KR100701080B1 - 티칭 검사 장치와 그 방법, 티칭 검사 장치를 구비하는기판 이송 시스템 및 그의 티칭 방법 - Google Patents

티칭 검사 장치와 그 방법, 티칭 검사 장치를 구비하는기판 이송 시스템 및 그의 티칭 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 티칭 검사 장치 및 그 방법, 그리고 이를 구비하는 기판 이송 시스템 및 그의 티칭 방법에 관한 것이다. 티칭 검사 장치(teaching jig)는 이송 로봇의 로봇암에 구비되고 반사형 센서와, 압력 센서 및 이미지 센서를 포함한다. 티칭 검사 장치는 다수의 센서들을 이용하여 동시에 X, Y, Z 축 방향에 대한 위치 검출 및 보정하여 티칭한다. 따라서 본 발명에 의하면, 반도체 제조 설비의 기판 이송 시스템은 티칭 검사 장치를 이용하여 빠르고 정확한 티칭을 처리할 수 있다.
반도체 제조 설비, 티칭, 검사 장치, 기판 이송 시스템, 반사형 센서, 압력 센서, 이미지 센서

Description

티칭 검사 장치와 그 방법, 티칭 검사 장치를 구비하는 기판 이송 시스템 및 그의 티칭 방법{JIG APPARATUS FOR TEACHING AND METHOD, WAFER TRANSFER SYSTEM AND METHOD INCLUDING THE SAME}
도 1은 본 발명에 따른 기판 이송 시스템에 장착된 티칭 검사 장치를 구비하는 반도체 제조 설비의 일부 구성을 도시한 사시도;
도 2는 도 1에 도시된 티칭 검사 장치의 구성을 나타내는 사시도;
도 3은 도 1에 도시된 티칭 검사 장치의 구성을 나타내는 배면도;
도 4는 도 1에 도시된 티칭 검사 장치의 구성을 나타내는 단면도;
도 5는 본 발명에 따른 반도체 제조 설비의 기판 이송 시스템의 티칭 개념을 설명하기 위한 처리 유닛의 투입창들을 나타내는 도면;
도 6은 본 발명에 따른 티칭 검사 장치의 티칭 수순을 도시한 흐름도;
도 7은 본 발명에 따른 티칭 검사 장치를 구비하는 기판 이송 시스템의 구성을 도시한 블럭도; 그리고
도 8은 본 발명에 따른 기판 이송 시스템의 티칭 제어 수순을 나타내는 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : 기판 이송 시스템 110 : 로봇암
120 : 티칭 검사 장치 122 : 몸체
124 : 이미지 센서 126 : 압력 센서
128 : 반사형 센서 200 : 반도체 제조 설비
202 ~ 208 : 제어부 210 : 처리 유닛
212 : 투입창 220 : 테이블
230 : 네트워크
본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 티칭 검사 장치와 그의 티칭 방법, 티칭 검사 장치를 구비하는 기판 이송 시스템 및 그의 티칭 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서 포토리소그라피 공정은 웨이퍼 기판에 레지스트 용액을 도포하고 포토 마스크를 이용하여 노광 및 현상함으로써 원하는 레지스트 패턴을 형성한다. 이러한 포토리소그라피 공정은 기판 이송 시스템을 통해 레지스트 용액 도포, 노광 및 현상을 처리하는 처리 유닛(또는 공정 챔버)으로 웨이퍼 기판을 이송한다. 따라서 기판 이송 시스템은 처리 유닛으로 정확하게 웨이퍼를 공급하기 위해서 이송 로봇의 위치를 설정할 필요가 있다.
예를 들어, 스피너 시스템이나 스크러버 등의 반도체 제조 설비는 복수의 처리 유닛들을 가지며, 웨이퍼를 이송 로봇에 의해 처리 유닛으로 이송된다. 처리 유 닛은 각각의 공정을 진행하고, 다시 이송 로봇에 의해 외부로 이송된다. 예컨대, 스핀 코터 공정을 수행하는 설비에서, 웨이퍼는 이송 로봇에 의해 베이크, 도포, 그리고 현상 등의 공정을 각각 수행하는 복수의 처리 유닛 내로 이동된다. 이 때 웨이퍼가 처리 유닛 내 플레이트의 설정된 위치에 정확하게 놓이는 것은 매우 중요하다. 웨이퍼가 베이크 모듈이나 도포 모듈 내의 플레이트에 부정확하게 위치되면 웨이퍼의 전체에 대해 균일하게 가열하지 못하거나 포토레지스트의 균일한 도포가 이루어지지 않는 등의 공정 오류가 발생된다.
웨이퍼를 처리 유닛 내 플레이트 또는 스핀 척의 정확한 위치로 로딩할 수 있도록 공정이 진행되기 전에 이송 로봇의 위치를 조절하는 티칭이 이루어진다.
이송 로봇이 웨이퍼를 이송하는 중에 처리 유닛의 투입창이나 플레이트 등에 충돌의 원인으로 각 공정 모듈로 웨이퍼를 로딩하기 위한 이송 로봇의 이동 위치가 최초 설정된 위치에서 벗어나는 경우가 종종 발생된다. 이 경우 일반적으로 각각의 공정 모듈에서 이송 로봇의 이동 위치를 다시 설정하기 위해 티칭이 이루어진다. 그러나 하나의 공정 모듈에서 이송 로봇의 위치를 티칭하는 작업에 많은 시간이 소요되고, 스피너 설비에는 매우 많은 수의 모듈이 배치되므로, 각 모듈에서 이송 로봇의 이동 위치를 재설정하는데 매우 많은 시간이 소요된다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다수의 센서들을 구비하여 정확하고 빠르게 티칭하기 위한 티칭 검사 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 티칭 검사 장치를 구비하는 반도체 기판 이송 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 티칭 검사 장치는 다수의 센서들을 구비하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같이 티칭 검사 장치는 동시에 XYZ 축에 대한 위치를 검출 및 보정하고 정확하고 빠른 티칭을 가능하게 한다.
본 발명에 따른, 로봇암 및 상기 로봇암에 결합되는 이송 로봇을 포함하여, 반도체 제조 설비의 적어도 하나의 처리 유닛으로 웨이퍼를 이송하는 기판 이송 시스템의 티칭 검사 장치는, 상기 로봇암에 결합되고 중앙이 오픈된 몸체와; 상기 몸체 상부 전면에 구비되고, 상기 로봇암의 전후 움직임의 중심선상에 위치되어 상기 처리 유닛의 투입창에 대한 상기 로봇암의 개략적인 중앙 위치를 검출하도록 하는 반사형 센서와; 상기 오픈된 몸체 중앙에 구비되어 상기 몸체 중앙 하부를 촬상하여 상기 처리 유닛의 웨이퍼가 로딩되는 테이블에 대한 이미지를 획득하고, 상기 로봇암의 위치가 상기 테이블의 실제 중심 좌표에 대한 제 1 및 제 2 방향의 좌표 데이터를 검출하도록 하는 이미지 센서 및; 상기 몸체부 하단부 표면에 구비되어, 상기 테이블과 복수 개의 위치에서 접촉하여 상기 제 3 방향에 대한 기울기를 검출하도록 하는 적어도 하나의 압력 센서를 포함하여, 상기 티칭 검사 장치는 상기 검출된 제 1 내지 상기 제 3 방향에 대한 티칭이 동시에 이루어진다.
한 실시예에 있어서, 상기 몸체는 상기 로봇암에 고정 설치되거나, 또는 상기 로봇암에 장착, 분리 가능하도록 구비된다.
다른 실시에에 있어서, 상기 압력 센서는 상기 테이블에 구비되는 적어도 3 개의 지지핀들과 접촉되도록 상기 지지핀들에 대응하여 구비된다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 반사형 센서는 상기 처리 유닛의 투입창에 대응하여 상기 제 1 방향으로 이동하며 2 개의 위치를 감지하고, 상기 제 2 방향으로 이동하며 2 개의 위치를 감지하여, 상기 제 1 및 상기 제 2 방향 각각에 대한 중앙 위치를 검출하도록 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 이미지 센서는 상기 테이블의 중심 위치를 촬상하여 획득된 이미지 데이터를 제공하여, 상기 티칭 검사 장치가 상기 테이블의 실제 중심 위치와 상기 이미지 데이터에 의한 중심 위치가 일치되도록 보정하도록 한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 이미지 센서는 상기 테이블의 중심 위치를 촬상하여 획득된 이미지 데이터를 제공하여, 상기 티칭 검사 장치가 상기 테이블의 실제 중심 위치와 상기 이미지 데이터에 의한 중심 위치가 일치되도록 보정하도록 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 티칭 검사 장치는; 상기 이미지 센서로부터 상기 이미지 데이터를 받아들이고, 상기 테이블의 실제 중심 위치와 상기 이미지 데이터에 의한 중심 위치가 일치되도록 보정하도록 제어하는 제어부를 더 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 다수의 센서들을 구비하는 티칭 검사 장치의 티칭 방법이 제공된다. 이 방법에 의하면, 다수의 센서들로부터 위치 정보를 검출함으로써, 동시에 XYZ 축에 대한 위치를 검출 및 보정하고 정확하고 빠르게 티칭을 처리한다.
이 특징에 의한 티칭 방법은, 반도체 제조 설비의 처리 유닛에 대한 기판 이송 시스템의 로봇암의 개략적인 위치를 검출한다. 상기 처리 유닛의 웨이퍼가 로딩되는 테이블과 복수 개의 위치에서 접촉하여 상기 로봇암의 수직 높이를 검출한다. 상기 검출된 서로 다른 복수 개의 위치를 이용하여 상기 로봇암의 상기 수직 높이에 대한 기울기를 판별한다. 상기 티칭 검사 장치의 하단부를 촬상하여 상기 테이블의 중심 위치에 대한 이미지 데이터를 획득한다. 상기 획득된 이미지 데이터로부터 상기 테이블의 중심 위치에 대한 상기 로봇암의 실제 위치를 검출한다. 상기 로봇암의 실제 위치를 상기 테이블의 중심 위치와 일치하도록 보정한다. 이어서 상기 검출 결과 및 상기 보정을 통하여 상기 로봇암을 설정한다.
한 실시예에 있어서, 상기 개략적인 중앙 위치를 검출하는 것은, 상기 티칭 검사 장치가 가로 및 세로 방향으로 이동하면서 상기 티칭 검사 장치의 반사형 센서로부터 상기 투입창으로 광신호를 출력하고, 상기 투입창의 가장자리로부터 반사되는 광신호를 받아들여서, 상기 투입창에 대한 가로 및 세로 방향에 대한 각각의 중앙 위치를 검출한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 수직 높이를 검출하는 것은, 상기 티칭 검사 장치의 하부 표면에 구비되는 복수 개의 압력 센서들과 상기 처리 유닛의 웨이퍼가 로딩되는 테이블 간에 접촉되는 적어도 하나의 접촉 위치를 감지하여 상기 로봇암의 수직 높이를 검출한다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 다수의 센서들을 이용하는 티칭 검사 장치를 구비하는 기판 이송 시스템이 제공된다. 이와 같은 본 발명의 기판 이송 시스 템은, 다수의 센서들로부터 위치 정보를 검출함으로써, 동시에 XYZ 축에 대한 위치를 검출 및 보정하고 정확하고 빠르게 티칭을 처리하여, 공정 사고를 미연에 방지할 수 있다.
이 특징에 의한 반도체 제조 설비의 처리 유닛으로 웨이퍼를 이송하는 기판 이송 시스템은, 상기 처리 유닛으로 웨이퍼를 이송하는 로봇암과; 상기 로봇암을 구동하는 이송 로봇과; 상기 로봇암에 구비되어, 상기 처리 유닛으로 정확한 웨이퍼 이송을 위해 동시에 제 1 내지 제 3 방향에 대한 위치 정보를 검출하여 상기 로봇암의 티칭을 처리하는 티칭 검사 장치 및; 상기 이송 로봇을 제어하고, 상기 티칭 검사 장치로부터 검출된 상기 위치 정보를 받아서 상기 로봇암을 티칭하도록 상기 티칭 검사 장치를 제어하는 제어부를 포함한다.
한 실시예에 있어서, 상기 티칭 검사 장치는; 상기 로봇암에 결합되고 중앙이 오픈된 몸체와; 상기 몸체 상부 전면에 구비되고, 상기 로봇암의 전후 움직임의 중심선상에 위치되어 상기 처리 유닛의 투입창에 대한 상기 로봇암의 개략적인 중앙 위치를 검출하도록 하는 반사형 센서와; 상기 오픈된 몸체 중앙에 구비되어 상기 몸체 중앙 하부를 촬상하여 상기 처리 유닛의 웨이퍼가 로딩되는 테이블에 대한 이미지를 획득하고, 상기 로봇암의 위치가 상기 테이블의 실제 중심 위치에 대한 제 1 및 제 2 방향의 좌표 데이터를 검출하도록 하는 이미지 센서 및; 상기 몸체부 하단부 표면에 구비되어, 상기 테이블과 복수 개의 위치에서 접촉하여 상기 제 3 방향에 대한 기울기를 검출하도록 하는 적어도 하나의 압력 센서를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제어부는; 상기 로봇암 및 상기 이송 로봇을 제어 하는 로봇 컨트롤러와, 상기 반사형 센서로부터 검출된 상기 처리 유닛의 투입창에 대한 다수의 위치 데이터를 이용하여 상기 개략적인 중앙 위치를 검출하고, 상기 이미지 센서로부터 상기 이미지 데이터를 받아서 상기 로봇암의 위치가 상기 테이블의 실제 중심 위치에 대한 제 1 및 제 2 방향의 좌표 데이터를 검출하며, 그리고 상기 압력 센서들로부터 상기 테이블과 접촉되는 복수 개의 위치를 통하여 상기 기울기를 검출하여 상기 로봇암의 위치를 보정하는 비젼 컨트롤러를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 로봇암과, 상기 로봇암에 결합되는 이송 로봇 및 상기 로봇암에 구비되어 상기 로봇암의 티칭을 검사하는 티칭 검사 장치을 포함하여, 반도체 제조 설비의 적어도 하나의 처리 유닛으로 웨이퍼를 이송하는 기판 이송 시스템의 티칭 방법이 제공된다. 이 방법에 따르면, 상기 로봇암을 제 1 및 제 2 방향으로 구동시킨다. 상기 제 1 및 상기 제 2 방향으로 이동하면서 상기 처리 유닛의 투입창에 대한 개략적인 중앙 위치를 검출한다. 상기 처리 유닛의 웨이퍼가 로딩되는 테이블에 대응하여 상기 로봇암의 실제 위치를 검출한다. 상기 로봇암의 제 3 방향에 대한 기울기를 검출한다. 이어서 상기 검출된 개략적인 중앙 위치, 상기 테이블에 대한 중심 위치 및/또는 상기 기울기를 이용하여 상기 로봇암의 위치를 보정한다.
본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
이하 첨부된 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조 설비의 기판 이송 시스템 및 그의 티칭 검사 장치를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 반도체 제조 설비(200)는 다수의 처리 유닛(210)들을 포함한다. 기판 이송 시스템(100)은 로봇암(110)을 포함한다. 따라서 기판 이송 시스템(100)은 로봇암(110)을 이용하여 각 처리 유닛(210)들의 투입창(212)을 통하여 웨이퍼 기판을 이송한다. 이 때, 처리 유닛(210)의 정확한 위치로 웨이퍼를 이송하기 위하여 로봇암(110)을 티칭해야 하는데, 이를 위해 로봇암(110)에 티칭 검사 장치(120)를 구비한다.
티칭 검사 장치(teaching zig)(120)는 기판 이송 시스템(100)의 로봇암(110)에 고정 설치되거나 장착, 분리 가능한 형태로 구비된다. 그리고 로봇암(110)을 구동시켜서 X, Y 및 Z 축 방향에 대하여 위치를 검출하고, 검출된 위치 정보로부터 로봇암(110)의 위치를 보정하여 티칭을 처리한다.
구체적으로 도 2 및 도 3을 참조하면, 티칭 검사 장치(120)는 로봇암(110)에 장착, 분리 가능한 몸체(122)와, 몸체(122) 상단부 전면에 구비되어 처리 유닛(210)의 투입창(212)으로 전후 이동시, 투입창(212)에 대한 로봇암(110)의 개략적인 중심 위치를 검출하기 위한 반사형 센서(128)와, 몸체(122) 중앙에 구비되어 처리 유닛(210)의 테이블(도 4의 220) 중심 위치에 대한 X, Y 축 좌표 데이터를 검출하기 위한 이미지 센서(124) 및, 몸체(122) 하단부 표면에 구비되어 웨이퍼가 로딩되는 테이블(또는 테이블의 지지핀들)(220)과 접촉하는 다수의 압력 센서(126 : 126a ~ 126c)를 포함한다.
반사형 센서(128)는 예컨대, 발광 및 수광 센서를 구비하고 티칭시, 로봇암(110)의 전후 이동 방향에 따른 중심선 상에 위치하여, X 축 및 Z 축 방향으로 이동하면서 처리 유닛(210)의 투입창(212)으로 광신호를 발생시킨다. 광신호는 투입창(212)의 가장자리로부터 반사형 센서(128)로 반사된다. 이는 도 5에 도시된 바와 같이, 투입창(212)의 가로 및 세로 방향 즉, X 축 및 Z 축 방향으로 각각 가장자리 2 곳을 감지하고, 각각의 감지된 2 곳의 위치 좌표를 이용하여 각 방향의 중앙 위치를 검출함으로써, 로봇암(110)의 투입창(212)에 대한 대략적인 중앙 위치를 검출한다.
이미지 센서(124)는 예를 들어, 사이드 뷰 타입(side view type)의 카메라로 구비되며, 몸체(122) 중앙 하단을 촬상하여 처리 유닛(210)의 테이블(220) 중심 위치에 대한 이미지 데이터를 획득한다. 획득된 이미지를 통하여 처리 유닛(210)의 테이블(220) 중심 위치에 대한 X, Y 축 좌표 데이터를 검출한다.
그리고 압력 센서(126)들은 로봇암(110)의 두께 및 무게 등에 의한 오차를 보정하기 위하여, 웨이퍼가 로딩되는 처리 유닛(210)의 테이블(220) 예를 들어, 플레이트, 테이블(220)(또는 웨이퍼 척)에 구비되는 지지핀(미도시됨)들과 다수의 위치에서 접촉되도록 구비하여, 로봇암(110)의 수직 높이에 대한 기울기를 검출하기 위하여 Z 축에 대한 위치를 판별한다. 즉, 압력 센서(126)들과 테이블(220) 간에 다수의 접촉점들을 이용하여 Z 축에 대한 기울기 데이터를 검출한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 테이블(220)에 구비되는 3 개의 지지핀에 대응하여, 각 지지핀들이 접촉되도록 몸체 하단 표면에 3 개의 압력 센서(126a ~ 126c)를 구비한다. 따라서 압력 센서(126)는 테이블(220)이나 지지핀에 접촉되어 이에 대한 감지 신호를 각각 발생시켜서 로봇암(110)의 수직 높이 및 Z 축에 대한 기울기를 검출한다.
따라서 티칭 검사 장치(120)는 다수의 센서(124 ~ 128)들을 이용하여 동시에 X, Y, 및 Z 축에 대한 위치를 검출 및 보정함으로써, 정확하고 빠르게 티칭한다.
도 4를 참조하면, 티칭 검사 장치(120)는 처리 유닛(210)의 정확한 위치로 웨이퍼를 이송하기 위하여, 반사형 센서(128)로부터 처리 유닛(210)의 투입창(212)으로 광신호를 발생시킨다. 이에 대응하여 반사된 광신호를 받아서 투입창(212)에 대한 로봇암(110)의 대략적인 중앙 위치를 확인한다. 동시에 이미지 센서(124)는 티칭 검사 장치(120)의 중앙 하단부를 촬상하여 이미지 데이터를 획득한다. 즉, 이미지 센서(124)는 웨이퍼가 로딩되는 테이블(220)의 중심 위치에 대한 이미지 데이터를 획득한다. 그리고 획득된 이미지 데이터를 통하여 테이블(220)의 실제 중심 위치와, 티칭시 검출된 로봇암(110)의 실제 중심 위치를 비교하여 그 차이 만큼을 보정하도록 한다. 또한 압력 센서(126)는 테이블(220)과 복수개의 위치에서 접촉되어 티칭시 높낮이에 대한 기울기를 검출한다.
구체적으로 반사형 센서(128)는 도 5에 도시된 바와 같이, 처리 유닛(210)의 투입창(212)에 대하여 로봇암(110)의 개략적인 중앙 위치를 검출한다. 즉, 처리 유닛(210)의 투입창(212)으로 광신호를 발생시키고 투입창(212) 가장자리의 감지 위치(230 ~ 236)에 의해 반사되는 광신호를 받아들여서 X 축(가로) 및 Z 축(세로) 방향에 대한 중간 위치를 계산하여 로봇암(110)의 대략적인 중앙 위치를 검출한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 티칭 검사 장치(120)는 하부에 압력 센서(126) 장착과, 중앙에 이미지 센서(124) 및 로봇암(110)의 진퇴 방향의 중심선상에 반사형 센서(128)를 구비함으로써, 압력 센서(126)는 테이블(220) 및 지지핀에 접촉시 Z 측에 대한 높낮이 및 기울기를 판별하고, 이미지 센서(124)는 테이블(220)과의 관계 즉 테이블 중심에 위치하도록 테이블 중심에 대한 X, Y 좌표를 검출하며, 그리고 반사형 센서(128)는 개략적으로 처리 유닛(210)에 대한 투입창(212) 중앙 위치를 판별한다. 따라서 하나의 티칭 검사 장치(120)를 이용하여 X, Y 및 Z 축에 대한 티칭이 동시에 이루어진다.
계속해서 본 발명에 따른 티칭 방법을 도 6을 이용하여 설명한다.
도 6을 참조하면, 티칭 검사 장치(120)는 단계 S300에서 반사형 센서(128)를 이용하여 로봇암(110)과 처리 유닛(210)의 투입창(212)에 대한 개략적인 중앙 위치를 검출한다. 단계 S302에서 압력 센서(302)를 이용하여 수직 높낮이를 검출한다. 단계 S304에서 검출된 높낮이를 통해 로봇암의 Z 축에 대한 정확한 위치로 조정하기 위해 기울기를 확인 및 보정한다.
단계 S306에서 이미지 센서(124)를 이용하여 로봇암의 실제 위치와 테이블 간의 위치를 확인 및 보정하기 위해 테이블 중심 위치의 X, Y 축 좌표를 검출하고, 좌표 데이터와 실제 위치를 비교하여 상호 일치되도록 로봇암(110)을 구동하여 정확한 위치로 보정한다.
이어서 단계 S308에서 검출 및 보정을 통해 티칭이 완료, 설정되면 로봇암 (110)을 구동하여 공정을 처리한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 티칭 검사 장치를 구비하는 반도체 제조 설비의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 반도체 제조 설비(200)는 다수의 처리 유닛(210)들과, 기판 이송 시스템(100) 및 제어부(202 ~ 208)를 포함한다.
기판 이송 시스템(100)은 이송 로봇(112)과 로봇 컨트롤러(208) 및 티칭 검사 장치(120)를 포함한다. 이송 로봇(112)은 로봇암(110)과 결합되고, 로봇암(110)은 티칭 검사 장치(120)가 고정되거나, 장착 및 분리 가능하도록 구비된다. 이송 로봇(112)은 제어부의 로봇 컨트롤러(208)와 전기적으로 연결되고, 로봇 컨트롤러(208)는 이송 로봇(112)의 동작을 제어한다.
티칭 검사 장치(120)는 제어부의 비젼 컨트롤러(206)와 전기적으로 연결된다. 즉, 티칭 검사 장치(120)의 반사형 센서(128), 이미지 센서(124) 및 압력 센서(126)들과 비젼 컨트롤러(206)가 전기적으로 연결되어, 각 센서(124 ~ 128)들로부터 감지 신호 및/또는 데이터를 비젼 컨트롤러(206)로 전송한다.
또한, 처리 유닛(210)은 제어부의 처리 유닛 컨트롤러(204)와 연결되며, 처리 유닛 컨트롤러(204)는 공정 레서피에 대응하여 처리 유닛(210)들을 제어한다.
그리고 제어부 즉, 처리 유닛 컨트롤러(204), 비젼 컨트롤러(206) 및 로봇 컨트롤러(208)는 네트워크(240)를 통하여 클러스터 툴 컨트롤러(Cluster Tool Controller : CTC)(202)와 상호 연결되며, 클러스터 툴 컨트롤러(202)로부터 제반 동작을 위한 제어를 받는다.
따라서 티칭 검사 장치(120)는 다수의 센서(124 ~ 128)들을 이용하여 로봇암(110)의 위치 정보를 동시에 검출하여 제어부로 전송함으로써, 한번에 X, Y, Z 축에 대한 로봇암(110)의 위치를 검출하여 정확하고 빠른 티칭이 이루어진다.
그리고 도 8은 본 발명에 따른 기판 이송 시스템의 티칭 제어 수순을 나타내는 흐름도이다. 이 수순은 일 실시예에 따라 티칭 검사 장치(120)가 로봇암(110)에 장착 및 분리되는 타입인 경우를 이용하여 처리하는 것이다.
도 8을 참조하면, 단계 S400에서 티칭 검사 장치(120)를 로봇암(110)에 장착한다. 단계 S402에서 티칭을 설정하기 위하여 티칭 검사 장치(120)가 장착된 로봇암(110)을 구동시킨다. 단계 S404에서 로봇암(110)을 전후 방향으로 이동하면서 반사형 센서(128)로부터 처리 유닛(210)의 투입창(212)으로 광신호를 발생시키고, 투입창(212)의 가로 방향과 세로 방향에 대한 감지 위치(230 ~ 236)를 검출한다. 이는 투입창(212)의 개략적인 위치를 검출하기 위하여, 가로 방향 및 세로 방향 각각 2 지점의 감지 위치(230 ~ 236)를 설정하고, 각 감지 위치(230 ~ 236)를 이용하여 투입창(212)의 가로 및 세로 방향에 대한 각각의 중심 위치를 검출한다. 또한, 이미지 센서(124)를 이용하여 테이블(220) 중심 위치에 대한 이미지 데이터를 획득하여 테이블(220) 중심 위치에 대한 로봇암(110)의 실제 위치를 검출한다. 또 압력 센서(126)들을 이용하여 로봇암(110)의 두께 및 무게 등에 의한 오차를 제거하기 위하여 수직 높낮이에 대한 기울기를 검출한다. 그러므로 각 센서(124 ~ 128)들을 통하여 로봇암(110)의 개략적인 중앙 위치와 테이블 중앙 좌표 및 기울기를 검출한다.
단계 S406에서 검출된 데이터를 이용하여 로봇암(110)의 위치를 보정할 필요가 있는지를 판별한다. 판별 결과, 보정이 필요하면, 단계 S402로 진행하여 로봇암(110)을 구동시켜서 보정하고 다시 각각의 센서(124 ~ 128)들로부터 위치 정보들을 검출한다.
그리고 판별 결과 보정이 필요하지 않으면 단계 S408으로 진행하여 로봇암(110)이 정확한 위치로 티칭되어 있으므로 현재 상태로 로봇암(110)을 티칭 설정하고, 단계 S410에서 티칭 검사 장치(120)를 로봇암(110)으로부터 분리한다.
이상에서, 본 발명에 따른 반도체 제조 설비의 기판 이송 시스템을 위한 티칭 검사 장치의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 티칭 검사 장치 및 이를 구비하는 기판 이송 시스템은 다수의 센서들을 구비하여 로봇암의 티칭시, 동시에 X, Y 및 Z 축에 대한 위치 정보를 검출하고, 이를 통해 보정함으로써, 정확하고 빠른 티칭을 처리할 수 있다.
그러므로 반도체 기판 이송시에 발생되는 공정 사고를 미연에 방지할 수 있다.
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Claims (14)

  1. 로봇암 및 상기 로봇암에 결합되는 이송 로봇을 포함하여, 반도체 제조 설비의 적어도 하나의 처리 유닛으로 웨이퍼를 이송하는 기판 이송 시스템의 티칭 검사 장치에 있어서:
    상기 로봇암에 결합되고 중앙이 오픈된 몸체와;
    상기 몸체 상부 전면에 구비되고, 상기 로봇암의 전후 움직임의 중심선상에 위치되어 상기 처리 유닛의 투입창에 대한 상기 로봇암의 개략적인 중앙 위치를 검출하도록 하는 반사형 센서와;
    상기 오픈된 몸체 중앙에 구비되어 상기 몸체 중앙 하부를 촬상하여 상기 처리 유닛의 웨이퍼가 로딩되는 테이블에 대한 이미지를 획득하고, 상기 로봇암의 위치가 상기 테이블의 실제 중심 좌표에 대한 상호 수직하는 제 1 및 제 2 방향의 좌표 데이터를 검출하도록 하는 이미지 센서 및;
    상기 몸체 하부 표면에 구비되어, 상기 테이블과 복수 개의 위치에서 접촉하여 상기 제 1 및 상기 제 2 방향과 수직하는 제 3 방향에 대한 기울기를 검출하도록 하는 적어도 하나의 압력 센서를 포함하여,
    상기 티칭 검사 장치는 검출된 상기 제 1 내지 상기 제 3 방향에 대한 티칭이 동시에 이루어지는 것을 특징으로 하는 티칭 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체는 상기 로봇암에 고정 설치되거나, 또는 상기 로봇암에 장착, 분리 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 티칭 검사 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 센서는 상기 테이블에 구비되는 적어도 3 개의 지지핀들과 접촉되도록 상기 지지핀들에 대응하여 구비되는 것을 특징으로 하는 티칭 검사 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 반사형 센서는 상기 처리 유닛의 투입창에 대응하여 상기 제 1 방향으로 이동하며 2 개의 위치를 감지하고, 상기 제 2 방향으로 이동하며 2 개의 위치를 감지하여, 상기 제 1 및 상기 제 2 방향 각각에 대한 중앙 위치를 검출하도록 하는 것을 특징으로 하는 티칭 검사 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 상기 테이블의 중심 위치를 촬상하여 획득된 이미지 데이터를 제공하여, 상기 티칭 검사 장치가 상기 테이블의 실제 중심 위치와 상기 이미지 데이터에 의한 중심 위치가 일치되도록 보정하도록 하는 것을 특징으로 하는 티칭 검사 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 상기 테이블의 중심 위치를 촬상하여 획득된 이미지 데이터를 제공하여, 상기 티칭 검사 장치가 상기 테이블의 실제 중심 위치와 상기 이미지 데이터에 의한 중심 위치가 일치되도록 보정하도록 하는 것을 특징으로 하는 티칭 검사 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 티칭 검사 장치는;
    상기 이미지 센서로부터 상기 이미지 데이터를 받아들이고, 상기 테이블의 실제 중심 위치와 상기 이미지 데이터에 의한 중심 위치가 일치되도록 보정하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 티칭 검사 장치.
  8. 티칭 검사 장치의 티칭 방법에 있어서:
    반도체 제조 설비의 처리 유닛에 대한 기판 이송 시스템의 로봇암의 개략적인 위치를 검출하는 단계와;
    상기 처리 유닛의 웨이퍼가 로딩되는 테이블과 복수 개의 위치에서 접촉하여 상기 로봇암의 수직 높이를 검출하는 단계와;
    상기 검출된 서로 다른 복수 개의 위치를 이용하여 상기 로봇암의 상기 수직 높이에 대한 기울기를 판별하는 단계와;
    상기 티칭 검사 장치의 하단부를 촬상하여 상기 테이블의 중심 위치에 대한 이미지 데이터를 획득하는 단계와;
    상기 획득된 이미지 데이터로부터 상기 테이블의 중심 위치에 대한 상기 로봇암의 실제 위치를 검출하는 단계와;
    상기 로봇암의 실제 위치를 상기 테이블의 중심 위치와 일치하도록 보정하는 단계 및;
    상기 검출 결과 및 상기 보정을 통하여 상기 로봇암을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 티칭 검사 장치의 티칭 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 개략적인 중앙 위치를 검출하는 단계는;
    상기 티칭 검사 장치가 가로 및 세로 방향으로 이동하면서 상기 티칭 검사 장치의 반사형 센서로부터 상기 투입창으로 광신호를 출력하고, 상기 투입창의 가장자리로부터 반사되는 광신호를 받아들여서, 상기 투입창에 대한 가로 및 세로 방향에 대한 각각의 중앙 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 티칭 검사 장치의 티칭 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 수직 높이를 검출하는 단계는;
    상기 티칭 검사 장치의 하부 표면에 구비되는 복수 개의 압력 센서들과 상기 처리 유닛의 웨이퍼가 로딩되는 테이블 간에 접촉되는 적어도 하나의 접촉 위치를 감지하여 상기 로봇암의 수직 높이를 검출하는 것을 특징으로 하는 티칭 검사 장치의 티칭 방법.
  11. 반도체 제조 설비의 처리 유닛으로 웨이퍼를 이송하는 기판 이송 시스템에 있어서:
    상기 처리 유닛으로 웨이퍼를 이송하는 로봇암과;
    상기 로봇암을 구동하는 이송 로봇과;
    상기 로봇암에 구비되어, 상기 처리 유닛으로 정확한 웨이퍼 이송을 위해 동시에 제 1 내지 제 3 방향에 대한 위치 정보를 검출하여 상기 로봇암의 티칭을 처리하는 티칭 검사 장치 및;
    상기 이송 로봇을 제어하고, 상기 티칭 검사 장치로부터 검출된 상기 위치 정보를 받아서 상기 로봇암을 티칭하도록 상기 티칭 검사 장치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 티칭 검사 장치는;
    상기 로봇암에 결합되고 중앙이 오픈된 몸체와;
    상기 몸체 상부 전면에 구비되고, 상기 로봇암의 전후 움직임의 중심선상에 위치되어 상기 처리 유닛의 투입창에 대한 상기 로봇암의 개략적인 중앙 위치를 검출하도록 하는 반사형 센서와;
    상기 오픈된 몸체 중앙에 구비되어 상기 몸체 중앙 하부를 촬상하여 상기 처리 유닛의 웨이퍼가 로딩되는 테이블에 대한 이미지를 획득하고, 상기 로봇암의 위치가 상기 테이블의 실제 중심 위치에 대한 상기 제 1 및 상기 제 2 방향의 좌표 데이터를 검출하도록 하는 이미지 센서 및;
    상기 몸체 하부 표면에 구비되어, 상기 테이블과 복수 개의 위치에서 접촉하여 상기 제 3 방향에 대한 기울기를 검출하도록 하는 적어도 하나의 압력 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어부는;
    상기 로봇암 및 상기 이송 로봇을 제어하는 로봇 컨트롤러와,
    상기 반사형 센서로부터 검출된 상기 처리 유닛의 투입창에 대한 다수의 위치 데이터를 이용하여 상기 개략적인 중앙 위치를 검출하고, 상기 이미지 센서로부터 상기 이미지 데이터를 받아서 상기 로봇암의 위치가 상기 테이블의 실제 중심 위치에 대한 상기 제 1 및 상기 제 2 방향의 좌표 데이터를 검출하며, 그리고 상기 압력 센서들로부터 상기 테이블과 접촉되는 복수 개의 위치를 통하여 상기 기울기를 검출하여 상기 로봇암의 위치를 보정하는 비젼 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 시스템.
  14. 로봇암과, 상기 로봇암에 결합되는 이송 로봇 및 상기 로봇암에 구비되어 상기 로봇암의 티칭을 검사하는 티칭 검사 장치를 포함하여, 반도체 제조 설비의 적어도 하나의 처리 유닛으로 웨이퍼를 이송하는 기판 이송 시스템의 티칭 방법에 있어서:
    상기 로봇암을 상호 수직하는 제 1 및 제 2 방향으로 구동시키는 단계와;
    상기 제 1 및 상기 제 2 방향으로 이동하면서 상기 처리 유닛의 투입창에 대한 개략적인 중앙 위치를 검출하는 단계와;
    상기 처리 유닛의 웨이퍼가 로딩되는 테이블에 대응하여 상기 로봇암의 실제 위치를 검출하는 단계와;
    상기 로봇암의 상기 제 1 및 상기 제 2 방향과 수직하는 제 3 방향에 대한 기울기를 검출하는 단계와;
    상기 검출된 개략적인 중앙 위치, 상기 테이블에 대한 중심 위치 및 상기 기울기를 이용하여 상기 로봇암의 위치를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 시스템의 티칭 방법.
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