KR102128995B1 - 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 시스템 및 방법과 웨이퍼 핸들링 기계 - Google Patents

웨이퍼 핸들링을 모니터하는 시스템 및 방법과 웨이퍼 핸들링 기계 Download PDF

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스테판 브레들리 마이너
윌리엄 존 포스나이트
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글로벌파운드리즈 인크.
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Abstract

웨이퍼 핸들링을 모니터하는 시스템들, 기계들 및 방법들이 본 명세서에 개시된다. 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 시스템은 센서 및 제어기를 포함한다. 센서는 조립된 웨이퍼 핸들링 기계에 고정될 수 있다. 제어기는 센서와 전자 통신을 하고, 제어 로직을 포함한다. 제어 로직은, 웨이퍼 핸들링 기계가 정렬될 때 센서의 기준 전압을 저장하도록 구성되고 센서의 기준 출력과 현재 출력간 차이가 임계치를 초과할 때 표시 신호를 생성하도록 구성된다.

Description

웨이퍼 핸들링을 모니터하는 시스템 및 방법과 웨이퍼 핸들링 기계{A SYSTEM AND METHOD FOR MONITORING WAFER HANDLING AND A WAFER HANDLING MACHINE}
본 발명은 반도체 웨이퍼 핸들링에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 반도체 웨이퍼 핸들링 동안 잠재적인 스크래치들을 검출하기 위해 기계 정렬을 모니터하는 것에 관한 것이다.
집적된 회로들 및 다른 마이크로디바이스들의 제조는 여러 기계들에서 수행되는 다양한 처리 단계들을 포함한다. 얇은 슬라이스의 반도체 재료(웨이퍼)는 통상적으로 로봇 웨이퍼 핸들러를 사용하여 서로 다른 기계들 사이에서 옮겨지거나 운반된다. 로봇 웨이퍼 핸들러의 부품들은 부품의 마모 또는 우연한 사람의 개입으로 인해 오정렬될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼 핸들러의 부품에서 0.1도의 기울기는 로봇팔이 핸들링하는 동안 웨이퍼의 스크래칭을 발생시킬 수 있다.
도구 시간(tool time) 및 재료의 손실을 초래하는 스크래치된 웨이퍼들은 통상적으로 폐기된다. 더욱이, 통상적인 웨이퍼 처리 순서는 웨이퍼가 검사될 때까지 후속의 여러 처리 단계들 동안 스크래치를 검출하지 못할 수 있다. 여러 처리 단계들 동안, 수백 개의 웨이퍼들은 이미 오정렬된 툴에 의해 스크래치될 수 있다.
툴이 스크래칭하고 있는지를 검사하기 위해 추가적인 단계들이 추가될 수 있다. 추가적인 단계들은 통상적으로 웨이퍼들 및 검출 툴을 사용하여 매주마다 수행된다. 이러한 단계들에서 주기적인 시간 및 웨이퍼들이 소모되고 또한 일정 기간에 대해 검출되지 않은 스크래치들을 발생시킬 수 있다. 스크래칭의 기간 동안, 수천장의 웨이퍼들이 스크래치될 수 있다. 추가적인 단계들의 빈도의 증가는 더 많은 도구 시간의 손실을 초래한다.
따라서, 잠재적인 웨이퍼 스크래치들에 대한 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 개선된 웨이퍼 핸들링 기계를 제공하는 것이 바람직하다. 더욱이, 다른 바람직한 특징들 및 특성들은 첨부된 도면들, 발명의 요약 및 배경 기술과 결합하여 후속의 상세한 설명 및 첨부된 청구범위로부터 명확해질 것이다.
웨이퍼 핸들링을 모니터하는 시스템들, 기계들 및 방법들이 본 명세서에 개시된다. 일 실시예에서, 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 시스템은 센서 및 제어기를 포함한다. 센서는 조립된 웨이퍼 핸들링 기계에 고정되도록 구성된다. 제어기는 센서와 전자 통신을 하고, 제어 로직을 포함한다. 제어 로직은, 웨이퍼 핸들링 기계가 정렬될 때 센서의 기준 전압을 저장하도록 구성되고 상기 센서의 기준 출력과 현재 출력간 차이가 임계치를 초과할 때 표시 신호를 생성하도록 구성된다.
다른 예시적인 실시예에서, 웨이퍼 핸들링 기계는 로드 포트, 로봇 팔, 센서, 제어기 및 자동 제어 모듈을 포함한다. 로드 포트는 웨이퍼들을 고정할 수 있고 로봇 팔은 상기 웨이퍼들을 집어들어 움직일 수 있다. 센서는 로드 포트와 로봇 팔 중 적어도 하나의 외부에 고정된다. 상기 웨이퍼 핸들링 기계가 정렬될 때 상기 센서의 기준 출력을 저장하고, 상기 센서의 기준 출력과 현재 출력간 차이가 임계치를 초과할 때 표시 신호를 생성하기 위한 제어 로직을 상기 제어기가 포함한다. 자동 제어 모듈은 상기 로봇 팔의 움직임을 제어하도록 구성되고 상기 제어기로부터 분리된다.
다른 예시적인 실시예에서, 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 웨이퍼 핸들링 기계가 정렬될 때 웨이퍼 핸들링 기계에 고정되는 센서의 기준 출력을 저장하는 단계와 상기 센서의 상기 기준 출력 및 현재 출력간 차이가 임계치를 초과할 때 표시 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
하기의 상세한 설명은 특성상 단지 예시적인 것이고 대상 또는 출원의 실시예들과 그와 같은 실시예들의 사용들을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 명세서에서 사용되는, 단어 "예시적인"은 "예시, 사례 또는 도해로서 역할을 하는"을 의미한다. 본 명세서에서 서술된 임의의 구현은 반드시 다른 구현들에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 이해되지 않는다. 더욱이, 상술된 기술분야, 배경 기술, 발명의 요약 또는 하기의 상세한 설명에 나타난 임의의 명시적 또는 암시적인 이론에 의해 제한되도록 의도되지 않는다.
다음의 설명에서 모두 "접속되는" 또는 "결합되는" 요소들 또는 노드들 또는 특징들을 언급한다. 본 명세서에서 사용되는 것처럼, 다르게 명시적으로 언급되지 않으면, "결합되는"은 한 요소/노드/특징이 다른 요소/노드/특징과 직접적으로 결합되는 것(또는 직접적이거나 간접적으로 통신하는 것)을 의미하지만, 반드시 기계적이지는 않다. 유사하게, 다르게 명시적으로 언급되지 않으면, "접속하는"은 한 요소/노드/특징이 다른 요소/노드/특징과 직접적으로 결합되는 것(또는 직접적으로 통신하는 것)을 의미하지만, 반드시 기계적이지는 않다.
일반적으로, 본 명세서에서 제공된 실시예들은 웨이퍼 툴들, 챔버들 및 로드포트들의 프레임들이 조정되고 있는 것을 검증하기 위해 틸트 센서들 및 변위 센서들을 이용한다. 오정렬된 툴들로부터의 웨이퍼 스크래칭은 따라서 감소될 수 있다. 상기 시스템은 서로 다른 부품들 및 구성들을 갖는 매우 다양한 웨이퍼 핸들링과 함께 사용될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들은 다음의 도면들과 결합하여 이후에서 기술될 것이고, 동일한 번호들은 동일한 요소들을 나타낸다.
도 1은 일부 실시예들에 따른 모니터링 시스템의 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 일부 실시예들에 따른 도 1의 모니터링 시스템을 포함하는 웨이퍼 핸들링 기계의 등각도들이다.
도 3은 일부 실시예들에 따른 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 방법의 흐름도이다.
도 1은 일부 실시예들에 따른 모니터링 시스템(100)의 블록도를 도시한다. 모니터링 시스템(100)은 센서들(110), 이미징 디바이스(112) 및 제어기(114)를 포함한다. 모니터링 시스템(100)은 공장 자동화 기반구조(116)과 무선 통신할 수 있다. 센서들(110)은 제1 인터커넥트(120)를 통해 제어기(114)와 전기적으로 통신하고 이미징 디바이스(112)는 제2 인터커넥트(122)를 통해 제어기(114)와 전기적으로 통신한다. 제공된 예에서, 인터커넥트들(120, 122)은 전기적으로 도전성의 배선들의 그룹으로부터 절연된다. 예를 들어, 각 센서는 제어기(114)와 개별적인 통신을 위해 인터커넥트(120) 내에서 개별 배선을 가질 수 있다. 센서들(110) 및 이미징 디바이스(112)는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 무선 통신과 같은 다른 방법들로 제어기(114)와 통신할 수 있도록 이해된다.
아래에서 기술될 것처럼, 센서들(110)은 반도체 디바이스 제조를 위해 사용되는 웨이퍼 핸들링 기계에 고정되도록 구성된다. 제공된 예시에서의 센서들(110)은 레벨 또는 틸트 센서들(130), 온도 센서들(132), 진동 센서들(134), 및 고조파 센서들(136)을 포함한다. 센서들(110)은 거의 실시간 스크래치 검출을 허용한다. 예를 들어, 진동 센서들(134)은 로봇이 진동하고 있고, 스크래치를 발생시킬 수 있을 때를 검출할 수 있다. 고조파 센서들(136)은, 오정렬 및 웨이퍼 스크래치들의 위험을 나타낼 수 있는 기계의 음향들이 시간에 걸쳐 변할 수 있는지를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 다른 센서들(130, 132, 134, 136)은 개별적으로 제공될 수 있거나 하나의 센서 하우징 내에 함께 패키징될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 틸트 센서들(130)만 사용된다.
일부 실시예들에서, 센서들(110)은 미세-전자-기계 시스템들(MEMS) 센서들이다. 센서들(110)은 제어기(114)에 의한 분석을 위해 제1 인터커넥트(120)에 출력 신호들을 발생시킨다. 예를 들어, 틸트 센서(130)는 지구의 중력에 관련하여 레벨 센서(130)의 배향을 나타내는 아날로그 전류 또는 전압 신호를 생성할 수 있다. 그때, 생성된 신호의 크기는, 웨이퍼 핸들링 기계의 정렬이 변할 때를 결정하기 위해 제어기(114)에 의해 분석될 수 있다.
이미징 디바이스(112)는 웨이퍼 핸들링 기계에 고정되고 서로 다른 핸들링 사이클들의 동일한 부분에서 이미지들을 캡쳐하도록 구성된다. 예를 들어, 이미징 디바이스(112)는, 아래에서 기술될 것처럼, 로봇 팔이 로드 포트(load port)에 들어가는 각 시간의 로봇 팔의 이미지를 캡쳐할 수 있다. 캡쳐된 이미지들은, 웨이퍼 핸들링 기계의 부품의 높이가 조정되지 않을 때를 결정하기 위해 제어기(114)에 의해 분석될 수 있다. 예를 들어, 웜 기어들 또는 볼 스크류들은 마모되어 로봇 팔의 수직 정렬이 기준 높이로부터 변하게 할 수 있다.
제공된 예에서, 이미징 디바이스(112)는 CCD(charge-coupled device) 카메라이다. 이미징 디바이스(112)는 분석을 위해 제어기(114)에 디지털 이미지들을 전달하기 위해 제2 인터커넥트(122) 상에 신호를 생성한다. 이미징 디바이스(112)는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 단일 이미지들을 전달할 수 있거나 실질적으로 연속적인 비디오를 전달할 수 있다. 일부 실시예들에서, (아래에서 도시된) 제어기(114)의 이미지 비교 기능들은 이미징 디바이스(112)에 포함된다.
제어기(114)는 웨이퍼 핸들링 기계의 정렬에서 변화들을 분석하기 위한 이미징 디바이스(112) 및 센서들(110)에 의해 생성된 신호들을 수신한다. 제어기(114)는 센서 입력들(140), 이미징 디바이스 입력(142), 전원(144), 제어 로직(146), 기준 캡쳐 버튼(147), 및 무선 모뎀(148)을 포함한다. 센서 입력들(140)은 센서들(110)에 의해 생성된 출력 신호들을 수신하기 위해 센서들(110)에 전기적으로 결합된다. 예를 들어, 센서 입력들(140)은 틸트 센서들(130)의 틸트 각을 나타내는 틸트 센서들(130)에 의해 생성된 아날로그 출력들을 수신할 수 있다. 이미징 디바이스 입력(142)는 이미징 디바이스(112)에 의해 생성된 이미지들을 수신하기 위해 이미징 디바이스(112)에 전기적으로 결합된다. 예를 들어, 이미징 디바이스 입력(142)은 웨이퍼 핸들링 기계의 로봇 팔의 높이를 나타내는 이미징 디바이스(112)로부터 디지털 이미지들을 수신할 수 있다.
제어 로직(146)은 아래에서 기술된 여러 작업들을 수행할 수 있는 임의의 제어 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 로직(146)은 ASIC(application specific integrated circuit), 전자 회로, (공유, 전용 또는 그룹) 프로세서, 하나 이상의 소프트웨어 또는 펌웨어 프로그램들을 실행하는 메모리, 조합 논리 회로, 및/또는 서술된 기능을 제공하는 다른 적합한 부붐들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 로직(146)은 하드웨어-기반 로직일 수 있거나, 하드웨어, 펌웨어, 및/또는 소프트웨어 요소들의 조합을 포함할 수 있다.
제어 로직(146)은 도 3을 참조하여 아래에 서술된 동작들 중 적어도 일부를 수행하도록 구성된다. 예를 들어, 기준 캡쳐 버튼(147)이 눌려질 때, 제어 로직(146)은 센서들(110) 및 이미징 디바이스(112)로부터 기준 출력들을 캡쳐하고 저장할 수 있다. 제어 로직(146)은 센서들(110) 및 이미징 디바이스(112)의 출력 신호들과 저장된 기준 출력들을 더 비교한다. 센서들(110)에 의해 생성된 기준 출력들 및 현재 출력 사이의 차이가 임계치를 초과할 때, 제어 로직(146)은 표시 신호를 생성한다.
기준 출력들을 저장하고 전류 값들을 기준 출력들을 비교하는 것은, 센서들이 Z 방향과 관련하여 센서의 레벨을 제공하기 위해 구성되는 비용이 많이 드는 조절 절차들에 대한 필요를 감소시킨다. 예를 들어, 도 2를 잠시 참조하면, 기술자는 기둥(222) 및 로드 포트(212)를 수동으로 정렬할 수 있어 기둥(222) 및 로드 포트(212)는 Z 방향에 대해 거의 동일한 각도로 존재한다. 그와 같은 정렬은 핸들링동안 웨이퍼의 스크래칭을 유발하지 않고, 그 결과, 저장된 기준 전압에 적합하다.
도 1을 다시 참조하면, 무선 모뎀(148)은 상기 기반구조(116) 내의 무선 모뎀(150)에 표시 신호를 전송한다. 무선 모뎀들(148, 150)은 임의의 적합한 무선 프로토콜을 이용할 수 있는 것으로 이해된다. 일부 실시예들에서, 무선 모뎀들(148, 150)은 유선 네트워크 통신들로 대체된다.
상기 기반구조(116)의 모니터링 애플리케이션(152)은 경고들을 전송하고 표시 신호가 발생되는 웨이퍼 핸들링 기계에 추가적인 웨이퍼 전달을 금지한다. 예를 들어, 모니터링 애플리케이션(152)은 웨이퍼 핸들링 기계는 서비스를 받아야한다고 기술자에게 안내방송을 하고, 이메일을 보내고, 텍스트를 보내거나 다른 경고를 보낸다. 추가적인 웨이퍼의 전달을 금지하는 것은 서로 다른 웨이퍼 핸들링 기계 또는 로드 포트에 모든 연속적인 생산을 배정하는 것을 포함할 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 모니터링 시스템(100)을 포함하는 EFEM(equipment front end module)(200)의 등각도(isometirc view)들은 일부 실시예들에 따라 도시된다. 일반적으로, EFEM(200)은 여러 처리 장비에 반도체 웨이퍼들을 두는 웨이퍼 핸들링 기계이다. 예를 들어, 웨이퍼 상에서 측정을 수행하는 방법 단계들에서, EFEM(200)은 웨이퍼 등을 세척하기 위해 습식 싱크(wet sink)들을 진공처리하기 위한 처리 툴들에 웨이퍼들을 둘 수 있다. 모니터링 시스템(100)은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 웨이퍼들이 처리될 임의의 장비(예를 들어, 툴들 내부의 로봇들, 처리 척들 등)에 포함될 수 있다.
EFEM(200)은 로봇 팔(210), 제1 로드 포트(212), 제2 로드 포트(214), 제3 로드 포트(216), 로봇 팔의 움직임을 제어하는 자동 제어 모듈(218)을 포함한다. 로봇 팔(210)은 트랙(220), 기둥(222) 및 엔드 이펙터(end effector)(224)를 포함한다. 로봇 팔(210)은 로드 포트들(212, 214, 216)의 각각에 액세스하기 위해 트랙(220) 상에서 X축에 따라 변환한다. 기둥(222)은 Z축에 따라 엔드 이펙터(224)를 변환하기 위해 압축 및 확장한다. 기둥(222)은 또한 Y축에 따라 엔드 이펙터(224)를 변환하기 위해 회전한다.
EFEM(200)의 동작 동안, FOUP들(front opening unified pods)(230)은 로드 포트들(212, 214, 216) 상에 놓여진다. 처음에, FOUP들(230) 각각은 적층된 반도체 웨이퍼들(232) 및 도어(234)를 포함한다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼들(232)은 반도체 제조 공정의 여러 단계들에서 결정질 실리콘의 슬라이스들이 될 수 있다. 도어(234)는, FOUP(230)가 놓여진 로드 포트 내의 메커니즘에 의해 개방될 수 있다. 웨이퍼들(232)은 최상부의 웨이퍼(232)를 제거하기 위해 엔드 이펙터(224)로 하여금 웨이퍼들(232) 사이에 FOUP(230)을 집어넣은 것을 허용하도록 수직 방향으로 분리된다. 엔드 이펙터(224)가 웨이퍼들에 스크래치내는 것을 방지하기 위해, EFEM(200) 부품들은 사용하기 전에 기술자에 의해 정렬된다.
틸트 센서들(130)은 부품들의 정렬을 모니터링하기 위해 EFEM(200)의 여러 부품들에 고정될 수 있다. 센서들(130)은 임의의 적합한 방식으로 고정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서들(130)은 EFEM(200)의 최종 조립 후 EFEM(200)에 고정된다. 따라서, 센서들(130)은 공장에서 이미 사용될 수 있는 여러 기계들의 임의의 부품에 고정되도록 구성된다. 제공된 예에서, 틸트 센서들(130)은 접착식 스트립들을 사용하는 EFEM(200)의 부품들의 외부에 고정된다. 제공된 예에서, 기둥(222), EFEM(200)의 베이스, 및 로드 포트들(212, 214, 216)의 각각에 고정된다. 이미징 디바이스(112)는, 엔드 이펙터(224)가 로드 포트들에 놓는 곳에 인접한 EFEM(200)에 고정된다.
자동 제어 모듈(218)로부터 제어기(114)의 독립은 여러 기계들 상에서 시스템(100)의 사용을 촉진한다. 예를 들어, 제어기(114)는 오정렬을 나타내기 위해 EFEM(200)의 제작자에 의해 사용되는 소프트웨어의 타입에 의해 제한되지 않는다. 일부 실시예들에서, 시스템(100)은 각각이 서로 다른 자동 제어 모듈들을 각각 포함하는 공장 내의 서로 다른 기계들 사이에서 이동한다.
도 3을 참조하면, 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 방법(300)은 일부 실시예들에 따른 흐름도 형식으로 표현된다. 동작(302)에서, 웨이퍼 핸들링 툴이 설치된다. 예를 들어, 완전히 조립된 EFEM(200)은 공장 내에서 설치될 수 있다. 제공된 예에서, 웨이퍼 핸들링 기계는 내장된 정렬 감지 기능을 전혀 가지고 있지 않다. 동작(304)에서, 웨이퍼 핸들링 툴이 정렬된다. 예를 들어, 기술자는 수준기들 또는 다른 장비를 사용하는 툴의 각 부품을 수동으로 평탄화할 수 있다.
센서들은 동작(306)에서 조립된 웨이퍼 핸들링 툴에 고정된다. 예를 들어, 기술자는 접착식 스트립들을 사용하는 EFEM(200)에 센서들(110)을 고정시킬 수 있다. 센서들(110)은 웨이퍼 핸들링 툴의 임의의 부품에 고정될 수 있다. 예를 들어, 틸트 센서들(130)은 EFEM(200)의 칼럼(222), 상기 베이스 및 로드 포트들(212, 214, 216)에 고정될 수 있다. 시스템(100)의 모듈 특성 및 제작자 독립 특성은 제조에서 이미 사용된 새로 장착된 툴들을 활성화한다.
동작(308)에서, 웨이퍼 핸들링 기계가 정렬되는 동안 기준 출력들은 캡쳐되고 저장된다. 예를 들어, 기술자는 EFEM(200)이 정렬되는 것을 나타내기 위해 기준 캡쳐 버튼(147)을 누룰 수 있다. 이후, 제어기(114)는 버튼이 눌러졌을 때 센서들(110)에 의해 생성된 출력들을 저장할 수 있다. 이전에 서술된 것처럼, 틸트 센서들(130)에 의해 생성된 출력은 틸트 센서들(130)의 각에 대응하고, 그 결과, 칼럼(122) 또는 로드 포트(212, 214, 216)의 각에 대응한다.
동작(310)에서, 이미징 디바이스는 웨이퍼 핸들링 툴에 고정된다. 예를 들어, 이미징 디바이스(112)는 로드 포트(212)에 인접한 EFEM(200)에 고정될 수 있다. 동작(312)에서, 툴이 정렬되는 동안 기준 이미지는 캡쳐되고 저장된다. 예를 들어, 기준 캡쳐 버튼(147)이 눌러질 때, 엔드 이펙터(224)가 로드 포트(214)에 놓는 핸드 사이클링의 부분에서 기준 이미지를 저장할 수 있다.
동작(314)에서, 기준 출력들 및 기준 이미지는 센서들로부터의 현재 출력들 및 이미징 디바이스로부터의 검증 이미지들과 비교된다. 예를 들어, 제어기(114)는 센서들(110)의 기준 출력과 센서들(110)에 의해 현재 생성된 출력 사이의 차이를 계산할 수 있다. 유사하게, 제어기(114)는 동작(312)에서 저장 기준 이미지와 엔드 이펙터(224)가 현재 핸들링 사이클의 부분에서 로드 포트(214)에 넣는 각각의 시간에 캡쳐된 검증 이미지들을 비교할 수 있다. 따라서, 엔드 이펙터(224)가 Z 방향으로 오정렬되는 지를 결정하기 위해 제어기(114)는 엔드 이펙터(224)의 현재 위치와 엔드 이펙터(224)의 교시된 기준 위치를 비교할 수 있다.
동작(316)은 툴이 정렬에 벗어나는지 여부를 결정한다. 예를 들어, 적어도 하나의 센서들의 기준 출력들 중 하나와 현재 출력간 차이가 임계치를 넘을 때 제어기(114)는 툴이 정렬에 벗어난다고 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 틸트 센서들(130)에 대한 임계치가 정렬된 위치로부터의 0.1도 변동에 대응한다.
툴이 정렬에 벗어나지 않을 때, 동작(314)은 툴의 정렬을 연속적으로 모니터하도록 반복된다. 툴이 정렬에 벗어날 때, 표시 신호는 동작(317)에서 생성된다. 예를 들어, 제어기(114)는 표시 신호를 생성하고 무선 모뎀(148)을 사용하여 공장 자동화 기반구조(116)에 표시 신호를 전달할 수 있다.
오정렬된 툴로의 웨이퍼 전달은 동작(318)에서 금지된다. 예를 들어, 제1 로드 포트(212)가 오정렬될 때, 제어기(114)의 제어 로직(146)은 공장 자동화 기반구조(116)로 하여금 제1 로드 포트(212)로부터 제2 및 제3 로드 포트(214, 216)로 추가적인 웨이퍼 전달 경로를 변경하도록 명령할 수 있다. 일부 실시예들에서, 기둥(222)이 정렬을 벗어날 때, 상기 기반 구조(116)는 서로 다른 기계들로의 추가적인 웨이퍼 전달 경로를 변경한다.
동작(320)에서, 툴이 서비스를 요구하는 것을 운영자가 알게 된다. 예를 들어, 제어기(114) 또는 상기 기반구조(116)는 기술자를 위해 이메일, 텍스트, 페이지 또는 다른 통지를 발생시킬 수 있다. 임의의 적합한 타입의 통지가 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 포함될 수 있는 것이 이해되어야한다.
본 명세서에서 제공된 실시예들은 웨이퍼 핸들링 모니터링을 위한 유용한 속성들을 나타낸다. 웨이퍼 핸들링동안 스크래치들은 기존의 기계들 상에 모듈식 모니터링 시스템을 이용함으로써 감소될 수 있다. 시스템의 모듈 특성은 시스템의 수명 동안 서로 다른 기계들과의 호환성 및 효율성을 촉진시킨다. 기계들이 정렬되는 동안 기준 레벨들을 저장하는 것은 툴 제조업자들에 의해 제공된 비용이 많이드는 교정 서비스들에 대한 의존을 감소시킨다. 부가적으로, 시스템들 및 방법들은 중앙 위치로부터의 툴 정렬을 거의 실시간 모니터하는 것을 허용한다.
적어도 하나의 예시적인 실시예는 상기의 상세한 설명에서 나타내어지는 동안, 많은 수의 변화들이 존재하는 것으로 이해되어져야 한다. 예시적인 실시예 또는 예시적인 실시예들은 단지 예시일 뿐이고, 어떤 방법으로든 본 발명의 범위, 적용가능성, 또는 구성을 제한하도록 의도되지 않는다. 오히려, 상기의 상세한 설명은 예시적인 실시예 또는 예시적인 실시예들을 구현하는 편리한 로드 맵을 당업자에게 제공한다. 여러 변화들은 첨부된 청구 범위 및 그것의 등가물들로 설명된 것처럼 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 요소들의 기능 및 형식으로 행해질 수 있음이 이해되어야한다.

Claims (20)

  1. 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 시스템에 있어서,
    조립된 웨이퍼 핸들링 기계(wafer handling machine)에 고정될 수 있는 센서와; 그리고
    상기 센서와 전기적으로 통신하는 제어기를 포함하도록 구성되고,
    상기 제어기는,
    엔드 이펙터(end effector)의 움직임을 제어하는 자동 제어 모듈로부터 독립성을 갖고, 그리고
    제어 로직을 포함하며,
    상기 제어 로직은,
    상기 웨이퍼 핸들링 기계가 정렬될 때, 상기 센서의 기준 출력을 저장하고,
    상기 센서의 상기 기준 출력 및 현재 출력간 차이가 웨이퍼 핸들링 사이클 동안 임계치를 초과할 때 표시 신호(indication signal)를 생성하도록 되어 있고,
    상기 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 시스템은 공장 내의 서로 다른 웨이퍼 핸들링 기계들 사이에서 이동될 수 있고, 상기 웨이퍼 핸들링 기계 각각은 서로 다른 자동 제어 모듈을 포함하며,
    상기 시스템은 이미징 디바이스를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    핸들링 사이클의 한 부분 동안 상기 웨이퍼 핸들링 기계의 부품의 기준 높이를 나타내는 상기 이미징 디바이스로부터의 기준 이미지(reference image)를 저장하고;
    다른 핸들링 사이클의 부분동안 상기 이미징 디바이스로부터 검증 이미지를 캡쳐하고; 그리고
    상기 검증 이미지에서 상기 기준 높이와 상기 웨이퍼 핸들링 기계의 부품의 높이간 차이가 임계치를 초과하는 것을 상기 기준 이미지와 상기 검증 이미지간 차이가 나타낼 때 상기 표시 신호를 생성하도록 구성된 제어 로직을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서는 틸트 센서(tilt sensor)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서는 진동 센서, 온도 센서 및 고조파 센서(harmonics sensor)를 포함하는 복수의 센서들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 표시 신호에 기초하여 상기 웨이퍼 핸들링 기계에 반도체 웨이퍼들의 자동화된 전달의 금지를 명령하도록 구성된 제어 로직을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 표시 신호를 전달하는 무선 모뎀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제어기는 버튼을 더 포함하고, 상기 버튼이 눌러질 때 상기 제어 로직은 상기 기준 출력을 저장하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 시스템.
  8. 웨이퍼 핸들링 기계에 있어서,
    웨이퍼들을 유지(hold)할 수 있는 로드 포트와;
    상기 웨이퍼들을 집어 올려 이동시킬 수 있는 로봇 팔과;
    상기 로드 포트와 상기 로봇 팔 중 적어도 하나의 외부에 고정된 센서와;
    엔드 이펙터의 움직임을 제어하는 자동 제어 모듈로부터 독립성을 갖고 그리고 제어 로직을 포함하는 제어기 - 상기 제어 로직은 상기 웨이퍼 핸들링 기계가 정렬될 때 상기 센서의 기준 출력을 저장하고, 상기 센서의 상기 기준 출력과 현재 출력간 차이가 웨이퍼 핸들링의 사이클 동안 임계치를 초과할 때 표시 신호를 생성하도록 되어 있으며 - 와; 그리고
    상기 로봇 팔의 움직임을 제어하기 위한 자동 제어 모듈을 포함하고, 상기 자동 제어 모듈은 상기 제어기로부터 분리되며,
    상기 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 시스템은 공장 내의 서로 다른 웨이퍼 핸들링 기계들 사이에서 이동될 수 있고, 상기 웨이퍼 핸들링 기계 각각은 서로 다른 자동 제어 모듈을 포함하며,
    상기 웨이퍼 핸들링 기계는 이미징 디바이스를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 로봇 팔이 핸들링 사이클의 한 부분 동안 기준 높이에 있을 때 상기 이미징 디바이스로부터의 기준 이미지를 저장하고;
    다른 핸들링 사이클의 부분동안 상기 이미징 디바이스로부터 검증 이미지를 캡쳐하고;
    상기 검증 이미지에서 상기 기준 높이와 상기 로봇 팔의 높이간 차이가 임계치를 초과하는 것을 상기 기준 이미지와 상기 검증 이미지간 차이가 나타낼 때 상기 표시 신호를 생성하도록 구성된 제어 로직을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 핸들링 기계.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 센서는 틸트 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 핸들링 기계.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 센서는 진동 센서, 온도 센서 및 고조파 센서를 포함하는 복수의 센서들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 핸들링 기계.
  11. 삭제
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 표시 신호에 기초하여 상기 웨이퍼 핸들링 기계에 반도체 웨이퍼들의 자동화된 전달의 금지를 명령하도록 구성된 제어 로직을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 핸들링 기계.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 표시 신호를 전달하는 무선 모뎀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 핸들링 기계.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어기는 버튼을 더 포함하고, 상기 버튼이 눌러질 때 상기 제어 로직은 상기 기준 출력을 저장하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 핸들링 기계.
  15. 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 방법에 있어서,
    웨이퍼 핸들링 기계가 상기 웨이퍼 핸들링 기계의 자동 제어 모듈에 독립적으로 정렬될 때, 센서의 기준 출력을 저장하는 단계 - 상기 센서는 상기 웨이퍼 핸들링 기계에 고정되고 - 와; 그리고
    상기 웨이퍼 핸들링 기계가 상기 자동 제어 모듈의 신호들로부터 독립적으로 오정렬(out of alignment)됨을 나타내기 위해 상기 센서의 상기 기준 출력과 현재 출력간 차이가 웨이퍼 핸들링의 사이클 동안 임계치를 초과할 때 표시 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 시스템은 공장 내의 서로 다른 웨이퍼 핸들링 기계들 사이에서 이동될 수 있고, 상기 웨이퍼 핸들링 기계 각각은 서로 다른 자동 제어 모듈을 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 센서의 기준 출력을 저장하는 단계 이전에, 조립된 반도체 웨이퍼 핸들링 기계의 부품에 상기 센서를 고정하는 단계와;
    상기 조립된 반도체 웨이퍼 핸들링 기계에 이미징 디바이스를 고정하는 단계와;
    상기 웨이퍼 핸들링 기계의 웨이퍼 핸들링 부품이 핸들링 사이클의 부분 동안 기준 높이에 있을 때 상기 이미징 디바이스로부터의 기준 이미지를 저장하는 단계와;
    다른 핸들링 사이클의 부분동안 상기 이미징 디바이스로부터 검증 이미지를 캡쳐하는 단계와; 그리고
    상기 검증 이미지에서 상기 기준 높이와 상기 웨이퍼 핸들링 부품의 높이간 차이가 임계치를 초과하는 것을 상기 기준 이미지와 상기 검증 이미지간 차이가 나타낼 때 상기 표시 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 방법.
  16. 삭제
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 센서를 고정하는 단계는 틸트 센서, 진동 센서, 온도 센서 및 고조파 센서 중 적어도 하나를 고정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 방법.
  18. 삭제
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 표시 신호를 생성하는 단계 이후에,
    상기 표시 신호에 기초하여 상기 웨이퍼 핸들링 기계에 반도체 웨이퍼들의 자동화된 전달을 금지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 센서의 기준 출력을 저장하는 단계 이전에,
    상기 웨이퍼 핸들링 기계의 로봇 팔에 틸트 센서를 고정하는 단계를 더 포함하고, 상기 웨이퍼 핸들링 기계의 로봇 팔에 틸트 센서를 고정하는 단계는 상기 웨이퍼 핸들링 기계의 로드 포트에 틸트 센서를 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 핸들링을 모니터하는 방법.
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