KR101894989B1 - 스피드 버퍼, 이를 포함하는 연속 기판 처리 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

스피드 버퍼, 이를 포함하는 연속 기판 처리 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

스피드 버퍼, 이를 포함하는 연속 기판 처리 시스템 및 그 제어 방법이 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 스피드 버퍼는 반입되는 기판을 제 1 방향으로 이송하여 반출하는 스피드 버퍼로서, 기판의 반입 여부를 검출하는 제 1 센서, 스피드 버퍼 내에서 이송 중인 기판의 위치를 검출하는 제 2 센서 및 선발 기판이 스피드 버퍼로부터 완전히 반출되기 전 후발 기판과 선발 기판이 목표 간격을 갖도록 결정되는 후발 기판의 이송 속도에 응답하여, 후발 기판을 이송하는 롤러의 회전 속도를 제어하는 드라이버를 포함할 수 있다.

Description

스피드 버퍼, 이를 포함하는 연속 기판 처리 시스템 및 그 제어 방법{Speed Buffer, In-Line Type Substrate Processing System and Controlling Method Therefor}
본 발명은 기판 제조 장비에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 스피드 버퍼, 이를 포함하는 연속 기판 처리 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
기판 처리 장치는 진공 상태의 챔버 내에서 대상 기판에 물리적/화학적 증착, 이온 주입, 코팅 등의 공정을 수행하는 장치이며, 클러스터 타입으로부터 인라인 타입으로 발전해 왔다.
인라인 타입의 기판 처리 장치 즉, 연속 기판 처리 시스템은 증착원이 정지해 있는 상태에서, 피처리 기판이 일렬로 배열된 챔버를 순차적 및 연속적으로 통과하면서 공정이 진행되는 시스템으로, 생산성이 높아 대량 생산이 유리한 이점이 있다.
피처리 기판은 예를 들어 태양 전지, 액정 표시 소자, 터치 패널, 유기 전계 발광 소자, 플라즈마 디스플레이, 전계 방출 소자, 플랙서블 디스플레이 등의 투명 도전막 등이 될 수 있으며, 이러한 피처리 기판은 점차 대형화되고 있다.
피처리 기판이 대형화됨에 따라, 생산 설비 또한 대형화될 수 밖에 없으며, 이는 전체적인 설비 면적을 증가시켜 생산비를 증가시키는 요인이 된다. 또한, 새로운 처리 공정의 개발 등도 생산비를 증가시키는 원인으로 작용한다.
최종 생산된 제품의 단가는 단위 면적당 생산성에 의존하며, 따라서 연속 기판 처리 시스템에서는 복수의 공정 챔버를 효율적으로 구성하여 설비비를 감축시키는 것이 중요하다.
연속 기판 처리 시스템에서, 기판에 물질을 증착하는 동안에는 충분하고 균일한 증착을 위해 기판이 일정 속도로 이동한다. 그리고, 증착이 완료된 후에는 마스크 교체, 봉지 공정, 모듈화 공정, 시스템 공정 등이 수행된다. 이러한 일련의 공정을 수행함에 있어서, 증착 챔버 내를 이동하는 기판 간의 간격이 넓을 경우 증착원이 낭비된다.
따라서, 제품 단가를 보다 낮추기 위해서는 증착원의 효율적인 이용이 요구되며, 이를 위해 챔버 내에서 기판 간격을 최소화할 수 있는 방안이 요구되는 실정이다.
본 발명의 실시예는 기판 간의 간격을 최소화할 수 있는 스피드 버퍼, 이를 포함하는 연속 기판 처리 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 스피드 버퍼는 반입되는 기판을 제 1 방향으로 이송하여 반출하는 스피드 버퍼로서, 상기 기판의 반입 여부를 검출하는 제 1 센서; 상기 스피드 버퍼 내에서 이송 중인 기판의 위치를 검출하는 제 2 센서; 및 선발 기판이 상기 스피드 버퍼로부터 완전히 반출되기 전 후발 기판과 상기 선발 기판이 목표 간격을 갖도록 결정되는 후발 기판의 이송 속도에 응답하여, 상기 후발 기판을 이송하는 롤러의 회전 속도를 제어하는 드라이버;를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 연속 기판 처리 시스템은 기판과 마스크를 정렬하는 얼라인 챔버; 지정된 위치에 설치되는 복수의 센서를 포함하며, 상기 얼라인 챔버로부터 기판을 제공받아 기 설정된 속도로 이송하여 반출하는 스피드 버퍼; 상기 스피드 버퍼로부터 제공된 기판을 기 설정된 공정 조건으로 처리하는 공정 챔버; 및 상기 스피드 버퍼로 제공된 선발 기판이 상기 스피드 버퍼로부터 완전히 반출되기 전, 상기 스피드 버퍼로 반입된 후발 기판과 상기 선발 기판이 목표 간격을 갖도록 제어하는 속도 제어부;를 포함할 수 있다.
다른 한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 스피드 버퍼 제어 방법은 지정된 위치에 설치되는 복수의 센서를 포함하고 반입되는 기판을 기 설정된 속도로 이송하여 반출하는 스피드 버퍼를 제어하기 위한 속도 제어부에서의 제어 방법으로서, 상기 복수의 센서 중 어느 하나에 의해 상기 스피드 버퍼로의 기판 반입이 감지됨에 따라, 상기 제어부가 반입이 감지된 후발 기판보다 선행하여 이송 중인 선발 기판이 상기 스피드 버퍼로부터 완전히 반출될 때까지의 잔여 시간을 예측하는 단계; 상기 속도 제어부가 상기 잔여 시간 내에 상기 후발 기판이 상기 선발 기판과 목표 간격을 갖도록 상기 후발 기판의 이송 속도를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 이송 속도에 따라 상기 후발 기판을 이송하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 기술에 의하면, 공정 챔버로 제공되는 기판 간의 간격을 최적화할 수 있다. 따라서, 증착원의 효율적 이용이 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있고, 최종 생산된 제품의 단가를 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 연속 기판 처리 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 스피드 버퍼의 개략적인 평면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 제어 시스템의 구성도,
도 4는 도 3에 도시한 속도 제어부의 일 예시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 스피드 버퍼 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 스피드 버퍼 제어 방법을 설명하기 위한 상세 흐름도,
도 7은 도 6에 도시한 시간 예측 과정의 일 예를 설명하기 위한 흐름도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 스피드 버퍼 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 스피드 버퍼 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 10 및 도 11은 본 발명에 의한 스피드 버퍼 제어 개념을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 명세서에 첨부된 도면에서, 각 블록은 특정한 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 명령어를 포함하는 모듈을 나타내거나, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 아울러, 본 발명을 대체할 수 있는 실행 예들에서는 각 블록들에서 언급된 기능들이 다른 순서로 실행될 수도 있다. 예를 들어, 연속적으로 도시되어 있는 두 개의 블록들은 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고, 또는 대체 가능한 예에서 역순으로 수행되는 것도 가능함을 주목해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 연속 기판 처리 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 연속 기판 처리 시스템(10)은 얼라인 챔버(101), 제 1 스피드 버퍼(103), 복수의 공정 챔버(105), 제 2 스피드 버퍼(107), 디태치 챔버(109)를 포함한다. 그리고, 각각의 챔버(101~109)는 제어 시스템(100)의 제어에 따라 기판을 이송시켜 목적하는 바에 따른 기판 처리를 수행한다.
각 챔버는 진공 상태로 제어되고 각 챔버 사이에는 게이트가 구비될 수 있다. 게이트는 오픈 상태를 유지하도록 제어될 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 제어 시스템(100)의 제어에 따라 온/오프가 제어된다.
얼라인 챔버(101)로부터 디태치 챔버(109)로 이동하는 기판은 각 챔버 내에 마련된 기판 이송부에 의해 지정된 방향으로 이송된다. 기판 이송부는 예를 들어 선형 레일, 이동식 컨베이어 벨트, 롤러 등으로 구성할 수 있으며, 기판은 지면에 대해 수평 또는 수직 상태로 설치될 수 있다.
도시하지 않았지만, 연속 기판 처리 시스템(10)은 기판 로딩 챔버, 기판 언로딩 챔버, 마스크 스톡 등을 더 포함될 수 있음은 물론이다.
기판 로딩 챔버로부터 얼라인 챔버(101)로 기판이 안내되면, 얼라인 챔버(101)는 기판과 마스크를 정렬한다.
제 1 스피드 버퍼(103)는 얼라인이 완료된 기판을 공정 챔버(105)로 안내한다. 특히, 본 발명에 의한 스피드 버퍼(103)는 선발 기판과 후발 기판간의 간격이 목적하는 간격을 갖도록 제어되는데, 이에 대한 구체적인 설명은 도 2를 참조하여 후술하기로 한다.
공정 챔버(105)는 복수의 유닛(105-1~105-n)이 일렬로 배열되도록 구성된다. 각각의 공정 유닛(105-1~105-n)은 제어 시스템(100)의 제어에 따라 목적하는 바에 따른 종류 및 양의 소스가 배출되어 공정 챔버를 이동하는 기판에 목적하는 물질을 증착한다.
제 2 스피드 버퍼(107)는 공정이 완료된 기판을 전달받아 디태치 챔버(109)로 제공하며, 디태치 챔버(109)는 공정이 완료된 기판과 마스크를 분리한다. 분리된 마스크는 반송 및 세정되어 재사용되며, 마스크가 분리된 기판은 다음 공정 모듈로 전달된다.
제어 시스템(100)은 프로그램 가능한 마이크로 프로세서를 포함할 수 있다. 그리고, 메모리에 저장된 제어 소프트웨어를 실행하여 연속 기판 처리의 동작 전반에 관한 제어를 담당한다. 구체적으로는 전원 제어, 기판 이송 제어, 챔버 내 온도 제어, 증착 소스 제어 등을 수행하며, 운용자로부터의 명령을 제공받기 위한 입력 장치와 연속 기판 처리 시스템(10)의 상태를 모니터링할 수 있는 출력장치를 포함한다.
또한, 제어 시스템(100)은 얼라인이 완료된 기판이 제 1 스피드 버퍼(103)를 통해 공정 챔버(105)로 제공될 때, 기판 간의 간격이 목적하는 간격을 갖도록 제어한다.
상술하였듯이 공정 챔버(105) 내에서는 기판에 균일하고 충분한 소스가 증착되도록 기판이 일정 속도로 이송하기 때문에, 기판 간의 간격은 스피드 버퍼(103)의 기판 이송 속도에 따라 결정되게 된다.
따라서, 본 발명의 제어 시스템(100)은 제 1 스피드 버퍼(103)로 기판 반입이 감지되면 선발 기판이 공정 챔버로 완전히 진입하기 전에, 선발 기판과 후발 기판 간의 간격이 목표 간격을 갖도록 제 1 스피드 버퍼(103)의 기판 이송 속도를 제어한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 스피드 버퍼의 개략적인 평면도이다.
도 2에는 스피드 버퍼, 예를 들어 제 1 스피드 버퍼(103)의 개략적인 평면도를 나타내었으며, 기판(A)의 이송 방향을 중심으로 하여, 버퍼의 양 측벽에 복수의 롤러(1031)가 등간격으로 설치된 것을 알 수 있다.
각각의 롤러(1031)에는 모터(M) 및 드라이버(D)가 전기적으로 연결된다. 드라이버(D)는 제어 시스템(100)의 제어에 따라 모터(M)를 구동하며, 모터(M)의 동력이 동력 전달축(1033)을 통해 롤러(1031)를 회전시켜 기판(A)이 공정 챔버(105) 측으로 진행하게 된다.
한편, 제 1 스피드 버퍼(103)는 복수의 센서(S1: S11, S13)(S2: S21, S23) (S3: S31, S33)를 포함한다. 제 1 센서(S1)는 제 1 스피드 버퍼(103)의 입구에 설치되어 기판(A)의 반입을 감지한다. 제 2 센서(S2)는 기판(A)의 길이를 고려하여 지정된 위치에 설치되며, 예를 들어 기판(A)이 제 1 스피드 버퍼(103)로부터 반출을 개시하는 위치에 설치될 수 있다. 제 3 센서(S3)는 기판(A)이 제 1 스피드 버퍼(103)를 완전히 반출되었음을 감지하기 위한 것으로 생략하는 것도 가능하다. 이러한 의미에서, 제 1 센서(S1)는 반입 감지센서, 제 2 센서(S2)는 반출개시 감지센서, 제 3 센서(S3)는 반출완료 감지센서라 지칭할 수 있다. 아울러, 제 1 스피드 버퍼(103)는 상술한 제 1 내지 제 3 센서 외에 더욱 많은 개수의 센서들을 더 포함할 수 있으며, 이 경우 제 1 스피드 버퍼(103) 내를 이동하는 기판의 위치를 실시간으로 검출할 수 있다.
한편, 도 2에는 개개의 롤러(1031)가 각각 모터(M) 및 드라이버(D)를 구비하는 것으로 도시하여, 각 롤러(1031)를 개별적으로 제어할 수 있음을 나타내었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제 1 스피드 버퍼(103)는 제 2 센서(S2)를 기준으로 롤러(1031)를 구분하여, 제 1 기판 이송부(1035-1, 1035-2)에 의해 제 1 롤러군을 동시에 제어하거나, 제 2 기판 이송부(1037-1, 1037-2)에 의해 제 2 롤러군을 동시에 제어하는 것도 가능하다.
제 1 스피드 버퍼(103)로 기판이 반입되면 이는 제 1 센서(S1)에 의해 감지된다. 그러면, 제어 시스템(100)은 반입된 기판보다 선발하여 이동하는 기판이 존재하는지 확인하여, 두 기판 간의 간격을 목적하는 간격으로 제어한다. 이를 위해 제어 시스템(100)은 반입이 감지된 기판 즉, 후발 기판의 이송 속도를 가속시켜, 선발 기판이 제 1 스피드 버퍼(103)를 완전히 벗어나기 전에, 두 기판 간의 간격을 목적하는 간격이 되도록 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 제어 시스템의 구성도이다.
도 3에 도시한 것과 같이, 제어 시스템(100)은 컨트롤러(110), 전원 제어부(120), 이송 제어부(130), 소스 제어부(140), 메모리(150), 사용자 인터페이스(UI, 160) 및 스피드 버퍼(103) 내에서의 기판 간격을 제어하기 위한 속도 제어부(170)를 포함한다.
컨트롤러(110)는 마이크로 프로세서일 수 있으며, 이는 프로그램 가능하도록 설계될 수 있다.
전원 제어부(120)는 연속 기판 처리 장치(10)의 전력을 제어하고, 이송 제어부(130)는 공정이 개시됨과 함께 얼라인 챔버(101)로부터 디태치 챔버(109)까지 기판이 이송되도록 롤러를 구동하기 위한 모터 및 드라이버를 제어한다.
소스 제어부(140)는 공정 챔버(105) 내에서 분사되는 공정 소스의 종류, 양 등을 제어한다.
메모리(150)는 제어 시스템(100)에 동작하는 데 필요한 각종 어플리케이션, 데이터 등이 저장되며, 기판 처리를 위해 필요한 제어 파라미터 등이 저장될 수 있다.
사용자 인터페이스(160)는 운용자로부터 제어 명령, 데이터 등을 입력받기 위한 입력부(161) 및 연속 기판 처리 시스템(10)의 처리 상황, 진행 상황, 에러 여부 등을 운용자에게 제공하기 위한 출력부(163)를 포함한다.
속도 제어부(170)는 제 1 센서(S1)로부터 제 1 스피드 버퍼(103)로의 기판 반입 사실이 감지됨에 따라, 반입된 기판보다 선발하여 이동하는 기판이 존재하는지 확인하여, 두 기판 간의 간격을 목적하는 간격으로 제어한다. 특히, 속도 제어부(170)는 반입이 감지된 기판 즉, 후발 기판의 이송 속도를 가속시켜, 선발 기판이 제 1 스피드 버퍼(103)를 완전히 벗어나기 전에, 두 기판 간의 간격을 목적하는 간격이 되도록 제어할 수 있다.
도 4는 도 3에 도시한 속도 제어부의 일 예시도이다.
도 4를 참조하면, 속도 제어부(170)는 센서 관리부(171), 위치 검출부(173), 연산부(175), 속도 결정부(177) 및 제어신호 생성부(179)를 포함할 수 있다.
센서 관리부(171)는 제 1 스피드 버퍼(103) 내에 설치된 복수의 센서 각각에 대한 위치 및 식별자를 관리하고, 각각의 센서로부터 전달되는 감지 신호를 수신한다.
센서 관리부(171)에서 수신한 감지 신호에 기초하여 위치 검출부(173)는 제 1 스피드 버퍼(103) 내에 반입되어 있는 각 기판의 위치를 검출한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 선발 기판의 위치는 상술한 제 2 센서(S2)에 의해 검출되고, 후발 기판의 위치는 제 1 센서(S1)에 의해 검출될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 위치 검출부(173)는 제 1 스피드 버퍼(103)로 기판 반입이 검출되는 시점에, 선발 기판과 후발 기판 간의 간격을 검출하는 것도 가능하다. 선발 기판의 위치가 제 2 센서(S2)에 의해 검출되고, 후발 기판의 위치가 제 1 센서(S1)에 의해 검출되는 경우, 선발 기판의 이송 속도(V1), 제 1 및 제 2 센서(S1, S2)의 설치 위치에 기초하여 기판 간의 간격을 검출할 수 있다.
연산부(175)는 선발 기판에 대한 위치를 예측한다. 보다 구체적으로, 연산부(175)는 센서 관리부(171)에 의해 후발 기판 감지신호가 제공되고, 위치 검출부(173)에서 선발 기판의 위치가 감지됨에 따라, 선발 기판이 제 1 스피드 버퍼(103)로부터 완전히 반출될 때까지의 잔여 시간을 예측한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 선발 기판의 위치가 제 2 센서(S2)에 의해 검출되는 경우, 제 2 센서(S2)의 설치 위치 및 선발 기판의 이송 속도에 기초하여 선발 기판이 완전히 반출되기 까지의 잔여 시간을 예측할 수 있다.
속도 결정부(177)는 연산부(175)에서 선발 기판에 대한 잔여 시간이 예측됨에 따라, 예측된 잔여 시간 내에 후발 기판이 목적하는 위치로 이동할 수 있도록 후발 기판의 이송 속도를 결정한다.
예를 들어, 선발 기판이 V1의 속도로 이송 중에 있고, 잔여 시간이 TR이라 가정한다. 후발 기판은 잔여시간(TR) 바람직하게는 TR-α의 시간 내에 선발 기판과 목표 간격(DT)를 갖도록 이송되어야 한다. 여기에서, α는 선발 기판과 후발 기판 간의 간격을 목표 간격으로 배치 완료하는 데 필요한 오프셋이 될 수 있다. 후발 기판은 시간 TR-α, 바람직하게는 TR-β(β<α)의 시간에 선발 기판과 목표 간격(DT)을 갖는 위치로 이송되어야 한다. TR-β 시간 후 선발 기판의 위치를 좌표 (X1, 0)으로 나타낼 수 있다면, 속도 결정부(177)는 TR-β 시간 후 후발 기판의 X축 위치가 (X1-DT)가 되도록 가속 이동 속도(V2)를 결정할 수 있다.
아울러, 속도 결정부(177)는 후발 기판과 선발 기판의 간격이 목표 간격(DT)에 도달하면, 후발 기판의 속도를 선발 기판의 속도(V1) 즉, 등간격 유지 속도로 변경한다.
제어신호 생성부(179)는 속도 결정부(177)에서 후발 기판의 이송 속도가 결정됨에 따라 제 1 스피드 버퍼(103) 내의 후발 기판을 이송하는 롤러의 드라이버로 속도 제어신호를 전송한다.
이에 따라, 제 1 스피드 버퍼(103)로 기판 반입이 감지될 때 선발 기판이 제 1 스피드 버퍼(103)로부터 완전히 반출되기 전, 선발 기판과 후발 기판의 간격이 목표 간격(DT)을 갖도록 후발 기판의 속도를 결정하여 이송시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 스피드 버퍼 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
속도 제어부(170)의 센서 관리부(171)에 의해 제 1 스피드 버퍼(103)로 기판 반입이 감지됨에 따라(S100), 연산부(175)는 반입이 감지된 기판보다 선행하여 이송 중인 선발 기판이 제 1 스피드 버퍼(103)로부터 완전히 반출될 때까지의 잔여 시간을 예측한다(S200).
그리고, 속도 결정부(177)는 예측된 잔여 시간 내에 후발 기판이 선발 기판과 목표 간격(DT)을 가질 수 있도록 후발 기판의 속도를 결정하고, 이에 따라 생성된 제어신호를 후발 기판을 이송 중인 드라이버로 전송하여 후발 기판을 이송시킨다(S300).
각각의 단계에 대해 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 스피드 버퍼 제어 방법을 설명하기 위한 상세 흐름도이다.
연속 기판 처리 시스템(10)이 동작을 개시함에 따라, 속도 제어부(170)는 대기 상태에 있다(S101). 대기 상태 중에 센서 관리부(171)에 의해 제 1 스피드 버퍼(103)로부의 기판 반입이 감지되면(S103), 위치 검출부(173)는 센서 관리부(171)에서 감지되는 신호에 따라 선발 기판이 존재하는지 확인한다(S105).
이 때, 선발 기판이 감지되지 않는 경우 즉, 반입이 감지된 기판이 제 1 스피드 버퍼(103)에 최초로 반입된 기판이거나, 선발 기판이 이미 공정 챔버(105)로 반출되어 있는 상태에는 반입이 감지된 기판을 지정된 속도로 이송시킨다(S107).
한편, 선발 기판이 감지되는 경우 연산부(175)는 선발 기판이 제 1 스피드 버퍼(103)로부터 완전히 반출될 때까지의 잔여 시간을 예측한다(S200). 본 발명의 바람직한 실시예에서, 선발 기판의 위치가 제 2 센서(S2)에 의해 검출되는 경우, 제 2 센서(S2)의 설치 위치 및 선발 기판의 이송 속도(V1)에 기초하여 선발 기판이 완전히 반출되기 까지의 잔여 시간(TR)을 예측할 수 있다.
선발 기판에 대한 잔여 시간(TR)이 예측된 후에는, 예측된 잔여 시간(TR) 내에 후발 기판을 목표 위치로 이송시키기 위해, 속도 결정부(177)가 후발 기판의 가속 이송 속도(V2)를 결정한다(S301).
제어신호 생성부(179)는 단계 S301에서 결정된 후발 기판의 가속 이송 속도(V2)에 따른 제어명령을 해당 드라이버로 전달하고, 이에 따라 롤러가 구동되어 단계 S301에서 결정된 가속 이송 속도(V2)로 후발 기판이 이송된다(S303).
그 결과로 후발 기판과 선발 기판이 목표 간격을 갖게 되면, 속도 결정부(177)는 후발 기판의 속도를 선발 기판과 동일한 속도(V1)로 변경한다(S305).
한편, 선발 기판에 대한 잔여 시간(TR)을 예측하는 단계(S200)는 예를 들어 도 7과 같이 구체화될 수 있다.
도 7은 도 6에 도시한 시간 예측 과정의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
제 1 스피드 버퍼(103)로 반입 기판이 감지되고, 선발 기판이 존재하는 경우, 연산부(175)는 선발 기판이 제 1 스피드 버퍼(103)로부터 완전히 반출되기 까지의 잔여 시간(TR)을 계산한다(S201).
그리고, 연산부(175)는 롤러의 최대 이송 속도를 고려하여, 계산된 잔여 시간(TR) 내에 후발 기판을 목표 위치 즉, 선발 기판과 목표 간격(DT)을 갖는 위치로 이송시킬 수 있는지 확인한다(S203).
만약, 잔여 시간 내에 후발 기판의 이송이 불가능한 경우, 속도 결정부(177)는 후발 기판의 이송 속도를 기 설정된 속도(V3)로 결정하며, 이동 가능한 경우에는 단계 S300으로 진행한다. 본 발명의 일 실시예에서, 잔여 시간 내 후발 기판의 이송이 불가능한 경우의 후발 기판의 이송 속도는 기준 속도(Vref) 또는 롤러의 최고 이송 속도(Vmax)가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기에서, 기준 속도(Vref)는 공정 챔버 내의 기판 이송 속도이다.
한편, 도 6에 도시한 흐름도에서, 후발 기판을 가속 이송 속도(V2)로 이송하는 중에 또 다른 후발 기판(이하에서는 제 2 후발 기판이라 칭함)이 제 1 스피드 버퍼(103) 내로 유입될 수 있다. 후발 기판이 기 결정된 가속 이송 속도(V2)로 이송 중에 있으며, 제 2 후발 기판 측면에서는 V2로 이송 중인 후발 기판이 선발 기판이 될 것이므로, 이들 간의 간격을 목표 간격(DT)이 되도록 제어할 필요가 있다. 이에 대해 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 스피드 버퍼 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
가속 이송 속도(V2)의 속도로 후발 기판이 이송 중에 있는 상태에서 등간격 유지 속도(V1)로 후발 기판의 속도가 변경되기 전 즉, 도 6의 단계 S303과 단계 S305 사이에 제 2 후발 기판이 감지된 경우(S401)에는 속도 결정부(177)에서 다음의 세 가지 경우로 나누어 제 2 후발 기판을 제어할 수 있다.
제 1 실시예로서, 제 2 후발 기판이 후발 기판의 속도를 모사하도록 제어하는 경우를 들 수 있다(S411).
후발 기판은 선발 기판과 목표 간격(DT)을 갖기 전까지는 V2의 속도로 이송하고, 목표 간격(DT)에 도달한 시점부터는 V1의 속도로 이송된다. 따라서, 제 2 후발 기판 또한 후발 기판과 마찬가지 속도로 제어할 수 있다. 다만, 본 실시예는 선발 기판과 후발 기판의 최초 간격과, 후발 기판과 제 2 후발 기판의 최초 간격이 동일한 경우에 적용될 수 있음을 유의하여야 한다.
제 2 실시예로서, 제 2 후발 기판을 일시 정지시키고(S421), 단계 S200 즉, 연산부(175)가 후발 기판이 제 1 스피드 버퍼(103)로부터 완전히 반출될 때까지의 잔여 시간을 예측하는 단계(S200)로 진행한 후, 이후의 과정을 진행하도록 할 수 있다.
제 3 실시예로서, V2로 이송 중에 있는 후발 기판에 대하여 지정된 시간(△t) 후의 위치를 예측하고(S431), △t 후 후발 기판과 제 2 후발 기판이 목표 간격(DT)을 갖도록 제 2 후발 기판의 속도(V4) 즉, 제 2 후발 기판의 가속 이송 속도를 결정한 후(S433), 결정된 속도(V4)로 제 2 후발 기판을 이송한다(S435). 아울러, V4의 속도로 제 2 후발 기판을 이송시켜, 후발 기판과 제 2 후발 기판 간의 간격이 목표 간격(DT)에 도달하는 시점부터는 제 2 후발 기판의 속도를 후발 기판의 속도로 변경한다(S437).
따라서, 후발 기판이 선발 기판과 목표 간격(DT)을 갖도록 이송 중인 상황에서, 제 2 후발 기판이 검출되더라도, 후발 기판과 제 2 후발 기판 간의 간격을 원하는 간격(DT)으로 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서, 제 1 스피드 버퍼(103)로의 기판 반입이 감지된 후(S100), 선발 기판의 이동 위치를 예측(S200)하기 전, 선발 기판과 후발 기판 간의 간격에 따라 후발 기판의 속도를 제어할 수 있으며, 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 스피드 버퍼 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
제 1 스피드 버퍼(103)로의 기판 반입이 감지됨에 따라(S100), 위치 검출부(173)는 선발 기판의 감지 위치 및 이동 속도(V1)와 후발 기판의 감지 위치에 기초하여, 선발 기판과 후발 기판 간의 간격을 검출한다(S501).
그리고, 검출된 두 기판 간의 간격과 목표 간격(DT)의 관계를 확인하여(S503), 검출 간격이 목표 간격(DT)보다 큰 경우에는 단계 S200으로 진행하여 이후의 과정이 계속 처리되도록 한다.
한편, 검출 간격이 목표 간격(DT)과 동일한 경우(S505)에는 속도 결정부(177)로 이를 알려 후발 기판이 선발 기판의 속도로 이송되도록 한다(S507).
그렇지 않은 경우 즉, 검출 간격이 목표 간격(DT)보다 좁은 경우에는 속도 결정부(177)로 이를 보고하여, 기 설정된 시간동안 후발 기판의 이송이 정지되도록 하고, 그 후 선발 기판의 이송 속도로 후발 기판을 이송시킨다(S509).
도 10 및 도 11은 본 발명에 의한 스피드 버퍼 제어 개념을 설명하기 위한 도면이다.
얼라인 챔버(101)에서 얼라인이 완료된 제 1 기판(A1)이 제 1 스피드 버퍼(103)로 제공된 후, 시점 T1에서와 같이 스피드 버퍼(103) 내에 위치하고 있는 경우를 가정한다. 그리고, 이 시점에서 얼라인 챔버(101)에서 얼라인이 완료된 제 2 기판(A2)이 스피드 버퍼(103) 내로 반입이 시작된다고 가정한다. 아울러, 제 1 기판(A1)의 이송 속도는 V1이라 하자.
제 1 센서(S1)에 의해 제 2 기판(A2)의 반입이 감지되고, 속도 제어부(170)는 선발 기판 즉, 제 1 기판(A1)이 스피드 버퍼(103)로부터 완전히 반출되어 공정 챔버(105)로 반입되기 까지의 잔여 시간을 예측한다. 아울러, 잔여 시간 내에 제 2 기판(A2)과 제 1 기판(A1)이 목표 간격(DT)을 가질 수 있도록 제 2 기판(A2)의 가속 이송 속도(V2)를 결정한다.
이에 따라, 제 2 기판(A2)은 가속 이송 속도(V2)로 이송되게 되며, 시점 T2에서 제 1 기판(A1)과 간격(D1>DT)이 좁혀짐을 알 수 있다.
제 2 기판(A2)은 계속해서 가속 이송 속도(V2)로 이송되며, 시점 T3에서 선발 기판인 제 1 기판(A1)과의 간격(D2, D1>D2>DT)이 더욱 좁혀진 것을 알 수 있다.
시점 T4에서 제 1 기판(A1)과 제 2 기판(A2)은 결국 목표 간격(DT)을 갖게 되며, 이 시점 이후부터 제 2 기판(A2)은 제 1 기판(A1)의 이송 속도(V1)와 동일한 속도로 이송된다.
이와 같이 하여, 제 1 기판(A1)과 제 2 기판(A2)이 등간격을 유지하면서 공정 챔버(105) 측으로 반출되게 된다.
이 경우, 도 11과 같이 얼라인 챔버(101)에 또 다른 제 3 기판(A3)이 얼라인이 완료되어 스피드 버퍼(103)로 이송될 수 있다(시점 T5).
이 경우에도, 제 2 기판(A2)이 스피드 버퍼(103)로부터 완전히 반출되기까지의 잔여 시간에 따라 제 3 기판(A3)의 이송 속도를 결정하여, 제 3 기판(A3)을 가속 이송 속도(V4)로 이송시킨다. 따라서, 시점 T6에서 제 2 기판(A2)과 제 3 기판(A3)은 간격(D3>DT)을 갖게 되고, 제 3 기판(A3)에 대한 가속이 계속됨에 따라 시점 T7에서 제 2 및 제 3 기판(A2, A3) 간의 간격(D4, D3>D4>DT)은 더욱 좁혀지며, 시점 T8에서 제 2 기판(A2)과 제 3 기판(A3)이 목표 간격(DT)을 갖게 됨을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 의하면 스피드 버퍼(103)의 센서들(S1, S2)을 이용하여 선발 기판 및 후발 기판을 검출한다. 그리고, 선발 기판이 스피드 버퍼(103)로부터 완전히 반출되기 전, 후발 기판이 선발 기판과 목표 간격(DT)을 갖도록 후발 기판에 대한 가속 이송 속도를 결정하고, 이에 따라 후발 기판 이송 롤러의 회전 속도를 제어하여 후발 기판을 이송시킨다. 아울러, 선발 기판과 후발 기판이 목표 간격(DT)을 갖는 시점부터는 후발 기판의 이송 속도가 선발 기판의 이송 속도와 동일하도록 후발 기판 이송 롤러의 회전 속도를 제어한다. 따라서, 선발 기판과 후발 기판이 목표 간격(DT)을 유지한 상태로 공정 챔버(105)로 이송될 수 있다.
한편, 이상에서는 스피드 버퍼의 반입 게이트와 반출 게이트의 높이에 무관하게 선발 기판에 대한 후발 기판의 속도를 제어하는 경우에 대해 설명하였다.
본 발명의 일 예로서, 스피드 버퍼는 반입 게이트가 제 1 높이의 위치에 설치되고, 반출 게이트가 제 1 높이보다 낮은 제 2 높이의 위치에 설치될 수 있다. 이 경우, 얼라인 챔버로부터 반입 게이트로 제공되는 기판은 승강 수단에 의해 하강될 수 있다. 승강 수단은 롤러 자체를 승하강 시키는 실린더일 수도 있고, 기판을 유지하기 위한 핀을 구비한 실린더일 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 연속 기판 처리 시스템
100 : 제어 시스템
101 : 얼라인 챔버
103 : 제 1 스피드 버퍼
105 : 공정 챔버
107 : 제 2 스피드 버퍼
109 : 디태치 챔버
1031 : 롤러
1033 : 동력 전달축
S1(S11, S13), S2(S21, S23), S3(S31, S33) : 센서
M : 모터
D : 드라이버
A : 기판
1035-1, 1035-2 : 제 1 기판 이송부
1037-1, 1037-2 : 제 2 기판 이송부

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  11. 순차적으로 반입되는 선발 기판 및 후발 기판을 제1 방향으로 이송하여 반출하는 스피드 버퍼로서,
    상기 선발 기판을 이송하는 복수의 제1 롤러들;
    상기 선발 기판이 제1 속도로 이송하도록 상기 복수의 제1 롤러들의 회전 속도를 제어하는 제1 기판 이송부;
    상기 후발 기판을 이송하는 복수의 제2 롤러들;
    상기 선발 기판이 상기 스피드 버퍼로부터 완전히 반출될 때까지의 잔여 시간 내에 상기 선발 기판과 상기 후발 기판 간의 간격이 기 설정된 목표 간격이 되도록 상기 후발 기판을 상기 제1 속도와 다른 제2 속도로 이송시키기 위해 상기 복수의 제2 롤러들의 회전 속도를 제어하는 제2 기판 이송부; 및
    상기 선발 기판과 상기 후발 기판 간의 상기 간격을 감지하기 위한 복수의 센서들
    을 포함하되,
    상기 제1 기판 이송부 및 상기 제2 기판 이송부는 독립적으로 구동되며,
    상기 잔여 시간은 상기 복수의 센서들에 의해 검출된 상기 선발 기판의 위치 및 상기 제1 속도에 근거하여 예측되는 스피드 버퍼.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 선발 기판과 상기 후발 기판 간의 간격이 상기 목표 간격보다 크면, 상기 제2 기판 이송부는 상기 제1 속도보다 빠른 상기 제2 속도로 상기 후발 기판이 이송되도록 상기 복수의 제2 롤러들의 회전 속도를 제어하는 스피드 버퍼.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 선발 기판과 상기 후발 기판 간의 간격이 상기 목표 간격보다 작아지면, 상기 제2 기판 이송부는 상기 후발 기판의 이송이 기 설정된 시간 동안 정지되도록 상기 복수의 제2 롤러들을 제어하는 스피드 버퍼.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 선발 기판과 상기 후발 기판 간의 간격이 상기 목표 간격보다 작으면, 상기 제2 기판 이송부는 상기 제1 속도보다 느린 상기 제2 속도로 상기 후발 기판이 이송되도록 상기 복수의 제2 롤러들의 회전 속도를 제어하는 스피드 버퍼.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 선발 기판과 상기 후발 기판 간의 간격이 상기 목표 간격에 도달하면 상기 제2 기판 이송부는 상기 후발 기판이 상기 제1 속도로 이송되도록 상기 복수의 제2 롤러들의 회전 속도를 제어하는 스피드 버퍼.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 센서들은,
    상기 후발 기판의 반입 여부를 검출하는 제1 센서; 및
    상기 선발 기판의 위치를 검출하는 제2 센서
    를 더 포함하는 스피드 버퍼.
  17. 기판과 마스크를 정렬하는 얼라인 챔버;
    상기 얼라인 챔버로부터 순차적으로 제공되는 선발 기판 및 후발 기판을 각각 제1 방향으로 이송하는 복수의 제1 롤러들 및 복수의 제2 롤러들을 포함하는 스피드 버퍼;
    상기 스피드 버퍼로부터 제공되는 상기 선발 기판 및 후발 기판을 기 설정된 공정 조건으로 처리하는 공정 챔버; 및
    상기 선발 기판이 상기 스피드 버퍼로부터 완전히 반출될 때까지의 잔여 시간 내에 상기 선발 기판 및 후발 기판이 기 설정된 목표 간격을 갖도록 상기 후발 기판의 이송 속도를 설정하고, 설정된 이송 속도에 따른 이송 명령을 상기 스피드 버퍼로 제공하는 속도 제어부를 포함하고,
    상기 스피드 버퍼는,
    상기 선발 기판이 제1 속도로 이송되도록 상기 복수의 제1 롤러들의 회전 속도를 제어하는 제1 기판 이송부; 및
    상기 속도 제어부로부터 제공된 상기 이송 명령에 근거하여 상기 후발 기판이 상기 제1 속도와 다른 제2 속도로 이송되도록 상기 복수의 제2 롤러들의 회전 속도를 제어하는 제2 기판 이송부
    를 포함하되,
    상기 제1 기판 이송부 및 상기 제2 기판 이송부는 독립적으로 구동되며,
    상기 속도 제어부는 상기 선발 기판의 위치 및 상기 제1 속도에 근거하여 상기 잔여 시간을 예측하는 연속 기판 처리 시스템.
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