정 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 이송 로봇 암 교정 방법에 관한 것으로, 정전척의 외부 둘레를 따라 배치될 수 있는 장착부, 그리고 상기 정전척의 정 중앙을 동심으로 하여 상기 장착부에 간격을 두고 복수 배치되어 있고 상기 정전척에 놓이는 웨이퍼의 위치를 측정하는 측정부를 포함한다.
복수 배치된 상기 측정부는 90° 및 180° 간격으로 배치되어 상기 웨이퍼의 외부 둘레면과의 거리를 측정한다.The present invention relates to an apparatus for measuring the position of a wafer and a method for calibrating a wafer transfer robot arm using the same. and a measuring unit for measuring a position of a wafer disposed on the electrostatic chuck.
The plurality of measuring units are arranged at intervals of 90° and 180° to measure a distance from the outer peripheral surface of the wafer.

Description

웨이퍼 정 위치 측정 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 이송 로봇 암 교정 방법{Measurement apparatus for wafer position thereof and wafer transferring robot arm calibration method using the same}Wafer position measurement apparatus and wafer transfer robot arm calibration method using the same

본 발명은 웨이퍼 이송용 로봇의 교정 작업을 위한 웨이퍼 정 위치 측정 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 이송 로봇 암 교정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring the position of a wafer for calibrating a wafer transfer robot and a method for calibrating a wafer transfer robot arm using the same.

반도체 소자를 생산하는 공정은 노광, 식각, 확산, 증착 등의 공정을 선택적으로 수행하는 일련의 과정에 의해서 이루어진다. 이러한 반도체 제조 공정을 순차적으로 수행하기 위하여 웨이퍼를 반도체 제조 장비의 요구되는 위치에 로딩시키거나 언-로딩시키는 과정이 필요하다.The process of manufacturing a semiconductor device is made by a series of processes of selectively performing processes such as exposure, etching, diffusion, and deposition. In order to sequentially perform such a semiconductor manufacturing process, a process of loading or unloading a wafer at a required position of a semiconductor manufacturing equipment is required.

반도체 제조 장비에서 웨이퍼를 이송시키기 위하여 로봇 암이 사용된다. 로봇 암의 동작은 사전에 정해진 위치 설정에 의해서 정확한 동작이 반복된다. 그러나 반도체 제조 장비를 장시간 사용하면 로봇 암의 위치가 조금씩 변경되어 웨이퍼의 이송이 원활하지 못하고 에러가 발생하여 공정이 중단되는 경우가 있다. 이 경우 로봇 암의 동작 위치를 인식시켜 주기 위한 로봇 암 위치 교정(Robot calibration)을 실시한다.A robotic arm is used to transport wafers in semiconductor manufacturing equipment. The robot arm repeats the correct operation by setting a predetermined position. However, when the semiconductor manufacturing equipment is used for a long time, the position of the robot arm is slightly changed, so wafer transfer is not smooth, and an error occurs and the process is stopped. In this case, robot calibration is performed to recognize the operating position of the robot arm.

또한, 웨이퍼 이송 계통의 문제로 점검 수리를 할 경우 공정 챔버내 정전척(Electro Static Chuck; ESC)에 웨이퍼가 정확하게 정 위치가 되도록 조정 및 확인을 위해 로봇 암 교정 작업을 진행한다.In addition, in the case of inspection and repair due to a problem in the wafer transfer system, the robot arm is calibrated to adjust and confirm that the wafer is accurately positioned in the electrostatic chuck (ESC) in the process chamber.

로봇 암 교정 작업을 대기압(Atmosphere; ATM) 상태에서 하게 되면서 웨이퍼를 정전척에 안착시킬 때 웨이퍼가 미세하게 움직이게(Sliding) 되면서 정확한 정 위치 작업이 어려웠다.As the robot arm calibration was performed under atmospheric pressure (ATmosphere; ATM), the wafer moved finely (sliding) when it was seated on the electrostatic chuck, making it difficult to perform accurate positioning.

이와 같은 문제로 인해 정확한 웨이퍼의 정 위치 작업을 위해 공정 진행 조건과 같은 진공상태에서 로봇 암 교정을 하면서 웨이퍼의 정 위치 확인 작업을 진행하고 있다.Due to this problem, in order to accurately position the wafer, the robot arm is calibrated in the same vacuum condition as the process progress condition, and the wafer position is checked.

진공 상태에서 로봇 암 교정 작업은 공정 챔버 진공상태에서 FOUP(Front-Opening Unified Pods)에서 챔버까지 웨이퍼를 이송한다. 웨이퍼가 정전척의 위에 있는 상태에서 육안으로 웨이퍼가 정전척의 중앙에 정 위치되었는지 확인한다. 정 위치가 안될 시 웨이퍼가 올려진 로봇 암을 얼라이너(Aligner)까지 언-로딩(Un-loading)한다. 그리고 로봇 위치 설정값(Radius, Theta)을 수정한 후 챔버로 다시 로딩(Loading)한다. 웨이퍼가 정전척의 중앙에 정 위치할 때까지 반복하게 된다.In vacuum, the robot arm calibration moves wafers from the front-opening unified pods (FOUPs) to the chamber in a vacuum in the process chamber. With the wafer on the electrostatic chuck, visually confirm that the wafer is positioned in the center of the electrostatic chuck. If the position is not correct, the robot arm on which the wafer is placed is unloaded to the aligner. Then, after modifying the robot position setting values (Radius, Theta), it is loaded back into the chamber. This is repeated until the wafer is positioned in the center of the electrostatic chuck.

그러나 이와 같은 방법은 웨이퍼 정 위치 상태를 육안으로 확인하고, 더욱이 웨이퍼가 정전척의 위에 놓인 상태에서 육안으로 확인하면 시야각의 차이로 오차가 발생하므로 정확한 측정이 어려웠다.However, in this method, it is difficult to accurately measure the position of the wafer because an error occurs due to a difference in the viewing angle when the wafer is visually checked while the wafer is placed on the electrostatic chuck.

또한, 웨이퍼가 정전척 중앙에 정 위치가 안될 경우 얼라이너까지 언-로딩 후 로봇 위치 설정값 수정 후 재 로딩하는 과정을 반복하므로 작업시간이 과다하게 소요되었다.In addition, if the wafer is not properly positioned in the center of the electrostatic chuck, the process of unloading to the aligner and then reloading after correcting the robot position setting value is repeated, resulting in excessive work time.

대한민국 공개특허 제10-2019-0005568호 (2019.01.16.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2019-0005568 (2019.01.16.) 대한민국 등록특허 제10-0802289호 (2008.01.31.)Republic of Korea Patent Registration No. 10-0802289 (2008.01.31.)

본 발명은 웨이퍼가 놓인 로봇 암이 정전척의 위에 있는 상태에서 웨이퍼의 위치를 측정하여 웨이퍼가 정 위치에 위치하지 않은 경우 로봇 암의 위치 설정값을 교정할 수 있도록 한 웨이퍼 정 위치 측정 장치를 제공한다.The present invention provides an apparatus for measuring the position of a wafer in which the position of the wafer is measured while the robot arm on which the wafer is placed is placed on the electrostatic chuck so that the position setting value of the robot arm can be corrected when the wafer is not located in the correct position. .

본 발명의 한 실시예에 따른 웨이퍼 정 위치 측정 장치는 정전척의 외부 둘레를 따라 배치될 수 있는 장착부, 그리고 상기 정전척의 정 중앙을 동심으로 하여 상기 장착부에 간격을 두고 복수 배치되어 있고 상기 정전척에 놓이는 웨이퍼의 위치를 측정하는 측정부를 포함한다.An apparatus for measuring wafer position according to an embodiment of the present invention includes a mounting part that may be disposed along an outer periphery of an electrostatic chuck, and a plurality of mounting parts disposed at intervals in the mounting part with a central center of the electrostatic chuck concentrically disposed on the electrostatic chuck. It includes a measuring unit for measuring the position of the placed wafer.

복수 배치된 상기 측정부는 90° 및 180° 간격으로 배치되어 상기 웨이퍼의 외부 둘레면과의 거리를 측정할 수 있다.The plurality of measuring units may be arranged at intervals of 90° and 180° to measure a distance from the outer peripheral surface of the wafer.

상기 장착부는 상기 정전척의 일측 외부 둘레를 감싸며 상기 측정부가 90° 간격으로 배치된 장착바디, 상기 정전척의 타측 외부 둘레를 감싸며 양단이 상기 장착바디의 양단과 연결된 고정바디 및 상기 고정바디의 양단을 각각 관통하여 상기 장착바디의 양단에 각각 체결된 결합수단을 포함할 수 있다.The mounting portion surrounds the outer periphery of one side of the electrostatic chuck and includes a mounting body in which the measuring units are disposed at intervals of 90°, a fixed body surrounding the outer periphery of the other side of the electrostatic chuck and both ends connected to both ends of the mounting body, and both ends of the fixed body It may include coupling means respectively fastened to both ends of the mounting body through the passage.

복수의 상기 측정부는 각각, 상기 장착부와 연결된 베이스, 그리고 상기 베이스에 위치하고 상기 웨이퍼를 측정하는 측정부재를 포함할 수 있다.Each of the plurality of measuring units may include a base connected to the mounting unit, and a measuring member positioned on the base and measuring the wafer.

상기 측정부는 상기 측정부재와 결합되어 있는 설치 플레이트, 그리고 상기 설치 플레이트를 상하 방향으로 이동시키는 위치 조절부를 더 포함할 수 있다.The measurement unit may further include an installation plate coupled to the measurement member, and a position adjusting unit for moving the installation plate in an up-down direction.

상기 위치 조절부는 상기 설치 플레이트와 상기 베이스에 체결되어 회전할 수 있는 조절부재, 그리고 상기 설치 플레이트를 관통하여 상기 베이스에 고정된 가이드를 포함할 수 있다.The position adjusting unit may include a rotatable adjusting member fastened to the installation plate and the base, and a guide fixed to the base through the installation plate.

상기 가이드는 상기 조절부재가 회전할 때 상기 설치 플레이트가 따라 회전하지 않도록 할 수 있다.The guide may prevent the installation plate from rotating along with the rotation of the adjusting member.

본 발명의 한 실시예에 따른 웨이퍼 이송 로봇 암 교정 방법은, 상기와 같이 구성된 웨이퍼 정 위치 측정 장치를 대기압 상태에서 정전척에 장착하는 단계; 로봇 암을 이용하여 상기 정전척으로 웨이퍼를 이송하는 단계; 상기 웨이퍼가 올려진 상기 로봇 암이 상기 정전척의 위에 있는 상태에서 상기 웨이퍼 정 위치 측정 장치의 측정부들이 상기 웨이퍼의 둘레면을 감지하여 거리를 측정하도록 상기 측정부들의 위치를 조절하는 단계; 상기 측정부들과 상기 웨이퍼의 둘레면의 거리를 측정하는 단계; 및 상기 측정부들의 측정값이 동일하게 나오면 웨이퍼가 상기 정전척의 정 중앙에 있다고 판단하여 다음 단계;를 진행하고, 상기 측정부들의 측정값이 동일하지 않으면 동일한 거리 값이 나오도록 상기 로봇 암의 위치 설정값을 수정하는 단계;를 포함한다.A method for calibrating a wafer transfer robot arm according to an embodiment of the present invention includes: mounting the wafer in-position measuring device configured as described above to an electrostatic chuck in an atmospheric pressure state; transferring the wafer to the electrostatic chuck using a robot arm; adjusting the positions of the measuring units so that the measuring units of the wafer in-position measuring device detect the circumferential surface of the wafer and measure the distance while the robot arm on which the wafer is placed is on the electrostatic chuck; measuring a distance between the measurement units and a circumferential surface of the wafer; and if the measurement values of the measurement units are the same, it is determined that the wafer is in the center of the electrostatic chuck and proceeds to the next step; If the measurement values of the measurement units are not the same, the robot arm is positioned so that the same distance and modifying the set value.

상기 웨이퍼 이송 로봇 암 교정 방법은, 상기 로봇 암의 위치 설정값 수정 후 상기 웨이퍼를 언-로딩/로딩 후 상기 로봇 암에 상기 웨이퍼가 위치한 상태에서 정전척 위에 상기 웨이퍼를 위치시켜 정 위치를 확인하는 단계; 정 위치 측정 장치를 상기 정전척에서 분리하고 챔버를 진공상태로 형성하여 상기 웨이퍼를 정전척 위에 안착시켜 정 위치를 재확인하는 단계; 및 웨이퍼 제조 설비를 백업하는 단계;를 더 포함할 수 있다The method for calibrating the wafer transfer robot arm includes: after un-loading/loading the wafer after correcting the position setting value of the robot arm, positioning the wafer on the electrostatic chuck in a state where the wafer is positioned on the robot arm to confirm the correct position step; separating the in-position measuring device from the electrostatic chuck and forming a chamber in a vacuum state to seat the wafer on the electrostatic chuck to reconfirm the in-place position; and backing up the wafer manufacturing facility; may further include

본 발명의 실시예에 따르면, 측정부재를 통해 웨이퍼의 치우침을 확인하므로 웨이퍼의 정 위치 여부를 정확하게 확인할 수 있다. 또한 로봇 암이 정전척의 위에 있는 상태에서 로봇 암 위치 설정값을 교정하므로 언-로딩/로딩을 반복하는 작업이 발생하지 않아 로봇 암 위치 설정값 교정에 따른 작업 시간을 단축할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the bias of the wafer is checked through the measuring member, it is possible to accurately determine whether the wafer is in the correct position. In addition, since the robot arm position setting value is calibrated while the robot arm is on the electrostatic chuck, repetitive unloading/loading operations do not occur, thereby shortening the working time according to the robot arm position setting value calibration.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 웨이퍼 정 위치 측정 장치가 정전척에 설치된 상태를 나타낸 개략도.
도 2는 도 1의 웨이퍼 정 위치 측정 장치를 나타낸 분해도.
도 3은 도 2의 측정부를 나타낸 분해도.
도 4는 도 1의 정면도.
도 5는 도 1의 평면도.
도 6은 도 5의 일측 측정부 확대도.1 is a schematic diagram illustrating a state in which an apparatus for measuring the position of a wafer according to an embodiment of the present invention is installed on an electrostatic chuck;
Figure 2 is an exploded view showing the wafer in-position measurement device of Figure 1;
Figure 3 is an exploded view showing the measurement unit of Figure 2;
Fig. 4 is a front view of Fig. 1;
Fig. 5 is a plan view of Fig. 1;
Figure 6 is an enlarged view of one side of the measurement unit of Figure 5;

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. Throughout the specification, like reference numerals are assigned to similar parts.

그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 웨이퍼 정 위치 측정 장치에 대하여 도 1 내지 도 6을 참고하여 설명한다.Then, an apparatus for measuring the position of a wafer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6 .

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 웨이퍼 정 위치 측정 장치가 정전척에 설치된 상태를 나타낸 개략도이고, 도 2는 도 1의 웨이퍼 정 위치 측정 장치를 나타낸 분해도이며, 도 3은 도 2의 측정부를 나타낸 분해도이고, 도 4는 도 1의 정면도이며, 도 5는 도 1의 평면도이며, 도 6은 도 5의 일측 측정부 확대도이다.1 is a schematic view showing a state in which a wafer in-position measurement apparatus according to an embodiment of the present invention is installed on an electrostatic chuck, FIG. 2 is an exploded view illustrating the wafer in-position measurement apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is the measurement of FIG. It is an exploded view showing a part, FIG. 4 is a front view of FIG. 1 , FIG. 5 is a plan view of FIG. 1 , and FIG. 6 is an enlarged view of one side measurement unit of FIG. 5 .

도 1 내지 도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 웨이퍼 정 위치 측정 장치(100)는 장착부(10), 그리고 측정부(20a, 20b, 20c)를 포함하며 웨이퍼가 놓인 로봇 암이 정전척의 위에 있는 상태에서 웨이퍼가 정전척의 정 위치에 있는지 측정하고, 웨이퍼가 정 위치에 있지 않는 경우 로봇 암이 정전척의 위에 있는 상태에서 로봇 암의 위치 설정값을 교정할 수 있도록 한다.1 to 6 , the apparatus 100 for measuring the position of a wafer according to the present embodiment includes a mounting unit 10 and measuring units 20a, 20b, and 20c, and the robot arm on which the wafer is placed is mounted on the electrostatic chuck. Measures whether the wafer is in the correct position of the electrostatic chuck in the present state, and if the wafer is not in the correct position, the position setting value of the robot arm can be corrected while the robot arm is on the electrostatic chuck.

장착부(10)는 장착바디(11), 고정바디(12) 및 결합수단(13)을 포함하며 웨이퍼 정 위치 측정 장치(100)의 기본 구조를 형성하며 정전척(1)의 외부 둘레에 장착된다.The mounting part 10 includes a mounting body 11 , a fixing body 12 , and a coupling means 13 , and forms a basic structure of the wafer in-position measuring apparatus 100 , and is mounted on the outer periphery of the electrostatic chuck 1 . .

장착바디(11)와 고정바디(12)는 결합수단(13)을 통해 분리할 수 있게 결합되어 있다. 장착바디(11)와 고정바디(12)는 서로 분리된 상태에서 장착바디(11)는 정전척(1)의 일측 외부 둘레를 감싼다. 고정바디(12)는 로봇 암(2)의 이동 경로인 정전척(1)의 타측 외부 둘레를 감싼다. 여기서, 장착바디(11)는 정전척(1)의 일측 전반을 감싸는 곡선부분(111)과 곡선부분(111)의 양단에서 수직하게 기설정된 길이로 돌출되어 정전척(1)의 외부 둘레와 접하지 않은 직선부분(112)을 포함한다.The mounting body 11 and the fixed body 12 are coupled to each other so as to be separated through the coupling means 13 . In a state where the mounting body 11 and the fixed body 12 are separated from each other, the mounting body 11 wraps around the outer circumference of one side of the electrostatic chuck 1 . The fixed body 12 wraps around the outer circumference of the other side of the electrostatic chuck 1 which is a movement path of the robot arm 2 . Here, the mounting body 11 protrudes vertically from both ends of the curved portion 111 and the curved portion 111 surrounding one side of the electrostatic chuck 1 to a predetermined length to be in contact with the outer periphery of the electrostatic chuck 1 . It includes a non-linear portion 112 .

한편, 직선부분(112)의 돌출로 고정바디(12)는 정전척(1)의 1/3을 감싸고 있으며 양단이 장착바디(11)의 양단인 직선부분(112)의 끝과 접한 상태에서 결합수단(13)이 고정바디(12)를 관통하여 직선부분(112)에 체결된다. 결합수단(13)은 공지의 볼트를 포함한다. 결합수단(13)은 고정바디(12)와 결합되어 있는 고리와 장착바디(11)에 결합되어 고리가 걸리는 훅을 포함할 수도 있다. 한편, 장착바디(11)와 고정바디(12)가 정전척(1)의 외부 둘레에 장착될 때 그 상면은 정전척(1)의 상면과 동일 평면상에 위치한다.On the other hand, with the protrusion of the straight part 112 , the fixed body 12 surrounds 1/3 of the electrostatic chuck 1 , and both ends are coupled with the ends of the straight part 112 which are both ends of the mounting body 11 . The means 13 passes through the fixed body 12 and is fastened to the straight part 112 . The coupling means 13 includes known bolts. The coupling means 13 may include a hook coupled to the fixed body 12 and a hook coupled to the mounting body 11 to catch the hook. On the other hand, when the mounting body 11 and the fixed body 12 are mounted on the outer periphery of the electrostatic chuck 1 , the upper surface thereof is positioned on the same plane as the upper surface of the electrostatic chuck 1 .

장착바디(11)의 곡선부분(111)이 정전척(1)의 둘레 1/2을 감싸고 고정바디(12)가 정전척(1)의 둘레 1/3을 감싸는 형태로 결합되므로 장착부(10)를 정전척(1)의 외부 둘레에 쉽게 결합할 수 있다. 즉, 정전척(1)을 사이에 두고 장착바디(11)와 고정바디(12)를 마주하게 배치한 상태에서 장착부(10)를 정전척(1)에 결합하므로 웨이퍼 정 위치 측정 장치(100)를 정전척(1)에 쉽게 결합할 수 있다.Since the curved part 111 of the mounting body 11 wraps around 1/2 of the perimeter of the electrostatic chuck 1 and the fixed body 12 wraps around 1/3 of the perimeter of the electrostatic chuck 1, the mounting part 10 can be easily coupled to the outer periphery of the electrostatic chuck 1 . That is, since the mounting unit 10 is coupled to the electrostatic chuck 1 in a state in which the mounting body 11 and the fixed body 12 face each other with the electrostatic chuck 1 interposed therebetween, the wafer position measuring apparatus 100 . can be easily coupled to the electrostatic chuck 1 .

측정부(20a, 20b, 20c)는 3개로 이루어져 있으며 장착바디(11)에 90° 등간격으로 배치되어 있다. 측정부(20a, 20b, 20c)가 고정바디(12)에 배치되어 있지 않아 첫 번째 측정부(20a)와 세 번째 측정부(20c)의 간격은 180° 이다. 측정부(20a, 20b, 20c)들이 고정바디(12)에 배치되어 있지 않아 정전척(1)의 위로 이동하는 로봇 암(2)과 간섭되지 않는다. 아울러 측정부(20a, 20b, 20c)의 개수를 3개로 한정하는 것은 아니다. 측정부(20a, 20b, 20c)의 개수는 3개 이상을 포함할 수도 있다. 이 경우 측정부들의 등간격은 개수에 따라 달라진다.The measuring parts 20a, 20b, and 20c consist of three and are arranged at equal intervals of 90° on the mounting body 11 . Since the measuring parts 20a, 20b, and 20c are not disposed on the fixed body 12, the interval between the first measuring part 20a and the third measuring part 20c is 180°. Since the measuring units 20a, 20b, and 20c are not disposed on the fixed body 12 , they do not interfere with the robot arm 2 that moves above the electrostatic chuck 1 . In addition, the number of measurement units 20a, 20b, and 20c is not limited to three. The number of measurement units 20a, 20b, and 20c may include three or more. In this case, the equal spacing of the measurement units varies according to the number.

이러한 측정부(20a, 20b, 20c)는 각각 베이스(21), 측정부재(22), 설치 플레이트(23) 및 위치 조절부(24)를 포함하며 로봇 암(2)에 의해 정전척(1)의 위로 이송된 웨이퍼(W)의 둘레면과의 거리를 측정한다.Each of the measuring units 20a, 20b, and 20c includes a base 21 , a measuring member 22 , an installation plate 23 , and a position adjusting unit 24 , and the electrostatic chuck 1 is operated by the robot arm 2 . Measure the distance from the peripheral surface of the wafer (W) transferred above.

베이스(21)는 기설정된 넓이를 가지며 장착바디(11)의 외부 둘레면에 체결수단으로 분리할 수 있게 결합되어 있다. 그러나 베이스(21)는 장착바디(11)와 일체로 형성될 수 있다.The base 21 has a predetermined width and is detachably coupled to the outer circumferential surface of the mounting body 11 by means of a fastening means. However, the base 21 may be integrally formed with the mounting body 11 .

측정부재(22)는 수광부, 발광부를 가지는 공지의 거리측정센서를 포함하며 베이스(21)에 위치하고 있다. 측정부재(22)는 레이저를 이용할 수 있다.The measuring member 22 includes a known distance measuring sensor having a light receiving unit and a light emitting unit, and is located on the base 21 . The measuring member 22 may use a laser.

측정부(20a, 20b, 20c)들의 측정부재(22)는 정전척(1)의 정 중앙을 동심으로 배치되어 있다. 이에 측정부재(22)의 수광부/발광부는 정전척(1)의 정 중앙에서 동일한 거리로 떨어져 있다. 측정부재(22)는 수광부/발광부를 통해 로봇 암(2)에 올려져 정전척(1)의 위에 있는 웨이퍼(W)의 둘레면과의 거리를 측정한다. 측정부(20a, 20b, 20c)들은 컨트롤러(도시하지 않음)와 연결되어 있으며 측정된 거리를 표시한다.The measuring members 22 of the measuring units 20a, 20b, and 20c are arranged concentrically with the center of the electrostatic chuck 1 . Accordingly, the light receiving part/light emitting part of the measuring member 22 is spaced apart from the center of the electrostatic chuck 1 by the same distance. The measuring member 22 is mounted on the robot arm 2 through the light receiving part/light emitting part and measures the distance from the circumferential surface of the wafer W on the electrostatic chuck 1 . The measurement units 20a, 20b, and 20c are connected to a controller (not shown) and display a measured distance.

설치 플레이트(23)는 베이스(21)의 위에 배치되어 있으며 측정부재(22)가 하면에 배치되어 있으며 위치 조절부(24)에 의해 상하 방향으로 움직일 수 있다. 그러나 측정부재(22)는 설치 플레이트(23)의 상면에 배치될 수도 있다. 측정부재(22)의 배치 위치는 측정부(20a, 20b, 20c)의 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있다.The installation plate 23 is disposed on the base 21 , and the measuring member 22 is disposed on the lower surface, and is movable in the vertical direction by the position adjusting unit 24 . However, the measuring member 22 may be disposed on the upper surface of the installation plate 23 . The arrangement position of the measuring member 22 may be variously changed according to the design of the measuring units 20a, 20b, and 20c.

설치 플레이트(23)의 움직임으로 측정부재(22) 또한 상하 방향으로 움직인다. 측정부재(22)의 수광부/발광부와 웨이퍼(W)의 둘레면과 일치하지 않으면 위치 조절부(24)로 설치 플레이트(23)의 위치를 조절하여 수광부/발광부와 웨이퍼(W)의 둘레면이 일치하도록 한다.The movement of the installation plate 23 also moves the measuring member 22 in the vertical direction. If the light-receiving part/light-emitting part of the measuring member 22 does not coincide with the circumferential surface of the wafer W, the position of the installation plate 23 is adjusted with the position adjusting part 24 to adjust the position of the light-receiving part/light-emitting part and the circumference of the wafer W Make sure the sides match.

위치 조절부(24)는 조절부재(241), 그리고 가이드(242)를 포함한다.The position adjusting unit 24 includes an adjusting member 241 and a guide 242 .

가이드(242)는 한 쌍으로 이루어져 측정부재(22)를 사이에 두고 설치 플레이트(23)를 관통하여 베이스(21)에 체결되어 있다. 가이드(242)의 외부 둘레와 설치 플레이트(23)의 관통홀(231)의 둘레 사이에는 틈새가 형성된다.The guide 242 is made of a pair and is fastened to the base 21 through the installation plate 23 with the measuring member 22 interposed therebetween. A gap is formed between the outer circumference of the guide 242 and the circumference of the through hole 231 of the installation plate 23 .

조절부재(241)는 볼트를 포함하며 설치 플레이트(23)와 베이스(21)에 체결되어 있다. 그러나 조절부재(241)는 설치 플레이트(23)에 체결되고 베이스(21)에 회전할 수 있게 연결될 수도 있다.The adjusting member 241 includes a bolt and is fastened to the installation plate 23 and the base 21 . However, the adjustment member 241 may be coupled to the installation plate 23 and rotatably connected to the base 21 .

조절부재(241)를 회전시키면 설치 플레이트(23)는 조절부재(241)를 따라 회전하려고 한다. 이때 가이드(242)에 의해 설치 플레이트(23)는 회전하지 못하고 상승 또는 하강하게 된다. 설치 플레이트(23)의 위치 이동으로 측정부재(22)의 수광부/발광부가 웨이퍼(W)의 둘레면과 일치하도록 위치를 조절한다. 설치 플레이트(23)의 상승 또는 하강은 조절부재(241)의 회전 방향에 따라 달라진다. 측정부재(22)의 수광부/발광부가 웨이퍼(W)의 둘레면보다 아래에 있으면 설치 플레이트(23)를 상승시켜 측정부재(22)의 위치를 조절한다. 이와 반대로 수광부/발광부가 웨이퍼(W)의 둘레면보다 위에 있으면 설치 플레이트(23)를 하강시켜 측정부재(22)의 위치를 조절한다.When the adjusting member 241 is rotated, the installation plate 23 tries to rotate along the adjusting member 241 . At this time, the installation plate 23 is not rotated by the guide 242 but rises or falls. The position of the light-receiving part/light-emitting part of the measuring member 22 is adjusted by moving the installation plate 23 so that it coincides with the circumferential surface of the wafer (W). The rise or fall of the installation plate 23 varies depending on the rotation direction of the adjustment member 241 . If the light receiving part/light emitting part of the measuring member 22 is lower than the circumferential surface of the wafer W, the mounting plate 23 is raised to adjust the position of the measuring member 22 . Conversely, if the light receiving part/light emitting part is above the circumferential surface of the wafer W, the mounting plate 23 is lowered to adjust the position of the measuring member 22 .

이처럼 웨이퍼 정 위치 측정 장치(100)가 정전척(1)에 장착되고, 웨이퍼(W)가 올려진 로봇 암(2)이 정전척(1)의 위로 이동한 상태에서 웨이퍼 정 위치 측정 장치(100)의 측정부(20a, 20b, 20c)들은 웨이퍼(W)와의 거리를 측정한다. 이때 측정부(20a, 20b, 20c)들이 측정한 거리가 동일하면 웨이퍼(W)는 정전척(1)의 정 위치에 위치한다. 그러나 측정부(20a, 20b, 20c)들이 측정한 거리가 서로 다르면 웨이퍼(W)는 정전척(1)의 정 위치를 벗어나 일측으로 치우친 상태가 된다. 이때 웨이퍼(W)가 정전척(1)의 정 위치에 위치하도록 로봇 암(2)의 위치 설정값을 교정한다.As described above, in a state in which the wafer in-position measurement apparatus 100 is mounted on the electrostatic chuck 1 and the robot arm 2 on which the wafer W is mounted moves above the electrostatic chuck 1, the wafer in-position measurement apparatus 100 ) of the measuring units 20a, 20b, and 20c measure the distance to the wafer W. At this time, if the distances measured by the measuring units 20a , 20b , and 20c are the same, the wafer W is positioned at the regular position of the electrostatic chuck 1 . However, when the distances measured by the measuring units 20a , 20b , and 20c are different from each other, the wafer W deviates from the regular position of the electrostatic chuck 1 and is biased toward one side. At this time, the position setting value of the robot arm 2 is corrected so that the wafer W is positioned at the regular position of the electrostatic chuck 1 .

다음으로 웨이퍼 정 위치 측정 장치를 이용한 웨이퍼 이송 로봇 암 교정 방법에 대해 설명한다.Next, a method for calibrating a wafer transfer robot arm using a wafer in-position measurement device will be described.

본 실시예에 따른 웨이퍼 이송 로봇 암 교정 방법은 웨이퍼 정 위치 측정 장치 장착단계(S10), 웨이퍼 이송단계(S20), 측정부 위치 조절단계(S30), 거리 측정단계(S40), 로봇 암 위치 설정값 수정 단계(S50)를 포함한다.The wafer transfer robot arm calibration method according to this embodiment includes a wafer position measurement device mounting step (S10), a wafer transfer step (S20), a measurement unit position adjustment step (S30), a distance measurement step (S40), a robot arm position setting and a value correction step (S50).

반도체 제조 장치에서 로봇 암 위치 교정을 진행해야 할 경우 정전척(1)에 웨이퍼 정 위치 측정 장치(100)를 장착한다. 이때 장착부(10)의 장착바디(11)와 고정바디(12)를 분리한 상태에서 정전척(1)을 사이에 두고 서로 마주하도록 한다. 그리고 장착바디(11)와 고정바디(12)가 정전척(1)의 외부 둘레에 감싸도록 배치하여 장착바디(11)와 고정바디(12)의 양단이 서로 접하도록 한다. 결합수단(13)으로 장착바디(11)와 고정바디(12)를 결합하여 장착부(10)를 정전척(1)의 외부 둘레에 고정한다(S10).When the position calibration of the robot arm is to be performed in the semiconductor manufacturing apparatus, the wafer position measuring apparatus 100 is mounted on the electrostatic chuck 1 . At this time, in a state in which the mounting body 11 and the fixed body 12 of the mounting unit 10 are separated, the electrostatic chuck 1 is placed therebetween so as to face each other. Then, the mounting body 11 and the fixed body 12 are arranged to be wrapped around the outer periphery of the electrostatic chuck 1 so that both ends of the mounting body 11 and the fixed body 12 are in contact with each other. The mounting body 11 and the fixing body 12 are coupled with the coupling means 13 to fix the mounting part 10 to the outer periphery of the electrostatic chuck 1 (S10).

풉(Foup)에 적재된 웨이퍼(W)를 로봇 암(2)을 이용하여 정전척(1)의 위로 이송한다(S20).The wafer W loaded on the FOUP is transferred onto the electrostatic chuck 1 using the robot arm 2 (S20).

웨이퍼(W)가 놓인 로봇 암(2)이 정전척(1)의 위에 있는 상태에서 측정부(20a, 20b, 20c)들의 위치를 조절한다. 측정부(20a, 20b, 20c)들은 각각의 위치 조절부(24)를 통해 측정부재(22)의 수광부/발광부가 웨이퍼(W)의 둘레면과 일치하도록 하여 웨이퍼(W)를 감지하도록 위치를 조절한다. 이때 웨이퍼(W)의 위치에 따라 측정부재(22)는 상승 또는 하강한다(S30).Positions of the measuring units 20a, 20b, and 20c are adjusted while the robot arm 2 on which the wafer W is placed is placed on the electrostatic chuck 1 . The measuring units 20a, 20b, and 20c are positioned so that the light receiving unit/light emitting unit of the measuring member 22 coincides with the circumferential surface of the wafer W through each position adjusting unit 24 to detect the wafer (W). Adjust. At this time, the measuring member 22 is raised or lowered according to the position of the wafer W (S30).

측정부재(22)의 수광부/발광부가 웨이퍼(W)의 둘레면과 일치하면 측정부재(22)는 웨이퍼(W)와의 거리를 측정한다(S40). 측정된 거리 값은 컨트롤러를 통해 표시된다.When the light receiving part/light emitting part of the measuring member 22 coincides with the circumferential surface of the wafer W, the measuring member 22 measures the distance to the wafer W (S40). The measured distance value is displayed via the controller.

이때 측정부(20a, 20b, 20c)들의 측정부재(22)가 정전척(1)의 정 중앙을 동심으로 배치되어 있으므로 웨이퍼(W)가 정전척(1)의 정 중앙에 위치하면 측정부(20a, 20b, 20c)들의 측정부재(22)가 측정한 거리는 동일하게 측정된다. 이 경우 로봇 암 위치 설정값의 교정이 발생하지 않는다.At this time, since the measuring members 22 of the measuring units 20a, 20b, and 20c are arranged concentrically with the center of the electrostatic chuck 1 , when the wafer W is positioned at the center of the electrostatic chuck 1 , the measuring unit ( The distances measured by the measuring members 22 of 20a, 20b, and 20c are equally measured. In this case, calibration of the robot arm position setpoint does not occur.

그러나 웨이퍼(W)가 정전척(1)의 정 중앙을 벗어나 일측으로 치우친 상태로 위치하면 일측 측정부(20a)의 측정부재(22)가 측정한 거리와 타측 측정부(20c)의 측정부재(22)가 측정한 거리는 다르다. 이 경우 로봇 암(2)이 정전척(1)의 위에서 일측으로 치우친 상태이므로 타측으로 이동할 수 있도록 로봇 암 위치 설정값을 수정(교정)한다(S50).However, if the wafer W is located in a state that is biased to one side out of the center of the electrostatic chuck 1, the distance measured by the measuring member 22 of the measuring part 20a on one side and the measuring member of the measuring part 20c on the other side ( 22) measured distances are different. In this case, since the robot arm 2 is biased to one side from the top of the electrostatic chuck 1, the robot arm position setting value is corrected (corrected) so that it can move to the other side (S50).

본 실시예에 따른 웨이퍼 이송 로봇 암 교정 방법은 웨이퍼의 정 위치를 확인하는 단계(S60), 재확인하는 단계(S70) 및 제조 설비를 백업하는 단계(S80)를 더 포함한다.The method for calibrating the wafer transfer robot arm according to the present embodiment further includes the steps of confirming the original position of the wafer (S60), rechecking (S70), and backing up the manufacturing facility (S80).

로봇 암 위치 설정값 수정 후 로봇 암은 웨이퍼를 정전척의 위에 위치시키며 이때 작업자는 정전척 위에 있는 웨이퍼의 정 위치를 확인한다(S60).After the robot arm position setting value is corrected, the robot arm places the wafer on the electrostatic chuck, and the operator checks the original position of the wafer on the electrostatic chuck (S60).

작업자는 웨이퍼의 정 위치 확인 후 웨이퍼 정 위치 측정 장치(100)를 정전척에서 분리한다. 마지막으로 작업자는 챔버를 진공상태로 하여 웨이퍼의 정 위치를 재확인한다(S70). 그리고 제조 설비를 백업한다(S80).After confirming the position of the wafer, the operator separates the device for measuring the position of the wafer 100 from the electrostatic chuck. Finally, the operator puts the chamber into a vacuum state and reconfirms the original position of the wafer (S70). And the manufacturing facility is backed up (S80).

이에 따라 수광부/발광부를 가지는 측정부재(22)를 통해 웨이퍼의 치우침을 확인하므로 웨이퍼의 정 위치 여부를 정확하게 확인할 수 있다. 또한 로봇 암(2)이 정전척(1)의 위에 있는 상태에서 로봇 암 위치 설정값을 교정하므로 언-로딩/로딩을 반복하는 작업이 발생하지 않아 로봇 암 위치 설정값 교정에 따른 작업 시간을 단축할 수 있다.Accordingly, since the bias of the wafer is checked through the measuring member 22 having the light receiving part/light emitting part, it is possible to accurately check whether the wafer is in the correct position. In addition, since the robot arm position setting value is calibrated while the robot arm 2 is on the electrostatic chuck 1, repetitive unloading/loading operations do not occur, thereby reducing the working time according to the robot arm position setting value correction. can do.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also provided. is within the scope of the

1: 정전척 2: 로봇 암
W: 웨이퍼 100: 웨이퍼 정 위치 측정 장치
10: 장착부 11: 장착바디
111: 곡선부분 112: 직선부분
12: 고정바디 13: 결합수단
20a, 20b, 20c: 측정부 21: 베이스
22: 측정부재 23: 설치 플레이트
231: 관통홀 24: 위치 조절부
241: 조절부재 242: 가이드1: Electrostatic chuck 2: Robot arm
W: Wafer 100: Wafer position measuring device
10: mounting part 11: mounting body
111: curved part 112: straight part
12: fixed body 13: coupling means
20a, 20b, 20c: measuring part 21: base
22: measuring member 23: mounting plate
231: through hole 24: position control unit
241: adjustment member 242: guide

Claims (7)

정전척의 외부 둘레를 따라 배치될 수 있는 장착부, 그리고
상기 정전척의 정 중앙을 동심으로 하여 상기 장착부에 간격을 두고 복수 배치되어 있고 상기 정전척에 놓이는 웨이퍼의 위치를 측정하는 측정부
를 포함하며,
복수의 상기 측정부는 각각
상기 장착부와 연결된 베이스,
상기 베이스에 위치하고 상기 웨이퍼를 측정하는 측정부재,
상기 측정부재와 결합되어 있는 설치 플레이트 및
상기 설치 플레이트를 상하 방향으로 이동시키는 위치 조절부
를 포함하며
복수 배치된 상기 측정부는 상기 웨이퍼의 외부 둘레면과의 거리를 측정하는
웨이퍼 정 위치 측정 장치.a mounting portion disposed along an outer perimeter of the electrostatic chuck; and
A measurement unit configured to measure a position of a wafer placed on the electrostatic chuck, which is disposed at a distance from the mounting unit with the center of the electrostatic chuck concentric.
includes,
Each of the plurality of measurement units
a base connected to the mounting part;
a measuring member positioned on the base and measuring the wafer;
an installation plate coupled to the measuring member; and
Position adjustment unit for moving the installation plate in the vertical direction
includes
The plurality of measuring units are arranged to measure the distance from the outer peripheral surface of the wafer.
Wafer in-position measuring device. 제1항에서,
상기 장착부는,
상기 정전척의 일측 외부 둘레를 감싸며 상기 측정부가 90° 간격으로 배치된 장착바디;
상기 정전척의 타측 외부 둘레를 감싸며 양단이 상기 장착바디의 양단과 연결된 고정바디; 및
상기 고정바디의 양단을 각각 관통하여 상기 장착바디의 양단에 각각 체결된 결합수단;
을 포함하는
웨이퍼 정 위치 측정 장치.In claim 1,
The mounting part,
a mounting body surrounding the outer periphery of one side of the electrostatic chuck and having the measuring units arranged at intervals of 90°;
a fixed body surrounding the outer periphery of the other side of the electrostatic chuck and having both ends connected to both ends of the mounting body; and
coupling means respectively penetrated through both ends of the fixed body and fastened to both ends of the mounting body;
containing
Wafer in-position measuring device. 제1항에서,
복수 배치된 상기 측정부는 90° 및 180° 간격으로 배치되어 있는 웨이퍼 정 위치 측정 장치.In claim 1,
A wafer in-position measurement device in which the plurality of measurement units are arranged at intervals of 90° and 180°. 삭제delete 제1항에서,
상기 위치 조절부는,
상기 설치 플레이트와 상기 베이스에 체결되어 회전할 수 있는 조절부재; 그리고
상기 설치 플레이트를 관통하여 상기 베이스에 고정된 가이드;
를 포함하며,
상기 가이드는 상기 조절부재가 회전할 때 상기 설치 플레이트가 따라 회전하지 않도록 하는
웨이퍼 정 위치 측정 장치.In claim 1,
The position control unit,
an adjustment member fastened to the installation plate and the base to rotate; and
a guide fixed to the base through the installation plate;
includes,
The guide prevents the installation plate from rotating along when the adjusting member rotates.
Wafer in-position measuring device. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 선택된 어느 한 항에 정의되어 있는 웨이퍼 정 위치 측정 장치를 대기압 상태에서 정전척에 장착하는 단계;
로봇 암을 이용하여 상기 정전척으로 웨이퍼를 이송하는 단계;
상기 웨이퍼가 올려진 상기 로봇 암이 상기 정전척의 위에 있는 상태에서 상기 웨이퍼 정 위치 측정 장치의 측정부들이 상기 웨이퍼의 둘레면을 감지하여 거리를 측정하도록 상기 측정부들의 위치를 조절하는 단계;
상기 측정부들과 상기 웨이퍼의 둘레면의 거리를 측정하는 단계; 및
상기 측정부들의 측정값이 동일하게 나오면 웨이퍼가 상기 정전척의 정 중앙에 있다고 판단하여 다음 단계를 진행하고, 상기 측정부들의 측정값이 동일하지 않으면 동일한 거리 값이 나오도록 상기 로봇 암의 위치 설정값을 수정하는 단계;
를 포함하는 웨이퍼 이송 로봇 암 교정 방법.Mounting the wafer in-position measurement device as defined in any one of claims 1 to 3 and 5 to the electrostatic chuck at atmospheric pressure;
transferring the wafer to the electrostatic chuck using a robot arm;
adjusting the positions of the measuring units so that the measuring units of the wafer in-position measuring device detect the circumferential surface of the wafer and measure the distance while the robot arm on which the wafer is placed is on the electrostatic chuck;
measuring a distance between the measurement units and a circumferential surface of the wafer; and
If the measured values of the measuring units are the same, it is determined that the wafer is in the center of the electrostatic chuck, and the next step is performed. modifying it;
Wafer transfer robot arm calibration method comprising a. 제6항에서,
상기 로봇 암의 위치 설정값 수정 후 상기 웨이퍼를 언-로딩/로딩 후 상기 로봇 암에 상기 웨이퍼가 위치한 상태에서 정전척 위에 상기 웨이퍼를 위치시켜 정 위치를 확인하는 단계;
상기 정 위치 측정 장치를 상기 정전척에서 분리하고 챔버를 진공상태로 형성하여 상기 웨이퍼를 정전척 위에 안착시켜 정 위치를 재확인하는 단계; 및
웨이퍼 제조 설비를 백업하는 단계
를 더 포함하는
웨이퍼 이송 로봇 암 교정 방법.In claim 6,
checking the correct position by placing the wafer on the electrostatic chuck while the wafer is positioned on the robot arm after unloading/loading the wafer after correcting the position setting value of the robot arm;
separating the position measuring device from the electrostatic chuck and forming a chamber in a vacuum state to seat the wafer on the electrostatic chuck to reconfirm the position; and
Steps to back up the wafer fabrication facility
further comprising
Wafer transfer robot arm calibration method.
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