KR20210012494A - 리프트 핀 정렬 방법 및 정렬 장치 그리고 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

기판 처리 장치에서의 리프트 핀 정렬 방법에 있어서, 기판 플레이트로부터 상승된 복수 개의 리프트 핀들 상에 레벨링 센서를 배치시킨다. 상기 레벨링 센서로부터 상기 리프트 핀들이 이루는 평면의 각도를 나타내는 롤(φ) 및 피치(θ)의 측정값들을 획득한다. 롤(φ) 및 피치(θ)의 측정값들로부터 상기 평면의 회전 변환 행렬(T)을 산출한다. 상기 회전 변환 행렬(T)을 이용하여 상기 평면이 지면과 평행이 되도록 상기 리프트 핀들의 이동 거리들을 산출한다. 상기 산출된 이동 거리들만큼 상기 리프트 핀들을 이동시켜 상기 리프트 핀들을 레벨링한다.

Description

리프트 핀 정렬 방법 및 정렬 장치 그리고 기판 처리 장치{LIFT PIN ALIGNMENT METHOD AND ALIGNEMNET APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 리프트 핀 정렬 방법 및 정렬 장치 그리고 기판 처리 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게, 본 발명은 기판 플레이트에 승하강 가능하도록 설치되는 리프트 핀들의 높이를 수평 상태로 정렬하기 위한 리프트 핀 정렬 방법 및 이를 수행하기 위한 정렬 장치 그리고 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 포토마스크 또는 반도체 소자를 제조하기 위하여 제조 단위 공정들을 처리하는 기판 처리 장치는 챔버 내부에 기판이 안착되는 기판 플레이트를 포함할 수 있다. 상기 기판 플레이트에는 상기 기판을 지지하는 복수 개의 리프트 핀들이 일정한 간격으로 배치될 수 있다.
종래의 리프트 핀들의 레벨링 작업에 있어서, 작업자가 리프트 핀 하단부의 체결 나사를 돌려가며 수동으로 높이를 조정하였다. 그러나, 작업자의 숙련도에 따라 작업 정밀도가 달라지므로 레벨링의 정확도나 소요시간이 달라지는 문제점이 있다. 또한, 상기 리프트 핀들 사이의 수평에 오차가 발생하였을 때 설비를 정지하여 진공을 제거하고 레벨링 작업을 진행하므로 설비의 가동률이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 과제는 리프트 핀들의 수평 상태를 정밀하고 빠르게 정렬할 수 있는 리프트 핀 정렬 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 과제는 상술한 리프트 핀 정렬 방법을 수행하기 위한 리프트 핀 정렬 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 과제는 상술한 리프트 핀 정렬 장치를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 장치에서의 리프트 핀 정렬 방법에 있어서, 기판 플레이트로부터 상승된 복수 개의 리프트 핀들 상에 레벨링 센서를 배치시킨다. 상기 레벨링 센서로부터 상기 리프트 핀들이 이루는 평면의 각도를 나타내는 롤(φ) 및 피치(θ)의 측정값들을 획득한다. 롤(φ) 및 피치(θ)의 측정값들로부터 상기 평면의 회전 변환 행렬(T)을 산출한다. 상기 회전 변환 행렬(T)을 이용하여 상기 평면이 지면과 평행이 되도록 상기 리프트 핀들의 이동 거리들을 산출한다. 상기 산출된 이동 거리들만큼 상기 리프트 핀들을 이동시켜 상기 리프트 핀들을 레벨링한다.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 장치에서의 리프트 핀 정렬 방법에 있어서, 기판을 지지하기 위한 기판 플레이트에 승하강 가능하도록 설치된 복수 개의 리프트 핀들을 상승시킨다. 상기 상승된 리프트 핀들 상에 레벨링 센서를 배치시킨다. 상기 레벨링 센서로부터의 센싱값들에 기초하여 상기 리프트 핀들이 이루는 평면의 지면에 대한 기울기를 산출한다. 상기 평면이 지면과 평행이 되도록 상기 리프트 핀들의 이동 거리들을 산출한다. 상기 산출된 이동 거리들만큼 상기 리프트 핀들을 이동시켜 상기 리프트 핀들을 레벨링한다.
상기 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 장치에서 리프트 핀 정렬 장치는, 기판 플레이트로부터 상승된 복수 개의 리프트 핀들 상에 배치되어 상기 리프트 핀들이 이루는 평면의 지면에 대한 기울기를 검출하기 위한 레벨링 센서, 상기 레벨링 센서로부터 수신된 센싱값들에 기초하여 상기 리프트 핀들이 이루는 평면의 기울기를 산출하고 상기 리프트 핀들을 수평 상태로 정렬하기 위한 리프트 핀 제어 신호를 출력하는 제어부, 및 상기 리프트 핀 제어 신호에 따라 상기 리프트 핀들을 이동시키기 위한 리프트 핀 구동부를 포함한다.
상기 본 발명의 또 다른 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 장치는 기판을 처리하기 위한 공간을 제공하는 챔버, 상기 챔버 내에 배치되며 상기 기판이 안착되는 기판 플레이트, 상기 기판 플레이트 내부에서 상하 이동 가능하도록 설치되어 상기 기판을 지지하는 복수 개의 리프트 핀들, 상기 챔버 내로 로딩되어 상기 기판 플레이트로부터 상승된 복수 개의 리프트 핀들 상에 배치되는 레벨링 센서, 상기 레벨링 센서로부터 상기 리프트 핀들이 이루는 평면의 각도를 나타내는 롤(φ) 및 피치(θ)의 측정값들을 수신하여 상기 평면의 회전 변환 행렬(T)을 산출하고 상기 회전 변환 행렬(T)을 이용하여 상기 평면이 지면과 평행이 되도록 상기 리프트 핀들의 이동 거리들을 산출하고 상기 리프트 핀들을 수평 상태로 정렬하기 위한 리프트 핀 제어 신호를 출력하는 제어부, 및 상기 리프트 핀 제어 신호에 따라 상기 리프트 핀들을 이동시키기 위한 리프트 핀 구동부를 포함한다.
예시적인 실시예들에 따르면, 리프트 핀들의 레벨링을 위하여, 상승복수 개의 리프트 핀들을 상승시키고, 상승된 리프트 핀들 상에 레벨링 센서를 배치시킬 수 있다. 상기 레벨링 센서로부터 제공된 지면, 즉, 기준면(Ps)에 대한 회전들을 나타내는 측정값들(롤(φ), 피치(θ))에 기초하여 상기 리프트 핀들의 수평 상태를 검출하고, 상기 리프트 핀들을 수평 상태로 레벨링할 수 있는 상기 리프트 핀들의 이동 거리들을 산출할 수 있다. 상기 리프트 핀들을 상기 이동 거리들만큼 이동시켜 상기 리프트 핀들을 수평 상태로 정렬시킬 수 있다.
따라서, 마스크형 또는 웨이퍼형 레벨링 센서를 이용하여 상기 리프트 핀들의 레벨링을 수행함으로써, 설비를 중단하여 진공을 제거하지 않고 상기 리프트 핀들의 높이를 자동으로 정밀하게 조정할 수 있다.
또한, 상기 리프트 핀들을 상기 리프트 핀들의 평균 높이값으로 수렴하도록 조정함으로써, 상기 리프트 핀들을 자동으로 레벨링할 때 한계 높이를 벗어나는 것을 방지할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판 플레이트에 조립되는 리프트 핀들을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 리프트 핀 장치에 연결된 제어부를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 기판 플레이트를 나타내는 평면도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 리프트 핀 정렬 장치를 나타내는 블록도이다.
도 6 및 도 7은 예시적인 실시예들에 따른 레벨링 센서들을 나타내는 평면도들이다.
도 8은 도 2의 상승된 리프트 핀들 상에 배치되는 레벨링 센서를 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 8의 리프트 핀들 상에 배치된 레벨링 센서의 기울어진 상태를 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 9의 기울어진 레벨링 센서의 회전들을 나타내는 사시도이다.
도 11은 예시적인 실시예들에 따른 리프트 핀 정렬 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12는 리프트 핀들이 이루는 평면 및 레벨링을 위한 리프트 핀들의 이동 거리들을 나타내는 그래프이다.
도 13은 예시적인 실시예들에 따른 포토마스크를 제조하는 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다. 도 2는 도 1의 기판 플레이트에 조립되는 리프트 핀들을 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 리프트 핀 장치에 연결된 제어부를 나타내는 도면이다. 도 4는 도 1의 기판 플레이트를 나타내는 평면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 포토마스크 기판 또는 웨이퍼와 같은 기판(S)을 처리하기 위한 공간을 제공하는 챔버(20) 및 챔버(20) 내에 배치되며 상기 기판을 지지하기 위한 기판 지지 유닛(100)을 포함할 수 있다. 기판 지지 유닛(100)은 상기 기판이 안착되는 기판 플레이트 및 상기 기판 플레이트 내부에서 상하 이동 가능하도록 설치되어 상기 기판을 지지하는 복수 개의 리프트 핀들(210)을 갖는 리프트 핀 장치를 포함할 수 있다. 또한, 기판 처리 장치(10)는 플라즈마 전력 공급부, 바이어스 전력 공급부, 가스 공급부, 배기부를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 기판 처리 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판을 식각하기 위한 플라즈마 처리 장치일 수 있다. 예를 들면, 기판 처리 장치(10)는 유도 결합형 플라즈마(ICP, induced coupled plasma) 챔버(20) 내에 배치된 포토마스크 기판과 같은 기판 상의 식각 대상막을 식각하기 위한 장치일 수 있다. 하지만, 상기 플라즈마 처리 장치에 의해 생성된 플라즈마는 유도 결합형 플라즈마에 제한되지는 않으며, 예를 들면, 용량 결합형 플라즈마, 마이크로웨이브형 플라즈마를 생성할 수 있다. 또한, 상기 플라즈마 처리 장치는 반드시 식각 장치로 제한되지 않으며, 예를 들면, 증착 장치, 세정 장치 등으로 사용될 수 있다. 여기서, 상기 기판은 포토마스크 기판, 반도체 기판, 유리 기판 등을 포함할 수 있다.
챔버(20)는 기판(S) 상에 플라즈마 식각 공정을 수행하기 위한 밀폐된 공간을 제공할 수 있다. 챔버(20)는 알루미늄, 스테인리스 스틸과 같은 금속을 포함할 수 있다. 챔버(20)는 챔버(20)의 상부를 덮는 커버(22)를 포함할 수 있다. 커버(22)는 챔버(20)의 상부를 밀폐시킬 수 있다. 커버(20)는 유전체(dielectric) 창을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 기판 지지 유닛(100)은 챔버(20) 내부에 배치되어 기판(S)을 지지할 수 있다. 기판 지지 유닛(100)은 정전기력을 이용하여 기판(S)을 흡착할 수 있는 정전척으로 제공될 수 있다. 기판 지지 유닛(100)은 지지 플레이트(110), 절연 플레이트(120) 및 하부 커버(130)를 포함할 수 있다.
지지 플레이트(110)는 기판 지지 유닛(100)의 상부에 위치할 수 있다. 지지 플레이트(110)는 내부에 정전 전극(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 상기 정전 전극은 온-오프(ON-OFF)되는 스위치를 거쳐 직류 전원(도시되지 않음)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 스위치가 온(ON)되면, 상기 정전 전극은 지지 플레이트(110) 상의 기판(S)에 정전기력을 인가하고, 이에 따라, 정전기력에 의해 기판(S)는 지지 플레이트(110)에 흡착될 수 있다.
절연 플레이트(120)는 지지 플레이트(110)와 하부 커버(130) 사이에 배치되어 이들 사이를 전기적으로 절연시킬 수 있다.
하부 커버(130)는 기판 지지 유닛(100)의 하부에 위치할 수 있다. 하부 커버(130)는 상면이 개방된 공간이 내부에 형성될 수 있다. 하부 커버(130)의 상면은 절연 플레이트(120)에 의해 커버될 수 있다. 하부 커버(130)의 내부 공간에는 리프트 핀(210)을 상하 방향으로 구동시키는 리프트 핀 액추에이터를 포함하는 구동 메커니즘이 배치될 수 있다.
도면에 도시되지는 않았지만, 지지 플레이트(110)는 내부에 히터, 복수 개의 유로들이 형성될 수 있다. 상기 히터는 전원과 전기적으로 연결되어 지지 플레이트(110)를 통해 기판(S)를 가열시킬 수 있다. 상기 히터는 나선 형상의 코일을 포함할 수 있다. 상기 유로는 열 전달 가스가 순환하는 통로로 제공될 수 있다. 상기 유로는 지지 플레이트(110) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 플라즈마 전력 공급부는 상부 전극(40)에 플라즈마 소스 파워를 인가하기 위한 소스 RF 전원(42)을 포함할 수 있다. 소스 RF 전원(42)은 고주파 신호를 발생시킬 수 있다. 상부 전극(40)은 나선 형태 또는 동심원 형태의 코일을 포함할 수 있다. 상기 바이어스 전력 공급부는 기판 지지 유닛(100) 내의 하부 전극(도시되지 않음)에 바이어스 소스 파워를 인가하기 위한 바이어스 RF 전원을 포함할 수 있다.
상기 가스 공급부는 가스 공급관(50), 유량 제어기(52) 및 가스 공급원(54)을 포함할 수 있다. 상기 가스 공급부는 서로 다른 공정 가스들을 챔버(20) 내에 공급할 수 있다.
소정의 주파수(예를 들면, 13.56 MHz)를 갖는 고주파 전력이 상부 전극(40)에 인가되면, 상부 전극(40)에 의해 유도된 전자기장이 챔버(20) 내로 분사된 소스 가스로 인가되어 플라즈마가 생성될 수 있다. 상기 바이어스 전력이 상기 기판 전극에 인가되어 챔버(20) 내에서 발생한 플라즈마 원자 또는 이온을 지지 플레이트(110)를 향하여 끌어당길 수 있다.
상기 배기부는 챔버(20)의 바닥면에 형성된 배기홀(24)에 연결된 배기 라인을 포함할 수 있다. 상기 배기부는 진공 펌프를 포함하여 챔버(20) 내부의 처리 공간을 원하는 진공도의 압력으로 조절할 수 있다. 또한, 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 가스는 상기 배기 라인을 통해 외부로 배출될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 리프트 핀(210)은 챔버(20) 내의 처리 공간 내로 반송된 기판(S)을 반송 메커니즘으로부터 전달받아 지지 플레이트(110)로 이동시킬 수 있다. 리프트 핀(210)은 지지 플레이트(110) 상으로 기판(S)을 안착시키거나 지지 플레이트(110)로부터 기판(S)을 들어 올리도록 제공된다. 예를 들면, 복수 개의 리프트 핀들(210)이 제공될 수 있다. 리프트 핀(210)은 지지 플레이트(110)를 관통하여 형성된 핀 홀(111) 내에서 상하 방향으로 이동 가능하도록 제공될 수 있다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 지지 플레이트(110)의 상부면(114)에는 포토마스크 기판(S)을 수용하기 위한 수용 홈(112)이 형성될 수 있다. 수용 홈(112)은 포토마스크 기판(S)의 형상에 대응하도록 정사각형 형상을 가질 수 있다. 수용 홈(112)은 기판(S)을 지지하기 위한 지지면(113)을 가질 수 있다. 지지면(113)은 지지 플레이트(110)의 상부면(114)보다 낮게 위치할 수 있다.
제1 리프트 핀(210a)은 수용 홈(112)의 제1 변의 중심에 형성된 핀 홀(111) 내에 구비되고, 제2 및 제3 리프트 핀들(210b, 210c)은 수용 홈(112)의 상기 제1 변과 마주하는 제2 변의 양측에 형성된 핀 홀들(111) 내에 각각 구비될 수 있다.
예를 들면, 수용 홈(112)의 중심(C)과 제1 리프트 핀(210a)은 제1 거리(D)만큼 이격될 수 있고, 제2 및 제3 리프트 핀들(210b, 210c)은 2D만큼 이격될 수 있다. 제1 거리(D)는 50mm 내지 90mm일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시예들에 있어서, 기판 처리 장치(10)는 리프트 핀들(210)을 승하강시키는 리프트 핀 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 리프트 핀 장치는 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)을 각각 상하로 이동시키기 위한 제1 내지 제3 액추에이터들(220a, 220b, 220c) 및 제1 내지 제3 액추에이터들(220a, 220b, 220c)을 각각 구동시키기 위한 제1 내지 제3 구동부들(230a, 230b, 230c)을 갖는 액추에이터 구동부(230)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 구동부들(230a, 230b, 230c)은 상기 리프트 핀들의 동작을 제어하도록 제어기(80)에 연결될 수 있다.
제1 내지 제3 구동부들(230a, 230b, 230c)은 제어기(80)로부터의 리프트 핀 제어 신호에 따라 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)을 독립적으로 승하강시킬 수 있다. 제1 구동부(230a)는 제어기(80)로부터의 제1 리프트 핀 제어 신호에 따라 제1 이동 거리만큼 제1 리프트 핀(210a)을 수직 방향(Z축 방향)으로 이동시킬 수 있다. 제2 구동부(230b)는 제어기(80)로부터의 제2 리프트 핀 제어 신호에 따라 제2 이동 거리만큼 제2 리프트 핀(210b)을 수직 방향(Z축 방향)으로 이동시킬 수 있다. 제3 구동부(230c)는 제어기(80)로부터의 제3 리프트 핀 제어 신호에 따라 제3 이동 거리만큼 제3 리프트 핀(210c)을 수직 방향(Z축 방향)으로 이동시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제어기(80)는 기판 처리 장치(10)를 제어하기 위하여 제어기(80)에 연결된 다양한 구성요소들의 동작을 제어할 수 있다. 제어기(80)는 제어 모듈로서, 프로세서, 메모리 및 하나 이상의 인터페이스들을 포함할 수 있다. 제어기(80)는 센싱된 값들에 기초하여 제어기(80)에 연결된 구성요소들을 제어할 수 있다.
예를 들면, 포토마스크의 제조를 위하여 포토마스크 기판(S) 상에 플라즈마 에칭 공정을 수행하기 위하여 기판 처리 장치(10)의 구성요소들을 제어할 수 있다.
또한, 리프트 핀들(210)의 레벨링을 수행하기 위하여, 제어기(80)는 챔버(20)를 진공 상태로 유지하고, 챔버(20) 내부로 레벨링 센서(300)를 상승된 리프트 핀들(210) 상에 배치시키고 레벨링 센서(300)로부터 수신된 검출 신호들에 기초하여 리프트 핀들(210)의 기준면에 대한 동일 평면성을 분석하고 리프트 핀들(210)의 레벨링을 위한 상기 리프트 핀 제어 신호를 액추에이터 구동부(230)로 전송할 수 있다. 레벨링 센서(300)를 챔버(20) 내부로 투입하여 리프트 핀들(210)이 이루는 평면의 기울기를 측정할 때, 제어기(80)는 챔버(20)를 진공 상태로 유지할 수 있다.
이하에서는, 레벨링 센서를 이용하여 리프트 핀들의 수평 상태를 정렬하기 위한 정렬 장치에 대하여 설명하기로 한다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 리프트 핀 정렬 장치를 나타내는 블록도이다. 도 6 및 도 7은 예시적인 실시예들에 따른 레벨링 센서들을 나타내는 평면도들이다. 도 8은 도 2의 상승된 리프트 핀들 상에 배치되는 레벨링 센서를 나타내는 사시도이다. 도 9는 도 8의 리프트 핀들 상에 배치된 레벨링 센서의 기울어진 상태를 나타내는 단면도이다. 도 10은 도 9의 기울어진 레벨링 센서의 회전들을 나타내는 사시도이다.
도 5 내지 도 10을 참조하면, 리프트 핀 정렬 장치는 레벨링 센서(300), 제어부(80) 및 리프트 핀 구동부(230)을 포함할 수 있다. 레벨링 센서(300)는 기판 플레이트로부터 상승된 복수 개의 리프트 핀들(210a, 210b, 210c) 상에 배치되어 상기 리프트 핀들이 이루는 평면의 지면에 대한 기울기를 검출할 수 있다. 제어부(80)는 레벨링 센서(300)로부터 수신된 센싱값들에 기초하여 상기 리프트 핀들이 이루는 평면의 기울기를 산출하고 상기 리프트 핀들을 수평 상태로 정렬하기 위한 리프트 핀 제어 신호를 출력할 수 있다. 리프트 핀 구동부(230)는 상기 리프트 핀 제어 신호에 따라 상기 리프트 핀들을 이동시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 레벨링 센서(300)는 기판 플레이트 상에서 처리되는 기판에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 레벨링 센서(300)는 포토마스크 기판에 대응하는 정사각형 형상을 갖는 마스크형 레벨링 센서일 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 레벨링 센서(300)는 웨이퍼에 대응하는 원반 형상을 갖는 웨이퍼형 레벨링 센서일 수 있다.
마스크형 레벨링 센서(300)는 엔드 이펙터와 같은 반송 메커니즘에 의해 지지되어 기판 처리 장치(10)의 챔버(20) 내부로 슬라이딩한 후 상승된 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c) 상에 배치될 수 있다.
예를 들면, 상기 반송 메커니즘의 상기 엔드 이펙터는 레벨링 센서(300)를 지지한 상태에서 챔버(20) 내부의 기판 플레이트 상부로 슬라이딩할 수 있다. 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)은 상승하여 레벨링 센서(300)를 지지하고, 상기 엔드 이펙터는 후퇴하여 레벨링 센서(300)를 상승된 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c) 상에 배치시킬 수 있다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상승된 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c) 상에 배치된 마스크형 레벨링 센서(300)는 상승된 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)이 이루는 평면과 동일 평면을 가질 수 있다. 상승된 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)이 서로 다른 높이들을 가질 경우, 상승된 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c) 상에 배치된 레벨링 센서(300)는 기준면(Ps)에 대하여 일정한 각도(α)로 기울어져 있을 수 있다. 레벨링 센서(300)의 경사는 오일러 각(Euler angles), 즉, 롤(roll)(φ), 피치(pitch)(θ), 요(yaw)(ψ)에 의해 나타낼 수 있다.
마스크형 레벨링 센서(300)는 중력 방향에 대하여 포토마스크 기판의 직교 축들(orthogonal axes)의 경사를 측정하는 MEMS(microelectromechanicl system) 경사계(inclinometers)일 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 레벨링 센서(300)는 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)이 이루는 평면의 각도를 나타내는 롤(φ) 및 피치(θ)의 측정값들을 실시간으로 무선 통신을 통해 제어부(80)로 전송할 수 있다. 예를 들면, 레벨링 센서(300)는 WIFI, RF 통신 등의 통신 수단을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않음을 이해할 있을 것이다.
제어부(80)는 레벨링 센서(300)로부터 전송된 롤(φ) 및 피치(θ)의 측정값들에 기초하여 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)의 수평 상태를 검출할 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)이 이루는 평면이 수평 기준 범위 이내에 있는 지 여부를 확인할 수 있다.
제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)이 이루는 평면이 수평 기준 범위를 벗어났다고 판단된 경우, 제어부(80)는 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)을 수평 상태로 보정하기 위한 리프트 핀 제어 신호를 구동부(230)로 전송할 수 있다.
구체적으로, 제어부(80)는 수평 상태 판단부(82), 이동 거리 산출부(84) 및 출력부(86)를 포함할 수 있다.
수평 상태 판단부(82)는 레벨링 센서(300)로부터 롤(φ) 및 피치(θ)의 측정값들을 수신하고 수신된 측정값들에 기초하여 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)이 이루는 평면이 수평 기준 범위 이내에 있는 지 여부를 확인할 수 있다.
수평 상태 판단부(82)는 롤(φ) 측정값으로부터 X축을 중심으로 φ 만큼 회전한 제1 회전 행렬(Rx) 및 피치(θ) 측정값으로부터 Y을 중심으로 θ만큼 회전한 제2 회전 행렬(Ry)를 이용하여 회전 변환 행렬(T)을 산출할 수 있다. 수평 상태 판단부(82)는 상기 회전 변환 행렬로부터 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)의 기준면(Ps)에 대한 좌표값들(z1, z2, z3)을 산출할 수 있다.
이동 거리 산출부(84)는 기울어진 평면을 수평 상태로 레벨링할 수 있는 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)의 이동 거리들을 산출할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 이동 거리 산출부(84)는 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)의 평균 높이로 수렴하도록 최종 이동 거리들(Δz1', Δz2', Δz3')을 산출할 수 있다. 상기 최종 이동 거리들은 이동 거리들(Δz1, Δz2, Δz3)에서 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)의 좌표값들(z1, z2, z3)의 평균값(z_m)을 감산하여 각각 획득할 수 있다.
출력부(86)는 산출된 최종 이동 거리들(Δz1', Δz2', Δz3')에 각각 비례하는 제1 내지 제3 리프트 핀 제어 신호들을 제1 내지 제3 구동부들(230a, 230b, 230c)에 각각 출력할 수 있다.
제1 구동부(230a)는 제어기(80)로부터의 제1 리프트 핀 제어 신호에 따라 제1 이동 거리(Δz1')만큼 제1 리프트 핀(210a)을 수직 방향(Z축 방향)으로 이동시킬 수 있다. 제2 구동부(230b)는 제어기(80)로부터의 제2 리프트 핀 제어 신호에 따라 제2 이동 거리(Δz2')만큼 제2 리프트 핀(210b)을 수직 방향(Z축 방향)으로 이동시킬 수 있다. 제3 구동부(230c)는 제어기(80)로부터의 제3 리프트 핀 제어 신호에 따라 제3 이동 거리(Δz3')만큼 제3 리프트 핀(210c)을 수직 방향(Z축 방향)으로 이동시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제어부(80)는 기판 플레이트 상에 배치되는 배치된 레벨링 센서(300)의 정렬 상태를 판단하고, 레벨링 센서(300)가 오정렬되었다고 판단된 경우, 제어부(80)는 레벨링 센서(300)의 정렬을 보정하기 위한 제어 신호를 구동부(230)에 전송할 수 있다. 레벨링 센서(300)가 놓여있는 방향이 기 설정된 방향(X축 방향 또는 Y축 방향)가 일치되는 지 여부를 판단하여 레벨링 센서(300)의 정렬 상태를 결정할 수 있다.
구체적으로, 마스크형 레벨링 센서(300)를 지지 플레이트(110)의 수용 홈(112)에 안착시킨 후, 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c) 중 어느 하나만을 상승시킬 수 있다. 이어서, 레벨링 센서(300)로부터 롤(φ) 및 피치(θ)의 측정값들을 수신하여 레벨링 센서(300)의 정렬(투입) 방향이 기판 플레이트의 XYZ 좌표계와 일치하는 지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 롤(φ)만 검출된 경우, 레벨링 센서(300)가 정확하게 안착되었다고 판단될 수 있다. 이와 다르게, 롤(φ) 및 피치(θ) 모두 검출된 경우, 레벨링 센서(300)가 오정렬되었다고 판단하고, 제어부(80)는 레벨링 센서(300)를 챔버(20)로부터 배출시킨 후, 정렬 보정을 수행한 후, 다시 챔버(20) 내부로 로딩할 수 있다.
웨이퍼형 레벨링 센서(300)인 경우, 웨이퍼형 레벨링 센서(300)의 플랫(flat)(310)이나 노치의 위치를 검출하여 레벨링 센서(300)의 정렬 상태를 검출할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 리프트 핀들의 정렬 장치는 상승된 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)에 배치된 레벨링 센서(300)로부터 제공된 기준면(Ps)에 대한 회전들을 나타내는 측정값들(롤(φ), 피치(θ))에 기초하여 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)의 수평 상태를 검출하고, 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)을 수평 상태로 레벨링할 수 있는 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)의 이동 거리들을 산출할 수 있다. 상기 산출된 이동 거리들만큼 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)을 이동시킴으로써 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)의 높이들을 정렬시킬 수 있다.
따라서, 마스크형 또는 웨이퍼형 레벨링 센서(300)를 이용함으로써, 설비를 중단하여 진공을 제거하지 않고 상기 리프트 핀들의 레벨링을 자동으로 정밀하게 수행할 수 있다.
또한, 상기 리프트 핀들을 상기 리프트 핀들의 평균 높이값으로 수렴하도록 조정함으로써, 상기 리프트 핀들을 자동으로 레벨링할 때 한계 높이를 벗어나는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는, 도 10의 정렬 장치를 이용하여 리프트 핀들의 수평 상태를 정렬하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 11은 예시적인 실시예들에 따른 리프트 핀 정렬 방법을 나타내는 순서도이다. 도 12는 리프트 핀들이 이루는 평면 및 레벨링을 위한 리프트 핀들의 이동 거리들을 나타내는 그래프이다.
도 1, 도 3, 도 5, 도 9 및 도 10 내지 도 12를 참조하면, 먼저, 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)을 상승하여 레벨링 센서(300)를 지지시킬 수 있다(S100).
예시적인 실시예들에 있어서, 챔버(20) 내에서 포토마스크 기판(S)을 처리하기 위한 공정을 진행하기 전에, 상기 리프트 핀들의 레벨링 작업을 수행하기 위하여 레벨링 센서(300)를 챔버(20) 내부로 로딩할 수 있다.
구체적으로, 반송 메커니즘의 엔드 이펙터는 레벨링 센서(300)를 지지한 상태에서 챔버(20) 내부의 기판 플레이트 상부로 슬라이딩할 수 있다. 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)은 상승하여 레벨링 센서(300)를 지지하고, 상기 엔드 이펙터는 후퇴할 수 있다.
이어서, 레벨링 센서(300)를 이용하여 롤(φ) 및 피치(θ)를 측정하고(S110), 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)이 이루는 평면이 수평 기준 범위 이내에 있는 지 여부를 확인할 수 있다(S120).
예시적인 실시예들에 있어서, 레벨링 센서(300)는 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)이 이루는 평면의 각도를 나타내는 롤(φ) 및 피치(θ)의 측정값들을 실시간으로 무선 통신을 통해 제어부(80)로 전송할 수 있다. 제어부(80)는 롤(φ) 측정값으로부터 X축을 중심으로 φ 만큼 회전한 제1 회전 행렬(Rx) 및 피치(θ) 측정값으로부터 Y을 중심으로 θ만큼 회전한 제2 회전 행렬(Ry)를 이용하여 회전 변환 행렬(T)을 산출할 수 있다.
지면, 즉, 수평 기준 평면에 대하여 일정한 각도(α)로 기울어져 있는 레벨링 센서(300)의 기울기는 XYZ 좌표계에 대하여 X축을 중심으로 롤(φ) 만큼의 회전 및 Y축을 중심으로 피치(θ) 만큼의 회전으로 이루어질 수 있다. 이러한 회전들로 이루어진 XYZ 좌표계에 대한 회전 변환 행렬(T)은 아래와 같이 구할 수 있다.
X 축을 중심으로 롤(φ) 만큼 회전한 제1 회전 행렬(Rx)는 다음 식(1)과 같이 나타내고, Y 축을 중심으로 피치(θ) 만큼 회전한 제2 회전 행렬(Ry)는 다음 식(2)와 같이 나타내고, 회전 변환 행렬(T)은 다음 식(3)과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
------ 식(1)
Figure pat00002
------ 식(2)
Figure pat00003
------ 식(3)
수평 상태에서의 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)의 좌표값들이 (X1, Y1, Z1), (X2, Y2, Z2), (X3, Y3, Z3)이라고 하였을 때(여기서, Z1 = Z2 = Z3 = 0), 수평 기준 평면에 대하여 일정한 각도(α)로 기울어져 있는 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)의 좌표값들((x1, y1, z1), (x2, y2, z2), (x3, y3, z3))은 아래 식(4)에 의해 구할 수 있다.
Figure pat00004
------ 식(4)
제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)의 z1, z2, z3는 수평 위치(기준면)로부터 수직 방향으로 떨어져 있는 거리를 각각 나타낸다.
따라서, 기울어진 평면을 수평 상태로 레벨링할 수 있는 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)의 이동 거리들(Δz1, Δz2, Δz3)을 산출할 수 있다. 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)의 이동 거리들(Δz1, Δz2, Δz3)은 아래 식(5)와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00005
------ 식(5)
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)의 평균 높이로 수렴하도록 최종 이동 거리들(Δz1', Δz2', Δz3')을 산출할 수 있다. 상기 최종 이동 거리들은 이동 거리들(Δz1, Δz2, Δz3)에서 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)의 좌표값들(z1, z2, z3)의 평균값(z_m)을 감산하여 각각 획득할 수 있다. 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)의 최종 이동 거리들(Δz1', Δz2', Δz3')은 아래 식(6)과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00006
------ 식(6)
도 12에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)을 수평 상태로 레벨링할 수 있는 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)의 최종 이동 거리들(Δz1', Δz2', Δz3')을 산출할 수 있다.
이어서, 최종 이동 거리들(Δz1', Δz2', Δz3')만큼 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)을 이동시킬 수 있다(S130).
구체적으로, 제어부(80)는 산출된 최종 이동 거리들(Δz1', Δz2', Δz3')에 각각 비례하는 제1 내지 제3 리프트 핀 제어 신호들을 제1 내지 제3 구동부들(230a, 230b, 230c)에 각각 출력할 수 있다.
제1 구동부(230a)는 상기 제1 리프트 핀 제어 신호에 따라 제1 이동 거리(Δz1')만큼 제1 리프트 핀(210a)을 수직 방향(Z축 방향)으로 이동시킬 수 있다. 제2 구동부(230b)는 상기 제2 리프트 핀 제어 신호에 따라 제2 이동 거리(Δz2')만큼 제2 리프트 핀(210b)을 수직 방향(Z축 방향)으로 이동시킬 수 있다. 제3 구동부(230c)는 상기 제3 리프트 핀 제어 신호에 따라 제3 이동 거리(Δz3')만큼 제3 리프트 핀(210c)을 수직 방향(Z축 방향)으로 이동시킬 수 있다.
이후, 단계 S110 및 단계 S120을 다시 수행하여 상기 제1 내지 제3 리프트 핀 제어 신호들에 따라 이동한 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)의 수평 상태를 확인할 수 있다. 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)이 이루는 평면이 수평 기준 범위 이내에 있는 경우, 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)을 하강하여 레벨링 작업을 종료할 수 있다(S140).
예를 들면, 레벨링 센서(300)로부터 측정된 롤(φ) 및 피치(θ) 각각 ±0.005도 이내에 있을 때, 수평 기준 범위를 만족하는 것으로 판단하여 레벨링 작업을 종료할 수 있다.
제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)이 이루는 평면이 수평 기준 범위 이내에 있지 않은 경우, 단계 S130, 단계 S110 및 단계 S120을 다시 수행할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 레벨링 센서(300)를 기판 플레이트 상에 배치시킨 후, 레벨링 센서(300)의 정렬 상태를 판단하고, 레벨링 센서(300)가 오정렬되었다고 판단된 경우, 레벨링 센서(300)의 정렬을 보정할 수 있다.
구체적으로, 마스크형 레벨링 센서(300)를 지지 플레이트(110)의 수용 홈(112)에 안착시킨 후, 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c) 중 어느 하나만을 상승시킬 수 있다. 이어서, 레벨링 센서(300)로부터 롤(φ) 및 피치(θ)의 측정값들을 수신하여 레벨링 센서(300)의 정렬(투입) 방향이 기판 플레이트의 XYZ 좌표계와 일치하는 지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 롤(φ)만 검출된 경우, 레벨링 센서(300)가 정확하게 안착되었다고 판단될 수 있다. 이와 다르게, 롤(φ) 및 피치(θ) 모두 검출된 경우, 레벨링 센서(300)가 오정렬되었다고 판단하고, 제어부(80)는 레벨링 센서(300)를 챔버(20)로부터 배출시킨 후, 정렬 보정을 수행한 후, 다시 챔버(20) 내부로 로딩할 수 있다.
웨이퍼형 레벨링 센서(300)인 경우, 웨이퍼형 레벨링 센서(300)의 플랫(flat)(310)이나 노치의 위치를 검출하여 레벨링 센서(300)의 정렬 상태를 검출할 수 있다.
이하에서는, 도 1의 기판 처리 장치를 이용하여 포토마스크를 제조하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 13은 예시적인 실시예들에 따른 포토마스크를 제조하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 13을 참조하면, 챔버(20) 내의 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c) 상에 레벨링 센서(300)를 배치시킨 후(S200), 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)의 레벨링을 수행하고(S210), 레벨링 센서(300)를 챔버(20)로부터 언로딩할 수 있다(S220).
예시적인 실시예들에 있어서, 챔버(20) 내에서 포토마스크 기판(S)을 처리하기 위한 공정을 진행하기 전에, 상기 리프트 핀들의 레벨링 작업을 수행하기 위하여 레벨링 센서(300)를 챔버(20) 내부로 로딩할 수 있다.
도 11을 참조로 설명한 단계 S100 내지 단계 S140를 수행하여 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)의 레벨링 작업을 완료할 수 있다.
이어서, 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c) 상에 포토마스크 기판(S)을 배치시키고(S230), 포토마스크 기판(S) 상에 플라즈마 식각 공정을 수행할 수 있다(S240).
예시적인 실시예들에 있어서, 정사각형 형상을 갖는 포토마스크 기판(S) 상에 차광막을 형성한 후, 상기 차광막 상에 원하는 노광 패턴을 위한 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 포토마스크 기판(S)을 기판 처리 장치(10)의 챔버(20) 내에 로딩할 수 있다.
구체적으로, 반송 메커니즘(도시되지 않음)에 포토마스크 기판(S)이 기판 플레이트(110)의 상부에 위치하면, 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)은 기판 플레이트(110)의 상부면으로부터 상승될 수 있다. 반송 로봇은 포토마스크 기판(S)을 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c) 상에 안착시킨 후, 제1 내지 제3 리프트 핀들(210a, 210b, 210c)은 기판 플레이트(110)의 핀 홀(111) 내부로 하강하여 포토마스크 기판(S)을 기판 플레이트(110)의 수용 홈(112)의 지지면(113) 상에 안착시킬 수 있다.
이어서, 가스 공급관(50)으로부터 공정 가스(예를 들면, 식각 공정 가스)를 챔버(20) 내에 도입하고, 챔버(20) 내에 플라즈마를 형성하고, 포토마스크 기판(S) 상의 식각 대상막에 식각 공정을 수행할 수 있다.
상부 전극(40)에 플라즈마 소스 파워가 인가되면 상부 전극(40)에 의해 유도된 전자기장이 챔버(20) 내로 분사된 소스 가스로 인가되어 플라즈마가 생성될 수 있다. 기판 지지 유닛(100)의 기판 전극에 바이어스 전력이 인가되어 챔버(20) 내에서 발생한 플라즈마 원자 또는 이온을 지지 플레이트(110)를 향하여 끌어당길 수 있다. 이에 따라, 포토마스크 기판(S) 상의 식각 대상막의 식각 공정을 수행할 수 있다.
이후, 상기 식각 공정이 완료된 후, 챔버(20)로부터 포토마스크 기판(S)을 언로딩할 수 있다.
전술한 기판 처리 장치는 포토마스크 또는 로직 소자나 메모리 소자와 같은 반도체 소자를 제조하는 데 사용될 수 있다. 상기 반도체 소자, 예를 들어 중앙처리장치(CPU, MPU), 애플리케이션 프로세서(AP) 등과 같은 로직 소자, 예를 들어 에스램(SRAM) 장치, 디램(DRAM) 장치 등과 같은 휘발성 메모리 장치, 및 예를 들어 플래시 메모리 장치, 피램(PRAM) 장치, 엠램(MRAM) 장치, 알램(RRAM) 장치 등과 같은 불휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 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.
10: 기판 처리 장치 20: 챔버
22: 커버 24: 배기홀
40: 상부 전극 42: 소스 RF 전원
50: 가스 공급관 52: 유량 제어기
54: 가스 공급원 80: 제어부
82: 수평 상태 판단부 84: 이동 거리 산출부
86: 출력부 100: 기판 지지 유닛
110: 지지 플레이트 111: 핀 홀
112: 수용 홈 113: 지지면
114: 상부면 120: 절연 플레이트
130: 하부 커버 210, 210a, 210b, 210c: 리프트 핀
220a: 제1 액추에이터 220b: 제2 액추에이터
220c: 제3 액추에이터 230: 리프트 핀 구동부
230a: 제1 구동부 230b: 제2 구동부
230c: 제3 구동부 300: 레벨링 센서

Claims (10)

  1. 기판을 처리하기 위한 공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버 내에 배치되며 상기 기판이 안착되는 기판 플레이트;
    상기 기판 플레이트 내부에서 상하 이동 가능하도록 설치되어 상기 기판을 지지하는 복수 개의 리프트 핀들;
    상기 챔버 내로 로딩되어 상기 기판 플레이트로부터 상승된 복수 개의 리프트 핀들 상에 배치되는 레벨링 센서;
    상기 레벨링 센서로부터 상기 리프트 핀들이 이루는 평면의 각도를 나타내는 롤(φ) 및 피치(θ)의 측정값들을 수신하여 롤(φ) 및 피치(θ)의 측정값들로부터 상기 평면의 회전 변환 행렬(T)을 산출하고 상기 회전 변환 행렬(T)을 이용하여 상기 평면이 지면과 평행이 되도록 하는 상기 리프트 핀들의 이동 거리들을 산출하고 상기 리프트 핀들을 수평 상태로 정렬하기 위한 리프트 핀 제어 신호를 출력하는 제어부; 및
    상기 리프트 핀 제어 신호에 따라 상기 리프트 핀들을 이동시키기 위한 리프트 핀 구동부를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 X 축을 중심으로 롤(φ) 만큼 회전한 제1 회전 행렬(Rx) 및 Y 축을 중심으로 피치(θ) 만큼 회전한 제2 회전 행렬(Ry)을 산출하고 상기 제2 회전 행렬(Rx)과 상기 제1 회전 행렬(Rx)을 곱하여 상기 회전 변환 행렬(T)을 산출하는 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 회전 행렬(Rx)은 식(1)에 의해 나타내고 상기 제2 회전 행렬(Ry)은 식(2)에 의해 나타내고, 상기 회전 변환 행렬(T)은 식(3)에 의해 나타내는 기판 처리 장치.
    Figure pat00007
    ------ 식(1)
    Figure pat00008
    ------ 식(2)
    Figure pat00009
    ------ 식(3)
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 리프트 핀들의 이동 거리들은 수평 위치로부터 수직 방향으로 떨어져 있는 거리를 각각 나타내는 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 리프트 핀들의 평균 높이로 수렴하도록 최종 이동 거리들을 산출하는 기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 리프트 핀들의 좌표값들의 평균값을 산출하고 상기 리프트 핀들의 이동 거리들에서 상기 평균값을 각각 감산하여 상기 최종 이동 거리들을 산출하는 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 기판 플레이트 상에 배치된 상기 레벨링 센서의 정렬 상태를 판단하는 기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 레벨링 센서의 투입 방향이 상기 기판 플레이트의 XYZ 좌표계와 일치하는 지 여부를 판단하는 기판 처리 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 산출된 이동 거리들만큼 상기 리프트 핀들을 이동시킨 후, 상기 레벨링 센서로부터 롤(φ) 및 피치(θ)의 측정값들을 획득하여 상기 리프트 핀들이 이루는 평면이 수평 기준 범위 이내에 있는 지 여부를 확인하는 기판 처리 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 레벨링 센서는 포토마스크 기판 또는 웨이퍼와 대응하는 형상을 갖는 기판 처리 장치.

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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102582696B1 (ko) * 2020-06-15 2023-09-26 세메스 주식회사 기판 처리 장치, 리프트 핀 높이 편차 측정 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 처리 프로그램을 기록한 기록 매체
US11710621B2 (en) * 2021-04-28 2023-07-25 Applied Materials, Inc. Direct lift cathode for lithography mask chamber
CN113903688A (zh) * 2021-09-29 2022-01-07 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体工艺设备及晶圆状态监测方法
WO2024100897A1 (ja) * 2022-11-11 2024-05-16 株式会社日立ハイテク 荷電粒子ビーム装置
CN116759374B (zh) * 2023-08-16 2023-11-14 上海图双精密装备有限公司 被动调平平台及方法
CN117976508B (zh) * 2024-04-02 2024-07-23 浙江求是创芯半导体设备有限公司 晶圆驱动装置及半导体设备

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5820723A (en) * 1996-06-05 1998-10-13 Lam Research Corporation Universal vacuum chamber including equipment modules such as a plasma generating source, vacuum pumping arrangement and/or cantilevered substrate support
US6244121B1 (en) * 1998-03-06 2001-06-12 Applied Materials, Inc. Sensor device for non-intrusive diagnosis of a semiconductor processing system
JP2002064132A (ja) * 2000-08-22 2002-02-28 Tokyo Electron Ltd 被処理体の受け渡し方法、被処理体の載置機構及びプローブ装置
JP6818351B2 (ja) * 2017-04-14 2021-01-20 サムコ株式会社 ウエハ処理装置
CN208954942U (zh) * 2018-09-04 2019-06-07 德淮半导体有限公司 晶圆传输装置
CN109367525B (zh) * 2018-09-20 2022-06-21 西安海康普德智能装备有限公司 一种基于六点支撑的大型车体自动调平系统及方法

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