KR20090026831A - 기판 이송 장치 - Google Patents

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KR20090026831A
KR20090026831A KR1020070091851A KR20070091851A KR20090026831A KR 20090026831 A KR20090026831 A KR 20090026831A KR 1020070091851 A KR1020070091851 A KR 1020070091851A KR 20070091851 A KR20070091851 A KR 20070091851A KR 20090026831 A KR20090026831 A KR 20090026831A
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이이수
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삼성전자주식회사
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Abstract

변형된 기판을 진공이 새는 공간이 없도록 밀착시켜 이송시키기 위한 기판 이송 장치는, 기판이 안착되며 몸체, 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 포함하는 포크 플레이트와, 포크 플레이트에 수직 및 수평 방향의 운동력을 제공하는 구동 모듈과, 제1 및 제2 플레이트를 몸체에 연결시키면서, 기판의 변형에 따라 제1 및 제2 플레이트의 로딩 위치를 설정하기 위해 제1 및 제2 플레이트의 하면에 각각 수평 방향으로 배치되는 위치조절부 및 제1 및 제2 플레이트과 기판이 접촉되는 부위에서 진공이 새는지 여부를 확인하는 진공 센서를 포함한다. 상기와 같이, 상기 포크 플레이트의 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 횡 방향으로 적절하게 이동시켜 진공이 새는 문제를 해소함으로써, 각 단위 공정들에 따라 기판이 휘어지는 현상과 무관하게 상기 기판 표면에 대한 검사 공정을 정확하게 수행할 수 있다.

Description

기판 이송 장치{Apparatus for transferring a substrate}
본 발명은 기판 이송 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 기판 캐리어와 수직 퍼니스 사이에서 기판을 들뜸없이 안착시켜 이송하기 위한 이송 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는, 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(fabrication; 'FAB') 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.
상기 팹 공정은 기판 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴이 형성된 기판의 표면을 검사하기 위한 검사 공정 등의 단위 공정들을 포함한다.
상기와 같은 공정으로 상기 반도체 장치는 복수의 층으로 이루어지는 다층 구조물을 갖게 되며, 상기 단위 공정들에 의하여 상기 기판 상에 형성되는 막 또는 패턴이 원하는 특성을 갖는지에 대한 측정 및 불량의 발생 여부에 대한 검사의 과정이 필수적으로 수행된다.
이를 위하여, 상기 각각의 층에는 각 층을 정렬할 수 있도록 기판 정렬 마크와 오버레이 마크가 형성되며, 상기 각 층의 정렬 정도는 오버레이 측정 장치에 의해 측정된다. 구체적으로, 막 또는 패턴이 형성된 기판은 이송 로봇을 포함하는 이송 장치에 의해서 상기 오버레이 측정 장치 내부의 기판을 지지하기 위한 기판 스테이지에 안착되고, 정렬 장치에 의해 상기 기판에 대한 정렬 동작이 이루어진다. 이어서, 상기 단위 공정들에서의 기판 표면을 검사하는 검사 공정이 수행된다.
도 1은 종래 기술에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참고하면, 기판 이송 장치(10)는 포크 플레이트(fork plate, 12), 진공 라인(14), 게이지(16), 밸브(18) 및 펌프(20)를 포함한다.
포크 플레이트(12)는 평탄한 포크 형상을 가지며, 기판(W)의 후면의 중심 부위를 포크 플레이트(12)의 상면에 지지한다. 일반적으로 포크 플레이트(12) 상에서 기판(W)은 진공을 이용하여 고정되며, 상기 진공은 포크 플레이트(12)와 진공 라인(14)을 통해 연결된 펌프(20)에 의해 제공된다. 진공 라인(14)에는 상기 진공력을 조절하기 위한 게이지(16) 및 밸브(18)가 연결되어 있다. 포크 플레이트(12)에 제공되는 진공에 의하여, 기판(W)은 포크 플레이트(12)에 안정적으로 고정된다.
이때, 상기 진공은 기판(W)의 강도를 고려하여 매우 미약한 정도로 제공되므로, 낮은 진공으로 기판(W)을 효과적으로 고정시키기 위해서는 상기 포크 플레이트(12)와 상기 기판(W)은 밀착되어야 한다. 그러나, 반도체 제조 공정이 진행됨에 따라 초기에는 우수한 편평도를 유지하던 기판(W)에 휘어지는 현상(warpage)이 발생한다.
이로 인하여, 기판(W)은 포크 플레이트(12)에 밀착되지 못하고, 기판(W)과 포크 플레이트(12) 사이의 들뜬 공간으로 진공이 새는 현상이 발생한다.
상기와 같이 기판(W)이 포크 플레이트(12)에 완전히 밀착되지 못한 경우, 기판(W)의 표면을 검사하는 검사 공정이 수행되기 어렵다. 즉, 상기와 같이 변형된 기판(W)에 대하여 정렬을 수행하는 경우, 상기 기판(W)의 가장자리 부위의 패턴이 일그러지거나, 중심 부위의 패턴과 다르게 형성되어 단위 공정에 따른 검사 결과의 신뢰성을 떨어뜨리는 직접적인 요인이 되고 있다.
또한, 각 단위 공정의 진행에 따라 상기 기판(W)의 휘어지는 현상이 발생하였는지의 여부를 확인하면서 상기 기판(W)의 표면을 검사하는 검사 공정을 수행하기가 어려워, 모든 공정 완료 후 수행해야 하므로 상기 검사 효율을 감소시키는 요인이 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 변형된 기판을 진공이 새는 공간이 없도록 밀착시켜 이송하기 위한 기판 이송 장치를 제공하는데 있다.
상술한 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치는, 몸체, 상기 몸체의 양측부로부터 평행하게 연장되는 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 포함하며, 기판이 안착되는 포크 플레이트(fork plate)와, 상기 포크 플레이트에 수직 및 수평 방향의 운동력을 제공하기 위하여 장착되는 구동 모듈과, 상기 제1 및 제2 플레이트의 하면에 각각 수평 방향으로 배치되어 상기 제1 및 제2 플레이트를 상기 몸체에 연결시키면서, 상기 기판의 변형에 따라 상기 제1 및 제2 플레이트의 로딩 위치를 설정하는 위치조절부 및 상기 제1 및 제2 플레이트가 상기 기판과 접촉되는 부위에서 진공이 새는지 여부를 확인하기 위한 진공 센서를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 단부에는 각기 진공을 제공하기 위한 진공홀들이 형성될 수 있다.
또한, 상기 진공홀들에 각각 연결되어 진공을 제공하며, 일부에 펌프를 통해 형성되는 진공 압력을 조절하기 위한 밸브를 구비하는 진공 라인을 더 포함할 수 있다. 상기 진공 센서는 상기 진공 라인의 내부 압력 변화를 측정하는 진공 게이지 를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 위치조절부는, 상기 기판의 변형에 따라 상기 제1 및 제2 플레이트의 로딩 위치 변경 시에 상기 기판과 상기 제1 및 제2 플레이트의 접촉 위치를 각각 조절하기 위하여 상기 제1 및 제2 플레이트에 횡 방향의 운동력을 제공하는 횡 방향 구동 실린더들을 포함할 수 있다.
이때, 상기 위치조절부는, 상기 기판의 가장 자리 부위가 위로 향하도록 휘어지는 변형이 발생할 경우에 상기 제1 및 제2 플레이트의 로딩 위치를 상기 기판의 중심 부위로 향하도록 조절할 수 있다.
반면에, 상기 위치 조절부는, 상기 기판의 가장자리 부위가 아래로 향하도록 휘어지는 변형이 발생할 경우에 상기 제1 및 제2 플레이트의 로딩 위치를 상기 기판의 가장 자리 부위로 향하도록 조절할 수 있다.
본 발명에 따르면, 포크 플레이트의 돌출된 포크 부위를 횡 방향으로 이동되도록 형성하여 기판의 휘어진 정도에 대응하게 조정시킴으로써, 상기 기판과 포크 플레이트가 만나는 모든 영역에 진공이 형성된다. 따라서, 반도체 장치를 형성하기 위하여 수행되는 단위 공정들에 따라 기판이 휘어지는 현상과 무관하게 상기 기판 표면에 대한 검사 공정을 정확하게 수행할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 기판 이송 장치는, 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 포함하는 포크 플레이트(fork plate)와, 구동 모듈과, 상기 제1 및 제2 플레이트의 하면에 각각 배치되어 상기 기판의 변형에 따라 상기 제1 및 제2 플레이트의 로딩 위치를 설정하는 위치조절부 및 상기 제1 및 제2 플레이트가 상기 기판과 접촉되는 부위에서 진공이 새는지 여부를 확인하기 위한 진공 센서를 포함하여 형성된다.
상기 포크 플레이트의 돌출된 포크 부위를 횡 방향으로 이동되도록 형성시켜 기판의 휘어진 정도에 대응하게 조정시킴으로써, 상기 기판과 상기 포크 플레이트가 만나는 모든 영역에 진공이 형성된다. 또한, 상기 진공에 의하여 상기 포크 플레이트의 진공홀들과 완전히 밀착된 기판을 준비시킴으로써, 진공이 새는 현상으로 인한 상기 기판이 불완전 안착되는 문제가 최소화된다.
따라서, 반도체 장치를 형성하기 위하여 수행되는 단위 공정들에 따라 기판이 휘어지는 현상과 무관하게 상기 기판 표면에 대한 검사 공정을 정확하게 수행할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 기판 이송 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.
특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해될 것이다. 반면, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "~사이에"와 "직접~ 사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
본 출원에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 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.
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 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지는 않는다.
첨부된 도면에 있어서, 각 구성 요소들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 각 구성 요소들이 "제1" 및/또는 "제2"로 언급되는 경우, 이러한 구성 요소들을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 각 구성 요소들을 구분하기 위한 것이다. 따라서 "제1" 및/또는 "제2"는 각 구성 요소들에 대하여 각기 선택적으로 또는 교환적으로 사용될 수 있다.
도 2a는 본 발명의 실시예들에 따른 기판 이송 장치의 평면도이며, 도 2b는 본 발명의 실시예들에 따른 기판 이송 장치의 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 기판 이송 장치(101)는, 반도체 기판과 같은 기판들이 보관되는 캐리어(carrier)(도시되지 않음)와 수직 퍼니스 등과 같은 단위 가공 장치 사이에서 기판(100)을 이송하기 위한 장치로서, 몸체(111)와 횡 방향으로 이동이 가능한 제1 플레이트(112) 및 제2 플레이트(114)가 연결되어 있는 포크 플레이트(110), 구동 모듈(120), 제1 및 제2 플레이트(112, 114)를 횡 방향으로 이동시켜 로딩 위치를 설정하는 위치조절부(130), 제1 및 제2 플레이트(112, 114) 상에 진공을 제공하기 위해 진공홀(116, 117, 118)들에 연결되는 진공 라인(142), 밸브(144), 제1 및 제2 플레이트(112, 114)와 기판(100)의 접촉 시에 접촉 부위에서 진공이 새는지 여부를 확인하는 진공 센서(140), 그리고 베이스(150)를 포함한다.
포크 플레이트(110)는 전체적으로 얇은 직사각형 박판(thin plate) 형상을 가질 수 있으며, 기판(100)을 지지한다. 도 2a에 있어서, 점선으로 표시된 부분은 기판(100)이 포크 플레이트(110) 상에 안착되어 있는 상태를 도시한 것이다. 포크 플레이트(110)는 몸체(111), 몸체(111)의 양측부로부터 평행하게 연장되도록 배치 되는 제1 플레이트(112)와 제2 플레이트(114)를 포함한다. 이 경우, 제1 플레이트(112)와 제2 플레이트(114)에는 위치 조절부(130)가 연결되어 제1 및 제2 플레이트(112, 114)가 횡 방향으로 이동시킬 수 있다.
제1 플레이트(112)와 제2 플레이트(114)의 단부에는 복수의 진공홀들(116, 117, 118)이 형성되어, 포크 플레이트(110)에 진공을 제공한다. 포크 플레이트(110)에 제공된 진공에 의해 포크 플레이트(110) 상에 안착된 기판(100)이 밀착 고정된다. 예를 들면, 제1 플레이트(112)에는 2개의 제1 진공홀들(116, 117)이 일렬로 형성될 수 있으며, 제2 플레이트(114)에는 1개의 제2 진공홀(118)이 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 있어서, 포크 플레이트(110)의 전단부에 연결된 제1 및 제2 플레이트(112, 114)들에 복수의 진공홀들(116, 117, 118)이 장착될 수 있다.
제1 및 제2 플레이트(112, 114)들은 위치조절부(130)와 연결되어 있으며, 기판(100)의 변형 정도에 따라 위치 조절부(130)에 의해 각각 평행 이동될 수 있다. 제1 및 제2 플레이트(112, 114)들은 수평 상태에서 그들 사이의 간격이 좁아지거나 멀어지도록 횡 방향으로 이동시킴으로써, 기판(100)의 로딩 위치를 변경할 수 있다.
포크 플레이트(110)의 제1 플레이트(112)에 형성된 제1 진공홀들(116, 117)과 제2 플레이트(114)에 형성된 제2 진공홀(118)에는 각각 진공 라인(142)이 연결되어 있으며, 진공 라인(142)을 통해 포크 플레이트(110)에 진공을 제공한다. 진공 라인(142)의 일측에는 진공 센서(140)가 연결된다. 진공 센서(140)는 기판(100)과 제1 및 제2 진공홀들(116, 117, 118) 사이에 들뜨는 공간 없이 밀착되는지 여부를 확인한다. 이 때, 각 진공홀들(116, 117, 118)에 연결된 진공 라인(142)에서의 압력 변화를 측정하여 확인한다. 진공 센서(140)에서 들뜨는 공간을 확인한 경우, 위치 조절부(130)가 진공이 새는 공간이 줄어들도록 횡 방향으로 제1 및/또는 제2 플레이트들(112, 114)을 이동시킨다.
포크 플레이트(110)는 포크 클램프(122)를 통하여 구동 모듈(120)에 결합되고, 포크 플레이트(110)가 결합된 구동 모듈(120)은 베이스(150) 상에 설치된다.
구동 모듈(120)은 회전축, 베어링, 기어, 리드 스크류, 스텝 모터 등으로 이루어진 동력 전달 시스템으로서, 포크 플레이트(110)에 수직, 수평 그리고 회전 운동력을 제공 또는 전달한다. 포크 플레이트(110)에 운동력을 제공 또는 전달하기 위한 구동 모듈(120)에 대한 메커니즘은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해하고 있는 바와 같이 종래의 경우와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
구동 모듈(120)의 전단부(front end portion)에는 포크 클램프(도시되지 않음)가 장착되고, 상기 포크 클램프에는 포크 플레이트(110)가 결합된다. 또한, 구동 모듈(120)의 전단부에는 복수의 포크 클램프들이 장착되고, 각각의 포크 클램프에 포크 플레이트(110)가 결합될 수 있다.
위치 조절부(130)는 제1 및 제2 플레이트(112, 114)의 하면에 각각 수평 방향으로 설치되어 횡 방향의 운동력을 제공하는 횡 방향 구동 실린더(132)들을 포함한다. 횡 방향 구동 실린더(132)들은 기판(100)의 변형에 따라 기판(100)과 제1 및 제2 플레이트(112, 114)가 진공이 새는 공간 없이 접촉되도록 제1 및/또는 제2 플레이트(112, 114)를 횡 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 위치 조절부(130)는 제1 및 제2 진공홀들(116, 117, 118)에서의 진공 상태를 확인해주는 진공 센서(140)와 연결된다.
위치 조절부(130)는 제1 및 제2 플레이트(112, 114)를 포크 플레이트(110)의 몸체(111)에 연결시킬 뿐만 아니라, 기판(100)에 대한 제1 및 제2 플레이트(112, 114)의 미세 위치를 조절한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 제1 및 제2 플레이트(112, 114)를 포크 플레이트(110)의 몸체(111)와 최초 연결 시에는 몸체(111)의 양 끝단에 평행하게 배치시켜 고정한다. 이후, 반복된 가공 공정을 진행함에 따라 기판(100)이 변형된 경우, 위치 조절부(130)의 횡 방향 구동 실린더(132)들을 이용하여 기판(100)이 들떠 진공 오류가 발생된 제1 플레이트(112) 및/또는 제2 플레이트(114)의 접촉 위치를 횡 방향으로 각각 미세 조절한다. 따라서, 반도체 장치를 제조하기 위해 수행되는 단위 공정들에 의해 휘어지거나 들뜬 현상이 발생된 기판(100)을 포크 플레이트(110) 상에 안정적으로 밀착시킬 수 있다.
포크 플레이트(110)를 기판(100)에 완전하게 밀착시키기 위해서는, 우선 기판(100)의 가장자리가 위로 말리도록 휘어지는 변형이 일어났는지, 기판(100)의 가장자리가 아래로 말리도록 휘어지는 변형이 있어났는지를 확인해야 한다. 이는, 육안으로 관찰할 수 있다. 그리고, 제1 및 제2 진공홀들(116, 117, 118) 중 어느 쪽 플레이트에 진공 오류가 발생되었는지를 알 수 있어야 한다. 이는, 진공 센서(140) 를 이용하여 수행된다.
진공 라인(142)의 일측은 제1 및 제2 진공홀(116, 117, 118)들과 각각 독립적으로 연결되며, 포크 플레이트(110)의 뒷면을 따라 구동 모듈(120)쪽으로 연장되도록 배치된다. 진공 라인(142)의 타측은 펌프(146)가 연결되어 있어, 제1 및 제2 플레이트(112, 114) 상에 진공을 제공한다. 진공 라인(142)의 일단에는 진공 센서(140)와 압축 공기를 조절하는 밸브(144)가 연결된다.
밸브(144)는 포크 플레이트(110)와 구동 모듈(120)이 결합되는 부위에 위치되며, 진공 라인(142)을 통해 제공되는 진공 압력을 조절하기 위해 연결되어 있다. 밸브(144)에는 솔레노이드 밸브, 볼밸브 등을 사용할 수 있다.
진공 센서(140)는 진공 게이지로 이루어지며, 제1 및 제2 진공홀들(116, 117, 118)과 연결된 진공 라인(142)의 일측에 설치된다.
진공 센서(140)는 제1 및 제2 플레이트(112, 114)의 말단에 배치된 제1 및 제2 진공홀들(116, 117, 118)과 기판(100)과의 사이에 진공이 새는 공간이 발생하였는지 여부를 진공 라인(142)의 내부 압력 변화를 통해 확인한다. 진공 센서(140)는 위치조절부(130)와 연결되어 있어, 각각의 진공홀들(116, 117, 118)에서의 진공 상태가 모두 정상인지 또는 어느 하나의 진공 상태가 비정상인지를 위치조절부(130)에 전달한다.
이때, 진공 센서(140)에서 진공 상태가 모두 정상인 경우 포크 플레이트(110)에서의 제1 및 제2 플레이트(112, 114)는 위치 이동을 수행하지 않는다. 반면에, 진공 센서(140)에서 제1 및 제2 진공홀들(116, 117, 118) 중 적어도 하나의 진공 상태가 비정상인 경우 제1 플레이트(112) 및/또는 제2 플레이트(114)는 완전히 밀착되는 지점을 찾아 좌우로 위치 이동한다.
베이스(150)는 포크 플레이트(110)가 결합된 구동 모듈(120)이 상부에 설치되며, 내부에 모터가 내장되어 베이스(150)도 수평방향으로 움직일 수 있다.
이하, 기판 이송 장치(101)의 포크 플레이트(110) 상에 기판(100)을 진공 오류없이 안착시키는 방법에 대하여 설명한다.
우선, 포크 플레이트(110) 상에 기판(100)을 위치시킨다. 기판(100)은 포크 플레이트(110)의 나란하게 배치되는 제1 플레이트(112)와 제2 플레이트(114)에 의해 균등하게 지지되도록 배치한다. 이때, 제1 플레이트(112)와 제2 플레이트(114)는 동일한 높이로 배치되며, 서로 실질적으로 동일한 형상을 갖는다.
제1 플레이트(112)와 제2 플레이트(114)의 말단에 형성된 복수개의 제1 및 제2 진공홀들(116, 117, 118)을 통해 진공을 제공하여 기판을 진공압으로 고정한다. 상기 진공은 진공홀들(116, 117, 118)에 각각 연결된 진공라인들(142)을 통해 펌프(146)를 이용하여 제공된다.
제1 및 제2 진공홀들(116, 117, 118)을 통과하여 제공되는 진공 압력을 진공 센서(140)를 통해 측정하여 진공 오류가 발생하였는지의 여부를 확인한다. 각 진공 센서(140)는 진공 라인들(142)의 일단에 설치되어 진공 라인들(142)의 내부 압력 변화를 측정한다. 만약, 상기 진공 라인들(142)의 내부 압력 변화가 기준 압력 범위에 포함되는 경우, 후속하여 기판(100)의 검사 공정을 수행할 수 있다.
반면에, 진공 라인들(142)의 내부 압력 변화가 기준 압력 범위에 도달하지 못하는 경우, 기판(100)에 변형이 발생된 것이며 진공 오류가 나타난다. 복수의 제1 및 제2 진공홀(116, 117, 118)들과의 사이에서 진공 오류가 하나라도 발생하는 경우 후속하여 기판(100)을 검사하는 공정은 중단된다.
이어서, 기판(100)의 변형이 비교적 적은 경우, 진공 센서(140)에서 파악된 진공 상태를 이용하여 위치조절부(130)를 통해 포크 플레이트(110)의 제1 플레이트(112) 및/또는 제2 플레이트(112)의 로딩 위치를 미세 조절한다. 제1 플레이트(112) 및/또는 제2 플레이트(112)의 접촉 위치는 위치조절부(130)의 횡 방향 조절 실린더(132)들을 통해서 횡 방향으로 각각 조절할 수 있어, 복수개의 제1 및 제2 진공홀(116, 117, 118)들에서 진공이 새는 부분이 모두 제거될 수 있다.
하지만, 기판(100)의 변형이 비교적 심한 경우, 제1 플레이트(112) 및/또는 제2 플레이트(112)의 위치를 조절하여도 진공이 새는 부분이 남아있게 된다. 이때는 새로운 기판으로 교체하여 포크 플레이트(110) 상에 안착시킨다.
전술한 바와 같이, 기판(100)에 수행된 가공 공정에 따라 휘어지는 등의 변형에 대응하게 포크 플레이트(110)의 일부를 조절함으로써, 기판(100)은 포크 플레이트(110)의 제1 및 제2 플레이트(112, 114)에 형성된 모든 진공홀들(116, 117, 118) 상에서 안정적으로 안착될 수 있다. 따라서, 반도체 장치를 형성하기 위하여 수행되는 단위 가공 공정들에 따라 기판이 휘어지는 현상과 무관하게 상기 기판(100) 표면에 대한 검사 공정을 수행할 수 있다.
보다 발전적으로, 좌우로 움직일 수 있는 제1 및 제2 플레이트(112, 114)들을 이용하여 기판(100)을 안정적으로 안착시킬 때, 기판(100)의 휘어지는 현상의 방향성을 파악하여 제1 및 제2 플레이트(112, 114)의 이동을 최소화시킬 수 있다. 기판(100)은 단위 가공 공정들을 거치면서 중심부에서 가장자리 부위로 갈수록 상부로 휘어지거나 하부로 휘어질 수 있다. 이 경우, 각 포크 플레이트(110)는 위치조절부(130)를 통해 제1 및 제2 플레이트(112, 114)들의 어느 하나 또는 모두를 기판(100)의 중심부 방향이나 가장자리 방향으로 조절해야 한다. 또한, 포크 플레이트(110)를 조절하여도 상기 기준 압력 범위를 넘는 경우에는 기판(100)의 변형이 심해졌기 때문으로 새로운 기판(100)으로 교체한다.
이하, 포크 플레이트(110)의 횡 방향으로의 위치 조절 및 기판(100)의 교체에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따라 기판 이송 장치의 포크 플레이트 상에 기판이 포지티브 형태로 휘어져 안착된 경우 포크 플레이트의 위치 이동을 설명하기 위한 측단면도이다. 도 3에 있어서, 화살표는 휘어진 기판(100)이 안착된 포크 플레이트(210)에서 제1 플레이트(212)와 제2 플레이트(214)의 이동 방향을 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 포크 플레이트(210)의 제1 및 제2 플레이트(212, 214)의 상면에는 가장자리 부위가 위로 향하는 즉, 포지티브 방향으로 휘어지는 기판(200)이 안착된다. 이때, 상기 포지티브 방향으로 휘어지는 기판(200)과 제1 플레이트(212)의 제1 진공홀들(216, 217) 중 어느 하나 및 제2 플레이트(214)의 제2 진공홀(218)과의 사이에서 완전히 밀착되지 않고 들떠 진공이 새는 현상이 발생되고 있다. 이 경우, 기판(200) 양측의 측정 부위에서 진공 오류가 나타나므로, 포크 플레 이트(210)의 제1 플레이트(212)와 제2 플레이트(214)는 둘 다 기판(200)의 중심 부위로 향하도록 수평 위치를 조절시킴으로써, 제1 및 제2 진공홀들(216, 217, 218)에서의 진공 오류 문제를 제거할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예들에 따라 기판 이송 장치의 포크 플레이트 상에 기판이 포지티브 형태로 휘어져 안착된 경우 포크 플레이트의 위치 이동을 설명하기 위한 측단면도이다. 도 4에 있어서, 화살표는 휘어진 기판(300)이 안착된 포크 플레이트(310)에서 제2 플레이트(314)의 이동 방향을 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 포크 플레이트(310)의 제1 및 제2 플레이트(312, 314)의 상면에는 가장자리 부위가 위로 향하는 즉, 포지티브 방향으로 휘어지는 기판(300)이 안착된다. 이때, 상기 포지티브 방향으로 휘어지는 기판(300)과 포크 플레이트(310)의 제2 플레이트(314)의 제2 진공홀(318)이 만나는 부위가 완전히 밀착되지 않고 들떠 진공이 새는 현상이 발생되고 있다. 이 경우에 기판(300)의 제2 플레이트(314)의 측정 부위에서 진공 오류가 나타나므로, 포크 플레이트(310)의 제1 플레이트(312)는 위치가 변하지 않으나, 제2 플레이트(314)는 가장자리 부위에서 중심 부위로 향하는 방향으로 수평 위치를 조절시킴으로써, 제2 진공홀(314)에서의 진공 오류 문제를 제거할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따라 기판 이송 장치의 포크 플레이트 상에 기판이 네거티브 형태로 휘어져 안착된 경우 포크 플레이트의 위치 이동을 설명하기 위한 측단면도이다. 도 5에 있어서, 화살표는 상기 휘어진 기판(400)이 안착된 포크 플레이트(410)에서 제2 플레이트(414)의 이동 방향을 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 포크 플레이트(410)의 제1 및 제2 플레이트(412, 414)의 상면에는 가장 자리 부위가 아래로 향하는 즉, 네거티브 방향으로 휘어지는 기판(400)이 안착된다. 이때, 상기 네거티브 방향으로 휘어지는 기판(400)은 포크 플레이트(410)의 제2 플레이트(414)의 제2 진공홀(418)과의 사이에서 완전히 밀착되지 않고 들떠 진공이 새는 현상이 발생되고 있다. 이 경우에 기판(400)의 제2 플레이트(414)의 측정 부위에서 진공 오류가 나타나므로, 포크 플레이트(410)의 제1 플레이트(412)는 위치가 변하지 않으나, 제2 플레이트(414)는 중심 부위에서 가장자리 부위로 향하는 방향으로 수평 위치를 조절시킴으로써, 제2 진공홀(418)에서의 진공 오류 문제를 제거할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른, 기판 이송 장치의 포크 플레이트 상에 기판이 네거티브 형태로 휘어져 안착된 경우 포크 플레이트의 위치 이동을 설명하기 위한 측단면도이다. 도 6에 있어서, 화살표는 휘어진 기판(500)이 안착된 포크 플레이트(510)에서 제1 플레이트(512)의 이동 방향을 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 포크 플레이트(510)의 제1 및 제2 플레이트(512, 514)의 상면에는 가장 자리 부위가 아래로 향하는 즉, 네거티브 방향으로 휘어지는 기판(500)이 안착된다. 이와 같이 네거티브 방향으로 휘어지는 기판(500)은 포크 플레이트(510)의 제1 플레이트(512)의 제1 진공홀들(216, 217) 중 어느 하나에서 진공이 새고 있음을 보여주고 있다. 이 경우에 기판(500)의 제1 플레이트(512)의 측정 부위에서 진공 오류가 나타나므로, 포크 플레이트(510)의 제2 플레이트(514)는 위치가 변하지 않으나, 제1 플레이트(512)는 중심 부위에서 가장자리 부위로 향하 는 방향으로 수평 위치를 조절시킴으로써, 제1 진공홀들(216, 217)에서의 진공 오류 문제를 제거할 수 있다.
도 5를 참조하여 설명한 포크 플레이트의 횡 방향으로의 위치 조절 및 기판의 교체 과정은 도 4를 참조하여 설명한 바와 실질적으로 유사하다. 이 경우, 제1 플레이트에서 발생한 진공 오류를 제거하기 위하여 상기 제1 플레이트를 중심 부위에서 가장자리 부위로 향하는 방향으로 수평 위치를 조절시키고 있다. 그러나, 기판의 변형 정도가 비교적 커서 상기 제1 플레이트의 위치 이동으로는 기준 내부 압력 범위로 진공을 유지시킬 수 없음을 보여주고 있다. 이 경우에는, 진공 오류를 제거하기 위해, 변형이 심한 기판을 새로운 기판으로 교체하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기판이 휘어져 들뜬 상태로 안착된 포크 플레이트에서 진공 오류가 발생한 경우 상기 포크 플레이트의 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 횡 방향으로 적절하게 이동시켜 상기 진공 오류 문제를 해소할 수 있다. 따라서, 기판 상에 단위 가공 공정들을 수행하는데 있어 기판이 조금 변형된 경우에도 기판의 검사 및 정렬 상태를 확인하는 공정을 용이하게 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판이 휘어져 들뜬 상태로 안착된 포크 플레이트에서 진공 오류가 발생한 경우 상기 포크 플레이트의 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 횡 방향으로 진공 상태에 의해 적절하게 이동시켜 기준 진공 압력을 확보시킴으로써, 반도체 장치의 검사 공정을 수행하기 이전에 각 단위 공정에 따라 발생되는 상기 진공 오류 문제를 해소할 수 있다.
상술한 바에 있어서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2a는 본 발명의 실시예들에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예들에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따라 기판 이송 장치의 포크 플레이트 상에 기판이 포지티브 형태로 휘어져 안착된 경우 포크 플레이트의 위치 이동을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예들에 따라 기판 이송 장치의 포크 플레이트 상에 기판이 포지티브 형태로 휘어져 안착된 경우 포크 플레이트의 위치 이동을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따라 기판 이송 장치의 포크 플레이트 상에 기판이 네거티브 형태로 휘어져 안착된 경우 포크 플레이트의 위치 이동을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따라 기판 이송 장치의 포크 플레이트 상에 기판이 네거티브 형태로 휘어져 안착된 경우 포크 플레이트의 위치 이동을 보여주는 측단면도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 기판 110 : 포크 플레이트
111 : 몸체 112 : 제1 플레이트
114 : 제2 플레이트 120 : 구동 모듈
130 : 위치조절부 140 : 진공 센서
142 : 진공 라인 144 : 밸브
146 : 펌프 150 : 베이스

Claims (7)

  1. 몸체, 상기 몸체의 양측부로부터 평행하게 연장되는 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 포함하며, 기판이 안착되는 포크 플레이트(fork plate);
    상기 포크 플레이트에 수직 및 수평 방향의 운동력을 제공하기 위하여 장착되는 구동 모듈;
    상기 제1 및 제2 플레이트의 하면에 각각 수평 방향으로 배치되어 상기 제1 및 제2 플레이트를 상기 몸체에 연결시키면서, 상기 기판의 변형에 따라 상기 제1 및 제2 플레이트의 로딩 위치를 설정하는 위치조절부; 및
    상기 제1 및 제2 플레이트가 상기 기판과 접촉되는 부위에서 진공이 새는지 여부를 확인하기 위한 진공 센서를 포함하는 기판 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 단부에는 각기 진공을 제공하기 위한 진공홀들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 진공홀들에 각각 연결되어 진공을 제공하며, 일부에 펌프를 통해 형성되는 진공 압력을 조절하기 위한 밸브를 구비하는 진공 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 진공 센서는 상기 진공 라인의 내부 압력 변화를 측정 하는 진공 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 위치조절부는, 상기 기판의 변형에 따라 상기 제1 및 제2 플레이트의 로딩 위치 변경 시에 상기 기판과 상기 제1 및 제2 플레이트의 접촉 위치를 각각 조절하기 위하여 상기 제1 및 제2 플레이트에 횡 방향의 운동력을 제공하는 횡 방향 구동 실린더들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 위치조절부는 상기 기판의 가장 자리 부위가 위로 향하도록 휘어지는 변형이 발생할 경우에 상기 제1 및 제2 플레이트의 로딩 위치를 상기 기판의 중심 부위로 향하도록 조절하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 위치 조절부는 상기 기판의 가장자리 부위가 아래로 향하도록 휘어지는 변형이 발생할 경우에 상기 제1 및 제2 플레이트의 로딩 위치를 상기 기판의 가장 자리 부위로 향하도록 조절하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2022209888A1 (ja) * 2021-03-30 2022-10-06 東京エレクトロン株式会社 処理装置及び基板搬送方法

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