KR100513401B1 - 반도체 웨이퍼 이송용 로봇 및 이를 이용한 웨이퍼 정렬방법 - Google Patents

반도체 웨이퍼 이송용 로봇 및 이를 이용한 웨이퍼 정렬방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제조설비 내에서 웨이퍼를 이송시키도록 하는 반도체 웨이퍼 이송로봇에 관한 것으로서, 이에 대한 특징적인 구성은, 승·하강 및 회전하는 지지축과; 상기 지지축에 설치되어 상기 지지축을 기준으로 회전함에 따라 링크로 연결된 선단이 상기 지지축의 중심에 대하여 신축 위치하는 로봇암과; 상기 로봇암의 선단에 구비되어 웨이퍼의 저면 가장자리 부위를 받쳐 지지하도록 핑거부를 갖는 로봇척과; 상기 로봇암 하측의 상기 지지축에 설치되어 상기 로봇척의 신축 방향으로 연장된 가이드레일과; 상기 가이드레일의 안내를 받아 왕복 이동과 승·하강 및 회전하고, 웨이퍼의 저면을 선택적으로 흡착 고정하는 정렬척과; 상기 로봇암 상측의 상기 지지축상에 상기 로봇척의 신축 방향으로 길이를 갖는 지지대와; 상기 지지대에 설치되어 대향하는 웨이퍼의 위치상태를 검출하는 검출부; 및 상기 검출부의 검출신호를 수신하여 웨이퍼의 위치상태를 판단하고, 상기 지지축, 로봇암, 정렬척의 구동을 제어하는 콘트롤러를 포함한 구성으로 이루어진다.

Description

반도체 웨이퍼 이송용 로봇 및 이를 이용한 웨이퍼 정렬방법{The robot of Semiconductor wafer transportation and alignment method using the same}
본 발명은 제조설비 내에서 웨이퍼를 이송시키도록 하는 반도체 웨이퍼 이송로봇에 관한 것이다.
일반적으로 반도체소자는 웨이퍼 상에 포토리소그래피, 식각, 이온주입, 확산, 금속증착 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행하여 복수의 회로 패턴을 적층하는 것으로 만들어진다. 이렇게 반도체소자로 제조되기까지 웨이퍼는 각 단위 공정을 수행하는 반도체소자 제조설비로 이송이 이루어질 뿐 아니라 반도체소자 제조설비 내에서도 공정 수행 위치 또는 공정 수행에 보조하는 설정위치로 이송이 이루어진다. 이러한 웨이퍼의 이송과정에 있어서, 각 공정은 웨이퍼에 한정될 것을 요구하며, 이것은 웨이퍼가 공정수행을 위한 위치에 대하여 플랫존 위치가 정확하게 정렬되어 놓이는 것으로부터 이루어질 수 있다. 이에 따라 일반적인 반도체장치 제조설비에는 웨이퍼를 이송시키는 구성과 이송과정의 웨이퍼를 정렬시키도록 하는 구성을 구비한다.
상술한 바와 같이, 웨이퍼의 이송관계와 정렬관계에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 종래 기술 구성의 설명을 위한 반도체소자 제조설비(10)의 구성과 이에 대한 웨이퍼(W)의 이송 과정을 살펴보면, 도 1에 도시한 바와 같이, 생산라인으로부터 복수 웨이퍼(W)를 탑재한 카세트(C)가 투입 위치되는 로드락챔버(La, Lb)가 있고, 이 로드락챔버(La, Lb)는 구비된 도어수단(D1)을 통해 카세트(C)의 투입 및 인출에 대응하여 선택적으로 밀폐된 분위기를 이룬다. 또한, 로드락챔버(La, Lb)의 일측으로는 다른 도어수단(D2)의 개방에 의해 트랜스퍼챔버(T)와 연통하며, 이 트랜스퍼챔버(T)는 내부에 로드락챔버(La, Lb) 내에 있는 웨이퍼(W)의 인출과 소망 위치로의 투입 및 이송을 담당하는 로봇(12)을 구비한다. 그리고, 트랜스퍼챔버(T)의 다른 측부에는 로봇(12)에 의해 투입되는 웨이퍼(W)에 대하여 공정을 수행하는 공정챔버(P1, P2)와 이 공정진행을 보조하기 위한 보조챔버(S1, S2, S3, S4) 등이 도어수단(D2)의 개폐에 따라 선택적으로 연통하는 배치를 이룬다. 이러한 구성에 있어서, 상술한 보조챔버(S1, S2, S3, S4)들 중 어느 하나는 투입되는 웨이퍼(W)의 중심과 플랫존이 설정 사항과 동일하도록 정렬시키는 기능을 담당한다.
한편, 상술한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 이송을 담당하는 로봇(12)은, 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 승·하강 및 회전 구동하는 지지축(14)을 구비한다. 또한, 지지축(14) 상에는, 지지축(14)을 기준을 하여 회전하는 제 1 로봇암(16a)과 이 제 1 로봇암(16a)의 선단에 링크로 연결되어 제 1 로봇암(16a)과 상대되는 각도로 회전하는 제 2 로봇암(16b)을 연결하여 구비하며, 제 2 로봇암(16b)의 선단에는 웨이퍼(W)의 저면을 받쳐 지지하기 위한 로봇척(18)을 구비한 구성으로 이루어진다. 그리고, 상술한 로봇척(18)은 여러 형상의 것이 있으나 여기서는 웨이퍼(W)를 다른 구성부에 인수 및 인계하기 용이하도록 함과 동시에 웨이퍼(W) 저면에 대한 접촉 면적을 줄이도록 웨이퍼(W) 가장자리 부위를 지지하는 핑거부(18a, 18b)와 이 핑거부(18a, 18b) 사이의 홈(18c)을 갖는 것이 일반적이다.
이러한 로봇(12)의 구성으로부터 동작관계는, 상술한 제 1 로봇암(16a)이 지지축(14)을 기준으로 하여 회전함에 따라 링크로 연결된 제 2 로봇암(16b)의 선단이, 도 2에 가상선과 실선으로 표시한 바와 같이, 지지축(14)을 기준으로 하여 신축 위치한다. 이때 제 2 로봇암(16b)에 구비된 로봇척(18)은 위치한 웨이퍼(W)의 저면에 근접 대향하거나 웨이퍼(W) 저면을 받쳐 지지하는 상태로 신축 위치시키게 된다. 이어서 로봇척(18)은 지지축(14)의 승·하강 구동에 의해 선택적으로 웨이퍼(W)를 받쳐 지지하거나 지지하는 웨이퍼(W)를 설정 위치에 놓이게 한다.
이러한 구성으로부터 웨이퍼(W)의 이송과정을 살펴보면, 웨이퍼(W)가 카세트(C)에 탑재된 상태로 로드락챔버(La, Lb) 내에 놓이면, 설정 조건에 따라 도어수단(D2)의 개방이 이루어지고, 이에 대응하여 트랜스퍼챔버(T) 내에 구비된 로봇(12)은 로봇척(18)이 웨이퍼(W)의 저면에 대향하는 위치에 있도록 로봇암(16a, 16b)을 신장 구동시킨다. 계속하여 로봇(12)은 지지축(14)을 승강 구동시켜 로봇척(18)이 대향하는 웨이퍼(W)의 저면을 받쳐 지지하도록 하고, 이 과정을 통하여 대상 웨이퍼(W)가 로봇척(18)상에 지지되면 상술한 로봇암(16a, 16b)을 수축 구동시킨다. 이어서 로봇(12)은 지지축(14)을 회전시켜 로봇암(16a, 16b)의 신축 구동하는 방향이 웨이퍼(W)를 정렬시키도록 하는 어느 하나의 보조챔버(S1, S2, S3, S4)에 대향하는 방향에 있도록 하고, 대향하는 위치의 도어수단(D2)이 개방됨에 대응하여 그 내부로 웨이퍼(W)를 투입토록 로봇암(16a, 16b)을 신장되게 구동시키는 일련의 과정을 수행한다. 이러한 정렬과정을 마친 웨이퍼(W)는 상술한 로봇(12)의 구동에 의해 다른 보조챔버(S1, S2, S3, S4) 또는 공정챔버(P1, P2) 내부에 대하여 마찬가지의 방법으로 투입과 인출하는 과정을 수행하고, 더불어 제조설비(10) 내의 공정을 마친 웨이퍼(W)를 카세트(C)의 설정된 위치에 투입하는 일련의 작업을 진행한다.
그러나, 상술한 바와 같이, 반도체소자 제조설비 내에는 웨이퍼를 정렬시키기 위한 별도의 챔버 구성을 더 구비하고 있으며, 이것은 제조설비의 규모가 확대됨을 의미하며, 이것은 생산라인 내에 다른 제조설비의 설치 공간을 축소시키는 문제를 갖는다. 또한, 상술한 멀티챔버 구조의 제조설비에 대하여 다른 기능을 담당하는 구성을 추가하고자 할 경우에도 그 설치 영역의 확보가 어려운 단점을 갖는다. 그리고, 제조설비는 통상 밀폐되어 외부로부터 그 내부의 진행 사항을 확인하기 어려운 관계에 있으며, 이에 따라 로봇에 의한 웨이퍼의 이송이 정상적으로 이루어지는지 확인할 수 없어 제조설비 내에서의 웨이퍼 또는 제조설비를 이루는 각부 구성의 오염 및 손상의 원인을 확인하기 어려운 관계에 있다.
본 발명의 목적은, 상술한 종래 기술에 따른 문제를 해결하기 위한 것으로서, 제조설비 내의 웨이퍼 이송 로봇에 웨이퍼를 이송하는 기능과 웨이퍼를 정렬시키는 기능을 함께 수행하도록 함으로써 제조설비의 설치 규모를 보다 축소시킬 수 있도록 하는 반도체 웨이퍼 이송용 로봇 및 이를 이용한 웨이퍼 정렬방법을 제공함에 있다.
또한, 제조설비 내에서 웨이퍼의 이송불량 또는 설정 위치에 대한 웨이퍼의 이탈 가능성 및 그에 따른 웨이퍼의 손상과 파손 등을 미연에 방지할 수 있도록 하는 반도체 웨이퍼 이송용 로봇 및 이를 이용한 웨이퍼 정렬방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 로봇의 특징적 구성은, 승·하강 및 회전하는 지지축과; 상기 지지축에 설치되어 상기 지지축을 기준으로 회전함에 따라 링크로 연결된 선단이 상기 지지축의 중심에 대하여 신축 위치하는 로봇암과; 상기 로봇암의 선단에 구비되어 웨이퍼의 저면 가장자리 부위를 받쳐 지지하도록 핑거부를 갖는 로봇척과; 상기 로봇암 하측의 상기 지지축에 설치되어 상기 로봇척의 신축 방향으로 연장된 가이드레일과; 상기 가이드레일의 안내를 받아 왕복 이동과 승·하강 및 회전하고, 웨이퍼의 저면을 선택적으로 흡착 고정하는 정렬척과; 상기 로봇암 상측의 상기 지지축상에 상기 로봇척의 신축 방향으로 길이를 갖는 지지대와; 상기 지지대에 설치되어 대향하는 웨이퍼의 위치상태를 검출하는 검출부; 및 상기 검출부의 검출신호를 수신하여 웨이퍼의 위치상태를 판단하고, 상기 지지축, 로봇암, 정렬척의 구동을 제어하는 콘트롤러를 포함한 구성으로 이루어진다.
또한, 상기 검출부는 CCD 카메라로 구성함이 바람직하고, 이때 상기 콘트롤러는 상기 CCD 카메라에 의해 촬영된 검출신호를 작업자로 하여금 확인할 수 있도록 디스플레이 하는 출력장치를 더 구비하여 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 지지대 상에는 웨이퍼상에 형성된 인식마크를 식별하여 그 신호를 상기 콘트롤러에 인가토록 함으로써 상기 콘트롤러로 하여금 대상 웨이퍼에 대한 공정의 진행 여부를 결정토록 하는 ID 인식부를 더 구비토록 함이 바람직하다.
이러한 구성에 있어서, 상기 정렬척은 웨이퍼의 저면에 대하여 진공압으로 흡착 고정하는 진공척으로 구성하여 이루어질 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 로봇을 이용한 정렬방법은, 지지축을 중심으로 신축 구동하는 로봇암의 단부에 웨이퍼의 저면 가장자리 부위를 지지하도록 하는 로봇척을 구비한 로봇에 대하여 상기 지지축 하측에 상기 로봇암의 신축 방향으로 연장시킨 가이드레일을 구비하고, 상기 가이드레일의 안내를 받아 슬라이딩 이동과 승·하강 구동과 회전 구동 및 대향하는 웨이퍼의 저면을 선택적으로 흡착 고정하는 정렬척을 구비하며, 상기 지지축상에 상기 로봇암의 신축 방향으로 연장시킨 지지대를 구비하고, 상기 지지대에 설치되어 대향하는 웨이퍼의 위치상태를 검출하는 검출부를 구비하여 구성하고, 웨이퍼를 지지하는 상기 로봇척이 상기 지지축에 근접한 설정 위치에 있도록 위치시키는 단계; 상기 로봇척 상에 놓인 웨이퍼의 위치 상태를 검출하는 단계; 및 상기 검출부의 검출신호를 수신하여 상기 정렬부의 구동을 제어하는 것으로 웨이퍼를 정렬하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 웨이퍼를 정렬하는 단계는, 상기 검출부의 검출신호를 통하여 설정된 기준위치에 대하여 현재 상기 로봇척 상에 놓인 웨이퍼 중심과의 거리 및 방향을 검출하는 단계; 상기 정렬척을 제어하여 웨이퍼를 고정토록 한 후 웨이퍼의 중심 위치가 설정된 기준위치에 대하여 상기 가이드레일의 길이 방향을 따라 일직선상에 있도록 회전시킨 후 웨이퍼 중심이 설정된 기준위치에 있도록 이송시키는 단계; 상기 로봇척상에 웨이퍼가 지지되게 한 상태에서 상기 정렬척의 중심이 설정된 기준위치로 이송하며 상기 검출부를 통하여 플랫존의 위치를 판단토록 하는 단계; 상기 정렬척으로 하여금 웨이퍼를 고정토록 한 후 웨이퍼의 플랫존이 설정 위치에 이르도록 회전시키는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 로봇과 이를 이용하는 웨이퍼 정렬방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 로봇의 구동관계를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4에 표시된 Ⅴ-Ⅴ선을 기준한 단면도이며, 도 6a 내지 도 6d는 도 4의 구성으로부터 웨이퍼의 정렬과정을 설명하기 위한 평면도로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 로봇(20)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 승·하강 및 회전 구동하는 지지축(22)을 구비하고, 이 지지축(22) 상에는 지지축(22)을 기준을 하여 회전하는 제 1 로봇암(16a)과 이 제 1 로봇암(16a)의 선단에 링크로 연결되어 제 1 로봇암(16a)과 상대되는 각도로 회전하는 제 2 로봇암(16b)을 연결하여 구비하며, 제 2 로봇암(16b)의 선단에는 웨이퍼(W)의 저면을 받쳐 지지하기 위한 로봇척(18)을 구비한 구성으로 이루어진다. 여기서, 상술한 로봇척(18)은 여러 형상의 것이 있으나 여기서는 웨이퍼(W)를 다른 구성부에 인수 및 인계하기 용이하도록 함과 동시에 웨이퍼(W) 저면에 대한 접촉 면적을 줄이도록 웨이퍼(W) 가장자리 부위를 지지하는 핑거부(18a, 18b)와 이 핑거부(18a, 18b) 사이의 홈(18c)을 갖는 일반적인 로봇척(18)을 그 적용의 예로 할 수 있으나 이러한 형상에 한정되지 않음은 물론이다. 그리고, 로봇암(16a, 16b) 하측의 지지축(22)상에는 로봇척(18)의 신축 방향으로 연장된 가이드레일(26)이 설치되고, 이 가이드레일(26)상에는 가이드레일(26)의 길이 방향 즉, 로봇척(18)이 로봇암(18)의 신축 구동하는 방향으로 안내를 받아 왕복 이동과 승·하강 및 회전할 뿐 아니라 웨이퍼(W)의 저면을 선택적으로 고정하는 정렬척(30)이 설치된다. 이러한 정렬척(30)은 가이드레일(26)의 안내를 받아 슬라이딩 이동하는 몸체(28)를 더 구비하고, 이 몸체(28)를 기준으로 승·하강 및 회전하는 구성으로 이루어질 수 있으며, 상술한 가이드레일(26)과 정렬척(30) 및 몸체(28)를 포함하여 웨이퍼(W)를 정렬시키기 위한 정렬부(24)를 이룬다. 그리고, 상술한 정렬척(30)은 로봇척(18)의 홈(18c) 부위를 통하여 승·하강구동하고, 가이드레일(26)의 안내를 받아 홈(18c) 사이 즉, 양측 핑거부(18a, 18b)에 간섭되지 않는 범위 내에서 슬라이딩 이동하며, 웨이퍼(W)의 저면에 근접 위치함에 따라 제공되는 진공압으로 웨이퍼(W)를 흡착 고정하는 진공척으로 구성될 수 있다.
한편, 상술한 로봇암(18) 상측에 위치한 지지축(22)상에는 로봇척(18)의 신축 방향으로 길이를 갖는 지지대(34)를 설치하고, 이 지지대(34)에는 하측으로부터 대향 위치되는 웨이퍼(W)의 위치상태를 검출하는 검출부(36, 38)를 구비한다. 이러한 검출부(36, 38)의 구성으로는, 웨이퍼(W)의 위치상태를 촬영하는 CCD 카메라(36)로 구성될 수 있으며, 이에 더하여 위치하는 웨이퍼(W)상에 있는 인식마크(M, M')를 식별하는 ID 인식부(38)를 더 구비한 구성으로 이루어질 수 있다. 그리고, 상술한 검출부(36, 38)는 검출신호를 연결된 콘트롤러(도시 안됨)에 인가하고, 검출부(36, 38)의 검출신호를 수신한 콘트롤러는 웨이퍼(W)의 위치상태를 판단하며, 상술한 지지축(22)과 로봇암(18) 및 정렬척(30)의 구동을 제어하는 구성을 이룬다.
상술한 로봇(20)의 구성 설명에 있어서, 제 1, 2 로봇암(18)은 도 4에서 지지축(22)의 양측에서 상호 자바라 형상으로 연동하는 것으로 도시하였으나, 이것은 다관절을 갖는 외팔보 형상으로 로봇암들을 연결한 구성에 대하여도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
이러한 구성으로부터 웨이퍼(W)의 이송과 정렬과정을 살펴보면, 웨이퍼(W)가 임의의 설정위치에 놓이면, 로봇(20)은 로봇척(18)이 웨이퍼(W)의 저면에 대향하는 위치에 있도록 로봇암(18)을 신장 구동시킨다. 계속하여 로봇(20)은 로봇척(18)의 상면에 웨이퍼(W)가 얹혀지는 정도로 지지축(22)을 승강 구동시키고, 이에 따라 웨이퍼(W)가 로봇척(18)상에 지지되면 상술한 로봇암(18)을 수축 구동시킨다. 이때 로봇척(18)은 설정된 위치에 있고, 이러한 로봇척(18)의 상부에 위치한 검출부(36, 38) 즉, CCD 카메라(36)는 로봇척(18) 상에 얹혀져 놓인 웨이퍼(W)의 위치상태를 촬영하는 것으로 검출하고, 이 검출신호 즉, 이미지신호를 콘틀롤러에 인가한다.
이에 대하여 콘트롤러는 검출부(36, 38)로부터 검출신호를 수신하여 웨이퍼(W)의 위치 상태를 판단하여 정렬척(30)의 구동을 제어한다. 여기서, 상술한 웨이퍼(W)의 위치상태 판단은 이미 설정된 기준위치(C) 즉, 웨이퍼(W)가 정상적으로 놓여야 할 위치에 현재 로봇척(18) 상에 놓인 웨이퍼(W) 중심(C')과의 거리(d) 및 그 방향을 검출하는 것이다. 이러한 검출결과를 얻은 콘트롤러는 상술한 정렬척(30)을 설정된 기준위치로부터 승강시키며 위치한 웨이퍼(W)의 저면에 근접함에 대응하여 진공압을 제공토록 하거나 정전기력을 이용하는 등의 통상의 방법을 통하여 웨이퍼(W)를 흡착 고정토록 한다. 이후 콘트롤러는 정렬척(30)을 도 6a에 표시한 화살표(m1) 방향으로 회전시켜 현재 웨이퍼(W)의 중심(C')이 설정된 기준위치(C)에 대하여 가이드레일(26)의 길이 방향 즉, 정렬척(30)의 슬라이딩 이동방향에 대하여 일직선상에 있도록 회전시킨다. 이어서 콘트롤러는 상술한 검출결과로부터 웨이퍼(W)의 중심(C') 위치와 설정된 기준위치(C) 사이의 거리(d')만큼에 대하여 정렬척(30)을 도 6b에 표시한 화살표(m2) 방향으로 슬라이딩 이동시키고, 이에 따라 웨이퍼(W)의 중심(C')은, 도 6c에 도시한 바와 같이, 설정된 기준위치(C)와 동일한 위치에 놓인다. 이때 상술한 웨이퍼(W)의 회전(m1)과 웨이퍼(W) 중심(C')을 설정된 기준위치(C)와 일치시키도록 이동(m2)시키는 작업은 동시에 징행될 수 있다. 이렇게 웨이퍼(W)의 중심(C')이 설정된 기준위치(C)와 일치하면, 콘트롤러는 웨이퍼(W)에 대한 정렬척(30)의 흡착력을 제거하고, 이어 정렬척(30)을 하강시킨 이후 슬라이딩 이동한 거리(d')만큼 복원 위치시키는 것으로 정렬척(30)의 중심이 설정된 기준위치(C)와 일선상에 있도록 한다. 이와 동시에 콘트롤러는 검출부(36, 38) 즉, CCD 카메라(36)를 통하여 웨이퍼(W)의 플랫존(F) 위치에 대한 회전각을 판단하며, 콘트롤러는 그 결과를 토대로 상술한 정렬척(30)의 승강 구동과 웨이퍼(W)의 흡착 고정 및 판단 결과 값에 대한 웨이퍼(W)의 회전을 도 6d에 표시한 화살표(m3) 방향으로 제어하는 것으로 웨이퍼(W)를 정렬시키는 것이다. 여기서, 상술한 웨이퍼(W)의 정렬과정은 로봇척(18) 상에 놓인 웨이퍼(W)가 설정된 위치로부터 벗어난 경우에 대하여 실시하는 것이고, 로봇(20)의 구동에 의해 인출된 웨이퍼(W)가 플랫존(F) 위치만이 틀어진 경우 또는 설정 위치에 정상적으로 놓인 경우에 대하여 정렬과정을 단순화시키거나 생략하는 것으로 공정을 진행토록 할 수 있는 것이다.
이렇게 웨이퍼(W)의 정렬과정이 이루어지면, 로봇(20)은 지지축(22)을 회전시켜 로봇암(18)의 신축 구동하는 방향이 웨이퍼(W)를 정렬시키도록 하는 어느 하나의 설정 위치에 대향하는 방향에 있도록 하고, 이어 대향하는 설정 위치에 대응하여 웨이퍼(W)를 투입시키도록 로봇암(18)을 신장되게 구동시키는 일련의 과정을 수행한다.
한편, 콘트롤러는 상술한 ID 인식부(38)를 통하여 검출한 신호를 수신하여 공정 프로그램에 대한 웨이퍼(W)의 공정조건이나 제조설비에 대한 공정의 진행 여부를 판단할 수 있다. 그리고, 상술한 콘트롤러에는 CCD 카메라(36)들을 통해 촬영된 이미지신호를 작업자가 확인할 수 있도록 디스플레이 하는 출력장치를 더 구비한 구성으로 이루어질 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 제조설비 내에서 웨이퍼를 이송하는 로봇 상에서 웨이퍼의 정렬이 이루어짐에 따라 이송과 정렬에 따른 작업시간이 단축되고, 웨이퍼를 정렬시키기 위한 별도의 설비와 공간이 불필요한 관계로 설비의 규모를 축소시킬 수 있어 여유 공간이 확보되는 효과가 있다.
또한, 웨이퍼의 이송 과정에서 필수적으로 위치되는 부위에 웨이퍼의 위치상태가 수시로 확인됨에 따라 제조설비 내에서 웨이퍼의 이송불량 또는 설정 위치에 대한 웨이퍼의 이탈 가능성 및 그에 따른 웨이퍼의 손상과 파손 등의 문제가 미연에 방지되어 생산성과 설비의 가동률이 향상되는 등의 효과가 있다.
본 발명은 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.
도 1은 일반적인 반도체소자 제조설비의 일 예를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 로봇의 구동관계를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 표시된 Ⅲ-Ⅲ선을 기준한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 로봇의 구동관계를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4에 표시된 Ⅴ-Ⅴ선을 기준한 단면도이다.
도 6a 내지 도 6d는 도 4의 구성으로부터 웨이퍼의 정렬과정을 설명하기 위한 평면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 제조설비 12, 20: 로봇
14, 22: 지지축 16a, 16b: 로봇암
18: 로봇척 24: 정렬부
26: 가이드레일 28: 몸체
30: 정렬척 34: 지지대
36: CCD 카메라 38: ID 인식부

Claims (7)

  1. 승·하강 및 회전하는 지지축과;
    상기 지지축에 설치되어 상기 지지축을 기준으로 회전함에 따라 링크로 연결된 선단이 상기 지지축의 중심에 대하여 신축 위치하는 로봇암과;
    상기 로봇암의 선단에 구비되어 웨이퍼의 저면 가장자리 부위를 받쳐 지지하도록 핑거부를 갖는 로봇척과;
    상기 로봇암 하측의 상기 지지축에 설치되어 상기 로봇척의 신축 방향으로 연장된 가이드레일과;
    상기 가이드레일의 안내를 받아 왕복 이동과 승·하강 및 회전하고, 웨이퍼의 저면을 선택적으로 흡착 고정하는 정렬척과;
    상기 로봇암 상측의 상기 지지축상에 상기 로봇척의 신축 방향으로 길이를 갖는 지지대와;
    상기 지지대에 설치되어 대향하는 웨이퍼의 위치상태를 검출하는 검출부; 및
    상기 검출부의 검출신호를 수신하여 웨이퍼의 위치상태를 판단하고, 상기 지지축, 로봇암, 정렬척의 구동을 제어하는 콘트롤러를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송용 로봇.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출부는 웨이퍼의 위치상태를 촬영하는 CCD 카메라임을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 이송용 로봇.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는 상기 CCD 카메라에 의해 촬영된 검출신호를 작업자로 하여금 확인할 수 있도록 디스플레이 하는 출력장치를 더 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 이송용 로봇.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지대 상에 웨이퍼상에 형성된 인식마크를 식별하여 그 신호를 상기 콘트롤러에 인가토록 함으로써 상기 콘트롤러로 하여금 대상 웨이퍼에 대한 공정의 진행 여부를 결정토록 하는 ID 인식부를 더 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 이송용 로봇.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 정렬척은 웨이퍼의 저면에 대하여 진공압으로 흡착 고정하는 진공척임을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 이송용 로봇.
  6. 지지축을 중심으로 신축 구동하는 로봇암의 단부에 웨이퍼의 저면 가장자리 부위를 지지하도록 하는 로봇척을 구비한 로봇에 대하여 상기 지지축 하측에 상기 로봇암의 신축 방향으로 연장시킨 가이드레일을 구비하고, 상기 가이드레일의 안내를 받아 슬라이딩 이동과 승·하강 구동과 회전 구동 및 대향하는 웨이퍼의 저면을 선택적으로 흡착 고정하는 정렬척을 구비하며, 상기 지지축상에 상기 로봇암의 신축 방향으로 연장시킨 지지대를 구비하고, 상기 지지대에 설치되어 대향하는 웨이퍼의 위치상태를 검출하는 검출부를 구비한 구성으로부터 웨이퍼를 지지하는 상기 로봇척이 상기 지지축에 근접한 설정 위치에 있도록 위치시키는 단계;
    상기 로봇척 상에 놓인 웨이퍼의 위치 상태를 검출하는 단계; 및
    상기 검출부의 검출신호를 수신하여 상기 정렬부의 구동을 제어하는 것으로 웨이퍼를 정렬하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송용 로봇을 이용한 정렬방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 웨이퍼를 정렬하는 단계는, 상기 검출부의 검출신호를 통하여 설정된 기준위치에 대하여 현재 상기 로봇척 상에 놓인 웨이퍼 중심과의 거리 및 방향을 검출하는 단계;
    상기 정렬척을 제어하여 웨이퍼를 고정토록 한 후 웨이퍼의 중심 위치가 설정된 기준위치에 대하여 상기 가이드레일의 길이 방향을 따라 일직선상에 있도록 회전시킨 후 웨이퍼 중심이 설정된 기준위치에 있도록 이송시키는 단계;
    상기 로봇척상에 웨이퍼가 지지되게 한 상태에서 상기 정렬척의 중심이 설정된 기준위치로 이송하며 상기 검출부를 통하여 플랫존의 위치를 판단토록 하는 단계; 및
    상기 정렬척으로 하여금 웨이퍼를 고정토록 한 후 웨이퍼의 플랫존이 설정 위치에 이르도록 회전시키는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 이송용 로봇을 이용한 정렬방법.
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