KR20020059041A - Substrate board prealign apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판 프리얼라인 장치에 관한 것으로, 특히 로딩부에서 노광과 같은 필요한 작업을 행하기 위한 워킹부로 이송되는 기판의 위치를 간단한 센싱장치로 정렬하고, 보다 신속하게 작업할 수 있도록 한 기판 프리얼라인 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a substrate prealignment apparatus, and more particularly to a substrate pre-alignment apparatus which allows a simple sensing device to align a position of a substrate transferred from a loading section to a working section for performing necessary work such as exposure. It relates to an alignment device.
종래의 기판 프리얼라인 장치는 노광기의 로딩부에서 로더가 기판을 흡착하고 이동하여 프리 얼라인먼트부에 기판을 일단 내려 놓고, 기판 프리얼라인 장치가 좌,우 센터를 맞춘 후, 이 상태에서 기판을 워킹부쪽으로 이동시켜 이송 엔드위치의 센서 또는 스토퍼에 의해 정지시키고 노광작업을 행하도록 되어 있으므로 작업 속도가 지연되고 설치공간이 증대되는 문제점이 있었다.In the conventional substrate prealignment apparatus, the loader absorbs and moves the substrate at the loading portion of the exposure machine, lowers the substrate once on the prealignment portion, and the substrate prealignment apparatus centers the left and right sides. Since moving to the working part is stopped by the sensor or stopper at the transfer end position and performing the exposure work, there is a problem that the work speed is delayed and the installation space is increased.
도 5는 종래 프리 얼라인 장치의 평면도를 보인 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 노광기의 길이방향으로 로딩부(41)와 프리 얼라인먼트부(42)와 노광 등을 위한 워킹부(43)가 배치됨과 아울러, 로딩부(41)에서 기판을 흡착하여 프리 얼라인먼트부(42)까지 이동시키기 위한 제1 로더(44)와, 프리 얼라인먼트부(42)에서 기판을 흡착하여 워킹부(43)까지 이동시키기 위한 제2 로더(45)가 상부에 배치되고, 상기 프리 얼라인먼트부(42)에는 다수개의 이송롤러(49)가 결합되고, 좌측위치 검출센서(46)와 우측위치 검출센서(47) 및 엔드위치 검출센서(48)가 각각 배치된 구성으로 되어 있다.FIG. 5 is a plan view of a conventional pre-alignment apparatus. As shown in FIG. 5, the loading unit 41, the pre-alignment unit 42, and the working unit 43 for exposure are arranged in the longitudinal direction of the exposure machine. In addition, the first loader 44 for adsorbing the substrate by the loading unit 41 to move to the pre-alignment unit 42, and for adsorbing the substrate by the pre-alignment unit 42 to the walking unit 43. The second loader 45 is disposed on the upper portion, and the plurality of feed rollers 49 are coupled to the pre-alignment unit 42, and the left position detection sensor 46, the right position detection sensor 47, and the end position detection are detected. The sensor 48 is arrange | positioned, respectively.
상기한 바와 같은 종래의 기판 프리얼라인 장치는 로딩부(41)에서 제1 로더(44)가 기판을 흡착한 후 프리 얼라인먼트부(42)까지 이동시켜 프리 얼라인먼트부(42) 위에 올려 놓으면, 좌측위치 검출센서(46)와 우측위치 검출센서(47)가 좌,우 센터를 맞추어 고정하게 되고, 이 상태에서 제2 로더(45)가 기판을 흡착하여 워킹부(43)까지 이송시켜 워킹부(43)에 올려 놓은 후, 노광을 하게 된다.In the conventional substrate pre-alignment apparatus as described above, when the first loader 44 sucks the substrate in the loading portion 41 and moves to the pre-alignment portion 42 and puts it on the pre-alignment portion 42, the left side is left. The position detection sensor 46 and the right position detection sensor 47 are fixed to the left and right centers, and in this state, the second loader 45 absorbs the substrate and transfers the substrate to the working part 43. 43) and then exposure.
이와 같은 종래의 기판 프리얼라인 장치는 로딩부에서 프리 얼라인먼트부까지 기판을 이동시키기 위한 로더와, 프리 얼라인먼트부에서 언로딩부까지 기판을 이동시키기 위한 로더가 요구되어 로딩구조가 복잡하고 프리 얼라인먼트부의 센싱 구조가 복잡할 뿐 아니라, 많은 설치공간이 요구되는 문제점이 있었으며, 로딩부에서 이송된 기판을 프리 얼라인먼트부에 일단 정지시켜 위치를 정렬한 후 워킹부로 다시 이동하여 노광하게 되므로 작업주기가 길게 되어 작업능력이 떨어지는 문제점이 있었다.Such a conventional substrate prealignment apparatus requires a loader for moving a substrate from a loading portion to a prealignment portion, and a loader for moving a substrate from the prealignment portion to an unloading portion, resulting in a complicated loading structure and a prealignment portion. In addition to the complex sensing structure, there was a problem that a lot of installation space is required, and the work cycle is long because the substrate transferred from the loading unit is stopped by the pre-alignment unit, the position is aligned, and then moved back to the working unit to be exposed. There was a problem of poor work ability.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점 및 결함을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 로딩부에서 노광과 같은 필요한 작업을 행하기 위한 워킹부로 이송되는 기판의 위치를 간단한 센싱장치로 정렬하고, 보다 신속하게 작업할 수 있게 되는 기판 프리얼라인 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention was devised to solve such a conventional problem and defect, and it is possible to align the position of the substrate transferred from the loading part to the working part for performing necessary work such as exposure by a simple sensing device, and to work more quickly. It is to provide a substrate aligning apparatus that can be made.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 의한 기판 프리얼라인 장치의 구성을 보인 것으로,1 to 4 show the configuration of the substrate aligning apparatus according to the present invention,
도 1은 기판 프리 얼라인 과정을 설명하기 위한 평면도.1 is a plan view for explaining a substrate pre-alignment process.
도 2는 노광장치의 개략 사시도.2 is a schematic perspective view of an exposure apparatus.
도 3은 위치 조절장치의 개략 정면도.3 is a schematic front view of the position adjusting device.
도 4는 제어부 구성도.4 is a control block diagram.
도 5는 종래 프리 얼라인 장치의 평면도.5 is a plan view of a conventional pre-alignment device.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the reference numerals for the main parts of the drawings>
1 : 로딩부2 : 프리 얼라인먼트부1: Loading unit 2: Pre-alignment unit
3 : 워킹부4 : 로더3: working part 4: loader
6 : 베이스10 : 위치 조절장치6: base 10: position adjusting device
11,12 : 제1, 제2 정렬센서13 : Y축 기준점 검출센서11,12: 1st, 2nd alignment sensor 13: Y-axis reference point detection sensor
14 : 볼 스크류15 : 구동모터14 ball screw 15 drive motor
16 : 가이드16 : 가이드16: the guide 16: the guide
30 : 제어부31 : 신호 입력부30 control unit 31 signal input unit
32 : 기판정보 입력부33 : 로더축 구동모터 펄스 카운터32: Board information input unit 33: Loader shaft drive motor pulse counter
34 : 센서축 구동모터 펄스 카운터35 : 지령신호 연산부34: sensor axis drive motor pulse counter 35: command signal calculator
36 : 지령부36: command
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 프리얼라인 장치는 노광기의 이동축 상에 2개의 센서를 직교되는 직선상으로 배치하여 두 센서의 검출시간 차이값을 얻고, 이 차이값으로 X축 좌표를 계산하여 중심축의 이동거리, 회전각도를 계산하고, Y축은 최초 세팅시 Y축 기준점 검출센서로 검출한 위치로 좌표를 기억하여 기판을 작업영역에 평행한 위치로 정렬시킬 수 있도록 구성된다.In order to achieve the above object, the substrate pre-alignment apparatus according to the present invention arranges two sensors on a moving axis of the exposure machine in a straight line orthogonal to obtain a detection time difference between the two sensors, and uses the difference as the X axis. The coordinates are calculated to calculate the moving distance and rotation angle of the central axis, and the Y axis is configured to align the substrate to a position parallel to the work area by storing the coordinates as detected by the Y-axis reference point detection sensor at the initial setting.
이하, 이와 같은 본 발명의 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 의한 기판 프리얼라인 장치의 구성을 보인 것으로, 도 1에는 기판 프리 얼라인 과정을 설명하기 위한 평면도가 도시되고, 도 2에는 노광장치의 개략 사시도가 도시되어 있으며, 도 3에는 위치 조절장치의 개략 정면도, 도 4에는 제어부 블럭도가 각각 도시되어 있다.1 to 4 show the configuration of a substrate prealignment apparatus according to the present invention. FIG. 1 is a plan view illustrating a substrate prealignment process, and FIG. 2 is a schematic perspective view of an exposure apparatus. 3 is a schematic front view of the position adjusting device, and FIG. 4 is a control block diagram respectively.
도 1 및 도 2를 먼저 참조하면 노광기의 길이방향으로 로딩부(1)와 프리 얼라인먼트부(2)와 워킹부(3)가 배치됨과 아울러, 상기 로딩부(1)에서 기판(S)을 흡착하여 프리 얼라인먼트부(2)를 거쳐 워킹부(3)에 로딩하기 위한 로더(4)가 상부에 배치되고, 상기 로더(4)는 통상의 NC 모터와 실린더 등이 구비된 구동장치(5)에 의해 길이방향, 폭방향, 상하방향, 즉 공간좌표계에서 X,Y,Z축 방향으로의 이동이 가능하고 Z축을 중심으로 회전이 가능하게 설치되어 있으며, 상기 로더(4)에 의해 흡착된 기판(S)은 기판 프리얼라인 장치에 의해 정렬되어 워킹부(3)에 장착되도록 구성되어 있다.1 and 2, the loading part 1, the pre-alignment part 2, and the walking part 3 are arranged in the longitudinal direction of the exposure machine, and the substrate S is adsorbed by the loading part 1. The loader 4 for loading the working part 3 via the pre-alignment part 2 is disposed at the upper part, and the loader 4 is mounted on a drive device 5 equipped with a normal NC motor, a cylinder, or the like. The substrate can be moved in the longitudinal direction, the width direction, the vertical direction, that is, the X, Y, and Z axes in the spatial coordinate system, and is rotatable about the Z axis. S) is arrange | positioned by the board | substrate prealignment apparatus, and is comprised so that it may be attached to the walking part 3.
상기 기판 프리얼라인 장치는 로딩부(1)와 프리 얼라인먼트부(2)와 워킹부(3)가 길이방향으로 배치된 작업영역의 로딩부(1)에서 기판(S)을 흡착하여 X축 방향으로 이동시키기 위한 로더(4)와, 상기 프리 얼라인먼트부(2)에 폭방향으로일정한 간격으로 배치되어 상기 기판(S)이 통과하는 시점을 검출하기 위한 제1, 제2 정렬센서(11),(12)와, 상기 제2 정렬센서(12)와 소정 간격을 두고 배치되어 상기 기판(S)이 최초 세팅될 때의 Y축 위치를 검출하기 위한 Y축 기준점 검출센서(13)와, 상기 제1, 제2 정렬센서(11),(12)의 위치를 조절하기 위한 위치 조절장치(10)와, 상기 첫번째 시점과 두번째 시점까지의 두 시점간 이동거리(x)를 계산하고, 상기 두 시점간 이동거리(x)와, 상기 제1, 제2 정렬센서(11),(12) 사이의 거리(L)에 의해 상기 기판(S)을 작업영역에 평행한 위치로 회전시켜야 하는 회전각도()를 산출하고, 장치의 작동을 지령하는 제어부(30)를 포함하여 구성된다.The substrate pre-alignment apparatus sucks the substrate S from the loading section 1 of the work area in which the loading section 1, the pre-alignment section 2, and the walking section 3 are disposed in the longitudinal direction, thereby adsorbing the substrate S in the X-axis direction. First and second alignment sensors 11 for detecting a time point at which the substrate S passes through the loader 4 and the pre-alignment unit 2 at regular intervals in the width direction, (12), a Y-axis reference point detection sensor 13 disposed at a predetermined interval from the second alignment sensor 12 to detect the Y-axis position when the substrate S is initially set, and the first The position adjusting device 10 for adjusting the positions of the first and second alignment sensors 11 and 12 and the moving distance x between two viewpoints from the first viewpoint and the second viewpoint are calculated, and the two viewpoints When the substrate S is rotated to a position parallel to the working area by the inter-travel distance x and the distance L between the first and second alignment sensors 11 and 12. Angle of rotation to be turned on ( ) And a control unit 30 for instructing the operation of the device.
상기 위치 조절장치(10)는 도 3과 같이, 베이스(6)의 하부에 설치되는 가이드(16)와, 상기 가이드(16)에 결합되고 상기 제1, 제2 정렬센서(11),(12)를 내측으로 오무리거나 외측으로 벌려 간격을 조절하기 위하여 중앙부를 기준으로 좌,우 나사산의 방향이 반대로 형성된 볼 스크류(14)와, 볼 스크류(14)를 작동시키기 위한 구동모터(15)를 포함하여 구성되어 있다.As shown in FIG. 3, the position adjusting device 10 is coupled to the guide 16 installed at the lower portion of the base 6, the guide 16, and the first and second alignment sensors 11 and 12. ) In order to adjust the gap by retracting inward or outwardly, the ball screw 14 is formed in the opposite direction of the left and right threads relative to the center portion, and a drive motor 15 for operating the ball screw 14. It is composed.
상기 제어부(30)는 도 4와 같이, 상기 제1, 제2 정렬센서(11),(12)로부터 신호가 입력되는 신호 입력부(31)와, 기판 정보가 입력되는 기판정보 입력부(32)와, 상기 로더(4)를 작동시키는 구동모터(도시되지 않음)의 펄스를 카운트하기 위한 로더축 구동모터 펄스 카운터(33)와, 상기 위치 조절장치(10)의 구동모터(15)의 펄스를 카운트하기 위한 센서축 구동모터 펄스 카운터(34)와, 상기 신호 입력부(31), 기판정보 입력부(32) 및 로더축 구동모터 펄스 카운터(33)의 출력 신호를 참조하여 상기 두 시점간 이동거리(x)와, 상기 제1, 제2 정렬센서(11),(12) 사이의 거리(L)에 의해 상기 기판(S)을 작업영역에 평행한 위치로 회전시켜야 하는 회전각도()를 계산하여 제어신호를 출력하는 지령신호 연산부(35)와, 상기 기판정보 입력부(32), 지령신호 연산부(35)의 입력신호를 참조하여 상기 로더축 구동모터와 위치 조절장치(10)의 구동모터(15)의 구동을 지령하는 지령부(36)을 포함하여 구성되어 있다.As shown in FIG. 4, the controller 30 includes a signal input unit 31 through which signals are input from the first and second alignment sensors 11 and 12, a board information input unit 32 through which board information is input, and And counting pulses of the loader shaft drive motor pulse counter 33 for counting pulses of the drive motor (not shown) for operating the loader 4 and counting the pulses of the drive motor 15 of the position adjusting device 10. The travel distance between the two points of time with reference to the output signal of the sensor shaft drive motor pulse counter 34, the signal input unit 31, the board information input unit 32 and the loader shaft drive motor pulse counter 33. ) And a rotation angle at which the substrate S should be rotated to a position parallel to the work area by the distance L between the first and second alignment sensors 11 and 12. ) By the command signal calculator 35 for outputting the control signal and the input signals of the board information input unit 32 and the command signal calculator 35. It is comprised including the command part 36 which instructs the drive of the drive motor 15. FIG.
상기 지령신호 연산부(35)는 기판(S)이 제1 정렬센서(11)에 도달하는 첫번째 시점과, 제2 정렬센서(12)에 도달하는 두번째 시점간의 두 시점간 이동거리(x)와, 상기 제1, 제2 정렬센서(11),(12) 사이의 거리(L)가 주어지면 Tan=x/L의 식에 의하여 기판(S)을 작업영역에 평행한 위치로 회전시켜야 하는 각도()를 연산하여, 로더(4)의 구동장치를 구동시키기 위한 제어신호를 출력하게 된다.The command signal calculator 35 may include a movement distance x between two viewpoints between a first time point at which the substrate S reaches the first alignment sensor 11 and a second time point at which the second alignment sensor 12 reaches the second alignment sensor 12; Given the distance L between the first and second alignment sensors 11, 12, Tan The angle at which the substrate S should be rotated to a position parallel to the work area according to the equation ), And outputs a control signal for driving the drive device of the loader 4.
상기한 바와 같은 본 발명에 의한 기판 프리얼라인 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the substrate pre-alignment device according to the present invention as described above are as follows.
노광기의 작동이 시작됨에 따라 로더(4)에 의해 흡착되어 이송되고, 이 기판(S)이 정상적인 정렬 위치에서 중심(C)과 각도가 도 1과 같이 틀어져 있을 경우 이 기판(S)이 X축 방향으로 이동함에 따라 프리 얼라인먼트부(2)에 배치된 제1 정렬센서(11)에 도달하는 첫번째 시점과, 제2 정렬센서(12)에 도달하는 두번째 시점의 감지신호가 지령신호 연산부(35)에 입력되고, 지령신호 연산부(35)가 제1, 제2 정렬센서(11),(12)에 의해 입력된 감지신호에 의해 두 시점간 이동거리(x)와, 상기 제1, 제2 정렬센서(11),(12) 사이의 거리(L)에 의해 상기 기판(S)을 작업영역에 평행한 위치로 회전시켜야 하는 회전각도()를 계산하여 제어신호를 출력한다.As the operation of the exposure machine starts, it is adsorbed and transported by the loader 4, and when the substrate S is misaligned with the center C as shown in FIG. 1 at a normal alignment position, the substrate S is X-axis. As the direction moves, the detection signal of the first time point reaching the first alignment sensor 11 disposed in the pre-alignment unit 2 and the second time point reaching the second alignment sensor 12 is command signal calculation unit 35. Command signal calculation unit 35 is inputted to the first and second alignment sensors 11 and 12, and the moving distance x between two viewpoints and the first and second alignments. The rotation angle at which the substrate S should be rotated to a position parallel to the work area by the distance L between the sensors 11 and 12 ( ) And output the control signal.
이어서 상기 지령신호 연산부(35)는 지령신호 연산부(35)의 제어신호에 의해구동신호를 출력하여 로더(4)의 구동장치를 작동시켜 기판(S)을각 만큼 회전시켜 작업영역에 평행하게 위치하도록 하고, 또한 위치 조절장치(10)를 구동시키게 된다.Subsequently, the command signal calculator 35 outputs a drive signal according to the control signal of the command signal calculator 35 to operate the driving device of the loader 4 to operate the substrate S. It rotates by an angle so as to be parallel to the work area, and also to drive the position control device (10).
그리고, 본 발명을 실시할 때에는 상기 로더(4)로 기판(S)을 이송할 때에 기판(S)의 끝 위치를 제1, 제2 정렬센서(11),(12)로 검출한 후, 이 검출값에 따라 로더(4)의 중심축을 회전시키고 X축으로 이동시켜 정렬하는 형태로 실시하거나, 또는 직접 X축으로 이동시키지 않고 회전만 시킨 상태에서 기판(S)을 워킹부(3)에 내려 놓을 때에 위치를 보정하여 기판(S)을 내려 놓는 형태로 실시할 수 있다.In carrying out the present invention, the end positions of the substrate S are detected by the first and second alignment sensors 11 and 12 when the substrate S is transferred to the loader 4. According to the detection value, the center axis of the loader 4 is rotated and moved to the X axis to align or the substrate S is lowered to the working part 3 while being rotated without moving directly to the X axis. It can be implemented in the form of lowering the substrate S by lowering the position at the time of placing.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 로딩부와 프리 얼라인먼트부 기능을 일체화하여 장비의 이동공간이 감소되고, 로더가 이송하면서 프리 얼라인을 실행하므로 작업 주기를 획기적으로 줄일 수 있으며, N.C의 치수를 인식한 계산 방식을 채택하여 얼라인 위치 정밀도가 미세하여 정밀 라인에도 대응이 가능한 이점이 있다.As described above, the present invention integrates the function of the loading unit and the pre-alignment unit to reduce the moving space of the equipment, and executes the pre-alignment while the loader is transported, thereby significantly reducing the work cycle and recognizing the dimensions of the NC. By adopting one calculation method, there is an advantage that fine alignment position precision is possible to cope with precision line.
그리고, 본 발명에 의한 기판 프리얼라인 장치는 주로 노광공정에 적용한 경우를 실시예로 들어 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않고 기판을 취급하는 각종 제조 및 가공 공정에 사용할 수 있으며, 명세서에 기재되고 청구된 원리의 진정한 정신 및 범위 안에서 수정 및 변경할 수 있는 여러 가지 실시형태는 본 고안의 보호 범위에 속하는 것임을 이해하여야 할 것이다.In addition, although the substrate pre-alignment apparatus according to the present invention has been described mainly by applying to an exposure process as an example, the present invention is not limited thereto, and may be used in various manufacturing and processing processes for handling substrates, and are described in the specification. It should be understood that various embodiments which can be modified and changed within the true spirit and scope of the claimed principles are within the scope of protection of the present invention.
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