KR20130125158A - Semiconductor manufafturing equipments with automatic teaching apparatus of wafer transfer robot and method for teaching of the same - Google Patents

Semiconductor manufafturing equipments with automatic teaching apparatus of wafer transfer robot and method for teaching of the same Download PDF

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KR20130125158A
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Abstract

The present invention provides wafer manufacturing equipment. The warer manufacturing equipment according to the present invention comprises: a processing unit having a susceptor on which a wafer is placed; a wafer transfer device which has an end effector and transfers the wafer to the susceptor of the processing unit; a touching jig which is placed on the end effector and obtains the image data of targets preset in the susceptor; and a control unit which detects the positions of the targets from the image data by receiving the image data from the teaching jig and controls the automatic teaching of the wafer transfer device. [Reference numerals] (400) Control unit;(500) Driving unit;(AA) Left/Right;(BB) Front/Back;(CC) Rotate;(DD) Up/Down

Description

기판 이송 로봇의 자동 티칭 장치를 구비하는 반도체 제조 설비 및 그의 티칭 방법{SEMICONDUCTOR MANUFAFTURING EQUIPMENTS WITH AUTOMATIC TEACHING APPARATUS OF WAFER TRANSFER ROBOT AND METHOD FOR TEACHING OF THE SAME} Semiconductor manufacturing equipment having automatic teaching device of substrate transfer robot and teaching method thereof

본 발명은 기판 제조 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판 이송 로봇의 자동 티칭 장치를 구비하는 기판 제조 설비 및 그의 티칭 방법에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD This invention relates to a board | substrate manufacturing facility. More specifically, It is related with the board | substrate manufacturing facility provided with the automatic teaching apparatus of a substrate transfer robot, and its teaching method.

일반적으로, 기판 제조 설비는 복수의 처리 유닛들을 가지며, 기판은 이송 로봇에 의해 처리 유닛으로 이송된다. 기판은 처리 유닛에서 공정 처리된 후 다시 이송 로봇에 의해 외부로 이송된다. 예컨대, 플라스마를 사용하여 식각 공정을 수행하는 설비에서, 기판은 이송 로봇에 의해 처리 유닛 내로 이동된다. 이때 기판이 처리 유닛 내 서셉터의 설정된 위치에 정확하게 놓이는 것은 매우 중요하다. Generally, a substrate manufacturing facility has a plurality of processing units, and the substrate is transferred to the processing unit by a transfer robot. The substrate is processed in the processing unit and then transferred to the outside by the transfer robot. For example, in a facility that performs an etching process using plasma, the substrate is moved into the processing unit by a transfer robot. It is very important here that the substrate is correctly placed in the set position of the susceptor in the processing unit.

기판이 서셉터에 부정확하게 위치되면 기판 전체에 대해 균일한 식각이 이루어지지 않는 등의 공정 오류가 발생된다. 기판을 처리 유닛 내 서셉터의 정확한 위치로 로딩할 수 있도록 공정이 진행되기 전에 이송 로봇의 위치를 조절하는 티칭이 이루어진다. If the substrate is incorrectly positioned in the susceptor, process errors such as uneven etching of the entire substrate occur. Teaching is performed to adjust the position of the transfer robot prior to the process so that the substrate can be loaded to the correct position of the susceptor in the processing unit.

이러한 이송 로봇의 정밀한 위치 조정은 초기 제조 단계에서 이루어져야 하며, 설비 사용 동안에 유지되어야 한다. 이송 로봇의 위치 조정은 일반적인 마모로 인해, 또는 유지, 보수, 변경 또는 교환 등의 과정의 결과로 변경될 수 있다.Precise positioning of these transfer robots must be made during the initial manufacturing phase and maintained during plant use. Positioning of the transfer robot can be changed due to general wear or as a result of processes such as maintenance, maintenance, modification or replacement.

따라서, 기판 제조 설비에서 이송 로봇의 티칭은 매우 중요하다. Therefore, the teaching of the transfer robot in the substrate manufacturing facility is very important.

본 발명의 실시예는 기판 이송 로봇의 티칭 작업 시간을 단축하고, 편의성을 개선한 기판 이송 로봇의 자동 티칭 장치를 구비하는 기판 제조 설비 및 그의 티칭 방법을 제공하는데 있다.An embodiment of the present invention is to provide a substrate manufacturing facility and a teaching method thereof having an automatic teaching device of a substrate transfer robot, which shortens the teaching time of the substrate transfer robot and improves convenience.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited thereto, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판이 안착되는 서셉터를 구비하는 처리 유닛; 앤드 이펙터를 구비하고, 상기 처리 유닛의 상기 서셉터로 기판을 이송하는 기판 이송 장치; 상기 앤드 이펙터에 안착되고, 상기 서셉터에 기 설정된 타겟들의 영상 데이터를 획득하는 티칭 지그; 및 상기 티칭 지그로부터 상기 영상 데이터를 제공받아 상기 영상 데이터로부터 상기 타겟들의 위치를 검출하여 상기 기판 이송 장치의 자동 티칭을 제어하는 제어부를 포함하는 기판 제조 설비가 제공될 수 있다.According to an aspect of the invention, the processing unit having a susceptor on which the substrate is seated; A substrate transfer device having an end effector for transferring a substrate to the susceptor of the processing unit; A teaching jig mounted on the end effector and acquiring image data of targets preset in the susceptor; And a controller configured to receive the image data from the teaching jig and detect the positions of the targets from the image data to control automatic teaching of the substrate transfer device.

또한, 상기 타겟은 상기 서셉터에 형성된 리프트 핀 홀, 외각 형상 그리고 표면 돌기 중 어느 하나일 수 있다.In addition, the target may be any one of a lift pin hole, an outer shape, and a surface protrusion formed on the susceptor.

또한, 상기 티칭 지그는 상기 타겟들의 영상 데이터를 획득하는 카메라들; 상기 카메라들로부터 상기 영상 데이터를 저장하는 저장부; 및 상기 저장부에 저장된 상기 영상 데이터를 상기 제어부로 무선으로 송신하는 무선 송신부를 포함할 수 있다.The teaching jig further includes cameras for acquiring image data of the targets; A storage unit to store the image data from the cameras; And a wireless transmitter for wirelessly transmitting the image data stored in the storage to the controller.

또한, 상기 제어부는 상기 무선 송신부로부터 제공되는 영상 데이터들로부터 상기 타겟의 위치 좌표값을 기준 좌표값과 비교하여 그 오차값 만큼 상기 기판 이송 장치의 위치를 보정하도록 기판 이송 장치의 구동부를 제어할 수 있다. The controller may control the driving unit of the substrate transfer apparatus to compare the position coordinate value of the target with a reference coordinate value from the image data provided from the wireless transmitter and to correct the position of the substrate transfer apparatus by the error value. have.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판 이송 장치의 앤드 이펙터에 티칭 지그를 안착하는 단계; 상기 티칭 지그가 상기 처리 유닛의 서셉터 상부에 위치되도록 상기 기판 이송 장치를 이동하는 단계; 상기 티칭 지그에 구비된 카메라들을 통해 상기 서셉터에 기설정된 타겟들의 영상 데이터들을 획득하는 단계; 상기 영상 데이터들로부터 상기 타겟들의 위치 좌표값과 검출하고, 검출된 타겟들의 위치 좌표값이 기준 좌표값과 일치하는지 비교 분석하는 단계; 및 상기 검출된 타겟들의 위치 좌표값과 상기 기준 좌표값이 일치하지 않으면 그 오차값 만큼 상기 기판 이송 장치의 위치를 보정하는 단계를 포함하는 기판 이송 장치의 자동 티칭 방법이 제공될 수 있다. According to one aspect of the invention, the step of mounting the teaching jig to the end effector of the substrate transfer device; Moving the substrate transfer device such that the teaching jig is positioned above the susceptor of the processing unit; Acquiring image data of targets preset in the susceptor through cameras provided in the teaching jig; Detecting the position coordinates of the targets from the image data, and comparing and analyzing the detected position coordinates of the targets with a reference coordinate value; And correcting the position of the substrate transfer apparatus by the error value if the position coordinate values of the detected targets and the reference coordinate values do not coincide with each other.

또한, 상기 비교 분석 단계는 상기 영상 데이터들로부터 얻어진 상기 타겟들의 위치 좌표값의 조합을 통해 기판 또는 상기 티칭 지그의 회전 정도를 산출하여 상기 기판 이송 장치의 회전 정렬을 위한 위치 보정이 이루어질 수 있다. In the comparative analysis step, the position correction for rotation alignment of the substrate transfer apparatus may be performed by calculating a degree of rotation of the substrate or the teaching jig through a combination of position coordinate values of the targets obtained from the image data.

또한, 상기 타겟은 상기 서셉터에 형성된 리프트 핀 홀, 외각 형상 그리고 표면 돌기 중 어느 하나일 수 있다.In addition, the target may be any one of a lift pin hole, an outer shape, and a surface protrusion formed on the susceptor.

또한, 상기 비교 분석 단계는 각각의 영상 획득을 통해 얻어진 데이터 처리 및 조합을 통해 기판 또는 지그의 회전 정도를 계산하여 기판 이송 장치의 틀어짐을 보정할 수 있다. In addition, the comparative analysis step may correct the distortion of the substrate transfer apparatus by calculating the degree of rotation of the substrate or jig through the data processing and combination obtained through each image acquisition.

본 발명에 의하면, 서셉터에 형성된 리프트 핀 홀을 타겟으로 하여 얻은 영상 데이터를 통해 기판 이송 로봇을 티칭함으로써, 그 티칭 작업 시간이 단축되고, 편의성이 개선될 수 있다. According to the present invention, by teaching the substrate transfer robot through the image data obtained by targeting the lift pin hole formed in the susceptor, the teaching time can be shortened, and the convenience can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조 설비의 구성을 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 티칭 지그를 보여주는 도면들이다.
도 4는 도 1에 도시된 반도체 제조 설비의 일부 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 티칭 지그의 카메라가 서셉터의 타겟을 촬상한 영상 데이터를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 반도체 제조 설비의 기판 이송 로봇을 위한 티칭 과정을 나타내는 흐름도이다. 1 is a view showing the configuration of a substrate manufacturing equipment according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are views showing the teaching jig shown in FIG.
4 is a diagram illustrating a part of a configuration of a semiconductor manufacturing facility illustrated in FIG. 1.
FIG. 5 is a diagram showing image data obtained by the camera of the teaching jig photographing a target of the susceptor. FIG.
6 is a flowchart illustrating a teaching process for a substrate transfer robot in a semiconductor manufacturing facility according to the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 용어와 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The terms and accompanying drawings used herein are for the purpose of illustrating the present invention easily, and the present invention is not limited by the terms and drawings.

본 발명에 이용되는 기술 중 본 발명의 사상과 밀접한 관련이 없는 공지의 기술에 관한 자세한 설명은 생략한다. The detailed description of known techniques which are not closely related to the idea of the present invention among the techniques used in the present invention will be omitted.

본 명세서에 기재되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.Since the embodiments described herein are intended to clearly describe the present invention to those skilled in the art, the present invention is not limited to the embodiments described herein, but the scope of the present invention Should be construed as including modifications or variations without departing from the spirit of the invention.

이하에서는 본 발명에 따른 기판 이송 로봇의 자동 티칭 장치를 구비하는 기판 제조 설비의 일 실시예에 관하여 설명한다. Hereinafter, an embodiment of a substrate manufacturing facility having an automatic teaching device for a substrate transfer robot according to the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조 설비의 구성을 도시한 도면이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 티칭 지그를 보여주는 도면들이다. 도 4는 도 1에 도시된 반도체 제조 설비의 일부 구성을 도시한 도면이다.1 is a view showing the configuration of a substrate manufacturing equipment according to an embodiment of the present invention, Figures 2 and 3 are views showing the teaching jig shown in FIG. 4 is a diagram illustrating a part of a configuration of a semiconductor manufacturing facility illustrated in FIG. 1.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 기판 제조 설비(10)는 예를 들어, 플라스마를 사용하여 식각 공정을 수행하는 처리유닛(100), 처리 유닛(100)으로 기판을 공급하는 기판 이송 로봇(200), 기판 이송 로봇(200)의 티칭 작업을 위해 앤드 이펙터(220)에 안착되는 티칭 지그(300), 기판 이송 로봇(200)이 처리 유닛(100)의 정확한 위치에 기판을 공급하도록 자동 티칭 동작을 제어하는 제어부(400) 및, 제어부(400)의 제어를 받아서 기판 이송 로봇(200)을 좌우, 전후, 상하 및 회전하도록 구동시키는 구동부(500)를 포함한다. Referring to FIGS. 1 to 4, the substrate manufacturing apparatus 10 may include, for example, a processing unit 100 performing an etching process using plasma, and a substrate transfer robot 200 supplying a substrate to the processing unit 100. ), The teaching jig 300 seated on the end effector 220 for the teaching operation of the substrate transfer robot 200, the automatic teaching operation so that the substrate transfer robot 200 supplies the substrate to the correct position of the processing unit 100 Control unit 400 for controlling the control unit, and a driving unit 500 for driving the substrate transfer robot 200 to the left and right, front and rear, up and down and rotate under the control of the control unit 400.

기판 이송 로봇(200)은 아암부(210) 및 앤드 이펙터(220)를 포함한다. 기판 이송 로봇(200)은 처리 유닛(100)의 출입구(102)를 통해 서셉터(110) 상으로 기판을 이송한다. 기판 이송 로봇(200)은 처리 유닛(100)내에 위치한 서셉터(110)의 정확한 위치로 기판을 이송하기 위한 티칭 작업이 요구되며, 이를 위해 앤드 이펙터(220)에는 티칭 지그(300)가 장착된다. The substrate transfer robot 200 includes an arm portion 210 and an end effector 220. The substrate transfer robot 200 transfers the substrate onto the susceptor 110 through the entrance and exit 102 of the processing unit 100. The substrate transfer robot 200 requires a teaching operation for transferring a substrate to an accurate position of the susceptor 110 located in the processing unit 100. For this purpose, the teaching effect jig 300 is equipped with a teaching jig 300. .

티칭 지그(teaching zig)(300)는 기판 이송 로봇(200)의 앤드 이펙터(220)에 장착, 분리 가능한 형태로 제공된다. 티칭 지그(300)는 원판 형태의 더미 기판(302)과, 더미 기판(302)에 장착되고 서셉터(110)에 기 설정된 타겟(T)에 대한 영상 데이터를 획득하기 위한 3개의 카메라(310), 3개의 카메라(310)들로부터 획득한 영상 데이터를 저장하는 저장부(320) 그리고 제어부(400)로 영상 데이터를 송신하는 무선 송신부(330)를 포함한다. 타겟(T)은 서셉터에 형성된 리프트 핀 홀들, 서셉터의 외각 형상, 표면의 돌기처럼 서셉터에(110) 제공되는 구조물을 대상으로 할 수 있다. 예를 들어, 서셉터는 상면에 기판을 지지하는 지지핀들, 홈들 또는 돌기들이 제공될 수 있으며, 티칭 지그(300)는 서셉터의 상면에 제공된 지지핀들, 홈들 또는 돌기들을 촬상할 수 있다. Teaching zig (teaching zig) (300) is provided in a form that can be mounted, detachable to the end effector 220 of the substrate transfer robot (200). The teaching jig 300 is a dummy substrate 302 in the form of a disc, and three cameras 310 mounted on the dummy substrate 302 and acquiring image data for a target T preset in the susceptor 110. The storage unit 320 stores image data obtained from the three cameras 310 and a wireless transmitter 330 transmitting image data to the controller 400. The target T may target a structure provided to the susceptor 110, such as lift pin holes formed in the susceptor, an outer shape of the susceptor, and protrusions on a surface thereof. For example, the susceptor may be provided with support pins, grooves or protrusions supporting the substrate on the upper surface thereof, and the teaching jig 300 may image the support pins, grooves or protrusions provided on the upper surface of the susceptor.

이처럼, 본 발명은 기판 이송 로봇(200)의 티칭시 서셉터(110)에 해당 위치를 인지할 수 있는 별도의 타겟 지그를 설치하거나 서셉터(110)의 표면에 마킹을 필요로 했던 것을 생략하고, 서셉터(110)에 이미 제공되어 있는 구조물의 형상이나 모양을 타겟으로 이용함으로써 별도의 타겟 지그를 설치하고 제거하는 작업 없이 기판 이송 로봇의 티칭을 실시할 수 있다. As such, the present invention omits that a separate target jig for recognizing the corresponding position is installed on the susceptor 110 when teaching the substrate transfer robot 200 or that the marking is required on the surface of the susceptor 110. By using the shape or shape of the structure already provided to the susceptor 110 as a target, teaching of the substrate transfer robot can be performed without installing and removing a separate target jig.

3개의 카메라(310)는 서셉터(110)에 형성된 3개의 리프트 핀 홀(112)을 촬상하기 위해 제공된다. 3개의 카메라(310)는 리프트 핀 홀(112)들과 각각 대응되는 위치에 제공된다. 3개의 카메라(310)에서 획득된 영상 데이터들은 저장부(320)에 저장된 후 무선 송신부(330)를 통하여 제어부(400)로 제공된다. Three cameras 310 are provided for imaging the three lift pin holes 112 formed in the susceptor 110. The three cameras 310 are provided at positions corresponding to the lift pin holes 112, respectively. The image data acquired by the three cameras 310 are stored in the storage 320 and then provided to the controller 400 through the wireless transmitter 330.

제어부(400)는 기판 이송 로봇(200)을 제어하는 컨트롤러로, 티칭 지그(300)로부터 영상 데이터들을 제공받는다. 제어부(400)는 영상 데이터를 판독하여 타겟의 좌표(T)가 기준 좌표(S)와 일치하는지를 비교 분석한다. 만약, 타겟의 좌표(T)가 기준 좌표(S)와 일치하지 않은 경우, 제어부(400)는 그 오차값 만큼 기판 이송 장치(200)의 위치를 보정하도록 구동부(500)를 제어한다. The controller 400 is a controller that controls the substrate transfer robot 200 and receives image data from the teaching jig 300. The controller 400 reads the image data and compares and analyzes whether the coordinate T of the target coincides with the reference coordinate S. FIG. If the coordinate T of the target does not coincide with the reference coordinate S, the controller 400 controls the driver 500 to correct the position of the substrate transfer apparatus 200 by the error value.

도 5는 티칭 지그의 카메라가 서셉터의 타겟을 촬상한 영상 데이터를 나타내는 도면이다.FIG. 5 is a diagram showing image data obtained by the camera of the teaching jig photographing a target of the susceptor. FIG.

도 5에 도시된 바와 같이, 타겟의 좌표(T)와 기준 좌표(S)가 일치하지 않은 경우 제어부(400)는 구동부(500)를 제어하여 기판 이송 로봇(200)의 위치를 보정하여 기준 좌표(S)에 타겟의 좌표(T)를 일치시킨다. As shown in FIG. 5, when the coordinate T and the reference coordinate S of the target do not coincide with each other, the controller 400 controls the driving unit 500 to correct the position of the substrate transfer robot 200 to adjust the reference coordinate. (S) coincides with the coordinate T of the target.

도 6은 본 발명에 따른 반도체 제조 설비의 기판 이송 로봇을 위한 티칭 과정을 나타내는 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating a teaching process for a substrate transfer robot in a semiconductor manufacturing facility according to the present invention.

도 1 및 도 6을 참조하면, 티칭 지그(300)는 기판 이송 로봇(200)의 앤드 이펙터(220)에 장착된다(S110). 기판 이송 로봇(200)은 앤드 이펙터(220)에 장착된 티칭 지그(300)가 처리 유닛(100)의 서셉터(110) 상부에 위치되도록 이동된다(S120). 티칭 지그(300)는 3대의 카메라(310)를 이용하여 각각의 타겟 영상 데이터를 획득한다(S130). 이렇게 획득된 영상 데이터는 무선 송신부(330)를 통하여 제어부(400)로 제공된다. 제어부(400)는 3개의 영상 데이터들로부터 타겟의 좌표가 기준 좌표와 틀어져 있는지를 판별한다(S140). 타겟의 좌표가 기준좌표와 일치하지 않은 경우, 제어부(400)는 그 오차값 만큼 기판 이송 로봇(200)의 위치를 보정하도록 구동부(500)를 제어한다(S150). 특히, 3개의 타겟에 대한 영상 데이터에서 각각의 타겟 좌표와 기준 좌표를 오차값을 비교 분석하면 앤드 이펙터(220)에 안착된 티칭 지그(300)의 틀어짐(회전 정도)도 산출 가능하다. 1 and 6, the teaching jig 300 is mounted to the end effector 220 of the substrate transfer robot 200 (S110). The substrate transfer robot 200 is moved such that the teaching jig 300 mounted on the end effector 220 is positioned above the susceptor 110 of the processing unit 100 (S120). The teaching jig 300 acquires each target image data by using three cameras 310 (S130). The obtained image data is provided to the controller 400 through the wireless transmitter 330. The controller 400 determines whether the coordinates of the target are different from the reference coordinates from the three image data (S140). When the coordinates of the target do not coincide with the reference coordinates, the controller 400 controls the driver 500 to correct the position of the substrate transfer robot 200 by the error value (S150). In particular, when the error values are compared and analyzed for the target coordinates and the reference coordinates in the image data for three targets, the distortion (rotation degree) of the teaching jig 300 seated on the end effector 220 may be calculated.

이러한 과정을 통해 처리유닛(100)에 대한 기판 이송 로봇(200)의 정확한 티칭이 이루어진다.Through this process, accurate teaching of the substrate transfer robot 200 to the processing unit 100 is performed.

100: 처리 유닛 200 : 기판 이송 로봇
300 : 티칭 지그 400 : 제어부
500 : 구동부100: processing unit 200: substrate transfer robot
300: teaching jig 400: control unit
500:

Claims (2)

기판 제조 설비에 있어서:
기판이 안착되는 서셉터를 구비하는 처리 유닛;
앤드 이펙터를 구비하고, 상기 처리 유닛의 상기 서셉터로 기판을 이송하는 기판 이송 장치;
상기 앤드 이펙터에 안착되고, 상기 서셉터에 기 설정된 타겟들의 영상 데이터를 획득하는 티칭 지그; 및
상기 티칭 지그로부터 상기 영상 데이터를 제공받아 상기 영상 데이터로부터 상기 타겟들의 위치를 검출하여 상기 기판 이송 장치의 자동 티칭을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 제조 설비.In a substrate manufacturing facility:
A processing unit having a susceptor on which the substrate is seated;
A substrate transfer device having an end effector for transferring a substrate to the susceptor of the processing unit;
A teaching jig mounted on the end effector and acquiring image data of targets preset in the susceptor; And
And a controller configured to receive the image data from the teaching jig and detect the positions of the targets from the image data to control automatic teaching of the substrate transfer device. 제1항에 있어서,
상기 타겟은
상기 서셉터에 형성된 리프트 핀 홀, 외각 형상 그리고 표면 돌기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기판 제조 설비.
The method of claim 1,
The target
And a lift pin hole, an outer shape, and a surface protrusion formed in the susceptor.
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