KR20020063109A - 웨이퍼이송로봇용 네스트를 갖춘 대기중 웨이퍼이송모듈과이를 이용하는 방법 - Google Patents

웨이퍼이송로봇용 네스트를 갖춘 대기중 웨이퍼이송모듈과이를 이용하는 방법 Download PDF

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Abstract

로드록장치의 웨이퍼이송면은, 설치부의 크기선의 길이가 로드록장치의 웨이퍼이송면으로부터 로봇을 분리해야 하는 최소길이의 웨이퍼이송거리를 포함하지 않도록 설치부의 크기선에 대해 예각으로 형성된다. 로봇을 갖추어 이용되도록 된 2개의 인접한 로드록장치는, 이러한 각 면이 설치부의 크기선에 대해 예각에 있도록 네스트를 구획하는 2개의 로드록장치의 웨이퍼이송면을 갖는다. 로봇은 웨이퍼카세트에 대한 고정된 위치에 그리고 끼워진 로드록장치의 웨이퍼이송면에서 회전하도록 장착되는 바, 이에 의해 로봇트랙이 가로로 이동되는 것이 방지된다. 면이 예각으로 되어 있기 때문에, 전체가 아닌 설치부의 크기선의 방향으로 뻗는 최소 웨이퍼이송거리의 요소만 있게 된다. 로봇은 로드록장치내로 웨이퍼가 이송되는 동안 로봇의 아암이 연장동작으로 이동됨과 동시에 수직축상에 로봇의 기저부에 필요한 회전 없이 인접한 로드록장치의 면에 의해 형성된 적어도 부분적으로는 네스트내에 위치된다. 모듈의 설치부는 설치부의 적어도 하나의 크기가 감소된다는 점에서 실질적으로 감소될 수 있지만, 로봇은 로드록장치내로 웨이퍼를 이송하기 위한 비교적 간단한 연장동작만으로 작동될 수 있으며, 병진이동(즉 선형트랙상에서의 이동)과 회전이동을 포함하는 더 복잡한 이동을 피하게 된다.

Description

웨이퍼이송로봇용 네스트를 갖춘 대기중 웨이퍼이송모듈과 이를 이용하는 방법 {Atmospheric wafer transfer module with nest for wafer transport robot and method of implementing same}
반도체장치의 제조에 있어서, 처리체임버는 예컨대 접속된 체임버 사이에서 웨이퍼나 회로기판(substrate)을 이송하도록 접속되어 있다. 이러한 이송은 예컨대 접속된 체임버의 인접한 벽에 형성되어 있는 슬롯이나 포트를 통해 웨이퍼를 이동시키는 이송모듈을 매개로 이루어진다. 예컨대, 이송모듈은 일반적으로 반도체 에칭시스템과 재료침착시스템 및 평평한 표시패널 에칭시스템을 포함할 수 있는 다양한 회로기판 처리모듈과 관련되어 이용된다. 세척 및 고정도의 처리를 위해 증가되는 요구로 인해, 처리단계들 동안 그리고 그 사이에서 인간의 작용을 감소시키려는요구가 증가되고, 이러한 요구에 의해 부분적으로는 (전형적으로는 예컨대 진공상태와 같이 감소된 압력에서 유지되는) 중간 처리장치로 작용하는 진공이송모듈을 이용하게 되었다. 그 예로서, 진공이송모듈은 물리적으로는 회로기판이 저장되는 하나 이상의 청정실 저장시설과, 예컨대 에칭되거나 침착이 실시되는 것과 같이 회로기판이 실제로 처리되는 복합회로기판 처리모듈 사이에 위치될 수 있다. 이런 의미에서, 회로기판이 처리작업에 필요할 때 이송모듈내에 위치된 로봇아암은 저장소로부터 선택된 회로기판을 회수하고 복합처리모듈 중 하나에 이를 위치시키는 데에 이용될 수 있다.
당업계의 숙련자들에게는 잘 알려진 바와 같이, 회로기판을 복합저장설비와 처리모듈 사이로 이송하기 위한 이송모듈의 배열을 흔히 "클러스터공구장치"라 부르고 있는 바, 도 1a는 그러한 전형적인 반도체처리용 클러스터공구장치(100)로서 1개의 진공이송모듈(106)에 여러 개의 체임버가 접속된 형태를 나타낸 것으로, 진공이송모듈(106)이 각기 다른 설치공정을 수행하게 될 수 있는 3개의 처리모듈(108a ~ 108c)에 결합되도록 된 것이다. 이런 예에서, 상기 처리모듈(108a ~ 108c)은 전자결합플라즈마(transformer coupled plasma;TCP) 회로기판 엣칭과, 박막층침착 및/또는, 스퍼터링(sputtering)을 수행하도록 될 수 있다.
또, 상기 진공이송모듈(106)에는 로드록장치(load lock;104)가 연결되어 회로기판이 진공이송모듈(106)내로 이송되게 설치될 수 있는 바, 이 로드록장치(104)는 회로기판이 저장되는 청정실(102)과 연결될 수 있다. 또, 상기 로드록장치(104)는 회로기판을 뽑아내고 집어넣는 기능에 더해서 진공이송모듈(106)과 청정실(102)사이에서 압력조정수단으로도 작용하게 된다. 따라서, 청정실(102)이 대기압을 유지하고 있는 동안 (예컨대 진공압과 같은) 일정한 공기압을 유지할 수 있게 된다. 청정 및 고정도의 처리에 대한 증가되는 요구와 관련하여, 처리단계 동안 그리고 처리단계 사이에서 인간의 작용은 청정실(102)로부터 로드록장치(104)로 웨이퍼를 이송하기 위한 로봇(110)의 이용으로 감소되고 있다.
도 1b는 청정실(102)내에 설치된 웨이퍼카세트(114)와 2개의 로드록장치(104) 사이의 트랙(112)을 따라 장착된 종래의 로봇(110)을 나타낸다. 카세트(114)와 로봇(110)을 갖춘 청정실(102)은 대기압으로 유지되어, 이들이 대기중 이송모듈(116)의 일부로 이용될 수 있다. 로봇(110)은 카세트(114) 중 하나에서 바로 웨이퍼(120)를 용이하게 제거하도록 단부들(118a,118b) 사이의 선형트랙(112)을 따라 가로로 이동될 수 있어, 웨이퍼(120)를 제거하는 동안 y축방향으로 뻗는 웨이퍼 이송축(122)과 정렬되어야 한다. 이 정렬된 이송은, 예컨대 로봇의 아암이 연장동작으로 이동됨과 동시에 로봇의 기저부가 수직축상에서 회전(θ동작)될 때와 같이 웨이퍼를 이송하는 동안 과거에 로봇을 제어하는 데에서 경험한 바 있는 문제들을 피하는 데에 이용될 수 있다.
로드록장치(104)는 카세트(114)와 마주보게 장착되고, 트랙(112)에 평행하고 x축방향으로 뻗는 앞면 또는 웨이퍼이송면을 갖는다. 일반적으로, 웨이퍼(120)가 이송되게 될 로봇(110)과 로드록장치(104) 사이에는 (로드록장치(104)의 웨이퍼이송축(122)을 따라) 최소거리가 요구된다. 이 최소거리는 로봇의 회전중심축(126)상에서 로봇(110)을 회전시키지 않고 로드록포트내에 웨이퍼(108)를 직접 이송하기위해 로봇(110)에 의해 요구되는 최소거리로서, 이는 웨이퍼이송거리 또는 웨이퍼공급거리라고 할 수 있다. 웨이퍼공급거리는 마주보는 화살촉을 갖고, 트랙(112)과 로드록장치(104)의 면(124) 사이에서 뻗는 치수선(127)으로 나타내어진다. 웨이퍼공급선이나 치수선(127)은 웨이퍼이송축(122)에 평행한 y축의 방향으로 뻗도록 되어 있고, 선(127)과 축(122)은 트랙(112)과 y축에 수직하게 되어 있다.
로봇트랙(112)의 크기와, 이 로봇트랙(112)에 기름을 칠하기 위한 요구는, 로봇트랙(112)이 y축의 방향으로 비교적 길게 형성된다는 문제를 일으킨다. 또한, 트랙(112)의 윤활은 노출되고, 이에 따라 깨끗한 청정실(102)내의 더러운 요소가 된다. 그리고, 웨이퍼이송거리(127)의 길이는 로봇(110)이나 트랙(112)을 로드록장치(104)의 면(124)에서 분리해야 한다. 이제까지는, 전체 웨이퍼공급거리의 길이 또는 치수선(127)이 트랙(112)과 면(124) 사이에 있었다. 조합된 대기중 이송모듈(116)과 진공이송모듈(106)의 설치부는, 일반적으로 이 설치부가 x 및 y축을 따라 바닥면적에 비례하도록 이들 모듈(106,116)이 차지하는 바닥면적에 의해 구획된다. 따라서, x축 방향에 있는 트랙(112)의 비교적 긴 길이와, y축 방향으로 뻗는 전체 웨이퍼 이송거리(127)의 길이는 이들 모듈(106,116)의 설치부의 크기에 영향을 준다. 도 1b와 도 1c에서 y축의 방향에 도시된 것과 같이, 설치부의 크기선(130)의 길이는 설치부의 크기에 영향을 준다. y축의 방향으로 뻗는 전체 웨이퍼이송거리(127)의 길이는 예컨대 설치부의 크기선(130)의 일부가 된다. 이러한 장비의 청정환경을 구성하고 지지하는 증가된 비용의 관점에서, 이에 따른 설치부를 감소시키려는 큰 요구가 있다. 게다가, 만일 장비의 설치부가 더 작게 될 수 있다면 청정실과 동일규모의 공간을 이용하여 생산이 증가될 수 있다.
전술된 점으로부터, y축의 방향으로 비교적 긴 트랙에 대한 요구를 피하고 트랙의 윤활문제가 나타나지 않는 로봇이 요구된다. 또한, 로드록장치의 웨이퍼이송면으로부터 로봇을 분리해야 하는 웨이퍼이송거리의 최소길이가 있으므로, 예컨대 y축의 방향으로 뻗는 설치부의 크기선(130)의 길이가 이러한 전체 최소길이를 포함하지 않도록 전체 최소길이가 y축의 방향으로 뻗는 것을 피하는 방식이 요구된다. 더우기, 웨이퍼를 로드록장치내로 이송하는 동작에서, 로봇의 아암이 연장동작에서 이동됨과 동시에 수직축상의 로봇의 기저부를 회전시킬 필요는 없게 된다.
본 발명은, 일반적으로 반도체 처리장비의 모듈중에서 웨이퍼이송모듈에 관한 것으로, 특히 반도체 처리장비의 별도의 체임버 중에서 웨이퍼의 이송을 용이하게 하는 한편 장비가 차지하는 설치부(footprint)를 감소시키기 위한 장비의 특정 모듈을 끼우는 모듈과, 이러한 모듈을 이용하는 방법에 관한 것이다.
도 1a는 진공이송모듈과 접속된 대기중 이송모듈을 나타내는 종래의 반도체클러스터공구장치의 흐름도로서, 로드록장치가 웨이퍼를 진공이송모듈로 이송하여 수용하는 것을 나타낸 도면,
도 1b는 웨이퍼카세트로부터 로드록장치에 웨이퍼를 이송하는 트랙상의 전형적인 로봇을 나타낸 평면도,
도 1c는 모듈의 설치부의 크기선의 방향과 평행하게 뻗는 로드록장치의 트랙과 면 사이의 웨이퍼이송거리의 전체길이를 포함하는 도 1b에 도시된 부재들의 크기를 나타낸 도면,
도 2a는 고정된 축상에서 회전하도록 장착되고, 적어도 부분적으로는 모듈의 설치부의 크기선에 관하여 예각으로 서로 상대적으로 위치된 로드록장치의 인접한 면들에 의해 구획된 네스트내의 로봇을 나타내는, 본 발명에 따른 반도체클러스트장치의 평면도,
도 2b는 다수의 처리모듈이 본 발명의 일실시예에 따른 일반적인 이송모듈에 연결되는 클러스트장치의 개략도,
도 3은 설치부의 크기선의 방향에 관해 예각으로 뻗는 로봇의 회전축과 로드록장치의 면 사이의 웨이퍼이송거리의 전체길이를 포함하되, 인접한 로드록장치의 면이 로봇의 네스트를 구획하도록 되어 있는, 도 2a에 도시된 부재들의 크기를 나타낸 도면,
도 4는 카세트로부터 웨이퍼를 이송하는 로봇을 나타낸 도 2a의 4-4선에서 본 측면도,
도 5 내지 도 8은 선단의 로봇에 대해 본 발명의 로드록장치를 정렬하는 다양한 방법을 나타낸 흐름도이다.
간략하게 설명하자면, 본 발명은 설치부의 크기선의 길이가 로드록장치의 웨이퍼이송면으로부터 로봇을 분리해야 하는 웨이퍼이송거리의 전체 최소길이를 포함하지 않도록, 설치부의 크기선에 관해 예각으로 로드록장치의 웨이퍼이송면을 제공함으로써 상기 요구를 만족시킨다.
2개의 인접한 로드록장치가 로봇과 사용될 때, 2개의 로드록장치의 웨이퍼이송면은 각각의 면이 설치부의 크기선에 관해 예각으로 형성되도록 네스트(nest)를 구획하여 끼워지게 된다. 또 본 발명은, 웨이퍼카세트와 끼워진 로드록장치의 웨이퍼이송면에 관해 고정된 위치에서 회전하도록 장착된 로봇을 구비하여, 로봇트랙을 이용하지 않게 됨으로써 이러한 요구를 만족시킨다. 또한, 면이 예각으로 형성되어 있기 때문에 최소 웨이퍼이송거리에 의해 2개의 웨이퍼이송면 각각으로부터 분리됨에도 불구하고, 설치부의 크기선의 길이에 있어 전체가 아닌 최소 웨이퍼이송거리 또는 그 방향으로 뻗는 요소로만 되어 있다.
본 발명은 적어도 부분적으로는 로봇의 아암이 웨이퍼를 로드록장치내로 이송하는 동안 연장동작으로 이동됨과 동시에 수직축상에서 로봇의 기저부의 회전을 필요로 하지 않고 인접한 로드록장치의 면에 의해 형성된 네스트에 로봇을 위치시킴으로써 성취된다.
예각으로 로드록장치의 면을 끼운 결과, 모듈의 설치부는 적어도 설치부 중의 하나의 크기가 아래에서 설명되는 것과 같이 감소된다는 점에서 실질적으로 감소될 수 있다. 이와 동시에 적어도 부분적으로 네스트에 위치되고, 웨이퍼를 로드록장치내로 이송하기 위한 비교적 간단한 연장동작만으로도 작동될 수 있는 로봇에 의해, 더 해결불가능한 조합된 로봇의 회전과 연장동작을 피할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 특징은 본 발명의 원리를 예시하고 있는 첨부도면과 관련된 다음의 상세한 설명으로부터 명백해지게 될 것이다.
본 발명은 유사한 부재에 유사한 참조부호가 사용되는 참조도면과 관련하여 다음의 상세한 설명으로 잘 이해될 것이다.
본 발명은 실질적으로 클러스트장치의 설치부를 감소시키고, 로드록장치내로 웨이퍼를 이송하기 위해 비교적 간단한 연장 및 회전동작만으로 시스템의 선단의 로봇을 작동시키도록 되어 있다. 본 발명은 설치부의 크기선의 길이가 로봇이 로드록장치의 웨이퍼이송면에서 분리되어야 하는 웨이퍼이송거리의 전체 최소길이를 포함하지 않도록, 설치부의 크기선에 관하여 예각으로 로드록장치의 적어도 하나의 웨이퍼이송면을 구비하게 된다. 더 상세하게는, 본 발명은 2개의 로드록장치의 면에 관하여, 그리고 설치부의 크기선에 관하여 이러한 면들을 방위설정하는 방법에 관하여 설명하고 있다. 하지만, 당업계의 숙련된 이들에게는 본 발명은 상세한 설명 없이 실시될 수 있다. 한편, 잘 공지되어 있는 처리작업은 본 발명에서 상세히 설명되지는 않는다.
도 2a를 참조하면, 본 발명은 일반적으로 하나의 진공이송모듈(202)과 적어도 하나의 로드록장치(204;또는 웨이퍼이송덮개) 및, 하나 이상의 카세트(210)로부터 로드록장치(204)에 회로기판이나 웨이퍼(208)를 이송하는 대기중 이송모듈(206)을 구비하는 반도체 클러스터공구장치(200)를 포함하도록 되어 있다. 바람직하게는, 2개의 인접한 로드록장치(204)가 진공이송모듈(202)의 2개의 인접한 각각의 측면 각각에 하나씩 설치되고, 대기중 이송모듈(206)은 적어도 2개의 카세트(210)와 고정된 회전축(214)에 장착된 선단의 로봇(212)을 포함한다. 각 로드록장치(204)는 웨이퍼(208)가 이송될 수 있는 관통되는 포트(218)를 구비한 웨이퍼수용면(216)을 가지며, 각 포트(218)는 게이트밸브나 도어(220)에 의해 닫힐 수 있다. 로봇(212)은 포트(218)에 상대적으로 중심에 위치되고 면(216)에 수직한 웨이퍼이송축(222)을 따라 포트(218)를 통해 웨이퍼(208)를 이송한다. 로드록장치(204)로부터, 웨이퍼(208)는 진공이송모듈(202)로 이송되고, 모듈(202)은 중심축(224)에 설치되는 로봇(도시되지 않음)을 포함한다.
평면도인 도 2a를 참조하면, 조합된 대기중 이송모듈(206)과 진공이송모듈(202)의 설치부는 일반적으로 이들 모듈(202,206)이 차지하는 바닥면적에 의해 구획되고, 설치부는 x 및 y축을 따르는 바닥면적에 비례한다. 따라서, 클러스터공구장치(200)의 설치부를 감소시키려는 시도에 있어서 모듈(202 또는 206)의 x 및 y크기 중 적어도 하나를 감소시키는 것은 중요하다.
예컨대, 클러스터공구장치(200)의 설치부를 감소시키기 위해서, 본 발명은 y축방향으로 모듈(202,206)의 크기값을 감소시킨다. y축 방향의 크기의 이런 감소를 용이하게 하기 위해 y축에 평행하게 뻗는 설치부의 크기선(228)이 참조된다.
도 2b는 대기중 이송모듈(206)과 로드록장치(204) 및 처리모듈이 이송모듈(202)에 어떻게 연결되는지를 나타낸다. 이 도면에서, 로드록장치는 크기선(228)에 대해 상기 설명된 각도(A)로 설정되어 있다.
도 3은 설치부의 크기선(228)의 범위나 값의 일부를 나타내는 바, 이는 중심축(224)과 고정된 로봇의 회전축(214) 사이에 도시되어 있고, 크기는 230번으로 나타내어져 있다. 로드록장치(204)의 웨이퍼수용면(216)의 방위는 설치부의 크기선(228)에 대한 웨이퍼이송축(222)의 방위로 설명될 수 있다. 웨이퍼(120)가 이송되게 되는 로봇(110;또는 트랙(112))과 로드록장치(104) 사이에 (종래의 로드록장치(104)의 웨이퍼이송축(122))을 따르는) 최소거리가 필요하다는 것이 상기 설명으로부터 다시 명료해진다. 이 최소거리는 로봇의 중심축상에서 웨이퍼(108)를 로봇의 회전 없이 로드록포트내로 직접 이송하기 위해 (종래의 로봇이나 본 발명의 로봇인) 로봇에 의해 필요한 최소거리가 된다.
이 최소거리는 웨이퍼이송거리나 웨이퍼공급거리로 설명되고, 마주보는 화살촉을 가지면서 트랙(112)과 로드록장치(104)의 면(124) 사이에서 뻗는 크기선(127)으로 표시되어 있다. 종래예의 선(127)은 웨이퍼이송축(122)에 평행한 y축의 방향으로 뻗도록 도시되어 있고, 선(127)과 웨이퍼이송축(122)은 트랙(112)과 y축에 수직하게 도시되어 있다.
본 발명에서는, 또한 동일한 이유로 웨이퍼이송거리가 크기가 127번으로 도 3에 나타내어져 있다. 웨이퍼이송거리는 (크기가 127번으로 나타내어진) 참조부호 127번을 이용하고 있고, 이는 축(214)상에서 로봇(212)의 회전 없이 웨이퍼(108)를 포트(218)내로 직접 이송하기 위해 로봇(212)에 의해 요구되는 최소거리이다. 도 2와 도 3은 로드록장치(204)의 각 면(216)에 수직하고 거리(127)의 방향에 평행하게 뻗는 웨이퍼이송축(222)을 나타낸다. 또한, 최소 웨이퍼공급거리(127)는 (축(214)에서 측정된) 로봇(212)과 웨이퍼(208)가 이송될 각 로드록장치(204)의 면(216) 사이에 있게 된다.
도 1c에서 종래의 크기선(127)은 y축의 방향으로 뻗도록 도시되어 있고, 본 발명은 예컨대 모듈(202,206)의 y축의 방향에 있는 최소 웨이퍼공급거리(127)의 효과적인 양이나 값을 감소시킨다. 상세하게는, 모듈(202,206)의 y축의 방향에 있는최소거리(127)의 효과적인 값은 웨이퍼이송축(222)이 y축에 관하여 각도(A)로 뻗음으로써 감소된다. 도 3은 각도(A)로 뻗는 축(222)의 결과를 나타내는 바, 우선 최소거리(127)는 축(214)과 각 면(216) 사이의 최소값으로 남는다. 또한, 각 웨이퍼이송축(222)은 각각의 면(216)에 수직하게 되어 있다. 각도(A)의 효과는 최소거리(127)에 기초하는 크기(230)의 일부값(232)이 각도(A)의 사인함수로 감소된다는 것이다. 이에 따라, 크기(238)와 부분(232)으로 구성된 크기(230)는 모듈(202,206)의 설치부(226)를 직접적으로 감소시키는 하한값을 갖는다.
'최소'라는 단어는 로봇축(214)과 중심축(224) 사이의 설치부의 크기선(228)의 값에 (그리고 그 크기(230)에) 대해 상기 효과를 설명하는 데에 이용된다. 도 2a와 도 3은 본 발명의 결과가 모든 웨이퍼공급거리(127)보다 작은 설치부의 크기선(228)내에 포함됨을 나타낸다. 상세하게는, 웨이퍼공급거리(127)가 설치부의 크기선(228)에 수직하게 뻗을 때, 수용면(216)이 설치부의 크기선(228)에 대해 예각(A)으로 되어 있기 때문에, 결과는 일부(232)의 값이 되고, 이 일부(232)는 또한 돌출된 웨이퍼공급거리(232)로 나타내어진 돌출된 웨이퍼공급거리가 된다. 바꾸어 말하면, 도 2에 도시된 것과 같이 각도(A) 때문에 돌출된 웨이퍼공급거리(232)의 값은 본래의 웨이퍼공급거리(127)의 값보다 작고, 이 거리(232)의 값은 각도(A)의 사인함수로 변화한다. '최소'라는 단어는 본 발명의 특징을 설명하는 데에 이용되는 바, 어떤 의미에서는 설치부의 크기선(228)에 관하여 축(222)의 각도(A)의 사인값에 비례하게 되는 감소량으로 적어도 본래의 웨이퍼이송거리(127)보다 작은 돌출된 웨이퍼공급거리(232)가 된다.
또한, '최소'라는 단어는 적어도 돌출된 거리(232)의 값, 즉 예컨대 45도와 같은 각도(A)에서 설치부의 크기선(228)에 관하여 웨이퍼수용면(216)을 방위설정하게 될 수 있는 이러한 최대 감소값으로 설명된다. 제 2거리(238)에 더해진 (전체 웨이퍼공급거리(127)보다는) 돌출된 웨이퍼공급거리(232)를 포함하는 설치부의 크기선(228)과 함께, 거리(230)는 예컨대 설치부의 크기선(130)의 값보다 작은 3 또는 4인치가 될 수 있는 대략 43.4인치의 값이 될 수 있다.
일예로서, 전형적인 진공이송모듈(202)과 대기중 이송모듈(206)은 대략 11.6인치의 웨이퍼공급거리(127)를 가질 수 있다. 예컨대 대략 45도의 각도로 방위설정된 면(216)과 함께, 돌출된 거리(232)는 웨이퍼공급거리(127)의 본래값과 비교할 때 대략 3.4인치가 감소되는 대략 8.2인치가 될 것이다.
본 발명의 다른 특징으로, 구획된 상호 위치관계를 갖는 한쌍(240)의 로드록장치(204)가 설명될 수 있다. 특히, 이 로드록장치(204)의 각 쌍(240)은 네스트(248)를 구획하도록 다른 면(216)에 상대적으로 위치되는 면(216) 중 하나를 갖는다. 또한, 도 2와 도 3은 네스트(248)내에 위치된 적어도 하나의 부분(250)을 갖는 선단의 로봇(212)을 나타낸다.
'네스트'라는 단어는 서로에 대해, 그리고 로봇축(214)과 로봇(212)에 대한 한 쌍(240)의 수용면(216)의 관계를 나타낸다. 도 2a는 예각으로 서로 상대적으로 위치된 수용면(216)을 나타내고, 도 3는 각도(A)의 2배인 각도(N)로 이 각도를 나타내고 있다. 각도(A)는 바람직하게는 예각이며, 가장 바람직하게는 대략 45도의 값을 갖고, 각도(N)는 바람직하게는 예각이며, 가장 바람직하게는 대략 90도(즉,45도의 2배)의 값을 갖는다. 각도 N으로 서로 상대적으로 위치된 면(216)은 네스트(248)를 구획하도록 되어 있다. 도 3은 마주보는 면(216) 사이의 공간으로서의 네스트(248)를 나타내는 바, 이는 깊이(D)와 폭(W)에 의해 구획된 일반적으로 삼각형상의 단면을 갖도록 되어 있다.
로봇(212)이 적어도 부분적으로는 네스트(216)내에 위치될 때, (예컨대 도 2와 도 3에 도시된 것과 같이) 즉 부분적으로는 면(216) 사이의 일반적으로 삼각형상의 공간내에 위치될 때, 로봇(212)은 끼워지게 된다. (즉, 적어도 부분적으로는 네스트(248)내에 위치된) 끼워지는 로봇(212)에 의해 설치부의 크기(230)는 감소된 값을 갖는 바, 즉 상기 설명된 것과 같이 감소된다. 바꾸어 말하면, 설치부의 크기(230)의 일부(232)는 전체 웨이퍼공급크기(127)의 값과 비교할 때 y축의 방향에 감소된 값을 갖는다. 더우기, 로봇(212)은 로봇축(214)상에서 회전하도록 장착되는 바, 이는 웨이퍼카세트(210)와 끼워진 웨이퍼이송면(216)에 관해 고정된 위치에 있게 되고, 로봇트랙(112)의 이용을 피하게 된다.
도 4는 회전축(214)상에서 회전하도록 장착된 기저부(260)를 포함하는 로봇(212)을 나타낸다. 이 로봇(212)은 모델명이 MAG-7인 미국, 메사츄세츠주, 쳄스포드의 브룩스 오토메이션, 인코포레이티드에 의해 제조된 로봇을 이용할 수 있다. 로봇(212)은 다수의 힌지링크(262)와, 웨이퍼(208)가 지지될 수 있는 지지부(266)의 링크(262-1)의 말단부를 가질 수 있다. 인접한 링크쌍(262)은 서로 선회가능하게 연결되고, 드라이브(268)는 제 2링크(262-2)의 각위치를 변화시키도록 축(214)상에서 기저부(260)를 회전시킨다. 바람직한 각위치에 도달했을 때, 드라이브(268)는 축(214)상의 기저부(260)의 이동을 정지시키고, 링크(262)가 연장동작을 수행하게 할 수 있는 바, 이는 선형동작으로 웨이퍼이송축(222)상에 중심이 형성되고 그 축을 따라 웨이퍼(208)를 이동하게 한다. 연장동작 동안, 링크(262)는 도 2a에 도시된 것과 같이 포트(218)를 통해 그리고 로드록장치(204)내로 웨이퍼이송축(222)을 따라 이동하도록 (때때로 말단작동체가 되는) 일부(266)를 위치시킨다. 예컨대, 드라이브(268)는 일련의 이가 형성된 벨트(272)와 회전축(274)을 포함할 수 있다. 제 1회전축(274-1)은 말단링크(262-1)를 회전시키도록 제 1벨트(272-1)를 구동시키고, 제 2회전축(274-2)은 일부(266)를 회전시키도록 제 2벨트(272-2)를 구동시킨다. 카세트(210)로부터 웨이퍼(208)를 이송하도록, 드라이브는 이 드라이브(268)가 로드록장치의 하나에 웨이퍼를 공급하도록 로봇축상에 정지되어 있는 연장동작을 위해 회전축(274)과 벨트(272)를 작동시킴과 동시에, 기저부(260)를 회전축(214;θ동작)상에서 회전시킬 수 있다. 따라서, 로봇의 이동은 경로가 회전과 연장의 조합으로 형성된 곡선의 형태로 되어 있는 좌표에서 이루어진다.
본 발명의 다른 특징은 대기중 이송모듈(206)의 2개의 웨이퍼 공급카세트(210) 중 하나로부터 진공이송모듈(202)로 웨이퍼(208)를 이송하는 선단의 로봇(212)에 대해 로드록장치(204)를 정렬하는 방법에 관한 것이다. 카세트(210)는 로봇축(214)에서 이격된 카세트축(280)을 따라 장착된다. 도 5에 도시된 것과 같이, 이 방법은 2개의 로드록장치(204)를 설치하는 동작(300)을 포함한다. 각 로드록장치는 일반적으로 평면이면서 이 로드록장치(204)내에 웨이퍼(208)를 수용하는 포트(218)를 구비하는 면(216)을 갖는다. 302번으로 표시된 동작에서,제 1로드록장치(204)는 설치부의 크기선(228)의 한쪽, 도 2a에서는 왼쪽에 장착된다. 제 1로드록장치(204)은 설치부의 크기선(228)에 관하여 제 1예각으로 면(216)과 함께 장착된다. 304번으로 표시된 동작에서, 제 2로드록장치(204)는 설치부의 크기선(228)의 제 2측면에 장착되는 바, 제 2로드록장치(204)는 설치부의 크기선(228)에 관하여 제 2예각으로 장착된다. 제 2측면은 도 2a에 도시된 것과 같이 설치부의 크기선의 왼쪽과 반대되는 오른쪽에 위치될 수 있다. 도 2a는 장착동작(302,304)이 제 1 및 제 2로드록장치(204)의 면(216)의 평면교차점을 구획하는 데에 효과적임을 나타내는 바, 이 교차점은 설치부의 크기선(228)과 일치하게 된다.
도 6은 대기중 이송모듈(206)의 2개의 웨이퍼 공급카세트(210) 중 하나로부터 이송모듈(202)에 웨이퍼(208)를 이송하는 선단의 로봇(212)에 대해 로드록장치(204)를 정렬하는 방법의 다른 실시예를 나타낸다. 310으로 표시된 동작은 (왼쪽의) 제 1로드록장치(204)의 면(216)의 평면에 수직한 제 1웨이퍼이송축(222)을 구획하는 바, 이 축은 제 1로드록장치(204)의 포트(218)에 대해 중심이 된다. 312로 표시된 동작은 (오른쪽의) 제 2로드록장치(204)의 면(216)의 평면에 수직한 제 2웨이퍼이송축(222)을 구획하는 바, 이 제 2축(222)은 제 2로드록장치(204)의 포트(218)에 대해 중심이 된다. 314번으로 표시된 동작은 제 1 및 제 2웨이퍼이송축(222)을 회전축(214)의 교차점내로 뻗게 한다. 또, 316으로 표시된 동작은 설치부의 크기선(228)을 제 1 및 제 2웨이퍼이송축(222)의 교차점과 축(214)을 통해 뻗게 한다. 바람직하게는, 장착동작(310,312)은 제 1예각(A)이 제 2예각(A)과 실질적으로 같아지게 된다. 더 바람직하게는, 제 1 및 제 2예각(A)은 대략 45도의 각과 같은 값을 갖는다.
도 7은 대기중 이송모듈(206)의 2개의 웨이퍼 공급카세트(210) 중 하나로부터 이송모듈(202)에 웨이퍼(208)를 이송하는 선단의 로봇(212)에 대해 로드록장치(204)를 정렬하는 방법의 다른 실시예를 나타낸다. 330번으로 표시된 동작에서, 선단의 로봇(212)은 회전축(214)상에서 θ회전하도록 장착된 기저부(260)를 포함하도록 설치된다. 332번로 표시된 동작에서, 단부(266)는 링크(262-2,262-1)를 매개로 기저부(260)에 장착되고, 다수의 링크(262-1,262-2)는 기저부(260)에 선회가능하게 장착된 제 1링크(262-2)와, 이 제 1링크(262-2)에 선회가능하게 장착되는 제 2링크(262-1)를 구비한다. 334번으로 표시된 동작에서, 단부(266)는 제 2링크(262-1)에 선회가능하게 장착되고, 또 334번으로 표시된 동작에서, 기저부(336)는 제 1 및 제 2링크(262-2,262-1)와 각각의 기저부(260)에 대한 단부(266)를 이동시키고, 제 2링크(262-1)를 카세트(210) 중 하나로부터 웨이퍼(208)를 수용하도록 회전축(214)상에서 회전된다. 336번으로 표시된 동작에서, 기저부(260)는 회전축(214)에 대해 정지된 채 지지되는 한편, 로드록장치(204) 중 하나로 웨이퍼(208)를 이송하도록 단부(266)를 연장시킨다.
도 8은 대기중 이송모듈(206)의 2개의 웨이퍼 공급카세트(210) 중 하나로부터 이송모듈(202)에 웨이퍼(208)를 이송하는 선단의 로봇(212)에 대해 로드록장치(204)를 정렬하는 방법의 다른 실시예를 나타낸다. 340번으로 표시된 동작에서, 설치부의 크기선(228)은 교차하는 로봇의 회전축(214)을 구비한다. 342번으로 표시된 동작에서, 각 로드록장치(204)의 각각의 면(216)은 웨이퍼공급거리(127)에 의해 로봇의 회전축(214)으로부터 이격되고, 각 웨이퍼공급거리(127)는 각각의 면(216)에 수직한 회전축(214)으로부터 뻗는 웨이퍼공급축(214)을 따라 측정된다. 웨이퍼공급거리(127)는 서로 같고, 각각의 면(216)은 동일한 예각(A)으로 설치부의 크기선(228)에 상대적으로 위치된다. 344번으로 표시된 동작에서, 회전축(214)에 대해 상대적으로 정지되어 있는 기저부(260)와 함께, 드라이브(268)는 기저부(260)의 θ이동 없이 각각의 로드록장치(204)내에 웨이퍼(208)를 위치시키기 위해 각각의 웨이퍼공급축(222)을 따라 각각의 단부(266)를 연장이동시키는 데에 효과적이다.
상기 발명은 이해를 명확하게 하기 위해 상세히 설명되었지만 청구범위의 범주내에서 변경 및 수정이 실시될 수 있음은 물론이며, 이에 따라 본 발명의 실시예는 상세한 설명에만 한정되지 않으며, 청구범위의 범주내에서 변경가능하다.

Claims (20)

  1. 진공이송시스템에 이송될 웨이퍼를 지지하고, 중앙공급축을 갖는 웨이퍼공급부와;
    중앙시스템축에서 공급축까지 뻗는 설치부의 크기선을 따라 측정되는, 상기 중앙시스템축과 중앙공급축 사이의 거리에 비례하는 시스템의 설치부;
    웨이퍼공급부로부터 웨이퍼를 수용하는 포트를 구비하는 웨이퍼수용면을 갖되, 상기 웨이퍼수용면은 이 웨이퍼수용면에 관해 수직하게 측정된 웨이퍼공급거리에 의해 중앙공급축으로부터 이격되고, 상기 웨이퍼수용면이 설정된 웨이퍼공급거리가 설치부의 크기선으로 연장될 때, 상기 연장되는 설정된 웨이퍼공급거리의 값이 설치부의 크기선의 값이 최소가 되게 전체의 본래 설정된 웨이퍼공급거리의 값보다 작아지도록, 설치부의 크기선에 관해 예각(A)으로 방위설정되는 웨이퍼이송덮개;를 포함하여 이루어진, 진공이송시스템이 중앙시스템축을 가지며, 모듈과 시스템이 차지하는 영역을 한정하는 설치부를 갖도록 되어 있는, 진공이송시스템에 반도체 웨이퍼를 이송하는 대기중 이송모듈.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 웨이퍼공급축을 따라 뻗는 웨이퍼공급선이 상기 웨이퍼수용면에 관해 수직하게 그리고 이 웨이퍼수용면을 통해 뻗고, 상기 중앙공급축과 일치하는 회전축을 갖는 로봇을 포함하되, 상기 로봇은 다수의 힌지링크와 일단을 지지하는 링크의 선단을 갖고, 링크의 인접한 쌍은 회전축상에 정지된 로봇과 함께 단부가 웨이퍼공급선을 따라 웨이퍼이송덮개내에 위치되도록 서로 선회가능하게 연결되도록 되어 있는 대기중 이송모듈.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 예각(A)이 45도로 되어 있는 대기중 이송모듈.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 웨이퍼이송덮개는 제 1웨이퍼이송덮개가 되고, 상기 예각은 제 1예각이 되되,
    상기 설치부의 크기선의 한쪽에 장착되는 제 1웨이퍼이송덮개와;
    상기 제 1웨이퍼이송덮개가 장착되는 측면에 반대되는 설치부의 크기선의 측면에 형성되고, 상기 웨이퍼공급부로부터 웨이퍼를 수용하는 제 2포트를 구비하는 제 2웨이퍼수용면을 가지며, 상기 제 2웨이퍼수용면이 이 제 2웨이퍼수용면에 관해 수직하게 측정된 설정된 웨이퍼공급거리에 의해 중앙공급축으로부터 이격되고, 이 제 2웨이퍼수용면이 설치부의 크기선에 관하여 제 2예각으로 방위설정되고, 상기 제 2예각이 이의 설정된 웨이퍼공급거리가 설치부의 크기선으로 연장될 때, 상기 연장되는 설정된 웨이퍼공급거리가 설치부의 크기선의 값이 최소가 되게 전체의 본래 웨이퍼공급거리의 값보다 작아지도록 제 1예각과 같아지게 되어 있는 제 2웨이퍼이송덮개;를 더 포함하여 이루어진 대기중 이송모듈.
  5. 제 4항에 있어서, 제 1면과 제 2면 사이의 각도(N)가 90도이고, 상기 제 1면과 제 2면은 네스트(nest)를 구획하며, 웨이퍼공급부의 적어도 일부가 상기 네스트내에 있도록 되어 있는 대기중 이송모듈.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 웨이퍼공급부는 기저부와 회전축을 갖는 로봇으로 되어 있고, 상기 로봇의 기저부의 적어도 일부가 상기 네스트내에 장착되도록 되어 있는 대기중 이송모듈.
  7. 각각이 웨이퍼를 수용하는 포트를 구비하는 면을 갖되, 이 면은 네스트를 구획하도록 서로 상대적으로 위치되는 한쌍의 로드록장치와;
    상기 네스트내에 위치된 적어도 일부를 구비하고, 상기 로드록장치쌍의 하나 또는 다른 로드록장치를 매개로 진공이송시스템에 이송될 웨이퍼를 지지하는 일단의 작동체를 구비하는 선단의 로봇;을 포함하여 이루어진, 진공이송시스템이 중앙시스템축을 가지며, 모듈과 시스템이 차지하는 영역을 한정하는 설치부를 갖도록 되어 있는, 진공이송시스템에 반도체 웨이퍼를 이송하는 대기중 이송모듈.
  8. 제 7항에 있어서,
    중앙회전축을 갖는 선단의 로봇과;
    중앙시스템축에서 중앙회전축까지 뻗는 설치부의 크기선을 따라 측정되는, 중앙시스템축과 중앙회전축 사이의 거리에 비례되는 시스템의 설치부;
    웨이퍼공급거리에 의해 상기 중앙회전축으로부터 이격되고, 예각(A)으로 설치부의 크기선에 상대적으로 위치되되, 각각의 웨이퍼공급거리는 서로 같은 값을 가지고, 각각의 예각은 동일한 값을 가지며, 서로에 대해 상대적인 위치설정은 네스트각도(N)에 있게 되고, 이 네스트각도의 값이 예각의 값의 2배가 되도록 된 각 로드록장치의 각 면;을 더 포함하여 이루어진 대기중 이송모듈.
  9. 제 8항에 있어서, 각 예각의 값이 45도이고, 상기 네스트각도의 값이 90도로 되어 있는 대기중 이송모듈.
  10. 제 7항에 있어서,
    중앙회전축상에서 θ회전하도록 장착된 기저부와, 이 기저부에 장착되고 웨이퍼를 이송하도록 연장이동부를 갖는 단부 작동체, 각각의 상기 기저부와 단부 작동체의 θ회전과 연장이동을 별개로 제공하는 드라이브를 포함하여 이루어진 선단의 로봇과;
    각각에 대해 수직한 중앙회전축으로부터 뻗는 웨이퍼공급선을 따라 측정되는 동일한 웨이퍼공급거리에 의해 중앙회전축으로부터 이격되는 각 로드록장치의 각각의 면;
    동일한 값을 갖는 예각으로 설치부의 크기선에 대해 상대적으로 위치되는 각각의 면;
    각각의 예각에서 각각의 면을 갖추고, 기저부의 θ회전 없이 각각의 로드록장치내에 웨이퍼를 위치시키도록 각각의 웨이퍼공급선을 따르도록 단부 작동체의 연장이동을 일으키는 데에 효과적인 드라이브;를 더 포함하여 이루어진 대기중 이송모듈.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 중앙회전축을 갖는 선단의 로봇과;
    상기 중앙시스템축에서 중앙회전축까지 뻗는 설치부의 크기선을 따라 측정되는, 중앙시스템축과 중앙회전축 사이의 거리에 비례하는 시스템의 설치부;
    상기 설치부의 크기선의 반대 측면상에서 뻗는 삼각형상의 영역이 되는 면에 의해 구획된 네스트;
    단부 작동체를 포함하여 이루어진 선단의 로봇의 일부;를 더 포함하여 이루어진 대기중 이송모듈.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 중앙회전축을 갖는 선단의 로봇;
    상기 중앙시스템축에서 중앙회전축까지 뻗는 설치부의 크기선을 따라 측정되는, 중앙시스템축과 중앙회전축 사이의 거리에 비례하는 시스템의 설치부;
    상기 설치부의 크기선의 값이 최소가 되도록, 상기 설치부의 크기선으로 연장된 설정된 웨이퍼공급거리의 값이 전체의 설정된 웨이퍼공급거리의 값보다 작아지도록, 상기 설치부의 크기선에 대한 예각과 중앙회전축에서 설정된 웨이퍼공급거리로 방위설정되는 각 면의 상대위치설정;을 더 포함하여 이루어진 대기중 이송모듈.
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 웨이퍼가 각각의 포트에 의해 수용되는 웨이퍼수용축에 수직하게 되어 있는 각 면과;
    상기 기저부가 회전축상에 정지되어 있을 때, 상기 웨이퍼수용축과 일치하는 선형경로를 따라 이동하는 상기 단부 작동체를 지지하는 아암을 구비하고, 설치부의 크기선에 평행한 웨이퍼이송거리의 요소가 웨이퍼이송거리보다 작아지도록, 그리고 상기 단부 작동체가 웨이퍼수용축과 정렬될 때 단부 작동체가 상기 로드록장치에 웨이퍼를 공급하기 위한 회전축상의 기저부의 회전 없이 로드록포트를 통해선형경로를 따라 이동할 수 있도록 회전축이 상기 웨이퍼수용축과 교차하도록 되어 있는, 회전축상에 장착된 기저부를 갖는 선단의 로봇;을 더 포함하여 이루어진 대기중 이송모듈.
  14. 제 7항에 있어서,
    상기 선단의 로봇의 한쪽에 설치되는 로드록장치와;
    각 면에 수직하게 뻗고, 공동의 점에서 교차하는 웨이퍼공급축;
    상기 단부 작동체에 웨이퍼를 공급하는 한쪽 측면에 반대되는 선단의 로봇의 제 2측면에 장착된 적어도 2개의 웨이퍼카세트;
    상기 공동의 점을 통해 뻗고 한쪽 측면과 제 2측면 사이의 고정된 점에 위치되는 로봇축상에서 회전하도록 장착된 기저부를 갖는 선단의 로봇;
    상기 카세트 중 하나로부터 웨이퍼를 수용하고, 상기 웨이퍼공급축과 정렬된 단부 작동체를 위치시키기 위해 상기 로봇축상의 기저부를 회전시키고, 상기 로드록장치 중 하나에 웨이퍼를 공급하도록 로봇축상에 정지된 기저부와 함께 웨이퍼공급축을 따라 단부 작동체를 이동시키도록 되어 있는 드라이브;를 더 포함하여 이루어진 대기중 이송모듈.
  15. 각각이 로드록장치내에 웨이퍼를 수용하는 포트를 구비한 평면을 갖춘 2개의로드록장치를 구비하는 단계;
    설치부의 크기선의 한쪽에 그리고 이 크기선에 대한 제 1예각으로 제 1로드록장치를 장착하는 단계;
    설치부의 크기선의 제 2측면에 그리고 이 크기선에 대한 제 2예각으로 제 2로드록장치를 장착하되, 상기 제 2측면이 상기 한쪽 측면과 반대되는 설치부의 크기선의 다른 측면에 형성되는 단계;
    장착동작이 제 1 및 제 2로드록장치의 면의 평면교차부를 형성하는 데에 효과적이 되고, 이 교차부가 상기 설치부의 크기선과 일치하는 단계;를 포함하여 이루어지되, 모듈과 시스템이 이 모듈과 시스템이 차지하는 영역을 한정하는 설치부를 갖고, 카세트는 중앙시스템축으로부터 이격된 카세트축을 따라 장착되며, 선단의 로봇은 로봇회전축을 가지며, 상기 설치부는 상기 중앙시스템축에서 카세트축까지 뻗는 설치부의 크기선을 따라 측정되는 상기 중앙시스템축과 카세트축 사이의 거리에 비례하는, 대기중 이송모듈의 적어도 2개의 웨이퍼공급카세트 중 하나로부터 중앙시스템축을 구비하는 진공이송시스템에 반도체 웨이퍼를 이송하는 선단의 로봇에 대해 로드록장치를 정렬하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제 1로드록장치의 면의 평면에 수직하고, 제 1로드록장치의 포트에 대해 중심이 되는 제 1웨이퍼이송선을 한정하는 단계와;
    상기 제 2로드록장치의 면의 평면에 수직하고, 제 2로드록장치의 포트에 대해 중심이 되는 제 2웨이퍼이송선을 한정하는 단계;
    장착동작이 상기 제 1웨이퍼이송선과 제 2웨이퍼이송선을 교차시키는 데에 효과적이 되는 단계;
    상기 제 1 및 제 2웨이퍼이송선의 교차점을 통해 설치부의 크기선을 연장시키는 단계;를 더 포함하여 이루어진 방법.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 제 1예각이 제 2예각과 같게 되어 있는 방법.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2예각이 45도로 되어 있는 방법.
  19. 제 15항에 있어서, 상기 선단의 로봇이 중앙회전축상에서 θ회전하도록 장착된 기저부와; 이 기저부상에 장착된 단부 작동체; 제 1링크가 상기 기저부상에 선회가능하게 장착되고, 제 2링크가 상기 제 1링크상에 선회가능하게 장착되는 다수의 링크; 상기 제 2링크상에 선회가능하게 장착되는 단부 작동체;를 포함하여 이루어지고,
    상기 중앙회전축상의 기저부를 회전시키고, 카세트 중 하나로부터 웨이퍼를수용하도록 각각의 기저부와 제 2링크에 대해 상기 제 1링크와 제 2링크를 이동시키는 단계와;
    상기 중앙회전축에 대해 정지되어 있는 기저부를 지지하는 한편, 상기 로드록장치 중 하나에 웨이퍼를 이송하기 위해 상기 단부 작동체 조립체를 연장시키는 단계;를 더 포함하여 이루어진 방법.
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 각각의 면에 수직한 중앙회전축으로부터 뻗는 웨이퍼공급선을 따라 측정되는 같은 값을 갖는 웨이퍼공급거리에 의해 로봇의 중앙회전축으로부터 각각의 로드록장치의 각 면을 이격시키는 단계;
    상기 각각의 면이 동일한 예각으로 설치부의 크기선에 상대적으로 위치되는 단계;
    상기 중앙회전축에 대해 정지된 기저부를 갖추되, 각각의 웨이퍼공급선을 따라 각각의 단부 작동체의 연장이동이 기저부를 θ이동시키지 않고 각각의 로드록장치내에 웨이퍼를 위치시키는 단계;를 더 포함하여 이루어진 방법.
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