KR102463121B1 - 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치 및 이의 보정-반송방법 - Google Patents

반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치 및 이의 보정-반송방법 Download PDF

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Abstract

반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치 및 이의 보정-반송방법에 대한 발명이 개시된다. 개시된 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치는: 가장자리를 따라 하나 이상의 프로세스챔버를 구비하는 트랜스퍼챔버, 트랜스퍼챔버 내부에 구비되고 어느 하나의 프로세스챔버로 진입하여 웨이퍼를 로딩 후 다른 하나의 프로세스챔버로 반송하기 위해 엔드이펙터를 갖는 반송로봇, 및 트랜스퍼챔버 내부에서 엔드이펙터가 웨이퍼를 다른 하나의 프로세스챔버에 반송하기 전(前)에 엔드이펙터에 로딩된 상태를 유지한 채 엔드이펙터에 대한 웨이퍼의 검출된 실제위치정보(M2)를 기준위치정보(M1)와 비교하는 위치보정모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치 및 이의 보정-반송방법{EQUIPMENT AND METHOD FOR ALIGNING WAFER}
본 발명은 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치 및 이의 보정-반송방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 어느 하나의 프로세스챔버의 반송하고자 하는 웨이퍼를 엔드이펙터로써 로딩 후, 해당 프로세스챔버에서 트랜스퍼챔버로 이동한 채 웨이퍼를 로딩한 상태의 엔드이펙터를 위치보정모듈(align-module)에서 설정 궤적을 따라 이동하면서 리니어 이미지 센서를 통해 해당 웨이퍼의 엔드이펙터에 대한 편심값(보정값)을 산출하고 나서, 다른 하나의 프로세스챔버 내부에 진입한 상태로 엔드이펙터를 편심값만큼 보정함에 따라, 웨이퍼를 다른 하나의 프로세스챔버 내부에 정위치 정렬함으로써, 기존에 별도의 얼라이너(aligner)에 웨이퍼를 올려놓은 후 보정값을 산출 후 해당 웨이퍼를 로딩 및 프로세스챔버에 언로딩하는 공정 대비, 웨이퍼 처리 공정의 타임 사이클(time-cycle)을 줄이고자 하는 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치 및 이의 보정-반송방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스는 반도체 웨이퍼 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 포토레지스트 패턴을 이용하여 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 반도체 웨이퍼의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 반도체 웨이퍼 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과 같은 일련의 단위 공정들을 시행하여 제조된다.
이러한 단위 공정들은 반도체 제조설비를 통해 행해진다. 또한, 반도체 제조 설비는 일반적으로 웨이퍼가 실린 카세트가 안착 되는 로더와, 웨이퍼에 일련의 처리를 하는 프로세스챔버, 프로세스챔버와 로더 사이에 구비되어 웨이퍼를 대기시키는 로드락챔버, 프로세스챔버와 로드락챔버 또는 하나의 프레세스챔버에서 다른 프로세스챔버로 웨이퍼를 이송하기 위해 마련되는 트랜스퍼챔버 등으로 구성된다.
그리고, 반도체 공정 진행시에는 웨이퍼 정렬 장치(aligner)에 놓인 웨이퍼의 플랫 존(flat zone)이나 노치(notch)를 일정한 방향에 맞추어 주는 정렬 공정이 수행된다.
여기서, 반도체 웨이퍼의 결정이 일정한 방향으로 성장되어 있으며, 각 제조 공정마다 웨이퍼가 결정 성장 방향에 대해 일정하게 정렬된 것으로 인식되어 작업되어야 하므로 웨이퍼의 중심 및 방향을 일정한 방향으로 정밀하게 정렬되어 투입되어야 한다.
웨이퍼를 정렬시키는 장치는 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0065678호 등 다양하게 개시되어 있다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
종래에 웨이퍼를 정렬시키는 장치는 웨이퍼를 올려놓고 설정된 중심위치에 대한 편심량을 검출 후 반송로봇의 엔드이펙터로써 로딩(loading)한 상태로 프로세스챔버 내부에서 편심량만큼 보정한 상태로 언로딩함에 따라 웨이퍼의 정렬 및 반송에 따른 사이클 타임(cycle time)을 감소시키기에 한계가 있는 문제점이 있다.
아울러, 종래에 웨이퍼를 정렬시키는 장치는 트랜스퍼챔버의 내부 또는 외부에 운반 및 설치까지 해야 하기 때문에 고객(유저)들이 꺼려하는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 어느 하나의 프로세스챔버의 반송하고자 하는 웨이퍼를 엔드이펙터로써 로딩 후, 해당 프로세스챔버에서 트랜스퍼챔버로 이동한 채 웨이퍼를 로딩한 상태의 엔드이펙터를 위치보정모듈(align-module)에서 설정 궤적을 따라 이동하면서 리니어 이미지 센서를 통해 해당 웨이퍼의 엔드이펙터에 대한 편심값(보정값)을 산출하고 나서, 다른 하나의 프로세스챔버 내부에 진입한 상태로 엔드이펙터를 편심값만큼 보정함에 따라, 웨이퍼를 다른 하나의 프로세스챔버 내부에 정위치 정렬함으로써, 기존에 별도의 얼라이너(aligner)에 웨이퍼를 올려놓은 후 보정값을 산출 후 해당 웨이퍼를 로딩 및 프로세스챔버에 언로딩하는 공정 대비, 웨이퍼 처리 공정의 타임 사이클(time-cycle)을 줄이고자 하는 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치 및 이의 보정-반송방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 트랜스퍼챔버 내부의 특정 구역[zone]에 위치보정모듈(align-module)을 구비하여, 웨이퍼 반송을 위해 움직이는 엔드이펙터를 실시간으로 해당 구역을 설정 궤적으로 이동함으로써, 엔드이펙터에 대한 웨이퍼의 보정값을 산출 가능함에 따라, 별도의 얼라이너(aligner)가 불필요하여, 웨이퍼의 반송설비의 설치 작업이 용이하도록 하는 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치 및 이의 보정-반송방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치는: 가장자리를 따라 하나 이상의 프로세스챔버를 구비하는 트랜스퍼챔버; 상기 트랜스퍼챔버 내부에 구비되고, 어느 하나의 상기 프로세스챔버로 진입하여 웨이퍼를 로딩 후 다른 하나의 상기 프로세스챔버로 반송하기 위해 엔드이펙터를 갖는 반송로봇; 및 상기 트랜스퍼챔버 내부에서, 상기 엔드이펙터가 상기 웨이퍼를 다른 하나의 상기 프로세스챔버에 반송하기 전(前)에, 상기 엔드이펙터에 로딩된 상태를 유지한 채 상기 엔드이펙터에 대한 상기 웨이퍼의 검출된 실제위치정보(M2)를 기준위치정보(M1)와 비교하는 위치보정모듈을 포함한다.
상기 반송로봇은 상기 엔드이펙터로써 다른 하나의 상기 프로세스챔버 내부로 상기 웨이퍼를 진입시킨 후 상기 위치보정모듈에 의해 산출된 위치 보정치만큼 상기 웨이퍼의 위치를 보정하는 것을 특징으로 한다.
일 예로, 상기 위치보정모듈은, 상기 트랜스퍼챔버 내부의 특정 영역에 설정되는 얼라인존(align zone); 상기 트랜스퍼챔버에 구비되어, 상기 얼라인존에 진입 후 설정 궤적을 따라 이동하는 엔드이펙터에 의해, 상기 엔드이펙터의 설정된 기준위치정보(M1)에 대한 상기 웨이퍼의 X-Y평면, 또는 상기 웨이퍼의 X-Y평면과 Z높이에 해당되는 실제위치정보(M2)의 차분을 검출하는 하나 이상의 리니어 이미지 센서(linear image sensor); 및 상기 웨이퍼가 로딩된 상기 엔드이펙터가 상기 얼라인존의 영역 내에서 최초 위치로 이동 후 설정 궤적을 따라 최종 위치까지 이동되도록 제어하는 제어부를 포함한다.
다른 예로, 상기 위치보정모듈은, 상기 트랜스퍼챔버 내부의 특정 영역에 구비되는 고정체; 상기 고정체에 구비되어, 상기 고정체 상에서 설정 궤적을 따라 이동하는 엔드이펙터에 의해, 상기 엔드이펙터의 설정된 기준위치정보(M1)에 대한 상기 웨이퍼의 X-Y평면, 또는 상기 웨이퍼의 X-Y평면과 Z높이에 해당되는 실제위치정보(M2)의 차분을 검출하는 하나 이상의 리니어 이미지 센서(linear image sensor); 및 상기 웨이퍼가 로딩된 상기 엔드이펙터가 상기 고정체 상에서 최초 위치로 이동 후 설정 궤적을 따라 최종 위치까지 이동되도록 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 반도체용 웨이퍼의 보정-반송방법은: 트랜스퍼챔버에 연결된 어느 하나의 프로세스챔버로 엔드이펙터를 진입하여 웨이퍼를 로딩하는 반송준비단계; 상기 웨이퍼가 로딩된 상기 엔드이펙터의 설정된 중심을 상기 트랜스퍼챔버 내부의 최초 설정 위치로 이동 후, 설정 궤적을 따라 이동하며 리니어 이미지 센서에 의해 상기 엔드이펙터의 설정된 기준위치정보(M1)에 대한 상기 웨이퍼의 X-Y평면, 또는 상기 웨이퍼의 X-Y평면과 Z높이에 해당되는 실제위치정보(M2)를 획득하고 저장하는 위치보정산출단계; 위치보정값이 획득된 상기 웨이퍼가 놓인 상기 엔드이펙터를 다른 하나의 프로세스챔버에 진입시키는 반송단계; 및 다른 하나의 상기 프로세스챔버 내부에서, 상기 기준위치정보(M1)와 상기 실제위치정보(M2)의 차분만큼 상기 웨이퍼의 위치를 이동하여, 상기 웨이퍼가 정위치가 되도록 위치 보정하는 위치보정실시단계를 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치 및 이의 보정-반송방법은 종래 기술과 달리 어느 하나의 프로세스챔버의 반송하고자 하는 웨이퍼를 엔드이펙터로써 로딩 후, 해당 프로세스챔버에서 트랜스퍼챔버로 이동한 채 웨이퍼를 로딩한 상태의 엔드이펙터를 위치보정모듈(align-module)에서 설정 궤적을 따라 이동하면서 리니어 이미지 센서를 통해 해당 웨이퍼의 엔드이펙터에 대한 편심값(보정값)을 산출하고 나서, 다른 하나의 프로세스챔버 내부에 진입한 상태로 엔드이펙터를 편심값만큼 보정함에 따라, 웨이퍼를 다른 하나의 프로세스챔버 내부에 정위치 정렬함으로써, 기존에 별도의 얼라이너(aligner)에 웨이퍼를 올려놓은 후 보정값을 산출 후 해당 웨이퍼를 로딩 및 프로세스챔버에 언로딩하는 공정 대비, 웨이퍼 처리 공정의 타임 사이클(time-cycle)을 줄일 수 있다.
본 발명은 트랜스퍼챔버 내부의 특정 구역[zone]에 위치보정모듈(align-module)을 구비하여, 웨이퍼 반송을 위해 움직이는 엔드이펙터를 실시간으로 해당 구역을 설정 궤적으로 이동함으로써, 엔드이펙터에 대한 웨이퍼의 보정값을 산출 가능함에 따라, 별도의 얼라이너(aligner)가 불필요하여, 웨이퍼의 반송설비의 설치 작업을 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치의 요부 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치의 위치보정모듈을 통한 위치 검출 상태를 보인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 위치 검출 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치의 위치 데이터 취득을 위한 상태도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체용 웨이퍼의 보정-반송방법을 보인 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치의 위치 데이터 취득을 위한 상태도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치 및 이의 보정-반송방법의 실시예들을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치의 요부 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치의 위치보정모듈을 통한 위치 검출 상태를 보인 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 위치 검출 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치의 위치 데이터 취득을 위한 상태도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체용 웨이퍼(10)의 보정-반송장치(100)는 트랜스퍼챔버(110), 반송로봇(120) 및 위치보정모듈(130)을 포함한다.
트랜스퍼챔버(110)는 내부의 공간이 진공 상태를 유지하여 왕복 이송되는 웨이퍼(10)가 오염되는 것을 방지하도록 형성된다. 물론, 트랜스퍼챔버(110)는 다양한 재질로 적용 가능하다.
트랜스퍼챔버(110)가 평면상 대략 원형 또는 6각 형상 등 다양하게 적용 가능하고, 본 발명에서는 트랜스퍼챔버(110)가 평면상 대략 직사각 형상이 것으로 도시한다. 이때, 트랜스퍼챔버(110)는 내부가 대기 상태일 수도 있다.
아울러, 트랜스퍼챔버(110)는 가장자리를 따라 외측에 하나 이상의 프로세스챔버(112,114)를 구비한다. 특히, 프로세스챔버(112,114)는 트랜스퍼챔버(110)에 형성되는 개방구(도시하지 않음)에 대응되도록 트랜스퍼챔버(110)의 외측 둘레면에 고정 설치된다.
이에 따라, 트랜스퍼챔버(110)와 프로세스챔버(112,114)는 웨이퍼(10)가 이동 가능하게 연결된다.
또한, 반송로봇(120)은 트랜스퍼챔버(110)의 내부에 구비되고, 웨이퍼(10)를 어느 하나의 프로세스챔버(112)에서 로딩(loading)하여 반송 후 다른 하나의 프로세스챔버(114)에 언로딩(unloading)하도록 작동하는 엔드이펙터(126)를 갖는다.
하기에서는, 편의상, 어느 하나의 프로세스챔버(112)는 제 1프로세스챔버라고 하고, 다른 하나의 프로세스챔버(114)는 제 2프로세스챔버라고 한다.
상세히, 반송로봇(120)은 바디(122), 링크암(124) 및 엔드이펙터(126)를 포함한다.
바디(122)는 링크암(124) 및 엔드이펙터(126)를 지지하고, 트랜스퍼챔버(110)의 내부 특히 내부 바닥에 고정 설치된다. 물론, 바디(122)가 트랜스퍼챔버(110) 내부 바닥을 따라 직선 왕복 이동 가능하게 구비될 수도 있다.
링크암(124)은 바디(122)에 링크 연결된 채 엔드이펙터(126)를 링크 연결한다. 그래서, 링크암(124)은 엔드이펙터(126)가 전후진 및 회전되도록 작동한다.
엔드이펙터(126)는 복수 개의 링크암(124) 중 최외측(최상측)의 링크암(124)에 링크 연결된 채 웨이퍼(10)를 로딩 또는 언로딩하는 역할을 한다. 이에 따라, 웨이퍼(10)는 링크암(124)에 의해 전후진 반송되고, 엔드이펙터(126)에 의해 제 1프로세스챔버(112)와 제 2프로세스챔버(114)의 내부에 로딩 또는 언로딩된다. 엔드이펙터(126)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.
한편, 위치보정모듈(130)은, 트랜스퍼챔버(110) 내부에서, 엔드이펙터(126)가 웨이퍼(10)를 제 2프로세스챔버(114)에 반송하기 전(前)에, 엔드이펙터(126)에 로딩된 상태를 유지한 채 엔드이펙터(126)에 대한 웨이퍼(10)의 검출된 실제위치정보(M2)를 기준위치정보(M1)와 비교하는 역할을 한다.
이때, 기준위치정보(M1)를 얻고자 할 때 사용하는(로딩된) 웨이퍼(10)와 비교위치정보(M2)를 얻고자 할 때 사용하는(로딩된) 웨이퍼(10)는 동일한 것으로 한다.
특히, 반송로봇(120)은 엔드이펙터(126)로써 제 2프로세스챔버(114) 내부로 웨이퍼(10)를 진입시킨 후 위치보정모듈(130)에 의해 산출된 위치 보정치만큼 웨이퍼(10)의 위치를 보정하도록 제어된다.
이를 위해, 위치보정모듈(130)은 얼라인존(align zone,132), 리니어 이미지 센서(134) 및 제어부(136)를 포함한다.
얼라인존(132)은 트랜스퍼챔버(110) 내부의 특정 영역에 설정되는 빈 공간이다. 이때, 얼라인존(132)은 트랜스퍼챔버(110) 내부에서 엔드이펙터(126) 및 링크암(124)의 이동 궤적에 포함되지 않는 영역에 지정될 수 있고, 트랜스퍼챔버(110) 내부의 중앙에 해당되는 영역에 설정될 수도 있다.
편의상, 얼라인존(132)은 트랜스퍼챔버(110)의 어느 한 코너(corner)에 설정되는 것으로 한다.
그리고, 리니어 이미지 센서(134)는 트랜스퍼챔버(110)에 구비되고, 웨이퍼(10)를 로딩한 상태로 얼라인존(132)에 진입 후 설정 궤적을 따라 이동하는 엔드이펙터(126)에 의해, 엔드이펙터(126)의 설정된 기준위치정보(M1)에 대한 웨이퍼(10)의 X-Y평면, 또는 웨이퍼(10)의 X-Y평면과 Z높이에 해당되는 실제위치정보(M2)의 차분을 검출하는 역할을 한다. 이를 위해, 리니어 이미지 센서(134)는 하나 이상 구비된다. 특히, 리니어 이미지 센서(134)는 브라켓(135)에 의해 트랜스퍼챔버(110)의 내측면에 고정되고, 설정 궤적을 따라 왕복 이동되는 웨이퍼(10)의 하측에 위치하게 된다. 물론, 브라켓(135)은 다양한 형상으로 변형 가능하다.
아울러, 제어부(136)는 웨이퍼(10)가 로딩된 엔드이펙터(126)가 얼라인존(132)의 영역 내에서 최초 위치로 이동 후 설정 궤적을 따라 최종 위치까지 (왕복) 이동되도록 제어하는 역할을 한다.
특히, 웨이퍼(10)는 테두리에 하나의 노치홈(20)을 형성한다.
그래서, 웨이퍼(10)가 로딩된 엔드이펙터(126)가 얼라인존(132)의 리니어 이미지 센서(134) 상에서 설정 궤적을 따라 왕복 이동시, 리니어 이미지 센서(134)가 노치홈(20)을 반복해서 감지할 경우, 웨이퍼(10)가 왕복 이동됨을 판단하게 된다.
아울러, 설정 궤적은 직선 궤적 또는 동일한 곡률의 호 궤적 등 균일한 궤적을 의미한다.
제 1프로세스챔버(112)에서 웨이퍼(10)를 로딩한 엔드이펙터(126)는 얼라인존(132)으로 진입하고, 해당 엔드이펙터(126)의 웨이퍼(10)가 리니어 이미지 센서(134)에 감지되도록 이동된다. 엔드이펙터(126)가 설정 궤적을 따라 좌우 방향으로 왕복 이동되도록 제어부(136)가 제어함에 따라, 엔드이펙터(126)의 설정된 기준위치정보(M1)에 대한 웨이퍼(10)의 X-Y평면, 또는 웨이퍼(10)의 X-Y평면과 Z높이에 해당되는 실제위치정보(M2)의 차분(ΔM)을 취득한다.
다시 말해서, 엔드이펙터(126)의 상대위치 데이터(data)와 리니어 이미지 센서(134)의 위치 데이터를 취득한다. 이때, 웨이퍼(10)의 위치에 관한 데이터는 노치홈(20)에 의해 취득된다. 이 데이터들과 웨이퍼(10)의 위치 및 방향이 정상일 때, 데이터 들을 비교하여 현재의 웨이퍼(10)의 편심량 및 편심방향이 연산된다.
엔드이펙터(126)에 놓인 웨이퍼(10)의 편심량 및 편심방향이 연산된 후, 해당 엔드이펙터(126)는 웨이퍼(10)를 로딩한 채 언로딩하고자 하는 제 2프로세스챔버(114)로 진입하게 된다.
엔드이펙터(126)가 웨이퍼(10)를 제 2프로세스챔버(114) 내부에 언로딩하기 전에, 웨이퍼(10)의 편심량 및 편심방향에 따른 보정값만큼 위치 보정한다.
그리고 나서, 엔드이펙터(126)는 위치 보정된 웨이퍼(10)를 언로딩하게 된다.
이때, 반송로봇(120)의 링크암(124)과 엔드이펙터(126)는 구동부(도시하지 않음)에 의해 구동 제어된다. 특히, 엔드이펙터(126)는 구동부의 구동에 의해 얼라인존(132)에서 직선 궤적을 따라 왕복 이동될 수도 있고, 호 궤적을 따라 왕복 이동될 수도 있다.
특히, 리니어 이미지 센서(134)는 포토센서나 리미트센서 등 다양하게 변경 가능하다.
결과적으로, 엔드이펙터(126)는 제 1프로세스챔버(112)의 웨이퍼(10)를 로딩하고 나서 트랜스퍼챔버(110) 내부의 설정 영역에 해당되는 얼라인존(132)에서 설정 궤적을 따라 왕복 이동하게 된다.
이로써, 리니어 이미지 센서(134)에 의해 엔드이펙터(126)의 설정된 기준위치정보(M1)에 대한 해당 웨이퍼(10)의 실제위치정보(M2)가 취득되고, 이 실제위치정보(M2)는 엔드이펙터(126)의 설정된 기준위치정보(M1)와 비교하여 현재의 웨이퍼(10)의 편심량 및 편심방향이 연산된다.
이 후, 엔드이펙터(126)는 해당 웨이퍼(10)를 제 2프로세스챔버(114)에 진입 후 웨이퍼(10)의 연산된 편심량과 편심방향에 대한 보정값만큼 보정 후 언로딩하게 된다.
그래서, 엔드이펙터(126)가 웨이퍼(10)를 로딩한 채 얼라인존(132)에서 설정 궤적을 따라 왕복 이동하는 연속된 동작을 통해 웨이퍼(10)의 위치 보정을 진행할 수 있음으로써, 웨이퍼(10)를 위치 보정 후 반송하는 일련의 타임 사이클(time cycle)이 현저히 감소하게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체용 웨이퍼의 보정-반송방법을 보인 순서도이다.
도 1, 도 2 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체용 웨이퍼(10)의 보정-반송방법은 반송준비단계(S10), 위치보정산출단계(S20), 반송단계(S30) 및 위치보정실시단계(S40)를 포함한다.
반송준비단계(S10)는 트랜스퍼챔버(110)에 연결된 제 1프로세스챔버(112)로 엔드이펙터(126)를 진입하여 웨이퍼(10)를 로딩하는 공정이다. 이때, 웨이퍼(10)의 중심이 엔드이펙터(126)의 설정 위치로부터 편심될 수 있다.
이를 판단하고, 웨이퍼(10)의 편심값을 산출하기 위해, 위치보정산출단계(S20)가 행해진다.
위치보정산출단계(S20)는 웨이퍼(10)가 로딩된 엔드이펙터(126)의 설정된 중심을 트랜스퍼챔버(110) 내부의 얼라인존(132)의 최초 설정 위치로 이동 후, 설정 궤적을 따라 이동하며 리니어 이미지 센서(134)에 의해 엔드이펙터(126)의 설정된 기준위치정보(M1)에 대한 웨이퍼(10)의 X-Y평면, 또는 웨이퍼(10)의 X-Y평면과 Z높이에 해당되는 실제위치정보(M2)를 획득하고 저장한다.
즉, 엔드이펙터(126)는 제 1프로세스챔버(112)의 웨이퍼(10)를 로딩하고 나서 트랜스퍼챔버(110) 내부의 설정 영역에 해당되는 얼라인존(132)에서 설정 궤적을 따라 왕복 이동하게 된다. 이로써, 리니어 이미지 센서(134)에 의해 엔드이펙터(126)의 설정된 기준위치정보(M1)에 대한 해당 웨이퍼(10)의 실제위치정보(M2)가 취득되고, 이 실제위치정보(M2)는 엔드이펙터(126)의 설정된 기준위치정보(M1)와 비교하여 현재의 웨이퍼(10)의 편심량 및 편심방향이 연산된다.
반송단계(S30)는 위치보정값이 획득된 웨이퍼(10)가 놓인 엔드이펙터(126)를 제 2프로세스챔버(114)에 진입시키는 공정이다.
또한, 위치보정실시단계(S40)는 제 2프로세스챔버(114) 내부에서, 기준위치정보(M1)와 실제위치정보(M2)의 차분만큼 웨이퍼(10)의 위치를 이동하여, 웨이퍼(10)가 정위치가 되도록 위치 보정하는 공정이다.
다시 말해서, 엔드이펙터(126)는 해당 웨이퍼(10)를 제 2프로세스챔버(114)에 진입 후 웨이퍼(10)의 연산된 편심량과 편심방향에 대한 보정값만큼 보정 후 언로딩하게 된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치의 위치 데이터 취득을 위한 상태도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체용 웨이퍼(10)의 보정-반송장치(100)는 트랜스퍼챔버(110), 반송로봇(120) 및 위치보정모듈(130)을 포함한다.
트랜스퍼챔버(110) 및 반송로봇(120)은 상술한 것으로 대체한다.
그리고, 위치보정모듈(130)은 고정체(133), 리니어 이미지 센서(134) 및 제어부(136)를 포함한다.
고정체(133)는 트랜스퍼챔버(110) 내부의 특정 영역에 구비된다. 이때, 고정체(133)는 기존의 얼라이너(aligner)의 몸체일 수 있다.
그리고, 리니어 이미지 센서(134)는 고정체(133)에 구비되어, 고정체(133) 상에서 설정 궤적을 따라 이동하는 엔드이펙터(126)에 의해, 엔드이펙터(126)의 설정된 기준위치정보(M1)에 대한 웨이퍼(10)의 X-Y평면, 또는 웨이퍼(10)의 X-Y평면과 Z높이에 해당되는 실제위치정보(M2)의 차분을 검출하는 역할을 하고, 복수 개 구비되는 것으로 한다.
리니어 이미지 센서(134)와 웨이퍼(10)의 상호 작용은 상술한 것으로 대체한다.
아울러, 제어부(136)는 웨이퍼(10)가 로딩된 엔드이펙터(126)가 고정체(133) 상에서 최초 위치로 이동 후 설정 궤적을 따라 최종 위치까지 이동되도록 제어하는 역할을 한다. 상세한 제어부(136)의 기능은 상술한 것으로 대체한다.
미설명된 도면부호는 상술한 것으로 대체한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 웨이퍼 20: 노치홈
100: 보정-반송장치 110: 트랜스퍼챔버
120: 반송로봇 122: 바디
124: 링크암 126: 엔드이펙터
130: 위치보정모듈 132: 얼라인존
133: 고정체 134: 리니어 이미지 센서
135: 브라켓 136: 제어부

Claims (5)

  1. 가장자리를 따라 하나 이상의 프로세스챔버를 구비하는 트랜스퍼챔버; 상기 트랜스퍼챔버 내부에 구비되고, 어느 하나의 상기 프로세스챔버로 진입하여 웨이퍼를 로딩 후 다른 하나의 상기 프로세스챔버로 반송하기 위해 엔드이펙터를 갖는 반송로봇; 및 상기 트랜스퍼챔버 내부에서, 상기 엔드이펙터가 상기 웨이퍼를 다른 하나의 상기 프로세스챔버에 반송하기 전(前)에, 상기 엔드이펙터에 로딩된 상태를 유지한 채 상기 엔드이펙터에 대한 상기 웨이퍼의 검출된 실제위치정보(M2)를 동일한 상기 웨이퍼의 기준위치정보(M1)와 비교하는 위치보정모듈을 포함하고,
    상기 위치보정모듈은, 상기 트랜스퍼챔버의 내부의 설정 영역에서, 설정 궤적을 따라 이동하는 엔드이펙터에 의해, 상기 엔드이펙터의 설정된 기준위치정보(M1)에 대한 상기 웨이퍼의 X-Y평면, 또는 상기 웨이퍼의 X-Y평면과 Z높이에 해당되는 실제위치정보(M2)의 차분을 검출하는 하나 이상의 리니어 이미지 센서(linear image sensor); 및 상기 웨이퍼가 로딩된 상기 엔드이펙터가 상기 설정 영역 내에서 최초 위치로 이동 후 설정 궤적을 따라 최종 위치까지 이동되도록 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 리니어 이미지 센서는 브라켓에 의해 상기 트랜스퍼챔버의 내측면에 고정된 채 상기 엔드이펙터의 상대위치 데이터(data)와 상기 리니어 이미지 센서의 위치 데이터를 취득하며,
    상기 웨이퍼의 위치 및 방향은 상기 리니어 이미지 센서가 상기 웨이퍼의 이동 방향을 따라 전방 테두리에 형성되는 노치홈을 감지함으로써 취득되어,
    상기 데이터들과 상기 웨이퍼의 위치 및 방향이 정상일 때, 상기 데이터들을 비교하여 현재의 상기 웨이퍼의 편심량 및 편심방향이 연산되는 것을 특징으로 하는 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반송로봇은 상기 엔드이펙터로써 다른 하나의 상기 프로세스챔버 내부로 상기 웨이퍼를 진입시킨 후 상기 위치보정모듈에 의해 산출된 위치 보정치만큼 상기 웨이퍼의 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 위치보정모듈은, 상기 트랜스퍼챔버 내부의 특정 영역에 설정되어, 상기 엔드이펙터가 출입하는 얼라인존(align zone)을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 위치보정모듈은, 상기 트랜스퍼챔버 내부의 특정 영역에 구비되어, 상기 엔드이펙터가 상부에서 설정 궤적을 따라 이동되는 고정체를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체용 웨이퍼의 보정-반송장치.
  5. 트랜스퍼챔버에 연결된 어느 하나의 프로세스챔버로 엔드이펙터를 진입하여 웨이퍼를 로딩하는 반송준비단계;
    상기 웨이퍼가 로딩된 상기 엔드이펙터의 설정된 중심을 상기 트랜스퍼챔버 내부의 최초 설정 위치로 이동 후, 설정 궤적을 따라 이동하며 리니어 이미지 센서에 의해 상기 엔드이펙터의 설정된 기준위치정보(M1)에 대한 상기 웨이퍼의 X-Y평면, 또는 상기 웨이퍼의 X-Y평면과 Z높이에 해당되는 실제위치정보(M2)를 획득하고 저장하는 위치보정산출단계;
    위치보정값이 획득된 상기 웨이퍼가 놓인 상기 엔드이펙터를 다른 하나의 프로세스챔버에 진입시키는 반송단계; 및
    다른 하나의 상기 프로세스챔버 내부에서, 상기 기준위치정보(M1)와 상기 실제위치정보(M2)의 차분만큼 상기 웨이퍼의 위치를 이동하여, 상기 웨이퍼가 정위치가 되도록 위치 보정하는 위치보정실시단계를 포함하고,
    상기 리니어 이미지 센서는 브라켓에 의해 상기 트랜스퍼챔버의 내측면에 고정된 채 상기 엔드이펙터의 상대위치 데이터(data)와 상기 리니어 이미지 센서의 위치 데이터를 취득하며,
    상기 웨이퍼의 위치 및 방향은 상기 리니어 이미지 센서가 상기 웨이퍼의 이동 방향을 따라 전방 테두리에 형성되는 노치홈을 감지함으로써 취득되어,
    상기 데이터들과 상기 웨이퍼의 위치 및 방향이 정상일 때, 상기 데이터들을 비교하여 현재의 상기 웨이퍼의 편심량 및 편심방향이 연산되는 것을 특징으로 하는 반도체용 웨이퍼의 보정-반송방법.
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