KR102566135B1 - 인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼를 차지(Charge) 또는 디스차지(Discharge)하는 웨이퍼 이송 로봇(Wafer Transfer Robot)의 엔드 이펙터(End Effector) 및 웨이퍼의 수용상태를 검출하기 위한 맵핑 바에 대한 인터락 기능을 구현한 반도체 공정 장비를 개시하며, 반도체 공정 장치에 대한 웨이퍼의 차지(Charge) 또는 디스차지(Discharge)를 위하여 평행하게 이격된 다층의 엔드 이펙터를 구비하는 웨이퍼 이송 로봇; 및 맵핑 센서를 구비하며, 상기 맵핑 센서를 이용하여 상기 엔드 이펙터의 측면 위치값들을 체크하고, 상기 측면 위치값들 중 적어도 하나에 이상이 있는 경우 인터락을 수행하는 인터락 장치;를 구비한다.

Description

인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비{SEMICONDUCTOR PROCESS EQUIPMENT WITH INTERLOCK FUNCTION}
본 발명은 반도체 공정 장비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼를 차지(Charge) 또는 디스차지(Discharge)하는 웨이퍼 이송 로봇(Wafer Transfer Robot)의 엔드 이펙터(End Effector) 및 맵핑 바(Mapping Bar)에 대한 인터락 기능을 구현한 반도체 공정 장비에 관한 것이다.
반도체 공정 장비는 웨이퍼를 제조하는 반도체 제조 공정을 수행하는 것으로 이해될 수 있다.
반도체 공정 장비는 퍼니스(Furnace)를 이용하여 웨이퍼에 대한 열처리 공정을 수행하는 것이 예시될 수 있다. 상기한 반도체 공정 장비는 퍼니스, 보트(Boat), 웨이퍼 이송 로봇 및 인터페이스 스테이지(Interface Stage)를 구비할 수 있다.
상기한 퍼니스는 투입된 웨이퍼들에 대한 열처리 공정을 수행하는 것이고, 보트는 일정 매수 단위(예시적으로 180매)로 열처리를 위한 웨이퍼들을 차지하여 퍼니스 내부로 투입하거나 열처리된 웨이퍼들을 디스차지하여 퍼니스 외부로 배출하기 위한 것이며, 인터페이스 스테이지는 캐리어 예시적으로 풉(Front Opening Unified Pod : FOUP)을 이용하여 일정 매수 단위(예시적으로 25매)로 웨이퍼들을 반입 또는 반출하기 위한 것이다.
그리고, 웨이퍼 이송 로봇은 평행하게 이격된 다층의 엔드 이펙터를 구비하며 엔드 이펙터를 구동하여 일정 매수 단위(예시적으로 5매)로 풉의 웨이퍼들을 보트로 차지하거나 보트의 웨이퍼들을 풉으로 디스차지한다.
대개 보트와 풉은 웨이퍼들을 상하로 이격하여 수용하기 위한 다층의 슬롯이 형성된 구조를 갖는다.
예시적으로, 웨이퍼 이송 로봇은 보트에 웨이퍼를 차지하기 위하여 웨이퍼를 실은 엔드 이펙터를 보트의 슬롯들에 진입하도록 구동하며, 보트의 웨이퍼를 디스차지하기 위하여 빈 엔드 이펙터를 웨이퍼가 차지된 보트의 슬롯들에 진입하도록 구동한다.
또한, 웨이퍼 이송 로봇은 풉 내의 웨이퍼들의 유무나, 갯수 및 수용 상태, 즉, 반도체 웨이퍼가 어느 높이 위치에 어떻게 수용되어 있는지 등을 검출할 목적으로 맵핑 바를 구비한다.
다양한 원인에 의하여, 웨이퍼 이송 로봇의 위치가 틀어졌거나, 엔드 이펙터가 정위치를 이탈하거나, 엔드 이펙터의 수평 상태가 틀어거나 맵핑 바가 정위치를 이탈할 수 있다. 이 경우, 엔드 이펙터가 웨이퍼를 차지 또는 디스차지하기 위하여 구동되거나 맵핑 바가 웨이퍼의 수용상태를 검출하기 위해 구동되면, 엔드 이펙터 또는 맵핑 바가 보트 또는 웨이퍼와 충돌할 수 있다.
상기한 충돌을 방지하기 위하여, 엔드 이펙터 및 맵핑 바는 열처리 공정이 수행되는 중에 수시로 체크될 필요성이 있다.
그러나, 일반적인 반도체 공정 장비는 상기한 웨이퍼 이송 로봇, 엔드 이펙터 및 맵핑 바의 위치를 상시에 정기적으로 체크할 수 있도록 구성되지 않는다. 따라서, 상기한 엔드 이펙터가 웨이퍼를 차지 또는 디스차지하는 과정 및 맵핑 바가 웨이퍼의 수용상태를 검출하는 과정에서 발생할 수 있는 충돌 사고가 충분히 방지되기 어렵다.
본 발명은 엔드 이펙터가 웨이퍼를 차지 또는 디스차지 하는 과정 및 맵핑 바가 웨이퍼의 수용상태를 검출하는 과정에서 발생할 수 있는 충돌 사고를 방지하기 위한 인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비를 제공함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 웨이퍼 이송 로봇이 설치된 챔버 내에 엔드 이펙터 및 맵핑 바가 구동하는 범위 내에 인터락 장치를 구성하여서 엔드 이펙터 및 맵핑 바에 의한 충돌 사고를 방지하기 위한 인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비를 제공함을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 웨이퍼가 반도체 공정 장치에 차지 또는 디스차지되는 시점 별로 엔드 이펙터 및 맵핑 바의 정위치 이탈 또는 틀어짐을 체크하고, 이상이 있는 경우 인터락을 수행하는 반도체 공정 장비를 제공함을 또다른 목적으로 한다.
본 발명의 인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비는, 반도체 공정 장비에 대한 웨이퍼의 차지(Charge) 또는 디스차지(Discharge)를 위하여 평행하게 이격된 다층의 엔드 이펙터를 구비하는 웨이퍼 이송 로봇; 및 발광소자와 수광소자를 구비하는 맵핑 센서를 이용하여 상기 엔드 이펙터의 측면 측정 위치값들 및 평면 측정 위치값들을 체크하고, 상기 측면 측정 위치값들 및 상기 평면 측정 위치값들 중 적어도 하나에 이상이 있는 경우 인터락을 수행하는 인터락 장치;를 구비하며, 상기 웨이퍼 이송 로봇은 미리 설정된 시점에 상기 인터락 장치로 상기 엔드 이펙터를 이동시키고 상기 측면 측정 위치값들 및 상기 평면 측정 위치값들을 체크하기 위하여 상기 엔드 이펙터를 구동하도록 제어됨을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비는, 반도체 공정 장비에 대한 웨이퍼의 차지(Charge) 또는 디스차지(Discharge)를 위하여 평행하게 이격된 다층의 엔드 이펙터 및 상기 웨이퍼의 배치 상태를 확인하기 위한 맵핑 바를 구비하는 웨이퍼 이송 로봇; 및 발광소자와 수광소자를 구비하는 맵핑 센서를 이용하여 상기 맵핑 바의 측면 측정 위치값들 및 평면 측정 위치값들을 체크하고, 상기 측면 측정 위치값들 및 상기 평면 측정 위치값들 중 적어도 하나에 이상이 있는 경우 인터락을 수행하는 인터락 장치;를 구비하며, 상기 웨이퍼 이송 로봇은 미리 설정된 시점에 상기 인터락 장치로 상기 맵핑 바를 이동시키고 상기 측면 측정 위치값들 및 상기 평면 측정 위치값들을 체크하기 위하여 상기 맵핑 바를 구동하도록 제어됨을 특징으로 한다.
본 발명은 반도체 공정 장비가 웨이퍼를 차지 또는 디스차지하는 과정 및 맵핑 바가 웨이퍼의 수용상태를 검출하는 과정에서 엔드 이펙터 및 맵핑 바의 정위치 이탈 또는 틀어짐을 체크하여 인터락 기능을 수행할 수 있으므로 웨이퍼 이송 과정 또는 웨이퍼 수용상태 검출 과정 중의 충돌 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 인터락 장치가 본 발명에 의하여 웨이퍼 이송 로봇이 설치된 챔버 내에 엔드 이펙터 및 맵핑 바가 구동하는 범위 내에 구성된다. 그러므로, 반도체 공정 장비 자체에서 웨이퍼 이송 과정 또는 웨이퍼 수용상태 검출 과정 중에 엔드 이펙터 및 맵핑 바의 충돌 사고를 방지할 수 있다. 또한, 웨이퍼가 반도체 공정 장치에 차지 또는 디스차지되는 시점 별로 엔드 이펙터 및 맵핑 바의 정위치 이탈 또는 틀어짐을 체크할 수 있으므로, 엔드 이펙터 또는 맵핑 바의 위치에 이상이 있는 경우 인터락이 수행됨으로써 충돌 사고를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비의 일 실시예를 나타내는 구성도.
도 2는 도 1에서 엔드 이펙터 모듈이 기준 위치로 위치한 상태를 예시한 구성도.
도 3은 도 1의 실시예의 구동을 위한 블록도.
도 4는 보트에 웨이퍼가 차지되는 것을 예시한 평면도.
도 5는 보트에 웨이퍼가 위치한 것을 예시한 측면도.
도 6은 측면 측정 위치값을 체크하기 위하여 엔드 이펙터가 센싱 공간으로 진입하는 것을 예시한 도면.
도 7은 측면 측정 위치값을 체크하기 위하여 엔드 이펙터가 수직으로 상승하는 것을 예시한 도면.
도 8은 엔드 이펙터의 정상적인 측면 측정 위치값을 예시한 파형도.
도 9는 엔드 이펙터의 비정상적인 측면 측정 위치값을 예시한 파형도.
도 10은 다른 실시예로서 평면 측정 위치값을 체크하기 위하여 엔드 이펙터가 센싱 공간으로 진입하는 것을 예시한 도면.
도 11은 엔드 이펙터의 정상적인 평면 측정 위치값을 예시한 파형도.
도 12는 엔드 이펙터의 비정상적인 평면 측정 위치값을 예시한 파형도.
도 13은 본 발명의 인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비의 다른 일 실시예를 나타내는 구성도.
도 14는 도 13에서 맵핑 바 모듈이 기준 위치로 위치한 상태를 예시한 구성도.
도 15는 도 13의 실시예의 구동을 위한 블록도.
도 16은 측면 측정 위치값을 체크하기 위하여 맵핑 바가 센싱 공간으로 진입하는 것을 예시한 도면.
도 17은 맵핑 바의 정상적인 측면 측정 위치값을 예시한 파형도.
도 18은 맵핑 바의 비정상적인 측면 측정 위치값을 예시한 파형도.
도 19은 평면 측정 위치값을 체크하기 위하여 맵핑 바가 센싱 공간으로 진입하는 것을 예시한 도면.
도 20은 맵핑 바의 정상적인 평면 측정 위치값을 예시한 파형도.
도 21은 맵핑 바의 비정상적인 평면 측정 위치값을 예시한 파형도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.
반도체 공정 장비는 웨이퍼의 처리를 위한 단위 공정 별로 다양하게 실시될 수 있다.
본 발명의 실시예로서 반도체 공정 장비는 웨이퍼에 대한 열처리 공정을 수행하는 것으로 예시할 수 있으며, 이를 위하여 반도체 공정 장비는 퍼니스와 웨이퍼를 공급하기 위한 챔버를 구비하도록 구성될 수 있다.
상기한 반도체 공정 장비의 실시예는 도 1과 같이 예시될 수 있다. 도 1에서 열처리 공정을 위한 퍼니스는 도시가 생략되고, 퍼니스의 하부에 챔버(100)가 도시된다. 챔버(100)도 본 발명의 실시예의 설명의 편의를 위하여 주요 부품만 간략히 도시하였다.
도시가 생략된 퍼니스와 챔버(100) 내에 구성되는 보트(120)는 웨이퍼(WF)에 대한 열처리 공정을 위한 하나의 반도체 공정 장치로 이해될 수 있다.
도 1의 경우, 보트(120)는 웨이퍼(WF)를 차지한 후 수직으로 상승하여 퍼니스의 내부의 정해진 위치에 로딩될 수 있고, 퍼니스는 웨이퍼(WF)를 차지한 보트(120)가 내부에 로딩된 후 고온의 열처리 공정을 수행할 수 있다. 그리고, 상기한 열처리 공정이 종료되면, 보트(120)는 퍼니스에서 챔버(100) 내부의 정해진 위치로 수직으로 하강한다. 상기와 같이 보트(120)가 하강된 상태에서 열처리 공정을 완료한 웨이퍼(WF)는 디스차지될 수 있다.
도 1의 보트(120)는 수직형으로 예시되며, 상하로 이격된 탑 플레이트(120a)와 보텀 플레이트(120b) 사이에 수직으로 설치된 세 개의 슬롯 봉(120c1~120c3)이 구성될 수 있다. 슬롯 봉들(120c1~120c3)에는 각각 다수의 슬롯(120s1~120s3, 도 5 참조)이 형성되며, 슬롯 봉들(120c1~120c3)의 슬롯들(120s1~120s3)은 동일한 위치 및 동일한 수로 형성된다. 예시적으로, 슬롯 봉들(120c1~120c3)은 180개의 웨이퍼(WF)를 차지하는 용량을 갖는 경우 각각 180개의 슬롯들(120s1~120s3)이 형성될 수 있다.
상기한 보트(120)의 구성에 의하여, 각 웨이퍼(WF)는 슬롯 봉들(120c1~120c3)의 동일 층의 슬롯들(120s1~120s3)에 주연이 삽입됨으로써 수평으로 차지된 상태가 유지된다.
상기한 보트(120)의 승강 또는 하강을 위한 구조 및 장치들은 설명의 편의를 위하여 생략한다.
한편, 챔버(100)는 웨이퍼(WF)의 차지 및 디스차지를 위하여 웨이퍼 이송 로봇(200)과 인터락 장치(400)를 구비한다.
또한, 챔버(100)는 차지할 웨이퍼들(WF)을 수용한 풉(520)을 두거나 디스차지된 웨이퍼(WF)를 수용하기 위한 풉(520)을 두기 위한 인터페이스 스테이지들(500)을 구비한다. 챔버(100)는 인터페이스 스테이지(500)와 접하는 영역에 웨이퍼(WF) 및 후술하는 엔드 이펙터의 출입이 용이하도록 게이트(도시되지 않음)를 구비할 수 있으며, 게이트는 웨이퍼 이송 로봇(200)에 의해 웨이퍼(WF)가 풉(520)으로 전달되거나 풉(520)의 웨이퍼(WF)가 웨이퍼 이송 로봇(200)에 의해 인출되기 용이한 구조로 제작자에 의하여 다양하게 구성될 수 있다.
상기한 바에서, 웨이퍼 이송 로봇(200)은 반도체 공정 장치인 보트(120)에 대한 웨이퍼의 차지(Charge) 또는 디스차지(Discharge)를 위하여 평행하게 이격된 다층의 엔드 이펙터(212)를 구비할 수 있다. 상기한 엔드 이펙터(212)는 후술하는 엔드 이펙터 모듈(210)에 탑재될 수 있다.
보다 구체적으로, 웨이퍼 이송 로봇(200)은 엔드 이펙터 모듈(210)과 승하강 모듈(220)를 구비한다.
승하강 모듈(220)은 엔드 이펙터 모듈(210)을 화살표 A1과 같이 수직으로 승하강 시키도록 구성될 수 있다. 승하강 모듈(220)과 엔드 이펙터 모듈(210) 간의 승하강을 위한 결합 구조와 구동 부품들(예시적으로 모터, 승하강축 및 동력 전달 장치 등)의 구체적인 구성 및 동작 설명은 생략한다.
엔드 이펙터 모듈(210)은 본체(211)와 엔드 이펙터(212)를 포함하며, 엔드 이펙터(212)를 화살표 A2와 같이 전진 및 후진시키거나 화살표 A3와 같이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하도록 구동할 수 있다. 엔드 이펙터(212)는 평행하게 이격된 다층 구조를 가지며, 다층의 엔드 이펙터(212)는 각각 포크 형상을 가질 수 있다. 그리고, 다층의 엔드 이펙터(212)의 상면에는 웨이퍼(WF)를 안착할 수 있는 요부의 안착부(212a)가 형성될 수 있다. 상기한 엔드 이펙터(212)의 구체적인 도시는 도 6을 참조하여 이해될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 웨이퍼 이송 로봇(200)은 미리 설정된 시점에 인터락 수행을 판단하기 위하여 구동될 수 있다. 즉, 웨이퍼 이송 로봇(200)은 미리 설정된 시점에 후술하는 엔드 이펙터 모듈(210)을 구동함으로써 엔드 이펙터(212)를 인터락 장치(400) 쪽으로 이동시키고 위치값들을 체크하기 위하여 단부가 인터락 장치(400) 내의 센싱 공간에 위치하도록 엔드 이펙터(212)를 구동할 수 있다. 즉, 웨이퍼 이송 로봇(200)은 도 2와 같이, 미리 설정된 기준 위치(인터락 장치(400)와 마주하는 위치)로 엔드 이펙터 모듈(210)을 이동하고, 엔드 이펙터(212)를 화살표 B1과 같이 인터락 장치(400)의 쪽으로 구동한다. 이때, 엔드 이펙터(212)는 인터락 장치(400)의 쪽을 향하도록 화살표 B2와 같이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전된 후 화살표 B1과 같이 직진 구동할 수 있다.
상기와 같이 웨이퍼 이송 로봇(200)의 엔드 이펙터 모듈(210)을 도 2와 같은 위치 및 상태로 구동하는 시점은 반도체 공정 장치인 보트(120)에 웨이퍼(WF)를 차지하기 전 제1 시점과 보트(120)의 웨이퍼(WF)를 디스차지하기 전 제2 시점 중 적어도 하나에 해당할 수 있다.
한편, 상기한 인터락 장치(400)는 맵핑 센서들(420a, 420b; 440a, 440b)을 구비하며 엔드 이펙터(212)의 센싱을 위하여 출입할 수 있는 입구를 갖도록 구성될 수 있다. 도 1은 챔버(100) 내벽에 엔드 이펙터(212)의 출입 가능한 입구(도시되지 않음)를 형성하고, 인터락 장치(400)의 본체가 챔버(100)의 외부에 위치하며 입구를 통하여 출입되는 엔드 이펙터(212)를 센싱하도록 구성된 것을 예시한다. 도 1은 본 발명의 실시예로서 인터락 장치(400)를 설명하기 위한 구성의 일예를 예시한 것일 뿐이며, 인터락 장치(400)는 엔드 이펙터(212)가 승하강하는 경로 상에 인접하게 엔드 이펙터(212)가 출입할 수 있도록 다양하게 구성될 수 있다.
인터락 장치(400)는 다층의 엔드 이펙터(212)의 측면 위치값들을 체크하기 위한 맵핑 센서로 구성되는 발광 소자(420a) 및 수광 소자(420b)를 포함할 수 있다. 이때, 발광 소자(420a) 및 수광 소자(420b)는 인터락의 수행을 판단하기 위하여 웨이퍼 이송 로봇(200)에서 구동된 엔드 이펙터(212)가 진입하여 위치하는 센싱 공간의 양측에 이격 배치될 수 있다. 이때, 센싱 공간은 후술하는 도 6의 화살표 SH에 대응하는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 인터락 장치(400)는 다층의 엔드 이펙터(212)의 평면 위치값들을 체크하기 위한 맵핑 센서로 구성되는 발광 소자(440a) 및 수광 소자(440b)를 포함할 수 있다. 이때, 발광 소자(440a) 및 수광 소자(440b)는 인터락의 수행을 판단하기 위하여 웨이퍼 이송 로봇(200)에서 구동된 엔드 이펙터(212)가 진입하여 위치하는 센싱 공간의 상하에 이격 배치될 수 있다. 이때, 센싱 공간은 후술하는 도 10의 화살표 SV에 대응하는 것으로 이해될 수 있다.
상술한 도 1 및 도 2와 같이 구성 및 구동되는 본 발명의 실시예는 도 3의 구성을 포함할 수 있다. 도 3은 도 1의 실시예의 구동을 위한 블록도를 예시한 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예는 인터락 제어부(410), 공정 제어부(600) 및 웨이퍼 이송 로봇 구동부(300)를 더 포함할 수 있으며, 인터락에 대응하는 알람을 수행하기 위한 알람부(430)를 부가적으로 구비할 수 있다.
여기에서, 인터락 제어부(410)는 발광 소자(420a; 440a) 및 수광 소자(420b; 440b)를 포함하는 맵핑 센서의 수광 소자(420b; 440b)에서 출력되는 센싱 신호를 수신한다.
인터락 제어부(410)는 발광 소자(420a; 440a)와 수광 소자(420b; 440b) 간의 광 전달 또는 광 차단에 의하여 구형파(square wave) 형태를 갖는 센싱 신호를 수신할 수 있으며, 다층의 엔드 이펙터(212)가 광 전달의 차단을 시작하는 센싱 신호의 천이 시점들을 측정 위치값(측면 측정 위치값 또는 평면 측정 위치값)으로 체크하도록 구성될 수 있다.
그리고, 인터락 제어부(410)는 기준 위치를 기초로 설정된 다층의 엔드 이펙터(212)의 측면 또는 평면 기준 위치값들과 기준 위치에서 수직으로 이동되는 다층의 엔드 이펙터(212)에 대하여 체크되는 상기한 측면 또는 평면 측정 위치값들을 비교하여 인터락의 수행을 판단하도록 구성될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 동작은 도 8 및 도 9 또는 도 11 및 도 12를 참조하여 후술한다.
인터락 제어부(410)는 인터락 수행이 필요한 경우로 판단한 경우 공정 제어부(600)와 알람부(430)에 각각 인터락을 수행하기 위한 신호를 제공할 수 있으며, 공정 제어부(600)는 인터락 수행을 위한 신호를 수신한 경우 예시적으로 반도체 공정 장비의 구동 즉 웨이퍼 이송 로봇(200)의 구동을 중지할 수 있고, 알람부(430)는 인터락 수행을 위한 신호를 수신한 경우 시각적 경고 장치(경광등)나 청각적 경고 장치(경보기) 등을 이용하여 인터락 상태를 알리도록 동작할 수 있다. 상기한 인터락 제어부(410)의 인터락을 수행하기 위한 신호의 제공은 인터락 장치(400)의 인터락 수행으로 이해될 수 있다.
공정 제어부(600)는 반도체 공정 장비의 전반적인 프로세스를 제어하며, 인터락을 판단하도록 설정된 시점에 엔드 이펙터(212)를 도 2와 같은 기준 위치로 이동시키고 센싱 공간으로 엔드 이펙터(212)를 진입시키며 센싱을 위하여 엔드 이펙터(212)를 수직 또는 수평으로 구동하도록 웨이퍼 이송 로봇 구동부(300)를 제어할 수 있다.
공정 제어부(600)는 상술한 설명과 같이 반도체 공정 장치에 웨이퍼를 차지하기 전 제1 시점과 반도체 공정 장치에 웨이퍼를 디스차지하기 전 제2 시점 중 적어도 하나의 시점에 상기와 같이 엔드 이펙터(212)를 도 2와 같은 기준 위치로 이동시키도록 구성될 수 있다.
그리고, 웨이퍼 이송 로봇 구동부(300)는 웨이퍼 이송 로봇(200)의 구동을 제어하며, 웨이퍼(WF)의 차지 또는 디스차지를 위하여 평행하게 이격된 다층의 엔드 이펙터(212)를 구비하는 웨이퍼 이송 로봇(200)을 구동하도록 구성된다.
상기한 웨이퍼 이송 로봇 구동부(300)는 엔드 이펙터 모듈(210)을 도 2와 같은 위치로 이동시킴으로써 엔드 이펙터(212)를 기준 위치로 이동시킬 수 있다. 그 후 웨이퍼 이송 로봇 구동부(300)는 공정 제어부(600)의 제어에 의하여 엔드 이펙터 모듈(210)의 구동을 제어하며, 그에 따라 엔드 이펙터(212)를 인터락 장치(400)의 센싱 공간으로 진입시키고 그 후 엔드 이펙터 모듈(210)을 수직 또는 수평으로 구동함으로써 엔드 이펙터(212)를 센싱 공간에서 수직 또는 수평으로 이동시킬 수 있다.
상술한 도 1 내지 도 3과 같이 구성된 본 발명에 따른 실시예의 동작에 대하여 설명하며, 이하 설명에서 웨이퍼 이송 로봇(200)의 엔드 이펙터 모듈(210) 및 승하강 모듈(220)의 구동은 웨이퍼 이송 로봇 구동부(300)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있고, 전반적인 공정 수행을 위한 보트(120)의 구동, 퍼니스의 동작, 웨이퍼 이송 로봇(200)의 구동은 공정 제어부(600)의 제어에 의해 결정되는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명의 실시예는 열처리 공정이 필요한 풉(520)의 웨이퍼(WF)를 웨이퍼 이송 로봇(200)의 구동에 의해서 보트(120)에 차지하고 열처리 공정이 완료된 웨이퍼(WF)를 웨이퍼 이송 로봇(200)의 구동에 의해서 보트(120)에서 디스차지한 후 풉(520)에 싣는 동작을 수행한다.
본 발명의 실시예는 상기와 같이 웨이퍼(WF)를 차지 또는 디스차지하기 전 도 2의 위치에 엔드 이펙터 모듈(210)를 위치시키고 엔드 이펙터(212)의 정위치 이탈 여부를 체크한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 웨이퍼(WF)는 차지되는 경우 다층의 엔드 이펙터(212)에 안착된 상태에서 도4의 화살표 C1의 방향으로 보트(120)로 이송되며 도 5와 같이 슬롯봉들(12c1~12c3)에 형성된 동일층의 슬롯들(120s1~120s3)에 삽입된다. 웨이퍼(WF)는 디스차지되는 경우 도 5와 같이 보트(120)에 삽입된 웨이퍼(WF)의 하부로 진입된 엔드 이펙터(212)에 안착된 후 도 4의 화살표 C1의 반대 방향으로 이송된다.
상기와 같이 엔드 이펙터(212)는 보트(120)를 출입하면서 웨이퍼(WF)에 대한 차지와 디스차지를 수행한다. 만약, 다양한 원인에 의하여, 웨이퍼 이송 로봇(200)의 위치가 틀어졌거나, 엔드 이펙터(212)가 정위치를 이탈하거나 위치가 틀어진 경우, 엔드 이펙터(212)는 해당 슬롯의 범위를 수직 또는 수평으로 벗어난 상태에서 웨이퍼(WF)의 차지 또는 디스차지를 위하여 직진할 수 있으며, 그 결과 엔드 이펙터(212)는 보트(120) 또는 웨이퍼(WF)와 충돌할 수 있다. 예시적으로, 엔드 이펙터(212)는 나사들(211a)을 이용하여 본체(211)와 결합될 수 있는데, 만약 나사들(211a)의 조임 상태가 느슨해진 경우 엔드 이펙터(212)는 정위치를 이탈하거나 틀어질 수 있다.
본 발명의 실시예는 상기한 충돌 사고를 방지하기 위하여 웨이퍼(WF)를 차지하기 전 제1 시점과 웨이퍼(WF)를 디스차지하기 전 제2 시점에 도 2와 같이 엔드 이펙터 모듈(210)을 위치시키고 인터락 수행 여부를 판단할 수 있다.
인터락 수행 여부는 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명되는 엔드 이펙터(212)에 대한 측면 측정 위치값들을 체크하는 방법과 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명되는 엔드 이펙터(212)에 대한 평면 측정 위치값을 체크하는 방법을 각각 또는 병행하여 판단될 수 있다.
먼저, 도 6 내지 도 9를 참조하여, 다층의 엔드 이펙터(212)에 대한 측면 측정 위치값들을 체크하는 방법을 설명한다.
공정 제어부(600)는 웨이퍼(WF)를 차지하기 전 제1 시점과 웨이퍼(WF)를 디스차지하기 전 제2 시점에 해당하는 것으로 판단하면 웨이퍼 이송 로봇 구동부(300)를 제어하고, 그 결과 엔드 이펙터(212)는 웨이퍼 이송 로봇(200)의 엔드 이펙터 모듈(210) 및 승하강 모듈(220)에 의하여 도 2의 위치로 이동된다.
그 후, 엔드 이펙터(212)는 도 6의 화살표 D1과 같이 직진되며, 엔드 이펙터(212)의 단부는 센싱 영역 즉 발광 소자(420a)의 광이 수광 소자(420b)로 전달되는 경로인 화살표 SH의 하부에 위치된다.
그 후, 엔드 이펙터 모듈(210)이 도 6의 화살표 D2와 같이 수직으로 구동되며, 그 결과, 엔드 이펙터(212)의 단부들이 순차적으로 센싱 영역 즉 발광 소자(420a)의 광이 수광 소자(420b)로 전달되는 경로인 화살표 SH를 통과한다. 즉, 승하강 모듈(220)은 도 7과 같이 엔드 이펙터(212)를 구동하도록 제어된다.
상기한 구동에 의하여, 엔드 이펙터(212) 중 가장 높은 곳에 위치한 것은 도 7의 P1 위치로부터 P2 위치까지 상승할 수 있으며, 나머지 것들도 그에 대응하여 상승할 수 있다. 그 결과, 다층의 엔드 이펙터(212)는 순차적으로 센싱 영역에 해당하는 위치 P0를 지나고, 엔드 이펙터(212)의 각 층의 측면 측정 위치값들이 측정된다.
즉, 인터락 제어부(410)는 도 8과 같은 구형파 형태의 센싱 신호를 수신할 수 있다. 센싱 신호는 발광 소자(420a)와 수광 소자(420b) 간 광 전달이 이루어지는 경우 하이 레벨을 가지며 엔드 이펙터(212)의 두께에 의하여 발광 소자(420a)와 수광 소자(420b) 간 광 전달이 차단되는 경우 로우 레벨을 갖도록 출력될 수 있다. 이때, 엔드 이펙터(212)의 각 층이 광 전달 차단을 시작하는 센싱 신호의 천이 시점들(S1~S5)이 측면 측정 위치값들로 체크될 수 있다.
도 8은 정상적인 경우로 가정할 수 있으며, 이때 측면 측정 위치값들은 측면 기준 위치값들과 일치하여 인터락 수행이 불필요한 것으로 이해될 수 있다.
만약, 엔드 이펙터(212) 중 상부로부터 4번째 위치한 것의 측면 위치가 틀어진 경우, 인터락 제어부(410)는 도 9와 같은 구형파 형태의 센싱 신호를 수신할 수 있다. 이때 천이 시점(S14)이 비정상인 센싱 신호가 인터락 제어부(410)에 수신되며, 인터락 제어부(410)는 측면 위치값들 중 적어도 하나(S14)에 이상이 있는 경우로 체크하고, 그 결과 인터락 장치(400)는 인터락을 수행할 수 있다.
그 결과, 엔드 이펙터(212)가 웨이퍼(WF)의 차지 또는 디스차지를 위하여 구동되는 것이 중지될 수 있으며, 엔드 이펙터(212)와 보트(120)가 충돌하는 사고가 방지될 수 있다.
또한, 도 10 내지 도 12를 참조하여, 엔드 이펙터(212)에 대한 평면 측정 위치값들을 체크하는 방법을 설명한다. 이때, 엔드 이펙터(212)는 포크 형의 평면 형상을 가지며 포크형의 단부의 위치를 판단함으로써 평면 측정 위치값들이 체크될 수 있다.
이를 위하여 도 2의 위치에서, 엔드 이펙터(212)는 도 10과 같이 엔드 이펙터(212)의 단부가 센싱 영역 즉 발광 소자(440a)의 광이 수광 소자(440b)로 전달되는 경로인 화살표 SV의 측면에 위치하도록 세팅된다.
그 후, 엔드 이펙터 모듈(210)이 도 10의 화살표 E1과 같이 수평으로 구동되며, 그 결과, 엔드 이펙터(212)의 단부들이 순차적으로 센싱 영역 즉 발광 소자(440a)의 광이 수광 소자(440b)로 전달되는 경로인 화살표 SV를 통과한다.
상기한 엔드 이펙터(212)의 구동에 의하여, 엔드 이펙터(212)의 포크형 두 단부가 순차적으로 센싱 영역인 화살표 SV를 통과하며, 평면 측정 위치값들이 측정된다.
즉, 인터락 제어부(410)는 도 11과 같은 구형파 형태의 센싱 신호를 수신할 수 있다. 센싱 신호는 발광 소자(440a)와 수광 소자(440b) 간 광 전달이 이루어지는 경우 하이 레벨을 가지며 발광 소자(440a)와 수광 소자(440b) 간 광 전달이 차단되는 경우 로우 레벨을 갖도록 출력될 수 있다. 이때, 엔드 이펙터(212)의 단부가 수직 방향의 광 전달 차단을 시작하는 센싱 신호의 천이 시점들(S21~22)이 평면 측정 위치값들로 체크될 수 있다.
도 11은 정상적인 경우로 가정할 수 있으며, 이때 평면 측정 위치값들(S21, S22)은 평면 기준 위치값들과 일치하여 인터락 수행이 불필요한 것으로 이해될 수 있다.
만약, 엔드 이펙터(212) 중 하나 또는 전체의 평면 위치가 틀어진 경우, 인터락 제어부(410)는 도 12와 같은 구형파 형태의 센싱 신호를 수신할 수 있다. 이때 천이 시점(S23, S24)이 비정상적인 센싱 신호가 인터락 제어부(410)에 수신되며, 인터락 제어부(410)는 평면 측정 위치값들에 이상이 있는 경우로 체크하고, 그 결과 인터락 장치(400)는 인터락을 수행할 수 있다.
그 결과, 엔드 이펙터(212)가 웨이퍼(WF)의 차지 또는 디스차지를 위하여 구동되는 것이 중지될 수 있으며, 엔드 이펙터(212)와 보트(120)가 충돌하는 사고가 방지될 수 있다.
한편, 상기한 도 1 내지 도 12의 실시예는 엔드 이펙터(212)를 구동함으로써 엔드 이펙터(212)의 위치에 이상이 있는 경우 인터락을 수행하는 것으로 설명하였다.
그러나, 제작자의 의도에 따라, 본 발명은 엔드 이펙터(212) 대신 맵핑 센서로 구성되는 발광 소자 및 수광 소자(420a, 420b; 440a, 440b)를 구동함으로써 엔드 이펙터(212)의 위치에 이상이 있는지 센싱할 수 있고, 그에 대응하는 인터락을 수행하도록 구성될 수 있다. 이에 따른 실시예는 도 1 내지 도 12를 참조하여 이해될 수 있으므로 구체적인 도시는 생략한다.
이 경우, 엔드 이펙터(212)는 측정을 위하여 웨이퍼 이송 로봇(200)에 의하여 미리 설정된 시점에 인터락 장치(400) 내의 센싱 공간에 위치하도록 구동된다.
이때, 인터락 장치(400) 내에는 발광 소자 및 수광 소자(420a, 420b)에 의하여 형성되는 센싱 공간이 형성될 수 있고, 발광 소자 및 수광 소자(440a, 440b)에 의하여 형성되는 센싱 공간이 형성될 수 있다.
발광 소자 및 수광 소자(420a, 420b)에 의하여 센싱 공간이 형성되는 경우, 인터락 장치(400)는 엔드 이펙터(212)의 측정을 위하여 미리 설정된 제1 기준 위치로 맵핑 센서인 발광 소자 및 수광 소자(420a, 420b)를 구동하고, 센싱 공간에 다층의 엔드 이펙터가 위치하도록 발광 소자 및 수광 소자(420a, 420b)를 제1 기준 위치에서 수직으로 이동함으로써 다층의 측면 위치값들을 체크한다.
이때, 발광 소자 및 수광 소자(420a, 420b)가 위치하는 제1 기준 위치는 엔드 이펙터(212)의 단부와 평면상 중첩된 위치에 제1 센싱 공간이 위치하도록 설정된다.
그리고, 발광 소자 및 수광 소자(420a, 420b)는 양측에 이격 배치되며 엔드 이펙터(212)의 측정을 위하여 제1 기준 위치로 구동된 후 수직으로 이동되며, 수광 소자(420b)는 엔드 이펙터(212)의 측정에 대한 제1 센싱 신호를 제공한다.
상기한 바에 의하여, 인터락 제어부(410)는 제1 센싱 신호를 이용하여 엔드 이펙터(212)의 측면 위치값들을 체크하고, 엔드 이펙터(212)의 측면 측정 위치값들 중 적어도 하나에 이상이 있는 경우 인터락을 수행을 판단한다.
보다 구체적으로, 인터락 제어부(410)는 제1 기준 위치를 기초로 설정된 엔드 이펙터(212)의 측면 기준 위치값들과 제1 기준 위치에서 수직으로 이동되는 발광 소자 및 수광 소자(420a, 420b)에 의하여 체크되는 엔드 이펙터(212)의 측면 측정 위치값들을 비교하여 인터락의 수행을 판단한다.
발광 소자 및 수광 소자(440a, 440b)에 의하여 센싱 공간이 형성되는 경우, 인터락 장치(400)는 측정 위치의 엔드 이펙터(212)의 단부를 사이에 두고 수직으로 이격됨으로써 수직의 센싱 공간을 형성하며 측정을 위하여 수평으로 이동하는 발광 소자 및 수광 소자(440a, 440b)를 포함한다.
그리고, 인터락 제어부(410)는 수평으로 이동하는 수광 소자(440a, 440b)의 제2 센싱 신호를 이용하여 엔드 이펙터(212)의 평면 측정 위치값들을 체크하고, 평면 측정 위치값들 중 적어도 하나에 이상이 있는 경우 인터락의 수행을 판단한다.
보다 구체적으로, 인터락 제어부(410)는 미리 설정된 제2 기준 위치를 기초로 설정된 엔드 이펙터(212)의 평면 기준 위치값들과 제2 기준 위치에서 발광 소자 및 수광 소자(440a, 440b)가 수평으로 이동됨에 의하여 체크되는 엔드 이펙터(212)의 평면 측정 위치값들을 비교하여 인터락의 수행을 판단한다.
이하에서는 엔드 이펙터 대신 맵핑 바를 사용하여 맵핑 바의 정위치 이탈 또는 틀어짐을 체크하고 이상이 있는 경우 인터락을 수행하는 반도체 공정 장비의 또 다른 실시예를 설명하기로 한다.
도 13은 본 발명의 인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비의 다른 일 실시예를 나타내는 구성도이고, 도 14는 도 13에서 맵핑 바 모듈이 기준 위치로 위치한 상태를 예시한 구성도이다.
도 13에 도시된 반도체 공정 장비는 도 1에 도시된 반도체 공정 장비와 비교하여 웨이퍼 이송 로봇(200)의 구성을 제외한 다른 구성은 모두 동일한 것이므로 다른 구성들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기한 바에서, 웨이퍼 이송 로봇(200)은 엔드 이펙터 모듈(210)과 승하강 모듈(220) 및 맵핑 바 모듈(230)을 구비한다. 승하강 모듈(220)은 엔드 이펙터 모듈(210)과 맵핑 바 모듈(230)을 화살표 A1과 같이 수직으로 승하강 시키도록 구성될 수 있다.
맵핑 바 모듈(230)은 본체(231)와 본체(231) 내에 슬라이딩 가능하게 결합된 맵핑 바(232)를 포함하며, 맵핑 바(232)의 구체적인 도시는 도 16 및 도 19를 참조하여 이해될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 웨이퍼 이송 로봇(200)은 미리 설정된 시점에 인터락 수행을 판단하기 위하여 구동될 수 있다. 즉, 웨이퍼 이송 로봇(200)은 미리 설정된 시점에 후술하는 맵핑 바 모듈(230)을 구동함으로써 맵핑 바(232)를 인터락 장치(400) 쪽으로 이동시키고 위치값들을 체크하기 위하여 단부가 인터락 장치(400) 내의 센싱 공간에 위치하도록 맵핑 바(232)를 구동할 수 있다.
즉, 웨이퍼 이송 로봇(200)은 도 14와 같이, 미리 설정된 기준 위치(인터락 장치(400)와 마주하는 위치)로 맵핑 바 모듈(230)을 이동하고, 맵핑 바(232)를 화살표 B1과 같이 인터락 장치(400)의 쪽으로 구동한다. 이때, 맵핑 바(232)는 인터락 장치(400)의 쪽을 향하도록 화살표 B2와 같이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전된 후 화살표 B1과 같이 직진 구동할 수 있다.
상기와 같이 웨이퍼 이송 로봇(200)의 맵핑 바 모듈(230)을 도 14와 같은 위치 및 상태로 구동하는 시점은 반도체 공정 장치에 웨이퍼를 차지하기 위해 풉(520)에 위치하는 웨이퍼(WF)의 수용 상태를 검출하기 전의 제1 시점과 반도체 공정 장치의 웨이퍼를 디스차지하기 위해 보트(120)에 위치하는 웨이퍼(WF)의 수용 상태를 검출하기 전의 제2 시점 중 적어도 하나에 해당할 수 있다.
인터락 장치(400)는 맵핑 바(232)의 측면 위치값들을 체크하기 위한 맵핑 센서로 구성되는 발광 소자(420a) 및 수광 소자(420b)를 포함할 수 있다. 이때, 발광 소자(420a) 및 수광 소자(420b)는 인터락의 수행을 판단하기 위하여 웨이퍼 이송 로봇(200)에서 구동된 맵핑 바(232)가 진입하여 위치하는 센싱 공간의 양측에 이격 배치될 수 있다. 이때, 센싱 공간은 후술하는 도 16의 화살표 SH에 대응하는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 인터락 장치(400)는 맵핑 바(232)의 평면 위치값을 체크하기 위한 맵핑 센서로 구성되는 발광 소자(440a) 및 수광 소자(440b)를 포함할 수 있다. 이때, 발광 소자(440a) 및 수광 소자(440b)는 인터락의 수행을 판단하기 위하여 웨이퍼 이송 로봇(200)에서 구동된 맵핑 바(232)가 진입하여 위치하는 센싱 공간의 상하에 이격 배치될 수 있다. 이때, 센싱 공간은 후술하는 도 17의 화살표 SV에 대응하는 것으로 이해될 수 있다.
상술한 도 13 및 도 14와 같이 구성 및 구동되는 본 발명의 실시예는 도 15의 구성을 포함할 수 있다. 도 15는 도 13의 실시예의 구동을 위한 블록도를 예시한 것이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 실시예는 엔드 이펙터 모듈(210)과, 맵핑 바 모듈(230) 및 승하강 모듈(220)을 포함하는 웨이퍼 이송 로봇(200), 웨이퍼 이송 로봇 구동부(300), 인터락 장치(400) 및 공정 제어부(600)를 포함할 수 있으며, 인터락 장치(400)는 인터락 제어부(410)와 맵핑 센서(420a, 420b, 440a, 440b) 및 인터락에 대응하는 알람을 수행하기 위한 알람부(430)를 부가적으로 구비할 수 있다.
공정 제어부(600)는 반도체 공정 장비의 전반적인 프로세스를 제어하며, 인터락을 판단하도록 설정된 시점에 맵핑 바(232)를 도 14와 같은 기준 위치로 이동시키고 센싱 공간으로 맵핑 바(232)를 진입시키며 센싱을 위하여 맵핑 바 모듈(230)을 수직 또는 수평으로 구동하도록 웨이퍼 이송 로봇 구동부(300)를 제어할 수 있다.
공정 제어부(600)는 상술한 설명과 같이 반도체 공정 장치에 웨이퍼를 차지하기 위해 웨이퍼의 수용상태를 검출하기 전 제1 시점과 반도체 공정 장치에 웨이퍼를 디스차지하기 위해 웨이퍼의 수용상태를 검출하기 전 제2 시점 중 적어도 하나의 시점에 상기와 같이 맵핑 바(232)를 도 14와 같은 기준 위치로 이동시키도록 구성될 수 있다.
상기한 웨이퍼 이송 로봇 구동부(300)는 맵핑 바 모듈(230)을 도 14와 같은 위치로 이동시킴으로써 맵핑 바(232)를 기준 위치로 이동시킬 수 있다. 그 후 웨이퍼 이송 로봇 구동부(300)는 공정 제어부(600)의 제어에 의하여 맵핑 바 모듈(230)의 구동을 제어하며, 그에 따라 맵핑 바(232)를 인터락 장치(400)의 센싱 공간으로 진입시키고 그 후 맵핑 바 모듈(230)을 수직 또는 수평으로 구동함으로써 맵핑 바(232)를 센싱 공간에서 수직 또는 수평으로 이동시킬 수 있다.
인터락 제어부(410)는 발광 소자(420a; 440a) 및 수광 소자(420b; 440b)를 포함하는 맵핑 센서의 수광 소자(420b; 440b)에서 출력되는 센싱 신호를 수신한다.
인터락 제어부(410)는 발광 소자(420a; 440a)와 수광 소자(420b; 440b) 간의 광 전달 또는 광 차단에 의하여 구형파(square wave) 형태를 갖는 센싱 신호를 수신할 수 있으며, 맵핑 바(232)가 광 전달의 차단을 시작하는 센싱 신호의 천이 시점들을 측정 위치값(측면 측정 위치값 또는 평면 측정 위치값)으로 체크하도록 구성될 수 있다.
그리고, 인터락 제어부(410)는 기준 위치를 기초로 설정된 다층의 엔드 이펙터(212)의 측면 또는 평면 기준 위치값들과 기준 위치에서 수직으로 이동되는 맵핑 바(232)에 대하여 체크되는 상기한 측면 또는 평면 측정 위치값들을 비교하여 인터락의 수행을 판단하도록 구성될 수 있다.
인터락 제어부(410)는 인터락 수행이 필요한 경우로 판단한 경우 공정 제어부(600)와 알람부(430)에 각각 인터락을 수행하기 위한 신호를 제공할 수 있으며, 공정 제어부(600)는 인터락 수행을 위한 신호를 수신한 경우 예시적으로 반도체 공정 장비의 구동 즉 웨이퍼 이송 로봇(200)의 구동을 중지할 수 있고, 알람부(430)는 인터락 수행을 위한 신호를 수신한 경우 시각적 경고 장치(경광등)나 청각적 경고 장치(경보기) 등을 이용하여 인터락 상태를 알리도록 동작할 수 있다. 상기한 인터락 제어부(410)의 인터락을 수행하기 위한 신호의 제공은 인터락 장치(400)의 인터락 수행으로 이해될 수 있다.
인터락 수행 여부는 도 16 내지 도 18을 참조하여 설명되는 맵핑 바(232)에 대한 측면 측정 위치값들을 체크하는 방법과 도 19 내지 도 21을 참조하여 설명되는 맵핑 바(232)에 대한 평면 측정 위치값을 체크하는 방법을 각각 또는 병행하여 판단될 수 있다.
먼저, 도 16 내지 도 18을 참조하여, 맵핑 바(232)에 대한 측면 측정 위치값들을 체크하는 방법을 설명한다.
공정 제어부(600)는 웨이퍼(WF)를 차지하기 위해 웨이퍼의 수용상태를 검출하기 전 제1 시점과 웨이퍼(WF)를 디스차지하기 위해 웨이퍼의 수용상태를 검출하기 전 제2 시점에 해당하는 것으로 판단하면 웨이퍼 이송 로봇 구동부(300)를 제어하고, 그 결과 맵핑 바(232)는 웨이퍼 이송 로봇(200)의 맵핑 바 모듈(230) 및 승하강 모듈(220)에 의하여 도 14의 위치로 이동된다.
그 후, 맵핑 바(232)는 도 16의 화살표 D1과 같이 직진되며, 맵핑 바(232)의 단부는 센싱 영역 즉 발광 소자(420a)의 광이 수광 소자(420b)로 전달되는 경로인 화살표 SH의 하부에 위치된다.
그 후, 맵핑 바 모듈(230)이 도 16의 화살표 D2와 같이 수직으로 구동되며, 그 결과, 맵핑 바(232)의 단부들이 순차적으로 센싱 영역 즉 발광 소자(420a)의 광이 수광 소자(420b)로 전달되는 경로인 화살표 SH를 통과한다. 그 결과, 맵핑 바(232)는 센싱 영역에 해당하는 위치를 지나고, 맵핑 바(232)의 측면 측정 위치값들이 측정된다.
즉, 인터락 제어부(410)는 도 17과 같은 구형파 형태의 센싱 신호를 수신할 수 있다. 센싱 신호는 발광 소자(420a)와 수광 소자(420b) 간 광 전달이 이루어지는 경우 하이 레벨을 가지며 맵핑 바(232)의 두께에 의하여 발광 소자(420a)와 수광 소자(420b) 간 광 전달이 차단되는 경우 로우 레벨을 갖도록 출력될 수 있다. 이때, 맵핑 바(232)가 광 전달 차단을 시작하는 센싱 신호의 천이 시점들(S1)이 측면 측정 위치값으로 체크될 수 있다.
도 17은 정상적인 경우로 가정할 수 있으며, 이때 측면 측정 위치값들은 측면 기준 위치값들과 일치하여 인터락 수행이 불필요한 것으로 이해될 수 있다.
만약, 맵핑 바(232)의 측면 위치가 틀어진 경우, 인터락 제어부(410)는 도 18과 같은 구형파 형태의 센싱 신호를 수신할 수 있다. 이때 천이 시점(S11)이 비정상인 센싱 신호가 인터락 제어부(410)에 수신되며, 인터락 제어부(410)는 맵핑 바(232)의 측면 위치값에 이상이 있는 경우로 체크하고, 그 결과 인터락 장치(400)는 인터락을 수행할 수 있다.
그 결과, 맵핑 바(232)가 웨이퍼(WF)의 수용상태를 검출하기 위하여 구동되는 것이 중지될 수 있으며, 맵핑 바(232)와 보트(120)가 충돌하는 사고가 방지될 수 있다.
또한, 도 19 내지 도 21을 참조하여, 맵핑 바(232)에 대한 평면 측정 위치값들을 체크하는 방법을 설명한다.
이를 위하여 도 14의 위치에서, 맵핑 바(232)는 도 19와 같이 맵핑 바(232)의 단부가 센싱 영역 즉 발광 소자(440a)의 광이 수광 소자(440b)로 전달되는 경로인 화살표 SV의 측면에 위치하도록 세팅된다.
그 후, 맵핑 바 모듈(230)이 도 19의 화살표 E1과 같이 수평으로 구동되며, 그 결과, 맵핑 바(232)의 단부들이 센싱 영역 즉 발광 소자(440a)의 광이 수광 소자(440b)로 전달되는 경로인 화살표 SV를 통과한다.
상기한 맵핑 바(232)의 구동에 의하여, 맵핑 바(232)의 포크형 두 단부가 순차적으로 센싱 영역인 화살표 SV를 통과하며, 평면 측정 위치값들이 측정된다.
즉, 인터락 제어부(410)는 도 20과 같은 구형파 형태의 센싱 신호를 수신할 수 있다. 센싱 신호는 발광 소자(440a)와 수광 소자(440b) 간 광 전달이 이루어지는 경우 하이 레벨을 가지며 발광 소자(440a)와 수광 소자(440b) 간 광 전달이 차단되는 경우 로우 레벨을 갖도록 출력될 수 있다. 이때, 맵핑 바(232)의 단부가 수직 방향의 광 전달 차단을 시작하는 센싱 신호의 천이 시점들(S21~22)이 평면 측정 위치값들로 체크될 수 있다.
도 20은 정상적인 경우로 가정할 수 있으며, 이때 평면 측정 위치값들(S21, S22)은 평면 기준 위치값들과 일치하여 인터락 수행이 불필요한 것으로 이해될 수 있다.
만약, 맵핑 바(232)의 평면 위치가 틀어진 경우, 인터락 제어부(410)는 도 21와 같은 구형파 형태의 센싱 신호를 수신할 수 있다. 이때 천이 시점(S23, S24)이 비정상적인 센싱 신호가 인터락 제어부(410)에 수신되며, 인터락 제어부(410)는 평면 측정 위치값들에 이상이 있는 경우로 체크하고, 그 결과 인터락 장치(400)는 인터락을 수행할 수 있다.
그 결과, 맵핑 바(232)가 웨이퍼(WF)의 수용상태를 검출하기 위하여 구동되는 것이 중지될 수 있으며, 맵핑 바(232)와 보트(120)가 충돌하는 사고가 방지될 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 반도체 공정 장비가 웨이퍼를 차지 또는 디스차지하는 과정 및 맵핑 바가 웨이퍼의 수용상태를 검출하는 과정에서 엔드 이펙터 및 맵핑 바의 정위치 이탈 또는 틀어짐을 체크할 수 있으며, 엔드 이펙터 또는 맵핑 바가 틀어져서 정위치를 벗어난 경우 인터락 기능을 수행할 수 있고, 웨이퍼 이송 과정 및 수용상태 검출과정 중의 충돌 사고를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 인터락 장치가 웨이퍼 이송 로봇이 설치된 챔버 내에 엔드 이펙터 또는 맵핑 바가 구동하는 범위 내에 구성된다. 그러므로, 반도체 공정 장비 자체에서 웨이퍼 차지 또는 디스차지되는 시점 별로 상시로 엔드 이펙터 및 맵핑 바의 충돌 사고를 방지할 수 있다.

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  13. 반도체 공정 장비에 대한 웨이퍼의 차지(Charge) 또는 디스차지(Discharge)를 위하여 평행하게 이격된 다층의 엔드 이펙터 및 상기 웨이퍼의 수용 상태를 검출하기 위한 맵핑 바를 구비하는 웨이퍼 이송 로봇; 및
    발광소자와 수광소자를 구비하는 맵핑 센서를 이용하여 상기 맵핑 바의 측면 측정 위치값들 및 평면 측정 위치값들을 체크하고, 상기 측면 측정 위치값들 및 상기 평면 측정 위치값들 중 적어도 하나에 이상이 있는 경우 인터락을 수행하는 인터락 장치;를 구비하며,
    상기 웨이퍼 이송 로봇은 미리 설정된 시점에 상기 인터락 장치로 상기 맵핑 바를 이동시키고 상기 측면 측정 위치값들 및 상기 평면 측정 위치값들을 체크하기 위하여 상기 맵핑 바를 구동하도록 제어됨을 특징으로 하는 인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 웨이퍼 이송 로봇은,
    상기 엔드 이펙터를 탑재하고, 전진, 후진 및 회전하도록 상기 엔드 이펙터를 구동하는 엔드 이펙터 모듈;
    상기 맵핑 바를 탑재하고, 전진, 후진 및 회전하도록 상기 맵핑 바를 구동하는 맵핑 바 모듈; 및
    상기 엔드 이펙터 모듈 및 상기 맵핑 바 모듈을 승하강시키는 승하강 모듈;을 포함하며,
    미리 설정된 시점에 상기 맵핑 바의 상기 측면 측정 위치값들 및 상기 평면 측정 위치값들을 체크하기 위하여 웨이퍼 이송 로봇 구동부에 의해 상기 맵핑 바 모듈 및 상기 승하강 모듈이 구동되도록 제어됨을 특징으로 하는 인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비.
  15. 제13 항에 있어서, 상기 인터락 장치는
    상기 맵핑 센서를 이용하여 측정된 상기 맵핑 바의 측면 측정 위치값들 및 평면 측정 위치값들 중 적어도 하나에 이상이 있는 경우 상기 인터락의 수행을 판단하는 인터락 제어부;를 더 포함하는 인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 맵핑 센서는,
    상기 인터락의 수행을 판단하기 위하여 상기 웨이퍼 이송 로봇에서 구동된 상기 맵핑 바가 진입하는 센싱 공간의 양측에 배치된 제1 발광 소자 및 제1 수광 소자를 포함하는 제1 맵핑 센서; 및
    상기 인터락의 수행을 판단하기 위하여 상기 웨이퍼 이송 로봇에서 구동된 상기 맵핑 바가 진입하는 센싱 공간의 상하에 배치된 제2 발광 소자 및 제2 수광 소자를 포함하는 제2 맵핑 센서;를 포함하는 인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 인터락 제어부는,
    상기 제1 맵핑 센서를 이용하여 측정된 상기 맵핑 바의 측면 측정 위치값들과 상기 맵핑 바의 미리 설정된 기준 위치를 기초로 설정된 상기 맵핑 바의 측면 기준 위치값들을 비교하여 상기 인터락의 수행을 판단하는 인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 웨이퍼 이송 로봇은
    상기 맵핑 바를 상기 기준 위치로 이동시킨 후 상기 측면 측정 위치값들을 체크하기 위하여 상기 센싱 공간의 수직 방향으로 상승시킴을 특징으로 하는 인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비.
  19. 제17 항에 있어서, 상기 인터락 제어부는,
    상기 제1 발광 소자 및 제1 수광 소자 간의 광 전달 차단에 의하여 구형파(square wave) 형태의 제1 센싱 신호를 수신하며, 상기 제1 센싱 신호의 천이 시점들을 상기 측면 측정 위치값들로 체크하는 인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비.
  20. 제16 항에 있어서, 상기 인터락 제어부는,
    상기 제2 맵핑 센서를 이용하여 측정된 상기 맵핑 바의 평면 측정 위치값들과 상기 맵핑 바의 미리 설정된 기준 위치를 기초로 설정된 상기 맵핑 바의 평면 기준 위치값들을 비교하여 상기 인터락의 수행을 판단하는 인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비.
  21. 제20 항에 있어서, 상기 웨이퍼 이송 로봇은
    상기 맵핑 바를 상기 기준 위치로 이동시킨 후 상기 평면 측정 위치값들을 체크하기 위하여 상기 센싱 공간의 수평 방향으로 이동시킴을 특징으로 하는 인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비.
  22. 제20 항에 있어서, 상기 인터락 제어부는,
    상기 제2 발광 소자 및 제2 수광 소자 간의 광 전달 차단에 의하여 구형파(square wave) 형태의 제2 센싱 신호를 수신하며, 상기 제2 센싱 신호의 천이 시점들을 상기 평면 측정 위치값들로 체크하는 인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비.
  23. 제13 항에 있어서, 상기 시점은
    상기 반도체 공정 장치에 웨이퍼를 차지하기 위해 웨이퍼(WF)의 수용 상태를 검출하기 전의 제1 시점과 상기 반도체 공정 장치에 웨이퍼를 디스차지하기 위해 웨이퍼(WF)의 수용 상태를 검출하기 전의 제2 시점 중 적어도 하나에 해당하는 인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비.
  24. 제13 항에 있어서, 상기 인터락 장치는
    상기 웨이퍼 이송 로봇이 설치된 챔버 내에 구성되며, 상기 맵핑 센서는 상기 맵핑 바가 승하강되는 경로에서 직진 구동되어 도달하는 범위 내에 설치되는 인터락 기능을 갖는 반도체 공정 장비.
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