KR20060040345A - 레티클 이송 시스템 - Google Patents

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KR20060040345A
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박현석
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삼성전자주식회사
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Abstract

레티클을 적재하여 이송하는 그리퍼가 정위치에 있는지를 신뢰성있게 감지할 수 있는 레티클 이송 시스템이 제공된다. 이러한 레티클 이송 시스템은 다수의 레티클이 적재되어 있는 라이브러리 프레임과, 라이브러리 프레임의 일측에 배치되고 라이브러리 프레임에 삽입되어 레티클을 적재하여 이송하는 그리퍼와, 라이브러리 프레임 내에 그리퍼가 삽입되는 부분에 설치되어 그리퍼가 삽입되는 위치를 인도하는 그리퍼 가이드와, 그리퍼가 그리퍼 가이드 내의 정위치에 있는지를 감지하는 정렬 오류 감지부를 포함한다.
레티클, 이송, 그리퍼, 파티클

Description

레티클 이송 시스템{System for conveying reticles}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 레티클 이송 시스템을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 라이브러리 프레임 내에 설치된 그리퍼 가이드와 그리퍼를 움직임을 나타내는 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 의해 그리퍼가 그리퍼 가이드를 따라 라이브러리 프레임에 진입하는 과정을 나타낸 단면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 의해 그리퍼가 그리퍼 가이드를 따라 라이브러리 프레임으로부터 진출하는 과정을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 정렬 오류 감지부를 나타낸 블록도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
10: 바디 20: 레티클 카세트
30: 라이브러리 프레임 40: 그리퍼
42: 레티클 지지대 44: 그리퍼 핀
46: 돌기 50: 제1 그리퍼 이송부
60: 제2 그리퍼 이송부 70: 제3 그리퍼 이송부
100: 레티클 이송 시스템
110: 그리퍼 가이드
112: 가이드 분리대 114: 제1 가이드 홈
116: 제2 가이드 홈 120: 정렬 오류 감지부
122: 센서 124: 제어부
126: 표시부
본 발명은 반도체 제조에 이용되는 레티클을 이송하는 레티클 이송 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이 적재되어 있는 라이브러리 프레임으로부터 그리퍼를 이용하여 올바르게 레티클을 이송할 수 있는 레티클 이송 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 웨이퍼 상에 사진, 식각, 확산, 화학기상증착, 이온주입 및 금속증착 등의 공정을 반복적이고도 선택적으로 수행함으로써 이루어진다. 이들 공정 중 포토리소그래피(photo-lithography) 공정은 복수 레티클(reticle)에 형성된 각기 다른 패턴 이미지(pattern image)를 웨이퍼 상에 전사시키기 위한 것으로서, 이들 패턴 이미지는 식각 또는 막 증착 등의 다른 공정 수행과 함께 웨이퍼 상에 순차적으로 전사되어 조합됨으로써 요구되는 회로패턴을 이루게 된다.
이러한 포토리소그래피 공정에 있어서, 다수의 레티클은 레티클 카세트 (reticle cassette)에 수용되어 라이브러리 프레임(library frame)을 통해 인출된다. 이러한 레티클을 사용하기 위해서는 로봇암(robot arm) 또는 그리퍼(gripper)를 이용하여 라이브러리 프레임을 통하여 레티클을 인출하고 인출된 레티클을 스테퍼(stepper) 장치의 렌즈 상부로 이송하는 등의 일련의 과정을 통해 레티클 로딩 과정을 수행하게 된다.
종래 기술에 의한 레티클 이송 시스템의 경우, 레티클이 적재되어 있는 라이브러리 프레임으로부터 레티클을 인출하여 이송하기 위해, 라이브러리 프레임 내의 그리퍼 가이드(gripper guide)를 따라 그리퍼가 진입하여 레티클을 적재한 후 인출하게 된다. 이 경우, 주위 환경 또는 물리적 변형에 의해 그리퍼가 정위치를 벗어난 채로 라이브러리 프레임에 삽입되는 경우 그리퍼에 의해 레티클에 스크래치(scratch)가 발생할 수 있다. 이와 같이, 레티클에 스크래치가 발생하면, 부가적으로 파티클(particle)이 발생하게 되고, 따라서 이러한 파티클이 레티클 내부의 패턴 이미지를 오염시키게 된다. 따라서, 오염된 패턴 이미지를 가진 레티클을 이용하여 웨이퍼 상에 사진공정을 반복적으로 수행하게 되어 많은 결함을 야기시킬 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 레티클을 적재하여 이송하는 그리퍼가 정위치에 있는지를 신뢰성있게 감지할 수 있는 레티클 이송 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않 은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 레티클 이송 시스템은 다수의 레티클이 적재되어 있는 라이브러리 프레임과, 상기 라이브러리 프레임의 일측에 배치되고, 상기 라이브러리 프레임에 삽입되어 상기 레티클을 적재하여 이송하는 그리퍼와, 상기 라이브러리 프레임 내에 상기 그리퍼가 삽입되는 부분에 설치되어 상기 그리퍼가 삽입되는 위치를 인도하는 그리퍼 가이드와, 상기 그리퍼가 상기 그리퍼 가이드 내의 정위치에 있는지를 감지하는 정렬 오류 감지부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 레티클 이송 시스템을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 레티클 이송 시스템(100)은 바디(body)(10), 레티클 카세트(reticle cassette)(20), 라이브러리 프레임(library frame)(30) 및 그리퍼(gripper)(40)를 포함한다.
여기서, 바디(10)의 일측에는 레티클 카세트(20)가 놓여진 라이브러리 프레임(30)이 위치하고, 라이브러리 프레임(30)으로부터 레티클(미도시)을 이송하는 그리퍼(40)를 전후좌우로 이동시킬 수 있는 제1 그리퍼 이송부(50), 제2 그리퍼 이송부(60) 및 제3 그리퍼 이송부(70)가 형성되어 있다.
레티클 카세트(20)는 다수의 레티클을 수용하고 있고, 라이브러리 프레임(30)과 연결되어 있다. 따라서, 레티클 카세트(20)에 수용된 레티클은 라이브러리 프레임(30)을 통하여 외부로 인출된다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 레티클 카세트(20)로는 SMIF 박스(Standard Mechanical InterFace box)를 사용할 수 있다. 이러한 레티클 카세트(20)에는 다수의 슬랏(slot)이 형성되어 다수의 레티클이 수직방향으로 이격되어 적층될 수 있다.
그리고, 라이브러리 프레임(30)은 레티클 카세트(20)를 인입할 수 있는 구조로 되어 있다. 라이브러리 프레임(30)은 레티클 카세트(20)를 승강 또는 하강시킴으로써 인출하고자하는 레티클이 놓인 슬랏을 인출구 앞에 배치시킬 수 있다.
그리퍼(40)는 라이브러리 프레임(30) 내에 삽입되어 레티클을 적재하여 이송할 수 있다. 그리퍼(40)의 일측에는 제1 그리퍼 이송부(50)가 형성되어 있고, 제1 그리퍼 이송부(50)는 내부 구동모터에 의해 그리퍼(40)를 Z축 방향으로 이동시키는 역할을 한다. 그리고, 제1 그리퍼 이송부(50)는 Y축 방향으로 연장된 바(bar) 형상의 제2 그리퍼 이송부(60)와 연결되어 있으며, 제2 그리퍼 이송부(60)는 그리퍼(40)를 Y축 방향으로 이동시키는 역할을 한다. 또한, 제2 그리퍼 이송부(60)는 X축 방향으로 연장된 레일(rail) 형상의 제3 그리퍼 이송부(70)와 연결되어 있으며, 제3 그리퍼 이송부(70)는 그리퍼(40)를 X축 방향으로 이동시키는 역할을 한다. 이와 같이, 제1 그리퍼 이송부(50), 제2 그리퍼 이송부(60) 및 제3 그리퍼 이송부(70)에 의해 그리퍼(40)는 X, Y, Z 방향으로 자유롭게 움직일 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 그리퍼(40)가 라이브러리 프레임(30)에 삽입되어 레티클을 인출하는 과정을 설명한다.
도 2는 도 1의 라이브러리 프레임 내에 설치된 그리퍼 가이드와 그리퍼를 움직임을 나타내는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 그리퍼(40)는 라이브러리 프레임(30)의 진입방향을 향해 그리퍼 핀(gripper pin)(44)과 레티클 지지대(42)가 형성되어 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 그리퍼 핀(44)과 레티클 지지대(42)는 각각 쌍으로 형성될 수 있으나, 본 발명이 이러한 개수에 한정되는 것은 아니다. 그리퍼 핀(44)은 외측에 형성되고, 레티클 지지대(42)는 내측에 형성될 수 있다.
레티클 지지대(42)는 그리퍼(40)가 그리퍼 가이드(110)를 따라 라이브러리 프레임(30)에 진입한 후 라이브러리 프레임(30)에 적재되어 있는 레티클을 들어올려 지지하는 역할을 한다.
그리퍼(40)가 레티클에 손상을 주지 않으면서 일정한 방향과 위치에서 라이브러리 프레임(30)에 진입할 수 있도록 라이브러리 프레임(30) 내에 그리퍼 가이드 (110)를 배치한다. 그리퍼 가이드(110)에서 그리퍼(40)의 그리퍼 핀(44)에 대향하는 면에는 제1 가이드 홈(114)과 제2 가이드 홈(116)이 형성되어 있고, 그리퍼 핀(44)의 끝단 측면에는 제1 가이드 홈(114) 또는 제2 가이드 홈(116)에 대응하는 돌기(46)가 형성되어 있다. 따라서, 그리퍼(40)가 그리퍼 가이드(110)를 따라 라이브러리 프레임(30)에 진입할 때, 그리퍼 핀(44)이 그리퍼 가이드(110)와 나란히 진입하게 되고, 그리퍼 핀(44)의 끝단에 형성된 돌기(46)가 제1 가이드 홈(114) 또는 제2 가이드 홈(116)에 맞물려 진입하게 된다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 의해 그리퍼(40)가 그리퍼 가이드(110)를 따라 라이브러리 프레임(30)에 진입하는 과정을 나타낸 단면도이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 의해 그리퍼(40)가 그리퍼 가이드(110)를 따라 라이브러리 프레임(30)으로부터 진출하는 과정을 나타낸 단면도이다. 도 3a 및 도 3b는 도 2의 A부분을 확대한 단면도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 그리퍼(40)가 그리퍼 가이드(110)를 따라 진입할 때 그리퍼(40)의 끝단에 형성된 돌기(46)는 그리퍼 가이드(110)의 제1 가이드 홈(114)을 따라 인도된다. 그리퍼(40)가 완전히 진입한 후, 그리퍼(40)는 상승하게 되고 레티클 지지대(42)는 레티클 가세트의 슬랏에 끼워진 레티클을 들어올려 지지한다. 따라서, 그리퍼(40)는 도 3b와 같은 위치에 놓이게 된다. 즉, 그리퍼(40)의 끝단에 형성된 돌기(46)는 그리퍼 가이드(110)의 제2 가이드 홈(116)에 대응하는 위치에 놓이게 된다. 그리퍼(40)가 완전히 진입한 경우, 돌기(46)가 위치한 부분에 대응하는 그리퍼 가이드(110)에는 제1 가이드 홈(114)과 제2 가이드 홈(116)은 분 리하는 가이드 분리대(112)가 제거되어 있으므로 그리퍼(40)는 원활하게 상승운동을 할 수 있다. 그리퍼(40)의 레티클 지지대(42) 위에 레티클이 안착되면 그리퍼(40)는 도 3b에 도시된 바와 같이 그리퍼 가이드(110)로부터 진출하게 된다. 즉, 그리퍼(40)의 끝단에 형성된 돌기(46)는 그리퍼 가이드(110)의 제2 가이드 홈(116)을 따라 인도된다.
이와 같이, 그리퍼 핀(44) 또는 돌기(46)가 그리퍼 가이드(110), 제1 가이드 홈(114) 또는 제2 가이드 홈(116)을 따라 진입할 때 그리퍼 가이드(110), 제1 가이드 홈(114) 또는 제2 가이드 홈(116)과 접촉하는 것을 피해야한다. 예를 들어, 돌기(46)와 제1 가이드 홈(114) 또는 돌기(46)와 제2 가이드 홈(116) 사이의 이격거리를 0.5mm 내외로 유지한 상태에서 그리퍼(40)가 진입하거나 진출하는 것이 바람직하다. 만약, 이러한 접촉이 일어나게 되면 레티클에 스크래치가 발생할 수 있다. 이러한 스크래치는 부가적으로 파티클을 발생시키게 되고, 이러한 파티클은 레티클 내부의 패턴 이미지를 오염시키는 원인이 된다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 그리퍼(40)와 그리퍼 가이드(110)에 정렬 오류 감지부(120)는 설치함으로써 그리퍼 가이드(110)로 진입 또는 진출하는 그리퍼(40)가 정위치에서 벗어나는지가 미리 감지하여 파티클 발생을 억제할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 정렬 오류 감지부를 나타낸 블록도이다. 본 발명의 정렬 오류 감지부(120)는 센서(122), 제어부(124) 및 표시부(126)를 포함한다.
센서(122)는 그리퍼(40)와 그리퍼 가이드(110)와 연결되어 그리퍼(40)가 정 위치에 있는지를 감지한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 센서(122)는 그리퍼(40)와 그리퍼 가이드(110) 사이의 전기저항을 측정하여 그리퍼(40)가 정위치에 있는지를 감지할 수 있다. 즉, 도전성 물질로 형성된 그리퍼(40)와 그리퍼 가이드(110)를 전기적으로 연결하여 전기저항을 측정한다. 만약, 그리퍼(40)가 정위치에서 그리퍼 가이드(110)로 진입하거나 진출하는 경우, 그리퍼(40)와 그리퍼 가이드(110)는 서로 접촉하지 않게 되므로 전기적으로 절연되게 되고 따라서 센서(122)는 ∞ Ω의 전기저항값을 나타낸다. 만약, 그리퍼(40)가 정위치를 벗어나서 그리퍼 가이드(110)로 진입하거나 진출하는 경우, 그리퍼 핀(44)이 그리퍼 가이드(110)에 닿거나 또는 돌기(46)가 제1 가이드 홈(114) 또는 제2 가이드 홈(116)에 닿게 된다. 이 경우 센서(122)에서는 그리퍼(40)와 그리퍼 가이드(110) 사이의 전기저항값이 0 Ω으로 나타나게 되므로 그리퍼(40)가 정위치를 벗어난 것을 감지할 수 있다.
센서(122)로부터 이러한 그리퍼(40)의 위치정보를 입력받은 제어부(124)는 그리퍼(40)의 움직임을 멈추게 할 수 있다. 또한, 그리퍼(40)가 정위치를 이탈하였다는 정보를 센서(122)로부터 입력받은 제어부(124)는 표시부(126)로 경고표시명령을 전달한다.
제어부(124)로부터 경고표시명령을 전달받은 표시부(126)는 소리 또는 디스플레이 등을 통하여 사용자에게 레티클 이송 시스템(100)에 오류가 있음을 표시한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 돌기(46)는 빈법한 접촉에 대하여 피티클이 생성되지 않도록 충분한 내구성을 갖는 재질로 사용함이 바람직하다. 그 형상 또한 접촉 가능한 그리퍼 가이드(110)의 표면에 손상을 주지 않도록 접촉 가능한 부위의 형상이 유선형을 이루도록 함이 요구되며, 바람직하기로는 돔 형상의 것이 적합하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 레티클 이송 시스템에 의하면, 레티클을 적재하여 이송하는 그리퍼가 정위치를 이탈하여 레티클을 적재하려고 할 때를 실시간으로 신뢰성있게 감지할 수 있는 성능이 향상된 레티클 이송 시스템을 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 다수의 레티클이 적재되어 있는 라이브러리 프레임;
    상기 라이브러리 프레임의 일측에 배치되고, 상기 라이브러리 프레임에 삽입되어 상기 레티클을 적재하여 이송하는 그리퍼;
    상기 라이브러리 프레임 내에 상기 그리퍼가 삽입되는 부분에 설치되어 상기 그리퍼가 삽입되는 위치를 인도하는 그리퍼 가이드; 및
    상기 그리퍼가 상기 그리퍼 가이드 내의 정위치에 있는지를 감지하는 정렬 오류 감지부를 포함하는 레티클 이송 시스템.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 정렬 오류 감지부는,
    상기 그리퍼 가이드 내에 상기 그리퍼가 정위치에 있는지를 감지하는 센서;
    상기 센서로부터 상기 그리퍼의 위치정보를 입력받아 상기 그리퍼의 이동을 제어하는 제어부; 및
    상기 그리퍼가 정위치를 이탈한 경우 상기 제어부로부터 경고표시명령을 입력받아 경고메세지를 나타내는 표시부를 포함하는 레티클 이송 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 그리퍼 가이드와 그리퍼 사이의 전기저항을 측정하여 상기 정위치에 있는지를 감지하는 것을 특징으로 하는 레티클 이송 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 그리퍼와 그리퍼 가이드는 도전성 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레티클 이송 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 그리퍼 가이드는 상기 그리퍼와 대향하는 면에 수직 방향으로 제1 가이드 홈 및 제2 가이드 홈이 형성되어 있고,
    상기 그리퍼는 상기 레티클을 적재하는 레티클 지지대와, 상기 그리퍼 가이드에 의해 인도되는 그리퍼 핀과, 상기 그리퍼 핀의 끝단에 상기 그리퍼 가이드의 상기 제1 가이드 홈 또는 제2 가이드 홈과 대응하는 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 레티클 이송 시스템.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100668196B1 (ko) * 2005-12-23 2007-01-11 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 제조용 노광 장비의 레티클 핸들링 시스템 및초기화 방법
KR100774829B1 (ko) * 2006-12-18 2007-11-07 동부일렉트로닉스 주식회사 회전식 레티클이송장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100668196B1 (ko) * 2005-12-23 2007-01-11 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 제조용 노광 장비의 레티클 핸들링 시스템 및초기화 방법
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