KR101329699B1 - 기판 처리 설비 및 기판 이송 로봇의 자동 티칭 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 이송 로봇의 자동 티칭 방법을 제공한다.
본 발명은 제어부가 암을 이동시킨 후 제1영상데이터를 획득하는 단계; 상기 제어부가 상기 암을 일정 각도 회전시킨 후 제2영상데이터를 획득하는 단계; 상기 제어부가 상기 제1영상데이터와 상기 제2영상데이터 각각의 중심 사이 길이인 중심거리를 계산하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 각도와 상기 중심거리를 이용하여 상기 암의 길이를 계산하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 기판 이송 로봇의 자동 티칭시 제원상 암의 길이 대신 실제 계산된 암의 길이를 이용할 수 있어 티칭 작업을 보다 정밀하게 할 수 있다.

Description

기판 처리 설비 및 기판 이송 로봇의 자동 티칭 방법{FACILITY FOR TREATING SUBSTRATES AND AUTOMATIC TEACHING METHOD OF WAFER TRASFER ROBOT}
본 발명은 기판 이송 로봇의 자동 티칭 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 기판 이송 로봇의 티칭시 요구되는 로봇 암의 길이를 계산하는 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서 포토리소그라피 공정은 웨이퍼 기판에 레지스트 용액을 도포하고 포토 마스크를 이용하여 노광 및 현상함으로써 원하는 레지스트 패턴을 형성하는 공정이다. 이러한 포토리소그라피 공정은 기판 이송 장치를 통해 레지스트 용액 도포, 노광 및 현상을 처리하는 처리 유닛(또는 공정 챔버)으로 웨이퍼 기판 이송을 포함한다. 따라서 기판 이송 장치는 각각의 처리 유닛으로 정확하게 웨이퍼를 공급하기 위해 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 이송한다. 처리 유닛은 각각의 공정을 진행하고, 다시 이송 로봇에 의해 웨이퍼는 외부로 이송된다. 이 때 웨이퍼가 처리 유닛 내 플레이트의 설정된 위치에 정확하게 놓이는 것은 매우 중요하다. 웨이퍼가 베이크 모듈이나 도포 모듈 내의 플레이트에 부정확하게 놓이면 웨이퍼의 전체에 대해 균일하게 가열하지 못하거나 포토레지스트의 균일한 도포가 이루어지지 않는 등의 공정 오류가 발생된다.
이를 위해 웨이퍼를 처리 유닛 내 플레이트 또는 스핀 척의 정확한 위치로 로딩할 수 있도록 공정이 진행되기 전에 이송 로봇의 위치를 조절하는 티칭 작업이 이루어진다.
한편, 이송 로봇이 웨이퍼를 이송하는 중에 처리 유닛의 투입창이나 플레트 등에 충돌로 인해 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 티칭을 재설정해야 한다.
도 1을 참조하면, 반도체 제조 설비(10)는 기판 이송 로봇(20)의 이동 방향(즉, Y축 방향)과 평행하게 배치되는 다수의 처리 유닛(12)들을 포함한다. 기판 이송 로봇(20)은 적어도 하나의 로봇 암(22)을 구비한다. 따라서 기판 이송 로봇(20)은 로봇 암(22)을 이용하여 각 처리 유닛(12)들의 투입창(14)을 통해 웨이퍼를 이송한다. 이 때, 각 처리 유닛(12)들의 정확한 위치로 웨이퍼를 이송하기 위해 로봇 암(22)을 티칭해야 하는데, 이를 위해 로봇 암(22)에 티칭용 지그(30)를 장착한다.
티칭용 지그(teaching zig)(30)는 기판 이송 로봇(20)의 로봇 암(22)에 고정 설치되거나 장착, 분리 가능한 형태로 구비된다. 그리고 로봇 암(22)을 구동시켜서 X, Y 및 Z축 방향에 대해 위치를 검출하고, 검출된 위치정보로부터 로봇 암(22)의 위치를 보정하여 티칭을 처리한다.
이를 위해 티칭용 지그(30)는 중앙 하단 방향으로 촬상 가능한 비젼 카메라(32)를 구비한다. 비젼 카메라(32)는 지그(30)의 중앙 하단 방향으로 촬상하여 처리 유닛(12)의 플래이트(미도시)에 대한 영상 데이터를 획득한다. 획득된 영상 데이터는 유선 또는 무선 통신을 통해 제어부(미도시)로 제공된다.
제어부는 비젼 카메라(32) 및 기판 이송 로봇(20)을 제어하는 컨트롤러로, 비젼 카메라(32)로부터 영상 데이터를 받아 처리 유닛(12)의 플레이트의 중심 위치에 대한 X, Y 축 좌표 데이터를 검출한다. 따라서 제어부는 비젼 카메라(32)를 이용하여 각각의 처리 유닛(12)의 정확한 중앙 위치에 웨이퍼를 공급할 수 있도록 로봇 암(22)의 X, Y 및 Z 축에 대한 위치를 검출 및 보정하여 티칭을 설정한다.
그런데 이와 같은 로봇 암(22)의 티칭 작업을 수행할 때, 로봇 암(22)의 중심으로부터 비젼 카메라(32)의 중심(또는, 영상 데이터의 원점)까지 거리(암의 길이)가 필요한 바, 일반적으로 설계상의 데이터값을 사용하고 있어 실제 로봇 암(22)의 작동 과정 또는 설치 과정에서의 오차 등에 의해 부정확한 암의 길이 값을 사용하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 기판 이송 로봇의 자동 티칭시 암의 길이를 직접 계산할 수 있는 기판 이송 로봇의 자동 티칭 방법을 제공한다.
본 발명은 직접 계산된 암의 길이를 티칭 작업에 이용할 수 있어 티칭 작업을 보다 정밀하게 하는 기판 이송 로봇의 자동 티칭 방법을 제공한다.
본 발명은 기판 이송 로봇의 다양한 제원에도 불구하고 티칭 작업에 필요한 암의 길이를 작업자가 직접 입력할 필요가 없는 기판 이송 로봇의 자동 티칭 방법을 제공한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 기판 이송 로봇의 자동 티칭 방법은 내부에 기판이 안착되는 플레이트를 갖는 복수개의 처리유닛과, 상기 처리유닛으로 기판을 이송하는 로봇과, 상기 로봇의 암에 장착되는 비젼카메라와, 상기 플레이트에 구비되는 기준표시부 및 상기 암의 움직임을 제어하는 제어부를 포함하는 기판 처리 설비 중 기판 이송 로봇의 자동 티칭 방법에 있어서, 상기 제어부가 상기 암을 이동시킨 후 상기 비젼카메라에 의해 상기 기준표시부의 중심에 대한 제1영상데이터를 획득하는 단계(S1); 상기 제어부가 상기 단계(S1)에서의 상기 암의 길이(L1)를 유지한 채 상기 암을 일정 각도(θ) 회전시킨 후 상기 기준표시부의 중심에 대한 제2영상데이터를 획득하는 단계(S2); 상기 제어부가 상기 단계(S1)의 상기 제1영상데이터의 중심(O)에서 상기 단계(S2)의 상기 제2영상데이터의 중심(O')까지 길이인 중심거리(L2)를 계산하는 단계(S3); 및 상기 제어부가 상기 각도(θ)와 상기 중심거리(L2)를 이용하여 상기 암의 길이(L1)를 계산하는 단계(S4)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한 실시예에 있어서, 상기 단계(S4)에서 상기 암의 길이(L1)은
Figure 112010087962007-pat00001
에 의해 계산되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 기판 이송 로봇의 자동 티칭시 제원상 암의 길이 대신 실제 계산된 암의 길이를 이용할 수 있어 티칭 작업을 보다 정밀하게 할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 다양한 제원의 기판 이송 로봇에 대해 그 암의 길이를 작업자가 직접 입력할 필요가 없어져 작업이 간소해지고 작업효율이 높아지는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 기판 이송 로봇을 티칭하는 기판 처리 설비의 개략적 구성을 도시한 사시도;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 처리유닛을 구비한 기판 처리 설비의 개략적 구성을 도시한 도면;
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 영상 데이터를 통해 로봇 암의 길이를 계산하는 위한 좌표평면을 도시한 도면; 및
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 암의 길이를 구하는 과정을 도시한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 처리유닛을 구비한 기판 처리 설비의 개략적 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 영상 데이터를 통해 로봇 암의 길이를 계산하는 위한 좌표평면을 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 암의 길이를 구하는 과정을 도시한 흐름도이다.
먼저 도 2를 참조하면 본 발명은 내부에 기판(미도시)이 안착되는 플레이트(206)를 갖는 복수개의 처리유닛(202)과, 상기 처리유닛(202)으로 기판을 이송하는 로봇(210)과, 상기 로봇(210)의 암(212)에 장착되는 비젼카메라(214)와, 상기 플레이트(206)에 구비되는 기준표시부(204) 및 상기 암(212)의 움직임을 제어하는 제어부(220)를 포함하는 기판 처리 설비 중 기판 이송 로봇의 자동 티칭 방법에 적용될 수 있다.
한편, 도 3의 X-Y 좌표축은 기판 이송 로봇에 대한 좌표축임을 밝혀 둔다.
이어서, 도 2, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따라 기판 이송 로봇의 암 길이를 계산하는 과정을 단계별로 순차적으로 설명한다.
[단계 1(S1)]
먼저 제어부(220)는 기판 이송 로봇(210)의 암(212)을 처리유닛(202) 내부의 특정 위치(바람직하게는 비젼카메라(214)의 좌표축 중심과 기준표시부(204)의 중심(208)이 일치하는 위치로서, 이하에서는 기준표시부(204)의 중심(208)이 후술할 제1영상데이터(D1)의 중심(O)과 일치한 경우를 대상으로 설명한다.)로 이동시킨 후(S1-1), 상기 비젼카메라(214)에 의해 상기 기준표시부(204)의 중심(208)에 대한 제1영상데이터(D1)를 획득한다(S1-2).
이 때, 상술한 바와 같이 상기 비젼카메라(214)의 중심과 상기 기준표시부(204)의 중심(208)이 일치함에 따라 상기 제1영상데이터(D1)의 중심(O)과 상기 기준표시부(204)의 중심(208)이 일치한 상태가 되는 것이다.
[단계 2(S2)]
이어서, 상기 제어부(220)가 상기 단계 1(S1)에서의 암(212)의 길이(L1)를 유지한 채 상기 암(212)을 일정 각도(θ) 회전시킨 후(S2-1), 상기 기준표시부(204)의 중심에 대한 제2영상데이터(D2)를 획득한다(S2-2).
즉, 단계 2(S2)에서 암(212)이 회전할 때 암(212)의 길이는 일정하게 유지되어야 하는 것이며, 상기 암(212)이 회전하는 각도(θ)는 상기 제어부(220)에 의해 계산된 후 그 값이 저장된다.
[단계 3(S3)]
이어서, 상기 제어부(220)가 상기 단계(S1)의 상기 제1영상데이터(D1)의 중심(O)에서 상기 단계(S2)의 상기 제2영상데이터(D2)의 중심(O')까지의 길이인 중심거리(L2)를 계산한다(S3).
이 때, 중심거리(L2)는 상기 제어부(220)가 상기 제1영상데이터(D1)와 상기 제2영상데이터(D2)를 비교하여 상기 제1영상데이터(D1)의 중심(O)과 상기 제2영상데이터(D2)의 중심(O') 사이에 존재하는 픽셀의 개수를 통해 그 길이를 계산할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 픽셀의 개수를 통해 상기 제1영상데이터(D1)의 중심(O)과 상기 제2영상데이터(D2)의 중심(O') 사이 길이를 계산할 때 상기 기준표시부(204)의 중심이 상기 제1영상데이터(D1)와 상기 제2영상데이터(D2)에 모두 포함되는 것이 바람직할 것이다.
[단계 4(S4)]
이어서 상기 제어부(220)는 상기 단계 3(S3)에서 계산된 상기 각도(θ)와 상기 단계 4(S4)에서 계산된 중심거리(L2)를 이용하여 상기 암(212)의 길이(L1)을 계산한다.
이 때, 상기 길이(L1)을 계산하는 식은 다음과 같다.
Figure 112010087962007-pat00002
한편, 상술한 바와 같이 각 단계를 거쳐 상기 암(212)의 길이(L1)를 계산할 수 있으므로 기판 이송 로봇의 티칭 작업을 보다 정밀하게 할 수 있으며, 작업 속도 향상 효과를 기대할 수 있다. 또한, 다양한 제원의 기판 이송 로봇에 대해 그 암의 길이를 작업자가 입력할 필요가 없어져 작업이 간소화해지는 효과를 기대할 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 기판 이송 로봇의 자동 티칭 방법에서 필요로 하는 암의 길이를 구하는 방법을 각 단계별로 설명하였으나, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
202 : 처리유닛 204 : 기준표시부
206 : 플레이트 208 : 기준표시부의 중심
210 : 기판 이송 로봇 212 : 암
214 : 비젼카메라 D1: 제1영상데이터
D2 : 제2영상데이터

Claims (4)

  1. 내부에 기판이 안착되고 기준표시부가 구비된 플레이트를 갖는 복수개의 처리유닛과, 상기 처리유닛으로 기판을 이송하는 로봇과, 상기 로봇의 암에 장착되는 비젼카메라와, 상기 암의 움직임을 제어하는 제어부를 포함하는 기판 처리 설비 중 기판 이송 로봇의 자동 티칭 방법에 있어서,
    상기 제어부가 상기 암을 이동시킨 후 상기 비젼카메라에 의해 상기 기준표시부의 중심에 대한 제1영상데이터를 획득하는 단계(S1);
    상기 제어부가 상기 단계(S1)에서의 상기 암의 길이(L1)를 유지한 채 상기 암을 일정 각도(θ) 회전시킨 후 상기 기준표시부의 중심에 대한 제2영상데이터를 획득하는 단계(S2);
    상기 제어부가 상기 단계(S1)의 상기 제1영상데이터의 중심(O)에서 상기 단계(S2)의 상기 제2영상데이터의 중심(O')까지 길이인 중심거리(L2)를 계산하는 단계(S3); 및
    상기 제어부가 상기 각도(θ)와 상기 중심거리(L2)를 이용하여 상기 암의 길이(L1)를 계산하는 단계(S4)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 로봇의 자동 티칭 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계(S4)에서 상기 암의 길이(L1)는
    Figure 112010087962007-pat00003
    에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 로봇의 자동 티칭 방법.
  3. 내부에 기판이 안착되고 기준표시부가 구비된 플레이트를 갖는 복수개의 처리유닛과,
    상기 처리유닛으로 기판을 이송하는 로봇과,
    상기 로봇의 암에 장착되는 비젼카메라와,
    상기 암의 움직임을 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 암을 이동시킨 후 상기 비젼카메라에 의해 상기 기준표시부의 중심에 대한 제1영상데이터를 획득하고, 상기 암의 길이(L1)를 유지한 채 상기 암을 일정 각도(θ) 회전시킨 후 상기 기준표시부의 중심에 대한 제2영상데이터를 획득하고, 상기 제1영상데이터의 중심(O)에서 상기 제2영상데이터의 중심(O')까지 길이인 중심거리(L2)를 계산하고, 상기 각도(θ)와 상기 중심거리(L2)를 이용하여 상기 암의 길이(L1)를 계산하여 상기 로봇을 자동 티칭하는 것을 특징으로 하는기판 처리 설비.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 암의 길이(L1)는
    Figure 112012067456892-pat00008
    에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.

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