KR102505076B1 - 이송 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

이송 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이송 유닛을 제공한다. 기판을 이송하는 이송 유닛은, 제1방향을 따라 이동 가능한 이송 체; 상기 제1방향을 따라 연장되며, 상기 이송 체의 이동 방향을 가이드하는 가이드 자성 체가 설치된 가이드 레일; 상기 이송 체에 설치되는 제1부상 자성 체; 및 상기 제1부상 자성 체와 대향되게 배치되며, 상기 제1부상 자성 체를 밀어내는 척 력을 발생시키는 제2부상 자성 체를 포함할 수 있다.

Description

이송 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치{TRANFFER UNIT, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS INCLUDING SAME}
본 발명은 이송 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 증착, 사진, 식각, 세정 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 증착 공정은 웨이퍼 등의 기판 상에 박막을 형성하는 공정이다. 또한, 사진 공정은 도포 공정, 노광 공정, 그리고 현상 공정을 포함한다. 도포 공정은 기판 상에 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정이다. 노광 공정은 도포된 포토레지스트막 위에 포토 마스크를 통해 광원의 빛을 노출시켜 기판 상에 회로 패턴을 노광하는 공정이다. 그리고 현상 공정은 기판의 노광 처리된 영역을 선택적으로 현상하는 공정이다. 또한, 식각 공정은 기판 상에 형성된 박막을 제거하는 공정이다. 또한, 세정 공정은 기판에 세정액, 린스액 등을 공급하여 기판을 처리하는 과정에서 발생되는 부산물을 기판으로부터 제거하는 공정이다.
상술한 다양한 기판 처리 공정은 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 공정 챔버 내에서 수행된다. 이에, 일반적인 기판 처리 장치는 공정 챔버로 기판을 반송하기 위한 반송 챔버를 가지고 있다. 반송 챔버에는 기판을 지지한 상태로 공정 챔버로 기판을 반송하는 반송 로봇과, 반송 로봇을 이동시키기 위한 이동 레일(예컨대, LM 가이드)가 설치되어 있다. 이동 레일은 반송 로봇이 지지한 기판을 공정 챔버들 중 원하는 공정 챔버로 반송하기 위해, 반송 로봇을 직선 이동시킨다. 그러나, 이동 레일이 반송 로봇을 이동시키는 과정에서 이동 레일이 가지는 구조물 간에 마찰이 발생한다. 마찰은 반송 챔버 내에서 파티클(Particle) 등의 불순물을 발생시킨다. 발생된 불순물은 기판에 부착될 수 있고, 이는 기판 처리가 적절히 수행되는 것을 방해한다.
본 발명은 기판을 효율적으로 이송할 수 있는 이송 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판을 이송하는 과정에서 파티클 등의 불순물이 발생하는 것을 최소화하는 이송 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 이송 유닛이 가지는 자성 체의 크기를 줄일 수 있는 이송 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 이송 유닛이 가지는 리니어 모터의 크기를 줄일 수 있는 이송 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판을 이송하는 과정에서 소모되는 전력 량을 최소화 할 수 있는 이송 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재들로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 이송 유닛을 제공한다. 기판을 이송하는 이송 유닛은, 제1방향을 따라 이동 가능한 이송 체; 상기 제1방향을 따라 연장되며, 상기 이송 체의 이동 방향을 가이드하는 가이드 자성 체가 설치된 가이드 레일; 상기 이송 체에 설치되는 제2부상 자성 체; 및 상기 제2부상 자성 체와 대향되게 배치되며, 상기 제2부상 자성 체를 밀어내는 척 력을 발생시키는 제1부상 자성 체를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제1부상 자성 체는, 상기 제2부상 자성 체를 위 방향으로 밀어내도록 설치될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 이송 유닛은, 상기 제1부상 자성 체, 그리고 상기 가이드 레일이 설치되는 이송 베이스를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 이송 유닛은, 상기 제1부상 자성 체를 상기 제1방향과 평행한 회전 축을 중심으로 회전 시키는 제1힌지; 및 상기 제1부상 자성 체를 상기 제1힌지에 고정 시키는 제1고정 체; 및 상기 제1힌지를 상부에서 바라볼 때, 상기 제1방향과 수직한 제2방향을 따라 이동시키는 이동 레일을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 이송 유닛은, 상기 제2부상 자성 체를 상기 제1방향과 평행한 회전 축을 중심으로 회전 시키는 제2힌지; 및 상기 제2부상 자성 체를 상기 제2힌지에 고정 시키는 제2고정 체를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 이송 유닛은, 전자석인 상기 가이드 자성 체와 상기 이송 체 사이의 간격을 센싱하는 갭 센서; 및 상기 이송 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 갭 센서가 센싱하는 상기 간격에 근거하여, 상기 가이드 자성 체에 전달되는 전력을 조절하여 상기 가이드 자성 체와 상기 이송 체 사이의 간격을 설정 간격으로 유지시킬 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가이드 자성 체는, 복수로 제공되되, 상기 제1방향을 따라 배치되고, 상기 제어기는, 상기 가이드 자성 체들 중 선택된 상기 가이드 자성 체에 전달되는 상기 전력을 조절하여 상기 이송 체의 수평 및/또는 높이를 조절할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 이송 유닛은, 상기 이송 베이스와 상기 이송 체 사이의 간격을 센싱하는 갭 센서; 및 상기 이송 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 갭 센서가 센싱하는 상기 간격에 근거하여, 상기 가이드 자성 체에 전달되는 전력을 조절하여 상기 이송 체의 수평 및/또는 높이를 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 공정 챔버; 및 상기 공정 챔버로 상기 기판을 이송하는 이송 챔버를 포함하고, 상기 이송 챔버는, 상기 공정 챔버로 상기 기판을 반송하는 핸드를 가지는 로봇 유닛; 및 상기 로봇 유닛을 제1방향을 따라 자기 부상 방식으로 이동시키는 이송 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 이송 유닛은, 상기 제1방향을 따라 이동 가능한 이송 체; 상기 제1방향을 따라 연장되며, 상기 이송 체의 가이드하는 가이드 자성 체가 설치된 가이드 레일; 상기 가이드 레일이 설치되는 이송 베이스; 상기 이송 체에 설치되는 제2부상 자성 체; 및 상기 제2부상 자성 체와 대향되게 상기 이송 베이스에 설치되며, 상기 제2부상 자성 체를 상기 제1방향에 수직한 제3방향으로 밀어내는 척 력을 발생시키는 제1부상 자성 체를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 이송 유닛은, 상기 이송 체에 설치되고, 상기 제2부상 자성 체를 상기 제1방향과 평행한 회전 축을 중심으로 회전 시키는 제2힌지; 상기 제2부상 자성 체를 상기 제2힌지에 고정 시키는 제2고정 체; 상기 이송 베이스에 설치되고, 상기 제1부상 자성 체를 상기 제1방향과 평행한 회전 축을 중심으로 회전 시키는 제1힌지; 및 상기 제2부상 자성 체를 상기 제1힌지에 고정 시키는 제1고정 체를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 이송 유닛은, 상기 이송 체에 설치되는 리니어 모터 자성 체; 및 상기 이송 베이스에 설치되며, 상기 리니어 모터 자성 체에 자기 력을 인가하여 상기 이송 체를 상기 제1방향을 따라 이동시키는 리니어 모터 코일을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 이송 유닛은, 상기 가이드 자성 체와 상기 이송 체 사이의 간격 및/또는 상기 이송 베이스와 상기 이송 체 사이의 간격을 센싱하는 적어도 하나 이상의 갭 센서; 및 상기 이송 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 갭 센서가 센싱하는 상기 간격에 근거하여, 상기 가이드 자성 체에 전달되는 전력을 조절하여 상기 이송 체 및/또는 높이를 조절할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가이드 자성 체는, 복수로 제공되되, 상기 제1방향을 따라 배치되고, 상기 제어기는, 상기 가이드 자성 체들 중 선택된 상기 가이드 자성 체에 전달되는 상기 전력을 조절하여 상기 이송 체의 수평 및/또는 높이를 조절할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가이드 레일은, 상부에서 바라볼 때, 상기 이송 체를 중심으로 일 측 및 타 측에 각각 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가이드 자성 체는, 상기 이송 체의 상기 제1방향 및 상기 제3방향과 수직한 제2방향으로의 자유도를 구속하는 제1가이드 자성 체; 상기 이송 체의 상기 제3방향으로의 자유도를 구속하는 제2가이드 자성 체; 및 상기 제2가이드 자성 체와 대향되게 배치되는 제3가이드 자성 체를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가이드 레일은, 상기 제1방향에서 바라볼 때, 개방된 부분이 상기 이송 체를 향하는 'ㄷ' 형상을 가질 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 공정 챔버; 및 상기 공정 챔버로 상기 기판을 이송하는 이송 챔버를 포함하고, 상기 이송 챔버는, 상기 공정 챔버로 상기 기판을 반송하는 핸드를 가지는 로봇 유닛; 및 상기 로봇 유닛을 제1방향을 따라 이동시키는 이송 유닛을 포함하고, 상기 이송 유닛은, 상기 제1방향을 따라 이동 가능한 이송 체; 상기 제1방향을 따라 연장되며, 상기 이송 체의 이동 방향을 가이드하는 가이드 자성 체가 설치된 가이드 레일; 상기 가이드 레일이 설치되는 이송 베이스; 상기 이송 체에 설치되는 제2부상 자성 체; 상기 제2부상 자성 체와 대향되게 상기 이송 베이스에 설치되며, 상기 제2부상 자성 체를 상기 제1방향에 지면에 수직한 제3방향으로 밀어내는 척 력을 발생시키는 제1부상 자성 체; 상기 가이드 자성 체와 상기 이송 체 사이의 간격 및/또는 상기 이송 베이스와 상기 이송 체 사이의 간격을 센싱하는 적어도 하나 이상의 갭 센서; 및 상기 이송 유닛을 제어하는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 갭 센서가 센싱하는 상기 간격에 근거하여, 상기 가이드 자성 체에 전달되는 전력을 조절하여 상기 이송 체 및/또는 높이를 조절할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 이송 유닛은, 상기 이송 체에 설치되고, 상기 제2부상 자성 체를 상기 제1방향과 평행한 회전 축을 중심으로 회전 시키는 제2힌지; 상기 제2부상 자성 체를 상기 제2힌지에 고정 시키는 제2고정 체; 상기 이송 베이스에 설치되고, 상기 제1부상 자성 체를 상기 제1방향과 평행한 회전 축을 중심으로 회전 시키는 제1힌지; 및 상기 제1부상 자성 체를 상기 제1힌지에 고정 시키는 제1고정 체를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 이송 유닛은, 상기 이송 체에 설치되는 리니어 모터 자성 체; 및 상기 이송 베이스에 설치되며, 상기 리니어 모터 자성 체에 자기 력을 인가하여 상기 이송 체를 상기 제1방향을 따라 이동시키는 리니어 모터 코일을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판을 효율적으로 이송할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판을 이송하는 과정에서 파티클 등의 불순물이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 이송 유닛이 가지는 자성 체의 크기를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 이송 유닛이 가지는 리니어 모터의 크기를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판을 이송하는 과정에서 소모되는 전력 량을 최소화 할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성들로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 공정 챔버에 제공되는 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 이송 챔버에 제공되는 기판 처리 장치의 일 실시 예를 제1방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 1의 이송 챔버에 제공되는 기판 처리 장치를 상부에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 3의 이송 체와 가이드 자성 체, 그리고 이송 체와 이송 베이스 사이의 간격이 설정 간격으로 유지되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 6은 도 3의 이송 체와 가이드 자성 체 사이의 간격이 변화하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 7은 도 3의 이송 체와 이송 베이스 사이의 간격이 변화하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 8은 도 3의 부상 자성 체가 이송 체를 제3방향을 따라 밀어 올리는 모습을 보여주는 도면이다.
도 9는 도 1의 이송 챔버에 제공되는 기판 처리 장치의 다른 실시 예를 제1방향에서 바라본 도면이다.
도 10, 그리고 도 11은 도 9의 부상 자성 체가 회전하는 모습을 보여주는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는, 도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 인덱스 모듈(100)과 공정 처리 모듈(200)을 가진다. 인덱스 모듈(100)은 로드 포트(120) 및 이송 프레임(140)을 가진다. 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(200)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(200)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 칭한다.
로드 포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(130)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 로드 포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(200)의 공정효율 및 풋 프린트조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(130)에는 기판들(W)을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯(미도시)이 형성된다. 캐리어(130)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(200)은 버퍼 유닛(220), 이송 챔버(240), 그리고 공정 챔버(260)를 가진다. 이송 챔버(240)는 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 평행하게 배치된다. 이송 챔버(240)의 양측에는 각각 공정 챔버(260)들이 배치된다. 이송 챔버(240)의 일측 및 타측에서 공정 챔버(260)들은 이송 챔버(240)를 기준으로 대칭되도록 제공된다. 이송 챔버(240)의 일측에는 복수 개의 공정 챔버(260)들이 제공된다. 공정 챔버(260)들 중 일부는 이송 챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정 챔버(260)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송 챔버(240)의 일측에는 공정 챔버(260)들이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이다. 이송 챔버(240)의 일측에 공정 챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정 챔버(260)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정 챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정 챔버(260)는 이송 챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 공정 챔버(260)는 이송 챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 이송 챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 챔버(240)와 이송 프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 유닛(220)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개가 제공된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 마주보는 면 및 이송 챔버(240)와 마주보는 면이 개방된다.
이송 프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 캐리어(130)와 버퍼 유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 프레임(140)에는 인덱스 레일(142)과 인덱스 로봇(144)이 제공된다. 인덱스 레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 레일(142) 상에 설치되며, 인덱스 레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스 레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(144c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정 처리 모듈(200)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정 처리 모듈(200)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이송 챔버(240)는 버퍼 유닛(220)과 공정 챔버(260) 간에, 그리고 공정 챔버(260)들 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 챔버(240)에는 버퍼 유닛(220)과 공정 챔버(260) 간에 피 처리물인 기판(W)을 이송하는 기판 처리 장치(500)가 제공된다. 이송 챔버(260)에 제공되는 기판 처리 장치(500)는 로봇 유닛(520), 그리고 이송 유닛(540)을 포함할 수 있다. 로봇 유닛(520)은 기판(W)을 지지하는 핸드(521)와 핸드(521)를 지지하는 베이스(523), 그리고 핸드(521)를 회전시키는 회전 축(525)를 포함할 수 있다. 또한, 핸드(521)는 제1방향(12) 및/또는 제2방향(14)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 또한, 핸드(521)는 제3방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 또한, 이송 유닛(540)은 로봇 유닛(540)을 제1방향(12)을 따라 이동시킬 수 있다. 이송 유닛(540)이 로봇 유닛(520)을 제1방향(12)을 따라 이동시킴으로써, 로봇 유닛(520)은 공정 챔버(260)들 중 원하는 공정 챔버(260)로 기판(W)을 반송하거나, 공정 챔버(260)들 중 선택된 공정 챔버(260)로부터 기판(W)을 반출할 수 있다. 이송 유닛(540)에 대한 구체적인 설명은 후술한다.
공정 챔버(260)에는 기판(W)에 대해 액 처리하는 공정을 수행하는 기판 처리 장치가 제공된다. 예컨대, 공정 챔버(260)는 기판(W)에 대해 세정 액을 공급하여 세정 공정을 수행하는 챔버일 수 있다. 이와 달리 공정 챔버(260)는 액체 플라즈마를 공급하여 기판 상의 박막을 제거하는 습식 식각 공정을 수행하는 챔버일 수 있다. 공정 챔버(260)에 제공되는 기판 처리 장치는 기판(W)을 처리하는 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리, 각각의 공정 챔버(260) 내의 기판 처리 장치는 서로 동일한 구조를 가질 수도 있다. 선택적으로, 공정 챔버(260)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 그룹들 중 어느 하나의 그룹에 속하는 공정 챔버(260)들은 세정 공정과 습식 식각 공정 중 어느 하나를 수행하는 공정 챔버(260)들일 수 있고, 그룹들 중 다른 하나의 그룹에 속하는 공정 챔버(260)들은 세정 공정과 습식 식각 공정 중 다른 하나를 수행하는 공정 챔버(260)들일 수 있다.
이하에서 설명하는 본 발명의 실시 예에서는 기판(W) 상에 처리 액을 공급하여 기판(W)을 처리하는 액 처리 공정을 수행하는 공정 챔버(260)에 대하여 설명한다.
도 2는 도 1의 공정 챔버에 제공되는 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다. 공정 챔버(260)에 제공되는 기판 처리 장치(300)는 하우징(310), 처리 용기(320), 지지 유닛(340), 승강 유닛(360), 그리고 액 공급 유닛(380)을 포함할 수 있다.
하우징(310)은 내부에 처리 공간(312)을 가진다. 하우징(310)은 내부에 공간을 가지는 통 형상을 가질 수 있다. 하우징(310)이 가지는 내부 공간(312)에는 처리 용기(320), 지지 유닛(340), 승강 유닛(360), 액 공급 유닛(380)이 제공될 수 있다. 하우징(310)은 정단면에서 바라볼 때 사각의 형상을 가질 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 하우징(310)은 처리 공간(312)을 가질 수 있는 다양한 형상으로 변형될 수 있다.
처리 용기(320)는 상부가 개방된 통 형상을 가진다. 처리 용기(320)는 내부 회수통(322) 및 외부 회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,326)은 공정에 사용된 처리액들 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부 회수통(322)은 기판 지지 유닛(340)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부 회수통(326)은 내부 회수통(326)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부 회수통(322)의 내측공간(322a) 및 내부 회수통(322)은 내부 회수통(322)으로 처리액이 유입되는 제1유입구(322a)로서 기능한다. 내부 회수통(322)과 외부 회수통(326)의 사이공간(326a)은 외부 회수통(326)으로 처리액이 유입되는 제2유입구(326a)로서 기능한다. 일 예에 의하면, 각각의 유입구(322a,326a)는 서로 상이한 높이에 위치될 수 있다. 각각의 회수통(322,326)의 저면 아래에는 회수 라인(322b,326b)이 연결된다. 각각의 회수통(322,326)에 유입된 처리액들은 회수 라인(322b,326b)을 통해 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)으로 제공되어 재사용될 수 있다.
지지 유닛(340)은 처리 공간(312)에서 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(340)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지 및 회전시킨다. 지지 유닛(340)은 지지판(342), 지지핀(344), 척핀(346), 그리고 회전 구동 부재(348,349)를 가진다.
지지판(342)은 대체로 원형의 판 형상으로 제공되며, 상면 및 저면을 가진다. 하부면은 상부면에 비해 작은 직경을 가진다. 즉, 지지판(342)은 상부면이 넓고 하부면이 좁은 상광하협의 형상을 가질 수 있다. 상면 및 저면은 그 중심축이 서로 일치하도록 위치된다. 또한, 지지판(342)에는 가열 수단(미도시)이 제공될 수 있다. 지지판(342)에 제공되는 가열 수단은 지지판(342)에 놓인 기판(W)을 가열할 수 있다. 가열 수단은 열을 발생시킬 수 있다. 가열 수단이 발생시키는 열은 온열 또는 냉열일 수 있다. 가열 수단이 발생시킨 열은 지지판(342)에 놓인 기판(W)으로 전달될 수 있다. 또한, 기판(W)에 전달된 열은 기판(W)으로 공급된 처리액을 가열할 수 있다. 가열 수단은 히터 및/또는 냉각 코일일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 가열 수단은 공지의 장치로 다양하게 변형될 수 있다.
지지핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지핀(344)은 지지판(342)의 상면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 지지판(342)에서 상부로 돌출된다. 지지 핀(344)들은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(344)은 지지판(342)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다.
척핀(346)은 복수 개 제공된다. 척핀(346)은 지지판(342)의 중심에서 지지핀(344)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(346)은 지지판(342)의 상면으로부터 위로 돌출되도록 제공된다. 척핀(346)은 지지판(342)이 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척핀(346)은 지지판(342)의 반경 방향을 따라 외측 위치와 내측 위치 간에 직선 이동이 가능하도록 제공된다. 외측 위치는 내측 위치에 비해 지지판(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 지지판(342)에 로딩 또는 언로딩 시 척핀(346)은 외측 위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행 시 척 핀(346)은 내측 위치에 위치된다. 내측 위치는 척핀(346)과 기판(W)의 측부가 서로 접촉되는 위치이고, 외측 위치는 척핀(346)과 기판(W)이 서로 이격되는 위치이다.
회전 구동 부재(348,349)는 지지판(342)을 회전시킨다. 지지판(342)은 회전 구동 부재(348,349)에 의해 자기 중심축을 중심으로 회전 가능하다. 회전 구동 부재(348,349)는 지지축(348) 및 구동부(349)를 포함한다. 지지축(348)은 제3방향(16)을 향하는 통 형상을 가진다. 지지축(348)의 상단은 지지판(342)의 저면에 고정 결합된다. 일 예에 의하면, 지지축(348)은 지지판(342)의 저면 중심에 고정 결합될 수 있다. 구동부(349)는 지지축(348)이 회전되도록 구동력을 제공한다. 지지축(348)은 구동부(349)에 의해 회전되고, 지지판(342)은 지지축(348)과 함께 회전 가능하다.
승강 유닛(360)은 처리 용기(320)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(320)가 상하로 이동됨에 따라 지지판(342)에 대한 처리 용기(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(360)은 기판(W)이 지지판(342)에 로딩되거나, 언로딩될 때 지지판(342)이 처리 용기(320)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(320)는 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(322,326)으로 유입될 수 있도록 처리 용기(320)의 높이가 조절한다. 승강 유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다. 브라켓(362)은 처리 용기(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정결합된다. 선택적으로, 승강 유닛(360)은 지지판(342)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
액 공급 유닛(380)은 기판(W)으로 처리 액을 공급할 수 있다. 처리 액은 케미칼, 린스액, 웨팅액, 세정액 그리고 유기 용제일 수 있다. 케미칼은 산 또는 염기 성질을 가지는 액일 수 있다. 케미칼은 황산(H2SO4), 인산(P2O5), 불산(HF) 그리고 수산화 암모늄(NH4OH)을 포함할 수 있다. 케미칼은 DSP(Diluted Sulfuric acid Peroxide) 혼합액일 수 있다. 세정액, 린스액, 그리고 웨팅액은 순수(H20)일 수 있다. 유기 용제는 이소프로필알코올(IPA) 액일 수 있다.
액 공급 유닛(380)은 이동 부재(381), 그리고 노즐(389)을 포함 할 수 있다. 이동 부재(381)는 노즐(389)을 공정 위치 및 대기 위치로 이동시킨다. 공정 위치는 노즐(389)이 지지 유닛(340)에 지지된 기판(W)과 대향되는 위치이다. 일 예에 의하면, 공정 위치는 기판(W)의 상면에 처리액을 토출하는 위치이다. 또한 공정 위치는 제1공급 위치 및 제2공급 위치를 포함한다. 제1공급 위치는 제2공급 위치보다 기판(W)의 중심에 더 가까운 위치이고, 제2공급 위치는 기판의 단부를 포함하는 위치일 수 있다. 선택적으로 제2공급 위치는 기판의 단부에 인접한 영역일 수 있다. 대기 위치는 노즐(389)이 공정 위치를 벗어난 위치로 정의한다. 일 예에 의하면, 대기 위치는 기판(W)에 공정 처리 전 또는 공정 처리가 완료된 이후에 노즐(389)이 대기하는 위치일 수 있다.
이동 부재(381)는 아암(382), 지지축(383), 그리고 구동기(384)를 포함한다. 지지축(383)은 처리 용기(320)의 일측에 위치된다. 지지축(383)은 그 길이방향이 제3방향을 향하는 로드 형상을 가진다. 지지축(383)은 구동기(384)에 의해 회전 가능하도록 제공된다. 지지축(383)은 승강 이동이 가능하도록 제공된다. 아암(382)은 지지축(383)의 상단에 결합된다. 아암(382)은 지지축(383)으로부터 수직하게 연장된다. 아암(382)의 끝단에는 노즐(389)이 결합된다. 지지축(383)이 회전됨에 따라 노즐(389)은 아암(382)과 함께 스윙 이동될 수 있다. 노즐(389)은 스윙 이동되어 공정 위치 및 대기 위치로 이동될 수 있다. 선택적으로 아암(382)은 그 길이방향을 향해 전진 및 후진 이동이 가능하도록 제공될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 노즐(389)이 이동되는 경로는 공정 위치에서 기판(W)의 중심축과 일치될 수 있다.
도 3은 도 1의 이송 챔버에 제공되는 기판 처리 장치의 일 실시 예를 제1방향에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 1의 이송 챔버에 제공되는 기판 처리 장치를 상부에서 바라본 도면이다. 도 3과 도 4를 참조하면, 이송 챔버(240)는 공정 챔버(260)로 기판(W)을 반송할 수 있다. 이송 챔버(240)에 제공되는 기판 처리 장치(500)는 상술한 바와 같이 로봇 유닛(520), 그리고 이송 유닛(540)을 포함할 수 있다.
로봇 유닛(520)은 기판(W)을 지지 및 반송하는 핸드(521), 베이스(523), 그리고 회전 축(525)을 포함할 수 있다. 핸드(521)는 기판(W)을 지지할 수 있다. 핸드(521)는 베이스(523)에 설치되어 제2방향(14) 따라 이동할 수 있다. 또한, 베이스(523)는 회전 축(525)과 연결될 수 있다. 회전 축(525)은 베이스(523)를 제3방향(16)과 평행한 회전 축을 중심으로 회전시킬 수 있다. 또한, 베이스(523)는 승강 기구(미도시)에 의해 제3방향(16)을 따라 이동할 수 있다.
상술한 예에서 설명하는 로봇 유닛(520)은 일 실시 예에 해당하고, 로봇 유닛(520)이 가지는 구성은 기판(W)을 반송할 수 있는 공지된 로봇 유닛으로 다양하게 변형될 수 있다.
이송 유닛(540)은 로봇 유닛(520)을 직선 이동시킬 수 있다. 예컨대, 이송 유닛(540)은 로봇 유닛(520)을 제1방향(12)을 따라 이동시킬 수 있다. 이송 유닛(540)은 이송 베이스(541), 가이드 레일(542), 가이드 자성 체(543), 리니어 모터 코일(544), 제1부상 자성 체(545), 갭 센서(546), 이송 체(547), 제2부상 자성 체(548), 리니어 모터 자성 체(549), 그리고 제어기(600)를 포함할 수 있다.
이송 베이스(541)는 가이드 자성 체(543), 제1부상 자성 체(545)가 설치되는 지지 면을 제공할 수 있다. 이송 베이스(541)는 상부에서 바라볼 때 대체로 판 형상을 가질 수 있다. 또한, 이송 베이스(541)는 이송 챔버(240)의 일 부분일 수도 있다. 이송 베이스(541)는 제1방향(12)에서 바라보았을 때, 이송 베이스(541)가 가지는 지지 면으로부터 제3방향(16)을 따라 연장되는 제1베이스 돌출 부(541a), 그리고 제2베이스 돌출 부(541b)를 포함할 수 있다.
제1베이스 돌출 부(541a)와 제2베이스 돌출 부(541b)는 제2방향(14)을 따라 서로 이격되어 이송 베이스(541)의 지지 면으로부터 제3방향(16)을 따라 연장될 수 있다. 또한, 제1베이스 돌출 부(541a)와 제2베이스 돌출 부(541b)는 제1방향(12)을 따라 연장될 수 있다.
가이드 레일(542)은 이송 베이스(541)에 설치될 수 있다. 가이드 레일(542)은 이송 베이스(541)의 지지 면에 설치될 수 있다. 가이드 레일(542)은 한 쌍으로 제공될 수 있다. 가이드 레일(542) 중 어느 하나는 상부에서 바라볼 때, 제1베이스 돌출 부(541a)의 일 측에 설치되고, 가이드 레일(542) 중 다른 하나는 상부에서 바라볼 때, 제2베이스 돌출 부(541b)의 타 측에 설치될 수 있다. 가이드 레일(542)은 대체로 'ㄷ' 형상을 가질 수 있다. 가이드 레일(542)의 개방된 부분은 이송 체(547)를 향할 수 있다.
또한, 가이드 레일(542)에는 가이드 자성 체(543)가 설치되어 이송 체(547)의 이동 방향을 가이드 할 수 있다. 가이드 자성 체(543)는 제1가이드 자성 체(543a), 제2가이드 자성 체(543b), 그리고 제3가이드 자성 체(543c)를 포함할 수 있다. 제1가이드 자성 체(543a)는 이송 체(547)의 제2방향(14)으로의 자유도를 구속할 수 있다. 제2가이드 자성 체(543b)와 제3가이드 자성 체(543c)는 서로 대향되게 배치되어, 이송 체(547)의 제3방향(16)으로의 자유도를 구속할 수 있다. 가이드 레일(542), 그리고 가이드 자성 체(543)는 서로 조합되어 이송 체(547)의 6 자유도 중, 이송 체(547)가 이동하는 방향인 제1방향(12)으로의 운동을 제외한 나머지 자유도를 구속할 수 있다.
또한, 가이드 자성 체(543)는 전자석 일 수 있다. 가이드 자성 체(543)에는 전력 라인(미도시)이 연결될 수 있다. 가이드 자성 체(543)는 복수로 제공되되, 제1방향(12)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 예컨대, 제1가이드 자성 체(543a), 제2가이드 자성 체(543b), 그리고 제3가이드 자성 체(543c)는 각각 복수로 제공되되, 제1방향(12)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 각각의 가이드 자성 체(543)에 전달되는 전력은 독립적으로 제어될 수 있다.
리니어 모터 코일(544)은 후술하는 리니어 모터 자성 체(549)와의 상호 작용으로 이송 체(547)을 제1방향(12)을 따라 이동시킬 수 있다. 상기 상호 작용은 리니어 모터 코일(544) 및/또는 리니어 모터 자성 체(549)가 발생시키는 자기력에 의할 수 있다. 예컨대, 리니어 모터 코일(544)은 리니어 모터 자성 체(549)에 자기 력을 인가하여, 리니어 모터 자성 체(549)를 제1방향(12)을 따라 이동시킬 수 있다. 이에, 리니어 모터 자성체(549)가 설치된 이송 체(547)는 제1방향을 따라 이동될 수 있다.
리니어 모터 코일(544)은 이송 베이스(541) 상에 설치될 수 있다. 리니어 모터 코일(544)은 제1베이스 돌출 부(541a)와 제2베이스 돌출 부(541b) 사이에 설치될 수 있다. 또한, 리니어 모터 자성 체(549)는 이송 체(547)의 하면에 설치될 수 있다. 또한, 리니어 모터 자성 체(549)는 배선 연결이 요구되지 않는 영구 자석일 수 있다. 즉, 리니어 모터 코일(544)이 이송 베이스(541)에 설치되고, 리니어 모터 자성 체(549)가 이송 체(547)에 설치됨에 따라, 이송 체(549)에는 이송 체(549)를 이동시키기 위한 별도의 배선 연결이 요구되지 않는다.
또한, 이송 베이스(541) 상에는 제1부상 자성 체(545)가 설치될 수 있다. 제1부상 자성 체(545)는 영구 자석일 수 있다. 제1부상 자성 체(545)는 제1베이스 돌출 부(541a)와 가이드 레일(542) 사이에 설치될 수 있다. 또한, 제1부상 자성 체(545)는 제2베이스 돌출 부(541a)와 가이드 레일(542) 사이에 설치될 수 있다. 제1부상 자성 체(545)는 이송 체(547)에 설치되는 제2부상 자성 체(548)와 서로 대향되게 배치될 수 있다. 제1부상 자성 체(545)와 제2부상 자성 체(548)는 서로 동일한 극성을 가져, 서로를 밀어내는 척 력을 발생시킬 수 있다. 즉, 제1부상 자성 체(545)는 제2부상 자성 체(548)가 설치되는 이송 체(547)를 제3방향(16)으로 밀어 올릴 수 있다. 또한, 제1부상 자성 체(545)는 복수로 제공되되, 제1방향(12)을 따라 이격되어 배치될 수 있다.
갭 센서(546)는 이송 체(547)와 가이드 레일(542) 사이의 간격을 센싱할 수 있다. 갭 센서(546)는 이송 체(547)와 가이드 레일(542)에 설치되는 가이드 자성 체(543) 사이의 간격을 센싱(측정)할 수 있다. 또한, 갭 센서(546)는 이송 체(547)와 이송 베이스(541) 사이의 간격을 측정할 수 있다. 예컨대, 갭 센서(546)는 제1갭 센서(546a)를 포함할 수 있다. 제1갭 센서(546a)는 가이드 레일(542)에 설치될 수 있다. 제1갭 센서(546a)는 정전형 갭 센서일 수 있다. 제1갭 센서(546a)는 가이드 레일(542)에 설치되는 가이드 자성 체(543)와 이송 체(547) 사이의 간격을 측정할 수 있다. 또한, 갭 센서(546)는 제2갭 센서(546b)를 포함할 수 있다. 제2갭 센서(546b)는 이송 베이스(541)에 설치될 수 있다. 예컨대, 제2갭 센서(546b)는 이송 베이스(541)의 제1베이스 돌출 부(541a) 및/또는 제2베이스 돌출 부(541b)에 설치될 수 있다. 예컨대, 제2갭 센서(546b)는 이송 베이스(541)의 제2베이스 돌출 부(541b)에 설치될 수 있다. 제2갭 센서(546b)는 정전형 갭 센서일 수 있다. 제2갭 센서(546b)는 이송 체(547)와 이송 베이스(541) 사이의 간격을 측정할 수 있다.
이송 체(547)는 로봇 유닛(520)을 지지할 수 있다. 이송 체(547)는 제1방향(12)을 따라 이동될 수 있다. 이송 체(547)는 자기 부상 방식으로 가이드 레일(542)의 길이 방향인 제1방향(12)을 따라 이동될 수 있다. 이송 체(547)에는 상술한 제2부상 자성 체(548)가 설치될 수 있다. 또한, 이송 체(547)에는 상술한 리니어 모터 자성 체(549)가 설치될 수 있다.
이송 체(547)는 몸체(547a), 가이드 부(547b), 그리고 부상 부(547c)를 포함할 수 있다. 몸체(547a)는 이송 체(547)를 제1방향(12)에서 바라볼 때, 개방된 부분이 아래를 향하는 'ㄷ' 형상을 가질 수 있다. 몸체(547a)의 하면에는 상술한 리니어 모터 자성 체(549)가 설치될 수 있다. 가이드 부(547b)는 몸체(547a)로부터 제2방향(14)을 따라 연장될 수 있다. 가이드 부(547b)의 적어도 일부는 가이드 레일(542)이 가지는 개방된 부분에 삽입되어 이송 체(547)의 이동 방향을 가이드 할 수 있다. 또한, 부상 부(547c)는 가이드 부(547b)로부터 제3방향(16), 보다 구체적으로는 아래를 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 부상 부(547c)는 제1베이스 돌출 부(541a)와 가이드 레일(542)의 사이 공간을 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 부상 부(547c)는 제2베이스 돌출 부(541b)와 가이드 레일(542)의 사이 공간을 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 부상 부(547c)의 끝 단에는 상술한 제2부상 자성 체(548)가 설치될 수 있다. 부상 부(547c)의 끝 단에 설치된 제2부상 자성 체(548)는 제1부상 자성 체(545)와 서로 대향할 수 있다.
제어기(600)는 기판 처리 장치(10)를 제어할 수 있다. 제어기(600)는 이송 챔버(240)에 제공되는 기판 처리 장치(500)를 제어할 수 있다. 제어기(600)는 이송 챔버(240)에 제공되는 기판 처리 장치(500)가 공정 챔버(260)로 기판(W)을 반송하도록 이송 챔버(240)에 제공되는 기판 처리 장치(500)를 제어할 수 있다. 또한, 제어기(600)는 이송 챔버(240)에 제공되는 기판 처리 장치(500)가 공정 챔버(260)로부터 기판(W)을 반출하도록 이송 챔버(240)에 제공되는 기판 처리 장치(500)를 제어할 수 있다. 또한, 제어기(600)는 이송 체(547)를 제1방향(12)을 따라 적절히 이동시킬 수 있도록, 이송 유닛(540)을 제어할 수 있다.
또한, 제어기(600)는 기판 처리 장치(10)의 제어를 실행하는 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러와, 오퍼레이터가 기판 처리 장치(10)를 관리하기 위해서 커맨드 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 처리 장치(10)의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스와, 기판 처리 장치(10)에서 실행되는 처리를 프로세스 컨트롤러의 제어로 실행하기 위한 제어 프로그램이나, 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉 처리 레시피가 저장된 기억부를 구비할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스 및 기억부는 프로세스 컨트롤러에 접속되어 있을 수 있다. 처리 레시피는 기억 부 중 기억 매체에 기억되어 있을 수 있고, 기억 매체는, 하드 디스크이어도 되고, CD-ROM, DVD 등의 가반성 디스크나, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리 일 수도 있다.
도 5는 도 3의 이송 체와 가이드 자성 체, 그리고 이송 체와 이송 베이스 사이의 간격이 설정 간격으로 유지되는 모습을 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 제1갭 센서(546a)는 가이드 자성 체(543)와 이송 체(547) 사이의 간격을 측정할 수 있다. 또한, 제2갭 센서(546b)는 이송 체(547)와 이송 베이스(541) 사이의 간격을 측정할 수 있다. 제어기(600)는 갭 센서(546)가 센싱하는 간격 값에 근거하여, 이송 체(547)의 높이, 수평, 상부에서 바라본 이송 체(547)의 위치 및 틀어 짐 등을 일정하게 조절할 수 있다. 예컨대, 제어기(600)는 갭 센서(546)가 센싱하는 간격 값에 근거하여, 가이드 자성 체(543)에 전달되는 전력을 조절하여 가이드 자성 체(543)와 이송 체(547) 사이의 간격을 제1설정 간격(SG1)으로 유지시킬 수 있다. 또한, 제어기(600)는 갭 센서(546)가 센싱하는 간격 값에 근거하여, 가이드 자성 체(543)에 전달되는 전력을 조절하여 이송 체(547)와 이송 베이스(541) 사이의 간격을 제2설정 간격(SG2)으로 유지시킬 수 있다.
예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이 가이드 자성 체(543)와 이송 체(547) 사이의 간격이 제1설정 간격(SG1)과 상이한 제1간격(G1)인 경우, 제어기(600)는 가이드 자성 체(543)들 중 선택된 가이드 자성 체(543)에 전력을 전달 또는 전달되는 전력의 크기를 조절하여 가이드 자성 체(543)와 이송 체(547) 사이의 간격이 제1설정 간격(SG1)이 되도록 할 수 있다. 이와 유사하게, 도 7에 도시된 바와 같이 이송 체(547)와 이송 베이스(541) 사이의 간격이 제2설정 간격(SG2)과 상이한 제2간격(G2)인 경우, 제어기(600)는 가이드 자성 체(543)들 중 선택된 가이드 자성 체(543)에 전력을 전달 또는 전달되는 전력의 크기를 조절하여 이송 베이스(541)와 이송 체(547) 사이의 간격이 제2설정 간격(SG2)이 되도록 할 수 있다. 상부에서 바라본 이송 체(547)의 위치, 틀어짐 등도 이와 유사한 방식으로 제어될 수 있다.
이와 같이, 이송 체(547)는 자기 부상 방식으로 이동되므로, 이송 챔버(240)에 제공되는 기판 처리 장치(500)는 자기 부상 방식으로 기판(W)을 반송할 수 있다. 이송 체(547)는 비 접촉 방식으로 이동되므로, 이송 체(547)가 이동하면서 마찰을 원인으로 하는 파티클(Particle) 등의 불순 물이 발생하지 않는다. 이에, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판(W)을 효과적으로 반송할 수 있다.
또한, 이송 체(547)의 높이, 수평, 위치, 틀어짐과 더불어 이송 체(547)에 대한 제동은, 가이드 자성 체(543)에 전달되는 전력을 조절하여 이루어질 수 있다. 그러나, 이송 체(547)에는 상술한 바와 같은 로봇 유닛(520)이 안착되므로, 이송 체(547)의 운동을 조절하기 위해서는, 가이드 자성 체(543)에 큰 전력이 소모 된다. 또한, 가이드 자성 체(543)가 발생시키는 자기력 만으로는 로봇 유닛(520)이 안착된 상태의 이송 체(547)의 운동을 적절히 조절하기 어려울 수 있다. 또한, 이송 체(547)의 운동을 조절하기 위해서는, 보다 큰 사이즈의 가이드 자성 체(543)가 필요할 수 있다. 또한, 로봇 유닛(520)이 안착된 상태의 이송 체(547)를 이동시키기 위해서는, 보다 큰 사이즈의 리니어 모터 코일(544)과 리니어 모터 자성 체(549)가 필요할 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명의 이송 유닛(540)은 제1부상 자성 체(545)와 제2부상 자성 체(548)를 가진다. 이에, 도 8에 도시된 바와 같이 제1부상 자성 체(545)와 제2부상 자성 체(548) 사이에는 이송 체(547)를 제3방향(16)으로 들어 올리는 척 력이 발생된다. 이에, 가이드 자성 체(543)가 이송 체(547)의 운동을 제어하는데 걸리는 부하를 보다 낮출 수 있다. 이에, 가이드 자성 체(543)가 발생시키는 자기 력은 이송 체(547)의 운동을 적절히 제어하는데 효과적으로 이용될 수 있다. 이와 유사하게, 제1부상 자성 체(545)와 제2부상 자성 체(548)는 리니어 모터 코일(544)과 리니어 모터 자성 체(549) 걸리는 부하를 보다 낮출 수 있다. 즉, 본 발명의 제1부상 자성 체(545)와 제2부상 자성 체(548)는 가이드 자성 체(543)에 전달되는 부하를 낮춤으로써, 가이드 자성 체(543)에서 소모되는 전력의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 제1부상 자성 체(545)와 제2부상 자성 체(548)는 가이드 자성 체(543)에 전달되는 부하를 낮춤으로써, 가이드 자성 체(543)의 소형화, 그리고 리니어 모터 코일(544)과 리니어 모터 자성 체(549)의 소형화를 도모할 수 있게 한다.
상술한 예에서는 제1부상 자성 체(545)와 제2부상 자성 체(548)가 고정 설치되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이송 유닛(540)은 제1힌지(545a), 제1고정 체(545b), 그리고 이동 레일(546c)을 더 포함할 수 있다. 제1힌지(545a)는 제1부상 자성 체(545)를 제1방향(12)과 평행한 회전 축을 중심으로 회전 시킬 수 있다. 또한, 제1부상 자성 체(545)는 소정 각도 회전된 상태로 제1고정 체(545a)에 의해 그 위치가 고정될 수 있다. 또한, 이동 레일(545c)은 제1힌지(545a), 그리고 제1부상 자성 체(545)를 제2방향(14)을 따라 이동시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이송 유닛(540)은 제2힌지(548a), 제2고정 체(548b)를 더 포함할 수 있다. 제2힌지(548a)는 제2부상 자성 체(548)를 제1방향(12)과 평행한 회전 축을 중심으로 회전 시킬 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이 제1부상 자성 체(545) 중 어느 하나가 시계 방향으로 회전 및 고정되는 경우, 제2부상 자성 체(548) 중 어느 하나는 반 시계 방향으로 회전 및 고정될 수 있다. 이에, 제1부상 자성 체(545)와 제2부상 자성 체(548)는 서로 대향될 수 있다. 이와 유사하게, 도 11에 도시된 바와 같이 제1부상 자성 체(545) 중 어느 하나가 반 시계 방향으로 회전 및 고정되는 경우, 제2부상 자성 체(548) 중 어느 하나는 시계 방향으로 회전 및 고정될 수 있다. 이에, 제1부상 자성 체(545)와 제2부상 자성 체(548)는 서로 대향될 수 있다. 또한, 제1부상 자성 체(545)와 제2부상 자성 체(548)가 회전되는 각도는 0 ~ 45 도 일 수 있다. 또한, 제1부상 자성 체(545)와 제2부상 자성 체(548)는 대향되는 면적이 줄어드는 것을 최소화 하고자, 이동 레일(545c)은 제1부상 자성 체(545)를 측 방향으로 이동시킬 수 있다. 제1부상 자성 체(545)와 제2부상 자성 체(548)가 회전되면, 제1부상 자성 체(545)와 제2부상 자성 체(548)가 가지는 대향 면은 제1방향(12)에서 바라볼 때 경사지게 되는데, 이 경우, 제1부상 자성 체(545)와 제2부상 자성 체(548)는 지면에 수직한 방향인 제3방향(16)을 따라 이송 체(547)를 밀어 올릴 수 있을 뿐 아니라, 지면에 수평한 방향인 제2방향(14) 또는 제1방향(12)을 따라 이송 체(547)에 힘을 가할 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 제1부상 자성 체(545)와 제2부상 자성 체(548)가 가지는 대향 면의 각도를 적절히 조절함으로써, 이송 체(547)와 가이드 자성 체(543) 사이의 간격을 수직 방향 뿐 아니라 수평 방향에서도 조절할 수 있게 된다.
상술한 예에서는 기판 처리 장치(10)가 가지는 공정 챔버(260)가 처리 액을 공급하여 기판(W)을 처리하는 액 처리 공정을 수행하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 기판 처리 장치(10)가 가지는 공정 챔버(260)는 레지스트 액을 공급하여 기판(W) 상에 액 막을 형성하는 도포 공정을 수행하거나, 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리하는 플라즈마 처리 공정을 수행할 수도 있다. 또한, 공정 챔버(260)는 초임계 유체를 이용하여 기판(W)을 처리하는 초임계 건조 공정을 수행할 수도 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이송 유닛(540)은 직선 이동이 필요한 공지된 기판 처리 장치에 다양하게 적용될 수 있다.
또한, 상술한 예에서는 이송 유닛(540)이 기판 처리 장치(10)가 가지는 이송 챔버(240)에 제공되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 이송 유닛(540)은 기판(W)을 반송하는 반송 장치(예컨대, 오버 헤드 트랜스퍼 장치)에도 동일/유사하게 적용될 수 있다. 또한, 이송 유닛(540)은 물품이 수납된 용기를 상하 방향으로 이동시키는 타워 리프트에도 동일/유사하게 적용될 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.
로봇 유닛 : 520
핸드 : 521
베이스 : 523
회전 축 : 525
이송 유닛 : 540
이송 베이스 : 541
제1베이스 돌출 부 : 541a
제2베이스 돌출 부 : 541b
가이드 레일 : 542
가이드 자성 체 : 543
제1가이드 자성 체 : 543a
제2가이드 자성 체 : 543b
제3가이드 자성 체 : 543c
리니어 모터 코일 : 544
제1부상 자성 체 : 545
제1힌지 : 545a
제1고정 체 : 545b
이동 레일 : 545c
갭 센서 : 546
제1갭 센서 : 546a
제2갭 센서 : 546b
이송 체 : 547
몸체 : 547a
가이드 부 : 547b
부상 부 : 547c
제2부상 자성 체 : 548
제2힌지 : 548a
제2고정 체 : 548b
리니어 모터 자성 체 : 549
제어기 : 600

Claims (20)

  1. 기판을 이송하는 이송 유닛에 있어서,
    제1방향을 따라 이동 가능한 이송 체;
    상기 제1방향을 따라 연장되며, 상기 이송 체의 이동 방향을 가이드하는 가이드 자성 체가 설치된 가이드 레일;
    상기 이송 체에 설치되는 제2부상 자성 체; 및
    상기 제2부상 자성 체와 대향되게 배치되며, 상기 제2부상 자성 체를 밀어내는 척 력을 발생시키는 제1부상 자성 체를 포함하고,
    상기 이송 유닛은,
    상기 제1부상 자성 체를 상기 제1방향과 평행한 회전 축을 중심으로 회전 시키는 제1힌지; 및
    상기 제1부상 자성 체를 상기 제1힌지에 고정 시키는 제1고정 체; 및
    상기 제1힌지를 상부에서 바라볼 때, 상기 제1방향과 수직한 제2방향을 따라 이동시키는 이동 레일을 더 포함하는 이송 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1부상 자성 체는,
    상기 제2부상 자성 체를 위 방향으로 밀어내도록 설치되는 이송 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    상기 제1부상 자성 체, 그리고 상기 가이드 레일이 설치되는 이송 베이스를 더 포함하는 이송 유닛.
  4. 삭제
  5. 기판을 이송하는 이송 유닛에 있어서,
    제1방향을 따라 이동 가능한 이송 체;
    상기 제1방향을 따라 연장되며, 상기 이송 체의 이동 방향을 가이드하는 가이드 자성 체가 설치된 가이드 레일;
    상기 이송 체에 설치되는 제2부상 자성 체; 및
    상기 제2부상 자성 체와 대향되게 배치되며, 상기 제2부상 자성 체를 밀어내는 척 력을 발생시키는 제1부상 자성 체를 포함하고,
    상기 이송 유닛은,
    상기 제2부상 자성 체를 상기 제1방향과 평행한 회전 축을 중심으로 회전 시키는 제2힌지; 및
    상기 제2부상 자성 체를 상기 제2힌지에 고정 시키는 제2고정 체를 포함하는 이송 유닛.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    전자석인 상기 가이드 자성 체와 상기 이송 체 사이의 간격을 센싱하는 갭 센서; 및
    상기 이송 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 갭 센서가 센싱하는 상기 간격에 근거하여, 상기 가이드 자성 체에 전달되는 전력을 조절하여 상기 가이드 자성 체와 상기 이송 체 사이의 간격을 설정 간격으로 유지시키는 이송 유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가이드 자성 체는,
    복수로 제공되되, 상기 제1방향을 따라 배치되고,
    상기 제어기는,
    상기 가이드 자성 체들 중 선택된 상기 가이드 자성 체에 전달되는 상기 전력을 조절하여 상기 이송 체의 수평 및/또는 높이를 조절하는 이송 유닛.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    상기 이송 베이스와 상기 이송 체 사이의 간격을 센싱하는 갭 센서; 및
    상기 이송 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 갭 센서가 센싱하는 상기 간격에 근거하여, 상기 가이드 자성 체에 전달되는 전력을 조절하여 상기 이송 체의 수평 및/또는 높이를 조절하는 이송 유닛.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 처리하는 공정 챔버; 및
    상기 공정 챔버로 상기 기판을 이송하는 이송 챔버를 포함하고,
    상기 이송 챔버는,
    상기 공정 챔버로 상기 기판을 반송하는 핸드를 가지는 로봇 유닛; 및
    상기 로봇 유닛을 제1방향을 따라 자기 부상 방식으로 이동시키는 이송 유닛을 포함하고,
    상기 이송 유닛은,
    상기 제1방향을 따라 이동 가능한 이송 체;
    상기 제1방향을 따라 연장되며, 상기 이송 체의 가이드하는 가이드 자성 체가 설치된 가이드 레일;
    상기 가이드 레일이 설치되는 이송 베이스;
    상기 이송 체에 설치되는 제2부상 자성 체; 및
    상기 제2부상 자성 체와 대향되게 상기 이송 베이스에 설치되며, 상기 제2부상 자성 체를 상기 제1방향에 수직한 제3방향으로 밀어내는 척 력을 발생시키는 제1부상 자성 체를 포함하고,
    상기 이송 유닛은,
    상기 이송 체에 설치되고, 상기 제2부상 자성 체를 상기 제1방향과 평행한 회전 축을 중심으로 회전 시키는 제2힌지;
    상기 제2부상 자성 체를 상기 제2힌지에 고정 시키는 제2고정 체;
    상기 이송 베이스에 설치되고, 상기 제1부상 자성 체를 상기 제1방향과 평행한 회전 축을 중심으로 회전 시키는 제1힌지; 및
    상기 제2부상 자성 체를 상기 제1힌지에 고정 시키는 제1고정 체를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    상기 이송 체에 설치되는 리니어 모터 자성 체; 및
    상기 이송 베이스에 설치되며, 상기 리니어 모터 자성 체에 자기 력을 인가하여 상기 이송 체를 상기 제1방향을 따라 이동시키는 리니어 모터 코일을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    상기 가이드 자성 체와 상기 이송 체 사이의 간격 및/또는 상기 이송 베이스와 상기 이송 체 사이의 간격을 센싱하는 적어도 하나 이상의 갭 센서; 및
    상기 이송 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 갭 센서가 센싱하는 상기 간격에 근거하여, 상기 가이드 자성 체에 전달되는 전력을 조절하여 상기 이송 체 및/또는 높이를 조절하는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 가이드 자성 체는,
    복수로 제공되되, 상기 제1방향을 따라 배치되고,
    상기 제어기는,
    상기 가이드 자성 체들 중 선택된 상기 가이드 자성 체에 전달되는 상기 전력을 조절하여 상기 이송 체의 수평 및/또는 높이를 조절하는 기판 처리 장치.
  15. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 가이드 레일은,
    상부에서 바라볼 때, 상기 이송 체를 중심으로 일 측 및 타 측에 각각 제공되는 기판 처리 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 가이드 자성 체는,
    상기 이송 체의 상기 제1방향 및 상기 제3방향과 수직한 제2방향으로의 자유도를 구속하는 제1가이드 자성 체;
    상기 이송 체의 상기 제3방향으로의 자유도를 구속하는 제2가이드 자성 체; 및
    상기 제2가이드 자성 체와 대향되게 배치되는 제3가이드 자성 체를 포함하는 기판 처리 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 가이드 레일은,
    상기 제1방향에서 바라볼 때, 개방된 부분이 상기 이송 체를 향하는 'ㄷ' 형상을 가지는 기판 처리 장치.
  18. 삭제
  19. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 처리하는 공정 챔버; 및
    상기 공정 챔버로 상기 기판을 이송하는 이송 챔버를 포함하고,
    상기 이송 챔버는,
    상기 공정 챔버로 상기 기판을 반송하는 핸드를 가지는 로봇 유닛; 및
    상기 로봇 유닛을 제1방향을 따라 이동시키는 이송 유닛을 포함하고,
    상기 이송 유닛은,
    상기 제1방향을 따라 이동 가능한 이송 체;
    상기 제1방향을 따라 연장되며, 상기 이송 체의 이동 방향을 가이드하는 가이드 자성 체가 설치된 가이드 레일;
    상기 가이드 레일이 설치되는 이송 베이스;
    상기 이송 체에 설치되는 제2부상 자성 체;
    상기 제2부상 자성 체와 대향되게 상기 이송 베이스에 설치되며, 상기 제2부상 자성 체를 상기 제1방향에 지면에 수직한 제3방향으로 밀어내는 척 력을 발생시키는 제1부상 자성 체;
    상기 가이드 자성 체와 상기 이송 체 사이의 간격 및/또는 상기 이송 베이스와 상기 이송 체 사이의 간격을 센싱하는 적어도 하나 이상의 갭 센서; 및
    상기 이송 유닛을 제어하는 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 갭 센서가 센싱하는 상기 간격에 근거하여, 상기 가이드 자성 체에 전달되는 전력을 조절하여 상기 이송 체 및/또는 높이를 조절하고,
    상기 이송 유닛은,
    상기 이송 체에 설치되고, 상기 제2부상 자성 체를 상기 제1방향과 평행한 회전 축을 중심으로 회전 시키는 제2힌지;
    상기 제2부상 자성 체를 상기 제2힌지에 고정 시키는 제2고정 체;
    상기 이송 베이스에 설치되고, 상기 제1부상 자성 체를 상기 제1방향과 평행한 회전 축을 중심으로 회전 시키는 제1힌지; 및
    상기 제1부상 자성 체를 상기 제1힌지에 고정 시키는 제1고정 체를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    상기 이송 체에 설치되는 리니어 모터 자성 체; 및
    상기 이송 베이스에 설치되며, 상기 리니어 모터 자성 체에 자기 력을 인가하여 상기 이송 체를 상기 제1방향을 따라 이동시키는 리니어 모터 코일을 더 포함하는 기판 처리 장치.


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