KR102095984B1 - 기판 정렬 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 정렬 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

기판 정렬시 기판에 가해지는 데미지를 최소화 할 수 있는 기판 정렬 장치를 제공한다. 본 발명에 의하면, 기판 정렬 장치에 제공되는 기판 지지 유닛은 구동 유닛에 의해 이동 가능하고, 감지부재는 기판 지지 유닛에 안착된 기판의 위치를 감지한다. 그리고 제어부재는 초기 위치값와 기 입력된 정위치값을 비교하여 기판 지지 유닛을 이동하도록 제어한다.

Description

기판 정렬 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판을 처리하는 기판 정렬 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이송되는 기판이 정렬되는 기판 정렬 장치에 관한 것이다.
일반적으로 복수의 기판에 서로 동일한 층 또는 패턴을 형성하기 위해서는 기판들이 반응 챔버 내에서 각각 동일한 형상으로 구비되어 있어야 한다.
기판은 반응 챔버 내부에 기판의 위치 또는 방향을 특정시키기 위한 얼라인 마크를 포함한다. 얼라인 마크는 기판 외곽선의 일부를 직선으로 절단시킨 플랫존(flat zone) 또는 기판 외곽선의 일부를 기판의 중심을 향하여 함입시킨 노치(notch) 등일 수 있다.
기판 정렬을 위한 기판 정렬 장치는 기판에 형성된 노치나 플랫존을 감지하는 감지센서와, 기판을 회전시키는 진공척등의 회전장치를 구비하고 있어, 상기 회전장치에 의해 회전하는 기판의 노치나 플랫존을 상기 감지센서에서 감지하여 노치나 플랫존이 소정의 방향을 향한 상태에서 상기 얼라이너의 구동을 정지시킨다.
이러한 기판 정렬 장치는 기판을 붙잡고 회전시키는 회전장치의 특성에 따라 트게 두가지 타입으로 분류되는데, 하나는 기판 저면의 중앙을 진공 또는 마찰접촉에 의해 흡착하여 회전시키는 진공그릴타입이고, 다른 하나는 기판의 가장자리를 여러 방향에서 조여 붙잡고 회전시키는 에지그릴타입이다.
상술한 종래의 기판 정렬 장치는 기판 자체를 회전/XY축 이동시킴에 따라 기판에 데미지가 발생하는 문제가 있다
본 발명의 일 목적은 기판 정렬에 따라 기판에 가해지는 데미지를 최소화 할 수 있는 기판 정렬 장치를 및 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 기판 정렬 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판을 처리하는 장치는. 설비 전방 단부 모듈; 및 상기 기판을 처리하는 처리 모듈을 포함하되, 상기 설비 전방 단부 모듈은, 상기 기판을 수용하는 용기가 놓이는 로드 포트; 및 상기 로드 포트와 상기 처리 모듈 간에 상기 기판을 반송하는 인덱스 로봇이 제공된 이송 프레임을 포함하고, 상기 처리 모듈은, 상기 설비 전방 단부 모듈에 인접하게 배치되는 정렬 챔버; 상기 기판을 공정 처리하는 공정 챔버; 및 상기 공정 챔버와 상기 정렬 챔버 간에 상기 기판을 반송하는 반송 로봇을 갖는 트랜스퍼 챔버를 포함하고, 상기 정렬 챔버는, 반입된 기판이 안착 가능한 기판 지지 유닛; 상기 기판과 수평한 평면에 대하여 상기 기판 지지 유닛을 이동 가능하게 구동하는 구동 유닛; 상기 기판 지지 유닛에 안착된 기판의 위치인 초기위치를 감지하는 감지부재; 및 상기 초기위치와 기 입력된 정위치에 기반하여 상기 구동 유닛을 구동하여 상기 기판 지지 유닛을 상기 초기위치에서 상기 정위치로 이동하도록 상기 구동 유닛을 제어하는 제어부재를 포함한다.
또한, 상기 기판 지지 유닛은, 상기 구동 유닛에 의해 구동되어 상기 기판과 수평한 평면에 대하여 이동 가능하게 제공되는 이동 스테이지; 상기 이동 스테이지에 구비되고 승강 또는 하강 가능하게 제공되는 복수개의 리프트 핀; 및 상기 리프트 핀이 승강 또는 하강되도록 구동하는 핀 구동기를 포함하고, 상기 제어부재는, 상기 정위치의 상기 복수개의 리프트 핀 중, 상기 기판의 반출을 위해 진입하는 로봇 핸드에 간섭될 수 있는 상기 리프트 핀을 선택적으로 하강된 상태에서 상기 로봇 핸드가 상기 정렬 챔버로 반입되도록 상기 핀 구동기를 제어할 수 있다.
또한, 상기 리프트 핀은, 서로 조합되어 상기 이동 스테이지와 동심원을 이루도록 배열될 수 있다.
또한, 상기 기판 지지 유닛은, 상기 이동 스테이지를 지지하는 지지 로드; 및 상기 지지 로드에 결합되는 핀 지지부를 더 포함하고, 상기 핀 구동기는, 핀 지지부에 결합되고 상기 복수개의 리프트 핀에 동력을 제공하는 복수개의 구동원을 포함할 수 있다.
또한, 상기 핀 구동기는 상기 제어부재에 연결되고, 상기 제어부재는 상기 복수개의 구동원의 구동을 각각 제어할 수 있다.
또한, 상기 구동 유닛은, 상기 기판 지지 유닛을 상기 기판과 수평한 평면에 대하여 X축으로 구동하는 X축 이동 구동원; 상기 기판 지지 유닛을 상기 기판과 수평한 평면에 대하여 Y축으로 구동하는 Y축 이동 구동원; 및 상기 기판 지지 유닛을 상기 기판과 수평한 평면에 대하여 회전 구동하는 회전 구동원을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부재는, 상기 회전 구동원의 회전 값으로부터, 상기 초기위치에서 상기 정위치로 이동에 따른 회전 변위를 산출할 수 있다.
또한, 상기 제어부재는, 상기 감지부재가 감지한 상기 초기위치에서의 상기 기판의 특정 위치와 상기 정위치에서의 상기 기판의 특정 위치를 비교하여, 상기 초기위치에서 상기 정위치로 이동에 따른 회전 변위를 산출할 수 있다.
또한, 상기 제어부재는, 상기 X축 이동 구동원 및 상기 Y축 이동 구동원의 이동 값으로부터 상기 초기위치에서 상기 정위치로 이동에 따른 직선 변위는 산출할 수 있다.
또한, 상기 제어부재는, 상기 감지부재가 감지한 상기 초기위치에서의 상기 기판의 특정 위치와 상기 정위치에서의 상기 기판의 특정 위치를 비교하여, 상기 초기위치에서 상기 정위치로 이동에 따른 직선 변위를 산출할 수 있다.
또한, 상기 제어부재는, 상기 초기위치에서 상기 정위치의 변위 정보에 기반하여 외부로부터 진입하는 로봇 핸드의 진입에 간섭되는 상기 리프트 핀을 산출할 수 있다.
또한, 상기 제어부재는, 상기 산출된 간섭 리프트 핀을 하강하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 인덱스 로봇과 상기 반송 로봇의 핸드는 각각 상이한 형상으로 제공될 수 있다.
또한, 상기 인덱스 로봇과 상기 반송 로봇은 각각 듀얼 핸드로 제공될 수 있다.
또한 본 발명은 기판 정렬 장치를 제공한다. 일 실시 예에 의하면 기판 정렬 장치는. 반입된 기판이 안착 가능한 기판 지지 유닛; 상기 기판과 수평한 평면에 대하여 상기 기판 지지 유닛을 이동 가능하게 구동하는 구동 유닛; 상기 기판 지지 유닛에 안착된 기판의 위치인 초기위치를 감지하는 감지부재; 및 상기 초기위치와 기 입력된 정위치에 기반하여 상기 구동 유닛을 구동하여 상기 기판 지지 유닛을 상기 초기위치에서 상기 정위치로 이동하도록 상기 구동 유닛을 제어하는 제어부재를 포함한다.
또한, 상기 기판 지지 유닛은, 상기 구동 유닛에 의해 구동되어 상기 기판과 수평한 평면에 대하여 이동 가능하게 제공되는 이동 스테이지; 상기 이동 스테이지에 구비되고 승강 또는 하강 가능하게 제공되는 복수개의 리프트 핀; 및 상기 리프트 핀이 승강 또는 하강되도록 구동하는 핀 구동기를 포함하고, 상기 제어부재는, 상기 정위치의 상기 복수개의 리프트 핀 중, 상기 기판의 반출을 위해 진입하는 로봇 핸드에 간섭될 수 있는 상기 리프트 핀을 선택적으로 하강하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 리프트 핀은, 상기 이동 스테이지와 동심원을 이루도록 배열될 수 있다.
또한, 상기 핀 구동기는 핀 지지부에 결합되고 상기 복수개의 리프트 핀에 동력을 제공하는 복수개의 구동원을 포함하고, 상기 복수개의 구동원은 핀 상기 제어부재에 연결되어 각각 제어될 수 있다.
또한, 상기 구동 유닛은, 상기 기판 지지 유닛을 상기 기판과 수평한 평면에 대하여 X축으로 구동하는 X축 이동 구동원, 상기 기판 지지 유닛을 상기 기판과 수평한 평면에 대하여 Y축으로 구동하는 Y축 이동 구동원, 및 상기 기판 지지 유닛을 상기 기판과 수평한 평면에 대하여 회전 구동하는 회전 구동원을 포함하고, 상기 제어부재는, 상기 회전 구동원의 회전 값으로부터, 상기 초기위치에서 상기 정위치로 이동에 따른 회전 변위를 산출하고,상기 X축 이동 구동원 및 상기 Y축 이동 구동원의 이동 값으로부터 상기 초기위치에서 상기 정위치로 이동에 따른 직선 변위 정보를 기반으로 상기 간섭되는 리프트 핀을 산출할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 정렬 장치를 이용하여 기판을 정렬하는 방법을 제공한다. 일 실시 예에 의하면 기판 정렬 방법은. 상기 기판 지지 유닛에 기판이 안착되면 상기 초기 위치를 감지하고, 감지된 상기 초기 위치와 상기 정위치가 상이하면 상기 기판이 상기 정위치로 이동되도록 상기 기판 지지 유닛이 이동시킨다.
또한, 상기 기판을 반송하는 반송 로봇의 로봇 핸드가 상기 기판 정렬 장치로 반입될 때 상기 복수의 리프트 핀들 중 상기 로봇 핸드와 간섭되는 상기 리프트 핀은 하강한 상태에서 상기 로봇 핸드가 반입될 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판 정렬시 기판에 가해지는 데미지를 최소화 할 수 있다.
도 1는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 평면도;
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 정렬 장치를 간략히 도시한 측면도;
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 정렬 장치를 간략히 도시한 평면도;
도 4는 도 3의 I-I' 단면에 따른 기판 정렬 장치를 간략히 도시한 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 정렬 장치에 기판이 반입되는 상태를 도시한 평면도;
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 정렬 장치에 기판이 반입된 상태를 도시한 평면도;
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 정렬 장치를 구동하여 기판을 정렬시킨 상태를 도시한 평면도;
도 8은 도 7의 기판 정렬 상태에서 로봇 핸드가 반입되는 상태를 도시한 도시한 평면도;
도 9 는 도 6의 II-II' 선에 따른 단면도;
도 10 및 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법의 흐름도; 및
도 12 및 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 1은 본 개시의 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)를 간략하게 나타내는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 설비 전방 단부 모듈(equipment front endmodule, EFEM)(20) 및 처리 모듈(30)를 가진다. 설비 전방 단부 모듈(20)과 공정 처리부(30)는 일 방향으로 배치된다. 이하, 설비 전방 단부 모듈(20)과 공정 처리부(30)가 배열된 방향을 제1 방향(11)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1 방향(11)에 수직인 방향을 제2 방향(12)이라 한다.
설비 전방 단부 모듈(20)은 로드 포트(load port, 10) 및 이송 프레임(21)을 가진다. 로드 포트(10)는 제1 방향(11)으로 설비 전방 단부 모듈(20)의 전방에 배치된다. 로드 포트(10)는 복수 개의 지지부재(6)를 가진다. 각각의 지지부재(6)는 제2 방향(12)으로 일렬로 배치되며, 공정에 제공될 기판(W) 및 공정 처리가 완료된 기판(W)이 수납된 캐리어(4)(예를 틀어, 카세트, FOUP등)가 위치된다. 캐리어(4)에는 공정에 제공될 기판(W) 및 공정처리가 완료된 기판(W)이 수납된다. 이송 프레임(21)은 로드 포트(10)와 공정 처리실(30) 사이에 배치된다. 이송 프레임(21)은 그 내부에 배치되고 로드 포트(10)와 공정 처리부(30)간에 기판(W)을 이송하는 인덱스 로봇(25)을 포함한다. 인덱스 로봇(25)은 제 2 방향(12)으로 구비된 이송 레일(27)을 따라 이동하여 캐리어(4)와 공정 처리부(30)간에 기판(W)을 이송한다. 인덱스 로봇(25)은 두개의 핸드를 갖는다.
공정 처리부(30)는 정렬 챔버(40), 트랜스퍼 챔버(50), 복수개의 공정챔버(60)들 그리고 제어기(70)을 포함한다.
정렬 챔버(40)는 이송 프레임(21)에 인접하게 배치된다. 일 예로, 정렬 챔버(40)는 트랜스퍼 챔버(50)와 설비 전방 단부 모듈(20)사이에 배치될 수 있다. 정렬 챔버(40)는 공정에 제공될 기판(W)이 공정 챔버(60)로 이송되기 전, 또는 공정 처리가 완료된 기판(W)이 설비 전방 단부 모듈(20)로 이송되기 전 대기하는 공간을 제공한다. 정렬 챔버(40)는 기판 정렬 장치를 구비한다. 정렬 챔버(40)는 반입된 기판을 설정된 방향과 위치로 정렬한다.
트랜스퍼 챔버(50)는 정렬 챔버(40)에 인접하게 배치된다. 트랜스퍼 챔버(50)는 상부에서 바라볼 때 다각형의 몸체를 갖는다. 몸체의 외측에는 정렬 챔버(40)와 복수개 의 공정챔버(60)들이 몸체의 둘레를 따라 배치된다. 몸체의 각 측벽에는 기판(W)이 출입하는 통로(미도시)가 형성되며, 통로는 트랜스퍼 챔버(50)와 정렬 챔버(40) 또는 공정챔버(60)들을 연결한다. 각 통로에는 통로를 개폐하여 내부를 밀폐시키는 도어(미도시)가 제공된다. 트랜스퍼 챔버(50)의 내부공간에는 정렬 챔버(40)와 공정 챔버(60)들간에 기판(W)을 이송하는 반송 로봇(53)이 배치된다. 반송 로봇(53)은 정렬 챔버(40)에서 대기하는 미처리된 기판(W)을 공정 챔버(60)로 이송하거나, 공정처리가 완료된 기판(W)을 정렬 챔버(40)로 이송한다. 그리고, 복수개의 공정 챔버(60)에 기판(W)을 순차적으로 또는 동시에 제공하기 위하여 공정 챔버(60)간에 기판(W)을 이송한다. 반송 로봇(53)은 두개의 핸드를 갖는다. 반송 로봇(53)의 핸드는 인덱스 로봇(25)의 핸드와 상이한 형상으로 제공될 수 있다.
공정 챔버(60)는 트랜스퍼 챔버(50)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 공정 챔버(60)는 복수 개 제공될 수 있다. 각각의 공정 챔버(60)내에서는 기판(W)에 대한 공정처리가 진행된다. 공정 챔버(60)는 반송 로봇(53)으로부터 기판(W)을 이송 받아 공정처리를 하고, 공정처리가 완료된 기판(W)을 반송 로봇(53)으로 제공한다. 각각의 공정 챔버(60)에서 진행되는 공정처리는 서로 상이할 수 있다. 공정 챔버(60)가 수행하는 공정은 기판(W)을 이용해 반도체 소자 또는 디스플레이 패널을 생산하는 과정 가운데 일 공정일 수 있다.
장치에 의해 처리되는 기판(W)은 반도체 소자나 평판 디스플레이(FPD: flat panel display) 및 그 밖에 박막에 회로패턴이 형성된 물건의 제조에 이용되는 기판을 모두 포함하는 포괄적인 개념이다. 이러한 기판(W)의 예로는, 실리콘 웨이퍼, 유리기판, 유기기판 등이 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 정렬 장치를 간략히 도시한 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 정렬 장치를 간략히 도시한 평면도, 도 4는 도 3의 I-I' 단면에 따른 기판 정렬 장치를 간략히 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 기판 정렬 장치(100)는 구동 유닛(110), 기판 지지 유닛(180), 감지부재(140) 및 제어부재(150)를 제공한다. 기판 정렬 장치(100)는 정렬 챔버(40)에 구비된다.
구동 유닛(110)은 기판 지지 유닛(180)을 이동 가능하게 구동한다. 구동 유닛(110)은 X축 이동 구동원(111), Y축 이동 구동원(112) 및 XY평면에 대한 회전 구동원(113), 하우징(111)을 포함한다.
하우징(114)은 상면에 개방홀(115)을 가진다. 기판 지지 유닛(180)이 개방홀(115)을 관통한다. 하우징(114)은 X축 이동 구동원(111), Y축 이동 구동원(112) 및 XY평면에 대한 회전 구동원(113)을 하우징한다.
X축 이동 구동원(111)은 기판 지지 유닛(180)을 기판(W)과 수평한 평면에 대하여 X축으로 이동한다. X축 이동 구동원(111)은 리니어 모터이다.
Y축 이동 구동원(112)은 기판 지지 유닛(180)을 기판(W)과 수평한 평면에 대하여 Y축으로 이동한다. X축과 Y축은 서로 수직한다. Y축 이동 구동원(112)은 리니어 모터이다.
회전 구동원(113)은 기판 지지 유닛(180)을 기판(W)과 수평한 평면에 대하여 회전 구동한다. 회전 방향은 반시계 방향(θ) 또는 시계 방향(-θ)이다.
각각의 구동원(111, 112, 113)은 제어부재(150)에 연결된다. 각각의 구동원(111, 112, 113)을 제어하여 기판 지지 유닛(180)의 X축 이동, Y축 이동 및 회전을 제어할 수 있다.
기판 지지 유닛(180)은 반입된 기판이 안착되도록 기판을 지지한다. 기판 지지 유닛(180)은 이동 스테이지(120)와 지지 로드(121)와 리프트 핀(130)을 포함한다.
이동 스테이지(120)는 구동 유닛(180)에 의해 구동되어 기판(W)과 수평한 평면에 대하여 이동 가능하게 제공된다. 이동 스테이지(120)는 지지 로드(121)에 의해 지지된다. 이동 스테이지(120) 하우징(114)의 상면에 개방된 개방홀(115)에 구비된다. 이동 스테이지(120)의 직경은 개방홀(115)보다 작다.
지지 로드(121)는 하우징(114) 내부에 위치한다. 지지 로드(121)는 이동 스테이지(120)를 지지한다. 지지 로드(121)는 구동원(111, 112, 113)과 연결된다.
리프트 핀(130)은 이동 스테이지(120)를 상하로 관통한다. 리프트 핀(130)은 이동 스테이지(120)의 중심과 동심원을 이루며 복수개가 구비된다. 리프트 핀(130)의 상부에 기판(W)이 안착된다. 리프트 핀(130)은 각각이 핀 구동기(160)에 연결된다. 핀 구동기는 솔레노이드 밸브를 이용한 실린더 타입이다. 핀 구동기(160)는 각각이 제어부재(150)에 연결된다. 각각의 핀 구동기(160)를 제어하여 리프트 핀(130) 각각의 승강 또는 하강을 제어할 수 있다. 핀 구동기(160)는 리프트 핀(130)의 각각에 연결되어 각 리프트 핀에 동력을 제공하는 구동원(161, 162, 163, 164, 165, 도 9 참조)를 포함한다.
지지 로드(121)와 결합되는 핀 지지부(170)는 핀 구동기(160)를 지지한다. 핀 지지부(170)는 지지 로드(121)의 이동에 종속한다.
감지부재(140)는 기판 지지 유닛(180)에 안착된 기판(W)의 위치를 관측하여 읽어들이는 센서이다. 감지부재(140)는 비전센서이다.
제어부재(150)는 감지부재(140)가 관측한 기판(W)의 위치에 기반하여, 기판(W)을 정렬하도록 구동 유닛(110)를 제어하고, 기판 지지 유닛(180)의 이동에 따라 리프트 핀(130)이 반입되는 로봇 핸드에 간섭될 가능성을 산출하고, 각각의 리프트 핀(130)의 승/하강을 제어한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 정렬 장치에 기판이 반입되는 상태를 도시한 평면도, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 정렬 장치에 기판이 반입된 상태를 도시한 평면도, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 정렬 장치를 구동하여 기판을 정렬시킨 상태를 도시한 평면도, 도 8은 도 7의 기판 정렬 상태에서 로봇 핸드가 반입되는 상태를 도시한 도시한 평면도, 도 9 는 도 6의 II-II' 선에 따른 단면도 및 도 10 및 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법의 흐름도이다.
이하 도 5 내지 도 11을 참조하여, 기판 처리 방법을 설명한다.
도 5 및 도 10을 참조하면, 기판 정렬 장치(100)의 리프트 핀(180)은 상승된 상태로 대기한다(S110). 정렬 챔버(40)는 두개의 기판 지지 유닛(180)이 나란히 구비되고, 인덱스 로봇(25)은 두개의 핸드를 가지고 두개의 챔버(40)에 동시에 진입한다.
인덱스 로봇(25)은 로드 포트(10)로 이송된 기판을 픽업하면, 제어부재(150)는 인덱스 로봇(25)이 기판 정렬 장치(100)로 진입하는 상황에 대비한다(S120). 제어부재(150)는 기판 정렬 장치(100)에 인덱스 로봇(25)의 진입 예정 정보를 전달받는다(S121). 제어부재(150)는 예정 정보에 따라 진입하는 인덱스 로봇(25)의 간섭될 수 있는 리프트 핀(130)을 산출한다(S122). 간섭될 수 있는 리프트 핀(130)은 기 입력된 인덱스 로봇(25)의 핸드의 형상과 입력된 리프트 핀(130)의 배열 정보로부터 산출한다. 제어부재(150)는 핀 구동기(160)를 제어하여 산출된 리프트 핀(130)을 선택적으로 하강시킨다(S123).
인덱스 로봇(25)의 핸드가 기판 정렬 장치(100)로 진입할 준비가 완료되면, 인덱스 로봇(25)의 핸드는 기판(W)을 기판 정렬 장치(100)에 진입한다(S130). 먼저 기판 정렬 장치(100)의 도어(미도시)가 열리면, 인덱스 로봇(25)의 핸드가 내부로 진입한다(S131). 진입한 인덱스 로봇(25)은 기판(W)을 설정된 위치에 로딩한다(S132). 기판(W)의 로딩이 완료되면 인덱스 로봇(25)의 핸드는 기판 정렬 장치(100)의 외부로 후퇴한다(S132). 인덱스 로봇(25)의 후퇴가 완료되면 하강되었던 리프트 핀(130)은 재 상승한다(S134).
도 6 및 도 7은 설명의 편의를 위해 하나의 기판 정렬 장치(100)를 선택하여 도시한다.
도 6 및 도 11을 참조하면, 도 6은 인덱스 로봇(25)에 반입된 기판(W)의 중심(CW)은 이동 스테이지(120)의 중심(CS)에서 벗어나 안착된다. 상기 위치 차이는 사용에 따른 장비의 노후화, 티칭 값의 오차 등에 의해 발생할 수 있다. 인덱스 로봇(25)등에 의해 반입되어 안착된 기판(W)의 위치를 초기위치로 정의한다.
감지부재(140, 도 2)는 안착된 기판(W)의 초기위치를 관측/감지하고 읽어들인 초기위치 정보를 제어부재(150, 도 2)로 전송한다(S140).
도 7 및 도 11을 참조하면, 제어부재(150)는 기 입력된 기준 위치(center position)인 정위치와 초기위치를 비교하고, 정위치와 초기위치가 상이하면, 기판(W)이 정위치로 이동되도록 구동 유닛(110)를 구동한다. 구동 유닛(110)의 구동에 의해 이동 스테이지(120)가 이동한다. 이동 스테이지(120)의 이동에 종속하여 안착된 기판(W)이 정위치에 위치된다(S150).
도 8 및 도 11을 참조하면, 초기위치에서 정위치로 이동 스테이지(120)가 이동됨에 따라, 기판(W)은 정렬되었으나, 리프트 핀(130)의 위치도 이동되어, 특정 리프트 핀(131, 133)은 기판(W)의 반출을 위해 일 실시 예로서 반송 로봇(58)의 핸드 진입 시에 간섭을 일으킨다.
제어부재(150)는 간섭될 수 있는 특정 리프트 핀(131, 133)을 산출하고, 특정 리프트 핀(131, 133조)을 선택적으로 하강시켜 간섭이 일어나지 않도록 제어한다(S160).
제어부재(150)는 반송 로봇(53)의 진입 예정 정보를 전달받는다(S161).
제어부재(150)는 간섭될 수 있는 특정 리프트 핀(131, 133)을 산출한다. 리프트 핀(130)의 위치값 산출은 X축 직선 변위(△x)는 X축 이동 구동원의 구동값으로부터, Y축 직선 변위(△y)는 Y축 구동 이동원의 구동값으로부터, 회전 변위(△θ)는 회전 구동원의 회전값에 기반하여 산출한다(S162).
다른 실시 예로서 리프트 핀(130)의 위치값 산출은 감지부재(140)가 감지한 초기위치에서 정위치로의 직선 변위로서, 기판의 중심(CW)의 이동의 직선 변위(△x, △y)와 노치(notch)의 회전 변위(θn) 정보에 기반하여 산출할 수 있다.
도 9 및 도 11을 참조하면, 제어부재(150)는 핀 구동기(160)를 제어하여 산출된 특정 리프트 핀(131, 133)을 선택적으로 하강시킨다(S163). 특정 리프트 핀(131, 133)은 리프트 핀(131, 133)과 연결된 특정 구동원(161, 163)을 제어하여 하강된다. 즉, 제어부재(150)는 특정 리프트 핀(131, 133)을 구동하는 구동원(161, 163)을 구동한다.
반송 로봇(53)이 기판 정렬 장치(100)로 진입할 준비가 완료되면, 반송 로봇(53)의 핸드는 기판 정렬 장치(100)에 진입한다. 먼저 기판 정렬 장치(100)의 도어(미도시)가 열리면, 반송 로봇(53)의 로봇 핸드가 내부로 진입한다(S171). 반송 로봇(53)의 핸드는 정렬된 기판(W)을 픽업한다(S172). 기판(W)의 픽업이 완료되면 반송 로봇(53)의 핸드는 기판 정렬 장치(100)의 외부로 후퇴하면서 기판(W)을 반출한다(S173). 반송 로봇(53)의 핸드가 후퇴가 완료되면 하강되었던 특정 리프트 핀(131, 133)은 재 상승한다(S174). 기판(W)의 반출이 완료되면, 이동 스테이지(120)는 기판의 반입 전 위치로 복귀한다.
도 12 및 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법의 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 인덱스 로봇(25)이 후퇴하면, 모든 리프트 핀(130)은 하강하고(S134), 기판(W)은 이동 스테이지(120의 상면에 접촉한다. 기판(W)의 위치 정렬이 완료된 후, 반송 로봇(53)의 진입 예정 상태에 놓이면, 모든 리프트 핀(130)은 상승한다(S162). 제어부재(150)는 상승된 리프트 핀(130)에 대하여 간섭되는 리프트 핀(130)을 산출한다(S163). 제어부재(150)는 산출된 리프트 핀(130)을 선택적으로 하강시키는 동작을 수행한다(S164). 이후의 동작은 도 10 및 도 11의 흐름과 동일하다.
리프트 핀(130)이 하강된 상태로 기판(W)을 정렬하면, 기판(W)을 안정적으로 이동시킬 수 있다. 리프트 핀(130)이 상승된 상태로 기판(W)을 정렬하면, 기판(W)에 가해지는 데미지를 보다 줄일 수 있다. 어느 방법에 의하여도 기판(W)은 이동 스테이지(120)에 종속하여 이동하므로 기판(W)에 가해지는 데미지가 최소화된다.
상술하여 초기위치는 반입시의 기판(W)의 위치, 정위치는 정렬된 기판(W)의 위치이고, 초기위치와 정위치는 회전 변위를 포함하는 개념이다. 그러므로 초기위치와 정위치는 상대적인 위치인 것으로서, 기판의 반입 상태에 따라 변동될 수 있음은 자명하다.
본 발명은 다양한 변형예를 가진다.
예컨대, 정렬 챔버는 다른 위치에 제공될 수 있다.
또한, 기판 정렬 장치는 다른 챔버에 제공될 수 있다.
또한, 리프트 핀의 개수는 도시된 도면에 한정되지 않고, 기판이 지지될 수 있는 수로서 충분하다. 예컨대, 하강되는 핀을 고려하여 4개 이상의 리프트 핀이 구비될 수 있다.
또한, 감지부재(140)는 비전센서에 한정되는 것은 아니고, 기판(W)의 위치와 형상을 탐지할 수 있으면 다른 센서가 제공될 수 있다.
또한, 핀 지지부(170)는 이동 스테이지(120)에 결합될 수 있다. 핀 구동기(160)가 이동 스테이지(121)에 결합되면, 핀 지지부(170)는 이동 스테이지(120)의 이동에 종속한다.
또한, 리프트 핀은 몇개의 군집으로 구성되고 군집별로 하나의 핀 구동기와 연결되어 제공될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 로드 포트, 20: 설비 전방 단부 모듈;
25: 인덱스 로봇, 30: 공정 처리실;
40: 정렬 챔버, 50: 트랜스퍼 챔버;
53: 반송 로봇, 60: 공정 챔버;
110: 구동 유닛, 120: 이동 스테이지;
130: 리프트 핀, 140: 감지부재;
150: 제어부재.

Claims (19)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    설비 전방 단부 모듈; 및
    상기 기판을 처리하는 처리 모듈을 포함하되,
    상기 설비 전방 단부 모듈은,
    상기 기판을 수용하는 용기가 놓이는 로드 포트; 및
    상기 로드 포트와 상기 처리 모듈 간에 상기 기판을 반송하는 인덱스 로봇이 제공된 이송 프레임을 포함하고,
    상기 처리 모듈은,
    상기 설비 전방 단부 모듈에 인접하게 배치되는 정렬 챔버;
    상기 기판을 공정 처리하는 공정 챔버; 및
    상기 공정 챔버와 상기 정렬 챔버 간에 상기 기판을 반송하는 반송 로봇을 갖는 트랜스퍼 챔버를 포함하고,
    상기 정렬 챔버는,
    반입된 기판이 안착 가능한 기판 지지 유닛;
    상기 기판과 수평한 평면에 대하여 상기 기판 지지 유닛을 이동 가능하게 구동하는 구동 유닛;
    상기 기판 지지 유닛에 안착된 기판의 위치인 초기위치를 감지하는 감지부재; 및
    상기 초기위치와 기 입력된 정위치를 비교하여, 상기 초기위치와 상기 정위치가 상이하면, 상기 구동 유닛을 구동하여 상기 기판을 상기 초기위치에서 상기 정위치로 이동하도록 상기 구동 유닛을 제어하는 제어부재를 포함하고,
    상기 기판 지지 유닛은,
    상기 구동 유닛에 의해 구동되어 상기 기판과 수평한 평면에 대하여 이동 가능하게 제공되는 이동 스테이지;
    상기 이동 스테이지에 구비되고 승강 또는 하강 가능하게 제공되는 복수개의 리프트 핀; 및
    상기 리프트 핀이 승강 또는 하강되도록 구동하는 핀 구동기를 포함하고,
    상기 제어부재는,
    상기 초기위치에서 상기 정위치의 변위 정보에 기반하여 외부로부터 진입하는 로봇 핸드의 진입에 간섭되는 상기 리프트 핀을 산출하고,
    상기 정위치에서, 상기 복수개의 리프트 핀 중 상기 기판의 반출을 위해 진입하는 로봇 핸드에 간섭될 수 있는 상기 리프트 핀이 선택적으로 하강된 상태에서 상기 로봇 핸드가 상기 정렬 챔버로 반입되도록 상기 핀 구동기를 제어하는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 리프트 핀은,
    서로 조합되어 상기 이동 스테이지와 동심원을 이루도록 배열되는 기판 처리 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 지지 유닛은,
    상기 이동 스테이지를 지지하는 지지 로드; 및
    상기 지지 로드에 결합되는 핀 지지부를 더 포함하고,
    상기 핀 구동기는,
    상기 핀 지지부에 결합되고 상기 복수개의 리프트 핀에 동력을 제공하는 복수개의 구동원을 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 핀 구동기는 상기 제어부재에 연결되고,
    상기 제어부재는 상기 복수개의 구동원의 구동을 각각 제어하는 기판 처리 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 구동 유닛은,
    상기 기판 지지 유닛을 상기 기판과 수평한 평면에 대하여 X축으로 구동하는 X축 이동 구동원;
    상기 기판 지지 유닛을 상기 기판과 수평한 평면에 대하여 Y축으로 구동하는 Y축 이동 구동원; 및
    상기 기판 지지 유닛을 상기 기판과 수평한 평면에 대하여 회전 구동하는 회전 구동원을 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제어부재는,
    상기 회전 구동원의 회전 값으로부터, 상기 초기위치에서 상기 정위치로 이동에 따른 회전 변위를 산출하는 기판 처리 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부재는,
    상기 감지부재가 감지한 상기 초기위치에서의 상기 기판의 특정 위치와 상기 정위치에서의 상기 기판의 특정 위치를 비교하여, 상기 초기위치에서 상기 정위치로 이동에 따른 회전 변위를 산출하는 기판 처리 장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 제어부재는,
    상기 X축 이동 구동원 및 상기 Y축 이동 구동원의 이동 값으로부터 상기 초기위치에서 상기 정위치로 이동에 따른 직선 변위를 산출하는 기판 처리 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부재는,
    상기 감지부재가 감지한 상기 초기위치에서의 상기 기판의 특정 위치와 상기 정위치에서의 상기 기판의 특정 위치를 비교하여, 상기 초기위치에서 상기 정위치로 이동에 따른 직선 변위를 산출하는 기판 처리 장치.
  11. 삭제
  12. 제1항 및 제3항 내지 제10항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 인덱스 로봇과 상기 반송 로봇의 핸드는 각각 상이한 형상으로 제공되는 기판 처리 장치.
  13. 제1항 및 제3항 내지 제10항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 인덱스 로봇과 상기 반송 로봇은 각각 듀얼 핸드로 제공되는 기판 처리 장치.
  14. 반입된 기판이 안착 가능한 기판 지지 유닛;
    상기 기판과 수평한 평면에 대하여 상기 기판 지지 유닛을 이동 가능하게 구동하는 구동 유닛;
    상기 기판 지지 유닛에 안착된 기판의 위치인 초기위치를 감지하는 감지부재; 및
    상기 초기위치와 기 입력된 정위치를 비교하여, 상기 초기위치와 상기 정위치가 상이하면, 상기 구동 유닛을 구동하여 상기 기판을 상기 초기위치에서 상기 정위치로 이동하도록 상기 구동 유닛을 제어하는 제어부재를 포함하고,
    상기 기판 지지 유닛은,
    이동 스테이지;
    상기 이동 스테이지에 구비되고 승강 또는 하강 가능하게 제공되는 복수개의 리프트 핀; 및
    상기 리프트 핀이 승강 또는 하강되도록 구동하는 핀 구동기를 포함하고,
    상기 제어부재는,
    상기 초기위치에서 상기 정위치의 변위 정보에 기반하여 외부로부터 진입하는 로봇 핸드의 진입에 간섭되는 상기 리프트 핀을 산출하고,
    상기 정위치에서, 상기 복수개의 리프트 핀 중 상기 기판의 반출을 위해 진입하는 로봇 핸드에 간섭될 수 있는 상기 리프트 핀이 선택적으로 하강되도록 제어하는 기판 정렬 장치.
  15. 삭제
  16. 제14항에 있어서,
    상기 기판 지지 유닛은,
    상기 이동 스테이지를 지지하는 지지 로드; 및
    상기 지지 로드에 결합되는 핀 지지부를 더 포함하고,
    상기 핀 구동기는, 상기 핀 지지부에 결합되고 상기 복수개의 리프트 핀에 동력을 제공하는 구동원을 포함하고, 상기 복수개의 구동원은 상기 제어부재에 연결되어 각각 제어되는 기판 정렬 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 구동 유닛은,
    상기 기판 지지 유닛을 상기 기판과 수평한 평면에 대하여 X축으로 구동하는 X축 이동 구동원, 상기 기판 지지 유닛을 상기 기판과 수평한 평면에 대하여 Y축으로 구동하는 Y축 이동 구동원, 및 상기 기판 지지 유닛을 상기 기판과 수평한 평면에 대하여 회전 구동하는 회전 구동원을 포함하고,
    상기 제어부재는,
    상기 회전 구동원의 회전 값으로부터, 상기 초기위치에서 상기 정위치로 이동에 따른 회전 변위를 산출하고, 상기 X축 이동 구동원 및 상기 Y축 이동 구동원의 이동 값으로부터 상기 초기위치에서 상기 정위치로 이동에 따른 직선 변위 정보를 기반으로 상기 간섭되는 리프트 핀을 산출하는 기판 정렬 장치.
  18. 제14항의 기판 정렬 장치를 이용하여 기판을 정렬하는 방법에 있어서,
    상기 기판 지지 유닛에 기판이 안착되면 상기 초기 위치를 감지하고, 감지된 상기 초기 위치와 상기 정위치가 상이하면 상기 기판이 상기 정위치로 이동되도록 상기 기판 지지 유닛이 이동시키는 기판 정렬 방법.
  19. 삭제
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