KR20180006326A - 기판 처리 장치 및 얼라인먼트 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 얼라인먼트 방법 Download PDF

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Abstract

[과제] 전 처리실의 상이함이나 반송 로봇의 핸드의 상이함 등에 의해 다른 반송 경로마다 그룹화한 이동 정보를 이용하여, 기판을 얼라인먼트 전에 사전에 이동 제어할 수 있도록 함으로써, 얼라인먼트를 보다 효율적으로 행할 수 있는 기판 처리 장치의 제공.
[해결 수단] 기판에 대하여 처리를 실시하기 위한 복수의 처리실의 각각에 설치된 기판 재치부와, 상기 기판 재치부로 상기 기판을 반송하는 반송 수단을 구비한 기판 처리 장치로서, 상기 기판이 반송된 상기 기판 재치부 및 상기 기판의 처리실로의 반송에 이용된 상기 반송 수단의 조합별로 설정된 반송 경로별로 그룹화된 이동 정보를 갖는 기억 수단과, 상기 이동 정보에 기초하여 상기 기판을 이동 제어하는 제어 수단을 구비한다.

Description

기판 처리 장치 및 얼라인먼트 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND ALIGNMENT METHOD}
본 발명은 기판 처리 장치 및 얼라인먼트 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 기판과 마스크의 얼라인먼트를 행하는 얼라인먼트 방법이 개시되어 있다. 이 특허문헌 1에서는, 광학 수단을 이용하여 취득한 기판 및 마스크의 각 얼라인먼트 마크의 상대 거리로부터 산출한 산출 이동량과 실제 이동량과의 차이 데이터를 기록하여 두고, 2번째 이후의 얼라인먼트에서는 상기 차이 데이터에 기초하여 상기 산출 이동량을 미리 보정하여 기판을 이동함으로써 신속히 얼라인먼트를 행한다.
일본특허공개 제2009-277655호 공보
그런데, 상기 특허문헌 1에는, 기판 및 마스크의 얼라인먼트 마크가 광학 수단, 즉, 카메라의 촬상 범위에 들어가 있는 경우의 처리는 기재되어 있지만, 카메라의 촬상 범위에 얼라인먼트 마크가 들어가 있지 않은 경우의 처리에 대해서는 기재되어 있지 않다.
그러나, 실제에 있어서는 처리실로 반송된 기판의 얼라인먼트 마크가 카메라의 촬상 범위에 들어가 있지 않은 경우가 있다. 이 경우, 얼라인먼트를 행하기 전에, 얼라인먼트 마크가 촬상 범위에 들어가도록 기판의 위치 조정을 행하는 얼라인먼트 전의 위치 조정 공정이 필요하게 된다.
이상의 현상을 감안하여 발명자 등이 다양하게 검토한 결과, 이하의 지견을 얻었다.
즉, 기판의 얼라인먼트 마크가 카메라의 촬상 범위에 들어가지 않는 원인은, 기판의 반송 경로가 다르면 기판이 처리실로 반입되었을 때의 위치(반입 시 위치)가 바뀌어 버리기 때문이다. 구체적으로는, 직전에 반송된 이전의 처리실(전 처리실)이 다르거나, 같은 전 처리실에서도 기판 스테이지(기판 재치부)가 다를 경우에는, 전 처리실에서의 처리 후의 기판 위치가 달라지기 때문에 같은 처리실로 반송된 기판에서도 반입 시 위치가 달라진다.
도 1에, 소위 클러스터형의 성막 장치에 있어서, 동일한 핸드를 이용하여 기판을 반송할 때, 처리실 A-B-C＇를 경유하는 경우의 기판의 경로 X 및 처리실 A＇-B-C를 경유하는 경우의 기판의 경로 X＇의 예를 나타낸다. 이와 같이, X, X＇의 두 경로에서 통과하는 처리실 B에서의 기판의 반입 시 위치는, 전 처리실이 다르기 때문에 동일하게는 되지 않는다. 도 1 중, 부호 D, E는 반송실, F는 반입부, G, H는 기판 반송용 로봇의 핸드이다.
또한, 반입부(F)에는 통상 반송용 로봇의 핸드(G, H)가 복수 설치되지만, 핸드마다 움직임 특성이 있기 때문에, 다른 핸드를 사용하여 기판을 반송한 경우, 각 처리실에서의 기판의 반송 시 위치가 다르다.
본 발명은, 전술한 바와 같은 지견에 기초하여 완성한 것으로, 전 처리실의 차이나 반송 로봇의 핸드의 차이 등에 의해 다른 반송 경로마다 그룹화한 이동 정보를 이용하여, 기판을 얼라인먼트 전에 사전에 이동 제어할 수 있도록 함으로써, 얼라인먼트를 보다 효율적으로 행할 수 있는 기판 처리 장치 및 얼라인먼트 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명에서는, 기판이 직전에 반송된 다른 처리실의 기판 재치부와 반송에 사용한 반송 수단을 합쳐 「반송 경로」라고 부른다.
기판에 대하여 처리를 실시하기 위한 복수의 처리실의 각각에 설치된 기판 재치부와, 상기 기판 재치부로 상기 기판을 반송하는 반송 수단을 구비한 기판 처리 장치로서, 상기 기판이 반송된 상기 기판 재치부 및 상기 기판의 처리실로의 반송에 이용된 상기 반송 수단의 조합별로 설정된 반송 경로별로 그룹화된 이동 정보를 갖는 기억 수단과, 상기 이동 정보에 기초하여 상기 기판을 이동 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
본 발명은 전술한 바와 같이 구성함으로써, 전 처리실의 차이나 반송 로봇의 핸드의 차이 등에 의해 다른 반송 경로별로 그룹화된 이동 정보를 이용하여, 기판을 얼라인먼트 전에 사전에 이동 제어할 수 있도록 함으로써, 얼라인먼트를 보다 효율적으로 행할 수 있는 기판 처리 장치 및 얼라인먼트 방법이 된다.
도 1은 종래예의 개략 설명도이다.
도 2는 본 실시예의 개략 설명도이다.
도 3은 본 실시예의 처리 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 다른 예의 처리 순서를 나타내는 흐름도이다.
바람직하다고 생각되는 본 발명의 실시형태를, 도면을 기초로 본 발명의 작용을 나타내어 간단하게 설명한다.
반송 수단에 의해 처리실로 반송된 기판을, 반송 경로별로 그룹화된 이동 정보에 기초하여 이동시킨 후, 기판과 마스크 등의 대상물과의 얼라인먼트를 행한다.
이 때, 반송에 사용한 반송 수단이나 기판이 직전에 반송된 다른 처리실의 기판 재치부의 조합별로 설정된 반송 경로별로 그룹화된 이동 정보를 이용하여, 처리실로 반송된 기판이 경유한 반송 경로에 맞는 이동 정보를 이용하여 얼라인먼트 전에 기판을 이동 제어함으로써, 반송 경로별로 다른 반송 시 위치의 어긋남을 상쇄하여, 기판의 얼라인먼트 마크를 보다 확실하게 카메라의 촬상 범위 내에 들어가게 할 수 있고, 그 만큼 원활하게 기판과 대상물의 얼라인먼트를 행할 수 있다.
예를 들어, 반송 경로별로 그룹화된 이동 정보를 이용할 때, 이 이동 정보는, 기판을 기판 재치부에 올려놓았을 때의 위치 정보와, 기판을 올려놓은 뒤 기판을 얼라인먼트한 후의 위치 정보와의 차분 정보로 하고, 반송 경로별로 그룹화되어 축적된 다수의 차분 정보의 평균값 등을 이용하여 기판을 이동 제어할 수 있다.
[실시예]
본 발명의 구체적인 실시예에 대해 도면을 기초로 설명한다.
본 실시예는, 도 2에 도시한 바와 같이, 기판에 대하여 성막 처리 등을 실시하기 위한 복수의 처리실(11, 12, 13, 14)과, 상기 복수의 처리실(11, 12, 13, 14)의 각각에 설치된 기판 재치부(기판 스테이지)(111, 121, 131, 141)와, 상기 기판 재치부(111, 121, 131, 141)에 상기 기판을 반송하는 반송 수단(20, 21)을 구비한 성막 장치에 본 발명을 적용한 예이다. 도 2 중, 부호 "15"는 마스크 스톡실, "16"은 반입부, "17, 18"은 반송실이다.
본 실시예에 있어서는, 처리실마다 하나의 기판 재치부가 설치되어 있고, 기판은 제1 처리를 행하는 처리실(11) 또는 처리실(12)로 옮겨진 후, 제2 처리를 행하는 처리실(13) 또는 처리실(14)로 옮겨진다. 이 경우, 이용되는 2개의 기판 재치부의 조합은 4 패턴이 있다. 또한, 하나의 처리실 내에 2개 이상의 기판 재치부를 설치하여도 좋고, 이 경우는 기판 재치부의 조합 패턴은 그만큼 증가한다.
또한, 기판의 처리실 사이의 이동에는, 기판 반송 수단으로서 반송 로봇(19)의 핸드(20) 또는 핸드(21)가 사용된다. 본 실시예에 있어서는, 핸드가 2개 있기 때문에, 기판 재치부와 반송 수단과의 조합(반송 경로)은 전부 8 패턴이 된다.
또한, 각 처리실(11, 12, 13, 14)에는, 마스크를 지지하는 마스크 지지체와, 기판 재치부에 올려놓아진 기판과 마스크 지지체에 지지된 마스크와의 얼라인먼트를 행하는 얼라인먼트 기구가 설치되어 있다.
성막 장치는, 반송 경로별로 그룹화된 이동 정보를 갖는 기억 수단과, 상기 이동 정보에 기초하여 상기 기판을 이동 제어하는 제어 수단을 구비하고 있다.
상기 이동 정보는, 기판을 기판 재치부에 올려놓았을 때의 위치 정보와, 기판을 올려놓은 뒤 기판을 얼라인먼트한 후의 위치 정보와의 차분 정보를 갖고 있다.
본 실시예는, 이 이동 정보를 이용하여 제어 수단에 의해, 얼라인먼트 전에 기판을 사전에 보정 이동시키는 것이다.
제어 수단은, 기판 재치부를 이용하여 기판을 이동 제어하는 구성이다. 구체적으로는, 기판 재치부를 수평 이동 및 수평 회전이 가능한 스테이지 장치(XYθ 스테이지)에 지지시키고, 이 스테이지 장치에 접속되는 컴퓨터를 이용하여, 기판을 상기 이동 정보에 기초하여 마스크와 평행으로 이동시키거나 수평 회전시키도록 구성하고 있다. 컴퓨터에는 기억 수단(HDD나 메모리 등의 기억 장치, 데이터 레지스터 등의 기억 영역)이 설치되어 있고, 컴퓨터에서, 기판을 기판 재치부에 올려놓았을 때의 위치 정보와, 기판을 올려놓은 뒤 기판을 얼라인먼트한 후의 위치 정보와의 차분 정보를 취득하고, 8 패턴의 반송 경로마다 데이터베이스화 하여 기억 장치에 축적한다.
또한, 반송 경로별로 그룹화된 이동 정보를 갖는 상기 기억 수단을 구비한 구성이 아니라, 처리실과 반송 수단에 각각 기초한 이동 정보를 갖는 기억 수단과, 기판이 반송된 처리실과 반송 경로의 이동 정보에 기초하여 기판을 이동 제어하는 제어 수단을 구비하는 구성으로 하여도 좋다. 구체적으로는, 기억 수단은 각각의 처리실(기판 재치부)과 각각의 반송 수단 모두에 기초한 이동 정보를 갖고 있고, 대상이 되는 기판이 반송된 처리실과, 대상이 되는 처리실의 직전에 기판이 반송된 다른 처리실과, 대상이 되는 처리실의 반송에 사용된 반송 수단에 기초한 이동 정보를 연산함으로써, 얼라인먼트 전에 기판을 사전에 보정 이동시키는 이동 정보를 산출하는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 제어 수단은, 기판 재치부가 아니라 반송 수단을 이용하여 기판을 이동 제어하는 구성으로 하여도 좋다. 구체적으로는, 반송 수단으로 기판을 기판 재치부에 올려놓기 전에, 반송 수단에 접속되는 컴퓨터를 이용하여, 기판을 상기 이동 정보에 기초하여 마스크와 평행으로 이동시키거나 수평 회전시키도록 구성하여도 좋다.
본 실시예에 있어서의 얼라인먼트 전의 기판의 보정 이동은 구체적으로는 이하와 같이 하여 행한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 처리실(11) 또는 처리실(12)에서, 기판으로의 제1 처리가 종료한다. 처리실(11)의 기판 스테이지(111) 또는 처리실(12)의 기판 스테이지(121)에 올려놓여진 기판을 핸드(20) 또는 핸드(21)로 반출한다. 제1 처리의 처리실과 핸드와 제2 처리의 처리실의 정보로부터 반송 경로를 특정하고, 위치 정보를 보존하는 데이터베이스를 결정한다. 이 데이터베이스의 결정은, 기판의 추출 전에도 후에도 가능하다. 데이터베이스는, 반송 경로별로 복수 준비한다. 도 1의 경우는 8종류의 데이터베이스가 필요하게 된다.
이어서, 기판은, 제2 처리의 처리실(13) 또는 처리실(14)로 반입되어, 기판 재치부(131) 또는 기판 재치부(141)에 올려놓여진다. 기판 재치 시의 기판 위치를 위치 정보 A로서 기록한다. 결정한 데이터베이스에 후술하는 위치 정보 D가 있는 경우, 위치 정보 A를 취득한 후, 위치 정보 D를 기초로 기판을 보정 이동한다.
이어서, 기판의 얼라인먼트를 행한다. 얼라인먼트 후의 기판 위치를 위치 정보 B로서 기록한다. 위치 정보 A와 위치 정보 B의 차분인 위치 정보 C를 산출한다. 위치 정보 C를 앞서 결정한 데이터베이스에 보존한다. 축적된(1개 또는 복수의) 위치 정보 C로부터 기판의 위치 보정에 사용하는 위치 정보 D를 산출한다. 위치 정보 D의 산출 방법은, 위치 정보 C의 평균값이나 중앙값 등, 적절히 선택할 수 있다. 보정 이동은, 위치 정보 D의 이동량만큼 기판을 이동한다.
또한, 위치 정보 D를 고정값으로 하여, 위치 정보 A, B, C를 취득하지 않고 보정 이동을 행하여도 좋다.
예를 들어, 기억 수단은 각각의 처리실(기판 재치부)과 각각의 반송 수단 모두에 기초한 이동 정보를 갖고 있고, 대상이 되는 기판이 반송된 처리실과, 대상이 되는 처리실의 직전에 기판이 반송된 다른 처리실과, 대상이 되는 처리실의 반송에 사용된 반송 수단에 기초한 이동 정보를 연산함으로써, 얼라인먼트 전에 기판을 사전에 보정 이동시키는 이동 정보를 산출하는 구성으로 하여, 도 4에 도시한 다른 예와 같이 처리하여도 좋다.
즉, 기판에 대한 제1 처리가 종료한 후, 처리실(11)의 기판 스테이지(111) 또는 처리실(12)의 기판 스테이지(121)에 올려놓아진 기판을 핸드(20) 또는 핸드(21)로 반출한다. 이 때, 제1 처리의 처리실의 기판 재치부, 제2 처리의 처리실의 기판 재치부 및 사용한 핸드에 기초한 이동 정보로부터 위치 정보 D를 산출한다. 이어서, 기판을 제2 처리의 처리실(13) 또는 처리실(14)로 반입하여 기판 재치부(131) 또는 기판 재치부(141)에 올려놓고, 위치 정보 D에 기초하여 보정 이동한다. 그 후, 기판의 얼라인먼트를 행한다.
이 경우, 위치 정보 A, B, C를 취득하지 않고 얼라인먼트 전의 기판의 사전 보정 이동을 행하는 것이 가능해게 되어, 그만큼 구성을 간소화할 수 있다.
위치 정보 D를 기초로 기판을 보정 이동하는 방법으로서는, 전술한 바와 같이, 처리실 내에 있는 기판 재치부를 움직여도 좋고, 기판을 올려놓기 전에, 핸드를 사용하여 기판을 이동시키고 나서 기판 재치부 상에 올려놓아도 좋다.
또한, 기판 재치부에 의해, 기판을 보정 이동할 때는, 기판을 올려놓기 전에, 보정 이동량만큼을, 기판을 움직이는 이동 방향과는 반대 방향으로, 미리 기판 재치부를 이동시키고 나서, 기판을 올려놓고 보정 이동하여도 좋다. 즉, 제어 수단은, 이동 정보에 기초한 기판의 이동과 반대 방향으로 같은 양만큼, 기판 재치부를, 기판의 이동 정보에 기초한 이동 전에 이동시키도록 구성하여도 좋다.
이 경우, 기판의 보정 이동 후에 기판 재치부가 가동 범위의 중심 위치로 오기 때문에, 후의 얼라인먼트를 행할 때에, 가동 범위가 넓어지고, 정밀도가 양호한 가동 범위 중심부에서의 얼라인먼트가 가능하다는 효과가 있다.
또한, 본 실시예는, 기판과 마스크의 얼라인먼트를 행하는 예에 대해 설명하고 있지만, 예를 들어, 기판과 잉크젯 헤드와의 얼라인먼트를 행하거나, 전자기기 등의 프론트 패널과 리어 패널과의 얼라인먼트를 행하는 등, 본 발명은 다른 부재의 얼라인먼트에도 이용할 수 있다.
본 발명은, 본 실시예에 한정되는 것은 아니며, 각 구성 요건의 구체적 구성은 적절히 설계할 수 있는 것이다.

Claims (12)

  1. 기판에 대하여 처리를 실시하기 위한 복수의 처리실의 각각에 설치된 기판 재치부와, 상기 기판 재치부로 상기 기판을 반송하는 반송 수단을 구비한 기판 처리 장치로서,
    상기 기판이 반송된 상기 기판 재치부 및 상기 기판의 처리실로의 반송에 이용된 상기 반송 수단의 조합별로 설정된 반송 경로별로 그룹화된 이동 정보를 갖는 기억 수단과, 상기 이동 정보에 기초하여 상기 기판을 이동 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동 정보는, 상기 기판을 상기 기판 재치부에 올려놓았을 때의 위치 정보와, 상기 기판을 올려놓은 뒤 상기 기판을 얼라인먼트 한 후의 위치 정보와의 차분 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 기판에 대하여 처리를 실시하기 위한 복수의 처리실의 각각에 설치된 기판 재치부와, 상기 기판 재치부로 상기 기판을 반송하는 반송 수단을 구비한 기판 처리 장치로서,
    상기 기판 재치부와 상기 반송 수단에 각각 기초한 이동 정보를 갖는 기억 수단과, 상기 기판이 반송된 상기 기판 재치부와 상기 기판을 반송한 상기 반송 수단의 상기 이동 정보에 기초하여 상기 기판을 이동 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 이동 정보에 기초한 상기 기판의 이동 제어에 상기 반송 수단을 이용하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 이동 정보에 기초한 상기 기판의 이동 제어에 상기 기판 재치부를 이용하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 이동 정보에 기초한 상기 기판의 이동과 반대 방향으로 같은 양만큼, 상기 기판 재치부를, 상기 기판의 상기 이동 정보에 기초한 이동 전에 이동시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 기판에 대하여 처리를 실시하기 위한 복수의 처리실과, 상기 복수의 처리실의 각각에 설치된 기판 재치부와, 상기 기판 재치부로 상기 기판을 반송하는 반송 수단을 구비한 성막 장치에 있어서, 상기 기판이 올려놓여진 상기 기판 재치부를 이동시켜 이 기판과 상기 처리실에 구비된 대상물과의 얼라인먼트를 행하는 얼라인먼트 방법으로서,
    상기 반송 수단에 의해 상기 처리실로 상기 기판이 반송되는 공정과,
    상기 기판이 반송된 상기 기판 재치부 및 상기 기판의 처리실로의 반송에 이용된 상기 반송 수단의 조합별로 설정된 반송 경로별로 그룹화된 이동 정보에 기초하여 상기 기판을 이동시키는 공정과,
    상기 기판과 상기 대상물과의 얼라인먼트를 행하는 얼라인먼트 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이동 정보는, 상기 기판을 상기 기판 재치부에 올려놓았을 때의 위치 정보와, 상기 기판의 상기 얼라인먼트 공정 후의 위치 정보와의 차분 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.
  9. 기판에 대하여 처리를 실시하기 위한 복수의 처리실과, 상기 복수의 처리실의 각각에 설치된 기판 재치부와, 상기 기판 재치부로 상기 기판을 반송하는 반송 수단을 구비한 성막 장치에 있어서, 상기 기판이 올려놓여진 상기 기판 재치부를 이동시켜 이 기판과 상기 처리실에 구비된 대상물과의 얼라인먼트를 행하는 얼라인먼트 방법으로서,
    상기 반송 수단에 의해 상기 처리실 중 하나에 상기 기판이 반송되는 공정과,
    상기 기판이 반송된 상기 처리실의 상기 기판 재치부와 상기 기판을 반송한 상기 반송 수단의 이동 정보에 기초하여 상기 기판을 이동시키는 공정과,
    상기 기판과 상기 대상물과의 얼라인먼트를 행하는 얼라인먼트 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동 정보에 기초한 상기 기판의 이동은, 상기 반송 수단에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.
  11. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동 정보에 기초한 상기 기판의 이동은, 상기 기판 재치부에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 이동 정보에 기초한 상기 기판의 이동과 반대 방향으로 같은 양만큼, 상기 기판 재치부를, 상기 기판의 상기 이동 정보에 기초한 이동 전에 이동시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.
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