KR20060105268A - 반도체 제조설비의 이송암 충돌방지장치 - Google Patents

반도체 제조설비의 이송암 충돌방지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 제조설비에서 공정을 진행하기위해 웨이퍼를 이송하는 이송로봇의 이송암이 오동작에 의해 챔버에 충돌하지 않도록 제어하는 이송암 충돌방지장치에 관한 것이다.
반도체 제조설비에서 웨이퍼를 이송시키는 이송로봇의 이송암의 회전이나 전후로 왕복이동시키는 2개의 모터를 중에 하나의 모터 파워가 드롭될 때 인터록을 발생하여 로봇암의 충돌을 방지하기 위한 본 발명은 반도체 제조용 설비에서 이송로봇의 이송암을 구동하는 모터로 공급되는 전압을 검출하여 모터파워의 드롭이 발생될 경우 인터록신호를 발생하여 모터파워를 모두 드롭시키므로 로봇암의 충돌로 인한 로스를 줄여 생산성을 향상시킬 수 있고, 또한 웨이퍼 브로큰을 방지할 수 있는 이점이 있다.
멀티챔버, 인터록, 트랜스퍼암, 이송암 충돌방지

Description

반도체 제조설비의 이송암 충돌방지장치{EQUIPMENT FOR PREVENTING STRIKING OF TRANSFER ARM IN SEMICONDUCTOR PRODUCTION DEVICE}
도 1은 종래의 멀티챔버 프로세스장치의 구성도
도 2는 도 1의 로봇암을 구동하기 위한 이송로봇의 개략적인 사시도
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇암을 구동하기 위한 이송로봇의 개략적인 사시도
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이송로봇을 구동하기 위한 모터구동장치의 개략적인 구성도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10: 엘리베이터 20: 웨이퍼 척
30: 로봇암 31: 진공홀
41: 구동풀리 42: 연동풀리
43: 벨트 51: 회전모터
61: 승강축 62: 리드스크류
63: 스텝모터 64: 콘트롤러
65: 이동모터 66, 68: 제1 및 제2 모터구동전압 검출부
본 발명은 반도체 제조설비에 관한 것으로, 특히 반도체 제조설비에서 공정을 진행하기위해 웨이퍼를 이송하는 이송로봇의 이송암이 오동작에 의해 챔버에 충돌하지 않도록 제어하는 이송암 충돌방지장치에 관한 것이다.
근년에, IC패턴의 미세화에 따라 프로세스의 고정밀도화, 복잡화, 웨이퍼의 대구경화 등 다양성이 요구되고 있다. 이와 같은 배경에 있어서, 복합프로세스의 증가나, 매엽식화(枚葉式化)에 수반되는 스루풋의 향상이라는 관점에서 멀티챔버 프로세스장치가 주목되고 있다.
이렇게 매엽방식의 멀티 프로세스 챔버장치는 일본국 특허공개번호 소 61-55926호에 개시되어 있으며, 매엽처리하는 복수의 진공챔버와, 웨이퍼 반송용 진공챔버로 이루어지며, 게이트 밸브를 통하여 진공실과 반송 진공실이 접속된 멀티챔버 프로세스 장치가 개시되어 있다.
또 다른 종래의 멀티챔버 프로세스장치가 도 1에 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 트랜스퍼모듈(1)의 측벽을 따라 다수의 프로세스모듈들(3a),(3b),(3c),(3d),(3e)이 설치되고, 카세트모듈(5)이 트랜스퍼모듈(1)과 2개의 로드록모듈(7),(8) 사이에 설치되어 있다. 트랜스퍼모듈(1)에 로봇암(1a)이 설치되고, 로드록모듈(7),(8)에는 카세트엘리베이터들(7a),(8a)이 각각 설치되고, 카세트모듈(5)에는 2개의 웨이퍼지지대(5a),(5b)와 로봇암(5c) 그리고 플랫존 얼라이너 (5d)가 설치되어 있다. 각 모듈 사이의 연결부에는 도아(도시안됨)가 설치되어 있다.
이와 같이 구성되는 반도체 제조설비의 웨이퍼 이송방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 작업자가 로드록모듈(7)의 웨이퍼 출입용 도아(도시안됨)를 개방하고 나서 웨이퍼들(도시안됨)이 탑재된 웨이퍼카세트(도시안됨)를 로드록모듈(7)의 카세트 엘리베이터(7a)에 로딩하고 로드록모듈(7)의 웨이퍼 출입용 도아(도시안됨)를 폐쇄한다. 또한, 작업자가 로드록모듈(8)의 웨이퍼 출입용 도아를 개방하고 나서 웨이퍼가 탑재되지 않은 웨이퍼카세트를 로드록모듈(8)의 카세트엘리베이터(8a)에 로딩하고 로드록모듈(8)의 웨이퍼 출입용 도아(도시안됨)를 폐쇄한다.
이어서, 로드록모듈(7),(8)의 내부가 진공펌프의 작동개시에 따라 진공상태로 된다. 이러한 상태에서 카세트모듈(5)의 로봇암(5c)이 카세트엘리베이터(7a)의 웨이퍼들(도시안됨)중 한 장을 카세트모듈(5)의 플랫존 얼라이너(5d)로 이송하고 나서 웨이퍼의 플랫존이 정합(alignment)되고 나면, 로봇암(5c)이 상기 정합된 웨이퍼를 웨이퍼지지대(5a)에 올려놓는다. 이어서, 트랜스퍼모듈(1)의 로봇암(1a)이 웨이퍼지지대(5a)의 웨이퍼를 프로세스모듈들(3a-3e)중의 하나인 히팅모듈에 투입하고 나면, 상기 웨이퍼가 프리히팅(pre-heating)되어 웨이퍼의 습기가 제거된다. 그런 다음, 로봇암(1a)이 상기 프리히팅된 웨이퍼를 프로세스모듈들(3a-3e)중의 하나인 증착모듈에 투입하고 나면, 원하는 금속층이 상기 웨이퍼에 소정의 두께로 증착된다.
이후, 로봇암(1a)이 상기 증착완료된 웨이퍼를 프로세스모듈들(3a-3e)중의 하나인 냉각모듈에 투입하고 나면, 상기 웨이퍼가 상온까지 급냉된다. 이는 고온 상태에 있는, 증착완료된 직후의 웨이퍼가 진공중에서 냉각되지 않는데 이러한 상태로 플라스틱 재질의 웨이퍼카세트로 이송되는 경우, 상기 웨이퍼카세트가 녹아 스퍼터링장치의 오염을 방지할 수 없기 때문이다.
계속하여, 로봇암(1a)이 냉각된 웨이퍼를 냉각모듈로부터 카세트모듈(5)의 웨이퍼지지대(5b)에 올려놓으면, 로봇암(5c)이 웨이퍼지지대(5b)의 웨이퍼를 로드록모듈(8)의 카세트엘리베이터(8a)에 로딩한다.
이와 같은 과정을 거쳐 카세트엘리베이터(7a)의 웨이퍼카세트의 웨이퍼들 모두가 순차적으로 스퍼터링되어 로드록모듈(8)의 카세트엘리베이터(8a)의 웨이퍼카세트로 이송된다.
카세트엘리베이터(8a)의 웨이퍼카세트에 웨이퍼들이 전부 로딩되고나면, 담당작업자는 로드록모듈(8)의 출입용 도아를 개방하고 웨이퍼들이 로딩된 웨이퍼카세트를 언로딩한다.
도 2는 도 1의 로봇암을 구동하기 위한 이송로봇의 개략적인 사시도이다.
소정 높이의 카세트 지지대(10)에 카세트(C)가 안착 고정된 상태에서 상기 카세트(C)에 적재되어 있는 웨이퍼(W)를 파지하기 위한 로봇암(30)과, 상기 로봇암(30)의 저면에 설치되어 상기 로봇암(30)이 카세트(C)의 위치까지 전진하였다가 카세트(C)에 적재된 웨이퍼(W)를 파지한 후 후진할 수 있도록 로봇암(30)을 전후 왕복 이동시키는 이동수단과, 이 이동수단의 저면에 설치되어 웨이퍼(W)를 파지한 로 봇암(30)이 웨이퍼척(20) 방향으로 회전할 수 있도록 이동수단을 회전시키는 회전수단과, 이 회전수단의 저면에 설치되어 상기 로봇암(30)이 파지한 웨이퍼(W)를 웨이퍼척(20)에 안착시킬 수 있도록 상기 회전수단을 상승 하강시키는 승강수단으로 구성된다.
상기 로봇암(30)의 상면에는 카세트(C)의 슬롯에 적재된 다수개의 웨이퍼(W) 사이에 삽입되어 목표한 웨이퍼(W)가 상면에 안착된 상태에서 웨이퍼(W)를 흡착 고정하도록 진공홀(31)이 다수개 형성된다.
상기 이동수단은 이동모터(미도시)와, 이 이동모터의 구동력에 의해 시계 또는 반시계 방향으로 회전하는 구동풀리(41)와, 이 구동풀리(41)에 소정 거리를 두고 설치되어 구동풀리(41)의 구동에 따라 연동 회전하는 연동풀리(42)와, 상기 각각의 풀리(41)(42)에 결합되어 상기 로봇암(30)을 얹고 로봇암(30)을 전후로 왕복 이동시키는 이송벨트(43)로 구성된다.
상기 회전수단은 상기 이동수단의 저면에 결합 설치되어 상기 로봇암(30)의 상면에 안착된 웨이퍼(W)를 웨이퍼척(20)에 안착시키기 위해 로봇암(30)을 회전시키는 회전축(미도시)과, 이 회전축에 회전력을 인가하는 회전모터(51)로 구성된다.
상기 승강수단은 상기 회전수단의 저면에 결합되는 승강축(61)과, 이 승강축(61)의 내측에 맞물려 회전하는 리드스크류(62)와, 이 리드스크류(62)에 회전력을 인가하여 상기 승강축(61)이 소정량씩 상승 하강하도록 하는 스텝모터(63)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼 이송로봇의 작용을 설명 하면 다음과 같다.
우선, 웨이퍼(W)를 카세트(C)에서 웨이퍼척(20)으로 로딩시에는 다수개의 웨이퍼(W)가 담긴 카세트(C)를 소정 높이의 카세트 지지대(10) 상면에 안착 고정시킨 상태에서 로봇암(30)이 이동수단에 의해 카세트(C) 방향으로 설정치만큼 전진하여 카세트(C)의 최하위 슬롯에 적재되어 있는 웨이퍼(W)를 꺼낸 후 다시 후진한다.
계속해서 이동수단에 의해 로봇암(30)이 소정의 공정을 진행하기 위한 웨이퍼척(20)에 대응되도록 후진하면 회전수단이 로봇암(30)을 얹고 있는 이동수단을 웨이퍼척(20)이 있는 방향으로 설정 각도만큼 회전시키고, 이동수단에 의해 로봇암(30)은 카세트(C)에서 인출해 온 웨이퍼(W)가 웨이퍼척(20)의 상면에 대응되도록 웨이퍼척(20) 방향으로 전진하며, 승강수단에 의해 로봇암(20)을 소정 높이 하강시켜 웨이퍼척(20)에 웨이퍼(W)를 안착시킨다.
한편, 소정의 공정이 완료되면 상술한 바와 같은 웨이퍼의 로딩 동작과 역순으로 웨이퍼척(20)에서 카세트(C)로 언로딩하게 된다.
상기와 같이 웨이퍼를 이송하는 이송로봇의 로봇암은 2개의 모터(51, 63)를 사용한다. 이 로봇암(30)은 한 개의 모터파워가 드롭될 경우에 나머지 하나의 모터만으로 구동한다. 이로인해 로봇암(30)이 하나의 모터만으로 구동할 경우 로봇암(30)이 챔버 내부와 충돌하게 되어 벨트(43)가 끊어지는 경우가 발생할 수 있으며, 또한 로봇암(30) 위에 웨이퍼가 놓여 있을 경우 웨이퍼의 브로큰이 발생하는 문제가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 반도체 제조설비에서 웨이퍼를 이송시키는 이송로봇의 이송암의 회전이나 전후로 왕복이동시키는 2개의 모터를 중에 하나의 모터 파워가 드롭될 때 인터록을 발생하여 로봇암의 충돌을 방지하는 반도체 제조설비의 이송암 충돌방지장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조설비의 이송암 충돌방지장치는, 이송로봇을 회전시키기 위한 회전모터와 상기 이송로봇을 승하강시키기 위한 스텝모터로 공급되는 전압을 각각 검출하는 모터구동전압 검출부와, 상기 모터구동전압 검출부로부터 검출된 전압을 받아 미리 설정된 전압과 비교하여 모터파워의 드롭상태로 판단될 시 인터록신호를 발생하는 콘트롤러를 포함함을 특징으로 한다.
상기 모터구동전압 검출부는 2개로 이루어지는 것이 바람직하다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇암을 구동하기 위한 이송로봇의 개략적인 사시도이다.
소정 높이의 카세트 지지대(10)에 카세트(C)가 안착 고정된 상태에서 상기 카세트(C)에 적재되어 있는 웨이퍼(W)를 파지하기 위한 로봇암(30)과, 상기 로봇암(30)의 저면에 설치되어 상기 로봇암(30)이 카세트(C)의 위치까지 전진하였다가 카세트(C)에 적재된 웨이퍼(W)를 파지한 후 후진할 수 있도록 로봇암(30)을 전후 왕복 이동시키는 이동수단과, 이 이동수단의 저면에 설치되어 웨이퍼(W)를 파지한 로봇암(30)이 웨이퍼척(20) 방향으로 회전할 수 있도록 이동수단을 회전시키는 회전수단과, 이 회전수단의 저면에 설치되어 상기 로봇암(30)이 파지한 웨이퍼(W)를 웨이퍼척(20)에 안착시킬 수 있도록 상기 회전수단을 상승 하강시키는 승강수단과, 상기 이동수단과 회전수단 및 승강수단으로 인가되는 모터구동전압을 검출하여 설정된 전압이하로 드롭될 경우 인터록을 발생하여 모든 모터의 구동을 정지시키는 콘트롤러(64)로 구성된다.
상기 로봇암(30)의 상면에는 카세트(C)의 슬롯에 적재된 다수개의 웨이퍼(W) 사이에 삽입되어 목표한 웨이퍼(W)가 상면에 안착된 상태에서 웨이퍼(W)를 흡착 고정하도록 진공홀(31)이 다수개 형성된다.
상기 이동수단은 이동모터(미도시)와, 이 이동모터의 구동력에 의해 시계 또는 반시계 방향으로 회전하는 구동풀리(41)와, 이 구동풀리(41)에 소정 거리를 두고 설치되어 구동풀리(41)의 구동에 따라 연동 회전하는 연동풀리(42)와, 상기 각각의 풀리(41)(42)에 결합되어 상기 로봇암(30)을 얹고 로봇암(30)을 전후로 왕복 이동시키는 이송벨트(43)로 구성된다.
상기 회전수단은 상기 이동수단의 저면에 결합 설치되어 상기 로봇암(30)의 상면에 안착된 웨이퍼(W)를 웨이퍼척(20)에 안착시키기 위해 로봇암(30)을 회전시 키는 회전축(미도시)과, 이 회전축에 회전력을 인가하는 회전모터(51)로 구성된다.
상기 승강수단은 상기 회전수단의 저면에 결합되는 승강축(61)과, 이 승강축(61)의 내측에 맞물려 회전하는 리드스크류(62)와, 이 리드스크류(62)에 회전력을 인가하여 상기 승강축(61)이 소정량씩 상승 하강하도록 하는 스텝모터(63)로 구성된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이송로봇을 구동하기 위한 모터구동장치의 개략적인 구성도이다.
이송로봇을 회전시키기 위한 회전모터(51)와 상기 이송로봇을 승하강시키기 위한 이동모터(65)와, 상기 회전모터(51)로 공급되는 모터구동전압을 검출하는 제1 모터구동전압 검출부(66)와, 상기 이동모터(65)로 공급되는 모터구동전압을 검출하는 제2 모터구동전압 검출부(68)와, 상기 제1 및 제2 모터구동전압 검출부(66, 68)로부터 검출된 모터구동전압을 입력받아 미리 설정된 전압과 비교하여 미리 설정된 전압이하로 검출되면 모터파워가 드롭된 것으로 판단하여 인터록신호를 발생하는 콘트롤러(64)로 구성되어 있다.
상술한 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예의 동작을 상세히 설명한다.
우선, 웨이퍼(W)를 카세트(C)에서 웨이퍼척(20)으로 로딩시에는 다수개의 웨이퍼(W)가 담긴 카세트(C)를 소정 높이의 카세트 지지대(10) 상면에 안착 고정시킨 상태에서 로봇암(30)이 이동수단에 의해 카세트(C) 방향으로 설정치만큼 전진하여 카세트(C)의 최하위 슬롯에 적재되어 있는 웨이퍼(W)를 꺼낸 후 다시 후진한다.
계속해서 이동수단에 의해 로봇암(30)이 소정의 공정을 진행하기 위한 웨이퍼척(20)에 대응되도록 후진하면 회전수단이 로봇암(30)을 얹고 있는 이동수단을 웨이퍼척(20)이 있는 방향으로 설정 각도만큼 회전시키고, 이동수단에 의해 로봇암(30)은 카세트(C)에서 인출해 온 웨이퍼(W)가 웨이퍼척(20)의 상면에 대응되도록 웨이퍼척(20) 방향으로 전진하며, 승강수단에 의해 로봇암(20)을 소정 높이 하강시켜 웨이퍼척(20)에 웨이퍼(W)를 안착시킨다.
한편, 소정의 공정이 완료되면 상술한 바와 같은 웨이퍼의 로딩 동작과 역순으로 웨이퍼척(20)에서 카세트(C)로 언로딩하게 된다.
상기와 같이 이송로봇의 로봇암(30)에 의해 웨이퍼를 이송하여 공정을 진행할 때 제1 모터구동전압 검출부(66)는 회전모터(51)로 공급되는 모터구동전압을 검출하고, 제2 모터구동전압 검출부(68)는 이동모터(65)로 공급되는 모터구동전압을 검출한다. 이때 콘트롤러(64)는 제1 및 제2 모터구동전압 검출부(66, 68)로부터 검출된 모터구동전압을 입력받아 미리 설정된 전압과 비교하여 미리 설정된 전압이하로 검출되면 모터파워가 드롭된 것으로 판단하여 인터록신호를 발생한다. 상기 콘트롤러(64)로부터 인터록신호가 발생되면 회전모터(51)와 이동모터(65)의 구동을 정지시켜 로봇암(30)이 챔버 내부에서 충돌이 발생되지 않도록 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 반도체 제조용 설비에서 이송로봇의 이송암을 구동하는 모터로 공급되는 전압을 검출하여 모터파워의 드롭이 발생될 경우 인터록 신호를 발생하여 모터파워를 모두 드롭시키므로 로봇암의 충돌로 인한 로스를 줄여 생산성을 향상시킬 수 있고, 또한 웨이퍼 브로큰을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

  1. 반도체 제조설비의 이송암 충돌방지장치에 있어서,
    이송로봇을 회전시키기 위한 회전모터와 상기 이송로봇을 전후로 왕복이송시키기 위한 이동모터로 공급되는 전압을 각각 검출하는 모터구동전압 검출부와,
    상기 모터구동전압 검출부로부터 검출된 전압을 받아 미리 설정된 전압과 비교하여 모터파워의 드롭상태로 판단될 시 인터록신호를 발생하는 콘트롤러를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 이송암 충돌방지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모터구동전압 검출부는 2개로 이루어짐을 특징으로 반도체 제조설비의 이송암 충돌방지장치.
KR1020050027898A 2005-04-04 2005-04-04 반도체 제조설비의 이송암 충돌방지장치 KR20060105268A (ko)

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