KR20160063090A - 기판 이송 장치 및 기판 이송 방법 - Google Patents

기판 이송 장치 및 기판 이송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판을 이송하는 장치 및 기판을 이송하는 방법으로서, 내부에 대기압 상태의 기판 이송 공간을 가지는 기판 이송 모듈과, 상기 기판 이송 모듈의 측벽에 형성되어 상기 기판 이송 모듈의 외부장치와 상기 기판 이송 모듈 사이에서 기판을 이송하기 위해 상기 기판의 적어도 세 곳 이상과 접촉하는 접촉 패드를 가지는 블레이드를 포함하는 대기압 로봇암 및 상기 게이트 주변에 상하 방향으로 서로 대향되는 적어도 두 개 이상의 발광 센서와 수광 센서를 포함하는 틀어짐 보정부를 포함하는 기판 이송 장치를 이용한 기판 이송 방법에 있어서, 상기 외부 장치로부터 상기 블레이드 상에 기판을 안착시키는 과정; 상기 대기압 로봇암의 구동에 의한 기판 이송 시, 상기 발광 센서와 수광 센서 사이를 통과할 때의 광투과 변환 상태를 측정하는 과정; 상기 기판이 정해진 위치 경로를 벗어나는 경우, 측정된 광투과 변환 상태를 이용하여 이송되는 기판의 틀어짐을 보정하는 틀어짐 보정 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하고, 블레이드의 접촉 패드 상에 기판을 안착시켜 기판을 이송함으로써, 물리적인 가압에 의해 발생할 수 있는 기판 손상 및 파티클 발생을 방지할 수 있다.

Description

기판 이송 장치 및 기판 이송 방법{Apparatus for transfering substrate and method for transfering the same}
본 발명은 기판을 이송하는 장치 및 기판을 이송하는 방법으로서, 로드 포트와 로드락 챔버 사이에서 기판을 이송하도록 인터페이스하는 기판 이송 모듈에서의 기판 이송 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체소자, 디스플레이소자는 기판에 대해 박막 증착, 식각 등의 각종 공정을 거쳐 제조된다. 최근에는 공정의 효율을 높이기 위해 클러스터 기판 처리 장치가 주로 사용되고 있다.
클러스터 타입의 기판 처리 장치는 트랜스퍼 챔버(transfer chamber)의 측면에 배치되는 공정 챔버(process chamber)와, 로드락 챔버(load lock chamber)를 구비된다. 또한 기판 처리 장치는 기판들이 적재된 캐리어(예를 들어, 카세트, FOUP 등)가 안착되는 로드 포트와, 이송 장치를 구비하여 로드 포트와 로드락 챔버 사이에서 기판을 이송하도록 인터페이스하는 설비 전방 종단 모듈(Equipment Front End Module : EFEM)을 포함한다.
설비 전방 종단 모듈(Equipment Front End Module : EFEM)은, 로드 포트와 로드락 챔버 사이에 배치되고, 내부에 기판을 이송하는 이송 로봇을 구비하여, 로드 포트와 로드락 챔버 상호 간에 기판을 이송한다.
이송 로봇은 도 1과 같은 진공 흡착 타입(Vacuum Suction type)의 블레이드나, 도 2에 도시한 에지 그립 타입(Edge Grip type)의 블레이드를 이용하여 기판을 안착시켜 이송한다. 도 1의 진공 타입의 블레이드는 블레이드에 안착된 기판에 진공홀(10)을 통한 진공압을 가하여 이송 로봇의 회전 이동 시에 기판이 블레이드 상에서 미끄러지는 것을 방지하며, 도 2의 에지 그립 타입의 블레이드는 단차턱(20)을 이용하여 기판을 가압하여 블레이드 상에서 기판이 미끄러지는 것을 방지한다.
그러나, 이러한 진공 흡착 타입(Vacuum Suction type) 또는 에지 그립 타입(Edge Grip type)의 블레이드를 이용하여 기판을 가압할 경우, 기판 장치에 물리적인 충격이 가해져 기판이 파손되거나 파티클(particle)이 발생하는 문제가 있다. 또한 기판 파손을 방지하기 위하여 진공 흡착을 약하게 할 경우, 기판이 블레이드 상에서 틀어져 위치하게 되며, 이로 인하여 로드락 챔버로 정확하게 기판이 이송되지 못하는 문제가 있다.
한국공개특허 10-2010-0056795
본 발명의 기술적 과제는 대기압 상태에서 물리적인 가압 없이 기판을 이송하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 기판 이송 시에 기판이 미끄러져 틀어진 경우 이를 보정하는데 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 기판 이송 장치는, 내부에 대기압 상태의 기판 이송 공간을 가지는 기판 이송 모듈; 상기 기판 이송 모듈의 측벽에 형성되는 적어도 하나 이상의 게이트; 적어도 세 곳 이상이 기판과 접촉하는 접촉 패드를 가지는 블레이드; 상기 기판 이송 모듈의 내부 공간에 마련되어, 상기 블레이드에 안착된 기판을 상기 게이트를 통하여 상기 기판 이송 공간과 상기 기판 이송 모듈의 외부 장치 사이에서 이송하는 대기압 로봇암; 상기 대기압 로봇암의 구동에 의해 기판 이송 시, 기판이 정해진 위치 경로를 벗어나는 경우, 이송되는 기판의 틀어짐을 보정하는 틀어짐 보정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 블레이드는 고무 및 세라믹 재질 중 적어도 어느 한 가지로 형성될 수 있다.
상기 외부 장치는 로드락 챔버와 로드 포트 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 틀어짐 보정부는, 상기 게이트 주변에 기판이 이송되는 경로의 상하 일면에 적어도 두 개 이상 마련된 발광 센서; 상기 게이트 주변에 기판이 이송되는 경로의 상하 타면에서 상기 발광 센서와 동일한 개수로 대향되어 마련된 수광 센서; 상기 대기압 로봇암의 구동에 의해 기판 이송 시, 상기 기판이 상기 발광 센서와 수광 센서 사이를 통과할 때의 광투과 변환 상태를 측정하여, 상기 기판의 틀어짐을 보정하는 위치 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 기판 이송 방법은, 내부에 대기압 상태의 기판 이송 공간을 가지는 기판 이송 모듈과, 상기 기판 이송 모듈의 측벽에 형성되어 상기 기판 이송 모듈의 외부장치와 상기 기판 이송 모듈 사이에서 기판을 이송하기 위해 상기 기판의 적어도 세 곳 이상과 접촉하는 접촉 패드를 가지는 블레이드를 포함하는 대기압 로봇암 및 상기 게이트 주변에 상하 방향으로 서로 대향되는 적어도 두 개 이상의 발광 센서와 수광 센서를 포함하는 틀어짐 보정부를 포함하는 기판 이송 장치를 이용한 기판 이송 방법에 있어서, 상기 외부 장치로부터 상기 블레이드 상에 기판을 안착시키는 과정; 상기 대기압 로봇암의 구동에 의한 기판 이송 시, 상기 발광 센서와 수광 센서 사이를 통과할 때의 광투과 변환 상태를 측정하는 과정; 상기 기판이 정해진 위치 경로를 벗어나는 경우, 측정된 광투과 변환 상태를 이용하여 이송되는 기판의 틀어짐을 보정하는 틀어짐 보정 과정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 틀어짐 보정 과정은, 상기 기판이 상기 발광 센서와 수광 센서 사이를 통과할 때 측정된 측정값을 이용하여 광투과 변환 상태를 파악하는 과정; 상기 광투과 변환 상태에서의 측정 모터 좌표를 획득하는 과정; 상기 측정 모터 좌표와 미리 설정된 기준 모터 좌표의 차이만큼 상기 로봇암을 구동시켜 틀어짐을 보정하는 과정;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면 블레이드의 접촉 패드 상에 기판을 안착시켜 기판을 이송함으로써, 물리적인 가압에 의해 발생할 수 있는 기판 손상 및 파티클 발생을 방지할 수 있다. 또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 기판 이송 시에 기판이 미끄러져 틀어진 경우 이를 보정함으로써 정위치에 기판을 이송할 수 있다.
도 1은 진공 타입의 블레이드를 도시한 그림이다.
도 2의 에지 그립 타입의 블레이드를 도시한 그림이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구성 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 접촉 패드를 구비한 블레이드를 도시한 그림이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 두 개의 발광 센서 및 두 개의 수광 센서가 마련된 게이트의 측단면을 도시한 그림이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 두 개의 발광 센서 및 두 개의 수광 센서가 마련된 게이트의 측단면을 도시한 그림이다.
도 7은 기판을 이송하는 대기압 로봇암의 부분 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기판 이송 과정을 도시한 플로차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구성 블록도이다.
기판 처리 장치는, 공정 챔버(100), 트랜스퍼 챔버(200), 로드락 챔버(300), 로드 포트(700), 기판 이송 장치를 포함한다.
제2챔버인 로드 포트(700)는 복수개로 마련될 수 있으며, 각각 수납챔버(710)가 로드 포트(700)에 로드된다. 일 예로, 로드 포트(700)는 복수의 로드 포트(700)가 기판 이송 모듈(400)에 연결되어 마련될 수 있다. 기판 이송 모듈(400)은 로드 포트(700)들에 수납챔버(710)가 로드된 상태에서 기 수납된 미처리 기판들을 반출하거나, 공정 처리된 기판들의 수납을 진행한다. 수납챔버(710)는 생산을 위한 일반적인 로트(lot)용 캐리어로써, 물류 자동화 장치(예를 들어, OHT, AGV, RGV)에 의하여 로드 포트(700)에 안착된다. 수납챔버(710)는 복수개로 마련될 수 있으며, 각각 다수의 기판을 수용한다. 다수의 기판은 수납챔버(710)에 수직 방향으로 적층될 수 있다. 이를 위해, 수납챔버(710)에는 다수의 기판을 수납하기 위한 다수의 슬롯(또는 지지대)이 수직 방향으로 배열된다. 예를 들면, 수납챔버(710)의 대표적인 예로는 풉(Front Open Unified Pod;FOUP)을 들 수 있다.
제1챔버인 로드락 챔버(300)는 일측이 트랜스퍼 챔버(200)에 접속되고, 타측은 제1게이트(600a)에 의해 기판 이송 모듈(400)과 접속된다. 로드락 챔버(300)는 트랜스퍼 챔버(200)의 진공 이송 로봇(210)이 기판을 로딩 또는 언로딩하는 시기에 트랜스퍼 챔버(200)와 동일한(근접한) 진공분위기를 형성하며, 기판 이송 모듈(400)로부터 미가공 기판을 공급받거나 이미 가공된 기판을 기판 이송 모듈(400)로 반송시키게 될 때에는 대기압 상태로서 전환된다. 즉, 로드락 챔버(300)는 트랜스퍼 챔버(200)의 기압 상태가 변화되는 것을 방지시키기 위해 그 자체적으로 진공 상태와 대기압 상태를 교차하면서 압력을 유지하게 되는 특징이 있다. 로드락 챔버(300)는 기판들이 임시 대기하는 카세트를 구비한다.
트랜스퍼 챔버(200)는 기판 반송이 이루어지는 공간으로서, 기판 반송에 필요한 진공 이송로봇이 구비되며, 양측면에는 게이트를 통해 복수의 공정챔버가 연결된다.
공정 챔버(100)는, 기판을 대상으로 공정 처리를 진행하는 챔버이다. 예를 들면, 각각의 공정 챔버(100)는 처리액을 이용하여 기판을 처리할 수 있다. 또한, 공정 챔버(100)들은 기판 처리 공정을 순차적으로 진행하기 위한 구성일 수 있다.
로드 포트(700)와 로드락 챔버(300) 사이에서 기판의 이송을 수행하기 위하여, 본 발명의 기판 이송 장치는, 기판 이송 모듈(400), 대기압 로봇암(510), 제1게이트(600a) 및 제2게이트(600b)를 가지는 게이트(600), 발광 센서 및 수광 센서로 된 적어도 두 개 이상의 광센서(611,612), 틀어짐 보정부(미도시)를 포함한다.
기판 이송 모듈(400)은, 대기압 상태의 내부 공간을 가지며, 일측벽에 마련된 제1챔버와 타측벽에 마련된 제2챔버 사이에서 기판이 이송되는 공간을 제공한다. 제2챔버가 로드 포트(700)로 구현되며 제1챔버가 로드락 챔버(300)로 구현되는 경우에는, 기판 이송 모듈(400)은, 로드 포트(700)와 로드락 챔버(300) 사이에서 기판을 이송하는 공간인 설비 전방 종단 모듈(Equipment Front End Module;EFEM)로 구현될 수 있다. 이와 같이 대기압 상태에서 로드 포트(700)에서 로드락 챔버(300)로 기판을 이송하거나, 또는 로드락 챔버(300)에서 로드 포트(700)로 기판을 이송하는 설비 전방 종단 모듈(Equipment Front End Module : EFEM)이 기판 이송 모듈로서 구현될 수 있다. 그러나, 이러한 설비 전방 종단 모듈(EFEM)이 아니더라도 대기압 상태에서 기판을 이송하는 장치라면 본 발명이 적용될 수 있을 것이다. 또한 이하에서 설비 전방 종단 모듈(EFEM)과 공정 처리실인 로드락 챔버(300), 트랜스퍼 챔버(200), 공정 챔버(100)가 배열되는 방향을 제1방향(Y)이라 정의하고, 상부에서 바라볼 때 제1방향(X방향)에 수직인 방향을 제2방향(X)이라 정의하며, X 및 Y 방향과 직각되는 방향을 제3방향(Z방향)이라 정의한다.
기판 이송 모듈(400)인 설비 전방 종단 모듈은 공정 처리실의 전방에 장착되며, 기판이 수납된 캐리어인 로드 포트(700)와 로드락 챔버(300)에 기판을 이송한다. 기판 이송 모듈(400)은 프레임 벽체로 이루어진 내부 공간을 구비하여, 내부 공간을 대기압 상태로 유지한다.
게이트(600)는 기판 이송 모듈(400)의 일측벽과 기판이 보관되는 제1챔버인 로드락 챔버(300)를 연결시킨 제1게이트(600a)와, 기판 이송 모듈(400)의 타측벽과 기판이 보관된 제2챔버인 로드 포트(700)를 연결시킨 제2게이트(600b)를 포함한다. 제2게이트(600b)를 통하여 제2챔버인 로드 포트(700)에서 공정 미처리된 기판이 인출되어 제1게이트(600a)를 통하여 제1챔버인 로드락 챔버(300)로 기판이 이송되거나, 반대로, 제1게이트(600a)를 통하여 제1챔버인 로드락 챔버(300)에서 공정 처리된 기판이 인출되어 제2게이트(600b)를 통하여 제2챔버인 로드 포트(700)로 기판이 이송된다. 제1게이트(600a) 및 제2게이트(600b)마다 게이트밸브가 구비되어 기판 이송이 이루어진 후 게이트를 차단할 수 있다.
대기압 로봇암(510)(ATM ROBOT ARM)은, 기판 이송 모듈(400)인 설비 전방 종단 모듈의 내부 공간에 마련되어, 대기압 상태에서 게이트를 통하여 챔버에서 기판을 인출하거나 챔버 내로 기판을 수납한다. 대기압 로봇암은 모터의 회전에 의하여 이동될 수 있다. 대기압 로봇암의 위치는 디지털 위치 센서인 모터 엔코더에 의해 항상 X,Y 좌표를 확인할 수 있다.
대기압 로봇암(510)은, 외부장치 사이, 예컨대 제1챔버인 로드락 챔버(300)와 제2챔버인 로드 포트(300) 사이에 배치되어 제2방향인 X방향으로 구비된 이송 레일(520)을 따라서 이동하며, 로드 포트(700)와 로드락 챔버(300)간에 기판을 이송한다. 따라서 대기압 로봇암(510)은, 제1챔버인 로드락 챔버(300)에서 공정 처리된 기판을 인출하여 제2챔버인 로드 포드(700) 내로 기판을 수납하거나, 제2챔버인 로드 포트(700)의 공정 미처리 기판을 인출하여 제1챔버인 로드락 챔버(300)로 기판을 수납할 수 있다.
대기압 로봇암(510)은, 기판 이송 시에 기판이 안착되는 블레이드(511)가 구비된다. 본 발명의 실시예는 블레이드를 단일 개수로 된 예를 도시하였지만, 예를 들어, 아암(arm)의 단부에 2개의 엔드 이펙터(end effecter)들을 블레이드(511)로서 구현할 수 있다. 여기서, 엔드 이펙터들은 각각 기판을 1장씩 맡아서 이송하도록 기능을 함으로써, 로봇암이 기판을 2장씩 동시에 이송할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 기판 이송 시에 블레이드(511) 상에서 기판을 안착시키기 위하여 도 4에 도시한 바와 같이 기판과 접촉하는 적어도 세 곳 이상의 접촉 패드(pad)를 구비한다. 적어도 세 곳 이상의 접촉 패드(pad) 상에 기판을 안착시켜 기판이 미끄러지지 않도록 하기 위하여, 기판이 미끄러지지 않도록 하는 재질, 예컨대, 고무 재질 및 세라믹 재질 중 적어도 어느 한 가지로 형성되는 접촉 패드(pad)로서 구현한다.
이와 같이 기존의 진공압 또는 단차턱을 이용하여 기판을 고정하지 않고, 대기압 상태에서 접촉 패드(pad) 상에 기판을 안착시켜 이송함으로써, 기판의 손상 및 파티클을 방지할 수 있다. 그러나, 기판을 고무 재질의 접촉 패드(pad) 상에 안착시켜 이송시에 이송되는 관성력 등의 힘에 의하여 기판의 위치가 초기 위치에서 약간 벗어나는 경우가 발생할 수 있다. 본 발명은 이러한 기판의 미끄러짐에 의하여 기판 위치가 정 위치에서 틀어지는 것을 보정하기 위하여 액티브 웨이퍼 센터링(Active Wafer Centering;AWC)을 위한 틀어짐 보정부를 구비한다.
틀어짐 보정부(미도시)는 발광 센서(611a,612a)), 수광 센서(611b,612b), 위치 제어부(미도시)를 구비한다. 도 5는 두 개의 발광 센서 및 두 개의 수광 센서가 마련된 게이트의 측단면을 도시한 그림이다.
발광 센서(611a,612a)는 광을 발광하는 센서로서 게이트(600) 주변에 기판이 이송되는 경로의 상하 일면인 상부면에 적어도 두 개 이상 마련된다. 또한 수광 센서(611b,612b)는 광을 수광하는 센서로서 각 게이트(600) 주변에 기판이 이송되는 경로의 상하 타면인 하부면에서 발광 센서와 동일한 개수로 대향되어 마련된다. 예를 들어, 발광 센서 및 수광 센서가 두 개씩 마련되는 경우에는, 게이트(600)의 상부면에 제1발광 센서(611a) 및 제2발광 센서(612a)가 마련되며, 제1발광 센서(611a)와 마주보며 대향된 위치의 게이트(600)의 하부면에 제1수광 센서(611b)가 마련되며, 제2발광 센서(612a)와 마주보며 대향된 위치의 게이트(600)의 하부면에 제2수광 센서(612b)가 마련될 수 있다. 이하 설명에서는 게이트(600)의 상부면에 발광 센서(611a,612a), 게이트(600)의 하부면에 수광 센서(611b,612b)가 마련된 예를 설명하겠으나, 게이트(600)의 상부면에 수광 센서, 게이트(600)의 하부면에 발광 센서가 마련되어도 무방하다.
발광 센서(611a,612a) 및 수광 센서(611b,612b)로 된 각각의 광센서(611,612)는 게이트를 통과하는 기판의 반경 범위 내에 위치함이 바람직하다. 예를 들어, 기판이 150mm 반경을 가지는 기판인 경우, 게이트(600)의 상부면(또는 하부면)의 수평변의 중심점(center)에 좌측으로 150mm 이내, 우측으로 150mm 이내에 위치하도록 한다. 따라서 도 5와 같이 제1발광 센서(611a) 및 제1수광 센서(611b)로 된 제1광센서(611)와, 제2발광 센서(612a) 및 제2수광 센서(612b)로 된 제2광센서(612는 게이트의 수평변의 중심점에서 동일하게 떨어져 위치할 수 있다. 다만, 바람직하게는 도 6에 도시한 바와 같이 제1광센서(611)과 제2광센서(612)가 게이트(600)의 수평변의 중심점(center)에서 서로 다른 이격 거리를 가지며 위치하는 것이 바람직하다. 제1광센서(611)와 제2광센서(612)가 게이트(600)의 수평변의 중심점(center)에서 각각 동일한 거리에 이격되어 배치되는 것보다는, 게이트의 수평변의 중심점(center)에서 서로 다른 이격 거리를 가지는 것이, 블레이드(511) 중심에서 미끄러져 벗어난 기판의 중심 좌표를 정확하게 파악할 수 있기 때문이다.
위치 제어부(미도시)는 대기압 로봇암(510)의 구동에 의해 기판이 안착된 블레이드가 발광 센서(611a,612a)와 수광 센서(611b,612b) 사이를 통과할 때의 광투과 변환 상태를 측정하여, 대기압 로봇암(510)의 블레이드(511)의 위치를 보정함으로써 기판의 틀어짐을 보정할 수 있다. 즉, 공정 미처리된 기판을 기판 이송 모듈(400)에서 제1게이트(600a)를 통과시켜 로드락 챔버(300)로 진입한 후이거나, 공정 처리된 기판을 기판 이송 모듈(400)에서 제2게이트(600b)를 통과시켜 로드 포트(700)로 진입시킨 후에, 수광 센서의 광투과 변환 상태를 이용하여 대기압 로봇암(510)의 블레이드(511)의 위치를 보정할 수 있다.
도 7은 기판을 이송하는 대기압 로봇암의 부분 평면도이다. 기판은 엔드 이펙터인 블레이드(511) 상에 안착된다. 두 개의 광센서(611,612)가 블레이드(511) 상의 기판 통로에 구비되고, 블레이드(511)의 이동에 의하여 상대적으로 다른 위치에 위치하게 된다. 즉, 블레이드 이동 전에 블레이드(511)의 전방에 위치한 광센서(611,612)는 블레이드의 이동에 의하여 블레이드 후방에 광센서(611',612')가 위치하게 된다. 따라서 블레이드(511)의 이동에 따라서 기판이 발광 센서에서 발광되는 광을 각각 대향된 두 개의 수광 센서로 도달하는 것을 차단한다. 파선들은 기판에 대한 광 궤적을 도시한 것이다.
따라서 대기압 로봇암(510)을 이용하여 기판 이송이 이루어지는 경우, 기판 이송 통로인 게이트(600)에 제1광센서(611) 및 제2광센서(612)들이 위치하고 있는데, 기판이 게이트(600)를 통과할 때 상부면에서 발광되는 광을 차단하게 된다. 예를 들어, 제1광센서(611)는 기판의 이동에 따라서 제1발광 센서(611a)에서 제1수광 센서(611b)로 진행하는 광이 투과->차광->투과의 광투과 변환 상태를 가지게 된다. 따라서 제1광센서에서 투과->차광의 변환 시점(이하, '제1변환 시점'이라 함) 및 차광->투과의 변환 시점(이하, '제2변환 시점'이라 함)을 알 수 있게 된다.
마찬가지로 제2광센서(612)는 기판의 이동에 따라서 제2발광 센서(612a)에서 제2수광 센서(612b)로 진행하는 광이 투과->차광->투과의 광투과 변환 상태를 가지게 된다. 따라서 제2광센서에서 투과->차광의 변환 시점(이하, 제3변환 시점) 및 차광->투과의 변환 시점(이하, '제4변환 시점)을 알 수 있게 된다. 결국, 제1,2의 두 개의 광센서로서 4개의 변환 시점을 얻을 수 있다.
대기압 로봇암 셋팅이 이루어지는 티칭(teaching) 작업을 통하여 모터 엔코를 이용하여 정위치의 좌표를 기록해 놓는다. 즉, 셋팅 작업 시에, 블레이드를 정위치에 위치시켜 이동시켜 가며 기준 변환 시점(기준 제1변환 시점, 기준 제2변환 시점, 기준 제3변환 시점, 기준 제4변환 시점)을 가질 때의 기준 모터 좌표(X 이동 좌표, Y 이동 좌표)를 정위치 좌표로서 기록해 놓는다.
따라서 틀어짐 보정 시에 이러한 기준 변환 시점을 이용한다. 예를 들어, 블레이드가 틀어져 정위치로 이송이 되지 않는 경우, 측정된 4개의 측정 변환 시점을 얻을 수 있고, 이러한 4개의 측정 변환 시점을 4개의 기준 변환 시점과 각각 대응시켜 비교하여, 각각의 비교값에 기초하여 측정 모터 좌표를 얻을 수 있다. 예컨대, 변환 시점이 '1'단위 만큼 모터 좌표 역시 '1'단위 좌표 이동된다고 할 수 있다.
측정 모터 좌표가 얻어지면, 기준 모터 좌표와 측정 모터 좌표의 차이값만큼 블레이드를 이동시킴으로써 블레이드의 위치를 보정할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기판 이송 과정을 도시한 플로차트이다.
이하 설명에서는 대기압 상태에서 로드 포트(700)에서 로드락 챔버(300)로 기판을 이송하거나, 또는 로드락 챔버(300)에서 로드 포트(700)로 기판을 이송하는 설비 전방 종단 모듈(Equipment Front End Module : EFEM)을 예를 들어 설명한다. 그러나, 이러한 설비 전방 종단 모듈(EFEM)이 아니더라도 대기압 상태에서 기판을 이송하는 기판 이송 방법에도 본 발명이 적용될 수 있을 것이다.
우선, 기판 이송 모듈(400)과 챔버(로드락 챔버, 로드 포트) 사이에 위치한 게이트의 상하 일면, 즉 상부면에 적어도 두 개 이상의 발광 센서를 마련하며, 게이트의 상하 타면인 하부면에 발광 센서와 동일한 개수로 대향된 수광 센서를 마련한다(S81). 여기서 챔버는 로드 포트(700) 또는 로드락 챔버(300)이며, 기판 이송 모듈(400)은 로드 포트(700)와 로드락 챔버(300) 사이에서 기판을 이송하는 공간을 가지는 설비 전방 종단 모듈(EFEM)이 해당될 수 있다. 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 제1발광 센서(611a)와 대향시켜 제1수광 센서(611b)를 위치시키며, 제2발광 센서(612a)와 대향시켜 제2수광 센서(612b)를 위치시킨다. 따라서 발광 센서(611a,612a)에서 발광된 광은 각각 대향된 위치에 마련된 수광 센서(611b,612b)에서 각각 수광하게 된다.
대기압 상태에서 대기압 로봇암의 블레이드에 기판을 안착시킨다(S82). 이때, 블레이드는 적어도 세 곳 이상의 접촉 패드(pad)를 가지며, 접촉 패드(pad) 상에 기판이 안착되어 게이트를 통과하게 된다.
대기압 상태에서 대기압 로봇암의 블레이드에 기판을 안착시켜 게이트를 통과시키게 되면, 기판의 이송에 따라 기판이 발광 센서에서 출력되는 광이 투과 ->차광 -> 투과로 변화하게 된다. 따라서 기판이 안착된 블레이드가 발광 센서와 수광 센서 사이를 통과할 때측정된 측정값을 이용하여 광투과 변환 상태를 측정할 수 있게 된다(S83).
측정된 광투과 변환 상태를 이용하여 블레이드의 틀어짐을 보정하여 상기 블레이드가 정해진 위치에서 이동되도록 하는 보정 과정을 가진다(S84).
이러한 블레이드의 틀어짐을 보정하는 과정(S84)은, 수광 센서에서 측정되는 광투과 변환 상태를 파악하는 과정과, 광투과 변환 상태를 가질 때의 측정 모터 좌표를 획득하는 과정과, 측정 모터 좌표와 미리 설정된 기준 모터 좌표의 차이만큼 상기 대기압 로봇암을 구동시켜 블레이드를 정위치로 이동시켜 틀어짐을 보정하는 과정을 가진다.
블레이드가 틀어져 정위치로 이송이 되지 않는 경우, 측정된 4개의 측정 변환 시점을 얻을 수 있고, 이러한 4개의 측정 변환 시점을 4개의 기준 변환 시점과 각각 대응시켜 비교하여, 각각의 비교값에 기초하여 측정 모터 좌표를 얻을 수 있다. 예컨대, 변환 시점이 '1'단위만큼 모터 좌표 역시 '1'단위 좌표 이동된다고 할 수 있다. 측정 모터 좌표가 얻어지면, 기준 모터 좌표와 측정 모터 좌표의 차이값만큼 블레이드를 이동시킴으로써 블레이드의 위치를 보정할 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
300:로드락 챔버 400:기판 이송 모듈
510:로봇암 511:블레이드
600:게이트 611:제1광센서
612:제2광센서 700:로드 포트

Claims (6)

  1. 내부에 대기압 상태의 기판 이송 공간을 가지는 기판 이송 모듈;
    상기 기판 이송 모듈의 측벽에 형성되는 적어도 하나 이상의 게이트;
    적어도 세 곳 이상이 기판과 접촉하는 접촉 패드를 가지는 블레이드;
    상기 기판 이송 모듈의 내부 공간에 마련되어, 상기 블레이드에 안착된 기판을 상기 게이트를 통하여 상기 기판 이송 공간과 상기 기판 이송 모듈의 외부 장치 사이에서 이송하는 대기압 로봇암;
    상기 대기압 로봇암의 구동에 의해 기판 이송 시, 기판이 정해진 위치 경로를 벗어나는 경우, 이송되는 기판의 틀어짐을 보정하는 틀어짐 보정부;
    를 포함하는 기판 이송 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 블레이드는 고무 및 세라믹 재질 중 적어도 어느 한 가지로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 외부 장치는 로드락 챔버와 로드 포트 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 틀어짐 보정부는,
    상기 게이트 주변에 기판이 이송되는 경로의 상하 일면에 적어도 두 개 이상 마련된 발광 센서;
    상기 게이트 주변에 기판이 이송되는 경로의 상하 타면에서 상기 발광 센서와 동일한 개수로 대향되어 마련된 수광 센서;
    상기 대기압 로봇암의 구동에 의해 기판 이송 시, 상기 기판이 상기 발광 센서와 수광 센서 사이를 통과할 때의 광투과 변환 상태를 측정하여, 상기 기판의 틀어짐을 보정하는 위치 제어부;
    를 포함하는 기판 이송 장치.
  5. 내부에 대기압 상태의 기판 이송 공간을 가지는 기판 이송 모듈과, 상기 기판 이송 모듈의 측벽에 형성되어 상기 기판 이송 모듈의 외부장치와 상기 기판 이송 모듈 사이에서 기판을 이송하기 위해 상기 기판의 적어도 세 곳 이상과 접촉하는 접촉 패드를 가지는 블레이드를 포함하는 대기압 로봇암 및 상기 게이트 주변에 상하 방향으로 서로 대향되는 적어도 두 개 이상의 발광 센서와 수광 센서를 포함하는 틀어짐 보정부를 포함하는 기판 이송 장치를 이용한 기판 이송 방법에 있어서,
    상기 외부 장치로부터 상기 블레이드 상에 기판을 안착시키는 과정;
    상기 대기압 로봇암의 구동에 의한 기판 이송 시, 상기 발광 센서와 수광 센서 사이를 통과할 때의 광투과 변환 상태를 측정하는 과정;
    상기 기판이 정해진 위치 경로를 벗어나는 경우, 측정된 광투과 변환 상태를 이용하여 이송되는 기판의 틀어짐을 보정하는 틀어짐 보정 과정;
    을 포함하는 기판 이송 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 틀어짐 보정 과정은,
    상기 기판이 상기 발광 센서와 수광 센서 사이를 통과할 때 측정된 측정값을 이용하여 광투과 변환 상태를 파악하는 과정;
    상기 광투과 변환 상태에서의 측정 모터 좌표를 획득하는 과정;
    상기 측정 모터 좌표와 미리 설정된 기준 모터 좌표의 차이만큼 상기 대기압 로봇암을 구동시켜 틀어짐을 보정하는 과정;
    을 포함하는 기판 이송 방법.
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