KR20050023533A - Batch type robot teaching apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 장치의 제조 공정에 사용되는 배치형 로봇의 교정 장치에 관한 것으로, 특히 배쓰를 사용하는 세정 설비 또는 습식 식각 설비의 웨이퍼 이송용 로봇에 적용하여 반도체 웨이퍼를 안정적으로 이송할 수 있도록 로봇을 포함한 공정 설비를 교정하는 데에 사용되는 배치형 로봇 교정 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a calibration apparatus for a batch robot used in a manufacturing process of a semiconductor device. In particular, the present invention is applied to a wafer transfer robot of a cleaning apparatus or a wet etching apparatus using a bath so as to stably transfer a semiconductor wafer. It relates to a batch robot calibration device used to calibrate the process equipment, including.
반도체 장치가 고밀도, 고집적화되고 웨이퍼의 직경이 커짐에 따라, 식각, 이온주입, 확산 등의 공정을 거치면서 반도체 웨이퍼 상에 발생되는 불순물 입자나 오염 물질이 제품의 수율에 큰 영향을 미치게 된다. 이 때문에 반도체 제조 공정에 있어서, 웨이퍼 상에 존재하는 여러 오염 물질을 제거하기 위한 세정 공정을 필수적으로 수행하게 된다. 통상적으로, 웨이퍼 상에 존재하는 미립자를 포함한 금속 불순물, 유기 물질, 표면 피막 등의 다양한 오염 물질을 제거하기 위한 세정 공정으로 습식 세정 공정을 이용한다.As semiconductor devices become denser, higher density, and wafer diameters become larger, impurity particles or contaminants generated on the semiconductor wafer during the etching, ion implantation, and diffusion processes have a great influence on the yield of the product. For this reason, in the semiconductor manufacturing process, it is essential to perform a cleaning process for removing various contaminants present on the wafer. Typically, a wet cleaning process is used as a cleaning process for removing various contaminants such as metal impurities, organic materials, surface coatings and the like including fine particles present on the wafer.
일반적으로 습식 세정 공정에서는 배쓰(bath)라고 불리는 세정조에 수용된 황산,염산, 암모늄 등의 액상 세정제에 웨이퍼를 침지시킴으로써 오염 물질을 제거한다. 이러한 습식 세정 공정을 수행하기 위해서는 다수의 웨이퍼를 로더(loader)부터 여러 단계의 세정조로 이송하기 위하여 배치형의 웨이퍼 이송용 로봇을 사용한다. 즉, 로더와 세정조 사이, 세정조와 세정조 사이, 및 세정조와 증기 건조기 사이에서 다수의 웨이퍼를 일괄적으로 이송하기 위하여 이송 경로가 정밀하게 제어된 로봇을 사용하게 된다.In the wet cleaning process, contaminants are removed by immersing the wafer in a liquid detergent such as sulfuric acid, hydrochloric acid, and ammonium contained in a cleaning bath called a bath. In order to perform the wet cleaning process, a batch wafer transfer robot is used to transfer a plurality of wafers from a loader to a cleaning tank of various stages. That is, a robot having a precisely controlled transfer path is used to collectively transfer a plurality of wafers between the loader and the cleaning tank, between the cleaning tank and the cleaning tank, and between the cleaning tank and the steam dryer.
한편, 웨이퍼 이송용 로봇을 사용하여 세정 공정을 수행하는 경우, 세정조 내에는 웨이퍼 가이드(wafer guide)라는 틀이 있어, 로봇에 의해 일괄적으로 이송된 웨이퍼들이 이 웨이퍼 가이드에 형성되어 있는 홈을 통해 수직으로 세워진다. 로봇에 의해 이송된 웨이퍼들은 세정제가 수용되어 있는 세정조 내의 웨이퍼 가이드에 고정되어 일정 시간 동안 세정제에 의한 처리를 받은 후, 로봇에 의해 다른 세정조 또는 증기 건조기로 옮겨지게 된다.On the other hand, when the cleaning process is performed using a wafer transfer robot, there is a frame called a wafer guide in the cleaning tank, and wafers collectively transferred by the robot are formed in the wafer guide. Is erected vertically through. The wafers transferred by the robot are fixed to the wafer guide in the cleaning tank in which the cleaning agent is contained, and then processed by the cleaning agent for a predetermined time, and then transferred to another cleaning tank or the steam dryer by the robot.
이러한 웨이퍼 이송 작업을 보다 안정적으로 수행하기 위해서는, 몇가지 요구되는 사항이 있는데, 예를 들어, 세정조의 수평 유지, 세정조와 웨이퍼 이송용 로봇 간의 상대적인 위치의 정합성, 세정조 내의 웨이퍼 가이드의 수평 유지. 로봇의 수평 유지, 및 웨이퍼 가이드와 로봇 간의 상대적 위치의 정합성, 로봇의 정확한 이송 거리, 및 로봇의 정확한 간격 유지 등이 이에 해당한다. In order to perform this wafer transfer operation more stably, several requirements are required, for example, leveling of the cleaning tank, matching of relative positions between the cleaning tank and the wafer transfer robot, and leveling of the wafer guide in the cleaning tank. This includes the leveling of the robot and the matching of the relative position between the wafer guide and the robot, the precise feeding distance of the robot, and the exact distance of the robot.
만약, 세정조가 수평을 유지하지 않은 상태에서 세정 작업을 수행하게 되면, 상대적으로 세정제 수면의 깊이가 얕은 부분에서 와류가 생겨 세정제의 찌꺼기 들이 모이게 된다. 이에 따라, 세정제 내에 침지된 웨이퍼를 로봇에 의해 끌어 올릴 때 그 찌꺼기까지 웨이퍼에 묻은 상태로 같이 끌어 올려지게 되어. 세정제 내의 찌꺼기에 의한 웨이퍼의 오염이 발생된다.If the cleaning operation is performed while the cleaning tank is not level, vortices are generated at a relatively shallow depth of the surface of the cleaning liquid, and the residues of the cleaning liquid are collected. As a result, when the wafer immersed in the cleaning agent is pulled up by the robot, it is pulled up together in the state in which it is buried in the wafer. Contamination of the wafer is caused by debris in the cleaning agent.
또한, 세정조와 웨이퍼 이송용 로봇간에 위치가 정확히 정합되지 않으면, 로봇에 의한 웨이퍼 이송시 세정조와의 충격에 의해 웨이퍼가 손상될 수 있으며, 세정조 내의 웨이퍼 가이드 또는 로봇이 수평을 유지하지 않거나 웨이퍼 가이드와 로봇 사이의 위치가 정합되지 않으면, 웨이퍼 가이드 또는 로봇 암에 형성된 홈에 웨이퍼를 정확히 삽입할 수 없고 웨이퍼 가이드 또는 로봇 암에 의해서 웨이퍼가 깨지는 등 손상을 입을 수 있다.In addition, if the position is not exactly matched between the cleaning tank and the robot for transporting the wafer, the wafer may be damaged by the impact of the cleaning tank during wafer transfer by the robot, and the wafer guide or the robot in the cleaning tank does not keep the level or the wafer guide. If the position between the robot and the robot is not matched, the wafer may not be correctly inserted into the groove formed in the wafer guide or the robot arm, and the wafer may be damaged by the wafer guide or the robot arm.
따라서, 웨이퍼 이송용 로봇을 사용하여 웨이퍼를 원하는 지점에 정확히 이송하기 위해서는 로봇의 위치, 이송 거리, 평형 상태 등에 대해 미리 교정을 하여야 할 필요가 있다. 이러한 로봇 교정 작업은 세정 공정을 수행하기 전에 수행되어야 하는 것으로, 종래에는 작업자의 육안 검사에 의해 교정 작업이 진행됨으로써 로봇 교정 작업에 많은 작업량과 시간을 들이게 된다. 그러나, 이와 같은 작업자의 육안에 의한 로봇 교정 작업은 발생되는 오차범위가 표준화되어 있지 않아 실제 교정이 이루어진 후에도 웨이퍼가 파손되는 일이 빈번히 발생된다. 따라서, 수치에 의한 교정 관리와 작업자간 오차 범위의 감축이 필요하게 된다.Therefore, in order to accurately transfer the wafer to a desired point using the wafer transfer robot, it is necessary to calibrate the position, the transfer distance, and the equilibrium state of the robot in advance. Such a robot calibration operation is to be performed before performing the cleaning process, and in the related art, a calibration operation is performed by visual inspection of an operator, and thus a large amount of work and time are required for the robot calibration operation. However, the robot calibration operation by the naked eye of such an operator does not standardize the error range generated, so that the wafer is frequently broken even after the actual calibration is performed. Therefore, calibration management by numerical value and reduction of the error range between operators are needed.
로봇이 다수의 웨이퍼를 정확하게 원하는 위치에 이송하기 위해서는 로봇의 수평 유지와 간격 유지가 매우 중요한 사안이다. 이를 정확하게 수치화시키기 위해서는 먼저 수평 상태와 간격이 제대로 유지되어 있는 지를 확인한 후, 로봇 구동 모터의 펄스값을 데이터 베이스화시켜 X축 및 Y축을 관리하고, Z축을 로봇 가이드(robot guide) 범위에서 관리를 한다.In order for the robot to transfer a large number of wafers precisely to the desired position, it is very important to keep the robot horizontal and spaced. To accurately quantify this, first check whether the horizontal state and the interval are properly maintained, then manage the X and Y axes by managing the pulse values of the robot drive motor as a database, and manage the Z axis within the robot guide range. .
도 1은 세정조(10) 내에 위치하는 웨이퍼 가이드(11)에 웨이퍼(5)를 탑재한 상태를 나타내는 개략적인 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(5)를 수직을 세워 놓기 위한 웨이퍼 가이드(11)가 세정조(10) 내의 예정된 위치에 놓여져 있다. 세정제 찌꺼기가 웨이퍼에 의해 걸려지지 않도록 하기 위해, 먼저 세정조 레벨러(leveller; 12)를 사용하여 기울어진 세정조(10)를 조정함으로써 세정조(10)가 수평상태에 놓이도록 한다. 세정조(10) 내에 탑재되어 있는 웨이퍼 가이드(11)에는 다수의 웨이퍼들이 수직으로 세워질 수 있도록 홈이 형성되어 있다. 웨이퍼(5)는 이 홈에 삽입되어 세워진 상태를 유지하면서 세정제의 처리를 받게 된다.1 is a schematic perspective view showing a state in which the wafer 5 is mounted on a wafer guide 11 positioned in the cleaning tank 10. As shown in FIG. 1, a wafer guide 11 for vertically placing the wafer 5 is placed at a predetermined position in the cleaning tank 10. In order to prevent the cleaning debris from being caught by the wafer, the cleaning bath 10 is first placed in a horizontal state by adjusting the tilted cleaning bath 10 using the cleaning tank leveler 12. A wafer is formed in the wafer guide 11 mounted in the cleaning tank 10 so that a plurality of wafers can be erected vertically. The wafer 5 is inserted into this groove and subjected to the cleaning agent while maintaining the standing state.
이와 같이 구성된 세정 설비에서 안정된 세정 공정을 수행하기 위해서, 웨이퍼(5)는 로봇 암(robot arm)에 의해 웨이퍼 가이드(11)의 홈으로 정확히 삽입되고 웨이퍼 가이드(11)의 홈으로부터 정확히 탈착되어 로봇 암의 웨이퍼 척(wafer chuck)에 정확히 끼워져야 한다. 만약 웨이퍼 가이드(11)로부터 웨이퍼(5)를 탈착시키는 로봇 암의 위치가 정확하지 않으면, 로봇 암에 의해 웨이퍼가 파손되거나 손상될 수 있다.In order to perform a stable cleaning process in the cleaning facility configured as described above, the wafer 5 is correctly inserted into the groove of the wafer guide 11 by a robot arm and accurately detached from the groove of the wafer guide 11 so that the robot It must fit correctly on the wafer chuck of the arm. If the position of the robot arm that detaches the wafer 5 from the wafer guide 11 is not correct, the wafer may be broken or damaged by the robot arm.
도 2는 종래의 육안 검사에 의해 교정된 로봇을 사용하여 웨이퍼 가이드의 홈에 웨이퍼를 삽입한 상태를 나타내는 부분 단면도이다. 종래에는 작업자의 육안 검사에 의해 로봇의 위치등을 교정하기 때문에, 발생되는 오차의 범위가 표준화되어 있지 않아 교정이 충분히 이루어지지 않을 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 가이드에 형성된 홈(7)에 웨이퍼(5a, 5b)가 정확히 삽입되지 못하고 웨이퍼(5a, 5b)가 서로 겹치거나 어긋남으로써 홈으로부터 이탈될 수 있다. 따라서, 웨이퍼 가이드에 웨이퍼(5a, 5b)가 바로 세워지지 못하고 쓰러짐으로써 웨이퍼가 손상될 수 있다. 또한, 웨이퍼(5a, 5b)가 홈(7)에 바로 삽입되지 못한 상태에서 로봇의 암이 웨이퍼(5a, 5b)를 홈으로부터 탈착시키는 경우에는 웨이퍼의 파손이 발생할 수 있다.2 is a partial cross-sectional view showing a state in which a wafer is inserted into a groove of a wafer guide using a robot calibrated by a conventional visual inspection. In the related art, since the position of the robot is corrected by visual inspection of the operator, the range of the generated error is not standardized, and thus the calibration may not be sufficiently performed. Therefore, as shown in FIG. 2, the wafers 5a and 5b may not be correctly inserted into the grooves 7 formed in the wafer guide, and the wafers 5a and 5b may be separated from or overlapped with each other. Therefore, the wafers 5a and 5b may not be erected directly on the wafer guide and may be damaged by falling down. In addition, when the arms of the robot detach the wafers 5a and 5b from the grooves in a state where the wafers 5a and 5b are not directly inserted into the grooves 7, the wafer may be broken.
또한, 웨이퍼의 세정 공정 뿐만 아니라 습식 식각 공정에서도 마찬가지의 문제가 발생될 수 있다. 습식 식각 공정에서도 로봇에 의해 웨이퍼를 이송하여 식각용 약액이 담겨져 있는 배쓰에 웨이퍼를 침지시키는 작업을 수행한다. 따라서, 로봇과 배쓰 사이의 정확한 위치 선정을 위한 로봇의 교정 작업이 필요하며, 종래의 육안 검사를 통한 로봇의 교정으로는 설비의 정확한 교정이 어렵게 된다.In addition, the same problem may occur in the wet etching process as well as the wafer cleaning process. In the wet etching process, the wafer is transferred by the robot to immerse the wafer in a bath containing an etching liquid. Therefore, it is necessary to calibrate the robot for accurate positioning between the robot and the bath, it is difficult to accurately calibrate the facility by the conventional calibration of the robot through visual inspection.
따라서, 습식 세정 또는 습식 식각 공정에 있어서, 로봇에 의한 웨이퍼 이송시 웨이퍼 겹침 현상이나 웨이퍼의 파손 현상을 방지할 수 있도록 오차 범위를 줄일 수 있는 교정 도구를 필요로 하게 된다.Therefore, in a wet cleaning or wet etching process, a calibration tool capable of reducing an error range is required to prevent wafer overlap or wafer breakage during wafer transfer by a robot.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 습식 세정 공정에서 로더와 세정조, 세정조와 세정조, 세정조와 증기 건조기 사이에서 배치형 로봇에 의해 웨이퍼를 안정적으로 이송시킬 수 있도록 배치형 로봇 교정시 발생할 수 있는 오차를 효율적으로 감소시키고 불량을 일으키는 인자를 최소화하여 웨이퍼의 손상을 방지하고 안정적인 세정 공정을 수행할 수 있게 하는 배치형 로봇 교정 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to solve the above-mentioned problems, and in the wet cleaning process, the wafer can be stably transferred between the loader and the cleaning tank, the cleaning tank and the cleaning tank, the cleaning tank and the steam dryer by a batch robot. It is to provide a batch robot calibration apparatus that can effectively reduce the errors that can occur during batch robot calibration and minimize the factors causing defects to prevent wafer damage and perform a stable cleaning process.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는 습식 식각 공정에서, 배치형 로봇에 의해 웨이퍼를 안정적으로 이송시킬 수 있도록 배치형 로봇 교정시 발생할 수 있는 오차를 효율적으로 감소시키고 불량을 일으키는 인자를 최소화하여 웨이퍼의 손상을 방지하고 안정적인 습식 식각 공정을 수행할 수 있게 하는 배치형 로봇 교정 장치를 제공하는 것이다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to efficiently reduce the errors that can occur during calibration of the batch robot so that the wafer can be stably transported by the batch robot in the wet etching process, and minimizes the factors causing the defects It is to provide a batch robot calibration apparatus that prevents damage to the wafer and can perform a stable wet etching process.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 배치형 로봇 교정 장치는, 상부면 상에 수직 레벨러, 수평 레벨러, 사방 균형 레벨러 및 변형 감지 게이지가 설치되어 있고 하부면 상에 일정한 간격으로 홈이 형성되어 있는 플레이트; 상기 홈에 삽입되어 상기 플레이트의 하부면 상에 고정되어 있는 복수의 시료 웨이퍼; 및 상기 복수의 시료 웨이퍼 사이에 상기 시료 웨이퍼와 정렬되어 설치되어 있는 형상 기억 합금 와이어를 구비하고, 상기 형상 기억 합금 와이어는 상기 시료 웨이퍼의 외주면과 동일한 형상으로 되어 있고 상기 시료 웨이퍼의 두께와 동일한 두께를 가지고 있으며, 상기 형상 기억 합금 와이어의 일단은 상기 변형 감지 게이지와 연결되어 있다.In order to achieve the above technical problem, the batch type robot calibration apparatus according to the present invention includes a vertical leveler, a horizontal leveler, a four-way balance leveler, and a deformation detection gauge, and grooves are formed on the lower surface at regular intervals. Plate; A plurality of sample wafers inserted into the grooves and fixed on the bottom surface of the plate; And a shape memory alloy wire arranged in alignment with the sample wafer between the plurality of sample wafers, wherein the shape memory alloy wire has the same shape as the outer circumferential surface of the sample wafer and is equal to the thickness of the sample wafer. And one end of the shape memory alloy wire is connected to the strain detection gauge.
상기 배치형 로봇 교정 장치는, 습식 세정 공정 또는 습식 식각 공정중 웨이퍼 이송시 웨이퍼와 직접적으로 접촉되는 로봇 척 또는 웨이퍼 가이드에 적용될 수 있다. 상기 배치형 로봇 교정 장치가 로봇 척에 적용되는 경우, 로봇 척에 의해 상기 배치형 로봇 교정 장치를 들어 올리고 이송시킴으로써 로봇 암의 평행 정도 및 휨 정도를 확인할 수 있다. 또한, 상기 배치형 로봇 교정 장치가 웨이퍼 가이드에 적용되는 경우, 웨이퍼 가이드에 상기 배치형 로봇 교정 장치를 위치시킴으로써 웨이퍼 가이드의 정확한 수평 유지 여부 및 정확한 위치 선정 여부를 확인할 수 있다.The batch robot calibration apparatus may be applied to a robot chuck or a wafer guide that is in direct contact with the wafer during wafer transfer during a wet cleaning process or a wet etching process. When the batch type robotic calibration device is applied to the robot chuck, the parallelism and the degree of bending of the robot arm can be checked by lifting and transferring the batch type robotic calibration device by the robot chuck. In addition, when the batch robot calibration apparatus is applied to the wafer guide, by positioning the batch robot calibration apparatus on the wafer guide, it is possible to check whether the wafer guide is correctly leveled and whether the correct positioning is performed.
상기 로봇 교정 장치에서, 상기 수직 레벨러는 상기 플레이트 상부면 상의 일측 단부에 설치되고 상기 수평 레벨러는 상기 플레이트 상부면 상의 타측 단부에 설치되고 상기 사방 균형 레벨러는 상기 플레이트 상부면 상의 중앙부에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 수직 레벨러 및 상기 수평 레벨러는 디지털 레벨러이고, 상기 사방 균형 레벨러는 물방울 레벨러인 것이 바람직하다. 이 때, 상기 수직 레벨러 및 상기 수평 레벨러를 통해 균형 상태를 벗어난 정도가 0.1°를 초과한 것으로 나타난 경우에는 로봇 암의 교정을 실시한다.In the robot calibration apparatus, it is preferable that the vertical leveler is installed at one end on the upper surface of the plate, the horizontal leveler is installed at the other end on the upper surface of the plate, and the four-way balance leveler is installed at the center of the upper surface of the plate. Do. In addition, the vertical leveler and the horizontal leveler is a digital leveler, it is preferable that the all-round balance leveler is a droplet leveler. At this time, when the degree of out of balance is found to exceed 0.1 ° through the vertical leveler and the horizontal leveler, the robot arm is calibrated.
상기 로봇 교정 장치에서, 상기 형상 기억 합금 와이어의 일단은 상기 변형 감지 게이지에 연결되어 로봇에 의한 눌림으로 인한 상기 형상 기억 합금 와이어의 변형을 감지할 수 있도록 한다. 이 경우, 상기 변형 감지 게이지에 의해 감지된 상기 형상 기억 합금 와이어의 변형 정보로부터 로봇에 의한 웨이퍼의 눌림 정도를 수치화시킨다.In the robot calibration apparatus, one end of the shape memory alloy wire is connected to the deformation detection gauge to detect the deformation of the shape memory alloy wire due to the pressing by the robot. In this case, the degree of pressing of the wafer by the robot is digitized from the deformation information of the shape memory alloy wire detected by the deformation detection gauge.
상기 로봇 교정 장치는 상기 플레이트 상에 로봇의 떨림 정도를 검사할 수 있는 진동 게이지를 더 구비할 수 있다. 또한, 상기 로봇 교정 장치에서는, 상기 플레이트 및 상기 시료 웨이퍼에 발광 소자를 코팅하여 상기 로봇 교정 장치와 접촉하게될 웨이퍼 가이드의 홈이 정확히 보이도록 할 수 있다. 또한, 상기 로봇 교정 장치에서, 상기 시료 웨이퍼는 상기 플레이트의 하부면 상의 좌측부, 우측부 및 중앙부에 설치될 수 있다.The robot calibration apparatus may further include a vibration gauge for inspecting the shaking degree of the robot on the plate. In the robot calibration apparatus, the light emitting device may be coated on the plate and the sample wafer so that the groove of the wafer guide to be in contact with the robot calibration apparatus may be accurately seen. Also, in the robot calibration apparatus, the sample wafer may be installed on the left side, the right side, and the center portion on the lower surface of the plate.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 다음에 예시되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 보호 범위가 다음에 설명되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments illustrated below may be modified in many different forms, and the scope of protection of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 배치형 로봇 교정 장치의 사시도이다. 도 3을 참조하면, 플레이트(20) 상에 플레이트(20)의 X축 및 Y축 균형을 검사하기 위한 수평 레벨러(24)와 수직 레벨러(26)이 설치되어 있다. 이 레벨러(24, 26)는 디지털 레벨러로서 플레이트의 기운 정도가 수치화되어 나타나며 이를 통해 플레이트가 기울어져 있는 지를 파악할 수 있다. 이러한 수평 레벨러(24)와 수직 레벨러(26)에 더하여 플레이트(20)의 상부면 중앙부에 사방 균형 레벨러(25)가 설치되어 있어 플레이트(20)의 균형 여부를 이중으로 확인할 수 있도록 한다. 이 사방 균형 레벨러(25)는 물방울 레벨러로 되어 있다. 또한, 플레이트(20) 상부면 상에는 후술할 형상 기억 합금 와이어(29a, 29b)의 일단과 연결되어 형상 기억 합금 와이어(29a, 29b)의 변형을 감지하는 변형 감지 게이지(21)가 설치되어 있다.Figure 3 is a perspective view of a batch robot calibration apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, a horizontal leveler 24 and a vertical leveler 26 are installed on the plate 20 to inspect the X and Y axis balances of the plate 20. The levelers 24 and 26 are digital levelers, and the level of energy of the plate is displayed numerically, and it is possible to determine whether the plate is inclined. In addition to the horizontal leveler 24 and the vertical leveler 26, the four-way balance leveler 25 is installed at the center of the upper surface of the plate 20 so that the balance of the plate 20 can be double checked. This square balance leveler 25 is a droplet leveler. Further, on the upper surface of the plate 20, a strain detection gauge 21 is connected to one end of the shape memory alloy wires 29a and 29b to be described later to detect deformation of the shape memory alloy wires 29a and 29b.
플레이트의 하부면에는 일정 간격으로 홈(6a, 6b, 6c)이 형성되어 있어, 시료 웨이퍼(28a, 28b, 28c)가 이 홈에 삽입되어 고정된다. 이 시료 웨이퍼(28a, 28b, 28c) 사이에는 형상 기억 합금 와이어(29a, 29b)가 시료 웨이퍼(28a, 28b, 28c)의 외주면 형상과 같은 형상으로 상기 시료 웨이퍼(28a, 28b, 28c)와 정렬되어 설치되어 있다. 이 형상 기억 합금 와이어(29a, 29b)는 시료 웨이퍼(28a, 28b, 29c)와 동일한 두께로 되어 있으며, 플레이트(20) 상부면 상에 설치된 변형 감지 게이지(21)와 연결되어 있다. 로봇 암의 위치 선정이 정확하지 못하여 로봇의 척이 이 형상 기억 합금 와이어(29a, 29b)를 누를 때 이 형상 기억 합금 와이어(29a, 29b)는 변형되고 이러한 형상 기억 합금 와이어(29a, 29b)의 변형은 변형 감지 게이지(21)에 의해 감지된다.Grooves 6a, 6b and 6c are formed in the lower surface of the plate at regular intervals, and the sample wafers 28a, 28b and 28c are inserted into and fixed to the grooves. Between the sample wafers 28a, 28b and 28c, the shape memory alloy wires 29a and 29b are aligned with the sample wafers 28a, 28b and 28c in the same shape as the outer peripheral surface of the sample wafers 28a, 28b and 28c. It is installed. The shape memory alloy wires 29a and 29b have the same thickness as the sample wafers 28a, 28b and 29c, and are connected to the strain detection gauge 21 provided on the upper surface of the plate 20. When the positioning of the robot arm is not accurate and the chuck of the robot presses the shape memory alloy wires 29a and 29b, the shape memory alloy wires 29a and 29b are deformed and the shape memory alloy wires 29a and 29b are deformed. Deformation is detected by the strain detection gauge 21.
이와 같이 구성된 배치형 로봇 교정 장치를 로봇의 척 또는 웨이퍼 가이드에 적용함으로써 로봇 암의 수평 유지 여부 및 휨 정도, 로봇에 의한 웨이퍼 이송시 각 스텝에서의 모듈의 틀어짐 정도, 로봇 척에 의한 정확한 처킹 위치의 선정 여부 및 웨이퍼 가이드의 정확한 위치 선정 여부을 신속하게 확인하여 로봇 및 웨이퍼 가이드를 정확하고 빠르게 교정할 수 있다.Applying the batch-type robot calibration device configured as described above to the chuck or wafer guide of the robot allows the robot arm to be leveled and bent, the degree of module twisting at each step during wafer transfer by the robot, and the exact chucking position by the robot chuck. The robots and wafer guides can be calibrated quickly and accurately by quickly checking the selection and the correct positioning of the wafer guides.
도 4는 본 발명에 의한 배치형 로봇 교정 장치가 사용될 수 있는 세정 장치의 모듈 구조의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 4를 참조하면, 액상의 세정제를 수용할 수 있는 세정조(10) 내에 웨이퍼(5)를 세워 놓을 수 있도록 웨이퍼 가이드(11)가 설치되어 있다. 이러한 세정조(10)는 실제로는 로봇(32)의 이동 경로를 따라 여러 개로 배열될 수 있다. 이 웨이퍼 가이드(11)에는 V자 홈 또는 Y자 홈이 형성되어 있어 웨이퍼(5)가 이 홈에 삽입되어 수직으로 세워질 수 있다. 이 세정 장치에서는 웨이퍼 가이드(11)에 웨이퍼(5)를 탑재하거나 웨이퍼 가이드(11)로부터 웨이퍼(5)를 탈착시켜 웨이퍼(5)를 이송하기 위해 배치형 로봇(32)을 사용한다. 4 is a perspective view showing an example of a modular structure of a cleaning apparatus in which a batch robot calibration apparatus according to the present invention can be used. Referring to FIG. 4, a wafer guide 11 is provided so that the wafer 5 can be placed in a cleaning tank 10 that can accommodate a liquid cleaning agent. In practice, the cleaning tank 10 may be arranged in plurality along the movement path of the robot 32. The wafer guide 11 is formed with a V-shaped groove or a Y-shaped groove so that the wafer 5 can be inserted into this groove to stand vertically. In this cleaning apparatus, a batch robot 32 is used to transfer the wafer 5 by mounting the wafer 5 on the wafer guide 11 or by detaching the wafer 5 from the wafer guide 11.
이 로봇(32)은 낱장 또는 다수의 웨이퍼를 평행 이동시킬 수 있는 로봇 암(31)과 이 로봇 암(31)에 연결되어 웨이퍼를 처킹하는 웨이퍼 척(33)을 구비한다. 로봇(32)은 공기 실린더, 서보 모터(servo motor) 또는 스테핑 모터(stepping motor)의 동력을 받아 로봇 암을 구동시켜 개폐 작업 및 좌우 이동을 수행한다. 웨이퍼 척(33)은 웨이퍼의 엣지를 처킹하여 언로딩 방향으로 평행 이동함으로써 웨이퍼를 이송한다. 로봇 지지대(35)는 로봇 암(31)을 지지하며, 로봇 지지대(35) 전체가 평행 이동함으로써 다른 세정조로 이동하거나 상승 또는 하강한다.The robot 32 includes a robot arm 31 capable of moving sheet or multiple wafers in parallel and a wafer chuck 33 connected to the robot arm 31 to chuck the wafers. The robot 32 is driven by an air cylinder, a servo motor or a stepping motor to drive the robot arm to perform the opening and closing operation and the left and right movement. The wafer chuck 33 transfers the wafer by chucking the edge of the wafer and moving in parallel in the unloading direction. The robot support 35 supports the robot arm 31, and the robot support 35 is moved or moved up or down to another cleaning tank by moving the entire robot support 35 in parallel.
이러한 세정 장치 모듈을 사용하여 전술한 배치형 로봇 교정 장치를 이송함으로써 웨이퍼 가이드 및 로봇을 교정하게 된다. 즉, 실제 세정 공정을 수행하기 전에 웨이퍼 대신 배치형 로봇 교정 장치를 로봇에 의해 처킹하고 이송함으로써 로봇 및 웨이퍼 가이드의 위치, 평형 상태 및 이송 거리 등을 교정하게 된다.This cleaning device module is used to calibrate the wafer guide and robot by transferring the batch robotic calibration device described above. In other words, by performing the robot chucking and transferring the batch robot calibration apparatus instead of the wafer by the robot before performing the actual cleaning process, the position, equilibrium and transport distance of the robot and the wafer guide are corrected.
로봇 암(31)에 연결된 로봇 척(33)이 배치형 로봇 교정 장치를 처킹하여 들어 올리면, 이 배치형 로봇 교정 장치에 설치된 수직 레벨러, 수평 레벨러 및 사방 균형 레벨러에 의해 로봇 암(31)의 평형 상태, 휨 정도를 정확하고 신속하게 확인할 수 있다. 또한, 로봇 척(33)이 배치형 로봇 교정 장치를 들어 올릴 때, 배치형 로봇 교정 장치의 플레이트 상에 설치된 변형 감지 게이지를 통해 형상 기억 합금 와이어의 눌림으로 인한 형상 기억 합금 와이어의 변형 여부를 감지함으로써 로봇 암의 위치 선정의 정확성 여부를 확인할 수 있다. 이에 따라 로봇 암(31)에 대한 정밀한 위치 교정을 효과적으로 수행할 수 있게 된다. 또한, 배치형 로봇 교정 장치가 로봇 척(33)으로부처 탈착되어 웨이퍼 가이드(11)에 놓여지게 됨으로써, 배치형 로봇 교정 장치를 통해 웨이퍼 가이드(11)에 대한 정밀한 교정을 효과적으로 수행할 수 있다.When the robot chuck 33 connected to the robot arm 31 chucks and lifts the batch robotic calibration device, the robot arm 31 is balanced by a vertical leveler, a horizontal leveler and a four-way balance leveler installed in the batch robotic calibration device. The condition and the degree of warpage can be checked accurately and quickly. In addition, when the robot chuck 33 lifts up the batch robot calibration apparatus, the deformation detection gauge installed on the plate of the batch robot calibration apparatus detects whether the shape memory alloy wire is deformed due to the pressing of the shape memory alloy wire. As a result, it is possible to confirm the accuracy of the positioning of the robot arm. Accordingly, it is possible to effectively perform precise position correction for the robot arm 31. In addition, since the batch type robot calibration apparatus is detached from the robot chuck 33 and placed on the wafer guide 11, precise calibration of the wafer guide 11 can be effectively performed through the batch type robot calibration apparatus.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 배치형 로봇 교정 장치를 웨이퍼 가이드에 적용한 예를 나타내는 시시도이다. 도 5를 참조하면, 배치형 로봇 교정 장치의 플레이트(20)의 하부면에 설치된 시료 웨이퍼(28a, 28b, 28c) 및 형상 기억 합금 와이어(29a, 29b)는 웨이퍼 가이드(11)에 형성된 홈에 삽입되어 수직으로 세워져 있다. 이 상태에서 플레이트(20)의 상부면 상에 설치된 수평 레벨러(24), 수직 레벨러(26) 및 사방 균형 레벨러(25)를 관찰함으로써 플레이트(20)의 평형 상태 여부를 확인할 수 있다.5 is a view showing an example in which a batch robot calibration apparatus according to an embodiment of the present invention is applied to a wafer guide. Referring to FIG. 5, the sample wafers 28a, 28b, 28c and the shape memory alloy wires 29a, 29b provided on the lower surface of the plate 20 of the batch robotic calibration device are placed in the grooves formed in the wafer guide 11. Inserted and standing vertically. In this state, by checking the horizontal leveler 24, the vertical leveler 26 and the four-way balance leveler 25 provided on the upper surface of the plate 20, it is possible to check whether the plate 20 is in an equilibrium state.
또한, 배치형 로봇 교정 장치를 웨이퍼 가이드(11)에 놓음으로써 시료 웨이퍼(28a, 28b, 28c) 및 형상 기억 합금 와이어(29a, 29b)가 웨이퍼 가이드(11)에 형성된 홈에 정확히 삽입되어 있는 가를 확인할 수 있다. 이에 따라 로봇 암의 위치 또는 웨이퍼 가이드(11)의 위치를 정확하고 신속하게 교정할 수 있다. Further, by placing the batch type robotic calibration device on the wafer guide 11, it is determined whether the sample wafers 28a, 28b, 28c and the shape memory alloy wires 29a, 29b are correctly inserted into the grooves formed in the wafer guide 11. You can check it. Thereby, the position of the robot arm or the position of the wafer guide 11 can be corrected quickly and accurately.
만약 시료 웨이퍼(28a, 28b, 28c) 또는 형상 기억 합금 와이어(29a, 29b)가 웨이퍼 가이드(11)의 홈에 정확히 삽입되어 있지 않으면, 웨이퍼 가이드(11)에 놓여진 배치형 로봇 교정 장치가 기울어지거나 들뜨게 되고, 형상 기억 합금 와이어(29a, 29b)가 눌려져 변형되게 된다. 이 때, 배치형 교정 장치의 플레이트(20) 상부면에 설치된 레벨러(24, 25, 26) 및 변형 감지 게이지(21)를 통해 웨이퍼 가이드(11) 또는 로봇 암의 평형 상태 또는 위치의 부정확성이 즉각적으로 확인된다. 이와 같이 평형 상태 또는 위치의 부정확성이 확인된 후에는 이러한 부정확성이 레벨러(24, 25, 26)나 변형 감지 게이지(21)를 통해 나타나지 않을 때까지 웨이퍼 가이드(11) 또는 로봇 암의 평형 상태 및 위치를 교정한다.If the sample wafers 28a, 28b, 28c or the shape memory alloy wires 29a, 29b are not correctly inserted into the grooves of the wafer guide 11, the batch robotic calibration device placed on the wafer guide 11 is tilted or The shape memory alloy wires 29a and 29b are pressed and deformed. At this time, the inaccuracy of the equilibrium state or position of the wafer guide 11 or the robot arm is immediately realized through the levelers 24, 25, 26 and the deformation detection gauge 21 installed on the upper surface of the plate 20 of the batch calibration device. Is confirmed. After such equilibrium or positional inaccuracies are confirmed, the equilibrium state and position of the wafer guide 11 or robot arm until such inaccuracies do not appear through the levelers 24, 25, 26 or the strain detection gauge 21. Calibrate
또한, 본 발명에 의한 배치형 로봇 교정 장치를 로봇에 의해 실제 이송시킴으로써 로더와 세정조, 세정조와 세정조, 세정조와 건조기, 건조기와 언로더 사이의 이송 스텝에서의 각 모듈의 틀어짐 정도를 용이하게 확인할 수 있고, 이에 따라 이러한 틀어짐을 정확하고 신속하게 교정할 수 있다. 배치형 로봇 교정 장치에 의해 확인된 이송 스텝에서의 각 모듈의 틀어짐은 로더, 세정조, 건조기 또는 언로더의 위치를 교정함으로써 제거될 수 있을 뿐만 아니라, 로봇 지지대의 모터의 펄스값을 좌우측으로 보정함으로써 제거될 수도 있다.In addition, by actually transferring the batch robot calibration apparatus according to the present invention by a robot, the degree of twisting of each module in the transfer step between the loader and the cleaning tank, the cleaning tank and the cleaning tank, the cleaning tank and the dryer, the dryer and the unloader can be easily This can be verified, thereby correcting this distortion accurately and quickly. The distortion of each module in the transfer step identified by the batch robot calibration device can be eliminated by correcting the position of the loader, cleaning bath, dryer or unloader, as well as correcting the pulse values of the motors of the robot support to the left and right. May be removed.
또한, 본 발명에 의한 배치형 로봇 교정 장치의 플레이트(20) 상에 진동 게이지를 추가적으로 설치하면, 로봇의 떨림 정도를 확인하여 로봇 구동 모터의 열화를 조기에 검사할 수 있고, 이에 따라 설비 고장으로 인한 웨이퍼의 손상을 미연에 방지할 수도 있다.In addition, if the vibration gauge is additionally installed on the plate 20 of the batch-type robot calibration apparatus according to the present invention, it is possible to check the degree of vibration of the robot to check the deterioration of the robot drive motor at an early stage. Damage to the wafer may be prevented in advance.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통해서 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다. 또한, 전술한 실시예에서는 배치형 로봇 교정 장치를 세정 장치 모듈에 적용하여 설명하였으나, 웨이퍼의 습식 식각 공정을 위한 습식 식각 장치 모듈에도 적용할 수 있다. 즉, 웨이퍼 상의 막질을 등방 식각하기 위한 습식 식각 공정에서도 식각용 약액이 담겨져 있는 배쓰에 웨이퍼 이송용 로봇을 이용하여 웨이퍼를 침지시키는 작업을 필요로 하는 바, 안정된 습식 식각 공정을 수행하도록 전술한 배치형 로봇 교정 장치를 이용하여 습식 식각 장치 모듈을 정확하고 신속하게 교정할 수 있다.Although the present invention has been described in detail through specific examples, the present invention is not limited thereto, and it is apparent that modifications and improvements can be made by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention. In addition, in the above-described embodiment, the batch robot calibration apparatus is applied to the cleaning apparatus module, but the present invention may be applied to the wet etching apparatus module for the wet etching process of the wafer. That is, even in the wet etching process for isotropic etching of the film quality on the wafer, the operation of immersing the wafer by using the wafer transfer robot in the bath containing the etching liquid is required, so that the above-described arrangement is performed to perform a stable wet etching process. The robotic calibrator can be used to calibrate wet etch module accurately and quickly.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 습식 세정 공정 또는 습식 식각 공정시 사용하는 웨이퍼 이송용의 배치형 로봇 또는 웨이퍼 가이드에 본 발명에 의한 배치형 로봇 교정 장치를 적용함으로써 세정조, 로봇 암 또는 웨이퍼 가이드의 평형 상태 또는 위치를 정확하고 신속하게 교정할 수 있다. 또한, 웨이퍼 이송용의 배치형 로봇에 의해 본 발명에 의한 배치형 로봇 교정 장치를 처킹하여 이송함으로써 로더와 세정조, 세정조와 세정조, 세정조와 건조기, 건조기와 언로더 사이의 이송 스텝에서의 각 모듈의 틀어짐을 정확하고 신속하게 교정할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, a cleaning tank, a robot arm or a wafer is applied by applying the batch robot calibration apparatus according to the present invention to a batch robot or wafer guide for wafer transfer used in a wet cleaning process or a wet etching process. Correct or fast calibration of the guide's equilibrium or position is possible. In addition, the batch robot calibration apparatus according to the present invention is chucked and transferred by a batch robot for wafer transfer, and the respective steps in the transfer step between the loader, the cleaning tank, the cleaning tank and the cleaning tank, the cleaning tank and the dryer, the dryer and the unloader are used. The module can be corrected quickly and accurately.
따라서, 로봇 교정시 발생할 수 있는 오차를 효과적으로 감소시키고 불량을 일으킬 수 있는 인자를 최소화하여 습식 세정 또는 습식 식각 공정에서 발생할 수 있는 웨이퍼의 겹침 현상이나 파손등의 웨이퍼 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.Therefore, by effectively reducing the errors that can occur during robot calibration and minimizing the factors that can cause defects, it is possible to effectively prevent wafer damage such as overlapping or breakage of wafers that may occur in the wet cleaning or wet etching process.
또한, 본 발명에 의한 배치형 로봇 교정 장치를 사용하여 습식 세정 또는 습식 식각 설비를 교정함으로써, 실제 공정중에서 발생될 수 있는 척의 손상을 방지할 수 있고 설비의 유지 보수 시간을 단축시킬 수 있으며, 습식 세정 또는 습식 식각 설비의 안정적인 운영을 유지할 수 있게 된다.In addition, by calibrating the wet cleaning or wet etching facility using the batch type robotic calibration device according to the present invention, it is possible to prevent damage to the chuck that may occur during the actual process, to shorten the maintenance time of the facility, and to wet It is possible to maintain stable operation of cleaning or wet etching facilities.
도 1은 세정조 내에 위치하는 웨이퍼 가이드에 웨이퍼를 탑재한 상태를 나타내는 개략적인 사시도이다.1 is a schematic perspective view showing a state in which a wafer is mounted on a wafer guide located in a cleaning tank.
도 2는 종래의 육안 검사에 의해 교정된 로봇을 사용하여 웨이퍼 가이드의 홈에 웨이퍼를 끼운 상태를 나타내는 부분 단면도이다.2 is a partial cross-sectional view showing a state in which a wafer is inserted into a groove of a wafer guide using a robot calibrated by a conventional visual inspection.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 배치형 로봇 교정 장치의 사시도이다.Figure 3 is a perspective view of a batch robot calibration apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 배치형 로봇 교정 장치가 사용될 수 있는 세정 장치의 모듈 구조의 일례를 나타내는 사시도이다.4 is a perspective view showing an example of a modular structure of a cleaning apparatus in which a batch robot calibration apparatus according to the present invention can be used.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 배치형 로봇 교정 장치를 웨이퍼 가이드에 적용한 예를 나타내는 사시도이다.5 is a perspective view illustrating an example in which a batch robot calibration apparatus according to an embodiment of the present invention is applied to a wafer guide.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8033401B2 (en) | 2007-09-12 | 2011-10-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Wafer guide for preventing wafer breakage in semiconductor cleaning apparatus |
-
2003
- 2003-08-28 KR KR1020030059829A patent/KR20050023533A/en not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8033401B2 (en) | 2007-09-12 | 2011-10-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Wafer guide for preventing wafer breakage in semiconductor cleaning apparatus |
| KR101231182B1 (en) * | 2007-09-12 | 2013-02-07 | 삼성전자주식회사 | Waferguide for preventing wafer broken of semiconductor cleaning equipment |
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