KR0126588B1 - 클러스터 장비용 웨이퍼 반송 장치의 정렬 방법 및 장치 - Google Patents
클러스터 장비용 웨이퍼 반송 장치의 정렬 방법 및 장치Info
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Abstract
본 발명은 반도체 제조공정의 통합화를 위한 클러스터 장비에 관한 것으로서, 특히 복합공정의 원활한 수행을 위한 반응로와 웨이퍼 반송로봇의 정확한 정렬이 이루어지도록 하는 클러스터 장비용 웨이퍼 반송장치의 정렬방법 및 장치에 관한 것으로 플랫폼 주위의 각 반응로의 정확한 정렬과 웨이퍼 반송로봇의 정확한 정렬이 이루어질 수 있도록 한 것으로 클러스터 장비용 플랫폼의 중앙에 설치된 웨이퍼 반송장치인 로봇을 플랫폼 주위에 설치된 주변모듈, 즉, 각 공정 반응로(process chamber), 냉각모듈(cooling module), 정렬모듈(alignmodule) 등과의 정렬이 정확하게 이루어질 수 있도록 광감지소자를 적용하여 감지할 수 있도록 함을 특징으로 한다.
Description
제1도는 클러스터 장치용 웨이퍼 반송 로봇
(a)는 정면도,
(b)는 평면도.
제2도는 클러스터 장치용 플랫폼의 정면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 웨이퍼 반송로봇l01 : 앤드 이펙터(end effector)
102 : 관절(Wrist)103 : 전단아암(Fore arm)
104 : 상부아암(Upper arm)105 : 상부축(Shoulder Shaft)
l06 : 웨이퍼증심(Wafer Center)l07 : 발광소자
1l0 : 플랫폼111 : 격리밸브
112 : 수광소자113 : 면 중심선(Facet Center Line)
1l4 : 스페이서(Spacer)115 : 정렬기(Aligner)
l16 : 웨이퍼117 : 카셋트 반응로
본 발명은 반도체 제조공정의 통합화를 위한 클러스터 장비에 관한 것으로 특히 복합공정의 원활한 수행을 위한 반응로와 웨이퍼 반송로봇의 정확한 정렬이 이루어지도록 하는 클러스터 장비용 웨이퍼 반송장치의 정렬방법 및 장치에 관한 것이다.
반도체 제조에 있어서의 공정의 통합화(Process Integration)는 각기 다른 장비로 실행되는 복수의 연속공정스텝을 한 대의 제조장비안에서 하나로 통합하는 것을 말한다.
반도체 산업은 기술적인 필요성과 경제적인 요구로 인하여 필연적으로 통합화의 방향으로 향하고 있다.
왜냐하면 이 통합화공정은 수율의 향상, 사이클 시간의 단축, 장비가격의 감소 등의 많은 문제점을 해결하기 위해서는 막대한 비용과 많은 시간을 요구하는 것은 필연적이다.
또한, 공정기술의 세대교체 때마다 이에 적합한 장비의 개발 또는 개조를 반복해야 한다.
이러한 불합리성을 적극적으로 해결하고, 차세대 공정의 가장 큰 걸림돌인 미세 오염원의 제어(micro-contamination control) 등의 기술적인 문제의 해결과, 소자기술의 향상에 따른 새로운 생산시설(Fab), 라인구성에 소요되는 막대한 장비비 투자요구 등의 경제적 요구에 대응하기 위해서는 반도체장비의 통합(integration)과 공정의 자동화가 필연적으로 요구되게 되었다.
클러스터 장비는 복합공정을 위해 하나의 플랫폼(PIatform)에 다수의 공정모듈을 장착하고 있는바 성공적인 연속공정의 수행을 위해서는 플랫폼 각 면(facet)에 위치한 주변모듈과 웨이퍼 반송로봇의 정렬이 매우 중요하다.
즉, 반도체공정의 통합화를 위한 클러스터 장비의 실현을 위해서는 다중반응로에 의한 복합공정의 수행이 가능해야 하는데 이를 위해서는 플랫폼 주위의 각 반응로의 정확한 정렬과 웨이퍼 반송로봇의 정렬이 필수적으로 요구되는데 종래의 죠그모드(Jog Mode)에 의한 기술에서는 사람의 시각에 의한 정렬로 많은 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명에서는 플랫폼 주위의 각 반응로의 정확한 정렬과 웨이퍼 반송로봇의 정확한 정렬이 이루어질 수 있도록 한 클러스터 장비용 웨이퍼 반송장치의 정렬방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 클러스터 장비용 플랫폼의 중앙에 설치된 웨이퍼 반송장치인 로봇을 플랫폼 주위에 설치된 주변모듈, 즉, 각 공정반응로(process chamber), 냉각모듈(cooling module), 정렬모듈(aIign module) 등과의 정렬이 정확하게 이루어질 수 있도록 광감지소자를 적용하여 감지할 수 있도록 함을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
제 1 도는 클러스터 장치용 웨이퍼 반송로봇(l00)의 정면도 빛 평면도로서 상부축(Shoulder Shaft)(105)의 상단부에 설치된 상부아암(Upper arm)(104)과 상기 상부아암(Upper arm)(104)에는 전단아암(Fore arm)(103)이 설치되고 상기 전단아암(Fore arm)(103)의 양단부에는 발광소자(107)와 앤드 이펙트(101)가 설치되어 구성된다. 이와 같이 구성된 웨이퍼 반송로봇(100)이 플랫폼(110)의 중앙부에 설치된다(제2도 참조).
상기 플랫폼의 각면에서 주변모듈로서.격리밸브(111)와 수광 소자(112), 면 중심선(Facet center Iine)(1l3), 스페이서(1l4), 정렬기(Aligner)(l15), 카세트반응로(117)가 구비된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 살펴보면 클러스터 장비는 복합공정을 위해 하나의 플랫폼(110)에 다수의 공정모듈을 장착하고 있는바 각 공정모듈에의 정확한 웨이퍼(116) 반송을 위해서는 웨이퍼 반송장치인 로봇(100)과 주변 모듈이 정확하게 정렬되어 공정반응로의 같은 위치에 반목적으로 웨이퍼(116)를 로딩 (1oading), 언로딩 (unloading) 하여야 한다.
더우기 클러스터 장비가 진공분위기에서 다수의 공정을 일관해서 연속적으로 처리해야 하므로 웨이퍼(l16)의 정확한 반송을 위한 웨이퍼 반송로봇(100)과 공정모듈의 정렬은 매우 중요하며, 웨이퍼(116)의 이송 및 로딩(loading)상태가 연속적으로 모니터링(monitoring)되어야 한다.
특히 기존의 웨이퍼 반송로봇(100)이 세터(Theta)값의 임의 조작에 의해 작동되므로 한 면(facet)에서의 위치오차는 결과적으로 전체 플랫폼(1l0)의 웨이퍼(116) 반송의 실수를 유발시킬 수 있다.
본 발명에서는 폴랫폼(1l0)의 각 면(facet)의 정중앙 면 중심선(Facet center line)(113)에 수광소자(112)를 설치하고, 웨이퍼 반송로봇(100)의 앤드 이팩터(End-Effector)(101)를 지지하는 아암(arm 하단에 가시광선을 광원(Visible Light Source)으로 하는 발광소자(107)를 설치하여 이 빛이 일정한 각도로 각 면(facet)의 중앙을 비추게 하여 수광소자(112)의 수광량에 따라 정확한 정렬을 수행하게 한다.
이 방법은 기존의 웨이퍼 반송로봇(100)의 죠그모드(Jog Mode)에 의한 미세조정의 오차를 피할 수 있고, 연속적인 웨이퍼 반송위치의 동시적 관찰(in-situ monitoring)에 의해 전체 플랫폼(110)의 오동작을 피할수 있게 하여 연속적인 공정의 수행이 가능하게 한다.
기존의 정렬방법으로는 공정모듈(process chamber), 카셋트반응로(cassette chamber)(117), 정렬모듈(aligner), 냉각모듈(cooling station)의 설치 후, 각 면(facet) 및 부 모듈(sub-modual)의 스테이션(station)을 정하고, 이들 스테이션의 중심과 로봇 웨이퍼 반송장치의 중심을 일치시키는 정렬을 수행해야한다.
기존의 정렬방법은 로봇의 제어기를 가동하여 카셋트반응로(117)를 기준으로 하여 시계방향으로 스테이션을 정한 후, 360도/면(facet) 각도만큼 더해 가면서 각 면(facet)의 중심위치를 정한다.
이들 값에 의해 웨이퍼 반송로봇(lOO)은 각 면(facet)의 중심부까지 대략적인 이동을 하게 되고, 제어기의 죠그모드(JogMode)에 의해 시각에 의한 미세조정을 거쳐 정렬을 완료하게 된다.
이때의 문제점으로는 각 면(facet)이 임의의 각도로 가공되기 때문에 360도/면(facet) 수만큼 증가시킬 경우 발생하는 오차각도가 상당하다는 것이다.
이들 각도의 오차는 점차 누적되어 마지막 카세트반응로(1l7)의 정렬시에는 8각형의 경우 30도 이상의 오차를 보정해야만 한다.
또한 이들 정렬이 사람의 시각에 의한 것이므로 정렬정밀도의 신뢰도가 매우 낮고, 특히 정렬의 결과 가동시에(in-situ) 매번 제어기로 보고되지 않고 최종의 정렬값에만 의존하므로 하드웨어(H/W) 및 소프트웨어(S/W)의 일시적인 결합에 의한 한 면(facet)에의 웨이퍼반송의 실수는 전체 시스템에 걸친 공정의 실수를 유발하여 연속된 통합공정으로 이뤄진 공정의 결과를 확신할 수 없게 한다.
본 발명에서는 이러한 블확실성을 해결하고 매번의 웨이퍼 반송시마다 정렬의 결과를 제어기가 알 수 있어 동시적 관찰(in-situmonitoring)이 가능하게 하는 광학적 센서의 부착에 의한 위치감지에 의해 정확한 정렬이 가능하게 된다.
제 2 도에 나타난 바와 같이 플랫폼(110)은 다면체로 구성되고 각 facet에 주위의 부수적인 반응로들이 위치하므로 이들의 중심이 정확하게 정렬되어야 한다.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명에서는 각 면(facet)의 정확한 중심부분에 수광소자(112)를 설치하고, 웨이퍼 반송로봇(l00)의 앤드 이펙터 홀딩(holding)부분의 아랫단에 발광소자(107)를 설치하여 정확한 위치의 정렬에 의해 발광소자(107)의 빔이 수광소자(112)에 입사되도록 한다. 따라서, 최근 정렬에 의한 각 면(facet)의 위치좌표가 제어기에 주어지고, 각 면(facet)으로는 이동명령에 의해 반송로봇(100)에 주어진 위치좌표로 일단 움직이고, 이곳에서 발광소자(107)의 빔이 정렬에 의해 정확한 정렬의 여부가 제어계에 의해 판단된다.
이때 주어진 위치좌표로의 이동 후 정확한 위치정렬이 이뤄지지 못하면, 웨이퍼 반송로봇(100)의 좌우 미세회전에 의해 정렬을 수행하게 된다.
정렬이 완료된 후에는 발광부의 빔은 더 이상 작용하지 않게 된다. 또한, 로봇의 회전시 감지되는 각 면(facet)의 위치에 의해 현재의 로봇의 위치를 알 수 있게 하여, 최초의 정렬에 의해 주어지는 각 면(facet)의 위치좌표로의 이동에 오차가 발생하더라도 제어기가 현재의 위치를 감지하여 이 오차를 극복할 수 있으므로 정렬위치를 정확하게 감지하게 되며 향후 개발 및 보급예정인 클러스터 장비의 웨이퍼 반송로봇의 정렬장치로 활용할 수 있는 유용한 기술이다.
Claims (4)
- 면(facet)의 정중앙 센터라인(113)에 수광소자(112)가 설치된 다각면을 갖는 플랫폼(110)과 ; 상기 플랫폼(110)의 중앙부에 설치되는 웨이퍼 반송로봇(100)의 앤드 이펙터(end effector)를 지지하는 전단아암(103)의 하단에 발광소자(107)가 설치됨을 특징으로 하는 클러스터 장비용 웨이퍼 반송장치.
- 플랫폼(ll0)의 각 면(facet)의 정중앙에 수광소자(l12)를 설치하고, 웨이퍼 반송로봇(100)의 앤드 이펙터(end effector)를 지지하는 아암(arm) 하단에 가시광선을 광원(Visible Light Source)으로 하는 발광소자(107)를 설치하여 이 빛이 일정한 각도로 각 면(facet)의 중앙을 비추게 하여 수광소자(112)의 수광량에 따라 정렬을 수행하게 하는 것을 특징으로 하는 클러스터 장치용 웨이퍼 반송장치의 정렬방법.
- 제 2 항에 있어서, 로봇이 최초 입력된 각 면(facet)의 중심좌표까지 이동하여 정렬을 수행하고, 이곳에서 발광소자(107)의 빔에 의해 정확한 정렬의 여부가 제어기에 의해 판단되고, 정확한 위치정렬이 이뤄지지 못하면, 웨이퍼 반송로봇(100)의 좌우 미세회전에 의해 정렬을 수행하게 하여 정렬이 완료된 후에는 발광소자(107)의 빔은 더이상 적용하지 않도록 함을 특징으로 하는 클러스터 장치용 웨이퍼 반송장치의 정렬방법.
- 제 2 항에 있어서, 웨이퍼 반송로봇(l00)의 회전시 감지되는 각 면(facet)의 위치에 의해 현재의 웨이퍼반송로봇(lOO)의 위치를 알 수 있게 하여, 최초의 정렬에 의해 주어지는 각 면(facet)의 위치좌표로의 이동에 오차가 발생하더라도 제어기가 현재의 위치를 감지하여 이 오차를 극복할 수 있게 하는 것을 특징으로하는 클러스터 장치용 웨이퍼 반송장치의 정렬방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019930029998A KR0126588B1 (ko) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 클러스터 장비용 웨이퍼 반송 장치의 정렬 방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019930029998A KR0126588B1 (ko) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 클러스터 장비용 웨이퍼 반송 장치의 정렬 방법 및 장치 |
Publications (1)
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| KR0126588B1 true KR0126588B1 (ko) | 1998-04-02 |
Family
ID=19372999
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| KR1019930029998A KR0126588B1 (ko) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 클러스터 장비용 웨이퍼 반송 장치의 정렬 방법 및 장치 |
Country Status (1)
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| KR (1) | KR0126588B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101137882B1 (ko) * | 2004-12-08 | 2012-04-24 | 엘지디스플레이 주식회사 | 증착장치 |
-
1993
- 1993-12-27 KR KR1019930029998A patent/KR0126588B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101137882B1 (ko) * | 2004-12-08 | 2012-04-24 | 엘지디스플레이 주식회사 | 증착장치 |
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