KR20100068816A - 기판 이송 로봇 및 이를 갖는 기판 처리 시스템 그리고, 이의 티칭 방법 - Google Patents

기판 이송 로봇 및 이를 갖는 기판 처리 시스템 그리고, 이의 티칭 방법 Download PDF

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박문수
고성근
우정식
김영효
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Abstract

본 발명은 기판 이송 로봇 및 이를 갖는 기판 처리 시스템 그리고, 이의 티칭 방법에 관한 것으로, 상기 기판 이송 로봇을 회전시켜 상기 기판 이송 로봇 주변에 배치된 상기 기판 안치부 중심점의 X축 좌표와 Y축 좌표를 산출하고, 상기 기판 안치부의 중심점의 X축 및 Y축 좌표 점에서 상기 기판 이송 로봇을 승하강시켜 상기 기판 안치부 중심점의 Z축 좌표를 산출하고, 상기 기판 안치부 중심점의 X축, Y축 및 Z축 좌표를 이용하여 상기 이송 좌표를 산출할 수 있는 기판 이송 로봇 및 이를 갖는 기판 처리 시스템 그리고, 이의 티칭 방법을 제공한다. 이와 같이 거리 측정부를 통해 이송 로봇 주변에 배치된 장치 즉, 기판 안치부의 중심점 좌표를 검출하여 이송 로봇의 이송 좌표를 자동으로 산출할 수 있다.
이송 로봇, 이격 거리, 거리 센서, 티칭, 이송 좌표

Description

기판 이송 로봇 및 이를 갖는 기판 처리 시스템 그리고, 이의 티칭 방법{SUBSTRATE TRANSFER ROBOT AND SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM HAVING THE SAME AND METHOD FOR TEACHING THE SAME}
본 발명은 기판 이송 로봇 및 이를 갖는 기판 처리 시스템 그리고, 이의 티칭 방법에 관한 것으로, 기판 이송 로봇이 마련된 기판 처리 시스템 내에서 로봇의 이동 기준이 되는 이송 좌표를 자동으로 설정할 수 있는 기판 이송 로봇에 관한 것이다.
일반적으로 기판 이송 로봇은 미리 설정된 이송 좌표들에 따라 이동함으로써 기판 처리 시스템 내에서 기판을 자동으로 이송하는 장치이다. 그리고, 기판 이송 로봇 이동을 위해 이송 좌표를 설정하는 것을 티칭(Teaching, 즉, 좌표 조절 또는 위치 조절)이라 한다.
일반적으로 기판 이송 로봇을 기판 처리 시스템 내에 최초 설치 이후, 작업자의 수작업을 통해 최초 티칭이 수행되었다. 물론, 다수의 공정이 진행된 이후 새 로운 티칭을 수행할 수도 있다. 그리고, 종래에는 새로운 티칭을 수행하는 경우에도 작업자의 수작업에 의해 티칭 공정이 진행되었다.
이와 같이 작업자 즉, 사람의 수작업에 의해 티칭 공정이 수행됨으로 인해 이송 좌표의 정확성이 떨어지고, 많은 시간이 소요되는 문제가 발생하였다. 이는 작업자가 기판 이송 로봇을 직접 이동시키고, 이동된 기판 이송 로봇과 기판 처리 시스템 내의 처리 장치와의 정렬을 작업자의 육안으로 판단하기 때문이다.
상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 로봇의 일 기준점으로부터 기판 이송 로봇 주변에 배치된 장치들의 X, Y, Z 좌표를 검출하고 검출된 장치의 이격 좌표를 이용하여 로봇의 이동을 위한 이송 좌표를 생성함으로써, 티칭의 정확성과 티칭 시간을 줄일 수 있는 기판 이송 로봇 및 이를 갖는 기판 처리 시스템 그리고, 이의 티칭 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 이송 좌표를 따라 이동하여 그 주변에 배치된 기판 안치부 상에 기판을 이동시키는 기판 이송 로봇의 티칭 방법으로서, 상기 기판 이송 로봇을 회전시켜 상기 기판 이송 로봇 주변에 배치된 상기 기판 안치부 중심점의 X축 좌표와 Y축 좌표를 산출하는 단계와, 상기 기판 안치부의 중심점의 X축 및 Y축 좌표 점에 대하여 상기 기판 이송 로봇을 승하강시켜 상기 기판 안치부 중심점의 Z축 좌표를 산출하는 단계 및 상기 기판 안치부 중심점의 X축, Y축 및 Z축 좌표를 이용하여 상기 이송 좌표를 산출하는 단계를 포함하는 기판 이송 로봇의 티칭 방법을 제공한다.
상기 기판 안치부 중심점의 X축 좌표와 Y축 좌표를 산출하는 단계는, 상기 기판 이송 로봇을 회전시켜 상기 기판 이송 로봇의 일 지점을 기준으로 회전에 따른 주변 영역과의 수평 방향 이격 거리를 산출하는 단계와, 산출된 수평 방향 이격 거리를 이용하여 상기 일 지점과 상기 기판 안치부의 중심점까지의 수평 방향 이격 거리를 산출하고, 상기 기판 안치부의 중심점까지의 회전 각도를 산출하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 기판 이송 로봇의 전체 이동 높이를 측정하고, 상기 기판 이송 로봇을 상기 전체 이동 높이 중 최소 하강 높이에서부터 50% 높이에 상기 기판 이송 로봇을 배치시킨 다음 상기 기판 이송 로봇을 회전시키는 것이 효과적이다.
상기 기판 이송 로봇을 최소 하강 높이에서 부터 최소 하강 높이 까지 단계적으로 상승시키고, 회전시켜 상기 수평 방향 이격 거리를 산출하는 것이 가능하다.
상기 기판 안치부의 중심점까지의 수평 방향 이격 거리와 상기 회전 각도 그리고, 상기 일 지점에 관한 상기 이송 로봇의 기준 좌표에서의 좌표를 이용하여 상기 기판 안치부 중심점의 X축과 Y축 좌표를 산출하는 단계를 포함하는 것이 가능하다.
상기 산출된 수평 방향 이격 거리를 이용하여 상기 일 지점과 상기 기판 안치부의 중심점까지의 수평 방향 이격 거리를 산출함은, 산출된 수평 방향 이격 거리 결과 중 전단과 후단의 이격 거리의 차가 커지는 지점과 작아지는 지점 사이 구간에서의 최대 이격 거리 지점을 기준점으로 선정하는 단계와, 상기 기준점의 이격 거리에 상기 기판 안치부의 반지름을 더해 상기 기판 안치부의 중심점의 수평 방향 이격 거리를 산출하는 단계를 포함하고, 상기 전단과 후단의 이격 거리의 차가 커짐과 작아짐은 상기 전단과 후단의 이격 거리의 차의 절대 값이 100mm 이상인 것이 효과적이다.
상기 기판 안치부 중심점의 Z축 좌표를 산출하는 단계는, 상기 중심점 좌표에서 상기 기판 이송 로봇을 승하강 시켜 수직 방향 이격 거리를 산출하고, 상기 산출된 수직 방향 이격 거리를 이용하여 상기 중심점의 Z축 좌표를 산출하되, 산출된 수직 방향 이격 거리 결과중 전단과 후단의 이격 거리 차의 절대 값이 두번째로 큰 지점의 높이를 Z축 좌표로 하는 것이 바람직하다.
상기 기판 안치부 중심점의 X축 좌표와 Y축 좌표는 상기 기판 이송 로봇을 회전시켜 상기 기판 이송 로봇의 일 지점을 기준으로 회전에 따른 주변 영역과의 수평 방향 이격 거리를 산출하고, 산출된 수평 방향 이격 거리와 상기 기판 이송 로봇의 회전각도를 이용하여 산출되고, 상기 기판 안치부 중심점의 Z축 좌표는 상기 중심점 좌표에서 상기 기판 이송 로봇을 승하강 시켜 수직 방향 이격 거리를 산출하고, 상기 산출된 수직 방향 이격 거리를 이용하여 산출되며, 상기 수평 방향의 이격 거리와 상기 수직 방향의 이격 거리는 상기 기판 이송 로봇의 일 지점에 위치한 거리 측정 센서에 의해 측정되는 것이 가능하다.
상기 기판 이송 로봇을 최소 하강 높이에서 부터 최소 하강 높이 까지 단계적으로 상승시키고, 각 단계에서 360도 회전시켜 상기 수평 방향 이격 거리와 상기 수직 방향의 이격거리를 동시에 산출하는 것이 바람직하다.
상기 기판 이송 로봇은 기판을 지지하는 블레이드와 상기 블레이드를 이동시키는 로봇 암을 구비하고, 상기 기판 안치부 중심점의 X축, Y축 및 Z축 좌표와, 상기 이송 로봇의 기준 좌표 그리고, 상기 로봇 암의 길이와 상기 블레이드의 크기를 이용하여 상기 이송 좌표를 계산하는 것이 바람직하다.
상기 상기 기판 안치부 중심점의 X축 좌표와 Y축 좌표를 산출하는 단계 전에, 상기 기판 이송 로봇을 초기위치로 배치시키는 단계 및 상기 기판 이송 로봇을 승하강시켜 상기 기판 이송 로봇의 상하 이동 높이를 인식하는 단계를 포함하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 이송 좌표를 따라 이동하여 그 주변에 배치된 기판 안치부 상에 기판을 이동시키는 기판 이송 로봇의 티칭 방법으로서, 상기 기판 이송 로봇과, 상기 기판 이송 로봇 주변에 위치고 상기 기판 안치부를 포함하는 장치들 간의 수평 방향 및 수직 방향의 이격 거리를 측정하는 단계와, 상기 측정된 수평 방향의 이격 거리를 이용하여 상기 기판 안치부 중심점의 위치 백터를 산출하고, 상기 측정된 수직 방향의 이격 거리를 이용하여 상기 기판 안치부 상측 표면의 수직 높이를 산출하는 단계와, 상기 기판 안치부 중심전의 위치 백터와 상기 기판 안치부 상측 표면의 수직 높이를 통해 상기 기판 이송 로봇의 기준 좌표에 대한 상기 기판 안치부 중심점의 X축, Y축 및 Z축 좌표를 산출하는 단계와, 상기 산출된 기판 안치부 중심점의 X축, Y축 및 Z축 좌표를 이용하여 상기 이송 좌표를 산출하는 단계를 포함하는 기판 이송 로봇의 티칭 방법을 제공한다.
상기 기판 이송 로봇은 수평 방향의 이격 거리와 수직 방향의 이격 거리를 측정할 수 있는 거리 측정부를 구비하고, 상기 거리 측정부를 회전시켜 수평 방향 및 수직 방향의 이격 거리를 동시에 측정하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 주변 장치에 기판을 이송하는 기판 이송 로봇에 있어 서, 상기 기판을 지지하는 블레이드와, 상기 블레이드에 접속된 로봇 암과, 상기 로봇 암에 구동력을 전달하는 구동축과, 상기 구동축에 상기 구동력을 인가하는 구동부 및 상기 로봇 암의 일 단부, 상기 구동축 및 상기 블레이드 중 적어도 어느 하나에 마련된 거리 측정부를 포함하는 기판 이송 로봇을 제공한다.
상기 거리 측정부를 통해 측정된 상기 주변 장치와의 이격 거리를 이용하여 상기 로봇 암의 이송 좌표를 산출하는 티칭 제어 모듈과, 상기 이송 좌표를 저장하는 이송 좌표 저장부와, 상기 저장된 이송 좌표를 이용하여 상기 구동부의 동작을 제어하여 상기 로봇 암의 이동을 제어하는 제어 모듈을 구비하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 로봇 암은 다관절 구조로 연결된 복수의 관절부를 포함하고, 상기 복수의 관절부 중 그 일 측면이 상기 구동축에 접속된 일 관절부의 상기 일 측면의 측벽면에 상기 거리 측정부가 배치될 수 있다.
상기 로봇 암은 다관절 구조로 연결된 복수의 관절부를 포함하고, 상기 로봇 암은 상기 복수의 관절부 중 적어도 2개의 관절부의 일 측벽면에 상기 거리 측정부가 배치될 수 있다.
상기 로봇 암이 접속된 상기 구동축의 상측 영역에 상기 거리 측정부가 배치될 수 있다.
상기 블레이드의 하측 바닥면에 상기 거리 측정부가 배치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판을 이송하는 이송 장치 및 상기 이송 장치와 연통하는 기판 출입구와, 상기 기판이 안치되는 기판 안치부를 구비하고, 상기 이송 장 치의 주변에 접속된 적어도 하나의 기판 처리 장치를 포함하고, 상기 이송 장치는, 상기 기판 처리 장치가 접속된 이송 챔버와, 상기 이송 챔버 내측에 배치되어 상기 기판을 이송하는 이송 로봇과, 상기 이송 로봇에 위치하여 상기 이송 로봇과 상기 이송 챔버 및 상기 기판 처리 장치 간의 이격 거리를 측정하는 거리 측정부와, 상기 거리 측정부의 측정된 이격 거리를 이용하여 상기 이송 로봇의 이송 좌표를 산출하고, 산출된 이송 좌표를 이용하여 상기 이송 로봇의 이동 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 기판 처리 시스템을 제공한다.
상기 제어부는, 상기 거리 측정부를 1회전 시켜 상기 이송 로봇과 상기 기판 처리 장치의 기판 안치부 간의 수평 방향 이격 거리와 회전 각도를 측정하고, 상기 측정 결과를 이용하여 상기 이송 로봇의 기준 좌표에 대한 상기 기판 안치부 중심점의 X축 및 Y축의 좌표를 산출하고, 상기 거리 측정부를 상기 중심점 좌표에서 상하 이동시켜 수직 방향 이격 거리를 측정하고, 상기 측정 결과를 이용하여 상기 기판 안치부 중심점의 Z축 좌표를 산출하고, 상기 기판 안치부 중심점의 X축, Y축 및 Z축 좌표를 이용하여 상기 이송 로봇의 이송 좌표를 산출하는 티칭 제어 모듈과, 상기 저장된 이송 좌표를 저장하는 이송 좌표 저장부 및 상기 저장된 이송 좌표를 이용하여 상기 이송 로봇의 이동을 제어하는 제어모듈을 포함하는 기판 처리 시스템을 제공한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 거리 측정부를 통해 이송 로봇 주변에 배치된 장치 즉, 기판 안치부의 중심점 좌표를 검출하여 이송 로봇의 이송 좌표를 자동으로 산출할 수 있다.
또한, 거리 측정부와 주변 장치의 설계치 값을 이용하여 이송 좌표를 자동으로 산출함으로 인해 티칭의 정확성과 티칭 공정 시간을 줄일 수 있고, 티칭 공정의 오차에 기인한 소자 불량을 개선시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 블록도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 평면 개념도이다. 도 3 및 도 4는 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 일부 영역의 단면 개념도이다. 도 5는 일 실시예의 이송 로봇을 수평 방향 회전시켜 측정된 주변 장치들의 상대적 이격 거리의 결과 도면이다. 도 6은 일 실시예의 이송 로봇을 기준 좌표점에서 상하 이동시켜 측정된 주변 장치의 상대적 이격 거리의 결과 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 처리 시스템은 이송 장 치(1000)와, 이송 장치(1000)의 주변에 접속된 적어도 하나의 기판 처리 장치(2000a, 2000b : 2000) 및 로드락 장치(3000)를 구비한다.
여기서, 기판 처리 장치(2000)는 이송 장치(1000)에 접속된 기판 처리 챔버(2100)와, 기판 처리 챔버(2100) 내측에 마련된 기판 안치부(2200) 그리고, 이송 장치(1000)에 연통된 처리 장치용 기판 출입구(2300)를 구비한다. 이때, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 기판 출입구(2300)와 이송 장치(1000) 사이에는 슬랏 밸브 또는 게이트 밸브와 같은 차폐 수단(1001)이 마련될 수 있다. 기판 처리 챔버(2100)는 기판 상에 박막을 증착 또는 형성하는 챔버, 박막을 식각 또는 세정하는 챔버, 또는 노광 및 현상을 수행하는 챔버등 다양한 챔버가 사용될 수 있다.
상기 로드락 장치(3000)는 이송 장치(1000)에 접속된 로드락 챔버(3100)와, 로드락 챔버(3100)에 마련되어 복수의 기판이 마련된 기판 수납부(3200) 그리고 이송 장치(1000)에 연통된 로드락용 기판 출입부(3300)를 구비한다. 로드락 장치(3000)와 이송 장치(1000) 사이에도 차폐 수단이 마련될 수 있다.
본 실시예의 이송 장치(1000)는 기판 처리 장치(2000) 및 로드락 장치(3000)가 접속된 이송 챔버(1100)와, 이송 장치에 부착된 주변 장치들의 X, Y, Z 축 방향의 상대 거리를 측정하는 거리 측정부(1250)를 구비하고, 상기 이송 챔버(1100) 내에 마련되어 기판을 이송하는 이송 로봇(1200)과, 상기 거리 측정부(1250)의 측정 결과를 이용하여 상기 이송 로봇(1200)에 대한 자동 티칭을 수행하고, 자동 티칭 결과를 이용하여 상기 이송 로봇(1200)의 이동 동작을 제어하는 제어부(1300)를 구비한다.
본 실시예에서는 이송 챔버(1100)가 오각형 형상으로 제작되었다. 그리고, 이송 챔버(1100)에는 두개의 기판 처리 챔버(2100)와 로드락 챔버(3100)가 연결되었다. 물론 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 이송 챔버(1100)는 원, 타원 또는 다각형 형상으로 제작이 가능하다. 또한, 이송 챔버(1100)에 연결되는 챔버도 다양할 수 있다.
여기서, 이송 로봇(1200)은 상기 제어부(1300)의 제어 신호에 따라 구동하는 구동부(1210)와, 상기 구동부(1210)의 구동력을 전달하는 구동축(1220)과, 일 단부가 상기 구동축에 접속된 로봇 암(1230)과, 상기 로봇 암(1230)의 다른 끝단에 마련되어 기판을 지지하는 블레이드(1240) 및 상기 로봇 암(1230)의 일 단부에 마련된 거리 측정부(1250)를 구비한다.
이때, 로봇 암(1230)은 다관절 구조로 제작되는 것이 효과적이다. 이를 통해 좁은 이송 챔버(1100) 내에서 기판을 안정적으로 이송시킬 수 있다.
로봇 암(1230)은 설정된 이송 좌표 내에서 이동하여 블레이드 상에 위치하는 기판을 해당 장소(즉, 기판 처리 장치(2000)의 기판 안치부(2200), 로드락 챔버(3000)의 기판 수납부(3200))에 배치시킨다.
즉, 이송 로봇(1200)은 그 중심점(예를 들어, 구동축(1220)의 중심)을 원점으로 하는 이동용 좌표를 저장한다. 그리고, 상기 이동용 좌표 상에서 기판을 움직일 해당 좌표를 저장한다. 예를 들어 기판 안치부(2200)의 중심점에 해당하는 좌표를 저장한다. 상기 저장된 좌표를 이용하여 이송 로봇(1200)은 블레이드(1240)에 지지되는 기판의 중심이 상기 기판 안치부(2200)의 중심점에 일치할 수 있게 배치 시킬 수 있다. 이때, 기판 안치부(2200)의 중심점에 해당하는 좌표들과 같이 이송 로봇(1200)의 움직임에 기준이 되는 좌표들을 이송 좌표로 할 수 있다. 물론 이송 로봇(1200)은 상기 기판 안치부(2200)의 중심점에 해당하는 좌표들을 이용하여 실제 로봇 암(1230)의 움직임에 해당하는 좌표를 계산하고 이를 이송 좌표로 저장할 수 있다.
그리고, 본 실시예에서는 거리 측정부(1250)를 통해 로봇 암(1230)의 상하 이동 거리(즉, Z축 방향으로의 최대 유격 거리)와 로봇 암(1230)의 일 지점에서 부터 이송 챔버와 이송 챔버에 접속된 장치들의 상대적 이격 거리(즉, X, Y, Z축 방향의 이격 거리)를 측정한다.
이와 같은 거리 측정부(1250)로 본 실시예에서는 레이저 센서를 사용한다. 물론 이에 한정되지 않고, 상기 거리 측정을 위해 초음파 센서 또는 적외선 센서를 사용할 수도 있다.
본 실시예의 제어부(1300)는 거리 측정부(1250)에 의해 측정된 상대적 이격 거리 결과와 장치들의 규격정보를 이용하여 이송 로봇(1200)의 이송 좌표를 계산하는 티칭 제어 모듈(1310)과, 티칭 제어 모듈(1310)에서 계산된 이송 좌표를 저장하는 이송 좌표 저장부(1320)와, 저장된 이송 좌표를 이용하여 상기 이송 로봇(1200)의 이동을 제어하는 제어 모듈(1330)을 구비한다.
여기서, 이송 좌표는 앞서 언급한 바와 같이 기판 처리 챔버(2100)의 기판 안치부(2200)의 중심점과 이송 로봇(1200)의 블레이드(1240) 상에 지지된 기판의 중심점을 일치시키기 위한 좌표이다. 이때, 이송 로봇(1200)의 블레이드(1240) 상 에 위치하는 기판의 중심점은 이송 로봇(1200)의 초기 설정에 의해 셋팅된 값이다. 이에 상기 기판 안치부(2200)의 중심점의 좌표를 정확하게 알 수 있다면 상기 이송 로봇(1200)의 이송 좌표를 쉽게 구할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 이송 로봇(1200)에 마련된 거리 측정부(1250)를 통해 기판 안치부(2200)의 X, Y 및 Z축의 이격 거리와 이격 높이를 측정한다. 그리고, 티칭 제어 모듈(1310)은 측정된 X, Y 및 Z축의 이격 거리와 이격 높이를 이용하여 기판 안치부(2200) 중심점과의 이격 거리와 이격 방향을 계산한다. 즉, 기판 안치부(2200) 중심점의 좌표를 계산한다.
이를 통해 앞서 언급 한 바와 같이 이송 로봇(1200)의 이송 좌표를 자동으로 검출할 수 있게 된다.
하기에서는 도면을 참조하여, 상기의 이송 로봇(1200)의 자동 티칭 방법을 설명한다.
도 7은 본 실시예에 따른 이송 로봇의 자동 티칭 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 이송 로봇(1200)을 초기 위치에 위치시킨다(S110). 이때, 이송 로봇(1200)의 높이가 가장 낮은 높이가 될 수 있다.
이어서, 상기 이송 로봇(1200)을 수직 방향(즉, 상하)으로 이동시켜 이송 로봇(1200)의 상하 이동 높이를 인식한다(S120). 즉, 구동부(1210)의 상하 이동력이 구동축(1220)을 통해 로봇 암(1230)에 제공된다. 이때, 로봇 암(1230)에 위치한 거리 측정부(1250)도 로봇 암(1230)과 함께 이동하게 된다. 따라서, 거리 측정 부(1250)는 자신의 수직 방향(즉, Z축 방향)의 이동거리를 측정한다. 여기서, 거리 측정부(1250)는 동일 위치에서 상하로 움직이기 때문에 수평 방향(즉, X축 및 Y축 방향)의 이동 거리 차는 0이 된다. 측정된 수직 방향의 이동 거리를 상기 제어부(1300)에 전송한다. 제어부(1300)의 수직 방향의 이동 거리 차를 이송 로봇(1200)의 상하 이동 높이로 인식한다. 이를 통해 로봇 암(1230)의 최대 상승 높이와 최소 하강 높이를 알 수 있다. 이는 이송 로봇(1200)의 Z축 방향의 좌표 기준 값을 얻을 수 있음을 의미한다.
이어서, 이송 로봇(1200)을 일정 높이에서 수평 방향으로 회전시켜 이송 챔버에 접속된 장치들의 상대적 이격 거리를 측정한다. 상기 이격 거리를 이용하여 이송 로봇(1200)의 X축 및 Y축 이송 좌표를 결정한다(S130). 즉, 이송 로봇(1200) 둘레에 배치된 기판 처리 챔버의 기판 안치부(2200) 중심점의 X축 및 Y축 좌표(또는 위치 백터)를 결정한다.
이는, 도 2에 도시된 바와 같이 이송 로봇(1200)을 A점을 기준으로 시계 방향으로 일 회전시킬 경우 거리 측정부(1250)에 의해 측정된 상대적 이격 거리의 결과는 도 5의 그래프와 같다.
이때, 상기 그래프를 살펴보면 이격 거리가 급격하게 변화는 영역(즉, 이격 거리가 급격하게 증가하거나, 급격하게 감소하는 영역)들이 발생함을 알 수 있다.
이는 도 4에서와 같이 거리 측정부(1250)가 회전하여 이송 챔버(1100)의 내측면을 측정하는 경우에는 이격 거리는 완만하고 연속적으로 변화한다. 하지만, 도 3에서와 같이 거리 측정부(1250)가 회전하여 기판 처리 챔버(2100)와 이송 챔 버(1100) 사이의 기판 출입구(2300) 경계 영역을 측정하는 경우에는 이격 거리차가 급격하게 변화하게 된다. 이는 기판 처리 챔버(2100)의 내부 공간에 의해 거리 측정부(1250)가 기판 처리 챔버(2100)의 기판 출입구(2300)에 대응하는 측벽면과의 이격 거리를 측정하기 때문이다.
이때, 거리 측정부(1250)가 회전하기 때문에 기판 출입구(2300)의 일 영역에서는(즉, 기판 출입구(2300) 방향으로 이동하는 경우) 이격 거리가 급격하게 멀어지게(즉, 증가하게) 된다. 그리고, 기판 출입구(2300)의 타 영역에서는(즉, 기판 출입구(2300)를 벗어나는 경우) 이격 거리가 급격하게 가까워지게(즉, 감소하게) 된다.
따라서, 이격 거리가 급격하게 증가하는 시점부터는 거리 측정부(1250)가 이송 챔버(1100)가 아닌 이송 챔버(1100)에 연결된 기판 처리 챔버(2100)와의 이격 거리를 측정한다. 그리고, 이격 거리가 급격하게 감소하는 시점부터는 기판 처리 챔버(2100)를 벗어나게 되어 다시 거리 측정부(1250)가 이송 챔버(1100)의 내측면과의 이격 거리를 측정한다.
이에 거리 측정부(1250)에 의해 측정된 이격 거리가 급격하게 증가하는 지점부터 이격 거리가 급격하게 감소하는 지점 사이의 처리 챔버 구간에서는 기판 처리 챔버(2100) 내부를 측정한 것이다. 이때, 도 5에서와 같이 처리 챔버 구간 에서의 이격 거리는 점차 증가하다가 일 지점을 기준으로 다시 감소한다. 여기서, 급격하게 변화함은 전단과 후단의 이격 거리 차의 값이 연속적이지 않고, 연속적인 영역의 평균 이격 거리차 값의 10배 이상인 경우를 지칭한다. 즉, 예를 들어 이전 위치 에서 측정된 이격 거리 값과 그후에 측정된 이격 거리 값의 차의 절대치가 최소 100mm이상인 경우를 급격하게 증가하고 감소하는 지점으로 지칭할 수 있다.
이는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 거리 측정부(1250)가 회전하게 되면, 처음에는 기판 처리 챔버(2100)의 내측면과의 이격 거리를 측정한다. 이어서, 거리 측정부(1250)는 기판 처리 챔버(2100) 내측에 위치한 기판 안치부(2200)의 바깥쪽 영역(즉, 기판 출입구(2300) 인접 영역)의 측면과의 이격 거리를 측정하게 된다. 따라서, 도 2에서와 같이 기판 안치부(2200)가 원형 상인 경우에는 도 5에서와 같이 그 사이 영역에 원호 형태의 그래프가 나타나게 된다. 물론 이에 한정되지 않고, 상기 기판 안치부(2200)가 사각형 형상일 경우에는 산(즉, 삼각형) 형태의 그래프가 나타나게 된다.
도 5에서와 같이 처리 챔버 구간을 보면 처음에는 이격 거리값이 연속적으로 증가하다가 불연속적으로 작게 변화하게 된다. 이는 거리 측정부(1250)의 빔이 기판 처리 챔버(2100)의 내측벽을 조사하다가 회전함으로 인해 내측벽에서 이격되어 있는(즉, 기판 처리 챔버(2100)의 중심 영역에 위치한) 기판 안치부(2200)의 측벽면을 조사하기 때문이다. 또한, 도 5를 살펴보면 기판 안치부(2200)의 측벽면의 조사가 완료되는 시점에서 이격 거리 값이 연속적이다 불연속적으로 크게 변화하게 된다. 이는 거리 측정부(1250)의 빔이 다시 기판 처리 챔버(2100)의 내측벽을 조사하기 때문이다.
여기서, 원호 내의 일 점을 기준점으로 하여 기판 안치부(2200)의 중심점의 이격 거리를 알 수 있다. 바람직하게는 상기 처리 챔버 구간 내에서 그 이격 거리 가 가장 짧은 점은 기준점(도 3 및 도 5의 R 참조)으로 한다. 이때, 거리 측정부(1250)에서 기준점(R)으로 조사된 빔의 연장 선 상에 기판 안치부(2200)의 중심점(도 2 및 도 3의 C)이 위치한다. 거리 측정부(1250)에서 측정된 기준점(R)까지의 이격 거리에 기판 안치부(2200)의 반지름을 더한 거리가 바로 기판 안치부(2200) 중심점(C)의 이격 거리임을 알 수 있다. 이를 통해 기판 안치부(2200) 중심점(C)의 X축 및 Y축의 좌표(즉, 위치 백터 값)를 알 수 있게 된다.
X 및 Y축 좌표(즉, 위치 백터)의 계산은 하기와 같다. 상기 처리 챔버 구간 내에 그 이격 거리가 가장 짧은 지점(즉, 기준점(R))의 이격 거리와, 이때의 거리 측정부(1250)의 회전 각도를 산출한다. 이는, 거리 측정부(1250)에 의해 측정된 기준점(R)까지의 이격 거리에 기판 안치부(2200)의 반지름에 해당하는 거리를 더하여 기판 안치부(2200) 중심점(C)의 이격 거리를 계산한다. 그리고, 상기 중심점(C)과 기준점(R)이 거리 측정부(1250)의 측정 빔에 대하여 동일 선상에 위치하기 때문에 기준점(R)에서의 거리 측정부(1250)의 회전 각도가 기판 안치부(2200) 중심점(C)에 대한 회전 각도가 된다. 상술한 방법을 통해 이송 로봇(1200)의 기준으로부터 기판 안치부(2200) 중심점(C)의 이격 거리와 회전 각도(즉, 위치 백터 값)를 알 수 있다. 이러한 위치 백터 값을 이용하여 X축 좌표와 Y축 좌표를 알 수 있다.
여기서, 이송 로봇(1200) 주변에 복수의 기판 안치부(2200)가 위치하는 경우 이들 각각의 중심점(C)의 이격 거리 및 회전 각도를 알 수 있다. 그리고 여기서, 이송 로봇(1200)의 기준 원점과 가상의 X 및 Y축의 설정 방법에 따라 이격 거리와 회전 각도의 값은 변화될 수 있다. 그러나, 복수의 기판 안치부(2200)들 간의 중심 점(C)에 대한 상대적인 값(즉, 기준으로 부터의 상대값)은 일정하게 된다.
상기 좌표 즉, 위치 백터의 계산을 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 만일, 거리 측정부(1250)에 의해 기준점(R) 까지의 이격 거리가 600mm이고, 기판 안치부(2200)의 반지름이 180mm이라고 가정하면, 거리 측정부(1250)에서부터 기판 안치부(2200) 중심점(C)까지의 이격 거리는 780mm(600mm + 180mm)가 된다.
또한, 상기 이격 거리 또한, 기준 원점을 이송 로봇(1200)의 중심점(예를 들어 구동축(1220)의 중심)으로 하는 경우에는 상기 이송 로봇(1200)의 중심점과 거리 측정부(1250) 사이의 거리를 더한 값이 된다. 즉, 이송 로봇(1200)의 중심점과 거리 측정부(1250) 사이의 거리가 20mm 인 경우, 이송 로봇(1200)의 중심점에서 기판 안치부(2200)의 중심점(C)은 800mm 이격되어 있음을 알 수 있다. 이때, 상기와 같은 기준 원점을 조절하는 동작을 별도의 원점 조절 동작으로 수행할 수 있다.
그리고, 거리 측정부(1250)가 기준점(R)까지 도달하기 위해 30도 회전하였다면, 상기 30도가 기판 안치부(2200) 중심점(C)의 회전 각도가 된다. 이는 거리 측정부(1250)의 출발점이 +X축일 경우를 가정한 것이다. 따라서, 만일 거리 측정부(1250)의 출발점이 +X축이 아닐 경우에는 상기 회전 각도가 변화될 수 있다. 이와 같이 기준 축을 설정하는 동작을 별도의 설정 동작으로 수행할 수 있다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이 거리 측정부(1250)를 통해 기판 안치부(2200)의 중심점(C)까지의 이격 거리와 회전 각도를 계산한 다음 원점 조절 동작과 축 설정 동작을 수행한다. 이를 통해 이송 로봇(1200)에 설정된 기준 좌표에 맞도록 이격 거리와 회전 각도를 재 산출하여 기판 안치부(2200)의 중심점(C)의 X축 및 Y축 좌표를 얻게 된 다.
이와 같이 본 실시예에서는 이송 로봇(1200)의 구동축(1220)을 회전시켜 거리 측정부(1250)를 회전시키다. 그리고, 거리 측정부(1250)를 360도 회전시키면서 거리를 측정한다. 이를 통해 이송 로봇(1200) 둘레에 배치된 요소들(즉, 챔버)에 대한 이격 거리 값들을 검출한다. 그리고, 이격 거리 값과 회전 값을 이용하여 기판 처리 챔버(2100)의 기판 안치부(2200)의 중심점의 위치 백터(즉, 좌표)를 계산하게 된다. 백터 계산을 통해 X와 Y축의 좌표를 알 수 있다. 이는 삼각 함수의 극좌표 계산법으로 계산할 수 있다. 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 상기 백터의 크기(즉, 이격 거리) 값을 R이라고 하고, 상기 회전 각도를 θ라고 할 경우, X 축의 값은 R*cosθ가 되고, Y축의 값은 R*sinθ가 된다.
이때, 상기 거리 측정부(1250)의 Z축의 높이가 중요하다. 즉, 상기 거리 측정부(1250)의 높이가 낮을 경우에는 거리 측정부(1250)의 측정 빔이 이송 챔버(1100)의 측벽면 만을 따라 이동하기 때문에 이송 챔버(1100)에 접속된 기판 처리 챔버(2100)의 기판 안치부(2200)를 측정하지 못하게 된다. 또한, 거리 측정부(1250)의 높이가 높을 경우에는 거리 측정부(1250)의 측정 빔이 기판 안치부(2200)의 상측을 측정하게 되는 단점이 발생한다. 여기서, 앞선 동작에 의해 거리 측정부(1250)는 이송 로봇(1200)의 Z축의 최소 하강 높이와 최대 상승 높이를 측정하였다. 따라서, 본 실시예에서는 최소 하강 높이에서 최대 상승 높이까지의 높이를 100으로 할 경우, 최소 하강 높이에서부터 상기 거리 측정부(1250)를 10 내지 70% 범위 내의 높이에 위치시킨 상태에서 회전시키는 것이 효과적이다. 물론 바 람직하게는 30 내지 60% 범위 내의 높이에 위치시킨 상태에서 회전시키는 것이 효과적이다.
물론 본 실시예에서는 일 높이에서 한번의 회전을 통해 상기 기판 처리 챔버(2100)의 기판 안치부(2200)의 중심점(C)의 좌표(즉, 위치 백터)를 계산하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 각기 다른 높이에서 360도 회전하여 기판 처리 챔버(2100)의 기판 안치부(2200) 중심점(C)의 좌표를 계산할 수도 있다. 이는 앞서 언급한 바와 같이 거리 측정부(1250)의 Z축 높이에 따라 기판 안치부(2200)의 중심점(C) 좌표를 계산하지 못할 수 있기 때문이다. 예를 들어, 최소 하강 높이에서부터 10% 높이에 거리 측정부(1250)를 위치시킨 다음 거리 측정부(1250)를 360도 회전시켜 주변 요소의 이격 거리를 측정한다. 그리고, 약 5 내지 20% 범위 만큼 그 높이를 상승시켜 가면서 주변 요소의 이격 거리를 측정할 수 있다. 또한, 이에 한정되지 않고, 최소 하강 높이에서부터 50% 높이에 거리 측정부(1250)를 위치시킨 다음 거리 측정부(1250)를 360도 회전시켜 주변 요소의 거리를 측정한다. 그리고, 측정 결과를 분석하여 기판 안치부(2200)의 이격 거리가 측정되지 않는 경우에는 거리 측정부(1250)를 상기 위치에서 5 내지 20% 범위만큼 상승 또는 하강시켜 다시 주변 요소의 이격 거리를 측정한다. 따라서, 이를 반복하여 기판 안치부(2200)의 중심점(C)의 X 축 및 Y축 좌표를 계산할 수도 있다.
이어서, 이송 로봇(1200)의 거리 측정부(1250)을 기판 처리 챔버(2100)의 기판 안치부(2200) 중심점의 X축과 Y축 좌표에 대응하도록 위치시킨 다음 이송 로봇(1200)을 수직 방향으로 상하 이동시켜 기판 안치부(2200)의 상측 표면의 높이 즉, Z축 좌표를 결정한다(S140).
이는, 도 3에 도시된 바와 같이 이송 로봇(1200)의 거리 측정부(1250)를 처리 챔버 구간의 기준점(R)에 위치시킨다. 그리고, 거리 측정부(1250)를 최대 상승높이에서 최소 하강 높이까지 하강시켜 가면서 이격 거리를 측정한다. 이와 같이 측정된 이격 거리는 도 6의 표와 같이 나타난다.
도 6의 그래프를 살펴보면 처음에는 이격 거리가 일정한 3개의 구간과 이격 거리가 급격하게 변화하는 3개의 지점이 발생함을 알 수 있다. 이는 도 3에서와 같이 최대 상승 높이에서 하강하는 경우, 거리 측정부(1250)의 측정 빔이 처음에는 이송 챔버(1100)의 내측 벽면에 조사되어 이송 챔버(1100)의 내측 벽면의 이격 거리를 측정한다. 그러다 기판 출입구(2300)를 지나는 순간(즉, 제 1 변화 지점(K1))에서 이격 거리가 급격하게 증가하게 된다. 이는 거리 측정부(1250)가 제 1 변화 지점(K1)에서는 거리 측정부(1250)의 빔이 기판 출입구(2300)을 지나 기판 처리 챔버(2100)의 내측벽면에 조사되기 때문이다. 그리고, 다시 제 2 변환 지점(K2)에서는 이격 거리가 급격하게 감소하게 된다. 이는 거리 측정부(1250)의 빔이 기판 처리 챔버(2100)의 내측벽면이 아닌 기판 처리 챔버(2100) 내의 기판 안치부(2200)에 조사되어 이와의 이격 거리를 측정하기 때문이다. 이어서, 제 3 변환 지점(K3)에서도 이격 거리가 변화하게 된다. 이는 거리 측정부(1250)가 기판 출입구(2300) 영역을 벗어나 다시 이송 챔버(1100)의 내측벽면과의 이격 거리를 측정하기 때문이다.
따라서, 상기의 결과를 이용하여 기판 안치부(2200)의 Z축 높이 즉, Z축 좌표가 제 2 변환 지점(K2)임을 알 수 있다.
물론 이에 한정되지 않고, 상기 거리 측정부(1250)을 최소 하강 높이에서 최대 상승 높이 방향으로 상승시켜 상기 기판 안치부(2200)의 Z축 좌표(즉 Z축 방향의 높이)를 알 수 있다. 그리고, 상기 도 6의 그래프는 이송 챔버(1100)와 기판 처리 챔버(2100) 내부 구성 요소에 의해 그 형태가 변화될 수 있다. 그리고, 본 실시예에서는 거리 측정부(1250)에 의해 측정된 이격 거리 값들 중 전후 이격 거리 값의 차의 절대 값이 두번째로 큰 지점의 Z축 방향의 높이를 기판 안치부(2200)의 Z축 좌표로 설정할 수 있다. 이는 기판 처리 챔버(2100)의 내측벽면에서 기판 출입구(2300) 사이의 거리가 가장 크고, 다음으로는 기판 처리 챔버(2100)의 내측벽면에서 기판 안치부(2200)의 기준점(R) 사이의 거리가 크기 때문이다.
이와 같이 본 실시예에서는 거리 측정부(1250)의 X축과 Y축의 좌표를 기판 안치부(2200)의 기준점(R) 즉, 중심점(C)에 위치시킨 다음 수직 방향으로 이동시켜 측정된 이격 거리 값을 이용하여 기판 안치부(2200) 중심점(C)의 Z축 좌표를 알 수 있다.
그리고, 앞서 언급한 바와 같이 이송 로봇(1200)에 설정된 원점의 높이가 거리 측정부(1250)의 높이와 다를 경우에는 측정된 Z축 좌표를 상기 원점에 맞도록 원점 조절을 수행할 수도 있다.
상술한 바와 같은 방법을 통해 이송 로봇(1200) 주변에 위치한 기판 처리 챔버(2100)들 각각의 기판 안치부(2200) 중심점(C)의 X축, Y축 및 Z축의 좌표를 정확하게 얻을 수 있다.
이어서, 본 실시예의 티칭 제어 모듈(1310)은 상기 기판 안치부(2200) 중심 점(C)의 X, Y 및 Z축의 좌표를 이용하여 이송 로봇(1200)의 이송 좌표들을 결정한다(S150). 이때, 이송 좌표는 앞서와 같이 이송 로봇(1200)의 움직임 즉, 로봇 암(1230)의 움직임 좌표에 대응된다. 따라서, 로봇 암(1230)이 이송 좌표로 움직이게 되면 블레이드(1240) 상에 위치한 기판의 중심점과 기판 안치부(2200)의 중심점(C)이 일치하게 된다. 따라서, 이송 좌표는 측정된 기판 안치부(2200) 중심점(C)의 좌표 값과 로봇 암(1230)의 길이 그리고, 블레이드(1240)의 크기를 통해 계산할 수 있다. 이때, 블레이드(1240)는 기판의 일정 영역을 잡도록 설계되어 있다. 따라서, 블레이드(1240)의 크기와 기판의 사이즈(즉, 직경)를 통해 기판의 중심점을 알 수 있다.
이와 같이 계산되고 산출된 이송 로봇(1200)의 이송 좌표는 이송 좌표 저장부(1320)에 저장된다. 그리고 저장된 이송 좌표를 통해 제어 모듈(1330)은 이송 로봇(1200)을 움직여 원하는 위치에 기판을 배치시킨다.
물론 이송 로봇의 자동 티칭 방법은 상술한 설명에 한정되지 않고, 다양한 변형이 가능하다. 즉, 상술한 설명에서는 먼저 기판 안치부(2200)의 중심점(C)의 X, Y 및 Z축 좌표를 산출한 다음 이를 이용하여 X, Y 및 Z축에 대한 이송 좌표를 산출하였다.
하지만, 상기 거리 측정부(1250)의 수평 방향 회전(즉, 360도 회전)을 통해 측정된 이격 거리 결과를 이용하여 X축과 Y축에 대한 이송 좌표를 직접 산출하여 먼저 저장할 수 있다. 그리고, 다시 거리 측정부(1250)를 수직 방향으로 상하 이동시켜 측정된 이격 거리 결과를 이용하여 Z축에 대한 이송 좌표를 직접 산출할 수도 있다.
본 발명의 이송 로봇(1200)의 거리 측정부(1250)는 상술한 설명에 한정되지 않고, 다양한 위치로의 변형이 가능하고, 이에 따라 티칭 방법 또한 변화될 수 있다.
도 8은 일 실시예의 제 1 변형예에 따른 이송 로봇의 도면이다.
도 8의 (a)는 단면도이고, (b)는 평면도이다. 도 8의 변형예에서와 같이 이송 로봇(1200)의 로봇 암(1230)은 복수의 관절부(1231, 1232, 1233)를 구비한다. 즉, 일측 끝단이 구동축(1220)과 접속된 제 1 관절부(1231)과, 제 1 관절부(1231)에 대하여 대략 수평 방향으로 절곡되도록 접속된 제 2 관절부(1232)와, 상기 제 2 관절부(1233)와 수평 방향으로 절곡되도록 접속된 제 3 관절부(1233)를 구비한다.
여기서, 관절부(1231, 1232, 1233)들은 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 바 타입의 몸체를 갖는다. 그리고, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 제 1 관절부(1231) 상측에 제 2 관절부(1232)가 위치하고, 제 2 관절부(1232) 상측에 제 1 관절부(1233)가 위치한다. 이를 통해 각 관절부의 수평 방향의 이동시 주변 관절부들과 충돌되지 않도록 할 수 있다.
따라서, 본 변형예에서는 상기 로봇 암(1230)의 각 관절부(1231, 1232, 1233)의 일측 끝단에 각기 거리 측정부(1250)를 배치시킬 수 있다. 즉, 도 8의 (a)에서는 제 1 및 제 2 관절부(1231, 1232)의 앞쪽 끝단에 거리 측정부(1250)가 배치됨이 도시되었다. 이는 제 3 관절부(1233)의 앞쪽 끝단에는 블레이드(1240)가 접속되어 있기 때문이다. 하지만 이에 한정되지 않고, 도 8의 (a)의 점선과 같이 제 1 내지 제 3 관절부(1231, 1232, 1233) 각각의 뒤쪽 끝단에 거리 측정부(1250)를 배치할 수 있다.
이와 같은 거리 측정부(1250)를 배치하여 각기 서로 다른 높이에서 주변 장치들의 이격 거리를 측정할 수 있어 티칭 공정 시간을 줄일 수 있다. 이뿐만 아니라 다수의 거리 측정부(1250)를 서로 다른 방향으로 회전시켜 이격 거리를 측정할 수 있다. 이는 거리 측정부(1250)가 배치된 제 1 관절부(1231)와 제 2 관절부(1232)를 각기 서로 다른 방향으로 회전시킬 수 있기 때문이다.
이와 같이 다수의 거리 측정부(1250)를 둘 경우, 이송 로봇(1200)의 주변에 배치된 장치들의 배치와 이에 따른 형상을 스켄하듯이 검출할 수 있다. 즉, 앞선 실시예에서는 360도 회전한 이후에 기판 안치부(2200)에 해당하는 기준점(R)과 X 및 Y축의 좌표를 산출하고, 기준점(R)에서 상하 이동하여 Z축의 좌표를 산출하였다. 하지만, 본 변형예에서는 최대 상승 높이에서 1 회전한 이후 소정 거리(예를 들어 약 1 내지 10mm) 하강하고, 1회전하고, 다시 하강한다. 이와 같이 회전과 하강을 연속적으로 수행(즉, 반복)하여 스켄 하듯이 주변 장치(즉, 기판 안치부(2200))와의 이격 거리와 회전 각도를 산출하여 X, Y 및 Z축의 좌표를 산출할 수 있다.
도 9는 일 실시예의 제 2 변형예에 따른 이송 로봇의 도면이다.
도 9의 (a)는 평면도이고, (b)는 (a)의 B-B 선에 대해 자른 단면도이다. 도 9의 변형예에서와 같이 이송 로봇(1200)은 구동축(1220)의 일측에 거리 측정부(1250)가 배치될 수 있다. 이를 통해 로봇 암(1230)의 관절부를 개별적으로 회전 시키지 않더라도 거리 측정부(1250)를 회전시킬 수 있다. 또한, 거리 측정부(1250)를 구동축(1220)에 배치시킴으로 인해 거리 측정부(1250) 구동을 위한 배선들의 연결을 더욱 자유롭게 할 수 있다.
또한, 도시되지 않았지만 상기 거리 측정부(1250)를 이송 로봇(1200)의 블레이드(1240)에 배치시킬 수 있다. 이때, 블레이드(1240)의 상측에는 기판이 위치하기 때문에 상기 상측 영역을 제외한 영역에 거리 측정부(1250)가 배치될 수 있다. 바람직하게는 블레이드(1240)의 하측 바닥면에 거리 측정부(1250)가 배치되는 것이 효과적이다.
또한, 본 실시예에서는 상기 거리 측정부(1250)로 3차원 거리를 측정할 수 있는 거리 측정 센서를 사용할 수 있다. 즉, 일 위치에서 Z축 방향으로 광 빔을 조사하여 거리를 측정하는 센서를 사용할 수 있다. 이를 통해 거리 측정부(1250)가 회전하여 X와 Y축의 좌표를 얻음과 동시에 Z축의 좌표도 한꺼번에 얻을 수 있다.
본 발명은 상기에서 서술된 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 즉, 상기의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허 청구 범위에 의해서 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 블록도.
도 2는 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 평면 개념도.
도 3 및 도 4는 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 일부 영역의 단면 개념도.
도 5는 일 실시예의 이송 로봇을 수평 방향 회전시켜 측정된 주변 장치들의 상대적 이격 거리의 결과 도면.
도 6은 일 실시예의 이송 로봇을 기준 좌표점에서 상하 이동시켜 측정된 주변 장치의 상대적 이격 거리의 결과 도면.
도 7은 본 실시예에 따른 이송 로봇의 자동 티칭 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 8은 일 실시예의 제 1 변형예에 따른 이송 로봇의 도면.
도 9는 일 실시예의 제 2 변형예에 따른 이송 로봇의 도면.
<도면의 주요 부호에 대한 부호의 설명>
1000 : 이송 장치 1200 : 이송 로봇
1220 : 구동축 1230 : 로봇 암
1240 : 블레이드 1250 : 거리 측정부
2000 : 기판 처리 장치 2200 : 기판 안치부
3000 : 로드락 장치

Claims (21)

  1. 이송 좌표를 따라 이동하여 그 주변에 배치된 기판 안치부 상에 기판을 이동시키는 기판 이송 로봇의 티칭 방법으로서,
    상기 기판 이송 로봇을 회전시켜 상기 기판 이송 로봇 주변에 배치된 상기 기판 안치부 중심점의 X축 좌표와 Y축 좌표를 산출하는 단계;
    상기 기판 안치부의 중심점의 X축 및 Y축 좌표 점에 대하여 상기 기판 이송 로봇을 승하강시켜 상기 기판 안치부 중심점의 Z축 좌표를 산출하는 단계; 및
    상기 기판 안치부 중심점의 X축, Y축 및 Z축 좌표를 이용하여 상기 이송 좌표를 산출하는 단계를 포함하는 기판 이송 로봇의 티칭 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 기판 안치부 중심점의 X축 좌표와 Y축 좌표를 산출하는 단계는,
    상기 기판 이송 로봇을 회전시켜 상기 기판 이송 로봇의 일 지점을 기준으로 회전에 따른 주변 영역과의 수평 방향 이격 거리를 산출하는 단계;
    산출된 수평 방향 이격 거리를 이용하여 상기 일 지점과 상기 기판 안치부의 중심점까지의 수평 방향 이격 거리를 산출하고, 상기 기판 안치부의 중심점까지의 회전 각도를 산출하는 단계를 포함하는 기판 이송 로봇의 티칭 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기판 이송 로봇의 전체 이동 높이를 측정하고, 상기 기판 이송 로봇을 상기 전체 이동 높이 중 최소 하강 높이에서부터 50% 높이에 상기 기판 이송 로봇을 배치시킨 다음 상기 기판 이송 로봇을 회전시키는 기판 이송 로봇의 티칭 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 기판 이송 로봇을 최소 하강 높이에서 부터 최소 하강 높이 까지 단계적으로 상승시키고, 회전시켜 상기 수평 방향 이격 거리를 산출하는 기판 이송 로봇의 티칭 방법.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 기판 안치부의 중심점까지의 수평 방향 이격 거리와 상기 회전 각도 그리고, 상기 일 지점에 관한 상기 이송 로봇의 기준 좌표에서의 좌표를 이용하여 상기 기판 안치부 중심점의 X축과 Y축 좌표를 산출하는 단계를 포함하는 기판 이송 로봇의 티칭 방법.
  6. 청구항 2에 있어서, 상기 산출된 수평 방향 이격 거리를 이용하여 상기 일 지점과 상기 기판 안치부의 중심점까지의 수평 방향 이격 거리를 산출함은,
    산출된 수평 방향 이격 거리 결과 중 전단과 후단의 이격 거리의 차가 커지는 지점과 작아지는 지점 사이 구간에서의 최대 이격 거리 지점을 기준점으로 선정하는 단계;
    상기 기준점의 이격 거리에 상기 기판 안치부의 반지름을 더해 상기 기판 안치부의 중심점의 수평 방향 이격 거리를 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 전단과 후단의 이격 거리의 차가 커짐과 작아짐은 상기 전단과 후단의 이격 거리의 차의 절대 값이 100mm 이상인 기판 이송 로봇의 티칭 방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 기판 안치부 중심점의 Z축 좌표를 산출하는 단계는,
    상기 중심점 좌표에서 상기 기판 이송 로봇을 승하강 시켜 수직 방향 이격 거리를 산출하고, 상기 산출된 수직 방향 이격 거리를 이용하여 상기 중심점의 Z축 좌표를 산출하되,
    산출된 수직 방향 이격 거리 결과중 전단과 후단의 이격 거리 차의 절대 값이 두번째로 큰 지점의 높이를 Z축 좌표로 하는 기판 이송 로봇의 티칭 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 안치부 중심점의 X축 좌표와 Y축 좌표는 상기 기판 이송 로봇을 회전시켜 상기 기판 이송 로봇의 일 지점을 기준으로 회전에 따른 주변 영역과의 수평 방향 이격 거리를 산출하고, 산출된 수평 방향 이격 거리와 상기 기판 이송 로봇의 회전각도를 이용하여 산출되고,
    상기 기판 안치부 중심점의 Z축 좌표는 상기 중심점 좌표에서 상기 기판 이송 로봇을 승하강 시켜 수직 방향 이격 거리를 산출하고, 상기 산출된 수직 방향 이격 거리를 이용하여 산출되며,
    상기 수평 방향의 이격 거리와 상기 수직 방향의 이격 거리는 상기 기판 이송 로봇의 일 지점에 위치한 거리 측정 센서에 의해 측정되는 기판 이송 로봇의 티칭 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 기판 이송 로봇을 최소 하강 높이에서 부터 최소 하강 높이 까지 단계적으로 상승시키고, 각 단계에서 360도 회전시켜 상기 수평 방향 이격 거리와 상기 수직 방향의 이격거리를 동시에 산출하는 기판 이송 로봇의 티칭 방법.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 이송 로봇은 기판을 지지하는 블레이드와 상기 블레이드를 이동시키는 로봇 암을 구비하고,
    상기 기판 안치부 중심점의 X축, Y축 및 Z축 좌표와, 상기 이송 로봇의 기준 좌표 그리고, 상기 로봇 암의 길이와 상기 블레이드의 크기를 이용하여 상기 이송 좌표를 계산하는 기판 이송 로봇의 티칭 방법.
  11. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상기 기판 안치부 중심점의 X축 좌표와 Y축 좌표를 산출하는 단계 전에,
    상기 기판 이송 로봇을 초기위치로 배치시키는 단계; 및
    상기 기판 이송 로봇을 승하강시켜 상기 기판 이송 로봇의 상하 이동 높이를 인식하는 단계를 포함하는 기판 이송 로봇의 티칭 방법.
  12. 이송 좌표를 따라 이동하여 그 주변에 배치된 기판 안치부 상에 기판을 이동시키는 기판 이송 로봇의 티칭 방법으로서,
    상기 기판 이송 로봇과, 상기 기판 이송 로봇 주변에 위치고 상기 기판 안치부를 포함하는 장치들 간의 수평 방향 및 수직 방향의 이격 거리를 측정하는 단계;
    상기 측정된 수평 방향의 이격 거리를 이용하여 상기 기판 안치부 중심점의 위치 백터를 산출하고, 상기 측정된 수직 방향의 이격 거리를 이용하여 상기 기판 안치부 상측 표면의 수직 높이를 산출하는 단계;
    상기 기판 안치부 중심전의 위치 백터와 상기 기판 안치부 상측 표면의 수직 높이를 통해 상기 기판 이송 로봇의 기준 좌표에 대한 상기 기판 안치부 중심점의 X축, Y축 및 Z축 좌표를 산출하는 단계;
    상기 산출된 기판 안치부 중심점의 X축, Y축 및 Z축 좌표를 이용하여 상기 이송 좌표를 산출하는 단계를 포함하는 기판 이송 로봇의 티칭 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 기판 이송 로봇은 수평 방향의 이격 거리와 수직 방향의 이격 거리를 측정할 수 있는 거리 측정부를 구비하고,
    상기 거리 측정부를 회전시켜 수평 방향 및 수직 방향의 이격 거리를 동시에 측정하는 기판 이송 로봇의 티칭 방법.
  14. 주변 장치에 기판을 이송하는 기판 이송 로봇에 있어서,
    상기 기판을 지지하는 블레이드;
    상기 블레이드에 접속된 로봇 암;
    상기 로봇 암에 구동력을 전달하는 구동축;
    상기 구동축에 상기 구동력을 인가하는 구동부; 및
    상기 로봇 암의 일 단부, 상기 구동축 및 상기 블레이드 중 적어도 어느 하나에 마련된 거리 측정부를 포함하는 기판 이송 로봇.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 거리 측정부를 통해 측정된 상기 주변 장치와의 이격 거리를 이용하여 상기 로봇 암의 이송 좌표를 산출하는 티칭 제어 모듈과,
    상기 이송 좌표를 저장하는 이송 좌표 저장부와,
    상기 저장된 이송 좌표를 이용하여 상기 구동부의 동작을 제어하여 상기 로봇 암의 이동을 제어하는 제어 모듈을 구비하는 제어부를 더 포함하는 기판 이송 로봇.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 로봇 암은 다관절 구조로 연결된 복수의 관절부를 포함하고,
    상기 복수의 관절부 중 그 일 측면이 상기 구동축에 접속된 일 관절부의 상기 일 측면의 측벽면에 상기 거리 측정부가 배치된 기판 이송 로봇.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 로봇 암은 다관절 구조로 연결된 복수의 관절부를 포함하고,
    상기 로봇 암은 상기 복수의 관절부 중 적어도 2개의 관절부의 일 측벽면에 상기 거리 측정부가 배치된 기판 이송 로봇.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 로봇 암이 접속된 상기 구동축의 상측 영역에 상기 거리 측정부가 배치된 기판 이송 로봇.
  19. 청구항 14에 있어서,
    상기 블레이드의 하측 바닥면에 상기 거리 측정부가 배치된 기판 이송 로봇.
  20. 기판을 이송하는 이송 장치; 및
    상기 이송 장치와 연통하는 기판 출입구와, 상기 기판이 안치되는 기판 안치부를 구비하고, 상기 이송 장치의 주변에 접속된 적어도 하나의 기판 처리 장치를 포함하고,
    상기 이송 장치는,
    상기 기판 처리 장치가 접속된 이송 챔버와,
    상기 이송 챔버 내측에 배치되어 상기 기판을 이송하는 이송 로봇과,
    상기 이송 로봇에 위치하여 상기 이송 로봇과 상기 이송 챔버 및 상기 기판 처리 장치 간의 이격 거리를 측정하는 거리 측정부와,
    상기 거리 측정부의 측정된 이격 거리를 이용하여 상기 이송 로봇의 이송 좌표를 산출하고, 산출된 이송 좌표를 이용하여 상기 이송 로봇의 이동 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 기판 처리 시스템.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 거리 측정부를 1회전 시켜 상기 이송 로봇과 상기 기판 처리 장치의 기판 안치부 간의 수평 방향 이격 거리와 회전 각도를 측정하고, 상기 측정 결과를 이용하여 상기 이송 로봇의 기준 좌표에 대한 상기 기판 안치부 중심점의 X축 및 Y축의 좌표를 산출하고,
    상기 거리 측정부를 상기 중심점 좌표에서 상하 이동시켜 수직 방향 이격 거리를 측정하고, 상기 측정 결과를 이용하여 상기 기판 안치부 중심점의 Z축 좌표를 산출하고,
    상기 기판 안치부 중심점의 X축, Y축 및 Z축 좌표를 이용하여 상기 이송 로봇의 이송 좌표를 산출하는 티칭 제어 모듈;
    상기 저장된 이송 좌표를 저장하는 이송 좌표 저장부; 및
    상기 저장된 이송 좌표를 이용하여 상기 이송 로봇의 이동을 제어하는 제어모듈을 포함하는 기판 처리 시스템.
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