KR101409752B1 - Multi Chamber Substrate Processing Apparatus using Robot for Transferring Substrate - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판의 이송을 효율적으로 수행하는 기판 이송 로봇 및 이를 이용한 멀티 챔버 기판 처리 장치와 그 제어 방법에 대한 것이다.
본 발명은, 기판 홀더; 상기 기판 홀더의 3차원 운동을 가능하게 하는 복수의 로봇 암; 및 상기 복수의 로봇 암 중 어느 하나에 구비되며, 기판의 상부에서 상기 기판을 흡착 또는 고정하는 로딩 척을 포함하는 기판 이송 로봇과 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 그 제어 방법을 제공한다. The present invention relates to a substrate transfer robot for efficiently transferring substrates, a multi-chamber substrate processing apparatus using the same, and a control method thereof.
The present invention provides a substrate holder comprising: a substrate holder; A plurality of robot arms enabling three-dimensional motion of the substrate holder; And a loading chuck provided on any one of the plurality of robot arms and adapted to suck or fix the substrate on an upper portion of the substrate, and a substrate processing apparatus and a control method therefor including the substrate transfer robot.

Description

기판 이송 로봇을 이용한 멀티 챔버 기판 처리 장치 {Multi Chamber Substrate Processing Apparatus using Robot for Transferring Substrate}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a multi-chamber substrate processing apparatus using a substrate transfer robot,

본 발명은 기판 이송 로봇 및 이를 이용한 멀티 챔버 기판 처리 장치와 그 제어 방법에 대한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 기판의 이송을 효율적으로 수행하는 기판 이송 로봇 및 이를 이용한 멀티 챔버 기판 처리 장치와 그 제어 방법에 대한 것이다. The present invention relates to a substrate transfer robot and a multi-chamber substrate processing apparatus using the same and a control method thereof. More particularly, the present invention relates to a substrate transfer robot for efficiently transferring a substrate, and a multi-chamber substrate processing apparatus using the same and a control method thereof.

반도체 공정에 있어서 원하는 재료를 기판 상에 증착시키는 박막 증착 공정은 크게 물리 증착(Physical Vapor Deposition : PVD) 공법과 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition : CVD) 공법으로 구분된다. 여기서 CVD 공법은 공정 가스를 반응 챔버로 공급하여 열이나 플라즈마를 이용하여 공정 가스를 화학적으로 반응시켜 기판에 증착시키는 공법이다. 한편, 유기금속 화학 기상 증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 공법은 전구체(precursor)로 유기 금속 화합물을 사용하여 유기 금속 화합물을 캐리어 가스로 반응 챔버로 공급한 후 가열된 기판 표면에 유기 금속 화합물 박막을 성장시키는 공법이다. A thin film deposition process for depositing a desired material on a substrate in a semiconductor process can be roughly divided into physical vapor deposition (PVD) and chemical vapor deposition (CVD). In the CVD method, a process gas is supplied to a reaction chamber, and the process gas is chemically reacted with heat or plasma to deposit on the substrate. Meanwhile, the metal organic chemical vapor deposition (CVD) method uses an organometallic compound as a precursor to supply an organometallic compound as a carrier gas to a reaction chamber, and then deposits an organic metal compound thin film on the surface of the heated substrate It is a method to grow.

위와 같은 증착 공정이나 식각 공정을 수행하는 기판 처리 장치에 있어서 종래에는 하나의 기판을 반응 챔버에 로딩하여 공정을 수행하는 장치가 일반적으로 사용되었다. 이에 대해 최근에는 반응 챔버의 서셉터에 다수의 서셉터 포켓을 구비하고 복수의 기판을 각각의 서셉터 포켓에 로딩하여 동시에 처리하는 세미 배치 타입의 기판 처리 장치가 사용되고 있다. 한편, 복수의 반응 챔버를 이용하여 복수의 공정을 동시에 수행하는 멀티 챔버를 포함한 기판 처리 장치가 활용되고 있다. Conventionally, an apparatus for performing a process by loading one substrate into a reaction chamber has been generally used in a substrate processing apparatus for performing the deposition process or the etching process. Recently, a semi-batch type substrate processing apparatus has been used in which a plurality of susceptor pockets are provided in a susceptor of a reaction chamber and a plurality of substrates are loaded into respective susceptor pockets and simultaneously processed. On the other hand, a substrate processing apparatus including a multi-chamber that simultaneously performs a plurality of processes using a plurality of reaction chambers is utilized.

그러나, 기존의 방식에 의하면, 세미 배치 타입의 기판 처리 장치의 서셉터 포켓에 기판을 로딩하는 작업이 수작업에 의해 이루짐에 따라 발생되는 문제점이 존재하였다. 예를 들어 핀셋과 같은 도구를 이용하여 기판을 로딩 또는 언로딩하는 경우 핀셋에 의해 기판이 손상되는 문제점이 있다. 또한 기판을 서셉터 포켓에 정확히 정렬하는 것이 용이하지 않다. 더불어 기판의 로딩 및 언로딩 작업에 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있다. However, according to the conventional method, there is a problem that the operation for loading the substrate into the susceptor pocket of the semi-batch type substrate processing apparatus is performed by manual operation. For example, when loading or unloading a substrate using a tool such as tweezers, the substrate is damaged by the tweezers. It is also not easy to align the substrate precisely to the susceptor pocket. In addition, there is a problem that much time is required for loading and unloading the substrate.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 기판을 카세트로부터 인출하고 이를 기판 얼라이너로 로딩한 후 기판 얼라이너로부터 정렬된 기판을 서셉터로 로딩하는 것을 자동으로 수행하는 기판 이송 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a substrate transfer robot for automatically taking out a substrate from a cassette, loading the substrate into the substrate aligner, and then automatically loading the substrate from the substrate aligner to the susceptor .

또한, 본 발명은 상기와 같은 기판 이송 로봇을 이용하여 기판의 로딩 및 언로딩이 이루어지고, 로딩된 기판에 대한 처리 작업을 수행하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that performs loading and unloading of a substrate using the substrate transfer robot and performs a processing operation on the loaded substrate.

또한, 본 발명은 위와 같은 기판 이송 로봇 및 기판 처리 장치를 이용하여 기판의 처리 작업을 수행하기 위한 공정 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a process control method for performing a substrate processing operation using the above substrate transfer robot and substrate processing apparatus.

본 발명은, 기판 홀더; 상기 기판 홀더의 3차원 운동을 가능하게 하는 복수의 로봇 암; 및 상기 복수의 로봇 암 중 어느 하나에 구비되며, 기판의 상부에서 상기 기판을 흡착 또는 고정하는 로딩 척을 포함하는 기판 이송 로봇을 제공한다. The present invention provides a substrate holder comprising: a substrate holder; A plurality of robot arms enabling three-dimensional motion of the substrate holder; And a loading chuck provided on any one of the plurality of robot arms and adapted to suck or fix the substrate on an upper portion of the substrate.

상기 로봇 암은 상기 기판 홀더가 구비된 제 4 로봇 암, 상기 제 4 로봇 암과 연결되며 하부에 상기 로딩 척을 구비한 제 3 로봇 암을 포함하도록 구성될 수 있다. The robot arm may include a fourth robot arm having the substrate holder, and a third robot arm connected to the fourth robot arm and having the loading chuck at a lower portion thereof.

또한, 상기 로딩 척은 비접촉 흡착 방식으로 구성될 수 있다. 더불어, 상기 로딩 척 측부에는 카메라가 구비될 수 있다. Also, the loading chuck may be configured as a non-contact adsorption system. In addition, a camera may be provided on the loading chuck side.

또한 본 발명은, 기판이 적재된 카세트; 상기 기판을 정렬하는 기판 얼라이너; 복수의 서셉터 포켓을 구비한 서셉터를 포함하는 반응 챔버; 및 상기 카세트와 상기 기판 얼라이너, 및 상기 서셉터 포켓 사이에서 상기 기판을 이송하는 기판 이송 로봇을 포함하고, 상기 기판 이송 로봇은, 상기 카세트로부터 상기 기판 얼라이너로 기판을 이송하는 기판 홀더와, 상기 기판 얼라이너로부터 정렬된 기판을 그 상부에서 흡착 또는 고정하여 상기 서셉터 포켓으로 이송하는 로봇 암과, 상기 기판 홀더와 상기 로봇 암의 3차원 운동을 가능하게 하는 복수의 로봇 암을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다. The present invention also provides a cassette comprising: a cassette on which a substrate is loaded; A substrate aligner to align the substrate; A reaction chamber including a susceptor having a plurality of susceptor pockets; And a substrate transfer robot for transferring the substrate between the cassette and the substrate aligner and the susceptor pocket, wherein the substrate transfer robot comprises: a substrate holder for transferring the substrate from the cassette to the substrate aligner; A robot arm for sucking or fixing the substrate aligned thereon from the substrate aligner and transferring the substrate to the susceptor pocket; and a plurality of robot arms for enabling the substrate holder and the robot arm to perform three-dimensional motion And a substrate processing apparatus.

바람직하게는, 상기 반응 챔버는 적어도 두 개가 구비되며, 상기 기판 이송 로봇은 상기 복수의 반응 챔버에 대해 상기 기판의 로딩과 언로딩을 수행하도록 구성될 수 있다. Preferably, at least two reaction chambers are provided, and the substrate transfer robot may be configured to perform loading and unloading of the substrate with respect to the plurality of reaction chambers.

또한, 상기 로봇 암은 상기 기판 홀더가 구비된 제 4 로봇 암, 상기 제 4 로봇 암과 연결되며 하부에 상기 로딩 척을 구비한 제 3 로봇 암을 포함할 수 있으며, 상기 로딩 척은 비접촉 흡착 방식으로 구성될 수 있다. The robot arm may include a fourth robot arm having the substrate holder, a third robot arm connected to the fourth robot arm and having the loading chuck at the bottom thereof, and the loading chuck may be a non- .

또한, 본 발명은, 기판이 적재된 카세트와, 상기 기판을 정렬하는 기판 얼라이너와, 복수의 서셉터 포켓을 구비한 서셉터를 포함하는 적어도 둘의 반응 챔버, 및 상기 카세트와 상기 기판 얼라이너, 및 상기 서셉터 포켓 사이에서 상기 기판을 이송하는 기판 이송 로봇을 포함하는 기판 처리 장치의 제어 방법에 있어서, (a) 상기 기판 이송 로봇의 기판 홀더를 이용하여 상기 카세트로부터 상기 기판을 상기 기판 얼라이너로 이송하는 단계; (b) 상기 기판 이송 로봇의 로딩 척을 이용하여 상기 기판 얼라이너에서 정렬된 상기 기판을 그 상부에서 흡착 또는 고정하는 단계; (c) 상기 로딩 척을 상기 서셉터 포켓의 상부로 이동하고, 상기 기판을 상기 서셉터 포켓에 로딩하는 단계; 및 (d) 상기 기판 이송 로봇을 이용하여 상기 복수의 반응 챔버에 대해 상기 (a) 내지 (c) 단계를 반복하여 수행하는 단계를 포함하는 기판 처리 장치의 제어 방법을 제공한다. The present invention also relates to a plasma processing apparatus comprising at least two reaction chambers including a cassette on which a substrate is mounted, a substrate aligner for aligning the substrate, a susceptor having a plurality of susceptor pockets, And a substrate transfer robot for transferring the substrate between the susceptor pocket, the method comprising the steps of: (a) using the substrate holder of the substrate transfer robot to transfer the substrate from the cassette to the substrate aligner ; (b) adsorbing or fixing the substrate aligned on the substrate aligner on the substrate using the loading chuck of the substrate transfer robot; (c) moving the loading chuck to an upper portion of the susceptor pocket and loading the substrate into the susceptor pocket; And (d) repeating the steps (a) to (c) for the plurality of reaction chambers by using the substrate transfer robot.

또한, 상기 제어 방법은, (e) 상기 반응 챔버에서의 공정이 완료된 후 상기 로딩 척을 이용하여 상기 기판을 상기 서셉터 포켓으로부터 언로딩하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. Further, the control method may further include: (e) unloading the substrate from the susceptor pocket using the loading chuck after the process in the reaction chamber is completed.

본 발명에 따르면, 카세트로부터 기판 얼라이너 및 반응 챔버의 서셉터로 기판을 이송하고, 공정이 완료된 기판을 언로딩하는 과정을 효율적으로 수행할 수 있다. 또한 기판의 로딩 및 언로딩 과정에서 기판 표면의 손상을 방지하여 기판 처리 공정의 효율을 극대화할 수 있다. According to the present invention, it is possible to efficiently perform a process of transferring a substrate from a cassette to a substrate aligner and a susceptor of a reaction chamber, and unloading the substrate after the process is completed. In addition, it is possible to prevent damage to the substrate surface during loading and unloading of the substrate, thereby maximizing the efficiency of the substrate processing process.

또한, 본 발명에 따르면, 복수의 반응 챔버로의 기판 로딩 및 언로딩을 하나의 기판 이송 로봇을 이용하여 수행할 수 있어 장비 운용 효율을 향상시킬 수 있다. In addition, according to the present invention, substrate loading and unloading into a plurality of reaction chambers can be performed using a single substrate transfer robot, thereby improving the equipment operation efficiency.

또한, 본 발명에 따르면, 종전 수작업에 따른 작업 소요 시간을 단축할 수 있게 된다. Further, according to the present invention, it is possible to shorten the time required for a manual operation.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇과 기판이 수납된 카세트 및 기판 얼라이너를 함께 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇을 포함한 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇을 포함한 기판 처리 장치의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇을 구비한 기판 처리 장치에 있어서 기판을 카세트로부터 인출하는 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇을 구비한 기판 처리 장치에 있어서 기판 얼라이너에 로딩하는 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇을 구비한 기판 처리 장치에 있어서 정렬된 기판을 기판 얼라이너로부터 언로딩하는 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇을 구비한 기판 처리 장치에 있어서 기판을 서셉터의 서셉터 포켓에 로딩하는 상태를 도시한 도면이다.
도 9은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇에 있어서 로딩 척의 일례를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇을 이용하여 기판의 로딩 및 언로딩을 수행하는 방법을 도시한 순서도이다. 1 is a perspective view of a substrate transfer robot according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating a cassette and a substrate aligner in which a substrate transfer robot and a substrate are accommodated according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a plan view of a substrate processing apparatus including a substrate transfer robot according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a front view of a substrate processing apparatus including a substrate transfer robot according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a view showing a state in which a substrate is taken out from a cassette in a substrate processing apparatus having a substrate transfer robot according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view showing a state where the substrate processing apparatus is loaded on the substrate aligner in the substrate processing apparatus having the substrate transfer robot according to the preferred embodiment.
7 is a view showing a state in which an aligned substrate is unloaded from a substrate aligner in a substrate processing apparatus having a substrate transfer robot according to a preferred embodiment.
8 is a view illustrating a state in which a substrate is loaded into a susceptor pocket of a susceptor in a substrate processing apparatus having a substrate transfer robot according to a preferred embodiment of the present invention.
9 is a view showing an example of a loading chuck in the substrate transfer robot according to the preferred embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a method of performing loading and unloading of a substrate using a substrate transfer robot according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the preferred embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be variously modified by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇의 사시도이다. 1 is a perspective view of a substrate transfer robot according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇(1)은, 베이스부(10)와, 상기 베이스부(10)에 구비되는 복수의 로봇 암(12, 14, 16, 18)과, 상기 복수의 로봇 암(12, 14, 16, 18)의 말단에 구비되는 기판 홀더(20)와, 로딩 척(30)을 포함한다. A substrate transfer robot 1 according to a preferred embodiment of the present invention includes a base 10, a plurality of robot arms 12, 14, 16, 18 provided on the base 10, A substrate holder 20 provided at the ends of the robot arms 12, 14, 16 and 18, and a loading chuck 30.

복수의 로봇 암(12, 14, 16, 18)은 다관절 로봇을 구성한다. 도 1에 도시된 실시예에 있어서, 복수의 로봇 암(12, 14, 16, 18)은 베이스부(10) 상부에 구비되는 제 1 로봇 암(12), 제 1 로봇 암(12)에 연결된 제 2 로봇 암(14), 제 2 로봇 암(14)에 연결된 제 3 로봇 암(16), 및 제 3 로봇 암(16)에 연결된 제 4 로봇 암(18)을 포함하여 구성된다. 여기서 본 발명의 실시에 있어서 상기 로봇 암(12, 14, 16, 18)의 개수 및 구성은 다양하게 이루어질 수 있으나, 로봇 암(12, 14, 16, 18)의 말단에 구비되는 기판 홀더(20) 및 로딩 척(30)의 3차원 운동이 가능하도록 구성됨이 바람직하다. The plurality of robot arms 12, 14, 16, and 18 constitute a multi-joint robot. 1, a plurality of robot arms 12, 14, 16, 18 are connected to a first robot arm 12 provided on the base portion 10, a first robot arm 12 connected to the first robot arm 12, A second robot arm 14, a third robot arm 16 connected to the second robot arm 14, and a fourth robot arm 18 connected to the third robot arm 16. The number and configuration of the robot arms 12, 14, 16 and 18 may be varied in the embodiment of the present invention. However, the number of the robot arms 12, 14, 16, And the loading chuck 30 are capable of three-dimensional movement.

로봇 암(12, 14, 16, 18)의 구동을 위하여 제 1 로봇 암(12)을 회전구동하는 제 1 구동모터(22), 제 2 로봇 암(14)을 회전구동하는 제 2 구동모터(24), 제 3 로봇 암(16)을 회전구동하는 제 3 구동모터(26), 및 제 4 로봇 암(18)을 회전구동하는 제 4 구동모터(28)가 각각의 관절에 구비될 수 있다. 또한, 상기 제 1 로봇 암(12)을 수직 방향으로 구동하기 위한 승강 장치(23)가 베이스부(10)에 구비될 수 있다. A first driving motor 22 for rotationally driving the first robot arm 12 for driving the robot arms 12, 14, 16 and 18, and a second driving motor 22 for rotationally driving the second robot arm 14 A third drive motor 26 for rotating the third robot arm 16 and a fourth drive motor 28 for rotating the fourth robot arm 18 may be provided on the respective joints . Further, a lifting device 23 for driving the first robot arm 12 in the vertical direction may be provided on the base 10.

이러한 제 1 내지 제 4 구동모터(22, 24, 26, 28)는 로봇 암(12, 14, 16, 18)의 회전 구동을 위한 일례에 불과하며, 본 발명의 실시에 있어서 로봇 암(12, 14, 16, 18)의 회전 구동을 위한 구성은 위의 설명에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 승강 장치(23)는 랙 앤 피니언 기어(rack and pinion gear), 볼 스크류(ball screw), 또는 리니어 모터(linear motor) 등의 구동장치가 사용될 수 있다. The first to fourth drive motors 22, 24, 26 and 28 are merely examples for rotationally driving the robot arms 12, 14, 16 and 18. In the practice of the present invention, 14, 16, and 18 are not limited to the above description. The elevating device 23 may be a rack and pinion gear, a ball screw, or a linear motor.

기판 홀더(20)는 제 4 로봇 암(18)의 말단에 구비된다. 일 실시예에 있어서 기판 홀더(20)는 기판의 하부를 지지하도록 구성될 수 있다. 또한, 다른 실시예에 있어서, 기판 홀더(20)에는 진공압(air vacuum)이 공급되어 기판의 이탈을 방지하도록 구성될 수 있다. The substrate holder 20 is provided at the end of the fourth robot arm 18. In one embodiment, the substrate holder 20 may be configured to support the lower portion of the substrate. Further, in another embodiment, the substrate holder 20 may be provided with an air vacuum to prevent the substrate from escaping.

제 3 로봇 암(16)의 하부에는 로딩 척(30)이 구비된다. 로딩 척(30)은 베르누이(Bernoulli)의 원리를 이용한 비접촉 방식의 척일 수 있다. 또한, 로딩 척(30)은 정전척(electrostatic chuck)일 수 있다. 로딩 척(30)은 그 하부에 기판을 흡착 또는 고정한다. 더불어, 제 3 로봇 암(16)의 하부에는 카메라(32)가 구비될 수 있다. 카메라(32)는 영상을 취득하여 기판의 위치를 판별하거나 서셉터의 서셉터 포켓의 위치를 인식하기 위해 사용된다. 로딩 척(30)과 카메라(32)는 장착 연결부(29)를 통해 상기 제 3 로봇 암(16)의 하부에 부착될 수 있다. 필요에 따라 장착 연결부(29)에는 상기 로딩 척(30)과 카메라(32)의 작동 및 제어를 위한 장치가 내장될 수 있다. A loading chuck 30 is provided below the third robot arm 16. The loading chuck 30 may be a non-contact chuck using the Bernoulli principle. Further, the loading chuck 30 may be an electrostatic chuck. The loading chuck 30 sucks or fixes the substrate to its lower portion. In addition, a camera 32 may be provided under the third robot arm 16. The camera 32 is used to determine the position of the substrate or to recognize the position of the susceptor pocket of the susceptor by acquiring an image. The loading chuck 30 and the camera 32 may be attached to the lower portion of the third robot arm 16 through the mounting connection portion 29. [ If necessary, a device for operating and controlling the loading chuck 30 and the camera 32 may be installed in the mounting connection portion 29.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇과 기판이 수납된 카세트 및 기판 얼라이너를 함께 도시한 도면이다. 2 is a view illustrating a cassette and a substrate aligner in which a substrate transfer robot and a substrate are accommodated according to a preferred embodiment of the present invention.

기판(36)은 카세트(34) 내에 일정한 간격으로 적재된 상태로 제공된다. Substrates 36 are provided in cassettes 34 at regular spaced intervals.

기판 얼라이너(38)은 기판(36)을 정렬시키는 기능을 수행한다. 기판에는 플랫 존(flat zone)이나 노치(notch)가 형성되어 있고, 기판 얼라이너(38)는 기판의 플랫 존(flat zone) 또는 노치(notch)가 일정한 방향을 향하도록 정렬한다. 기판이 서셉터의 서셉터 포켓에 로딩되는 경우 기판은 정렬된 방향에 따라 로딩되도록 제어된다. 일 실시예에 있어서 상기 플랫 존(flat zone)이나 노치(notch)는 서셉터의 중심에 대해 반지름 방향의 외측을 향하도록 서셉터 포켓에 로딩될 수 있다. The substrate aligner 38 functions to align the substrate 36. A flat zone or a notch is formed on the substrate and the substrate aligner 38 aligns a flat zone or a notch of the substrate in a predetermined direction. When the substrate is loaded in the susceptor pocket of the susceptor, the substrate is controlled to be loaded along the aligned direction. In one embodiment, the flat zone or the notch may be loaded into the susceptor pocket to face radially outward with respect to the center of the susceptor.

기판 얼라이너(38)에서 정렬된 기판은 로딩 척(30)에 의해 흡착 또는 고정되어 서셉터로 이송된 후, 서셉터 포켓에 안착된다. The substrate aligned in the substrate aligner 38 is sucked or fixed by the loading chuck 30 and transferred to the susceptor, and then is seated in the susceptor pocket.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇을 포함한 기판 처리 장치의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇을 포함한 기판 처리 장치의 정면도이다. FIG. 3 is a plan view of a substrate processing apparatus including a substrate transfer robot according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a front view of a substrate processing apparatus including a substrate transfer robot according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 기판 이송 로봇(1)과, 적어도 둘의 반응 챔버(40, 50)를 포함한다. 도 3 및 도 4에 있어서는 제 1 반응 챔버(40)와 제 2 반응 챔버(50)가 구비된 것을 도시한다. The substrate processing apparatus according to the preferred embodiment of the present invention includes a substrate transfer robot 1 and at least two reaction chambers 40 and 50. 3 and 4 show that the first reaction chamber 40 and the second reaction chamber 50 are provided.

제 1 반응 챔버(40)에는 제 1 서셉터(42)가 구비되고, 제 1 서셉터(42)에는 복수의 제 1 서셉터 포켓(44)이 구비된다. 제 2 반응 챔버(50)에는 제 2 서셉터(52)가 구비되고, 제 2 서셉터(52)에는 복수의 제 2 서셉터 포켓(54)이 구비된다. 한편, 도시되지는 않았으나 상기 반응 챔버들(40, 50)에는 각각 개폐가 가능한 챔버 덮개(미도시)가 구비될 수 있다. The first reaction chamber 40 is provided with a first susceptor 42 and the first susceptor 42 is provided with a plurality of first susceptor pockets 44. A second susceptor 52 is provided in the second reaction chamber 50 and a plurality of second susceptor pockets 54 are provided in the second susceptor 52. Although not shown, the reaction chambers 40 and 50 may be provided with a chamber lid (not shown) that can be opened and closed, respectively.

기판 이송 로봇(1)은 복수의 반응 챔버(40, 50) 각각에 대해 기판(36)을 로딩 및 언로딩할 수 있도록 반응 챔버들(40, 50)의 사이 또는 대략 중앙 위치에 구비될 수 있다. 또한, 기판 처리 장치에는 기판(36)을 보관하는 카세트(34)와 기판(36)을 정렬하기 위한 기판 얼라이너(38)가 구비된다. 상기 카세트(34)와 기판 얼라이너(38)는 복수의 반응 챔버(40, 50)를 위해 공통으로 사용될 수 있다. The substrate transfer robot 1 may be provided between or substantially at the center of the reaction chambers 40 and 50 so as to load and unload the substrate 36 with respect to each of the plurality of reaction chambers 40 and 50 . Further, the substrate processing apparatus is provided with a cassette 34 for storing the substrate 36 and a substrate aligner 38 for aligning the substrate 36. The cassette 34 and the substrate aligner 38 can be used in common for a plurality of reaction chambers 40, 50.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇을 구비한 기판 처리 장치에 있어서 기판을 카세트로부터 인출하는 상태를 도시한 도면이고, 도 6은 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇을 구비한 기판 처리 장치에 있어서 기판 얼라이너에 로딩하는 상태를 도시한 도면이며, 도 7은 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇을 구비한 기판 처리 장치에 있어서 정렬된 기판을 기판 얼라이너로부터 언로딩하는 상태를 도시한 도면이다. FIG. 5 is a view showing a state in which a substrate is taken out from a cassette in a substrate processing apparatus having a substrate transfer robot according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross- FIG. 7 is a view showing a state in which the aligned substrate is unloaded from the substrate aligner in the substrate processing apparatus having the substrate transfer robot according to the preferred embodiment. FIG. Fig.

도 5를 참조하면, 제 4 로봇 암(18)에 구비된 기판 홀더(20)는 기판(36)이 적재된 카세트(34) 방향으로 이동한다. 기판 홀더(20)는 기판(36)의 아래쪽으로 삽입된 후 상승하여 기판 홀더(20)의 상부에 기판(36)이 올려진다. 5, the substrate holder 20 provided in the fourth robot arm 18 moves in the direction of the cassette 34 on which the substrate 36 is loaded. The substrate holder 20 is inserted to the lower side of the substrate 36 and then ascends and the substrate 36 is placed on the upper side of the substrate holder 20.

도 6을 참조하면, 기판(36)을 홀딩한 기판 홀더(20)는 기판 얼라이너(38)의 상부로 이동한 후 하강하여 기판 얼라이너(38)에 기판(36)을 로딩한 후 후퇴한다. Referring to FIG. 6, the substrate holder 20 holding the substrate 36 moves to the upper portion of the substrate aligner 38, then descends to load the substrate 36 to the substrate aligner 38, and then retreats .

도 7을 참조하면, 기판 얼라이너(38)에서 기판(36)의 정렬이 완료된 후 로딩 척(30)은 기판 얼라이너(38)의 상부에서 기판(36) 방향으로 하강한다. 이후 기판(36)은 상기 로딩 척(30)의 하부에 흡착 또는 고정된다. 한편, 기판 홀더(20)를 구비한 제 4 로봇 암(18)은 도 7에 도시된 바와 같이 접혀져 로딩 척(30)의 이동을 용이하게 한다.Referring to FIG. 7, after the alignment of the substrate 36 in the substrate aligner 38 is completed, the loading chuck 30 descends in the direction of the substrate 36 from above the substrate aligner 38. Subsequently, the substrate 36 is sucked or fixed to the lower portion of the loading chuck 30. [ On the other hand, the fourth robot arm 18 provided with the substrate holder 20 is folded as shown in Fig. 7 to facilitate the movement of the loading chuck 30.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇을 구비한 기판 처리 장치에 있어서 기판을 서셉터의 서셉터 포켓에 로딩하는 상태를 도시한 도면이다. 8 is a view illustrating a state in which a substrate is loaded into a susceptor pocket of a susceptor in a substrate processing apparatus having a substrate transfer robot according to a preferred embodiment of the present invention.

기판(36)을 흡착 또는 고정한 로딩 척(30)은 서셉터(40)의 상부로 이동하고, 서셉터 포켓(44)에 기판(36)을 로딩한다. 카메라(32)는 기판(36)이 로딩될 서셉터 포켓(44)에 대한 영상을 취득하여 기판(36)의 로딩 위치가 정확하게 제어될 수 있도록 할 수 있다. The loading chuck 30 that has adsorbed or fixes the substrate 36 moves to the top of the susceptor 40 and loads the substrate 36 into the susceptor pocket 44. The camera 32 may acquire an image of the susceptor pocket 44 on which the substrate 36 is to be loaded so that the loading position of the substrate 36 can be accurately controlled.

도 9은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇에 있어서 로딩 척의 일례를 도시한 도면이다. 9 is a view showing an example of a loading chuck in the substrate transfer robot according to the preferred embodiment of the present invention.

로딩 척(30)은 전술한 바와 같이 베르누이(Bernoulli)의 원리를 적용한 비접촉 흡착 방식으로 구성될 수 있다. 도 9를 참조하면, 로딩 척(30)에는 압축 기체 공급부(60)가 구비되고, 흡착면에는 유로 형성 부재(62)가 구비된다. 압축 기체 공급부(60)를 통해 공급된 압축 기체는 유로 형성 부재(62)에 의해 로딩 척(30)의 흡착면을 따라 방사상으로 토출된다. 이러한 토출 기체의 흐름에 따라 로딩 척(30)의 흡착면 방향으로 부압(negative pressure)이 발생한다. 이러한 원리에 따라 로딩 척(30)은 그 흡착면에 기판을 비접촉 방식으로 흡착하는 것이 가능하다. The loading chuck 30 may be constituted by a non-contact adsorption method applying the Bernoulli principle as described above. Referring to FIG. 9, the loading chuck 30 is provided with a compressed gas supply unit 60, and a flow path forming member 62 is provided on a suction surface. The compressed gas supplied through the compressed gas supply unit 60 is radially discharged along the adsorption surface of the loading chuck 30 by the flow path forming member 62. A negative pressure is generated in the direction of the adsorption surface of the loading chuck 30 according to the flow of the discharged gas. According to this principle, the loading chuck 30 can adsorb the substrate on its adsorption surface in a non-contact manner.

물론, 로딩 척(30)에 단순히 진공압을 가하여 진공 방식으로 기판을 흡착하거나, 정전기력을 이용하여 기판을 흡착하는 정전 척 방식으로 구성하는 것도 가능하다. 다만, 로딩 척(30)을 위와 같이 비접촉 흡착 방식으로 구성하는 경우 로딩 척(30)에 의해 기판의 상부면이 손상되는 것을 방지할 수 있다. Of course, it is also possible to constitute the electrostatic chucking system in which the substrate is adsorbed by a vacuum system simply by applying a vacuum to the loading chuck 30, or the substrate is adsorbed using an electrostatic force. However, when the loading chuck 30 is constructed by the non-contact adsorption method as described above, it is possible to prevent the upper surface of the substrate from being damaged by the loading chuck 30. [

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 로봇을 이용하여 기판의 로딩 및 언로딩을 수행하는 방법을 도시한 순서도이다. 10 is a flowchart illustrating a method of performing loading and unloading of a substrate using a substrate transfer robot according to a preferred embodiment of the present invention.

기판 이송 로봇(1)은 기판 홀더(20)를 카세트(34)로 이동시켜 카세트(34)에 적재된 기판(36)을 인출한다(S100).The substrate transfer robot 1 moves the substrate holder 20 to the cassette 34 and takes out the substrate 36 loaded on the cassette 34 (S100).

기판 홀더(20)는 기판 얼라이너(38)로 이동되고, 기판 홀더(20)가 하강하여 기판(36)을 기판 얼라이너(38)에 로딩한다(S102). 기판 얼라이너(38)에서는 기판(36)을 회전시켜 기판(38)에 형성된 플랫 존 또는 노치가 특정 방향을 향하도록 기판(36)을 정렬한다. The substrate holder 20 is moved to the substrate aligner 38 and the substrate holder 20 is lowered to load the substrate 36 into the substrate aligner 38 (S102). In the substrate aligner 38, the substrate 36 is rotated to align the substrate 36 such that the flat zone or notch formed on the substrate 38 faces a specific direction.

기판 정렬이 완료된 후, 기판 이송 로봇(1)은 로딩 척(30)이 기판(36)의 상부에 위치하도록 작동하고, 로딩 척(30)은 기판(36)을 흡착 또는 고정하여 기판 얼라이너(38)로부터 이동된다(S104).After the substrate alignment is completed, the substrate transfer robot 1 operates so that the loading chuck 30 is positioned above the substrate 36, and the loading chuck 30 sucks or fixes the substrate 36 to the substrate aligner 38) (S104).

로딩 척(30)은 서셉터(42, 52)로 이동하고, 서셉터(42, 52)의 서셉터 포켓(44, 54)에 기판(36)을 로딩한다(S106). 이러한 과정은 복수의 서셉터 포켓(44, 54)에 소정 개수의 기판(36)이 로딩될 때까지 진행된다. The loading chuck 30 moves to the susceptors 42 and 52 and loads the substrate 36 into the susceptor pockets 44 and 54 of the susceptors 42 and 52 (S106). This process is continued until a predetermined number of substrates 36 are loaded on the plurality of susceptor pockets 44,

한편, S100 단계 내지 S106 단계는 복수의 반응 챔버(40, 50)에 대해 각각 수행될 수 있다. On the other hand, steps S100 to S106 may be performed for each of the plurality of reaction chambers 40 and 50, respectively.

서셉터(42, 52)에의 기판 로딩이 완료되면, 반응 챔버(40, 50)에서는 소정의 기판 처리 공정이 수행된다. 기판 처리 공정이 완료되면, 로딩 척(30)을 이용하여 기판(36)을 서셉터 포켓(44, 54)으로부터 언로딩한다(S108).When the loading of the substrates into the susceptors 42 and 52 is completed, a predetermined substrate processing process is performed in the reaction chambers 40 and 50. When the substrate processing process is completed, the substrate 36 is unloaded from the susceptor pockets 44 and 54 using the loading chuck 30 (S108).

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

1 : 기판 이송 로봇 10 : 베이스부
12 : 제 1 로봇 암 14 : 제 2 로봇 암
16 : 제 3 로봇 암 18 : 제 4 로봇 암
20 : 기판 홀더 30 : 로딩 척
32 : 카메라 34 : 카세트
36 : 기판 38 : 기판 얼라이너
40 : 제 1 반응 챔버 42 : 제 1 서셉터
44 : 제 1 서셉터 포켓 50 : 제 2 반응 챔버
52 : 제 2 서셉터
54 : 제 2 서셉터 포켓1: substrate transfer robot 10: base part
12: first robot arm 14: second robot arm
16: Third robot arm 18: Fourth robot arm
20: substrate holder 30: loading chuck
32: Camera 34: Cassette
36: substrate 38: substrate aligner
40: first reaction chamber 42: first susceptor
44: first susceptor pocket 50: second reaction chamber
52: second susceptor
54: second susceptor pocket

Claims (11)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 기판이 적재된 카세트;
상기 기판을 정렬하는 기판 얼라이너;
복수의 서셉터 포켓을 구비한 서셉터를 포함하는 적어도 두 개의 반응 챔버; 및
상기 카세트와 상기 기판 얼라이너, 및 상기 적어도 두 개의 반응 챔버에 각각 구비되는 상기 복수의 서셉터 포켓 사이에서 상기 기판을 이송 및 반송하는 기판 이송 로봇을 포함하고,
상기 기판 이송 로봇은, 베이스부와, 상기 베이스부의 상부에 구비되는 제 1 로봇 암과, 상기 제 1 로봇 암에 연결된 제 2 로봇 암과, 상기 제 2 로봇 암에 연결된 제 3 로봇 암, 및 상기 제 3 로봇 암에 연결된 제 4 로봇 암을 포함하고,
상기 제 3 로봇 암의 하부에는 상기 기판 얼라이너로부터 정렬된 기판을 그 상부에서 흡착 또는 고정하여 상기 서셉터 포켓으로 이송하는 비접촉 방식의 로딩 척과, 상기 기판의 위치와 상기 서셉터 포켓의 위치를 인식하기 위한 카메라가 구비되고,
상기 제 4 로봇 암에는 상기 기판의 하부를 지지하는 기판 홀더가 구비되며,
상기 카세트로부터 상기 기판 얼라이너로의 상기 기판의 이송은 상기 기판 홀더에 의해 이루어지고, 상기 기판 얼라이너와 상기 서셉터 포켓으로의 이송은 상기 로딩 척에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. A cassette on which a substrate is loaded;
A substrate aligner to align the substrate;
At least two reaction chambers including a susceptor having a plurality of susceptor pockets; And
And a substrate transfer robot for transferring and transferring the substrate between the cassette, the substrate aligner, and the plurality of susceptor pockets respectively provided in the at least two reaction chambers,
The substrate transfer robot includes a base portion, a first robot arm provided on the base portion, a second robot arm connected to the first robot arm, a third robot arm connected to the second robot arm, And a fourth robot arm connected to the third robot arm,
A loading robot for moving the susceptor pocket to a predetermined position; a loading robot for moving the susceptor pocket; a loading robot for moving the susceptor pocket; A camera is provided,
Wherein the fourth robot arm is provided with a substrate holder for supporting a lower portion of the substrate,
Wherein the transfer of the substrate from the cassette to the substrate aligner is performed by the substrate holder and the transfer to the substrate aligner and the susceptor pocket is performed by the loading chuck. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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