KR20070033653A - Wafer transfer robot and wafer transfer method in semiconductor manufacturing facilities - Google Patents

Wafer transfer robot and wafer transfer method in semiconductor manufacturing facilities Download PDF

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KR20070033653A KR1020050088066A KR20050088066A KR20070033653A KR 20070033653 A KR20070033653 A KR 20070033653A KR 1020050088066 A KR1020050088066 A KR 1020050088066A KR 20050088066 A KR20050088066 A KR 20050088066A KR 20070033653 A KR20070033653 A KR 20070033653A
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Abstract

본 발명은 반도체 소자를 제조하기 위해 웨이퍼를 이송할 때 웨이퍼 맵핑과 웨이퍼 픽업을 위한 로봇의 위치조절(TEACHING)을 동시에 수행하는 웨이퍼 이송용 로봇 및 웨이퍼 이송방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wafer transfer robot and a wafer transfer method for simultaneously performing wafer mapping and TEACHING of a robot for wafer pickup when transferring a wafer to manufacture a semiconductor device.

반도체 소자를 제조하기 위해 웨이퍼를 이송할 때 웨이퍼 맵핑과 웨이퍼 픽업을 위한 로봇의 위치조절(TEACHING)을 동시에 수행하기 위한 본 발명에 적용되는 반도체 제조설비의 로봇은, 전체 로봇 암 설비측에 연결되어 있는 로봇 암 본체부와, 상기 로봇 암 본체부에 일체형으로 형성되는 로봇 포크부와, 웨이퍼 슬롯정보 및 로봇암의 티칭위치를 감지하는 매핑센서를 포함한다.The robot of the semiconductor manufacturing equipment applied to the present invention for simultaneously performing wafer mapping and TEACHING of the robot for wafer pickup when transferring wafers to manufacture a semiconductor device is connected to the entire robot arm equipment side. And a robot arm main body unit, a robot fork unit formed integrally with the robot arm body unit, and a mapping sensor for sensing wafer slot information and a teaching position of the robot arm.

반도체 제조설비에서 웨이퍼를 이송하는 로봇 암을 이용하여 카세트에 적재된 웨이퍼를 매핑 시 로봇 암의 웨이퍼 픽업위치를 함께 인식하여 별도의 웨이퍼 픽업을 위한 티칭을 하지 않게 되므로, 웨이퍼 픽업 시 픽업위치의 틀어짐으로 인해 웨이퍼 브로큰이나 웨이퍼 픽업 에러를 방지한다.When mapping wafers loaded in a cassette by using a robot arm that transports wafers in a semiconductor manufacturing facility, the pickup position of the robot arm is recognized together so that teaching for separate wafer pickup is not performed. This prevents wafer broken or wafer pick-up errors.

웨이퍼, 카세트, 로봇 암, 티칭, 웨이퍼 픽업, 매핑 Wafer, Cassette, Robot Arm, Teaching, Wafer Pickup, Mapping

Description

반도체 제조설비의 웨이퍼 이송용 로봇 및 웨이퍼 이송방법{method and robot for transfering wafer of semiconductor device manufacturing equipment}Robot and transfer method for wafer transfer in semiconductor manufacturing facilities

도 1은 종래의 웨이퍼를 이송하기 위한 처리흐름도1 is a process flow diagram for transferring a conventional wafer

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 카세트에 적재된 웨이퍼를 프로세스 챔버 내부로의 웨이퍼 이송하는 반도체 제조설비의 구성도2 is a block diagram of a semiconductor manufacturing facility for transferring a wafer loaded in a cassette into a process chamber according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에 도시되어 있는 로봇 암(16)의 상세구조도3 is a detailed structural diagram of the robot arm 16 shown in FIG.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캐리어에 수납되어 있는 웨이퍼를 후속의 공정처리 유니트로 이송하는 흐름도4 is a flowchart for transferring a wafer accommodated in a carrier to a subsequent processing unit according to an embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10: 카세트 탑재부 12: 카세트10: cassette mounting part 12: cassette

14: 슬롯 16: 로봇 암14: Slot 16: Robot Arm

18: 매핑센서 20: 프로세스 챔버18: mapping sensor 20: process chamber

본 발명은 반도체 소자 제조설비에 관한 것으로서, 특히 반도체 소자를 제조하기 위해 웨이퍼를 이송할 때 웨이퍼 맵핑과 웨이퍼 픽업을 위한 로봇의 위치조절(TEACHING)을 동시에 수행하는 웨이퍼 이송용 로봇 및 웨이퍼 이송방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device manufacturing facility, and more particularly, to a wafer transfer robot and a wafer transfer method that simultaneously perform wafer mapping and positioning of a robot for wafer pickup when transferring a wafer to manufacture a semiconductor device. It is about.

최근 정보 통신 분야의 급속한 발달과 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 대중화에 따라 반도체 소자도 비약적으로 발전하고 있으며, 이로 인해 그 기능적인 면에 있어서도 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구되고 있다. 또한, 반도체 소자의 고집적화 및 대용량화 추세로 인해 반도체 소자의 집적도가 점차 증가되어 메모리셀을 구성하는 각각의 단위소자 사이즈가 축소됨에 따라 제한된 면적내에 다층구조를 형성하는 고집적화기술 또한 눈부신 발전을 거듭하고 있다.Recently, with the rapid development of the information and communication field and the popularization of information media such as computers, the semiconductor devices are also rapidly developing. Therefore, it is required to operate at high speed and have a large capacity in terms of its functional aspects. . In addition, due to the trend toward higher integration and higher capacity of semiconductor devices, as the integration of semiconductor devices is gradually increased and the size of each unit device constituting the memory cell is reduced, high integration technology for forming a multi-layer structure in a limited area is also developing remarkably. .

이러한 고집적화기술을 이용한 반도체 소자를 제조하는 공정 중에 반도체 웨이퍼를 이송하는 이송장치로는 통상적으로 캐리어에 수납되어 있는 다수의 반도체 웨이퍼를 낱개로 후속의 공정처리 유니트 또는 대기 유니트로 이송시키는 로봇 아암이 사용된다. As a transfer device for transferring semiconductor wafers during a semiconductor device manufacturing process using such a high integration technology, a robot arm for transferring a plurality of semiconductor wafers stored in a carrier to a subsequent processing unit or standby unit is used. do.

상기 캐리어에 수납되어 있는 다수의 반도체 웨이퍼를 후속의 공정처리 유니트로 이송하는 동작을 도 1의 흐름도를 참조하여 설명하면, 101단계에서 런진행을 하게 되면 102단계에서 매핑(Mapping)이 되었는가 검사하여 매핑이 되지 않았으면 103단계로 진행한다. 상기 103단계에서 로봇암의 높이를 조절하고 101단계로 진행한다. 그런 후 상기 102단계에서 매핑이 완료되면 104단계로 진행하여 픽업이 되었 는가 검사하여 픽업이 되지 않았으면 다시 103단계로 진행하여 로봇암의 높이를 조절한다. 그리고 104단계에서 픽업이 완료되었으면 105단계로 진행하여 웨이퍼가 정상적으로 로봇암에 안착되었는지 측정한다. The operation of transferring the plurality of semiconductor wafers stored in the carrier to a subsequent process processing unit will be described with reference to the flowchart of FIG. 1. If the run proceeds in step 101, it is checked whether mapping is performed in step 102. If not, proceed to step 103. In step 103, the height of the robot arm is adjusted. Then, when mapping is completed in step 102, the process proceeds to step 104 to check whether the pickup is performed. If not, the process proceeds to step 103 to adjust the height of the robot arm. If the pickup is completed in step 104, the process proceeds to step 105 to determine whether the wafer is normally seated on the robot arm.

상기와 같이 종래에는 공정처리 유니트 또는 대기 유니트별로 로봇 아암에 의해 반도체 웨이퍼가 이송되어 로딩되는 포지션을 엔지니어가 상기 로봇 아암을 수동으로 조작하여 그 반도체 웨이퍼의 로딩 포지션 값(teaching data)을 설정하였다. 따라서, 엔지니어의 숙련도와 보는 시각에 따라 그 포지션 값이 틀려지게 된다. As described above, the engineer manually manipulates the robot arm to set the loading position value (teaching data) of the semiconductor wafer in the position where the semiconductor wafer is transferred and loaded by the robot arm for each processing unit or standby unit. Therefore, the position value is different according to the skill of the engineer and the viewing time.

반도체 웨이퍼를 유니트로 로딩시키기 위한 이송장치의 포지션 값을 엔지니어의 판단에 의해 수동으로 설정하므로서, 다음과 같은 문제점들이 지적되어 왔다. By manually setting the position value of the transfer device for loading the semiconductor wafer into the unit, the following problems have been pointed out.

즉, 로봇 아암은 부정확한 포지션 값에 의해서 반도체 웨이퍼를 유니트의 로딩 영역으로 정확한 정렬이 어려울 뿐만 아니라, 로봇 아암과 로딩 영역간의 작은 오차로 인한 불합리한 포인트가 계속적으로 발생하게 된다. 그리고, 이러한 로봇 아암의 로딩 결함은 반도체 웨이퍼의 이송/로딩과정에서의 균열이나 파손의 원인이 되기도 한다. 특히, 반도체 웨이퍼가 공정처리 유니트내에 불안정하게 로딩될 경우, 깨짐(broken), 드롭(drop), 균일도 불량, PR 버닝(burnning) 등의 반도체 공정 불량을 발생시키는 원인으로 작용하였다. 결과적으로, 엔지니어의 판단에 의해 수동으로 로봇 아암의 포지션 값을 세팅하므로서, 반도체 소자의 수율에 막대한 악영향을 주는 문제점이 있었다. In other words, the robot arm is difficult to precisely align the semiconductor wafer into the loading area of the unit due to an incorrect position value, and unreasonable points are continuously generated due to a small error between the robot arm and the loading area. In addition, such a loading defect of the robot arm may cause cracking or damage during the transfer / loading process of the semiconductor wafer. In particular, when the semiconductor wafer is unstablely loaded into the processing unit, it has a cause of semiconductor process defects such as broken, drop, poor uniformity, PR burning, and the like. As a result, by manually setting the position value of the robot arm at the discretion of the engineer, there was a problem of enormous adverse effect on the yield of the semiconductor element.

상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 반도체 소자를 제조하기 위해 웨이퍼를 이송할 때 웨이퍼 맵핑과 웨이퍼 픽업을 위한 로봇의 위치조절(TECHING)을 동시에 수행하는 반도체 제조설비의 웨이퍼 이송용 로봇 및 웨이퍼 이송방법을 제공함에 있다.An object of the present invention for solving the conventional problems as described above, the wafer of the semiconductor manufacturing equipment that performs the wafer mapping and the positioning of the robot for the wafer pickup at the same time when transferring the wafer to manufacture the semiconductor device To provide a transfer robot and a wafer transfer method.

본 발명의 다른 목적은, 카세트에 적재된 웨이퍼를 매핑 시 로봇 암의 웨이퍼 픽업위치를 함께 인식하여 별도의 웨이퍼 픽업을 위한 티칭을 하지 않는 반도체 제조설비의 웨이퍼 이송용 로봇 및 웨이퍼 이송방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a wafer transfer robot and a wafer transfer method of a semiconductor manufacturing facility that does not teach teaching for a separate wafer pickup by recognizing a wafer pickup position of a robot arm when mapping wafers loaded in a cassette. have.

본 발명의 또 다른 목적은, 웨이퍼 픽업 시 픽업위치의 틀어짐으로 인해 웨이퍼 브로큰이나 웨이퍼 픽업 에러를 방지하는 반도체 제조설비의 웨이퍼 이송용 로봇 및 웨이퍼 이송방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a wafer transfer robot and a wafer transfer method of a semiconductor manufacturing facility which prevents wafer broken or wafer pickup errors due to a misalignment of the pickup position during wafer pickup.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조설비의 로봇은, 전체 로봇 암 설비측에 연결되어 있는 로봇 암 본체부와, 상기 로봇 암 본체부에 일체형으로 형성되는 로봇 포크부와, 웨이퍼 슬롯정보 및 로봇암의 티칭위치를 감지하는 매핑센서를 포함함을 특징으로 한다.The robot of the semiconductor manufacturing equipment of the present invention for achieving the above object is a robot arm body portion connected to the entire robot arm equipment side, a robot fork portion formed integrally with the robot arm body portion, wafer slot information and And a mapping sensor for detecting a teaching position of the robot arm.

상기 매핑센서는 상기 로봇 암 본체부의 상부에 설치하는 것이 바람직하다.The mapping sensor is preferably installed on the upper portion of the robot arm body.

상기 목적을 달성하기 위한 반도체 제조설비의 로봇에 의한 웨이퍼 이송방법은, 런 진행 시 하나의 매핑센서에 의해 웨이퍼 슬롯정보를 인식하기 위해 매핑을 할 때 로봇의 티칭위치를 동시에 감지하는 단계와, 상기 매핑센서에 의해 매핑이 완료될 시 상기 로봇이 카세트의 해당 슬롯에 적재된 웨이퍼를 픽업하는 단계를 포 함함을 특징으로 한다.The wafer transfer method by the robot of the semiconductor manufacturing equipment to achieve the above object, at the same time to detect the teaching position of the robot at the time of mapping to recognize the wafer slot information by one mapping sensor during the run, and And when the mapping is completed by the mapping sensor, the robot picks up the wafer loaded in the corresponding slot of the cassette.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 카테고리를 벗어나지 않는 범위내에서 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be embodied in various other forms without departing from the scope of the present invention, and only the embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete and common knowledge It is provided to fully inform the person of the scope of the invention.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 카세트에 적재된 웨이퍼를 프로세스 챔버 내부로의 웨이퍼 이송하는 반도체 제조설비의 구성도이다.2 is a block diagram of a semiconductor manufacturing apparatus for transferring a wafer loaded in a cassette into a process chamber according to an embodiment of the present invention.

카세트 탑재부(10)에는 소정의 단위 공정이 완료된 다수매의 웨이퍼(W)가 적재되어 있는 카세트(12)가 로딩된다. 상기 카세트 탑재부(10)로 카세트(12)를 로딩하는 것은 엔지니어에 의해 수작업으로 이루어지며, 상기 카세트 탑재부(10)는 공정 진행의 속도를 증가시키기 위해, 비록 도면상으로 도시되지는 않았지만 통상적으로 2개 이상의 카세트를 로딩할 수 있도록 구성된다. 그리고, 상기 카세트 탑재부(10)에 상기 카세트(12)가 로딩되어 서로 접촉되는 부위에는 스위치가 구비되어 있어서, 상기 카세트 탑재부(10)와 상기 카세트(12)가 접촉하는 압력에 따라 카세트 탑재부(10)에 카세트(12)가 로딩되어 있는지의 여부를 알 수 있도록 구성되어 있다.The cassette mounting unit 10 is loaded with a cassette 12 on which a plurality of wafers W, on which a predetermined unit process is completed, are loaded. Loading the cassette 12 into the cassette mounting portion 10 is done manually by an engineer, and the cassette mounting portion 10 is typically 2, although not shown in the drawings, to increase the speed of process progress. It is configured to be able to load more than one cassette. The cassette mounting unit 10 is provided with a switch at a portion where the cassette 12 is loaded and in contact with each other, and the cassette mounting unit 10 according to the pressure in which the cassette mounting unit 10 and the cassette 12 contact each other. Is configured to know whether or not the cassette 12 is loaded.

그리고, 로봇 암(16)은 상기 카세트(12)내에 적재되어 있는 웨이퍼(W)를 증 착 또는 이온주입등의 단위 공정 진행을 위하여 프로세스 챔버(20) 내부의 정전척(22) 상부로 이송한다. 이때, 상기 로봇 암(16)은 웨이퍼의 이면을 흡착한 상태로 이송하게 된다.In addition, the robot arm 16 transfers the wafer W loaded in the cassette 12 to the upper portion of the electrostatic chuck 22 inside the process chamber 20 for a unit process such as deposition or ion implantation. . At this time, the robot arm 16 is transported in a state where the back surface of the wafer is adsorbed.

그리고, 웨이퍼 매핑 센서(18)는 상기 카세트(12)내에 적재되어 있는 웨이퍼(W)의 개수 및 상기 카세트내에 웨이퍼가 적재되어 있는 각 슬롯(14)의 번호를 확인한다. 상기 웨이퍼 매핑 센서(18)는 로봇 암(16) 중에서 웨이퍼와 접촉되지 않는 소정 부위에 부착되는 형태로 구비되는 것이 바람직하다. 상기 웨이퍼 매핑센서(18)는 웨이퍼 슬롯인식정보 및 로봇암의 티칭위치를 동시에 감지한다.The wafer mapping sensor 18 checks the number of wafers W loaded in the cassette 12 and the number of each slot 14 in which the wafers are loaded in the cassette. The wafer mapping sensor 18 may be attached to a predetermined portion of the robot arm 16 that is not in contact with the wafer. The wafer mapping sensor 18 simultaneously detects the wafer slot recognition information and the teaching position of the robot arm.

그리고, 상기 프로세스 챔버(20) 내부에서 단위 공정이 완료되면, 역순으로 로봇 암(16)에 의해 웨이퍼는 다시 카세트(12) 측으로 이송된다. When the unit process is completed in the process chamber 20, the wafer is transferred back to the cassette 12 by the robot arm 16 in the reverse order.

도 3은 도 2에 도시되어 있는 로봇 암(16)의 상세구조도이다.3 is a detailed structural diagram of the robot arm 16 shown in FIG.

로봇 암(16)은 전체 로봇 암 설비측에 연결되어 있는 로봇 암 본체부(30)와, 상기 로봇 암 본체부(30)에 일체형으로 형성되는 로봇 포크부(32)로 구성된다. 상기 로봇 암 본체부(30)의 상부에는 매핑센서(18)가 설치되어 있다.The robot arm 16 is comprised from the robot arm main body 30 connected to the whole robot arm installation side, and the robot fork part 32 integrally formed in the said robot arm main body 30. As shown in FIG. The mapping sensor 18 is installed above the robot arm main body 30.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캐리어에 수납되어 있는 웨이퍼를 후속의 공정처리 유니트로 이송하는 흐름도이다.4 is a flowchart of transferring a wafer accommodated in a carrier to a subsequent processing unit according to an embodiment of the present invention.

상술한 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예의 동작을 상세히 설명한다. 2 to 4 will be described in detail the operation of the preferred embodiment of the present invention.

201단계에서 런진행을 하게 되면 202단계에서 매핑(Mapping)이 되었는가 검사하여 매핑이 되지 않았으면 203단계로 진행한다. 상기 203단계에서 로봇암의 높 이를 조절하고 201단계로 진행한다. 그런 후 상기 202단계에서 매핑이 완료되면 204단계로 진행하여 로봇암(16)을 구동시켜 웨이퍼를 픽업을 한다. 그런 후 픽업이 완료되면 205단계로 진행하여 웨이퍼가 정상적으로 로봇암(16)에 안착되었는지 측정한다. If the run proceeds in step 201, it checks whether mapping is performed in step 202, and if not, proceeds to step 203. In step 203, the height of the robot arm is adjusted, and the process proceeds to step 201. After the mapping is completed in step 202, the process proceeds to step 204 to drive the robot arm 16 to pick up the wafer. After the pickup is completed, the process proceeds to step 205 to determine whether the wafer is normally seated on the robot arm 16.

본 발명에서는 로봇암(16)의 로봇암 본체(30)에 설치되어 있는 매핑센서(18)에 의해 해당 슬롯에 웨이퍼가 존재한다고 인식을 할 때 별도로 픽업하기 위해 이송로봇(16)의 높이를 조정하지 않고 매핑이 감지된 위치에서 이송로봇(16)이 바로 카세트(12)에 적재되어 있는 해당슬롯의 웨이퍼를 픽업하게 된다. In the present invention, the height of the transfer robot 16 is adjusted to pick up separately when the mapping sensor 18 installed in the robot arm main body 30 of the robot arm 16 recognizes that a wafer exists in the slot. Instead, the transfer robot 16 picks up the wafer of the corresponding slot loaded in the cassette 12 at the position where the mapping is detected.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 반도체 제조설비에서 웨이퍼를 이송하는 로봇 암을 이용하여 카세트에 적재된 웨이퍼를 매핑 시 로봇 암의 웨이퍼 픽업위치를 함께 인식하여 별도의 웨이퍼 픽업을 위한 티칭을 하지 않게 되므로, 웨이퍼 픽업 시 픽업위치의 틀어짐으로 인해 웨이퍼 브로큰이나 웨이퍼 픽업 에러를 방지할 수 있는 이점이 있다.As described above, according to the present invention, when mapping a wafer loaded in a cassette using a robot arm for transporting wafers in a semiconductor manufacturing facility, the wafer pickup position of the robot arm is recognized together so as not to teach for separate wafer pickup. Therefore, there is an advantage of preventing wafer broken or wafer pick-up errors due to the misalignment of the pick-up position during wafer pick-up.

Claims (3)

반도체 제조설비의 로봇에 있어서,In the robot of the semiconductor manufacturing equipment, 전체 로봇 암 설비측에 연결되어 있는 로봇 암 본체부와, A robot arm main body connected to the entire robot arm installation side, 상기 로봇 암 본체부에 일체형으로 형성되는 로봇 포크부와,A robot fork part formed integrally with the robot arm body part; 웨이퍼 슬롯정보 및 로봇암의 티칭위치를 감지하는 매핑센서를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 웨이퍼 이송용 로봇.And a mapping sensor for detecting wafer slot information and a teaching position of the robot arm. 제 1항에 있어서, 상기 매핑센서는 상기 로봇 암 본체부의 상부에 설치함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 웨이퍼 이송용 로봇.The robot of claim 1, wherein the mapping sensor is installed on an upper portion of the robot arm body. 반도체 제조설비의 로봇에 의한 웨이퍼 이송방법에 있어서,In the wafer transfer method by the robot of the semiconductor manufacturing equipment, 런 진행 시 하나의 매핑센서에 의해 웨이퍼 슬롯정보를 인식하기 위해 매핑을 할 때 로봇의 티칭위치를 동시에 감지하는 단계와,Detecting the teaching position of the robot at the same time when mapping to recognize the wafer slot information by one mapping sensor during the run, 상기 매핑센서에 의해 매핑이 완료될 시 상기 로봇이 카세트의 해당 슬롯에 적재된 웨이퍼를 픽업하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 웨이퍼 이송방법.And when the mapping is completed by the mapping sensor, the robot picking up the wafer loaded in the corresponding slot of the cassette.
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