KR20110063132A - Substrate treating apparatus including transfer robot with double arm - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 복수 개의 로봇암을 갖는 기판 이송 장치의 기판 이송 시, 기판을 감지하기 위한 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate processing apparatus for sensing a substrate during substrate transfer of a substrate transfer apparatus having a plurality of robot arms.
반도체 제조 공정은 기판 예를 들어, 웨이퍼 상에 증착, 식각, 이온주입, 노광, 현상, 그리고 세정 공정 등의 다양한 단위 공정들을 수행하여 반도체 소자를 제조한다. 이러한 기판 공정을 처리하는 기판 처리 장치는 일반적으로 적어도 하나의 로봇암(robot arm)을 구비하는 이송 로봇을 이용하여, 기판을 처리하는 공정 장치(예를 들어, 챔버 등)들 상호간에 기판을 이송한다.The semiconductor manufacturing process manufactures a semiconductor device by performing various unit processes such as deposition, etching, ion implantation, exposure, development, and cleaning on a substrate, for example, a wafer. A substrate processing apparatus for processing such a substrate process generally uses a transfer robot having at least one robot arm to transfer substrates between processing apparatuses (eg, chambers, etc.) processing the substrate. do.
이 때, 기판 처리 장치는 이송 중인 기판의 상태를 감지하여, 공정 장치에 정확하게 이송되는지를 판별하여야 한다. 이송 장치가 기판을 이송하는 도중에 기판이 정상적으로 이송되지 않으면, 기판이 이탈되어 파손되는 현상이 발생된다. 특히, 기판 공정을 처리하는 공정 챔버로 기판을 이송하는 도중에 기판이 설정된 위치를 벗어나면, 주변 설비와 충돌되어 손상되거나 공정 챔버로 잘못 공급되어 공정 수율이 저하된다. 이를 방지하기 위해, 기판 처리 장치에는 기판의 유무나 위치를 감지하는 센서들이 설치된다. 그러나 이러한 센서들은 상하로 배치되는 복수 개의 로봇암들을 구비하는 이송 로봇의 경우, 상하 위치 차이 및 기판 표면의 막질 차이로 난반사 문제가 발생되어, 기판 감지 오류가 빈번히 발생된다.At this time, the substrate processing apparatus must detect the state of the substrate being transferred to determine whether the substrate processing apparatus is correctly transferred to the processing apparatus. If the substrate is not normally transferred while the transfer apparatus transfers the substrate, the substrate is separated and broken. In particular, if the substrate is out of the set position during the transfer of the substrate to the process chamber for processing the substrate process, the collision with the peripheral equipment is damaged or incorrectly supplied to the process chamber, the process yield is lowered. In order to prevent this, the substrate processing apparatus is provided with sensors for detecting the presence or absence of the substrate. However, in the case of a transfer robot having a plurality of robot arms disposed up and down, such sensors have diffuse reflection problems due to differences in top and bottom positions and film quality on the surface of the substrate, thereby frequently causing substrate detection errors.
본 발명의 목적은 복수 개의 로봇암을 갖는 이송 로봇의 기판 이송 시, 기판을 감지하기 위한 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus for sensing a substrate during substrate transfer of a transfer robot having a plurality of robot arms.
본 발명의 다른 목적은 기판 감지 시 오동작을 방지하기 위한, 복수 개의 로봇암을 갖는 이송 로봇을 구비하는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus having a transfer robot having a plurality of robot arms for preventing a malfunction in sensing a substrate.
본 발명의 또 다른 목적은 제조 비용을 절감하고 생산성을 향상시키기 위한 복수 개의 로봇암을 갖는 이송 로봇을 구비하는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a substrate processing apparatus having a transfer robot having a plurality of robot arms for reducing manufacturing costs and improving productivity.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 기판 처리 장치는 복수 개의 로봇암들을 구비하는 이송 로봇의 기판 이송 경로 상에 기판을 감지하는 센서 모듈을 제공하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같은 기판 처리 장치는 복수 개의 센서 모듈들을 기판 이송 경로 상에 제공함으로써, 이송 로봇의 기판 이송 중에, 기판의 유무, 기판의 위치 및 충돌 여부를 감지할 수 있다.In order to achieve the above objects, the substrate processing apparatus of the present invention is characterized by providing a sensor module for sensing a substrate on a substrate transfer path of a transfer robot having a plurality of robot arms. Such a substrate processing apparatus may provide a plurality of sensor modules on a substrate transfer path, thereby detecting whether a substrate is present, the position of the substrate, and whether or not the substrate is in motion during substrate transfer of the transfer robot.
이 특징에 따른 본 발명의 기판 처리 장치는, 복수 개의 챔버들을 구비한다. 기판 처리 장치는, 동일축 상에 상하로 배치되는 복수 개의 로봇암을 구비하고, 상기 로봇암들을 이용하여 상기 챔버들 상호 간에 기판을 이송하는 이송 로봇 및; 상기 로봇암의 기판 이송 경로 상에 배치되어 상기 로봇암에 의해 이송되는 기판을 감지하는 적어도 하나의 센서 모듈을 포함한다.The substrate processing apparatus of the present invention according to this aspect includes a plurality of chambers. The substrate processing apparatus includes a transfer robot having a plurality of robot arms disposed up and down on the same axis, and transferring substrates between the chambers using the robot arms; At least one sensor module disposed on a substrate transfer path of the robot arm to sense a substrate transferred by the robot arm.
한 실시예에 있어서, 상기 센서 모듈은; 상기 로봇암들 각각에 의해 이송되는 기판의 유무를 감지하는 제 1 센서와; 이송되는 상기 기판의 위치를 감지하는 적어도 하나의 제 2 센서 및; 이송되는 상기 기판의 충돌 여부를 감지하는 제 3 센서를 포함한다.In one embodiment, the sensor module; A first sensor for detecting the presence or absence of a substrate carried by each of the robot arms; At least one second sensor for sensing a position of the substrate to be transferred; And a third sensor for detecting whether or not the substrate being transferred collides with each other.
상술한 바와 같이, 본 발명의 기판 처리 장치는 복수 개의 로봇암의 기판 이송 경로 상에 복수 개의 센서 모듈들을 제공함으로써, 기판 표면의 막질 차이에 의한 난반사 문제로 발생하는 감지 오류 및, 복수 개의 로봇암들의 수직축(Z 축) 이동에 따른 인식 오류를 방지할 수 있다.As described above, the substrate processing apparatus of the present invention provides a plurality of sensor modules on a substrate transfer path of a plurality of robot arms, whereby detection errors caused by diffuse reflection problems caused by film quality differences on the substrate surface and a plurality of robot arms are provided. The recognition error due to the vertical axis (Z axis) movement can be prevented.
또 본 발명의 기판 처리 장치는 이송 로봇의 홈위치(Home Position)가 아닌 R 축으로 기판 이송 중에 기판을 검출하므로, 단위 시간 처리량(UPEH)을 향상시킬 수 있다.Further, since the substrate processing apparatus of the present invention detects the substrate during substrate transfer in the R axis instead of the home position of the transfer robot, the unit time throughput UPEH can be improved.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명 하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be interpreted as being limited by the embodiments described below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shapes and the like of the components in the drawings are exaggerated in order to emphasize a clearer explanation.
이하 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 이 실시예의 기판 처리 장치(100)는 복수 개의 공정 챔버(160)들이 인라인(inline) 방식으로 배치되는 인라인 플랫폼을 갖는다. 기판 처리 장치(100)는 공정 챔버(160)들로 기판(W)을 공급하는 적어도 하나의 트랜스퍼 챔버(130)를 포함한다. 물론 다른 실시예로서, 기판 처리 장치(100)는 트랜스퍼 챔버(130)의 주변에 복수 개의 공정 챔버(160)가 배치되는 클러스터(cluster) 타입으로 제공될 수 있다.Referring to FIG. 1, the
즉, 기판 처리 장치(100)는 직렬로 배치되는 복수 개의 트랜스퍼 챔버(130)들과, 각각의 트랜스퍼 챔버(130)들 양측에 배치되는 공정 챔버(160)들과, 트랜스퍼 챔버(130)들 사이에 배치되는 버퍼 챔버(170) 및, 적어도 하나의 로드락 챔버(120)를 구비된다. 이 실시예에서 로드락 챔버(120)는 2 개의 챔버가 상하로 배치되는 복층 구조로 제공된다. 또 기판 처리 장치(100)는 기판(W)들이 적재된 캐리어(예를 들어, 카세트, FOUP 등)가 안착되는 로드 포트(102)와, 이송 장치(112)를 구비하여 로드 포트(102)와 로드락 챔버(120) 사이에서 기판을 이송하도록 인터페이스하는 인덱스(110)를 포함한다.That is, the
인덱스(110)는 예를 들어,설비 전방 종단 모듈(Equipment Front End Module : EFEM)로 구비되며, 로트 포트(102)와 로드락 챔버(120) 사이에 배치되고, 내부에 기판(W)을 이송하는 이송 로봇(112)을 구비하여, 캐리어와 로드락 챔버(120) 상호간에 기판(W)을 이송한다.The
로드락 챔버(120)는 하나의 하우징 내부에 복층 구조의 챔버(미도시됨)들이 상하로 제공되고, 인덱스(110)과 트랜스퍼 챔버(130) 사이에 배치되어, 슬릿 밸브(slit valve), 게이트 밸브(gate valve) 등을 이용하여 트랜스퍼 챔버(130)와 같은 진공 상태 또는 인덱스(110)와 같은 대기압 상태를 형성하여 인덱스(110)와 트랜스퍼 챔버(130) 상호간에 기판(W)을 이송한다.The
공정 챔버(160)는 트랜스퍼 챔버(130)로부터 기판(W)을 받아서 공정 예를 들어, 식각 공정 등을 처리하고, 처리된 기판(W)을 다시 트랜스퍼 챔버(130)로 제공한다. 이를 위해 공정 챔버(160)는 트랜스퍼 챔버(130) 사이에 개구부(162)가 제공된다. 물론 버퍼 챔버(170) 및 로드락 챔버(120)들도 트랜스퍼 챔버(130) 사이에 개구부(미도시됨)가 제공된다.The
그리고 트랜스퍼 챔버(130)는 로드락 챔버(120)와 공정 챔버(160)들 또는 버퍼 챔버(170)과, 공정 챔버(106)들 사이에 기판을 이송하는 공간으로, 적어도 하나의 이송 로봇(Double Arm VTR)(140)을 구비한다. 이송 로봇(140)은 상하로 수직하는 동일축 상에 두 개의 로봇암(Double Arm)(도 2의 142, 144)이 상하로 배치된다. 따라서 이송 로봇(140)은 두 개의 로봇암(142, 144)을 이동시키기 위해 4 축의 원통 좌표계(Cylindrical Coordinate)를 이용하여 각각의 로봇암(142, 144)을 이동시킨다.The
인라인 방식의 기판 처리 장치(100)는 복수 개의 트랜스퍼 챔버(130)가 직렬로 배치된 구조로 이루어진다. 따라서 각각의 트랜스퍼 챔버(130)는 양측에 공정 챔버(160)들이 배치된다. 그리고 트랜스퍼 챔버(130)들 각각의 이송 로봇(140)들 간에 기판(W)을 직접 주고 받지 못하기 때문에, 기판(W)이 일시적으로 머무르는 버퍼 챔버(104)이 구비된다. 따라서 트랜스퍼 챔버(130)는 공정 챔버(160), 로드락 챔버(120) 및 버퍼 챔버(170)들 사이에 상호 기판(W)을 이송할 수 있도록 이송 로봇(140)의 이동 경로 상에 일측이 개구된다.The in-line
구체적으로 도 2 및 도 3을 참조하면, 트랜스퍼 챔버(130)는 하우징(132) 내부에 복수 개의 로봇암(142, 144)들을 갖는 이송 로봇(Double Arm VTR)(140)이 설치된다. 이송 로봇(140)은 동일축상에 상하로 로봇암(142, 144)들이 배치된다. 로봇암(142, 144)들은 다관절의 암(Arm)을 갖는다.Specifically, referring to FIGS. 2 and 3, the
하우징(132)에는 양측의 공정 챔버(160)와, 로드락 챔버(120) 및 버퍼 챔버(170) 사이의 개구부(162)에 대응하여 측벽의 일부가 개방된다. 측벽의 개방된 일부는 로봇암(142, 144)들에 의해 기판(W)이 이송하는 경로 상에 배치된다. A portion of the sidewall is opened in the
트랜스퍼 챔버(130)는 개방된 일부에 대응하는 위치에 기판(W)을 감지하는 제 1 내지 제 4 센서 모듈(150 : 150a ~ 150d)들이 설치된다. 즉, 개구부(162)에 대향하는 트랜스퍼 챔버(130)의 상부 및 하부 위치 중 적어도 어느 한 곳에 제 1 내지 제 4 센서 모듈(150)들이 설치된다. 예를 들어, 제 1 내지 제 4 센서 모듈(150)들은 도 3에 도시된 바와 같이, 트랜스퍼 챔버(130)의 하우징(132)의 하부면(134)에 설치된다.The
각 센서 모듈(150)들은 로봇암(142, 144)들 각각에 안착된 기판(W)의 유무를 감지하는 제 1 센서(Presence Sensor)(152)와, 로봇암(142, 144)들 각각에 안착된 기판(W)의 위치를 감지하는 복수 개의 제 2 센서(Wafer Position Measurement Sensor : WPM Sensor)(154) 및, 로봇암(142, 144)에 의해 이송 중인 기판(W)이 충돌되는 것을 감지하는 제 3 센서(Protrusion Sensor)(156)를 포함한다. 제 1 센서(152)는 이송 로봇(140)은 상부 및 하부 로봇암(142, 144) 모두에 기판(W)이 픽(Pick)한 상태에서, 두 개의 로봇암(142, 144)에 대해 기판(W)의 유무를 감지하기 위해서는, 이송 로봇(140)이 각 챔버(120, 160, 170)별로 기판(W)을 픽/플래이스(Pick / Place)할 때, 각 로봇암(142, 144)을 편 상태(Arm Extend)가 진행되면서 로봇암(142, 144)의 상하 위치 차이를 감지하여 기판(W)의 유무를 감지한다. 즉, 제 1 센서(152)는 하나로 제공되어, 상부 및 하부 로봇암(142, 144)에 대해 기판(W)의 유무를 감지할 수 있다. 그러므로 기판 처리 장치(100)는 제 1 센서(152)에 의해 이송 로봇(140)의 홈위치(Home Position)가 아닌 R 축으로 기판(W) 이송 중에 기판(W)을 감지하므로, 단위 시간 처리량(UPEH)을 향상시킬 수 있다.Each
이러한 제 1 내지 제 3 센서(152 ~ 156)들은 기판(W)에 대해 감지 방향이 상하로 수직하게 설치되므로, 기판(W) 표면의 막질 차이에 의한 난반사 문제가 제거되며, 이로 인하여 각 센서(152 ~ 156)들의 감지 오류를 방지할 수 있다. 또 제 1 내지 제 3 센서(152 ~ 156)들은 예를 들어, 변위 센서, 광센서 등으로 구비되며, 트랜스퍼 챔버(130)의 상하부에 설치되는 경우, 상부 또는 하부에는 발광 센서 그 리고 발광 센서에 대응하여 하부 또는 상부에는 수광 센서로 제공될 수 있다.Since the sensing directions of the first to
또 제 1 내지 제 3 센서(152 ~ 156)들은 제어부(미도시됨)와 전기적으로 연결된다. 여기서 제어부는 기판 처리 장치(100)의 제반 동작을 제어하는 설비 제어부(CTC) 또는 트랜스퍼 챔버(130)의 이송 로봇(140)을 제어하는 트랜스퍼 모듈 컨트롤러(TMC) 등으로 제공된다. 따라서 제 1 내지 제 3 센서(152 ~ 156)들과 이송 로봇(140) 간은 직접(Direct) 통신을 통해서 기판(W) 유무에 대한 하드웨어 인터락(H/W Interlock)이 적용된다. 이는 제어부의 어플리케이션(Application program)으로 처리하는 것이 아니라, 제어부의 펌웨어(Firmware program)로 처리하므로, 보다 빠르고 정확하게 웨이퍼의 유무를 감지할 수 있다.In addition, the first to
상술한 바와 같이, 본 발명의 기판 처리 장치(100)는 제 1 내지 제 4 센서 모듈(150a ~ 150d)들을 기판(W) 이송 경로 상에 제공하여, 동일축상에 복수 개의 로봇암(142, 144)들을 구비하는 이송 로봇(140)의 기판(W) 이송 중에, 기판(W)의 유무, 기판(W)의 위치 및 충돌 여부를 감지할 수 있다.As described above, the
이상에서, 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.In the above, the configuration and operation of the substrate processing apparatus according to the present invention are shown in accordance with the detailed description and drawings, which are merely described by way of example, and various changes and modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. It is possible.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구성을 도시한 도면;1 is a diagram showing the configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 2는 도 1에 도시된 트랜스퍼 챔버의 구성을 도시한 도면; 그리고FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the transfer chamber shown in FIG. 1; FIG. And
도 3은 도 2에 도시된 트랜스퍼 챔버의 구성을 도시한 측면도이다.3 is a side view illustrating the configuration of the transfer chamber shown in FIG. 2.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Description of the Related Art [0002]
100 : 기판 처리 장치 120 : 로드락 챔버100: substrate processing apparatus 120: load lock chamber
130 : 트랜스퍼 챔버 132 : 하우징130: transfer chamber 132: housing
134 : 하부면 140 : 이송 로봇134: lower surface 140: transfer robot
142, 144 : 로봇암 150, 150a ~ 150d : 센서부142, 144:
152 : 기판 유무 센서 154 : 충돌 감지 센서152: substrate presence sensor 154: collision detection sensor
156 : 기판 위치 센서 160 : 공정 챔버156: substrate position sensor 160: process chamber
162 : 개구부 170 : 버퍼 챔버162: opening 170: buffer chamber
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020090120079A KR20110063132A (en) | 2009-12-04 | 2009-12-04 | Substrate treating apparatus including transfer robot with double arm |
Country Status (1)
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KR (1) | KR20110063132A (en) |
-
2009
- 2009-12-04 KR KR1020090120079A patent/KR20110063132A/en not_active Application Discontinuation
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |