CN104103557B - 基板处理装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板处理装置。本发明的基板处理装置包括：装载端口，供收纳有基板的卡匣放置；制程室，执行对基板的制程处理；框架，提供于上述装载端口与上述制程室之间，且在内部形成有空间；以及转运机器人，位于上述框架的内部，在上述卡匣与上述制程室之间转运基板。

Description

基板处理装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种基板处理装置。
背景技术
用以制造液晶显示面板和半导体元件的基板处理装置，一般是采用可以将多片基板合并处理的群集系统（cluster system）。
专利文献1中揭示了一种群集系统的一例。基板处理装置包括装载站（loadstation）、转运机器人（transfer robot）、负载锁定室（load lock chamber）、搬运机器人（handling robot）及制程室（process chamber）。转运机器人将基板在安装于装载站的传送盒（foup）与负载锁定室之间转运，而搬运机器人将基板在负载锁定室与制程室之间、以及制程室彼此间转运。负载锁定室在两个不同的环境、例如大气压环境与真空环境之间起缓冲空间的作用，且在基板由转运机器人和搬运机器人所转运之前先暂时待机。
上述的基板处理装置因环境条件之差而必须提供负载锁定室，且在负载锁定室的两侧分别提供转运机器人。因而，会增加装置整体面积，且会在转运机器人、负载锁定室及搬运机器人之间因基板传递而发生制程迟滞。制程迟滞将使制程时间增加并减少装置整体的制程处理效率。
专利文献1：韩国专利公开第10-2008-0004118号公报
发明内容
本发明提供一种可以减少装置面积的基板处理装置。
并且，本发明提供一种可以提高制程处理效率的基板处理装置。
本发明的实施例所涉及的基板处理装置，包括：装载端口（load port），其供收纳有基板的卡匣（cassette）放置；制程室，其执行对基板的制程处理；框架（frame），其提供于上述装载端口与上述制程室之间，且在内部形成有空间；以及转运机器人，其位于上述框架的内部，在上述卡匣与上述制程室之间转运基板。
并且，可以还包括：调整室（alignment chamber），其提供于上述框架的内部，供基板的位置整齐排列；以及冷却室（cooling chamber），其提供于上述框架的内部，供制程完成后的基板冷却。
并且，上述转运机器人、上述调整室及上述冷却室可以位于同一空间。
并且，上述调整室和上述冷却室可以沿上下方向层叠。
并且，上述调整室和上述冷却室沿侧方向并排地配置。
并且，上述装载端口、上述转运机器人及上述制程室可以依次配置成一排，上述调整室和上述冷却室，从将上述装载端口、上述转运机器人及上述制程室配置成一排所成的线脱离而配置。
并且，可以还包括：支撑板，其位于上述调整室内；第1及第2衬垫（pad），它们固定于上述支撑板的上表面，供基板放置；以及调整推杆（alignment pusher），其位于上述支撑板的上表面，朝向上述支撑板的中心方向移动而推动基板。
并且，上述第1衬垫具有：第1主体，其供基板放置；以及第1上端部，其从上述第1主体朝向上部突出，且内侧面具有与基板的曲率半径相应的曲率半径；上述第2衬垫具有：第2主体，其供基板放置；以及第2上端部，其从上述第2主体朝向上部突出，且内侧面具有比基板的曲率半径大的曲率半径；上述调整推杆推动基板以使基板的侧部可以紧贴于上述第1上端部的内侧面。
并且，可以还包括：冷却板，其位于上述冷却室的内侧，且内部形成有冷却流路；多个升降销（lift pin），它们沿着形成于上述冷却板的销孔（pin hole）而朝上下方向移动；以及调整推杆，其将放置于上述冷却板的基板的侧部向上述冷却板的中心方向推动而整齐排列基板位置。
并且，上述调整推杆可以包括：第1推杆至第3推杆，它们沿着上述冷却板的周边而相互地离开地配置；以及驱动部，其驱动上述第1推杆至上述第3推杆，以使上述第1推杆和上述第2推杆向上述冷却板的中心方向对基板的一侧进行第1次推动，并且使上述第3推杆向上述冷却板的中心方向对基板的另一侧部进行第2次推动。
本发明的实施例所涉及的基板处理方法，包括：基板拉出步骤，拉出被收纳于卡匣中的基板；制程处理前步骤，将基板提供至制程室的内部；以及基板收纳步骤，使制程处理完成后的基板收纳于上述卡匣；上述基板拉出步骤、上述制程准备步骤及上述基板收纳步骤中的基板，经由同一转运机器人来转运。
并且，可以还包括：调整步骤，在提供基板于上述制程室的内部之前，先将基板提供至调整室内以整齐排列基板位置；上述调整室与上述制程室之间的基板转运，经由上述转运机器人来进行。
并且，上述调整步骤中，可以在提供于支撑板上表面的第1及第2衬垫放置基板，且使推杆朝向上述支撑板的中心方向移动来推动上述基板以使上述基板的侧部与第1衬垫的上端部的内侧面接触。
并且，上述第1衬垫的上端部的内侧面，可以具有与上述基板的曲率半径相应的曲率半径。
并且，可以还包括冷却步骤，将从上述制程室拉出的基板提供至冷却室的内部，以冷却制程处理完成后的基板；上述制程室与上述冷却室之间的基板转运，可以经由上述转运机器人来进行。
并且，上述冷却步骤中，可以在冷却板的上表面放置基板，使沿着上述冷却板的周边而离开地配置的第1推杆和第2推杆朝向上述冷却板的中心方向移动而对基板的一侧部进行第1次推动，并且使第3推杆朝向上述冷却板的中心方向移动而对基板的另一侧部进行第2次推动，以整齐排列基板的位置。
依据本发明，由于装置可小型化所以能减少装置面积。
并且，依据本发明，由于减少基板转运路径所以能提高装置整体的制程处理效率。
附图说明
图1为简略表示本发明的实施例的基板处理装置的俯视图。
图2为表示图1的调整室和冷却室的配置的附图。
图3为简略表示本发明的另一实施例的基板处理装置的俯视图。
图4为表示本发明的实施例的被提供于调整室内的构成的俯视图。
图5为沿着图4的A-A’线剖开的剖视图。
图6为表示本发明的实施例的第1衬垫和第2衬垫的立体图。
图7为表示本发明的实施例的被提供于冷却室内的构成的俯视图。
图8及图9为依次表示基板在冷却室内整齐排列的过程的附图。
图10为表示本发明的另一实施方式的基板处理装置的剖视图。
附图标记说明
10…基板处理装置；100…装载端口；200…装置前方端部模块；210…框架；220…转运机器人；230…调整室；231…支撑板；235…第1衬垫；241…第2衬垫；245…调整推杆；250…冷却室；260…调整推杆；261、262、263…推杆；300…制程室。
具体实施方式
以下，参照附图更详细地说明本发明的实施方式。本发明的实施方式可变化为各种形态，且本发明的范围不得解释为被限定于以下的实施方式。本实施方式是为了对本领域中具有平均知识者更完全地说明本发明而提供的。因而，附图中的要素形状为了强调更明确的说明而做了夸大显示。
图1为简略表示本发明的实施例的基板处理装置的俯视图。
若参照图1，则基板处理装置10包括装载端口100、装置前方端部模块（equipmentfront end module：EFEM）200及制程室300。装载端口100、装置前方端部模块200及制程室300沿一个方向配置。以下，将装载端口100、装置前方端部模块200及制程室300所排列的方向定义为第1方向X，且将从上部观看时，与第1方向X垂直的方向定义为第2方向Y。
装载端口100位于装置前方端部模块200的前方。装载端口100提供有多个，且沿着第2方向Y配置成一排。在装载端口100放置有卡匣C。在卡匣C层叠收纳有多片基板。在卡匣C收纳有向制程提供的基板以及制程处理完成后的基板。
装置前方端部模块200将基板在卡匣C与制程室300之间转运。装置前方端部模块200包括框架210、转运机器人220、调整室230及冷却室250。
框架210配置于装载端口100与制程室300之间。在框架210的内部形成有空间。框架210的内部空间211具有充分的宽度以免妨碍转运机器人220的移动及转运机器人220的机械手221的移动。
转运机器人220位于框架110内。转运机器人220由单一机器人构成，且具有供基板装载的机械手221。转运机器人220可以将基板在卡匣C、调整室230、冷却室250及制程室300的彼此之间转运。
调整室230和冷却室250位于框架210的内部。调整室230提供在将基板提供于制程室300或是卡匣C之前，先供基板位置整齐排列的空间。冷却室250提供使在制程室300制程处理完成后的基板冷却的空间。
调整室230和冷却室250可以从装载端口100、转运机器人220及制程室230配置成一排所形成的线脱离而配置。依据实施例，调整室230和冷却室250可以在第2方向Y与转运机器人220配置成一排。
调整室230和冷却室250可以如图2所示沿上下方向层叠设置。与此不同，调整室和冷却室也可以如图3所示以同一高度并排地沿侧方向配置。
图4为表示按照本发明的实施方式的被提供于调整室内的构成的俯视图，图5为沿着图4的A-A’线剖开的剖视图。
若参照图4及图5，则在调整室230的内部提供有支撑板231、第1衬垫235、第2衬垫241及调整推杆245。
支撑板231为具有预定厚度的板，且具有比基板W还大的面积。在支撑板231的上表面提供有第1衬垫235、第2衬垫241及调整推杆245。
第1衬垫235固定于支撑板231的上表面，用以支撑基板W的一侧部。如图6（a）所示，第1衬垫235具有第1主体236和第1上端部237。第1主体236为具有预定厚度的板。在第1主体236的上表面放置基板W。第1上端部237从第1主体236的上表面一部分朝向上部突出。第1上端部237的内侧面238具有与基板W的曲率半径相应的曲率半径。依据实施例，第1衬垫235提供有一对，且相互离开地配置。
第2衬垫241固定于支撑板231的上表面，用以支撑基板W的另一侧部。第2衬垫241可以位于以基板W的中心为基准而与第1衬垫235对置的位置。依据实施例，第2衬垫241提供有一对，且以基板W的中心为基准而与第1衬垫235对置。如图6（b）所示，第2衬垫241具有第2主体242和第2上端部243。第2主体242为具有预定厚度的板。在第2主体242的上表面放置基板W。第2上端部243从第2主体242的上表面一部分朝向上部突出。
第2上端部243的内侧面244具有比基板W的曲率半径大的曲率半径。另外，第2上端部243的内侧面244与第1上端部237的内侧面238之间的距离可以比基板W的直径大。基板W可以偏向于第2衬垫241侧而被安装于第1衬垫235和第2衬垫241。第2上端部243的内侧面244的大的曲率半径，供基板W安全地放置于第2主体242。
调整推杆245位于第2衬垫241之间。调整推杆245从基板W的外侧直线移动以将基板W推向第1衬垫235侧。被调整推杆245推动的基板W，其侧部紧贴于第1上端部237的内侧部238。第1上端部237的内侧面238为用以整齐排列基板W的位置的基准位置。位置经整齐排列后的基板W经由转运机器人220所拾取（pick up）。
图7为表示本发明的实施例的被提供于冷却室内的构成的俯视图。
若参照图7，则在冷却室250的内部包括冷却板251、升降销255及调整推杆260。
冷却板251为具有预定厚度的圆板，且具有与基板W相应的、或是比基板W大的半径。在冷却板251的上表面放置基板W。在冷却板251的内部形成有冷却流路（未图示）。冷却流路设于冷却板251的各区域，是供冷却流体循环的通路。冷却流体通过冷却流体供应管线（supply line）253而朝向冷却流路流入，且在沿冷却流路循环之后，通过冷却流体供应管线253而回收。在冷却流体循环期间，冷却板251和基板W会被冷却。
在冷却板251形成有销孔252。销孔252形成有多个从冷却板251的上表面朝向底面设置的贯通孔。依据实施例，销孔252形成有三个，且配置成三角形状。
升降销255位于销孔252内。升降销255可以利用驱动部（未图示）的驱动沿着销孔252而朝向上下方向移动。升降销255在基板W的装载（loading）/卸载（unloading）时，朝向上下方向移动，而在基板W的冷却制程时位于销孔252内。
调整推杆260在基板W冷却制程完成之后，推动基板W以整齐排列位置。调整推杆260包括第1推杆至第3推杆261、262、263及驱动部（未图示）。
第1推杆至第3推杆261、262、263可以在冷却板251的上面配置成三角形状。第1推杆至第3推杆261、262、263分别位于基板W的外侧。
驱动部使第1推杆至第3推杆261、262、263移动。驱动部如图8所示使第1推杆261和第2推杆262朝向冷却板251的中心方向进行第1次移动，然后如图9所示使第3推杆263朝向冷却板251的中心方向进行第2次移动。
基板W的一侧部被第1推杆261和第2推杆262推动，而朝向第3推杆263侧进行第1次移动，然后另一侧部被第3推杆263推动而进行第2次移动从而位于整齐排列地点。在基板W位置整齐排列之后，升降销255进行升降，基板W从冷却板251卸载。
若再次参照图1，则制程室300在第1方向X位于框架210的后方。制程室300可提供有多个，且可以在第2方向Y配置成一排。制程室300提供执行对基板的制程处理的空间。在制程室300的一侧壁形成有开口（未图示）。开口为基板在框架210的内部与制程室300的内部之间进行出入的通路。开口可经由门（未图示）来开闭。在制程室300内执行用以制造半导体或是平板显示面板的多种制程。依据实施例，在制程室300内可以执行灰化（ashing）制程、或是蚀刻（etching）制程。对于这些制程，使制程室300的内部减压至真空状态或是比常压低的压力来执行。制程室300的内部压力调节，经由与形成于制程室300的排气孔连结的真空泵（未图标）的驱动来进行。近年来，因真空泵的性能的提高，而不需要花太长时间将制程室300的内部维持为真空。因此，即便制程室300的内部因与框架210的内部的连通而维持常压状态，也可迅速地减压至真空状态。
上述的基板处理装置10与专利文献1所揭示的基板处理装置有所不同，不具备负载锁定室和转运室（transfer chamber）。因而，装置10可小型化，且可减少装置10的整体面积。
以下，对利用上述的基板处理装置来处理基板的方法加以说明。
基板处理方法包括基板拉出步骤、调整步骤、制程处理前步骤、制程处理步骤、冷却步骤及基板收纳步骤。
基板拉出步骤中，驱动转运机器人220的机械手221以拉出收纳于卡匣C中的基板W。
调整步骤中，转运机器人220将基板W转运至调整室230的内部，且在调整室230内整齐排列基板W的位置。转运机器人220将基板W放置于第1及第2衬垫235、241。调整推杆245朝向支撑板231的中心方向移动而推动基板W。基板W被紧贴于第1衬垫235的第1上端部237的内侧面238而位置被整齐排列。
制程处理前步骤中，使转运机器人220拾取调整步骤完成后的基板W并转运至制程室300的内部。
制程处理步骤中，将制程室300的内部减压至真空状态，且将制程气体提供至制程室300的内部以处理基板W。在制程处理步骤中基板W被加热至高温。制程处理步骤完成之后，制程室300的内部的压力上升并维持常压状态，门被开放。转运机器人220拉出基板W并转运至冷却室250的内部。
冷却步骤中，冷却制程处理完成后的基板W。基板W从转运机器人220传递至升降销255，且经由升降销255的下降而放置于冷却板251。通过冷却流体供应管线253将冷却流体供应至冷却流路，冷却流体循环于冷却流路，将基板W予以冷却。在基板W的冷却完成之后，第1推杆261和第2推杆262朝向冷却板251的中心方向进行第1次移动而推动基板W的一侧部。然后，第3推杆263朝向冷却板251的中心方向进行第2次移动而推动基板W的另一侧部。经由此过程，可整齐排列基板W的位置。然后，升降销255上升并从冷却板251拾取基板W。转运机器人220从升降销255接收基板W。
基板收纳步骤中，使转运机器人220转运基板W并将基板W装载于卡匣C内。
按照上述的基板处理方法，由于是使单一的转运机器人220将基板W在卡匣C与制程室300之间转运，所以转运路径变短，且基板W在多个单元之间的传递最少化而可缩短制程时间。制程时间缩短可提高装置整体的制程处理效率。
图10为表示本发明的另一实施方式的基板处理装置的剖视图。
参照图10，调整室230a、230b和冷却室250a、250b朝向第2方向Y而分别位于转运机器人220的两侧。依据实施例，在框架210内分别提供有一对调整室230a、230b和一对冷却室250a、250b。调整室230a、230b和冷却室250a、250b并排地沿侧方向配置。
以上的详细说明只不过是例示本发明而已。并且，上述内容为显示本发明的较佳的实施方式，本发明可以在多种的其它组合、变更及环境下使用。亦即，在本说明书所揭示的发明概念的范围、与上述揭示内容均等的范围及/或本领域的技术或知识的范围内进行变更或修正。上述的实施方式说明用以体现本发明的技术思想的最佳状态，其亦能够进行在本发明的具体适用领域及用途下所要求的多种变更。因而，以上发明的详细说明不得将本发明限制于所揭示的实施方式中。并且，所附申请专利范围应解释为亦包括其它的实施方式。

Claims (11)

1.一种基板处理装置，其特征在于，包括：
装载端口，其供收纳有基板的卡匣放置；
制程室，其执行对基板的制程处理；
框架，其提供于上述装载端口与上述制程室之间，且在内部形成有空间；
转运机器人，其位于上述框架的内部，在上述卡匣与上述制程室之间转运基板；调整室，其提供于上述框架的内部，供基板的位置整齐排列；
冷却室，其提供于上述框架的内部，供制程完成后的基板冷却；
支撑板，其位于上述调整室内；
第1衬垫，其固定于上述支撑板的上表面，供基板放置，上述第1衬垫具有：第1主体，其供基板放置；以及第1上端部，其从上述第1主体朝向上部突出，且内侧面具有与基板的曲率半径相应的曲率半径；
第2衬垫，其固定于上述支撑板的上表面，供基板放置，上述第2衬垫具有：第2主体，其供基板放置；以及第2上端部，其从上述第2主体朝向上部突出，且内侧面具有比基板的曲率半径大的曲率半径；以及
第1调整推杆，其位于上述支撑板的上表面，朝向上述支撑板的中心方向移动而推动基板，上述第1调整推杆推动基板以使基板的侧部紧贴于上述第1上端部的内侧面。
2.根据权利要求1所记载的基板处理装置，其特征在于，
上述转运机器人、上述调整室及上述冷却室位于同一空间。
3.根据权利要求1所记载的基板处理装置，其特征在于，
上述调整室和上述冷却室沿上下方向层叠。
4.根据权利要求1所记载的基板处理装置，其特征在于，
上述调整室和上述冷却室沿水平方向并排地配置。
5.根据权利要求1所记载的基板处理装置，其特征在于，
上述装载端口、上述转运机器人及上述制程室依次配置成一排，
上述调整室和上述冷却室，从将上述装载端口、上述转运机器人及上述制程室配置成一排所成的线脱离而配置。
6.根据权利要求1所记载的基板处理装置，其特征在于，还包括：
冷却板，其位于上述冷却室的内侧，且内部形成有冷却流路；
多个升降销，它们沿着形成于上述冷却板的销孔朝上下方向移动；以及
第2调整推杆，其将放置于上述冷却板的基板的侧部向上述冷却板的中心方向推动而整齐排列基板位置。
7.根据权利要求6所记载的基板处理装置，其特征在于，
上述第2调整推杆包括：
第1推杆至第3推杆，它们沿着上述冷却板的周边而相互离开地配置；以及
驱动部，其驱动上述第1推杆至上述第3推杆，以使上述第1推杆和上述第2推杆向上述冷却板的中心方向对基板的一侧部进行第1次推动，并且使上述第3推杆向上述冷却板的中心方向对基板的另一侧部进行第2次推动。
8.一种基板处理方法，其特征在于，
包括：
基板拉出步骤，拉出被收纳于卡匣中的基板；
制程处理前步骤，将基板提供至制程室的内部；以及
基板收纳步骤，使制程处理完成后的基板收纳于上述卡匣；
上述基板拉出步骤、上述制程准备步骤及上述基板收纳步骤中的基板，经由同一转运机器人来转运；
调整步骤，在提供基板于上述制程室的内部之前，先将基板提供至内部具有支撑板的调整室内以整齐排列基板位置；
冷却步骤，将从上述制程室拉出的基板提供至冷却室的内部，以冷却制程处理完成后的基板；其中，上述调整步骤包括：
在提供于上述支撑板的上表面的第1衬垫上放置基板的步骤，其中，上述第1衬垫具有：供基板放置的第1主体；以及第1上端部，其从上述第1主体朝向上部突出，且内侧面具有与基板的曲率半径相应的曲率半径；
在提供于上述支撑板的上表面的第2衬垫上放置基板的步骤，其中，上述第2衬垫具有：第2主体，其供基板放置；以及第2上端部，其从上述第2主体朝向上部突出，且内侧面具有比基板的曲率半径大的曲率半径；
使位于上述支撑板的上表面的第1调整推杆朝向上述支撑板的中心方向移动来推动上述基板，以使上述基板的侧部紧贴于上述第1上端部的内侧面的步骤。
9.根据权利要求8所记载的基板处理方法，其特征在于，
上述调整室与上述制程室之间的基板转运，经由上述转运机器人来进行。
10.根据权利要求9所记载的基板处理方法，其特征在于，
上述制程室与上述冷却室之间的基板转运，经由上述转运机器人来进行。
11.根据权利要求10所记载的基板处理方法，其特征在于，
上述冷却步骤中，在冷却板的上表面放置基板，使沿着上述冷却板的周边而离开地配置的第1推杆和第2推杆朝向上述冷却板的中心方向移动而对基板的一侧部进行第1次推动，并且使第3推杆朝向上述冷却板的中心方向移动而对基板的另一侧部进行第2次推动，以整齐排列基板的位置。
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