KR100274125B1 - 기판회전처리방법 및 회전식 기판처리장치 - Google Patents

Abstract

기판을 지지하는 지지부재와 기판의 외주단면에 맞닿아 수평방향의 이등을 규제하는 규제부재를 가지는 기판유지부재의 주위에 기판유지부재에 지지된 기판을 존재여부를 검출하는 기판 존재여부센서를 설치하고, 동시에 평면시야에서 투광궤적이 기판유지부재에 지지된 기판에 중복됨과 동시에 평행이 아닌 광을 수평방향으로 투사하는 투광기와, 그 투사된 광을 수광하는 수광기를 설치하고, 상기 기판존재여부센서와 수광기 각각에서의 신호를 마이크로컴퓨터에 입력하여 그들 신호에 의거하여 기판이 정상으로 유지되어 있는지 아닌지를 판단한다(또한, 기판유지부재에 지지된 기판의 표면을 향하여 투광기에서 광빔을 조사하여 기판의 표면에서 반사시키고 그 반사된 광빔이 수광기에서 수광되는지 아닌지에 의해, 기판이 정상인 자세로 유지되어 있는지 아닌지를 판단한다). 상기 판정을 기판이 기판유지부재에 반입되어 지지된 비회전상태에서 행하고, 기판이 정상인 자세로 유지되어 있다고 판단되면, 기판유지부재를 연직축심 주위에서 회전시켜 기판에 소정의 기판처리를 행한다.

Description

기판회전처리방법 및 회전식 기판처리장치

제1도는 본 발명에 관한 회전식 기판처리장치의 제1실시예를 나타내는 전체 개략측면도.

제2도는 제1실시예의 전체 개략평면도.

제3(a)도, 제3(b)도는 기판지지상태를 나타내는 주요부 측면도.

제4(a)도, 제4(b)도는 기판지지상태를 나타내는 주요부 측면도.

제5도는 본 발명에 관한 회전식 기판처리장치의 제2실시예를 나타내는 전체 개략평면도.

제6도는 본 발명에 관한 회전식 기판처리장치의 제3실시예를 나타내는 전체 개략측면도.

제7도는 제3실시예의 개략평면도.

제8도는 제3실시예에 의한 판정기준을 설명하기 위한 도면.

제9(a),(b),(c)도는 본 발명에 관한 회전식 기판처리장치의 제4실시예를 나타내는 개략 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 기판유지부재 5 : 지지부재

6 : 규제부재 8 : 투광기

9 : 수광기 10 : 기판존재여부센서

11 : 투광기 12 : 수광기

13 : 마이크로컴퓨터 15 : 반사부재

P : 연직방향의 축심 T : 투광궤적

W : 기판

본 발명은 반도체웨이퍼나 액정표시장치용 글라스기판, 포토마스크용 기판이나 광디스크용등의 기판을 지지부재와 규제부재를 포함한 기판유지부재로 유지하고, 그 유지자세가 적정한가 아난가를 확인한 후 기판유지부재를 연직방향의 축심 주위로 회전시키는 것에 의해 순수등의 세정액을 공급하여 기판을 세정하든지, 기판상에 포토레지스트등의 도포액을 공급하여 도포액 피막을 형성한다든지, 기판상에 현상액을 떨어뜨려 현상을 행하는 등의 기판회전처리방법과 그 방법을 양호하게 실시하는 회전식 기판처리장치에 관한 것이다.

스핀코터, 스핀디벨로퍼, 스핀스크라이버등 회전식 기판처리장치에서는 기판이 올바른 자세로 기판유지부재에 유지되지 않고, 기울어진다든지, 규제부재상에 얹혀진다든지 하면 회전에 따라 기판이 기판유지부재에서 떨어져 이탈해 파손될 위험이 있다.

그 때문에, 기판을 처리하기 위한 회전에 앞서 기판을 기판유지부재로 지지시킨 직후에 그 유지자세가 적정한가 아닌가를 판별할 필요가 있었다.

그래서, 종래에는 예를들면 일본특허공개 평2-86144호 공보나 일본실용공개 평6-29131호 공보에 개시되어 있는 기술에 의해 기판의 유지자세가 적정한가 아닌가를 판별하고 있었다.

이 종래 기술은 기판을 사이에 둔 상하의 한쪽에 광빔을 투사하는 투광기를 설치하고, 다른쪽에 투광기에서의 광빔을 수광해서 수광신호를 출력하는 수광기를 설치하며, 기판이 정상적인 자세로 기판유지부재에 지지되어 있을 때에는 기판을 1회전시키는 사이에 기판에 의해 투광기와 수광기의 광축이 항상 차단되도록 배치하고, 기판을 저속으로 1회전시켜 그 1회전의 사이에 수광신호의 출력이 있는가 어떤가에 따라 기판유지부재로 기판의 유지자세가 적정한가 어떤가를 판별하도록 구성되어 있다.

즉, 정상적인 자세라면 1회전 사이에 통과한 광빔이 기판에 의해 차광되기 때문에 수광신호의 출력이 없고, 반대로 정상적인 자세가 아닌 경우에는 기판이 1회전하는 동안 적어도 1개 장소에서 투광기에서의 광빔이 수광기에서 수광되어 수광기에서 수광신호가 출력되게 되어 수광신호의 출력의 유무에 따라 기판의 유지자세가 적정한가 어떤가를 판별할 수 있는 것이다.

그러나, 이 종래기술에 의하면 상술한 바와 같이 기판의 유지자세가 적정한가 어떤가를 판별하기 위해 기판을 기판유지부재상에 반입한 후 그 기판을 저속으로 1회전시키지 않으면 안되어 판별처리에 장시간을 요하는 결점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 기판을 기판유지부재상에 반입한 후, 순간적으로 기판의 유지자세가 적정한가 어떤가를 판별할 수 있는 기판회전처리방법과 회전식 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 이와 같은 목적을 달성하기 위해 다음과 같은 구성을 채택한다.

즉, 본 발명에 관한 제1기판회전처리방법은, 기판을 기판유지부재로 유지시켜 연직방향의 축심 주위로 회전시키고, 상기 기판에 소정의 기판처리를 행하는 기판회전처리방법에 있어서, 상기 방법은 이하의 요소를 포함한다.

기판을 지지하는 지지부재와 상기 기판이 외주단면에 맞닿아 수평방향의 이동을 규제하는 규제부재를 가지는 기판유지부재에 상기 기판이 반입되어 지지된 비회전상태에서, 평면시야에서 상기 유지부재에 지지된 기판에 중복함과 동시에 서로 평행하지 않고, 또 수평방향으로 복수의 투광궤적을 가지는 광을 상기 기판유지부재의 주위에서 투사하고, 그 광을 상기 기판유지부재의 주위에서 수광한 수광기에서의 신호와, 상기 기판유지부재에 지지된 기판의 존재여부를 검출하는 기판존재여부 센서에서의 신호에 기초해서 상기 기판이 상기 기판유지부패에 정상적으로 유지되어 있는가 아닌가를 판단하는 유지자세 확인과정; 상기 기판이 상기 기판유지부재에 정상적으로 유지되어 있다고 판단되면 상기 기판유지부재를 연직방향의 축심 주위로 회전시켜 상기 기판에 소정의 기판처리를 행하는 기판처리과정.

이 제1방법에 의하면, 기판처리과정에 앞서 행해지는 유지자세 확인과정에 있어서, 기판이 기판유지부재상에 반입되어 지지되는데에 따라 기판존재여부 센서에 의해 기판이 존재하고 있는가 어떤가를 검출한다. 그것과 동시에 기판의 존재를 검출한 상태에서 수광기에서의 수광상태에 기초하여 그 수광광량인 설정치보다 적던가 수광되지 않았던 복수 투사광의 어느 것에 있어서 기판에 의한 차광이 있을 때에는, 기판이 경사져 있다든지 규제부재상에 얹혀져 있는 등의 이상으로 판단하고, 한편 기판에 의 한 차광이 없다면 기판을 정상적으로 유지한 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 이 제1방법 에 의하면 기판을 회전시키지 않고 기판의 유지자세가 적정한가 어떤가를 순간적으르 판단할 수 있으므로 처리시간을 단축할 수 있다.

상기 제1기판회전처리방법을 실시하기 위한 제1회전식 기판처리장치는, 기판을 지지하는 지지부재와 상기 기판의 외주단면에 맞닿아 수평방향의 이동을 규제하는 규제부재를 가진 기판유지부재와, 상기 기판유지부재를 연직방향의 축심 주위로 회전시키는 회전수단과, 상기 기판유지부재에 지지된 기판의 존재여부를 검출하는 기판 존재여부 센서와, 상기 기판유지부재의 주위에 배치되어 평면시야에서 상기 기판유지부재에 지지된 기판에 중복함과 동시에 서로 평행하지 않고, 또 수평방향으로 복수의 투광궤적을 가지는 광을 투사하는 투광기와, 상기 기판유지부재의 주위에 배치된 상기 투광기와 쌍인 수광기와, 상기 기판존재여부 센서와 상기 수광기 각각의 신호에 기초해서 상기 기판이 상기 기판유지부재에 정상적으로 유지되어 있는가 아닌가를 판단하는 유지자세 확인수단과, 상기 기판유지부재에 유지된 기판에 소정의 기판처리를 시행하기 위한 기판처리기구에 의해 실현할 수 있다.

또, 투광기 및 수광기를 복수쌍으로 구성하면, 기판의 유지자세가 정상인가 아닌가의 판단이 확실하게 행할 수 있다.

또한, 투광기 및 수광기를 단수쌍으로 구성하여, 투광기에서의 투사광을 수광기에 입사하도록 구성된 반사재부를 구성하면 기판의 유지자세가 정상인가 아닌가의 판단을 간단한 구성으로 행할 수 있다.

한편, 상기 제1 기판회전처리방법에 있어서, 상기 유지자세 확인과정 에서 상기 기판이 상기 기판유지부재에 정상으로 유지되어 있지 않다고 판단되면 경보를 발하는 경보과정을 포함하고 있으면 기판의 유지가 정상이지 않다는 것을 작업자등에 알릴 수가 있고, 기판이 기판유지 부재에 정상으로 유지되어 있지 않은 상태에서 기판처리과정이 실행되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 제2 기판회전처리방법은, 기판을 기판유지부재로 유지시켜, 연직 방향의 축심주위로 회전시키고, 상기 기판에 소정의 기판처리를 행하는 기판회전처리방법으로서, 상기 방법은 이하의 요소를 포함한다.

기판을 지지하는 지지부재와 상기 기판의 외주단면에 맞닿아 수평방향의 이동을 규제하는 규제부재를 가지는 기판유지부재에 지지된 비회전상태의 기판을 향해 광빔을 조사하여 상기 기판의 표면에 반사시키고, 반사된 광빔이 수광기에 수광되는가 않되는가에 따라 상기 기판이 상기 기판 유지부재에서 정상으로 유지되어 있는가 아닌가를 판단하는 유지자세 확인과정; 상기 기판이 상기 기판유지부재에 정상으로 유지되어 있다고 판단되면, 상기 기판유지부재를 연직방향의 축심주위에서 회전시켜 상기 기판에 소정의 기판처리를 행하는 기판처리과정.

상기 제2 방법에 의하면, 기판처리과정에 앞서 행해지는 유지자세확인과정에 있어서, 기판이 정상으로 유지되어 있는 경우에는 기판의 표면에서 반사된 광빔이 수광기에서 검출되고, 한편, 기판이 정상으로 유지되어 있지 않은 경우에는 기판의 표면에 반사된 광빔이 수광기에서 검출되지 않으므로, 수광기의 수광상태에 따라 기판의 유지자세가 정상인가 아닌가를 판단할 수 있다. 따라서, 이 제2 방법에 의해서도 기판을 회전시키지 않고, 기판 유지자세가 정상인가 아닌가를 판단할 수 있어 처리시간을 단축할 수 있다.

상기 제2 기판회전처리방법을 실시하기 위한 제2 회전식 기판처리장치는, 기판을 지지하는 지지부재와 상기 기판의 외주단면에 맞닿아 수평방향의 이동을 규제하는 규제수단을 가지는 기판유지부재와, 상기 기판유지부재를 연직방향의 축심주위에서 회전시키는 회전수단과, 상기 기판유지부재에 지지된 비회전상태의 기판을 향해 광빔을 조사하여 상기 기판의 표면에서 반사시키는 투광기와, 상기 반사된 광빔을 수광하기 위한 수광기와, 상기 반사된 광빔이 상기 수광기에서 수광되는가 아닌가에 따라 상기 기판이 상기 기판 유지부재에 정상으로 유지되어 있는가 아닌가를 판단하는 유지자세확인수단과, 상기 기판유지부재에 유지된 기판에 소집의 기판처리를 행하기 위한 기판처리기구에 의해 실현할 수 있다.

한편, 상기 제2 기판회전처리방법에 있어서도, 상기 유지자세 확인과정에서 상기 기판이 상기 기판유지부재에 정상으로 유지되어 있지 않다고 판단되던 경보를 발하는 경보과정을 포함하고 있으면, 기판의 유지가 정상이 아닌것을 작업자등에 알릴수가 있고, 기판이 기판유지부재에 정상으로 유지되어 있지 않은 상태에서 기판처리과정이 실행되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 제2 기판회전처리방법에 있어서, 상기 유지자세 확인과정에서, 상기 기판유지 부재에 지지된 비회전상태의 기판의 상면과 하면을 향해 제1과 제2 광빔을 각각 조사하여 상기 기판의 상면과 하면에서 각각 반사시키고, 반사된 제1과 제2 광빔이 각각의 제1과 제2 수광기에서 수광되는지 아닌지에 의해 상기 기판이 상기 기판유지부재에 정상으르 유지되어 있는가 아닌가를 판단하게 하면, 기판이 정상인 자세에서 유지되어 있는지 아닌지를 판단할 수 있음과 동시에 기판의 어느면이 경면인지를 식별할 수도 있다.

한편, 이것은 상기 제2 회전식 기판처리장치에 있어서, 상기 투광기를 상기 기판유지부재에 지지된 비회전상태의 기판의 상면과 하면을 향해 제1과 제2 광빔을 각각 조사하여 상기 기판의 표면에서 반사시키는 제1과 제2 투광기로 구성함과 동시에 상기 수광기를 상기 반사된 상기 제1과 제2 광빔을 각각 수광하기 위한 제1과 제2 수광기로 구성하고, 또 상기 유지자세 확인수단을 상기 제1과 제2 수광기에서의 수광상태에 의해, 상기 기판이 상기 기판유지부재에 정상으로 유지되어 있는지 아닌지를 판단하도록 구성하는 것으르 실현할 수 있다.

또한, 상기 제2 기판회전처리방법에 있어서, 상기 유지자세 확인과정에서 사이즈가 다른 N종류(N은 2이상의 정수)의 기판을 자각 높이를 다르게 하여 지지 가능한 기판유지부재에 소정의 사이즈의 기판이 그 기판의 사이즈에 따른 높이 위치에서 지지된 비회전상태에서 그 기판을 향해 N개의 광빔을 조사하여 상기 기판의 표면에서 반사시키고, 반사된 N개의 광빔이 각각에 대응하는 수광기에서 수광되는지 안되는지에 따라 상기 기판이 상기 기판유지부재에 정상으로 유지되어 있는지 아닌지를 판단하도록 하면, N개의 광빔의 수광상태에 따라 각 사이즈의 기판이 정상으로 유지되어 있는지 아닌지를 판단할 수 있음과 동시에 어떤 사이즈의 기판이 유지되어 있는지를 식별할 수도 있다. 한편, 이것은 상기 제2 회전식 기판처리장치에 있어서, 상기 기판유지부재를 사이즈가 다른 N종류(N은 2이상의 정수)의 기판을 각각 높이를 바꾸어 지지 가능하게 구성하고, 상기 투광기를 각 사이즈의 기판의 지지높이에 대응시켜 배열설치된 N개의 투광기로 구성함과 동시에, 상기 수광기를 각 사이즈의 기판의 지지높이에 대응시켜 배열설치된 N개의 수광기로 구성하며, 또 상기 유지자세확인수단을 상기 기판유지부재에 소정 사이즈의 기판이 그 기판의 사이즈에 따른 높이 위치에서 지지된 비회전상태로 그 기판을 향해 상기 각 투광기에서 N개의 광빔이 조사되어 상기 기판의 표면에서 반사된 N개의 광빔이 각각의 수광기에서 수광되는지 아닌지에 따라 상기 기판이 상기 기판유지부재에 정상으로 유지되어 있는지 아닌지를 판단하도록 구성하는 것으로 실현할 수 있다.

본 발명을 설명하기 위해 현재 바람직하다고 생각되는 몇개의 형태가도시되어 있지만, 본 발명은 도시되어 있는 구성 및 방법에 한정되는 것은 아님을 이해해야 된다.

이하, 본 발명의 적합한 실시예를 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

[제1 실시예]

이 제1실시예는 제1 기판회전처리방법 및 제1 회전식기판처리장치(청구항 1, 2, 7, 8, 9, 11)에 대응하는 실시예이다.

제1도 및 제2도에 나타내는 바와 같이 회전수단으로서 전종모터(1)의 구동축(2)의 상단에 연직방향의 축심 주위에서 일체 회전가능하게 기판유지부재(3)가 설치되어 있다.

기판유지부재(3)는 회전대(4)상에 기판(W)의 외주끝테두리의 하부를 을려놓고 지지하는 지지부재(5)를 둘레 방향으로 소정 간격을 두고 설치함과 동시에, 각 지지부재(5) 각각의 상단에, 기판(W)의 외주단면에 맞닿게 하여 수평방향의 이동을 규제하는 규제부재(6)를 돌출설치하여 구성되어 있다. 도시하지는 않았지만 회전대(4)에는 그 회전축심을 중심으로 하는 지름방향으로 소정 간격을 두고, 지지부재(5)를 바꾸어 붙일수 있게 설치구멍이 부설되어 있으며, 제3(a)도, 제3(b)도의 주요부 측면도에 나타내는 바와 같이, 큰 사이즈의 기판(W)을 지지하는 경우 [제3(a)도]와, 작은 사이즈의 기판(W)을 지지하는 경우 [제3(b)도]에 대응될 수 있도록 구성되어 있다. 상기 지지부재(5)와 규제부재(6)는 회전대(4)에 개별로 설치되는 것이라도 된다.

기판지지부재(3)의 주위를 덮도록 컵(7)이 승강 가능하게 설치되고, 순수에 의한 세정처리등 각종의 처리를 할때 컵(7)을 상승하여 기판지지부재(3)의 주위를 덮어, 처리액이 원심력으로 비산하는 것을 방지할 수 있도록 구성되어 있다.

컵(7) 보다도 수평방향 외측방이며, 또 규제부재(5)의 상단보다 상방이 되는 소정 장소에 투광방향이 약간 경사진 하방으로 향하도록 투광기(8)가 설치되고, 한편 컵(7) 보다도 수평방향 외측방이며, 또 규제부재(5)의 상단보다 하방이 됨과 동시에 기판유지부재(3)를 사이에 두고 상기 투광기(8)와 대응하는 장소에 상기 투광기(8)에서 투사된 광을 받는 수광기(9)가 설치되어 기판유지부재(3)에 지지된 기판(W)의 존재여부를 검출하는 기판존재여부센서(10)이가 구성되어 있다.

또한, 컵(7)보다도 수평방향 외측방이며, 또 지지부재(5)의 상단보다 상방이 됨과 중시에 기판(W)의 회전방향으로 약 1/4회전분 만큼 위치를 다르게 한 소정장소에, 수평방향으로 광을 투사하는 투광기(11, 11)가 설치되고, 한편 기판유지부재(3)을 사이에 두고 상기 투광기(11,11) 각각과 대응하는 장소에 상기 투광기(11, 11) 각각에서 주사된 광을 받는 수광기(12, 12)가 설치되며, 그 투광궤적(T, T)이 평면시야에서 기판 유지부재(3)에 지지된 기판(W)에 중복함과 동시에 十자상으로 교차(평행이 아님)하도록 구성되어 있다. 이들 투광기(11, 11) 각각은 전체로서 기판(W)의 두께 이상의 상하폭으로 광을 투사함과 동시에 그 상하폭내에 복수개의 투광부를 가지도록 구성되어 있다. 수광기(12, 12) 각각도 이와 같이 하여 복수개의 수광부를 가지드록 구성되어 있다.

상기한 투광기(8, 11, 11) 및 수광기(9, 12, 12) 각각이 유지자세 확인수단으로서 마이크로컴퓨터(13)에 접속됨과 동시에, 마이크로컴퓨터(13)에 부저나 점멸램프등의 경보장치(경보 수단)(14)가 접속되어 있다.

마이크로컴퓨터(13)에서는 기판(W)의 반입주에 상기한 투광기(8, 11, 11)에서 광을 투사시키고 그것에 대응하여 각 수광기(9, 12, 12)에서의 신호를 받아, 그들의 수광상태에 의거하여 기판(W)의 정상유지 여부를 판단하도록 되어 있다.

즉, 제4(a)도에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 일부가 규제부재(5)상에 올려져, 지지부재(5)에 의해 경사상태에서 기판지지부재(3)에 지지되어 있을때는 유지 자세화인용의 수광기(12, 12)의 적어도 어느 한쪽과 수광광량이 감소한다. 또한, 제4(b)도에 나타내는 바와 같이, 기판(W)이 규제부재(6)상에 온려지고, 지지부재(5)에 의한 지지위치보다 높은 위치에서 지지되어 있을때는 유지자세확인용 수광기(12, 12)의 양쪽 수광광량이 감소한다. 그리고, 제3(a)도, 3(b)도에 나타내는 바와같이 기판(W)이 지지부재(5)에 정상인 위치에 지지되어 있는 경우에는 유지자세 확인용 수광기(12, 12)의 어느쪽도 수광광량이 감소하지 않는다.

따라서, 기판존재여부센서(10)를 구성하는 수광기(9)에서 차광상태의 신호가 입력됨에 따라 기판(W)이 존재하는 것을 검출하고, 또 유지자세 확인용 수광기(12, 12)의 어느쪽에 있어서도 차광이 없어 설정량 이상의 수광광량이 있는 것에 의거하여 기판(W)을 정상으로 유지한 것을 판단할 수 있다. 여기에서, 기판(W)이 정상으로 유지되어 있지 않다고 판단하였을때는 경보장치(14)에 경보신호를 출력하여 경보를 발생시켜 기판(W)이 정상으로 유지되어 있지 않은 것을 작업자에게 알릴 수 있다.

이 회전식 기판처리장치를 이용한 기판회전처리방법은, 기판(W)을 회전식기판처리장치에 반입한 후 기판(W)의 유지자세가 확인되고 기판(W)이 정상으로 유지되어 있지 않다고 판단하였을때는 경보를 발생시켜 처리를 중단하고, 한편 정상이라고 판단하였을때는 전동모터(1)를 구동하여 기판유지부재(3)를 연직 축심주위에서 회전시켜, 기판처리기구(100)를 이용하여 기판(W)에 소정의 기판처리(세정처리나 포토레지스트의 도포처리, 현상처리등)가 행해진다.

한편, 기판처리기구(100)는 예를들면 스핀코터의 경우에는 기판(W)에 포토레지스트액등의 도포액을 토출하는 도포액토출 노즐이며, 스핀디벨로퍼의 경우에는 기판(W)에 현상액을 토출하는 현상액 토출노즐이며, 스핀스크라이버의 경우에는 기판(W)에 세정액을 공급하는 세정액 노즐이나 브러쉬등의 세정구이다. 또한, 제2도 및 후술하는 제5도에서는 기판처리기구(100)인 세절액노즐을 도시하고 있다.

상기 기판회전처리방법의 일예를 기판(W)을 세정처리하는 시스템을 예로 들어 간단히 설명하면, 다음과 같다.

즉, 카세트에서 기판(W)을 빼내고 기판반전 유니트에 공급하여 기판(W)을 반전한다. 반전한 기판(W)을 회전식 기판처리장치에 반입한 후, 기판(W)의 정상유지상태를 확인한다. 여기에서, 기판(W)이 정상으로 유지되어 있지 않다고 판단하였을 때는 경보를 발생시켜 처리를 중단한다. 한편, 정상이라고 판단하였을때는 컵(7)을 상승시킴과 동시에 기판(W)을 회전하고, 세정액을 공급하여 세정처리를 한다. 세정처리후에 컵(7)을 하강하고, 처리기판(W)을 기판반전유니트에 공급하여 원래의 자세로 되돌리며, 그 기판(W)을 회전식 기판처리장치에 공급하여 행하게 세정처리하고, 최종적으로 기판(W)의 양면을 세정하고나서 카세트에 되돌린다.

이와같은 처리공정에 있어서, 회전식 기판처리장치에 기판(W)을 반입하여 기판유지부재(3)로 지지시킨 후, 기판(W)(기판유지부재 3)을 회전시키지 않고, 기판(W)이 기판유지부재(3)에 반입되어 지지된 그 상태로 기판(W)이 적정한 자세로 유지되어 있는지 아닌지를 즉시 판단할 수 있어, 기판(W)의 기판처리공정에 필요한 시간을 단축할 수 있게 된 것이다.

비교실험의 결과, 종래기술에 의해 기판(W)을 1회전시켜 적정한 자세로 유지되어 있는지 아닌지를 판단하는 경우, 그 판단처리는 8인치 웨이퍼에서 7초, 6인치 웨이퍼에서 4초를 필요로 하였지만, 상기 실시예에 의하면 기판(W) 사이즈의 대소에 관계없이 모두 1초로 유지자세를 확인할 수 있다는 것을 알았다.

[제2 실시예]

이 제2실시예도, 제1 기판회전처리방법 및 제1회전식기판처리장치(단 청구항 1, 2, 7, 8, 10, 11)에 대응하는 실시예이다.

제5도에 나타내는 바와 같이 유지자세확인용 투광기(11) 및 수광기(12)를 모두 1개(1쌍)로 하고, 거울이나 경면부재등의 반사부재(15)를 이용하여 상기 투광기(11)에서의 광을 반사부재(15)에 투사하고, 그 반사부재(15)에서 반사한 광을 상기 수광기(12)로 받게 하며, 투광기(11)에서 반사부재(15)에 이르는 평면시야에서 투팡궤적(T)과, 반사부재(15)에서 수광기(12)에 이르는 평면시야에서의 투광궤적(T)이 서로 평행하게 되지 않도록 구성되어 있다. 다른 구성은 제1실시예와 같으며, 동일 도면 번호를 붙이는 것에 의해 그 설명은 생략한다.

상기 제2실시예에 의하면, 반사부재(15)를 부가하는것 만으로 투광기 및 수광기를 1개로 할 수 있고, 부재수를 적게 할 수 있음과 동시에 마이크로 컴퓨터(13)에서 처리하는 변수도 적게 할 수 있어 구성이 간단해지며, 장치를 저가로 제작할 수 있는 이점을 가지고 있다.

한편, 상기 제1, 제2 실시예에 있어서, 유지자세 확인수단을 구성하는데, 상술한 바와 같은 마이크로컴퓨터(13)를 이용하지 않고, 예를들면 각 수광기(9, 12) 각각에 있어서 수광상태를 1, 차광상태를 0으로 하고, 기판존재여부센서(10)를 구성하는 수광기(9)에서의 신호를 NOT회로에 입력하여 반전하고, 상기 NOT회로에서의 출력신호와, 유지자세확인용 수광기(12)에서의 신호를 AND 회로에 입력하여 AND회로에서의 출력에 의해 기판(W)이 적정 한 자세로 유지되어 있는지 아닌지를 판단함과 동시에 경보장치(14)를 기동하도록 구성하여도 된다.

[제3 실시예]

이 제3실시예는 제2 기판회전처리방법 및 제2 회전식기판처리장치(청구항 3, 4, 5, 12, 13, 14)에 대응하는 실시예이다.

한편, 구성상 제1, 제2실시예와 공통하는 부분은 제1도 내지 제5도와 같은 번호를 붙이고 그 설명은 생략한다.

제6도 내지 제7도에 나타내는 바와 같이, 기판유지부재(3)의 주변에는 기판(W)을 포함하는 수평면보다 상방측에 제1투광기(21)와 제1 수광기(22)로 구성되는 제1 반사형 광센서가 설치되어 있다. 또한, 기판(W)을 포함하는 수평면 보다 하방측에는 제2 투광기(31)와 제2 수광기(32)로 구성되는 제2 반사형 광센서가 설치되어 있다. 제1, 제2 투광기(21, 31)로서는 확산하지 않는 광빔을 출사하는 것이 바람직하며, 특히 레이저 발진기를 이용하는 것이 바람직하다.

이 제3실시예에서는 각종 제어를 행하는 콘트롤러(40)를 가지고 있다. 이 콘트를러(40)는 전동모터(1)나, 제1, 제2 투광기(21, 31)의 광빔의 출사의 유무등을 제어하는 제어수단으로서의 기능을 가지고 있음과 동시에, 제1, 제2 수광기(22, 32)에서의 출력(검출 결과)에서 기판(W)의 유지자세가 정상인지 아닌지를 판단하는 유지자세 확인수단으로서의 기능을 가지고 있다. 콘트롤러(40)는, 예를들면 마이크로컴퓨터에 의해 구성된다.

그런데 기판(예를들면 반도체웨이퍼)(W)은 상하 2개의 표면중 한쪽만이 경면인 것이 보통이다. 기판(W)의 상면이 경면의 상태이고, 기판유지부재(3)상에 기판(W)이 정상인 자세로 유지되어 있는 경우에는 제1 반사형광센서의 투광기(21)에서 출사된 제1 광빔(L1)은 기판(W)의 상표면의 점(P)에서 반사하고, 제1 수광기(22)에 의해 수광된다. 한편, 기판(W)의 하면이 경 면의 상태이고, 기판유지부재(3)상에 기판(W)이 정상인 자세로 유지되어 있는 경우에는 제2 반사형광센서의 투광기(31)에서 출사된 제2 광빔(L2)은 기판(W)의 하표면에서 반사하고, 제2 수광기(32)에 의해 수광된다.

제1, 제2 수광기(22, 32)는 제6도, 제7도에 나타내는 바와 같이 기판(W)이 정상으로 유지된 상태에서의 반사광을 수광하는 위치에 배열 설치되 어 있다. 따라서, 기판(W)이 정상인 위치나 정상인 자세로 유지되어 있지 않은 상태, 예를들면 기판(W)이 기울어진 상태등에서는 기판(W)에서 반사된 광빔(L1, L2)은 제1, 제2 수광기(22),(32)에서 수광되지 않는다.

한편, 기판(W)이 기판유지부재(3)상에 정상으로 유지되어 있는 경우에는 기판유지부재(3)가 회전하여도 기판(W)의 표면에서 반사한 광빔(L1, L2)은 항상 제1, 제2 수광기(22, 32)에서 수광된다. 따라서, 기판(W)의 유지상태를 확인하기위하여 기판(W)(회전유지부재 3)을 회전시킬 필요는 없다.

제8도에 나타내는 표는 2개의 수광기(22, 32)의 수광상태에서 기판(W)의 유지상태를 판정하는 판정기준을 나타내고 있다. 이표에서 [ON]은 수광하고 있는 것을 나타내고, [OFF]는 수광하고 있지 않는 것을 나타내고 있다.

케이스 1에서는 제1수광기(22)가 ON이고 제2 수광기(32)가 OFF이며, 이 검출결과에서 기판(W)의 상면이 경면이라고 판단된다. 케이스 2에서는 제1 수광기(22)가 OFF이고 제2 수광기(32)가 ON이며, 이 검출결과에서 기판(W)의 하면이 경면이라고 판단된다. 한편, 케이스 1과 케이스 2에서는 모두 기판(W)이 정상인 자세로 유지되어 있는 것으로 판단된다. 케이스 3에서는 2개의 수광기(22, 32)가 모두 OFF이며, 기판(W)이 정상인 자세로 유지되어 있지 않다고 판단된다.

이와 같이, 2개의 반사형 광센서에 의해 기판(W)이 기판유지부재(3)에 정상인 자세로 유지되어 있는지 아닌지를 판단할 수 있고, 또한 기판(W)의 상하 양쪽의 표면이 정면인가를 판정할 수 있다.

한편, 기판(W)의 상면과 파면의 한쪽(예를들어 상면)이 경면인 상태만을 정상인 유지상태로 판단하는 경우에는 반사형 광센서는 1쌍 설치하는 것만으로 된다. 또한, 기판(W)의 상면과 하면의 어느쪽이 경면이라도 정상인 유지상태로 판단하는 경우에는 2개의 수광기(22, 32)의 검출결과의 논리합(OR)을 구하는 것에 의해 기판(W)이 정상으로 유지되어 있는지 아닌지를 판정하도록 하면 된다.

한편, 상기 반사형 광센서로서는 기판(W)의 표면을 향해 거의 수직방향으로 광빔을 조사하는 투광기와 그 광빔이 기판(W)의 표면에서 거의 수직방향으로 반사된 반사광을 수광하는 수광기로 구성된 것이라도 된다. 이와같이 광빔이 기판(W)에 대해 거의 수직으로 입사하도록 하여도 기판(W)이 정상인 자세에서 유지되어 있는지 아닌지를 판정할 수 있다.

[제4 실시예]

이 제4실시예도 제2 기판회전처리방법 및 제2 회전식 기판처리장치(단, 청구항 3, 4, 6, 12, 13, 15)에 대응하는 실시예이다.

제9(a),(b),(c)도에 나타내는 바와 같이 기판유지부재(3)의 위에 사이즈가 다른 3종류의 기판(W)(W1, W2, W3)을 유지하기 위하여, 3종류의 지지부재(5a, 5b, 5c) 및 규제부재(6a, 6b, 6c)가 설치되어 있다.

3종류의 지지부재(5a, 5b, 5c)중에서 내측에서 2번째의 지지부재(5b)의 기판지지면(지지부재 5b의 상면)은 가장 내측의 지지부재(5a)의 규제부재(6a) 보다 높다. 또한, 가장 외측의 지지부재(5c)의 기판지지면은 2번째의 지지부재(5b)의 규제부재(6b) 보다 높다. 따라서, 제9(a),(b),(c)도에 나타내는 바와 같이 사이즈가 다른 3종류의 기판(W1, W2, W3)(예를들면 5인치, 6인치, 8인치의 반도체 웨이퍼)의 어느하나를 같을 기판유지부재(3)상에 서로 다른 높이로 유지할 수 있다.

기판유지부재(3)의 주변에는 기판(W)의 상방측에 투광기(51)와 수광기(52)로 구성되는 제1반사형광센서와, 투광기(61)와 수광기(62)로 구성되는 제2 반서형광센서와, 투광기(71)와 수광기(72)로 구성되는 제3의 반사형광센서가 배열설치되어 있다. 또한, 기판(W)의 하방측에도 이와같이 3개의 반사형 광센서가 설치되어 있지만 편의상 도시를 생략하고 있다. 한편, 제9(a),(b),(c)도에서는 기판(W)의 상연이 경면인 상태를 각각 나타내고 있다.

제9(a),(b),(c)도에 나타내는 바와 같이, 최소사이즈의 기판(5인치의 반도체 웨이퍼)(W1)과 중사이즈의 기판(6인치의 반도체 웨이퍼)(W2)과, 최대사이즈의 기판(8인치의 반도체 웨이퍼)(W3)를 각각 유지한 경우에는 반사된 광임을 검출하는 수광기가 다르다. 즉, 제9(a)도에 나타내는 바와 같이, 최소사이즈의 기판(5인치의 반도체 웨이퍼)(W1)을 유지하고 있는 경우에는 제1 반사형 광센서의 투광기(51)에서 출사된 광빔(L1)만이 수광기(52)에서 수광된다. 또한, 제9(b)도에 나타내는 바와 같이 중사이즈의 기판(6인치의 반도체 에이퍼)(W2)를 유지하고 있는 경우에는 제2 반사형 광센서의 투광기(61)에서 출사된 광빔(L2)만이 수광기(62)에서 수광된다. 제9(c)도에 나타내는 바와 같이, 최대사이즈의 기판(8인치의 반도체 웨이퍼)(W3)을 유지하고 있는 경우에는 제3의 반사헝광센서의 투광기(71)에서 출사된 광빔(L3)만이 수광기(72)에서 수광된다. 또한, 어느 기판(W1∼W3)의 경우에도, 정상인 자세로 유지되어 있지 않으면, 3개의 수광기(52, 62, 72) 모두 수광상태로는 되지 않는다. 따라서, 3개의 수광기(52, 62, 72)의 수광상태에서, 어느 사이즈의 기판(W1∼W3)이 정상인 자세로 유지되어 있는가를 판단할 수 있다.

상술한 제3, 제4실시예에서도, 기판(W)을 회전시킬 필요가 없고, 수광기에서의 수광상패에서 즉시 기판(W)의 유지상태가 정상인지 아닌지를 판단할 수 있으므로 기판(W)의 유지상태를 단시간에 판정할 수 있다.

한편, 상기 각 실시예에 있어서, 복수의 투광기로서 복수의 광원을 설치하는 대신 1개의 광빔을 출사하는 광원(레이저 등)을 설치하고, 빔스플리터에 의해 그 광빔을 복수개로 분할하도록 구성하여도 된다.

또한, 본 발명은 반도체웨이퍼는 물론 액정표시장치용 글라스기판이나 포토마스크용 글라스기판, 더우기 광 디스크용 기판등, 원형상이나 각형상등의 각종 기판에 적용할 수 있다.

본 발명은 그 사상 또는 본질에서 이탈하지 않는 한 다른 구체적인 모양으로 실시할 수 있고, 따라서 발명의 범위를 나타내는 것으로 이상의 설명이 아니라 부가된 청구항을 참조해야 할 것이다.

Claims (7)

1. 기판을 기판유지부재에 유지시켜 연직방향의 축심주위로 회전시키고, 상기 기판에 소정의 기판처리를 행하는 회전식 기판처리장치에 있어서, 기판을 지지하는 지지부재와 상기 지지부재에 지지된 기판의 외주단면에 맞닿아 수평방향의 이동을 규제하는 규제부재를 회전대의 당면에 설치한 기판유지부재와 상기 기판유지부재를 연직방향의 축심주위로 회전시키는 회전수단과, 상기 기판유지부재에 지지된 기판의 존재여부를 검출하는 기판존재여부센서와, 상기 기판유지부재의 주위에 배치되고 평면시야에서 상기 기판유지부재에 지지된 기판에 중복됨과 동시에 서로 평행이 아니며, 또 수평방향으로 복수의 투광궤적을 가지는 광을 조사하는 투광기와, 상기 기판유지부재의 주위에 배치되어 투광기에서 투사된 수평방향으로 투광궤적을 가지는 광을 수광하는 상기 투광기와 쌍인 수장기와, 기판존재여부센서와 수광기의 각각의 신호에 의거하여 기판이 기판유지부재에 정상으로 유지되어 있는지 아닌지를 판단하는 유지자세 확인수단과, 상기 기판유지부재에 유지된 기판에 소정의 기판처리를 행하기 위한 기판처리기구를 구비하여 구성되는 회전식 기판처리장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 투광기 및 상기 수광기를 상기 지지부재의 상단보다 상방이 되는 높이에 설치하고, 상기 투광기에서의 투사광이 상기 기판유지부재에 정상인 자세로 지지된 기판상면의 약간 상방을 따라 수평방향으로 나아가 상기 수광기에서 수광되도록 구성한 회전식 기판처리장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 투광기 및 상기 수광기를 복수 쌍으로 구성한 회전식 기판처리장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 투광기 및 상기 수광기는 단수쌍이며, 상기 투광기에서의 투사광이 상기 수광기에 입사하도록 구성된 반사부재를 설치한 회전식 기판처리장치.
5. 제1항에 있어서, 유지자세 확인수단에서 상기 기판이 상기 기판유지부재에 정상으로 유지되어 있지 않다고 판단되었을 때 경보를 발생시키는 경보수단을 더 포함하는 회전식 기판처리장치.
6. 기판을 기판유지부재에 유지시켜 연직방향의 축심주위로 회전시키고, 상기 기판에 소정의 기판처리를 행하는 회전식 기판처리장치로서, 기판을 지지하는 지지부재와 상기 지지부재에 지지된 기판의 외주단면에 맞닿아 수평방향의 이동을 규제하는 규제부재를 회전대의 상면에 설치한 기판유지부재와, 상기 기판유지부재를 연직방향의 축심주위로 회전시키는 회전수단과, 상기 기판유지부재에 지지된 비회전상태의 기판의 상면과 하면을 향하여 제1과 제2의 광빔을 각각 조사하여 상기 기판의 표면에서 반사시키는 제1과 제2의 투광기와, 상기 기판유지부재에 기판이 정상인 자세로 유지되어 있는 경우에 상기 기판의 표면에서 반사된 상기 제1과 제2의 광빔을 각각 수광하기 위한 제1과 제2의 수광기와, 상기 제1과 제2 수광기에서의 수광상태에 따라 상기 기판이 정상으로 유지되어 있는지 아닌지를 판단하는 기판유지자세 확인수단과, 상기 기판유지부재에 유지된 기판에 소정의 기판처리를 행하기 위한 기판처리기구를 구비하여 구성되는 회전식 기판처리장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 기판유지부재를, 사이즈가 다른 N종류(N은 2이상의 정수)의 기판을 각각 높이를 다르게 하여 지지가능하게 구성하고 상기 투광기를, 각 사이즈의 기판의 지지 높이에 대응시켜 배열설치된 N개의 투광기로 구성함과 동시에, 상기 수광기를 각 사이즈의 기판의 지지높이에 대응시켜 배열설치된 N개의 수광기로 구성하며, 또한 상기 유지자세확인수단을, 상기 기판유지부재에 소정 사이즈의 기판이 그 기판사이즈에 대응한 높이 위치로 지지된 비회전상태에서, 그 기판을 향해 상기 각 투광기에서 N개의 광빔이 조사되어, 상기 기판의 표면에서 반사된 N개의 광빔이 각각의 수광기에서 수광되는지 아닌지에 따라 상기 기판이 상기 기판유지부재에 정상으로 유지되어 있는지 아닌지를 판단하도록 구성한 회전식 기판처리장치.