KR100483824B1 - 기판반송장치 및 이를 이용한 기판처리장치와 기판처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 인덱스 로봇의 동작을 최적화하여 반송 택트를 단축하기 위한 것이다. 기판처리 유니트에는, 미처리된 기판이 반입되는 기판반입포트(PI) 및 처리 완료된 기판이 반출되는 기판반출포트(PO)가 설정되어 있다. 기판반입포트(PI) 및 기판반출포트(PO)에 관련하여, 기판반입기구(205) 및 기판반출기구(206)가 각각 구비되어 있다. 인덱스 로봇(R)은, 기판반입기구(205) 및 기판반출기구(206)에 대하여 기판의 반입/반출을 행한다. 기판반입기구 및 기판반출기구(205, 206)는, 인덱스 로봇(R)과 함께 인덱스 제어부(202)에 의해서 제어된다. 인덱스 제어부(202)는, 통신회선을 통하여 기판처리 제어부(201)로부터 내려지는 기판반입지시 및 기판반출지시에 따라서, 기판반입기구 및 기판반출기구(205, 206)을 작동시킴과 동시에, 이러한 지시와는 독립하여 인덱스 로봇(R)을 제어한다.

Description

기판반송장치 및 이를 이용한 기판처리장치와 기판처리방법{Substrate Transporting Apparatus, Substrate Processing Apparatus using the Transporting Apparatus and Substrate Processing Method}

본 발명은, 반도체 웨이퍼, 액정표시장치용 유리기판 및 PDP(플라즈마 디스플레이 패널) 표시장치용 유리기판 등의 각종 피처리기판에 대하여 처리를 행하기 위한 기판처리부에 대하여, 기판을 반입/반출하는 기판반송장치(인덱스) 및 이를 이용한 기판처리장치와 기판처리방법에 관한 것이다.

액정표시장치나 PDP 표시장치 등과 같은 플랫 패널 디스플레이의 제조공정에는, 포토리쏘그래피(photo-lithography) 공정이나 칼라 필터 형성공정 등이 포함된다. 이들 공정을 수행하기 위한 기판처리장치에 있어서는, 미처리 유리기판을 기판처리 유니트에 반입하고, 처리 완료된 기판을 기판처리 유니트로부터 반출하기 위하여, 인덱스 유니트가 배치되어 있다.

인덱스 유니트는, 미처리된 1장의 기판을 카세트로부터 꺼내고, 기판처리 유니트의 처리부 군(群)에 전달하는 기능과, 이 처리부 군으로부터 일련의 처리가 행해진 1장의 기판을 받아서, 카세트에 수용하는 기능을 구비한 장치이다.

기판처리 유니트에는, 인덱스 유니트로부터 유리기판을 받아들이는 기판반입포트 및 인덱스 유니트로 유리기판을 배출하는 기판반출포트가 설정되어 있다. 이들 기판반입포트 및 기판반출포트에는, 기판을 반송하기 위한 컨베이어가 배치되어 있다. 인덱스 유니트는 인덱스 로봇를 구비하고, 그 로봇 핸드(hand)에 의해서 컨베이어로 기판의 전달을 행하는 구성으로 되어 있다. 이 경우, 컨베이어 측에는, 기판을 승강시키기 위한 푸셔 핀이 구비되는 것이 보통이다.

예를 들면, 인덱스 로봇으로부터 컨베이어로 기판을 전달할 때에는, 푸셔 핀은 컨베이어에 의한 기판 반송면보다도 상방에 위치하여, 인덱스 로봇으로부터 기판을 받아들인다. 그 후, 푸셔 핀이 하강함에 의하여, 기판은 컨베이어에 넘겨지고 그 반송이 개시된다.

컨베이어로부터 인덱스 로봇으로 기판을 전달하는 것도 동일하게 이루어진다. 즉, 전달 위치에는 푸셔 핀이 구비되어 있고, 컨베이어에 의해서 전달 위치까지 반송되어온 기판은, 푸셔 핀에 의해서 컨베이어에 의한 기판 반송면보다도 상방으로 밀어올려진다. 이 푸셔 핀에 의해서 상승위치에 유지된 기판이 인덱스 로봇에 의해서 받아들여진다.

특개평 10-310240호 공보에는, 컨베이어에 의해서 반송되는 기판의 경로를 회피하여 승강 가능한 푸셔 핀이 개시되어 있다. 이와 같은 푸셔 핀을 사용함으로써, 컨베이어 위와, 그 상방의 위치의 입체적으로 겹쳐진 2개의 위치에서 기판을 보유할 수 있다. 이것에 의하여, 푸셔 핀의 상승 위치에서, 반입 전 또는 반출 후의 기판을 대기시켜 두기 위한 버퍼부(기판 전달위치)를 형성할 수 있다. 예를 들면, 기판반출포트에 이와 같은 버퍼부를 설치하여 두면, 컨베이어 위로부터 신속하게 기판을 배제할 수 있으므로, 기판처리부 내에서 차례차례로 반송되어 처리되는 기판의 흐름을 방해하지 않는다.

이러한 구성의 기판처리장치는, 인덱스 유니트와 기판처리 유니트에 각각 제어부를 가지고 있다. 상기 제어부가 데이터 통신을 행하는 것에 의하여, 인덱스 로봇과, 푸셔 핀 및 컨베이어의 동작이 연계하도록 되어 있다. 인덱스 유니트와 기판처리 유니트는 별개의 유니트이기 때문에, 인덱스 로봇은 인덱스 유니트 측의 제어부에 의해서 제어되고, 푸셔 핀 및 컨베이어는 기판처리 유니트 측의 제어부에 의해서 제어되는 것이 통례이다.

따라서, 기판처리 유니트 측의 제어부는, 기판반입포트의 푸셔 핀이 컨베이어에 기판을 전달하는 시점에 맞춰, 인덱스 유니트 측의 제어부에 기판반입지시를 내린다. 또한, 기판처리 유니트 측의 제어부는, 기판반출포트의 푸셔 핀이 컨베이어로부터 기판을 받아서 들어올리는 시점에 맞춰, 인덱스 유니트 측의 제어부에 기판반출지시를 내린다. 이러한 기판반입지시 및 기판반출지시는, 통신회선을 통하여 인덱스 유니터 측의 제어부에 의하여 수신되고, 여기에 응답하여 상기 제어부는 인덱스 로봇를 제어한다.

실제로는, 기판처리 유니트 측의 제어부는, 푸셔 핀이 컨베이어에 기판을 전달하는 시점을 예상하고, 기판반입지시를 미리 내린다. 이러한 기판반입지시가 내려지면, 인덱스 로봇은 카세트 스테이션에 탑재된 카세트로부터 1장의 기판을 꺼내고, 상기 기판을 보유한 상태로 기판반입포트로 이동한다. 그 후, 기판반입이 가능한 지를, 기판처리 유니트 측의 제어부에 조회하여 확인한 후에, 기판반입포트의 푸셔 핀에 미처리된 1장의 기판을 전달한다. 이 기판을 전달한 후, 인덱스 유니트 제어부는, 기판처리 유니트의 제어부에 기판반입완료를 통지한다.

마찬가지로, 기판처리 유니트의 제어부는, 푸셔 핀이 컨베이어로부터 미처리된 기판을 받아서 상승한 시점을 예상하고, 기판반출지시를 미리 내린다. 이러한 기판반출지시가 내려지면, 인덱스 로봇은 기판반출포트까지 이동한다. 그 후, 기판반출이 가능한 지를, 기판처리 유니트 측의 제어부에 조회하여 확인한 후에, 기판반출포트의 푸셔 핀으로부터 처리 완료된 1장의 기판을 받아들인다. 그 후, 인덱스 유니트 측 제어부는 기판처리 유니트 측 제어부에 기판반출완료를 통지한다. 이와 동시에, 인덱스 로봇은 받은 기판을 카세트 스테이션의 카세트 내에 수용한다.

인덱스 로봇의 반송 택트(tact)는 그 반송능력에 의해서 제한을 받는다. 상기 반송 택트는, 기판처리 유니트에 있어서의 기판처리능력에 비하여 낮은 경우가 많아, 인덱스 로봇의 반송 택트가 실질적으로 기판처리장치의 처리 택트를 결정한다.

인덱스 로봇의 반송 택트를 제한하는 요인에는, 그 반송능력 이외에도, 인덱스 로봇의 동작이 최적화되어 있는지 아닌지에 대한 관점도 있다. 상기와 같은 기판처리장치에서는, 기판처리 유니트로부터의 기판반입지시 및 기판반출지시는 비동기(非同期)로 발생한다. 따라서, 기판반입지시 및 기판반출지시가 내려지는 시점에 따라서, 인덱스 로봇의 동작이 효율적이지 않게 되는 경우도 있다.

예를 들면, 기판처리 유니트 측의 제어부가 기판반입 지시를 내리고, 여기에 응하여 인덱스 유니트 측의 제어부가 인덱스 로봇에 대하여 기판반입동작을 지시한 직후에, 기판처리 유니트로부터 기판반출지시가 내려지는 경우를 가정한다. 이 때, 기판처리 유니트로부터 기판반입지시가 내려졌을 때에, 인덱스 로봇이 기판반출포트의 근방에 대기하고 있다고 한다면, 그 직후에 기판반출지시가 내려짐에도 불구하고, 인덱스 로봇은 목적하는 카세트로 이동하여 기판을 카세트로부터 꺼내고, 상기 기판을 기판반입포트의 푸셔 핀에 전달하는 동작을 하게 된다. 그리고, 그 후에, 다시 기판반출포트로 인덱스 로봇이 이동하여, 기판반출포트로부터 기판을 받아서 카세트에 수납하게 된다.

이와 같이, 인덱스 유니트 측에서는, 기판처리 유니트로부터 기판반입지시 및 기판반출지시가 내려지는 시점을 미리 알 수 없기 때문에, 인덱스 로봇의 동작을 정확히 최적화할 수가 없다.

인덱스 로봇의 반송 택트를 단축시키기 위하여, 고성능의 로봇으로 인덱스 로봇을 구성하는 것을 고려해 볼 수 있지만, 이와 같은 해결방법은 비용을 대폭 증가시켜 바람직하지 않다.

따라서, 본 발명의 목적은, 카세트 스테이션에 탑재된 카세트로부터 기판을 꺼내어 기판처리부에 반입하고, 기판처리부로부터 기판을 반출하여 카세트에 수용하는 인덱스 로봇의 동작을 최적화하는 것이 가능하고, 이에 의하여 인덱스 로봇의 반송 택트를 단축하는 것이 가능한 기판반송장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 인덱스 로봇의 동작을 최적화함으로써, 그 반송 택트를 단축하고, 그 결과로서 기판처리의 생산성을 향상할 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 청구항 1에 기재된 발명은, 미처리 기판이 반입되는 기판반입포트(PI)와, 처리 완료된 기판이 반출되는 기판반출포트(PO)를 가지는 기판처리부(TRT)에 대하여 기판의 반입 및 반출을 행하기 위한 기판반송장치(IND)에 있어서, 기판을 수용하기 위한 카세트가 탑재된 카세트 스테이션(11)과, 제1기판 전달위치로부터 상기 기판반입포트로 기판을 반입하기 위한 기판반입기구(205, 3A, P, 50)와, 상기 카세트 스테이션에 탑재된 카세트로부터 기판을 꺼내고, 상기 제1기판 전달위치에서 상기 기판반입기구로 기판을 전달함과 동시에, 상기 기판반출포트에서 배출된 기판을 상기 카세트 스테이션에 탑재된 카세트에 수용하는 인덱스 로봇(R)과, 상기 기판처리부에 구비된 기판처리 제어수단(201)과 통신을 행하고, 상기 기판처리 제어수단의 지시에 따라서 상기 기판반입기구를 제어함과 동시에, 상기 기판처리 제어수단의 지시와는 독립하여 상기 인덱스 로봇을 제어하는 기판반송 제어수단(202)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판반송장치이다. 한편, 괄호 안의 영문자와 숫자는 후술하는 실시예에서의 대응되는 구성요소 등을 나타낸다. 이하, 이 항에 있어서 동일하다.

상기 구성에 의하면, 제1기판 전달위치로부터 기판반입포트로 기판을 반입하기 위한 기판반입기구가 설치되어 있고, 상기 기판반입기구는 인덱스 로봇과 함께 기판반송 제어수단에 의해서 제어되도록 되어 있다. 기판반송 제어수단은, 기판처리부에 구비된 기판처리 제어수단의 지시에 따라서 기판반입기구를 작동시키기 때문에, 기판반입포트로 기판의 공급을 신속하게 행할 수 있다. 기판반송 제어수단은, 기판반입기구에 의한 기판반입동작이 행해지는 사이에, 인덱스 로봇에 대하여 별도의 동작을 지시할 수 있다.

기판반송 제어수단은 그 제어 하에 있는 기판반입기구의 상태를 정확히 파악할 수 있다. 즉, 기판반입기구는 기판반송 제어수단에 의해서 제어되기 때문에, 상기 기판반입기구가 제1기판 전달위치에서 기판을 보유하고 있는지 등에 대한 정보를 기판처리부 쪽의 기판처리 제어수단으로부터 통신에 의하여 얻을 필요가 없다.

기판반송 제어수단은, 기판반입기구가 기판을 보유하고 있지 않은 상태라면, 인덱스 로봇에 대하여, 카세트로부터 기판을 반출하고 기판반입기구로 전달하도록 지령하면 충분한 것이고, 인덱스 로봇의 제어를 기판처리 제어수단의 기판반입지시에 따라서 실행할 필요가 없다.

이렇게, 인덱스 로봇의 제어를 기판처리 제어수단의 기판반입지시로부터 독립하여 수행할 수 있으므로, 인덱스 로봇의 동작을 최적화할 수 있고, 그 반송 택트를 단축할 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명은, 상기 기판반출포트로부터 제2기판 전달위치로 기판을 반출하기 위한 기판반출기구(206, 3B, P, 50)를 더 포함하고, 상기 인덱스 로봇은 상기 제2기판 전달위치에서 상기 기판반출기구로부터 기판을 받아서, 상기 카세트 스테이션에 탑재된 카세트에 기판을 수용하고, 상기 기판반송 제어수단은 상기 기판처리 제어수단의 지시에 따라서, 상기 기판반출기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 기판반송장치이다.

상기 구성에서는, 인덱스 로봇을 제어하는 기판반송 제어수단의 제어 하에 있는 기판반출기구에 의해서, 기판반출포트로부터 기판의 반출이 행해지도록 되어 있다. 따라서, 기판반송 제어수단은 기판처리 제어수단의 기판반출지시에 따라서 기판반출기구를 작동시키면 충분한 것이고, 그와 같은 기판반출지시와는 독립적으로 인덱스 로봇의 동작을 제어할 수 있다. 이에 의하여, 인덱스 로봇의 동작을 더욱 최적화할 수 있으므로, 반송 택트 역시 단축화를 꾀할 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명에서는, 기판반입포트에 대하여 기판을 반입하는 기판반입기구와, 기판반출포트로부터 기판을 반출하기 위한 기판반출기구가 설치되어 있고, 이 기구들은 인덱스 로봇을 제어하는 기판반송 제어수단의 제어 하에 있다.

따라서, 기판반송 제어수단은, 기판처리 제어수단에 대하여 통신에 의한 조회을 행하지 않고, 기판반입기구 및 기판반출기구의 상태, 즉, 이 기구들이 기판을 보유하고 있는가 아닌가를 정확히 파악할 수 있다. 그러므로, 기판반송 제어수단은 기판반입기구가 기판을 보유하고 있지 않다면, 제1기판 전달위치에서 미처리된 기판을 기판반입기구에 전달하고, 기판반출기구가 기판을 보유하고 있다면, 제2기판 전달위치에서 그 기판을 받아서 카세트로 수납하는 동작을 인덱스 로봇에 지령하면 충분하다. 이렇게, 인덱스 로봇의 동작을 기판처리부의 상태와는 분리하여 제어할 수 있으므로, 기판반입지시 또는 기판반출지시가 내려지는 시점에 의존하지 않고, 인덱스 로봇의 동작을 최적화할 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명은, 미처리 기판이 반입되는 기판반입포트(PI)와, 처리 완료된 기판이 반출되는 기판반출포트(PO)를 가지는 기판처리부(TRT)에 대하여 기판의 반입 또는 반출을 행하기 위한 기판반송장치(IND)에 있어서, 기판을 수용하기 위한 카세트가 탑재된 카세트 스테이션(11)과, 상기 기판반출포트로부터 제2기판 전달위치로 기판을 반출하기 위한 기판반출기구(206, 3B, P, 50)와, 상기 카세트 스테이션에 탑재된 카세트로부터 기판을 꺼내어, 상기 기판반입포트로 기판을 공급함과 동시에, 상기 제2기판 전달위치에서 상기 기판반출기구로부터 기판을 받아서, 상기 기판을 상기 카세트 스테이션에 탑재된 카세트에 수용하는 인덱스 로봇(R)과, 상기 기판처리부에 구비된 기판처리 제어수단(201)과 통신을 행하고, 상기 기판처리 제어수단의 지시에 따라서 상기 기판반출기구를 제어함과 동시에, 상기 기판처리 제어수단의 지시와는 독립적으로 상기 인덱스 로봇을 제어하는 기판반송 제어수단(202)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판반송장치이다.

본 발명에서는, 기판처리부의 기판반출포트로부터 기판을 반출하기 위한 기판반출기구가 설치되어 있으므로, 상기 기판반출기구를 인덱스 로봇 제어용의 기판반송 제어수단에 의해서 제어하는 것에 의하여, 기판반출지시로부터 독립하여 인덱스 로봇을 작동시킬 수 있다. 이렇게, 인덱스 로봇의 동작의 최적화를 꾀함으로써, 결과적으로 반송 택트의 단축화를 실현할 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명은, 상기 제1기판 전달위치가, 상기 기판반입포트와는 높이를 다르게 하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 기판반송장치이다.

상기 구성에 의하면, 기판반입포트와 기판 전달위치가 다른 높이에 배치되어 있으므로, 이들을 위에서 보았을 때 적어도 일부가 겹쳐지도록 배치함으로써, 기판반송장치의 점유 바닥 면적을 감소시킬 수 있다.

청구항 5에 기재된 발명은, 상기 제2기판 전달위치가, 상기 기판반출포트와는 높이를 다르게 하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 2 또는 청구항 3에 기재된 기판반송장치이다.

상기 구성에 의하여, 청구항 4에 기재된 발명과 마찬가지로, 기판반송장치의 점유 바닥 면적을 삭감하는 것이 가능하다.

예를 들면, 기판반입포트 또는 기판반출포트에는, 거의 수평인 반송면에 따라서 기판을 이송하는 반송 컨베이어(30)가 구비되어 있어도 좋다. 이 경우, 기판반입기구 또는 기판반출기구는, 상기 반송면보다도 상방의 상승위치(제1기판 전달위치 또는 제2기판 전달위치)와, 상기 반송면보다도 하방의 하강위치와의 사이에서, 기판을 보유하여 상승 또는 하강가능하며 또한, 상기 반송 컨베이어에 의해서 반송되는 기판의 경로를 회피하여 승강가능하고, 상기 상승위치에서 상기 반송 로봇과의 사이에서 기판을 전달받고, 상기 상승위치와 하강위치 사이를 승강함으로써, 상기 반송 컨베이어와의 사이에서 기판을 전달하는 수단(후술하는 실시예에서는 푸셔 핀 P)을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

청구항 6에 기재된 발명은, 기판반입포트로부터 반입되는 기판에 대해서 처리를 행하고, 처리 후의 기판을 기판반출포트에 배출하는 기판처리부(TRT)와, 상기 청구항 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 기판 반송장치(IND)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치이다.

상기 구성에 의하여, 인덱스 로봇의 반송 택트가 단축되기 때문에, 기판처리장치 전체의 기판처리 택트를 단축할 수 있다. 이것에 의해서, 기판처리장치의 생산성을 현저하게 향상시킬 수 있다.

청구항 7에 기재된 발명은, 기판반입포트(PI)로부터 반입된 기판에 대하여 처리를 하고, 처리 후의 기판을 기판반출포트(PO)로 배출하는 기판처리부(TRT)와, 상기 기판처리부에 대하여 기판의 반입/반출을 행하는 기판반송부(IND)를 구비한 기판처리장치에 있어서의 기판처리방법에 있어서, 인덱스 로봇(R)에 의해서, 카세트 스테이션(11)에 탑재된 카세트로부터 기판을 꺼내고, 상기 기판을 제1기판 전달위치에 서 기판반입기구(205, 30A, P, 50)에 전달하는 공정과, 상기 기판반입기구에 의하여 상기 제1기판 전달위치로부터 상기 기판반입포트로 기판을 전달하는 공정과, 상기 기판반출포트로부터 배출된 기판을 상기 인덱스 로봇에 의하여, 상기 카세트 스테이션에 탑재된 카세트에 수납하는 공정과, 상기 기판처리부에 설치된 기판처리 제어수단(201)의 지시를 받는 상기 기판반송부 측의 기판반송 제어수단(202)에 의하여, 상기 지시에 따라서 상기 기판반입기구를 제어하는 공정과, 상기 기판반송 제어수단에 의하여 상기 인덱스 로봇을 제어하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법이다.

상기 방법에 의하여, 청구항 1의 발명과 관련하여 설명한 효과와 같은 효과를 얻을 수 있다.

청구항 8에 기재된 발명은, 기판반출기구(206, 30B, P, 50)에 의하여 상기 기판반출포트에서 배출된 기판을 제2기판 전달위치로 반송하는 공정과, 상기 인덱스 로봇에 의하여 상기 카세트 스테이션에 탑재된 카세트로 수납하기 위하여 상기 제2기판 전달위치에서 상기 기판반출기구로부터 기판을 받아들이는 공정과, 상기 기판반송 제어수단에 의하여 상기 기판처리 제어수단의 지시에 따라서 상기 기판반출기구를 제어하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 7에 기재된 기판처리방법이다.

상기 방법에 의하여, 청구항 2의 발명과 관련하여 설명한 효과와 같은 효과를 실현할 수 있다.

청구항 9에 기재된 발명은, 기판반입포트(PI)로부터 반입되는 기판에 대하여 처리를 행하고, 처리 후의 기판을 기판반출포트(PO)로 배출하는 기판처리부(TRT)와, 상기 기판처리부에 대하여 기판의 반입/반출을 행하는 기판반송부(IND)를 구비한 기판처리장치에 있어서의 기판처리방법에 있어서, 인덱스 로봇(R)에 의하여 카세트 스테이션(11)에 탑재된 카세트로부터 기판을 꺼내고, 상기 기판을 상기 기판반입포트로 전달하는 공정과, 상기 기판반출포트로부터 배출된 기판을 기판반출기구(206, 30B, P, 50)에 의해서 제2기판 전달위치까지 반송하는 공정과, 상기 인덱스 로봇에 의하여 상기 제2기판 전달위치에서 상기 기판반출기구로부터 기판을 받고, 이 기판을 상기 카세트 스테이션에 탑재된 카세트에 수납하는 공정과, 상기 기판처리부에 설치된 기판처리 제어수단(201)의 지시를 받는 상기 기판반송부 쪽의 기판반송 제어수단(202)에 의하여 상기 지시에 따라서 상기 기판반출기구를 제어하는 공정과, 상기 기판반송 제어수단에 의하여 상기 인덱스 로봇을 제어하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법이다.

상기 방법에 의하여, 청구항 3과 관련하여 설명한 효과와 같은 효과를 달성할 수 있다.

(실시예)

이하에서는, 상기 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 관한 기판처리장치의 전체 구성을 간략화하여 도시한 평면도이다. 상기 기판처리장치는, 액정표시장치와 PDP 표시장치와 같은 플랫 패넬 디스플레이에 적용되는 유리기판을 처리하기 위한 장치이다. 상기 기판처리장치는, 복수의 유리기판을 차례차례로 롤러 반송하면서 기판을 처리하는, 이른바 연속 매엽(枚葉)식의 장치형태를 가지고 있다.

상기 기판처리장치는, 기판반입포트(PI)로부터 미처리된 기판을 받아서 처리하고, 처리 후의 기판을 기판반출포트(PO)로 배출하는 기판처리 유니트(TRT)와, 상기 기판처리 유니트(TRT)에 대하여 기판의 반입/반출을 행하는 인덱스 유니트(IND)를 결합하여 구성되어 있다.

기판처리 유니트(TRT)는, 위에서 보았을 때 U자 모양으로 배열된 복수의 처리부 T1∼Tm, Tm+1∼TN(m은 자연수)을 구비하고 있다. 상기 U자 모양으로 배열된 처리부 T1∼TN 열의 양단에, 기판반입포트(PI) 및 기판반출포트(PO)가 각각 설정되어 있다. 기판반입포트(PI) 및 기판반출포트(PO)에는, 컨베이어 모듈(3A, 3B)이 각각 배치되어 있다.

기판반입포트(PI) 및 기판반출포트(PO)에 근접하여 인덱스 유니트(IND)가 배치되어 있다. 인덱스 유니트(IND)는, 복수의 카세트(C)를 복수개 배열하여 탑재할 수 있는 카세트 탑재부(11; 카세트 스테이션)와, 인덱스 로봇(R)을 구비하고 있다.

인덱스 로봇(R)은, 카세트 탑재부(11)에 있는 카세트(C)의 배열방향에 따라서 수평이동이 가능하고, 또한, 기판보유용 핸드(70)를 카세트(C)에 대하여 수평으로 진퇴시킬 수 있으며, 동시에 연직하방으로 승강시킬 수 있으며, 또한, 연직축 주위로 회전시킬 수 있도록 구성되어 있다. 상기 구성에 의하여, 인덱스 로봇(R)은 어느 카세트(C)로부터 미처리된 기판을 1장씩 꺼내어, 기판반입포트(PI)에서 컨베이어 모듈(3A)로 전달할 수 있고, 동시에 기판반출포트(PO)에서 처리 완료된 기판을 컨베이어 모듈(3B)로부터 1장씩 받아서 그 처리 완료된 기판을 임의의 카세트(C)에 수용할 수 있다.

기판처리 유니트(TRT)에 있어서, 인덱스 유니트(IND)와는 반대쪽 단부에는 처리부 Tm으로부터 처리부 Tm+1로 기판을 반송하기 위한 셔틀반송장치(150)가 구비되어 있다. 이 셔틀반송장치(150)는 기판보유 핸드(151)와, 상기 기판보유 핸드(151)를 처리부 Tm과 처리부 Tm+1와의 사이에서 왕복이동시키는 구동기구(152)를 구비하고 있다. 상기 셔틀반송장치(150)의 작용에 의하여, 인덱스 유니트(IND)로부터 멀어지는 방향으로 기판을 정속(定速) 반송함과 동시에 기판처리를 행하는 처리부 T1∼Tm의 군(群)으로부터, 인덱스(IND)로 향하는 방향으로 기판을 정속 반송하면서 기판처리를 행하는 처리부 Tm+1∼TN의 군으로 기판의 전달이 행해진다. 이에 의하여, 처리대상 기판은, U자 모양의 경로를 따라서 반송되면서, 처리가 행해지게 된다.

도 2 및 도 3은, 컨베이어 모듈(3A)의 기판반입포트(PI) 부근의 구성을 간략히 도시한 단면도이다. 도 2는 반송방향 X에 따른 단면구조를 나타내고, 도 3은 반송방향 X와 직교하는 평면에 따른 단면구조를 나타낸 것이다. 컨베이어 모듈(3A)은 반송방향 X를 따라서 기판을 반송하기 위해 회전하는 복수의 반송 롤러(30)와, 인덱스 로봇(R)과의 사이에서 기판을 전달하기 위하여 승강하는 복수개의 푸셔 핀(P;기판반입기구)를 구비하고 있다.

푸셔 핀(P)은 반송 롤러(30)의 축방향인 Y방향에 관하여 반송 롤러(30)보다도 외측의 위치에서 연직방향을 따라서 설치된 기부(基部;41)와, 상기 기부(41)의 상단으로부터 직각으로 절곡(折曲)된 수평 아암부(42)와, 그 수평 아암부(42)의 선단에서 연직상방을 향해 솟아있고, 그 선단에서 기판의 이면(裏面)을 점(点) 접촉으로 지지하는 기판지지부(43)를 구비하고 있다. 기부(41)는 구동기구(50)에 의하여 그 축 주위로 회전되며, 또한 그 축방향을 따라서 승강된다.

기부(41)의 회전에 의하여 수평 아암부(42)의 선단에 설치된 기판지지부(43)는, 위에서 보았을 때 원호를 그리며, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판반입포트(PI)의 영역 내로 들어간 기판지지위치(81)와 그 영역의 외측으로 후퇴된 후퇴위치(82)와의 사이에서 변위한다. 또한, 기부(41)가 구동기구(50)에 의해서 승강됨으로써, 기판지지부(43)도 승강하며, 상기 기판지지부(43)는 도 2에 도시된 바와 같이 반송 롤러(30)에 의한 기판반송면(CP)보다도 위쪽인 상승위치(91;제1기판 전달위치)와, 기판반송면(CP)보다도 아래 쪽인 하강위치(92)를 취할 수 있다. 푸셔 핀(P)의 승강은 기판지지부(43)가 기판지지위치(81)에 있는 상태 및 기판지지부가 후퇴위치(82)에 있는 상태의 어느 경우에도 가능하다.

푸셔 핀(P)은 기판지지부(43)가 기판지지위치(81) 또는 후퇴위치(82) 중 어디에 있더라도, 수평 아암부(42)가 위에서 봤을 때, 인접하는 반송 롤러(30)의 축(31)의 사이의 간격에 위치하도록 배치되어 있다. 따라서, 반송 롤러(30)와 푸셔 핀(P)이 간섭할 염려는 없다.

컨베이어 모듈(3A)이 수용되는 기판도입실(35)의 일측 벽에는, 인덱스 로봇(R)의 핸드(70)가 삽입되는 개구(36)가 형성되어 있다. 상기 개구(36)로부터 인덱스 로봇(R)은 미처리된 기판을 컨베이어 모듈(3A)에 반입한다.

컨베이어 모듈(3A)로 기판을 반입할 때에는, 푸셔 핀(P)은 상승위치(91)에 있고, 또한 기판지지부(43)는 기판유지위치(81)에 위치하고 있다. 이러한 상태에서 인덱스 로봇(R)의 핸드(70)가 푸셔 핀(P) 위에 기판을 놓고, 개구(36)로부터 후퇴한다. 다음에, 푸셔 핀(P)은 기판지지부(43)를 기판유지위치(81)에 둔 상태로 하강위치(92)까지 하강한다. 그 결과, 반송 롤러(30)로 기판이 이동되고, 이 반송 롤러(30)에 의한 기판의 반송이 시작된다.

기판반입포트(PI)는 상기 실시예에서는 반송 롤러(30)의 반송면(CP) 내에 설정되어 있다. 반송 롤러(30)에 의한 반송에 의해서 기판(S1)이 기판반입포트(PI)의 영역 외측까지 반송되기도 전에, 푸셔 핀(P)은 다음 기판의 수납이 가능한 상태로 된다. 즉, 기부(41)의 회전에 의해서, 기판지지부(43)가 후퇴위치(82)로 후퇴되고, 그 상태에서 푸셔 핀(P)이 상승된다. 이 때, 수평 아암부(42) 및 기판지지부(43)는 기판반입포트(PI)의 영역 바깥에 있으므로, 푸셔 핀(P)은 기판이 반송되는 경로를 회피하여 상승하게 되어, 반송 롤러(30)에 수납된 기판(S1)과 간섭할 염려는 없다.

푸셔 핀(P)이 상승위치(91)에 도달하면 구동기구(50)에 의해서 기부(41)가 회전되며, 기판지지부(43)가 기판유지위치(81)로 이동한다. 이렇게, 먼저 받아들인 기판 S1이 기판반입포트(PI)의 영역으로부터 퇴출되기도 전에, 다음 기판 S2를 받아들이기 위한 준비가 행해진다. 따라서, 인덱스 로봇(R)은 기판반입포트(PI)의 윗쪽에서, 기판 S1의 반송을 기다리지 않고, 바로 다음 기판 S2를 푸셔 핀(P)에 전달할 수 있다.

먼저 받아들였던 기판 S1이 기판반입포트(PI)의 영역 바깥에 도달한 시점에서, 푸셔 핀(P)이 하강되고, 2장째의 기판 S2가 반송 롤러(30)에 전달된다. 이 기판은, 기판도입실(35)의 출구(37)로부터, 처리부(T1)로 반입된다.

이후, 동일한 동작이 반복되고, 먼저 받아들였던 기판의 반송을 기다리지 않고, 차례차례로 기판을 컨베이어 모듈(3A)로 공급할 수 있다.

컨베이어 모듈(3A)에 있어서, 기판반입포트(PI)의 양 측부에는, 기판을 반송방향 X에 대하여 소정 방향으로 정렬시키기 위한 한 쌍의 정렬기구(60)가 설치되어 있다. 이 정렬기구(60)는 푸셔 핀(P)에 의해서 반송 롤러(30)로 기판이 전달됨으로 인하여, 반송 롤러(30)에 의한 기판의 반송이 개시되기 전에, 상기 반송 롤러(30) 상의 기판을 정렬한다. 다만, 상기 기판의 정렬은 푸셔 핀(P)에 기판이 지지되어 있는 상태로 행해져도 좋다.

도 4는 컨베이어 모듈(3A)의 보다 구체적인 내부구성을 도시한 평면도이고, 도 5는 도 4의 화살표 Ⅴ방향에서 본 측면도이고, 도 6은 도 4의 화살표 Ⅵ방향에서 본 배면도이다. 다만, 기판 S의 반송방향 X에서 컨베이어 모듈(3A)을 본 경우를 정면으로 한다.

상기 컨베이어 모듈(3A)은 상술한 바와 같이 복수의 반송 롤러(30)를 구비하고 있고, 이들 반송 롤러(30)의 축(31)은 Y방향을 따라서 평행하게 배치되어 있다. 각 축(31)은 반송방향 X에 따른 연직면을 따라서 설치된 한 쌍의 지지판(32)에 양단이 자유로이 회전하도록 지지되어 있다. 각 축(31)의 일단에는, 풀리(33)가 고정되어 있다. 그리고, 인접하는 한 쌍의 축(31)에 고정된 풀리(33)에는, 각각 타이밍 벨트(34)가 감겨서 걸려 있다. 인접하는 축(31)의 풀리(33) 사이의 위치에는 타이밍 벨트(34)에 필요한 장력을 부여하기 위한 텐션 롤러(34A)가 배치되어 있다.

반송방향 X에 관하여 가장 하류 축에 배치된 축(31)에 고정된 풀리(33)에는 모터(38)로부터의 구동력이, 풀리(39) 및 타이밍 벨트(40)을 통하여 전달되고 있다. 이 구동력이 인접한 축(31)의 각 풀리(33) 사이에 감겨서 걸려있는 타이밍 벨트(34)에 의해서 모든 축(31)에 전달된다.

인덱스 유니트(IND) 부근의 위치에는 처리대상의 기판과 일치하는 장방형 영역인 기판반입포트(PI)가 설정되어 있다. 상기 기판반입포트(PI)의 네 모서리에는 상술한 푸셔 핀(P)이 설치되어 있다. 각 푸셔 핀(P)은 인접한 한 쌍의 축(31)의 사이에서 회전 및 승강할 수 있도록 되어 있다.

장방형 영역의 기판반입포트(PI)의 양 측부에는, 도입된 기판을 정렬시키기 위한 기판정렬기구(60)가 설치되어 있다. 이 기판정렬기구(60)는 도 6에 도시된 바와 같이, 기판이 반송 롤러(30)에 의해서 반송되는 반송면(CP)의 높이에서, Y방향을 따라서 기판에 근접/이반(離反)하는 핀(61)과, 이 핀(61)을 연직상방을 향하여 지지하는 지지부재(62)와, 상기 지지부재(62)를 Y방향을 따라서 구동하기 위한 에어실린더(63)를 구비하고 있다. 에어실린더(63)는 좌우로 한 쌍이 설치되어 있고, 이들에 대응하여 지지부재(62)도 좌우로 한 쌍이 설치되어 있다. 지지부재(62)는 위에서 봤을 때, 반송방향 X를 따라 길게 형성된 것으로서, 그 양단 부근에 핀(61)이 세워 설치되어 있다. 기판의 정렬은 에어실린더(63)를 구동하여, 기판반입포트(PI)에 도입되는 기판의 양측 변(邊)을 4개의 핀(61)에 끼워넣음으로써 이루어진다. 이렇게 기판이 정렬됨으로써, 그 후의 처리부 T1, T2,‥‥에서의 기판의 처리를 양호하게 행할 수 있다.

한편, 도 4 및 도 6에는, 푸셔 핀(P)에 관하여, 상술한 기판지지위치(81) 및 후퇴위치(82)를 도시하였다. 또한, 도 5에는, 상술한 상승위치(91) 및 하강위치(92)를 나타내고 있다.

그리고, 도 4 및 도 5에는 기판을 컨베이어 모듈(3A)에 도입할 때의 인덱스 로봇(R)이 도시되어 있다. 기판을 도입할 때에는 푸셔 핀(P)은 기판지지위치(81)의 상태에서 상승되도록 되어 있다. 상기 푸셔 핀(P)에 기판을 전달하는 핸드(70)는, 상승위치(91)의 푸셔 핀(P)의 선단보다 약간 높은 높이(도 5에서 실선으로 표시된 높이)로 도 4 및 도 5에 도시된 위치까지 수평으로 진입하고, 그 후, 도 5에서 이점쇄선으로 표시된 높이까지 하강한다. 상기 핸드(70)의 하강과정에서, 기판은 4개의 푸셔 핀(P)에 전달된다. 그 후, 핸드(70)는 하강했던 때의 높이 그대로 후퇴하며, 컨베이어 모듈(3A)로부터 후퇴한다.

도 7은, 푸셔 핀(P)을 회전 및 승강시키기 위한 구동기구(50)의 구성예를 도시한 사시도이다. 구동기구(50)는, 예를 들면, 거의 H자 형태의 고정 프레임(55)과, 상기 고정 프레임(55)을 승강시키기 위한 에어실린더(56)를 구비하고 있다. 고정 프레임(55)에는, 푸셔 핀(P)의 기부(41)가 연직축 주위로 회전이 자유롭게 설치되어 있다. 기부(41)의 하단 부근의 중간 부분에는, 요동아암(51)이 수평방향으로 연장되어 고정되어 있다. 반송방향 X를 따라서 좌측에 위치한 한 쌍의 푸셔 핀(P)에 고정된 한 쌍의 요동아암(51)의 선단은, 반송방향 X를 따라서 설치되었던 링크(53L)의 중간 부분 및 선단부에 각각 자유로이 회전할 수 있게 연결되어 있다. 마찬가지로, 반송방향 X를 따라서 우측에 위치한 한 쌍의 푸셔 핀(P)에 고정된 한 쌍의 요동아암(51)의 선단은, 반송방향 X를 따라서 설치된 링크(53R)의 중간 부분 및 선단부에 각각 자유로이 회전가능하게 연결되어 있다. 링크(53L, 53R)의 각 기단부(基端部)에는 에어실린더(54L, 54R)가 연결되어 있고, 이들을 구동함으로써 링크(53L, 53R)를 반송방향 X를 따라서 진퇴시킬 수 있다.

상기 구성에 의하여, 에어실린더(54L, 54R)을 구동하여 링크(53L, 53R)를 진퇴시키는 것에 의해, 요동아암(51)이 요동하고, 푸셔 핀(P)이 기부(41) 주위로 회전한다. 이에 의하여, 기판지지부(43)를 기판지지위치(81)와 후퇴위치(82)의 사이에서 변위되도록 할 수 있다. 또한, 에어실린더(56)를 구동하여 고정 프레임(55)을 상하로 이동시킴으로써, 4개의 푸셔 핀(P)을 상승위치(91)와 하강위치(92)와의 사이에서 승강시킬 수 있다.

상기와 같이, 컨베이어 모듈(3A)이 구비된 푸셔 핀(P)은, 기판이 통과하는 경로를 회피하여 승강 가능하도록 구성되어 있고, 기판을 반송 롤러(30)에 넘겨준 후에는, 그 기판을 회피하면서 상승하여, 다음 기판을 받기 위한 준비를 하도록 되어 있다. 이에 의하여, 앞의 기판이 기판반입포트(PI)의 영역으로부터 후퇴할 때까지 대기하지 않고, 다음 기판을 인덱스 로봇(R)으로부터 받을 수 있다. 따라서, 푸셔 핀(P)은 이를테면, 버퍼로서의 기능을 가지므로, 기판을 받기 위한 대기시간을 단축할 수 있고, 기판 처리의 효율화를 도모할 수 있다. 즉, 전에 반입된 기판이 기판반입포트(PI)의 영역 바깥까지 반송된 후에는, 바로 푸셔 핀(P)을 하강시켜서, 다음 기판을 반송 롤러(30)에 넘겨줄 수 있으므로, 기판 사이의 간격을 단축시킬수 있다.

기판반출포트(PO) 쪽의 컨베이어 모듈(3B)도, 상기 컨베이어 모듈(3A)과 동일하게 구성되어 있다. 다만, 컨베이어 모듈(3B)은 처리부 TN으로부터 배출된 기판을 인덱스 유니트(IND)를 향해서 반송하는 것이기 때문에, 도 2 내지 도 7의 구성에 있어서, X방향과는 역방향으로 기판을 반송하도록 되어 있다.

즉, 컨베이어 모듈(3B)에서, 반송 롤러(30)는 푸셔 핀(P)을 향해서 기판을 롤러 반송한다. 푸셔 핀(P)은 반송면(CP)보다 하방에 대기하고 있고, 반송면(CP) 위에 설정된 기판반출포트(PO)에 기판이 도달하면, 푸셔 핀(P)이 상승하여, 반송면(CP)보다 상방위치(제2기판 전달위치)에서 기판을 지지한다. 상기 기판은 인덱스 로봇(R)의 핸드(70)에 의해서 집어올려진다.

기판을 인덱스 로봇(R)에 전달하기 위해 푸셔 핀(P)이 상승위치(91)에 있을 때에도, 푸셔 핀(P)의 기부(41) 및 수평 아암부(42)는 기판의 반송경로에서 후퇴한 위치에 있다(도 3 참조). 그래서, 다음에 배출하려고 하는 기판은 푸셔 핀(P)이 상승위치(91)에 있는 경우에도, 기판반출포트(PO)를 향해서 반송된다.

푸셔 핀(P)은 기판을 인덱스 로봇(R)에 전달한 후에, 기판지지부(43)가 후퇴위치(82)에 이를 때까지 회전되고, 그 상태로 하강위치(92)까지 하강된다. 즉, 푸셔 핀(R)은 기판을 전달한 후, 기판의 반송경로를 회피하여 하강한다. 그리고, 기판지지부(43)가 기반보유위치(81)에 도달할 때까지 회전되며, 다음 기판이 기판반출포트(PO)에 도달할 때까지 대기한다.

이와 같이, 기판반출포트(PO) 쪽의 컨베이어 모듈(3B)에서는 푸셔 핀(P)으로부터 인덱스 로봇(R)으로 기판의 전달을 대기함이 없이, 차례차례로, 기판을 반송할 수 있다. 이에 의하여, 처리 후의 기판이 정체됨이 없이, 효율적으로 기판을 처리하는 것이 가능하다. 또한, 기판의 전달을 기다릴 필요가 없으므로, 기판 사이의 거리를 짧게 할 수 있어서, 기판처리효율을 높이는 것이 가능하다.

도 8은 인덱스 로봇(R)의 구성예를 도시한 사시도이다. 인덱스 로봇(R)은 Y방향을 향해서 왕복 직선이동이 가능한 기대(基臺;101)와, 기대(101)에 대하여 회전 및 승강이 가능하도록 장착된 칼럼(column;102)과, 칼럼(102)에 회전 가능하게 장착된 제1아암(103)과, 제1아암(103)의 선단부에 회전 가능하게 장착된 제2아암(104)과, 상기 제2아암(104)의 선단에 회전 가능하게 장착된 상술한 핸드(70)를 구비하고 있다. 제1아암(103), 제2아암(104) 및 핸드(70)는, 모두 연직축 주위로 회전이 가능하도록 되어 있다. 그리고, 제1아암(103), 제2아암(104) 및 핸드(70)는, 이른바 스칼라 아암을 구성하고 있고, 제1아암(103)의 회전과 연동하는 제2아암(104)의 회전에 의하여, 상기 아암의 쌍이 굴신(屈伸)하고, 핸드(70)의 자세를 유지하면서, 상기 핸드(70)를 칼럼(102)의 중심축에 대하여 접근/이반하는 방향으로 직선이동되게 할 수 있도록 되어 있다.

기대(101)의 일 측면에는, 한 쌍의 레일(110) 위로 슬라이드되는 슬라이드 블럭(111)이 고정되어 있고, 상기 슬라이드 블럭(111)에는, 스크류축(112)에 끼워지는 볼 너트가 고정되어 있다. 따라서, 모터(113)에 의하여 스크류축(112)을 정회전/역회전 구동함으로써, 기대(101)를 Y방향을 따라서 왕복 직선이동시킬 수 있다.

이와 같은 구성의 인덱스 로봇(R)에 있어서는, 기대(101)의 왕복 직선이동, 칼럼(102)의 승강 및 회전, 그리고 한 쌍의 아암(103, 104)의 굴신에 의하여, 기판을 카세트(C)로부터 반출하고, 컨베이어 모듈(3A)에 반입하는 것이 가능하다. 마찬가지로, 컨베이어 모듈(3B)로부터 넘겨받은 기판을 카세트(C)에 반입할 수 있다.

도 9는, 상술한 기판처리장치의 전기적 구성을 도시한 순서도이다. 기판처리 유니트(TRT)에는, 처리부 T1∼TN을 제어하기 위한 기판처리 제어부(201)가 설치되어 있다. 또한, 인덱스 유니트(IND)에는 인덱스 로봇(R)을 제어하는 인덱스 제어부(202)가 설치되어 있다. 기판처리 제어부(201)와 인덱스 제어부(202)는, 통신회선(203)을 통하여 접속되어 있고, 서로 데이터의 교환을 할 수 있도록 되어 있다.

기판처리 제어부(201)는 처리부(T1∼TN)와 별도로, 기판반입포트(PI) 쪽의 컨베이어 모듈(3A)에 구비된 반송 롤러(30)의 동작 및 기판반출포트(PO) 쪽의 컨베이어 모듈(3B)에 구비된 반송 롤러(30)의 동작을 제어한다.

또한, 인덱스 제어부(202)는 인덱스 로봇(R)의 동작을 제어하는 외에, 기판반입포트(PI) 쪽에 컨베이어 모듈(3A)에 구비된 푸셔 핀(P) 및 이를 구동하는 구동기구(50)로 구성된 기판반입기구(205)의 동작과, 기판반출포트(PO) 쪽의 컨베이어 모듈(3B)에 구비된 푸셔 핀(P) 및 이를 구동하는 구동기구(50)로 구성된 기판반출기구(206)의 동작을 제어한다.

기판처리 제어부(201)는, 기판반입포트(PI) 쪽의 반송 롤러(30)에 의해서 최초의 처리부(T1)로 기판이 공급되면, 통신회선(203)을 통하여 인덱스 제어부(202)에 대하여 기판반입지시를 내린다. 또한, 기판처리 제어부(201)는 최후의 처리부 TN으로부터 기판이 배출되어 기판반출포트(PO)의 반송 롤러(30)에 의해서 푸셔 핀(P)의 위치(기판반출포트 PO)까지 기판이 반송되면, 통신회선(203)을 통해서 인덱스 제어부(202)에 대하여 기판반출지시를 내린다. 다만, 기판반입지시 및/또는 기판반출지시는 반송 롤러(30)에 의한 기판의 반송속도, 통신회선(203)을 통한 데이터 통신에 필요한 시간, 및 기판반입기구(205) 또는 기판반출기구(206)의 동작속도 등을 고려하여, 신속한 타이밍(timing)으로 내려지는 것이 바람직하다.

인덱스 제어부(202)는 통신회선(203)을 통하여 기판반입지시를 받으면, 기판반입기구(205)를 구성하는 푸셔 핀(P)을 하강시킨다. 이에 의해서, 푸셔 핀(P)으로부터 기판반입포트(PI)의 반송 롤러(30) 상으로 기판이 전달된다. 또한, 인덱스 제어부(202)는, 통신회선(203)을 통하여 기판반출지시를 받으면, 이에 응답하여 기판반출기구(206)를 구성하는 푸셔 핀(P)을 상승시킨다. 이에 의하여, 기판반출포트(PO) 쪽의 반송 롤러(30)의 반송면으로부터 기판이 들어올려진다. 이 상태에서는 들어올려진 기판의 아래 공간에, 최후의 처리부 TN으로부터 처리 완료된 기판을 반송 롤러(30)에 의해서 가져올 수 있다.

인덱스 로봇(R)에 대한 제어는 통신회선(203)을 통하여 부여된 기판반입지시 및 기판반출지시로부터 독립하여 행해진다. 즉, 인덱스 제어부(202)는 기판반입기구(205)를 구성하는 푸셔 핀(P)이 상승위치(제1전달위치)에 있어서, 상기 푸셔 핀(P)이 기판을 보유하고 있지 않다면, 인덱스 로봇(R)에 대하여 카세트 탑재부(11)에 탑재된 카세트(C)로부터 1장의 기판(S)을 꺼내고, 그 푸셔 핀(P) 위에 탑재되도록 동작지시를 내린다. 또한, 인덱스 제어부(202)는 기판반출기구(206)를 구성하는 푸셔 핀(P)이 상승위치(제2기판 전달위치)에 있어서, 상기 푸셔 핀(P)에 기판이 보유되고 있는 때에는, 인덱스 로봇(R)에 대하여 기판반출기구(206)의 푸셔 핀(P)으부터 기판을 받아서, 카세트 탑재부(11)의 카세트(C) 내에 상기 기판을 수용하도록 지시를 내린다.

기판반입기구(205) 및 기판반출기구(206)를 구성하는 푸셔 핀(P)이 기판을 보유하고 있는지 아닌지는, 그 이전의 기판반입기구(205), 기판반출기구(206) 및 인덱스 로봇(R)의 동작 이력(履歷)으로부터 판단할 수 있다. 즉, 인덱스 로봇(R)이 기판반입기구(205)의 푸셔 핀(P)에 기판을 전달한 직후에는 상기 푸셔 핀(P)은 기판을 보유하고 있는 것으로 된다. 그리고, 이 푸셔 핀(P)이 일단 하강하여, 다시 상승했다고 하면, 이 상승 직후에는, 기판반입기구(205)의 푸셔 핀(P)은 기판을 보유하지 않은 것으로 된다. 마찬가지로, 기판반출기구(206)의 푸셔 핀(P)이 상승한 직후에는, 상기 푸셔 핀(P)에 기판이 보유되어 있다고 판단할 수 있고, 인덱스 로봇(R)이 기판반출기구(206)의 푸셔 핀(P)으로부터 기판을 받은 직후에는, 그 푸셔 핀(P)이 기판을 보유하지 않고 있다고 판단할 수 있다. 그 후에, 기판반출기구(206)의 푸셔 핀(P)이 일단 하강하고, 다시 상승했다고 하면, 상기 상승 직후에는, 상기 푸셔 핀(P)은 기판을 보유하고 있는 것으로 판단된다.

인덱스 제어부(202)는, 인덱스 로봇(R)의 위치(예를 들면 기판반입포트 PI 및 기판반출포트 PO 중 어딘가에 인접한), 인덱스 로봇(R)의 동작상태(예를 들면, 카세트 C로부터 기판을 꺼내서 기판반입기구 205에 공급하는 기판반입동작 중, 기판반출기구 206으로부터 처리 완료된 기판을 받아서 카세트 C에 수용하는 기판반출동작 중 등) 등에 기초하여, 인덱스 로봇(R)의 동작이 최적화되도록 제어한다.

인덱스 제어부(202)는 기판반입기구(205)의 푸셔 핀(P)이 하강이 끝난 시점에서, 통신회선(203)을 통하여 기판처리 제어부(201)에 기판반입 완료신호를 보낸다. 또한, 인덱스 제어부(202)는 기판반출기구(206)의 푸셔 핀(P)이 상승한 후의 시점에서, 통신회선(203)을 통하여 기판처리 제어부(201)에 기판반출 완료신호를 보낸다.

이와 같이, 본 실시예에서는 기판반입포트(PI)에 기판을 반입하는 기판반입기구(205) 및 기판반출포트(P0)로부터 기판을 반출하는 기판반출기구(206)는, 인덱스 제어부(202)에 의해서 제어되도록 되어 있다. 그리고 이들 기판반입기구(205) 및 기판반출기구(206)는 기판처리 제어부(201)로부터의 통신회선(203)을 통한 기판반입지시 및 기판반출지시에 따라서, 인덱스 제어부(202)의 제어 하에, 각각 기판반입동작 및 기판반출동작을 수행한다. 따라서, 기판반입포트(PI)에 대한 기판반입 및 기판반출포트(PO)로부터의 기판반출을 지체없이 실행할 수 있다.

그 한편으로, 인덱스 제어부(202)는, 기판처리 제어부(201)로부터의 기판반입지시 및 기판반출지시와는 독립하여, 인덱스 로봇(R)을 제어한다. 이에 의하여, 인덱스 로봇(R)의 동작이 비동기로 발생하는 기판반입지시 및 기판반출지시에 의존하지 않게 되고, 최적의 상태로 인덱스 로봇(R)을 작동시키는 것이 가능하다. 이에 의하여, 인덱스 로봇(R)의 반송 택트를 현저하게 단축할 수 있다. 그 결과, 기판처리장치 전체의 처리 택트를 단축할 수 있으므로, 생산성을 현저하게 향상시킬 수 있다.

본 발명자의 실험에 의하면, 기판처리 제어부(201)에 의해서 기판반입기구(205) 및 기판반출기구(206)를 제어하면, 기판처리의 택트는 60초였다. 즉, 60초에 1장의 속도로 처리 완료된 기판을 기판반출포트(PO)에 배출하는 것이 한계였다. 이에 대하여, 인덱스 제어부(202)에 의해서 기판반입기구(205) 및 기판반출기구(206)을 제어하는 구성을 채용하면, 기판처리 택트가 42초로 단축되었다. 이로써, 종래 기술에 비하여, 기판처리의 생산성을 현저하게 향상됨을 확인할 수 있었다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 다른 형태로 실시할 수 있다. 예를 들면, 상기 실시예에서는, 기판반입포트(PI) 및 기판반출포트(PO)에 있어서, 기판을 반송하는 반송 롤러(30)의 상방에 기판전달위치가 입체적으로 배치되어 있지만, 반송 롤러(30)에 대하여 수평방향에서 벗어난 위치에, 기판전달위치를 설정하여도 좋다. 다만, 이 경우에는 기판처리장치의 점유면적이 크게 되어, 클린 룸 내의 귀중한 바닥 면적을 소비하게 되기 때문에, 상술한 실시예와 같이, 기판전달위치와 기판반입포트 및 기판반출포트를 상하로 겹치도록 입체적으로 배치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 실시예에서는, 기판반입포트(PI) 및 기판반출포트(PO)의 양 쪽에 푸셔 핀(P)을 배치하고, 기판전달위치를 각각 설정하고 있지만, 기판반입포트(PI) 또는 기판반출포트(PO)의 한 쪽에만 이와 같은 기판전달위치를 두는 것도 무방하다.

또한, 상기 실시예에 있어서는, 푸셔 핀(P)은, 연직축 주위로의 회전에 의해서, 기판의 반송경로와의 간섭을 회피하도록 구성되어 있지만, 예를 들면, 축(31)의 하방을 따라서 수평 슬라이드 이동되는 기구를 설치하여, 푸셔 핀(P)을 기판의 반송경로로부터 후퇴시키는 것도 가능하다.

게다가, 푸셔 핀(P)의 구동기구로서, 에어실린더 및 링크 기구를 사용한 것을 예시하였지만, 예를 들면, 로터리 액추에이터에 의해 푸셔 핀(P)을 회전시키는 것 등, 그 외에도 여러 종류의 구동기구가 적용가능하다.

또한, 상기 각 실시예에 있어서는, 인덱스 로봇(R)과 푸셔 핀(P)의 기판전달은, 인덱스 로봇(R)의 핸드(70)의 승강에 의해서 이루어지고 있지만, 핸드(70)의 높이를 일정하게 두고, 푸셔 핀(P)을 승강함으로써 기판의 전달을 행하여도 좋다. 물론, 핸드(70) 및 푸셔 핀(P)의 양쪽이 승강하여, 기판을 전달하도록 하는 것도 가능하다.

마찬가지로, 반송 롤러(30)와 푸셔 핀(P)과의 기판전달에 있어서도, 어떤 한 쪽 또는 양쪽이 승강한다면 달성될 수 있고, 푸셔 핀(P) 만이 승강하는 구성으로 한정되는 것은 아니다.

그 외에, 특허청구범위에 기재된 사항의 범위에서 여러 가지의 변경을 하는 것이 가능하다.

이상에서 서술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기판반송장치는, 기판처리 제어수단의 지시에 따라서, 기판반입기구 및 기판반출기구를 작동시키는 한편, 이와는 독립하여 인덱스 로봇을 제어할 수 있는 기판반송 제어수단을 구비하여, 인덱스 로봇의 동작을 최적화할 수 있고, 이에 의하여 인덱스 로봇의 반송 택트를 단축할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 기판반송장치를 이용한 기판처리장치 및 기판처리방법은 인덱스 로봇의 동작을 최적화하여, 그 반송 택트를 단축하고, 그 결과로서 기판처리의 생산성을 향상할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 관한 기판처리장치의 전체구성을 개념적으로 도시한 평면도이고,

도 2는 컨베이어 내부구조를 간략히 나타낸 단면도이고,

도 3은 역시, 컨베이어의 내부구조를 간략히 나타낸 단면도이고,

도 4는 컨베이어의 구체적인 구성예를 도시한 평면도이고,

도 5는 컨베이어의 구체적인 구성예를 도시한 측면도이고,

도 6은 컨베이어의 구체적인 구성예를 도시한 배면도이고,

도 7은 푸셔 핀을 구동하기 위한 구동기구의 구성예를 도시한 사시도이고,

도 8은 로봇의 구성예를 도시한 사시도이고,

도 9는 상기 기판처리장치의 전기적 구성을 도시한 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

3A, 3B...컨베이어 모듈, T1, T2,‥‥, TN...처리부,

C...카세트, 30...반송 롤러,

P...푸셔 핀, 70...핸드,

50...구동기구(전달수단 승강구동부, 전달수단 회전구동부),

R...인덱스 로봇, IND...인덱스 유니트,

TRT...기판처리 유니트, 201...기판처리 제어부,

202...인덱스 제어부, 203...통신회선,

205...기판반입기구, 206...기판반출기구.

Claims (9)

1. 미처리의 기판이 반입되는 기판반입포트와, 처리 완료된 기판이 반출되는 기판반출포트를 가지는 기판처리부에 대하여 기판의 반입 및 반출을 행하기 위한 기판반송장치에 있어서,

   기판을 수용하기 위한 카세트가 탑재된 카세트 스테이션과;

   제1기판 전달위치로부터 상기 기판반입포트로 기판을 반입하기 위한 기판반입기구와;

   상기 카세트 스테이션에 탑재된 카세트로부터 기판을 꺼내고, 상기 제1기판 전달위치에서 상기 기판반입기구로 기판을 전달함과 동시에, 상기 기판반출포트로부터 배출된 기판을 상기 카세트 스테이션에 탑재된 카세트에 수용하는 인덱스 로봇과;

   상기 기판처리부에 구비된 기판처리 제어수단과 통신을 행하고, 상기 기판처리 제어수단의 지시에 따라서 상기 기판반입기구를 제어함과 동시에, 상기 기판처리 제어수단의 지시와는 독립하여 상기 인덱스 로봇을 제어하는 기판반송 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판반송장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기판반출포트로부터 제2기판 전달위치로 기판을 반출하기 위한 기판반출기구를 더 포함하고, 상기 인덱스 로봇은 상기 제2기판 전달위치에서 상기 기판반출기구로부터 기판을 받아서 상기 카세트 스테이션에 탑재된 카세트에 기판을 수용하며, 상기 기판반송 제어수단은 상기 기판처리 제어수단의 지시에 따라서 상기 기판반출기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판반송장치.
3. 미처리의 기판이 반입되는 기판반입포트와, 처리 완료된 기판이 반출되는 기판반출포트를 가지는 기판처리부에 대하여 기판의 반입 및 반출을 행하기 위한 기판반송장치에 있어서,

   기판을 수용하기 위한 카세트가 탑재된 카세트 스테이션과;

   상기 기판반출포트로부터 제2기판 전달위치로 기판을 반출하기 위한 기판반출기구와;

   상기 카세트 스테이션에 탑재된 카세트로부터 기판을 꺼내고, 상기 기판반입포트로 기판을 공급함과 동시에, 상기 제2기판 전달위치에서 상기 기판반출기구로부터 기판을 받아서 그 기판을 상기 카세트 스테이션에 탑재된 카세트에 수용하는 인덱스 로봇과;

   상기 기판처리부에 구비된 기판처리 제어수단과 통신을 행하고, 상기 기판처리 제어수단의 지시에 따라서 상기 기판반출기구를 제어함과 동시에, 상기 기판처리 제어수단의 지시와는 독립하여 상기 인덱스 로봇을 제어하는 기판반송 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판반송장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제1기판 전달위치가 상기 기판반입포트와는 높이를 다르게 하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판반송장치.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 제2기판 전달위치가 상기 기판반출포트와는 높이를 다르게 하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판반송장치.
6. 기판반입포트로부터 반입된 기판에 대하여 처리를 행하고 처리 후의 기판을 기판반출포트로 배출하는 기판처리부와, 상기 청구항 제1항 또는 제3항에 기재된 기판반송장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
7. 기판반입포트로부터 반입된 기판에 대하여 처리를 행하고, 처리 후의 기판을 기판반출포트로 배출하는 기판처리부와, 상기 기판처리부에 대하여 기판의 반입/반출을 행하는 기판반송부를 구비한 기판처리장치에 있어서의 기판처리방법에 있어서,

   인덱스 로봇에 의하여 카세트 스테이션에 탑재된 카세트로부터 기판을 꺼내고, 그 기판을 제1기판 전달위치에서 기판반입기구로 전달하는 공정과;

   상기 기판반입기구에 의하여 상기 제1기판 전달위치로부터 상기 기판반입포트로 기판을 전달하는 공정과;

   상기 기판반출포트로부터 배출된 기판을 상기 인덱스 로봇에 의하여 상기 카세트 스테이션에 탑재된 카세트에 수납하는 공정과;

   상기 기판처리부에 설치된 기판처리 제어수단의 지시를 받는 상기 기판반송부 측의 기판반송 제어수단에 의하여, 상기 지시에 따라서 상기 기판반입기구를 제어하는 공정 및

   상기 기판반송 제어수단에 의하여 상기 인덱스 로봇을 제어하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
8. 제7항에 있어서,

   기판반출기구에 의하여 상기 기판반출포트로 배출된 기판을 제2기판 전달위치로 반송하는 공정과, 상기 인덱스 로봇에 의하여 상기 카세트 스테이션에 탑재된 카세트로 수납하기 위하여, 상기 제2기판 전달위치에서 상기 기판반출기구로부터 기판을 받는 공정과, 상기 기판반송 제어수단에 의하여 상기 기판처리 제어수단의 지시에 따라서 상기 기판반출기구를 제어하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
9. 기판반입포트로부터 반입된 기판에 대하여 처리를 행하고, 처리 후의 기판을 기판반출포트로 배출하는 기판처리부와, 상기 기판처리부에 대하여 기판의 반입/반출을 행하는 기판반송부를 구비한 기판처리장치에 있어서의 기판처리방법에 있어서,

   인덱스 로봇에 의해서 카세트 스테이션에 탑재된 카세트로부터 기판을 꺼내고, 상기 기판을 상기 기판반입포트로 전달하는 공정과;

   상기 기판반출포트로부터 배출된 기판을 기판반출기구에 의해서 제2기판 전달위치까지 반송하는 공정과;

   상기 인덱스 로봇에 의하여 상기 제2기판 전달위치에서 상기 기판반출기구로부터 기판을 받고, 그 기판을 상기 카세트 스테이션에 탑재된 카세트에 수납하는 공정과;

   상기 기판처리부에 설치된 기판처리 제어수단의 지시를 받는 상기 기판반송부 측의 기판반송 제어수단에 의하여, 상기 지시에 따라서 상기 기판반입기구를 제어하는 공정 및

   상기 기판반송 제어수단에 의하여 상기 인덱스 로봇을 제어하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.