KR20230016881A - 기판 이송 로봇, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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고동선
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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치는, 기판 처리 공간이 형성되고, 일측에 개구부가 형성된 공정 튜브; 복수의 기판들이 안착되는 수직으로 배열된 복수의 슬롯들이 형성되고, 상기 개구부를 통하여 상기 공정 튜브 내로 이동되는 보트부; 상기 복수의 기판들을 상기 보트부로 이송하고 적재하는 기판 이송 로봇; 상기 기판 이송 로봇의 일측에 상기 보트부를 바라보도록 설치되고, 상기 복수의 기판들의 측면들에 광을 조사하는 제 1 램프부; 상기 기판 이송 로봇에 설치되어 상기 기판 이송 로봇과 연동되어 움직이고, 상기 제 1 램프부가 상기 복수의 기판들을 비추는 상태에서 상기 보트부에 안착된 상기 복수의 기판들의 측면 반사광 이미지를 촬영하는 촬상부; 상기 측면 반사광 이미지를 통하여 상기 복수의 기판들의 상기 보트부 내 안착 상태의 이상 여부를 판단하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

기판 이송 로봇, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{Substrate processing robot, apparatus for processing substrate and method for processing substrate}
본 발명은 반도체 제조에 관한 것으로서, 더 상세하게는 복수의 기판들을 처리하기 위한 기판 이송 로봇, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 진공 분위기의 공정 챔버를 포함하는 기판 처리 장치에서 각종 공정이 수행된다. 이러한 반도체 제조공정은 챔버 내에 기판을 하나씩 로딩하여 처리 공정을 진행하는 매엽식과 챔버 내에 복수개의 기판을 로딩하여 일괄적으로 처리 공정을 진행하는 배치(Batch)식으로 구별할 수 있다.
종래의 배치식 챔버는 로드 포트를 통해 복수개의 기판을 포함하는 적재부에 보관될 수 있다. 적재부의 적재대에 안착되어 보관된 기판들은 이송 로봇 레일을 따라 움직이는 이송 로봇에 의해 기판 이송 로봇이 이송 포크를 사용하여 기판을 언로딩하고, 기판 이송 로봇 레일을 따라 기판 이송 로봇이 아래로 이동하여 보트의 지지바에 기판이 적재되도록 할 수 있다.
이러한 배치식 챔버는 하나의 기판처리 장치로 복수의 기판 처리 공정을 수행하므로, 단위시간당 처리되는 기판의 생산성이 높으나, 기판처리 장치에 문제가 발생하여 정지시에는 배치식 챔버 전체의 가동을 중단하여 생산율이 저하되기 때문에, 보트를 이용하여 기판을 챔버 내에 장입하거나 또는 이탈시킬 때, 보트내의 슬롯에 수납된 기판의 상태를 확인하는 과정이 수행되고 있다.
하지만, 이러한 장비 내에서 기판 처리 공정을 수행할 경우, 슬롯 내에 장착된 기판이 정상 위치에서 이탈하는 슬라이딩(sliding) 현상이나 원하지 않게 깨진(broken) 상태와 같은 기판 불량이나 공정 불량이 유발될 수 있다. 따라서, 기판을 공정 처리하기 이전 또는 이후에, 예컨대, 퍼니스의 열처리 튜브 내로 보트를 장입하기 이전 또는 공정 처리 이후에, 보트 내의 기판 수납 상태를 확인하는 과정이 요구되고 있다.
종래의 기판 처리 장치에 따르면, 기판 수납 상태는 감지광을 제공하는 발광부 및 감지광을 감지하는 수광부를 포함하는 광센서(optic sensor)를 이용하여 확인하고 있으나, 적층되는 기판은 거울과 같은 경면체 재질이며 원형으로 형성되어 빛이 반사되는 영역이 적으므로 기판의 안착 상태를 파악하기가 어려운 문제점이 있다.
또한, 광을 감지하는 카메라는 화각이 존재하여 상기 카메라의 정면에 있는 간격보다 상부나 하부로 갈수록 간격이 좁게 보이는 현상이 발생되고, 이에 따라, 화각에 따른 오차가 발생되어, 기판의 안착 상태를 파악하기가 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 기판의 측면 반사광 이미지를 통해서 보트 내 기판의 안착 상태의 이상 여부를 판단하여 생산률을 증가시키고, 오류 발생을 개선할 수 있는 기판 이송 로봇, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판 처리 장치가 제공된다. 상기 기판 처리 장치는, 기판 처리 공간이 형성되고, 일측에 개구부가 형성된 공정 튜브; 복수의 기판들이 안착되는 수직으로 배열된 복수의 슬롯들이 형성되고, 상기 개구부를 통하여 상기 공정 튜브 내로 이동되는 보트부; 상기 복수의 기판들을 상기 보트부로 이송하고 적재하는 기판 이송 로봇; 상기 기판 이송 로봇의 일측에 상기 보트부를 바라보도록 설치되고, 상기 복수의 기판들의 측면들에 광을 조사하는 제 1 램프부; 상기 기판 이송 로봇에 설치되어 상기 기판 이송 로봇과 연동되어 움직이고, 상기 제 1 램프부가 상기 복수의 기판들을 비추는 상태에서 상기 보트부에 안착된 상기 복수의 기판들의 측면 반사광 이미지를 촬영하는 촬상부; 상기 측면 반사광 이미지를 통하여 상기 복수의 기판들의 상기 보트부 내 안착 상태의 이상 여부를 판단하는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제 1 램프부의 광에 의해서 반사되고 상기 촬상부에서 바라보았을 때 상기 복수의 기판들 측면의 중심 영역에서 반사되는 측면 중심부 반사광 이미지를 촬영하고, 상기 제어부는, 상기 측면 중심부 반사광 이미지를 통해서 상기 복수의 기판들 중 어느 하나 이상의 누락, 겹침 또는 처짐의 안착 상태의 이상 여부를 판단하는 기판 안착 상태 판단부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제어부는, 상기 촬상부에서 촬영된 상기 측면 반사광 이미지 상에서 상기 복수의 기판들 간의 이격된 거리값를 산출하고 상기 거리값을 표준값과 비교하여 상기 복수의 기판들 중 어느 하나 이상의 누락, 겹침 또는 처짐의 불량을 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 공정 튜브 및 상기 보트부는 기판 처리부에 배치되고, 상기 보트부의 후측방에서 상기 보트부를 바라보도록 상기 기판 처리부에 설치되고, 상기 촬상부를 통하여 촬영된 이미지에서 상기 복수의 기판들의 측면 가장자리부를 부각시키기 위하여 상기 복수의 기판들의 측면에 광을 조사하는 제 2 램프부;를 포함하고, 상기 촬상부는, 상기 제 2 램프부에 의해서 부각되고 상기 촬상부에서 바라보았을 때 상기 복수의 기판들 측면의 가장자리 영역에서 반사되는 측면 가장자리 반사광 이미지를 촬영할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제어부는, 상기 측면 가장자리 반사광 이미지에 기초하여 상기 복수의 기판들 중 어느 하나 이상의 돌출 상태를 판단하는 기판 돌출 판단부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 보트부를 회전 구동시키기 위한 회전 구동부;를 포함하고, 상기 회전 구동부에 의해서 상기 보트부에 상기 복수의 기판들이 삽입되는 방향이 상기 제 1 램프부 및 상기 제 2 램프부 사이에 위치되도록 상기 보트부를 회전시킨 상태에서, 상기 촬상부는 상기 제 2 램프부에 의해서 반사된 상기 복수의 기판들의 상기 측면 가장자리 반사광 이미지를 촬영할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판 처리 방법이 제공된다. 상기 기판 처리 방법은, 복수의 기판들을 이송하고 적재하는 기판 이송 로봇을 통하여 수직으로 배열된 복수의 슬롯들을 포함하는 보트부에 상기 복수의 기판들을 로딩시키는 기판 로딩 단계; 상기 복수의 기판들의 측면들을 부각시키기 위하여 상기 기판 이송 로봇의 일측에 상기 보트부를 바라보도록 설치된 제 1 램프부에서 상기 복수의 기판들의 측면들에 광을 조사하는 제 1 발광 단계; 상기 기판 이송 로봇에 설치되는 촬상부를 통하여 상기 제 1 램프부의 광에 의해서 반사된 상기 복수의 기판들의 측면 반사광 이미지를 촬영하는 제 1 촬영 단계; 및 제어부에서 상기 측면 반사광 이미지를 통하여 상기 복수의 기판들의 안착 상태의 이상 여부를 판단하는 제 1 상태 판단 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제 1 촬영 단계에서, 상기 촬상부는 상기 제 1 램프부의 광에 의해서 상기 복수의 기판들에서 반사된 상기 복수의 기판들의 측면 중심부 반사광 이미지를 촬영하고, 상기 제 1 상태 판단 단계에서, 상기 제어부는 상기 촬상부에서 바라보았을 때 상기 복수의 기판들 측면의 중심 영역에서 반사되는 상기 측면 중심부 반사광 이미지를 통해서 상기 복수의 기판들 중 어느 하나 이상의 누락, 겹침 또는 처짐의 안착 상태의 이상 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 공정 튜브 및 상기 보트부는 기판 처리부에 배치되고, 상기 기판 처리부에는 상기 보트부의 후측방에서 상기 보트부를 바라보도록 제 2 램프부가 설치되고, 상기 제 1 상태 판단 단계 이후에, 상기 보트부에 상기 복수의 기판들이 삽입되는 방향이 상기 제 1 램프부 및 제 2 램프부 사이에 위치되도록 상기 보트부를 회전하는 보트 회전 단계; 상기 촬상부를 통하여 촬영된 이미지에서 상기 복수의 기판들의 측면 가장자리를 부각시키기 위하여, 상기 제 2 램프부에서 상기 복수의 기판들의 측면들에 광을 조사하는 제 2 발광 단계; 상기 촬상부를 통하여, 상기 제 2 램프부에 의하여 부각되고 상기 촬상부에서 바라보았을 때 상기 복수의 기판들의 측면 가장자리 영역에서 반사되는 측면 가장자리 반사광 이미지를 촬영하는 제 2 촬영 단계; 및 상기 제어부에서 상기 측면 가장자리 반사광 이미지에 기초하여 상기 복수의 기판들 중 어느 하나 이상의 돌출 상태를 판단하는 제 2 상태 판단 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제 2 상태 판단 단계는, 상기 촬상부에서 촬영된 상기 측면 반사광 이미지 상에서 상기 복수의 기판들의 각각의 측면 가장자리를 비교하여 상기 복수의 기판들 중 어느 하나 이상의 돌출 상태를 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제 1 상태 판단 단계는 상기 복수의 기판들에 대한 공정 처리 전에 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제 1 상태 판단 단계는 상기 복수의 기판들에 대한 공정 처리 후에 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제 1 상태 판단 단계는, 상기 촬상부에서 촬영된 상기 측면 반사광 이미지 상에서 복수의 기판들 간의 이격된 거리값를 산출하고 상기 거리값을 표준값과 비교하여 상기 복수의 기판들 중 어느 하나 이상의 누락, 겹침 또는 처짐의 불량을 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판 이송 로봇이 제공된다. 상기 기판 이송 로봇은, 기판 처리 공간이 형성되고, 일측에 개구부가 형성된 공정 튜브와, 복수의 기판들이 안착되는 수직으로 배열된 복수의 슬롯들이 형성되고, 상기 개구부를 통하여 상기 공정 튜브 내로 이동되는 보트부에 상기 복수의 기판들을 이송하고 적재하는 기판 이송 로봇으로서, 상기 기판 이송 로봇은, 상기 복수의 기판들을 상기 보트부로 로딩할 수 있도록 형성되는 로봇 암; 상기 복수의 기판들을 바라보도록 설치되고, 상기 복수의 기판들의 측면에 광을 조사하는 제 1 램프부; 및 상기 제 1 램프부가 상기 복수의 기판들을 비추는 상태에서 상기 보트부에 안착된 상기 복수의 기판들의 측면 반사광 이미지를 촬영하는 촬상부;를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 보트의 슬롯(slot)에 장착된 상기 웨이퍼의 테두리 이미지를 검출하여 기판의 누락, 처짐, 겹침 등의 수납 상태를 확인하고, 기판의 돌출 상태를 통하여 기판의 정렬을 확인하고, 실시간 모니터링 영상을 확보하여 수납 상태 판단 오류를 최소화하여 생산률을 증가시키고, 오류 발생을 개선할 수 있는 기판 이송 로봇, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 측면을 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1에 따른 기판 처리 장치의 제어부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치의 측면을 나타내는 개략도이다.
도 4는 도 3에 따른 기판 처리 장치의 상면을 나타내는 개략도이다.
도 5는 도 3에 따른 기판 처리 장치의 제어부를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 통한 이상 유형 검출을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 통한 이상 유형 검출을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 로봇을 포함하는 기판 처리 장치의 측면을 나타내는 개략도이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 크게, 기판 처리부(1000), 기판 이송부(2000) 및 제어부(4000)를 포함할 수 있다.
기판 처리부(1000)는 복수의 기판들(S)이 로딩되어 처리 공정이 진행되는 기판 처리 공간(A)을 형성하는 공정 튜브(1200) 및 복수의 기판들(S)이 안착되는 보트부(1100)를 포함할 수 있다.
공정 튜브(1200)는 원기둥 형상으로 형성되고, 내부의 기판 처리 공간(A)에 보트부(1100)가 삽입될 수 있다. 공정 튜브(1200)는 보트부(1100)에 적재된 복수의 기판들(S)을 열처리하거나, 박막을 증착하거나 또는 박막을 식각하는 등의 공정 진행에 이용될 수 있다.
공정 튜브(1200)는 일측에 보트부(1100)가 출입할 수 있는 개구부가 형성되고, 내부에는 상기 복수의 기판들을 열처리하기 위한 히터부(1300)가 설치될 수 있으며, 또한, 도시되지 않았지만, 증착 또는 식각 공정에 필요한 가스 공급부, 가스 배출부 등과 같은 부품들이 설치될 수 있다.
보트부(1100)는 복수의 기판들(S)이 안착되는 복수의 슬롯이 형성되고, 기판 처리 공간(A)으로 이동되도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 보트부(1100)는 하부 지지대가 형성되고, 상기 하부 지지대 상부 가장자리에 긴 막대 형상의 지지대가 수직방향으로 복수개 형성되고, 상기 지지대에 복수의 기판들(S)이 안착할 수 있는 슬롯이 다층 형성될 수 있다. 이때, 상기 지지대는 복수의 기판들(S)이 인출될 수 있도록 한쪽 방향은 오픈될 수 있다.
복수의 기판들(S)이 적재된 보트부(1100)는 승하강운동을 할 수 있으며, 보트부(1100)의 상승시 공정 튜브(1200)에 보트부(1100)가 밀폐 결합될 수 있다.
기판 이송부(2000)는 기판 이송 로봇(2100)을 포함하고, 기판 이송 로봇(2100)은 복수의 기판들(S)을 보트부(1100)에 이송하고 적재할 수 있다.
구체적으로, 기판 이송 로봇(2100)은 수직으로 연장된 수직 기판 이송 로봇 레일(2120), 수직 기판 이송 로봇 레일(2120)을 따라 상하운동 또는 회전운동을 할 수 있도록 수직 기판 이송 로봇 레일(2120)에 수평으로 연장되어 형성된 수평 기판 이송 로봇 레일(2130) 및 수평 기판 이송 로봇 레일(2130)에 설치되어 복수의 기판들(S)을 보트부(1100)에 로딩할 수 있도록 다수의 이송 포크로 형성되는 로봇 암(2110)을 포함할 수 있다.
기판 이송 로봇(2100)은 챔버 측면에 기판이 적재된 적재부(5000)에서 보트부(1100)로 로딩/언로딩을 수행할 수 있다.
촬상부(3100)는 기판 이송 로봇(2100)에 설치되어 기판 이송 로봇(2100)과 연동되어 움직이고, 제 1 램프부(3200)의 광이 복수의 기판들(S)을 비추는 상태에서 보트부(1100)에 안착된 복수의 기판들(S)의 측면 반사광 이미지를 촬영할 수 있다.
구체적으로, 촬상부(3100)는 기판 이송 로봇(2100)의 로봇 암(2110)의 일측에 설치되며 기판을 향하도록 설치되어, 기판 이송 로봇(2100)의 상하 구동에 의하여 보트부(1100)에 적재된 복수의 기판들(S)의 안착 상태의 이상 여부를 확인할 수 있다.
촬상부(3100)는 기판 이송 로봇(2100)이 수직, 수평 및 회전 이동함에 따라서 움직일 수 있으며, 제어부(4000)에서 제어될 수 있다.
촬상부(3100)는 하우징으로 보호되는 내측부에 내열성 카메라가 형성되고, 상기 카메라를 고온으로부터 보호할 수 있도록, 상기 하우징 내부에 N2가스가 냉각 가스로 공급될 수 있다.
제 1 램프부(3200)는 보트부(1100)의 일측 방향에 설치되어, 촬상부(3100)를 통하여 촬영된 이미지에서 복수의 기판들(S) 측면을 부각시키기 위하여 복수의 기판들(S) 측면에 광을 조사할 수 있다.
구체적으로, 제 1 램프부(3200)는 기판 이송 로봇(2100)의 로봇 암(2110)의 일측에 복수의 기판들(S)을 향하도록 설치되고, 보트부(1100)에 적재되는 복수의 기판들(S)을 향하여 발광할 수 있다. 예컨대, 제 1 램프부(3200)는 촬상부(3100) 측부 또는 하부에 부착되어 로봇 암(2110)의 이동에 따라 촬상부(3100) 및 제 1 램프부(3200)가 이동될 수 있다.
즉, 제어부에서 제어되는 기판 이송 로봇(2100)의 이동에 따라 제 1 램프부가 이동할 수 있으며, 제 1 램프부(3200)에서 조사되는 광이 복수의 기판들(S)에 반사된 측면 반사광 이미지를 촬상부(3100)에서 촬영할 수 있다.
그리하여, 제 1 램프부(3200)는 촬상부(3100)와 거의 동일한 높이에 설치되어 기판의 이미지 간격에 대한 오차를 줄이고 반사되는 빛의 양도 증가시킬 수 있다.
도 2는 도 1에 따른 기판 처리 장치의 제어부를 나타내는 도면이다.
제어부(4000)는 복수의 기판들(S)의 측면 반사광 이미지를 취득하기 위하여 기판 이송 로봇(2100)의 이동, 보트부(1100)의 회전 및 촬상부(3100)를 제어하고, 상기 측면 반사광 이미지를 통하여 안착 상태의 이상 여부를 판단할 수 있다.
제어부(400)는 촬상부(3100)에서 촬영된 측면 반사광 이미지 상에서 복수의 기판들(S) 간의 이격된 거리값를 산출하고 거리값을 표준값과 비교하여 복수의 기판들(S) 중 어느 하나 이상의 누락, 겹침 또는 처짐의 불량을 판단할 수 있다.
구체적으로 제어부(4000)는 로봇 제어부(4100), 공정 제어부(4200), 이미지 저장부(4300) 및 기판 안착 상태 판단부(4400)를 포함할 수 있다.
로봇 제어부(4100)는 기판 이송부(2000)에 연결되어, 기판 이송 로봇(2100)을 제어할 수 있다. 예컨대, 적재부(5000)에서 보트부(1100)로 복수의 기판들(S)을 이송하기 위하여, 수직 기판 이송 로봇 레일(2120) 및 수평 기판 이송 로봇 레일(2130)에서 로봇 암(2110)이 상하 수직 구동 하거나, 수평 구동 및 회전 구동을 제어할 수 있다.
또한, 로봇 제어부(4100)는 보트부(1100)에 적재된 제 1 램프부(3200)에 반사된 복수의 기판들(S)의 측면 반사광 이미지를 촬영하기 위하여 수직 기판 이송 로봇 레일(2120) 및 수평 기판 이송 로봇 레일(2130)에서 로봇 암(2110)이 상하 수직 구동 또는 수평 구동할 수 있다.
공정 제어부(4200)는 기판 처리부(1000)에 연결되어, 보트부(1100) 및 공정 튜브(1200)를 제어할 수 있다. 예컨대, 기판 이송부(2000)를 통하여 복수의 기판들(S)이 삽입된 보트부(1100)를 공정 튜브(1200)로 상승 구동 시킬 수 있다.
공정 제어부(4200)는 보트부(1100)가 공정 튜브(1200)에 삽입된 후에 공정 튜브(1200) 내부에 형성된 히터부의 온도를 제어할 수 있다. 또한, 도시되지 않았지만, 가스 공급부를 통하여 공급되는 처리 가스와 가스 배출부에서 배기되는 처리 가스를 제어할 수 있다.
이미지 저장부(4300)는 촬상부(3100)에서 촬영된 이미지를 저장할 수 있다. 예컨대, 로봇 암(2110)을 따라서 이동되는 촬상부(3100)에서 보트부(1100)에 적재된 복수의 기판들(S)을 촬영할 수 있다.
구체적으로, 이미지 저장부(4300)는 제 1 램프부(3200)에서 발광된 광이 복수의 기판들(S)의 측면에 반사되어 발생되는 반사광을 촬영할 수 있다. 이때, 촬영되는 복수의 기판들(S)의 측면 반사광 이미지를 순차적으로 저장할 수 있다.
기판 안착 상태 판단부(4400)는 이미지 저장부(4300)에 저장된 상기 측면 반사광 이미지를 판독하여 보트부(1100)의 슬롯에 안착된 기판들의 상태를 판독할 수 있다.
구체적으로, 기판 안착 상태 판단부(4400)는 촬상부(3100)를 통하여 검출된 복수의 기판들(S)의 측면 중심부 반사광 이미지에 기초하여 복수의 기판들(S) 중 어느 하나 이상의 누락, 겹침 또는 처짐의 안착 상태의 이상 여부를 판단할 수 있다.
상기 측면 중심부 반사광 이미지는 제 1 램프부(3200)의 광에 의해서 반사되고 촬상부(3100)에서 바라보았을 때 복수의 기판들(S) 측면의 중심 영역에서 반사되는 반사광 이미지이다.
기판 안착 상태 판단부(4400)는 촬상부(3100)에서 촬영된 복수의 기판들(S) 측면 반사광 이미지의 상의 거리값를 산출하고 상기 거리값을 표준값과 비교하여 복수의 기판들(S) 중 어느 하나 이상의 누락, 겹침 또는 처짐의 불량을 판단할 수 있다.
예컨대, 촬상부(3100)를 통하여 검출된 상기 측면 중심부 반사광 이미지는 보트부(1100)의 어느 하나의 슬롯에 기판이 안착되지 않고 누락되거나, 겹쳐 있거나, 한쪽 방향이 탈락될 경우 기판과 기판 사이의 검출되는 간격이 불량의 종류에 따라 달라질 수 있다. 이에 따라, 검출되는 간격을 통하여 기판 안착 상태 판단부(4400)에서 복수의 기판들(S) 중 어느 하나 이상의 누락, 겹침 또는 처짐의 안착 상태의 이상 여부를 판단할 수 있다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 통한 이상 유형 검출을 나타내는 도면이다.
도 8은 보트부(1100)의 어느 하나의 슬롯에 기판이 안착되지 않고 누락된 경우 촬상부에서 촬영하여, 제어부(4000)에서 안착 상태의 이상 여부를 판단한 결과이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 기판들(S) 측면 반사광 이미지를 촬영하여, 각 기판의 거리를 판단할 수 있다. 이때, 최상부와 차상부에 안착된 기판들 거리는 각각 6.91mm, 7.05mm이나 중간부의 거리가 14.27mm로 나타난 것으로 확인할 수 있다. 이때, 정상대비 약 7mm 이상의 거리 차이가 나므로, 기판 한 장이 누락된 불량이라고 판단할 수 있다.
도 9은 보트부(1100)의 어느 하나의 슬롯의 기판이 하부 슬롯에 겹쳐 안착된 경우 촬상부에서 촬영하여, 제어부(4000)에서 안착 상태의 이상 여부를 판단한 결과이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 복수의 기판들(S) 측면 반사광 이미지를 촬영하여, 각 기판의 거리를 판단할 수 있다. 이때, 최상부와 차상부에 안착된 기판들 거리는 각각 6.89mm, 7.01mm이나 중간부의 거리가 14.06mm로 나타난 것으로 확인할 수 있다. 이때, 정상대비 약 7mm 정도의 거리 차이가 나므로, 기판 한 장이 하부로 탈락하여 겹쳐 있는 불량이라고 판단할 수 있다.
도 10은 보트부(1100)의 어느 하나의 슬롯의 기판이 좌측방향 슬롯에만 안착되고, 우측 방향의 슬롯에서는 탈락하여 우측 방향이 하부 슬롯에 안착된 경우 촬상부에서 촬영하여, 제어부(4000)에서 안착 상태의 이상 여부를 판단한 결과이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 복수의 기판들(S) 측면 반사광 이미지를 촬영하여, 각 기판의 거리를 판단할 수 있다. 이때, 최상부와 차상부에 안착된 기판들 거리는 각각 6.90mm, 7.03mm이나 중간부의 거리가 8.76mm, 5.34mm로 나타난 것으로 확인할 수 있다. 이때, 일부 기판 사이의 간격이 벌어지고 다른 기판 사이의 간격이 줄어들고 있으므로 불량이라고 판단할 수 있으며, 실험예에서는 기판의 좌측 부분을 검사하고 있어 거리 차이가 일부 발생하였으므로 우측 처짐 불량이라고 판단할 수 있다.
도 11은 보트부(1100)의 어느 하나의 슬롯의 기판이 우측방향 슬롯에만 안착되고, 좌측 방향의 슬롯에서는 탈락하여 좌측 방향이 하부 슬롯에 안착된 경우 촬상부에서 촬영하여, 제어부(4000)에서 안착 상태의 이상 여부를 판단한 결과이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 복수의 기판들(S) 측면 반사광 이미지를 촬영하여, 각 기판의 거리를 판단할 수 있다. 이때, 최상부와 차상부에 안착된 기판들 거리는 각각 6.89mm, 7.02mm이나 중간부의 거리가 10.24mm, 3.84mm로 나타난 것으로 확인할 수 있다. 이때, 일부 기판 사이의 간격이 벌어지고 다른 기판 사이의 간격이 줄어들고 있으므로 불량이라고 판단할 수 있으며, 실험예에서는 기판의 좌측 부분을 검사하고 있어 거리 차이가 비교적 크게 발생하였으므로 좌측 처짐 불량이라고 판단할 수 있다.
도 12는 보트부(1100)의 어느 하나의 슬롯의 기판이 후측방향 슬롯에서 탈락하여 후측방향이 하부 슬롯에 안착된 경우 촬상부에서 촬영하여, 제어부(4000)에서 안착 상태의 이상 여부를 판단한 결과이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 복수의 기판들(S) 측면 반사광 이미지를 촬영하여, 각 기판의 거리를 판단할 수 있다. 이때, 최상부와 차상부에 안착된 기판들 거리는 각각 6.86mm, 7.06mm이나 중간부의 거리가 2.82mm, 11.46mm로 나타난 것으로 확인할 수 있다. 이때, 일부 기판 사이의 간격이 벌어지고 다른 기판 사이의 간격이 줄어들고 있으므로 불량이라고 판단할 수 있으며, 실험예에서는 상부 기판 사이의 거리가 좁고, 하부 기판 사이의 거리가 크므로 기판의 전면이 들어올려진 것으로 후면 처짐 불량이라고 판단할 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 공정 튜브(1200), 보트부(1100), 촬상부(3100), 제 1 램프부(3200), 제 2 램프부(3300), 회전 구동부(1400) 및 제어부(4000)를 포함할 수 있다.
공정 튜브(1200), 보트부(1100) 및 제 1 램프부(3200)는 상술한 바와 동일하므로 생략한다.
제 2 램프부(3300)는 보트부(1100)의 후측방에서 보트부(1100)를 바라보도록 기판 처리부(1000)에 설치되어, 촬상부(3100)를 통하여 촬영된 측면 반사광 이미지에서 복수의 기판들(S)의 측면 가장자리부를 부각시키기 위하여 복수의 기판들(S)의 측면에 광을 조사할 수 있다.
2 램프부(3300)는 보트부(1100)에 적재된 복수의 기판들(S)에 대하여 제 1 램프부(3200)와 다른 방향에서 광을 조사할 수 있도록, 제 1 램프부(3200)와 다른 방향에 설치되어, 복수의 기판들(S)을 향하여 발광할 수 있다. 즉, 복수의 기판들(S)이 적재된 보트부(1100)를 기준으로 일 방향에는 제 1 램프부(3200)가 설치되고, 다른 방향에는 제 2 램프부(330)가 설치될 수 있다.
예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 램프부(3200)는 기판 이송 로봇(2100)의 일측에 형성되어, 복수의 기판들(S)이 보트부(1100)에 적재되는 방향인 정면방향에 형성될 수 있으며, 제 2 램프부(3300)는 보트부(1100)를 기준으로 제 1 램프부(3200)와 상대되는 방향에서 조사되는 광이 복수의 기판들(S)에 반사되어 촬상부(3100)에서 촬영할 수 있다.
제 2 램프부(3300)는 보트부(1100)의 일측에 수직방향으로 길게 형성되어 보트부(1100) 방향으로 발광할 수 있으며, 또한, 제 1 램프부(3300)와 동일하게 수평 구동 및 수직 구동 장치를 포함하여 촬상부(3100)의 이동에 따라 이동되며 발광할 수 있다.
촬상부(3100)는 제 2 램프부(3300)에 의하여 부각된 복수의 기판들(S)의 측면 가장자리 반사광 이미지를 촬영할 수 있다.
상기 측면 가장자리 반사광 이미지는 제 2 램프부(3300)의 광에 의해서 부각되고 촬상부(3100)에서 바라보았을 때 복수의 기판들(S) 측면의 가장자리 영역에서 반사되는 반사광 이미지이다.
촬상부(3100)는 상술한 바와 같이, 기판 이송 로봇(2100)의 로봇 암(2110)의 일측에서 기판을 향하도록 설치되어 보트부(1100)에 적재되는 복수의 기판들(S)의 안착 상태의 이상 여부를 확인할 수 있다.
촬상부(3100)는 복수의 기판들(S)에 반사되는 제 1 램프부(3200)의 반사광을 촬영하고, 또한, 제 2 램프부(3300)의 반사광을 촬영할 수 있다.
이때, 촬상부(3100)는 제 2 램프부(3200)와 보트부(1100)를 기준으로 다른 지점에 위치하여, 촬상부(3100) 촬영된 측면 반사광 이미지는 복수의 기판들(S)의 측면의 가장자리부에서 반사되는 반사광이다.
촬상부(3100)에서 촬영된 복수의 기판들(S)의 상기 측면 가장자리 반사광 이미지는 제어부에서 돌출된 상태를 판별할 수 있다.
도 5는 도 3에 따른 기판 처리 장치의 제어부를 나타내는 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 제어부(4000)는, 기판 돌출 판단부(4500)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로 제어부(4000)는 로봇 제어부(4100), 공정 제어부(4200), 이미지 저장부(4300), 기판 안착 상태 판단부(4400) 및 기판 돌출 판단부(4500)를 포함할 수 있다.
로봇 제어부(4100)는 보트부(1100)에 적재된 제 1 램프부(3200)에 반사된 복수의 기판들(S)의 측면 반사광 이미지를 촬영하고, 제 2 램프부(3300)에서 반사된 복수의 기판들(S)의 측면 가장자리 반사광 이미지를 촬영하기 위하여 수직 기판 이송 로봇 레일(2120) 및 수평 기판 이송 로봇 레일(2130)에서 로봇 암(2110)이 상하 수직 구동 또는 수평 구동할 수 있다.
이미지 저장부(4300)는 제 1 램프부(3200)에서 발광된 광이 복수의 기판들(S)의 측면에 반사되어 발생되는 반사광을 촬영하고, 제 2 램프부(3300)에서 발광된 광이 복수의 기판들(S)의 측면 가장자리에 반사되어 발생되는 반사광을 촬영할 수 있다.
이때, 하나의 촬상부(3100)에서 복수의 기판들(S)의 측면 중심부 반사광 이미지 또는 측면 가장자리 반사광 이미지를 동시에 촬영할 수 있으며, 촬상부(3100)가 복수개로 형성되어 복수의 기판들(S)의 측면 중심부 반사광 이미지 또는 측면 가장자리 반사광 이미지를 각각 촬영하여 저장될 수 있다.
기판 돌출 판단부(4500)는 이미지 저장부(4300)에 저장된 복수의 기판들(S)의 측면 가장자리 반사광 이미지를 판독하여 보트부(1100)의 슬롯에 안착된 기판들의 상태를 판독할 수 있다.
구체적으로, 기판 돌출 판단부(4500)는 촬상부(3100)를 통하여 검출된 측면 가장자리 반사광 이미지에 기초하여 복수의 기판들(S) 중 어느 하나 이상의 돌출 상태를 판단할 수 있다.
예컨대, 촬상부(3100)를 통하여 검출된 복수의 기판들(S)의 상기 측면 가장자리 반사광 이미지는 보트부(1100)에 기판 이송 로봇(2100)을 통하여 복수의 기판들(S)이 적재될 경우에 어느 하나 이상의 기판이 보트부(1100)의 슬롯에 정확하게 안착되지 못하고 일부 돌출되어 안착될 수 있다. 이에 따라, 복수의 기판들(S)의 상기 측면 가장자리 반사광 이미지가 돌출되는 간격을 통하여 기판 돌출 판단부(4500)에서 복수의 기판들(S) 중 어느 하나 이상의 돌출 상태를 판단할 수 있다.
회전 구동부(1400)는 보트부(1100)의 하부에 연결되어 복수의 기판들(S)이 삽입되는 방향이 제 1 램프부(3200) 및 제 2 램프부(3300) 사이에 위치되도록 보트부(1100)를 회전 구동시킬 수 있다.
구체적으로, 보트부(1100)에 적재된 복수의 기판들(S)의 안착 상태의 이상 여부를 판단하기 위하여 복수의 기판들(S)의 측면 중앙에서 반사된 광을 촬상부(3100)에서 촬영한 이후에, 보트부(1100)에 적재된 복수의 기판들(S)의 정면 돌출 상태를 판단하기 위하여 회전 구동부(1400)를 통하여 보트부(1100)를 회전할 수 있다.
회전 구동부(1400)에 의해서 보트부(1100)에 복수의 기판들(S)이 삽입되는 방향이 제 1 램프부(3200) 및 제 2 램프부(3300) 사이에 위치되도록 보트부(1100)를 회전시킨 상태에서, 촬상부(3100)는 제 2 램프부(3300)에 의해서 반사된 복수의 기판들(S)의 상기 측면 가장자리 반사광 이미지를 촬영할 수 있다.
예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판 이송 로봇(2100)이 복수의 기판들(S)을 적재할 수 있도록 보트부(1100)의 인입부가 도 4의 아래쪽을 향하여 배치되고 있다. 이때, 보트부(1100)에 복수의 기판들(S)이 적재되어 제 1 램프부(3200)에서 빛을 조사하여 복수의 기판들(S)의 측면 중앙부에서 반사되는 반사광을 촬영할 수 있다.
이어서, 도 4의 아래쪽을 향하여 배치되는 보트부(1100)의 인입부를 시계방향으로 90도 회전시켜, 상기 인입부가 도 4의 좌측을 향하도록 회전한 후에 제 2 램프부(3300)에서 빛을 조사하여 복수의 기판들(S)의 측면 가장자리부에서 반사되는 반사광을 촬영할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 로봇은, 수직 수직 기판 이송 로봇 레일(2120), 수평 기판 이송 로봇 레일(2130), 로봇 암(2110), 촬상부(3100) 및 제 1 램프부(3200)를 포함할 수 있다.
기판 이송 로봇(2100)는 수직으로 연장된 수직 기판 이송 로봇 레일(2120), 수직 기판 이송 로봇 레일(2120)을 따라 상하운동 또는 회전운동을 할 수 있도록 수직 기판 이송 로봇 레일(2120)에 수평으로 연장되어 형성된 수평 기판 이송 로봇 레일(2130) 및 수평 기판 이송 로봇 레일(2130)에 설치되어 복수의 기판들(S)을 보트부(1100)에 로딩할 수 있도록 다수의 이송 포크로 형성되는 로봇 암(2110)을 포함할 수 있다.
촬상부(3100)는 복수의 기판들(S)을 기판 처리부(1000)에 형성된 보트부(1100)로 이송하고 적재하는 로봇 암(2110)에 설치되어 로봇 암(2110)과 연동되어 움직이고, 보트부(1100)에 안착된 복수의 기판들(S)의 측면 반사광 이미지를 촬영할 수 있다.
구체적으로, 촬상부(3100)는 기판 이송 로봇(2100)의 로봇 암(2110)의 일측에 기판을 향하도록 설치되어 보트부(1100)에 적재되는 복수의 기판들(S)의 안착 상태의 이상 여부를 확인할 수 있다.
촬상부(3100)는 하부 또는 측부에 설치된 조명에 의해 복수의 기판들(S)의 측면에 반사된 빛이 카메라로 들어와 촬영할 수 있다. 이때, 상기 카메라의 화각으로 인하여 기판의 높이별 간격이 다르게 보이므로, 촬상부(3100)는 로봇 암(2100)에 설치되어 각각의 높이에서 촬영할 수 있다.
예컨대, 촬상부(3100)는 기판의 높이별 가격이 다르게 보이므로 한번에 5개만 촬영하도록 할 수 있다. 이때, 촬영된 상기 5개 중 중앙 3개만 유효 검사 범위로 설정하여 이미지화 할 수 있다.
또한, 촬상부(3100)에선 5개의 기판을 하나의 세트로 분류하여 촬영할 수 있으며, 또는, 하나의 세트 중에 4개의 기판이 중복 촬영될 수 있다.
촬상부(3100)는 기판 이송 로봇(2100)과 같이 이동하도록 설치되어, 기판 이송 로봇(2100)의 로봇 암이 복수의 기판들(S)을 이송하는 동안 예기치 않게 발행하는 문제점들의 원인을 추적하고, 사고 발생시 사고 장면을 분석할 수 있다.
촬상부(3100)는 하우징으로 보호되는 내측부에 내열성 카메라가 형성되고, 상기 카메라를 고온으로부터 보호할 수 있도록, 상기 하우징 내부에 N2가스가 냉각 가스로 공급될 수 있다.
제 1 램프부(3200)는 기판 이송 로봇(2100)에 설치되고, 촬상부(3100)를 통하여 촬영된 이미지에서 복수의 기판들(S)의 측면을 부각시키기 위하여 복수의 기판들(S) 측면에 광을 조사할 수 있다.
구체적으로, 제 1 램프부(3200)는 기판 이송 로봇(2100)의 로봇 암의 일측에 기판을 향하도록 설치되어, 보트부(1100)에 적재되는 복수의 기판들(S)을 향하여 발광할 수 있다. 예컨대, 제 1 램프부(3200)는 촬상부(3100) 측부 또는 하부에 부착되어 로봇 암(211)의 이동에 따라 촬상부(3100) 및 제 1 램프부(3200)가 이동될 수 있다.
제 1 램프부(3200)는 촬상부(3100)와 거의 동일한 높이에 설치되어 기판의 이미지 간격에 대한 오차를 줄이고 반사되는 빛의 양도 증가시킬 수 있다.
즉, 기판 이송 로봇(2100)의 이동을 제어하여, 제 1 램프부(3200)에서 조사되는 광이 복수의 기판들(S)에 반사되어 촬상부(3100)에서 촬영할 수 있다.
이때, 촬상부(3100)는 제 1 램프부(3200)와 보트부(1100)를 기준으로 동일한 지점에 위치하여, 촬상부(3100) 촬영된 이미지는 복수의 기판들(S)의 측면의 중심부에서 반사되는 반사광이다.
촬상부(3100)에서 촬영된 복수의 기판들(S)의 측면 반사광 이미지는 제어부(4000)에서 안착된 상태를 판별할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 이송 로봇을 포함하는 기판 처리 장치의 측면을 나타내는 개략도이고, 도 4는 도 3에 따른 기판 처리 장치의 상면을 나타내는 개략도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 로봇은, 제 2 램프부(3300)를 더 포함할 수 있다.
제 2 램프부(3300)는 보트부(1100)를 기준으로 제 1 램프부(3200)와 다른 방향에 설치되고, 촬상부(3100)를 통하여 촬영된 이미지에서 복수의 기판들(S)의 측면 가장자리부를 부각시키기 위하여 복수의 기판들(S) 측면에 광을 조사할 수 있다.
제 2 램프부(3300)는 보트부(1100)에 적재된 복수의 기판들(S)에 대하여 제 1 램프부(3200)와 다른 방향에서 광을 조사할 수 있도록, 제 1 램프부(3200)와 다른 방향에 설치되어, 복수의 기판들(S)을 향하여 발광할 수 있다. 즉, 복수의 기판들(S)이 적재된 보트부(1100)를 기준으로 일 방향에는 제 1 램프부(3200)가 설치되고, 다른 방향에는 제 2 램프부(330)가 설치될 수 있다.
예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 램프부(3200)는 기판 이송 로봇(2100)의 일측에 형성되어, 복수의 기판들(S)이 보트부(1100)에 적재되는 방향인 정면방향에 형성될 수 있으며, 제 2 램프부(3300)는 보트부(1100)를 기준으로 제 1 램프부(3200)와 상대되는 방향에서 조사되는 광이 복수의 기판들(S)에 반사되어 촬상부(3100)에서 촬영할 수 있다.
촬상부(3100)에서 촬영된 복수의 기판들(S)의 측면 가장자리 반사광 이미지는 제어부(4000)에서 정렬된 상태를 판별할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 통한 이상 유형 검출을 나타내는 도면이다.
도 13은 보트부(1100)의 어느 하나의 슬롯에 안착된 기판이 돌출된 경우 촬상부에서 촬영하여, 제어부(4000)에서 안착 상태의 이상 여부를 판단한 결과이다.
촬상부에서 촬영된 도 13의 측면 가장자리 반사광 이미지에서 상부에서부터 1번째 기판, 2번째 기판, 3번째 기판, 5번째 기판 보다 4번째 기판의 가장자리부가 돌출된 것으로 나타났다. 이때, 제어부에서는 상기 측면 가장자리 반사광 이미지에서 돌출된 부분을 판독하여 디스플레이, 소리 등의 알람으로 사용자에게 알림을 줄 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은, 기판 로딩 단계(S100), 제 1 발광 단계(S200), 제 1 촬영 단계(S300) 및 제 1 상태 판단 단계(S400)를 포함할 수 있다.
기판 로딩 단계(S100) 이전에, 복수의 기판들(S)이 공정 튜브(1200), 보트부(1100), 수직 기판 이송 로봇 레일(2120), 수평 기판 이송 로봇 레일(2130), 로봇 암(2110), 촬상부(3100)와, 제 1 램프부(3200)가 준비될 수 있다.
기판 로딩 단계(S100)는 복수의 기판들(S)을 이송하고 적재하는 기판 이송 로봇(2100)을 통하여 수직으로 배열된 복수의 슬롯들이 형성되고, 공정 처리가 수행되는 공정 튜브(1200) 내로 이동하는 보트부(1100)로 복수의 기판들(S)을 로딩시키는 단계이다.
기판 로딩 단계(S100)는 복수의 기판들(S)을 로봇 암(2110)을 사용하여 보트부(1100)의 슬롯에 적재하는 단계이다.
기판 로딩 단계(S100)는 로봇 제어 단계를 포함할 수 있다.
상기 로봇 제어 단계는 기판 이송부(2000)에 연결되어 기판 이송 로봇(2100)을 제어하는 로봇 제어부를 제어하는 단계이다. 예컨대, 적재부(5000)에서 보트부(1100)로 복수의 기판들(S)을 이송하기 위하여, 수직 기판 이송 로봇 레일(2120) 및 수평 기판 이송 로봇 레일(2130)에서 로봇 암(2110)이 상하 수직 구동 하거나, 수평 구동 및 회전 구동을 제어할 수 있다.
상기 로봇 제어 단계는 보트부(1100)에 적재된 제 1 램프부(3200)에 반사된 복수의 기판들(S)의 측면 반사광 이미지를 촬영하기 위하여 수직 기판 이송 로봇 레일(2120) 및 수평 기판 이송 로봇 레일(2130)에서 로봇 암(2110)이 상하 수직 구동 또는 수평 구동할 수 있다.
제 1 발광 단계(S200)는 복수의 기판들(S) 측면을 부각시키기 위하여 보트부(1100)의 일측 방향에 설치된 제 1 램프부(3200)에서 복수의 기판들(S) 측면에 광을 조사하는 단계이다.
제 1 발광 단계(S200)는 기판 이송 로봇(2100)의 로봇 암(2110) 일측에 기판을 향하도록 제 1 램프부(3200)가 설치되어, 보트부(1100)에 적재되는 복수의 기판들(S)을 향하여 발광할 수 있다.
제 1 촬영 단계(S300)는 기판 이송 로봇(2100)에 설치되는 촬상부(3100)를 통하여 제 1 램프부(3200)의 광에 의해서 복수의 기판들(S)에서 반사된 복수의 기판들(S)의 측면 반사광 이미지를 촬영하는 단계이다.
제 1 촬영 단계(S300)는 제 1 램프부(3200)의 광이 조사되어 복수의 기판들(S)의 측면 중심부에서 반사되는 반사광을 기판 이송 로봇(2100)의 로봇 암(2110) 일측에 기판을 향하도록 설치된 촬상부(3100)에서 촬영할 수 있다.
제 1 촬영 단계(S300)는 제 1 이미지 저장 단계를 포함할 수 있다.
상기 제 1 이미지 저장 단계는 촬상부(3100)에서 촬영된 이미지를 이미지 저장부(4300)에 저장할 수 있다. 예컨대, 로봇 암(2110)을 따라서 이동되는 촬상부(3100)에서 보트부(1100)에 적재된 복수의 기판들(S)을 촬영하여 이미지 저장부(4300)에 저장하는 단계이다.
상기 제 1 이미지 저장 단계는 제 1 램프부(3200)에서 발광된 광이 복수의 기판들(S)의 측면에 반사되어 발생되는 반사광을 촬영하여, 복수의 기판들(S)의 측면 반사광 이미지를 순차적으로 이미지 저장부(4300)에 저장할 수 있다.
이때, 제 1 발광 단계(S200) 및 제 1 촬영 단계(S300)는 각각 로봇 암(2110)에 설치된 제 1 램프부(3200) 및 촬상부(3100)에서 실행되는 것으로, 로봇 암(2110)의 이동에 따라 동시에 진행될 수 있다.
제 1 상태 판단 단계(S400)는 기판 이송 로봇(2100)의 이동, 보트부(1100)의 회전 및 촬상부(3100)를 제어하고 촬상부(3100)에서 촬영된 복수의 기판들(S) 측면 반사광 이미지를 통하여 상태를 판단하는 제어부(4000)에서 복수의 기판들(S)의 안착 상태의 이상 여부를 판단하는 단계이다.
제 1 상태 판단 단계(S400)는 이미지 저장부(4300)에 저장된 복수의 기판들(S)의 측면 반사광 이미지를 판독하여 보트부(1100)의 슬롯에 안착된 기판들의 상태를 기판 안착 상태 판단부(4400)에서 판독하는 단계이다.
구체적으로, 제 1 상태 판단 단계(S400)는 촬상부(3100)를 통하여 검출된 복수의 기판들(S)의 측면 중심부 반사광 이미지에 기초하여 복수의 기판들(S) 중 어느 하나 이상의 누락, 겹침 또는 처짐의 안착 상태의 이상 여부를 기판 안착 상태 판단부(4400)에서 판단할 수 있다.
제 1 상태 판단 단계(S400)는, 촬상부(3100)에서 촬영된 복수의 기판들(S) 측면 반사광 이미지의 상의 거리값를 산출하고 상기 거리값을 표준값과 비교하여 복수의 기판들(S) 중 어느 하나 이상의 누락, 겹침 또는 처짐의 불량을 판단할 수 있다.
이때, 제 1 상태 판단 단계(S400)는 복수의 기판들(S)에 대한 공정 처리 전에 수행될 수 있다.
복수의 기판들(S)에 대한 공정 처리가 진행되는 공정 단계 이전에 복수의 기판들(S)의 안착 상태의 이상 여부를 판단할 수 있다.
상기 공정 단계는 상기 보트부(1100)가 상기 공정 튜브(1200) 내부의 기판 처리 공간(A)으로 이동되어 상기 복수의 기판들(S)을 처리하기 위한 공정을 진행하는 단계이다.
상기 공정 단계는 기판 처리부(1000)에 연결된 공정 제어부(4200)로 보트부(1100) 및 공정 튜브(1200)를 제어할 수 있다. 예컨대, 기판 이송부(2000)를 통하여 복수의 기판들(S)이 삽입된 보트부(1100)를 공정 튜브(1200)로 상승 구동 시킬 수 있다.
상기 공정 단계는 보트부(1100)가 공정 튜브(1200)에 삽입된 후에 공정 튜브(1200) 내부에 형성된 히터부의 온도를 제어할 수 있다.
또한, 제 1 상태 판단 단계(S400)는 복수의 기판들(S)에 대한 공정 처리 후에 수행될 수 있다. 즉, 복수의 기판들(S)에 대한 공정 처리가 진행되는 상기 공정 단계 이후에 복수의 기판들(S)의 안착 상태의 이상 여부를 판단할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법은, 기판 로딩 단계(S100), 제 1 발광 단계(S200), 제 1 촬영 단계(S300), 제 1 상태 판단 단계(S400), 보트 회전 단계(S600), 제 2 발광 단계(S700), 제 2 촬영 단계(S800) 및 제 2 상태 판단 단계(S900)를 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법은, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법의 상기 제 1 상태 판단 단계(S400) 이후에, 보트 회전 단계(S600), 제 2 발광 단계(S700), 제 2 촬영 단계(S800), 제 2 상태 판단 단계(S900)를 더 포함할 수 있다.
보트 회전 단계(S600)는 복수의 기판들(S)이 보트부(1100)에 삽입되는 방향이 제 1 램프부(3200) 및 제 2 램프부(3300) 사이에 위치되도록 보트부(1100)를 회전하는 단계이다.
이때, 제 2 램프부(3300)는 기판 처리부(1000)에는 보트부(1100)의 후측방에서 보트부(1100)를 바라보도록 설치될 수 있다.
보트 회전 단계(S600)는 보트부(1100)에 적재된 복수의 기판들(S)의 정면 돌출 상태를 판단하기 위하여 회전 구동부(1400)를 통하여 보트부(1100)를 회전하는 단계이다.
예컨대, 보트 회전 단계(S600)는 기판 이송 로봇(2100)이 복수의 기판들(S)을 적재할 수 있도록 보트부(1100)의 인입부를 회전시켜, 상기 인입부가 제 2 램프부(3300)와 촬상부(3100)의 상이에 위치하도록 회전하는 단계이다.
제 2 발광 단계(S700)는 촬상부(3100)를 통하여 촬영된 측면 반사광 이미지에서 상기 복수의 기판들(S)의 측면 가장자리부를 부각시키기 위하여, 상기 제 2 램프부(3300)에서 상기 복수의 기판들(S) 측면에 광을 조사하는 단계이다.
제 2 발광 단계(S700)는 보트부(1100)를 기준으로 제 1 램프부(3200)와 상대되는 방향에 형성된 제 2 램프부(3300)에서 보트부(1100)에 적재되는 복수의 기판들(S)을 향하여 발광할 수 있다.
제 2 촬영 단계(S800)는 촬상부(3100)를 통하여, 상기 제 2 램프부(3300)에 의하여 부각된 상기 복수의 기판들(S)의 측면 가장자리 반사광 이미지를 촬영하는 단계이다.
제 2 촬영 단계(S800)는 제 2 램프부(3300)의 광이 조사되어 복수의 기판들(S)의 측면 가장자리부에서 반사되는 반사광을 촬상부(3100)에서 촬영할 수 있다.
제 2 촬영 단계(S800)는 제 2 이미지 저장 단계를 포함할 수 있다.
상기 제 2 이미지 저장 단계는 촬상부(3100)에서 촬영된 측면 반사광 이미지를 이미지 저장부(4300)에 저장할 수 있다. 예컨대, 로봇 암(2110)을 따라서 이동되는 촬상부(3100)에서 보트부(1100)에 적재된 복수의 기판들(S)을 촬영하여 이미지 저장부(4300)에 저장하는 단계이다.
상기 제 2 이미지 저장 단계는 제 2 램프부(3300)에서 발광된 광이 복수의 기판들(S)의 측면 가장자리에 반사되어 발생되는 반사광을 촬영하여, 복수의 기판들(S)의 상기 측면 가장자리 반사광 이미지를 순차적으로 이미지 저장부(4300)에 저장할 수 있다.
이때, 제 2 발광 단계(S700) 및 제 2 촬영 단계(S800)는 각각 제 2 램프부(3300) 및 촬상부(3100)에서 실행되는 것으로 동시에 진행될 수 있다.
제 2 상태 판단 단계(S900)는 제어부(4000)에서 상기 촬상부(3100)를 통하여 검출된 상기 복수의 기판들(S)의 상기 측면 가장자리 반사광 이미지에 기초하여 상기 복수의 기판들(S) 중 어느 하나 이상의 돌출 상태를 판단하는 단계이다.
제 2 상태 판단 단계(S900)는 이미지 저장부(4300)에 저장된 복수의 기판들(S)의 상기 측면 가장자리 반사광 이미지를 판독하여 보트부(1100)의 슬롯에 안착된 기판들의 상태를 기판 돌출 판단부(4500)에서 판독하는 단계이다.
제 2 상태 판단 단계(S900)는 촬상부(3100)에서 촬영된 상기 측면 가장자리 반사광 이미지 상에서 복수의 기판들(S)의 각각의 측면 가장자리를 비교하여 복수의 기판들(S) 중 어느 하나 이상의 돌출 상태를 판단할 수 있다.
구체적으로, 제 2 상태 판단 단계(S900)는 촬상부(3100)를 통하여 검출된 복수의 기판들(S)의 상기 측면 가장자리 반사광 이미지에 기초하여 복수의 기판들(S) 중 어느 하나 이상의 돌출 상태를 기판 돌출 판단부(4500)에서 판단할 수 있다.
이때, 제 2 상태 판단 단계(S900)는 복수의 기판들(S)에 대한 공정 처리 전에 수행될 수 있다.
복수의 기판들(S)에 대한 공정 처리가 진행되는 상기 공정 단계 이전에 복수의 기판들(S)의 안착 상태의 이상 여부를 판단할 수 있다.
또한, 제 2 상태 판단 단계(S900)는 복수의 기판들(S)에 대한 공정 처리 후에 수행될 수 있다. 즉, 상기 공정 단계 이후에 제 1 촬영 단계(S300), 제 1 상태 판단 단계(S400), 제 2 촬영 단계(S800) 및 제 2 상태 판단 단계(S900)를 반복할 수 있다.
구체적으로, 보트부(1100)에 복수의 기판들(S)이 적재되고, 상기 공정 단계가 진행되기 전에 복수의 기판들(S) 중 어느 하나 이상의 누락, 겹침 또는 처짐의 안착 상태의 이상 여부를 판단하기 위하여 제 1 촬영 단계(S300), 제 1 상태 판단 단계(S400), 제 2 촬영 단계(S800) 및 제 2 상태 판단 단계(S900)를 진행할 수 있다.
또한, 상기 공정 단계 이후에 제 1 촬영 단계(S300), 제 1 상태 판단 단계(S400), 제 2 촬영 단계(S800) 및 제 2 상태 판단 단계(S900)를 진행하여, 복수의 기판들(S)에 대하여 처리 공정이 진행된 이후에 발생되는 불량을 파악할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 기판 이송 로봇(2100)은, 기판 처리 공간(A)이 형성되고, 일측에 개구부가 형성된 공정 튜브(1200)와, 복수의 기판들(S)이 안착되는 수직으로 배열된 복수의 슬롯들이 형성되고, 상기 개구부를 통하여 공정 튜브(1200) 내로 이동되는 보트부(1100)에 복수의 기판들(S)을 이송하고 적재할 수 있다.
기판 이송 로봇(2100)은 복수의 기판들(S)을 보트부(1100)로 로딩할 수 있도록 형성되는 로봇 암(2110), 복수의 기판들(S)을 바라보도록 설치되고 복수의 기판들(S)의 측면에 광을 조사하는 제 1 램프부(3200), 제 1 램프부(3200)가 복수의 기판들(S)을 비추는 상태에서 보트부(1100)에 안착된 복수의 기판들(S)의 측면 반사광 이미지를 촬영하는 촬상부(3100)을 포함할 수 있다.
그리하여, 보트부(1100)의 슬롯에 장착된 복수의 기판들(S)의 측면 이미지를 검출하여 기판의 누락, 처짐, 겹침 등의 수납 상태를 확인하고, 복수의 기판들(S)의 돌출 상태를 통하여 정렬을 확인하고, 실시간 모니터링 영상을 확보하여 수납 상태 판단 오류를 최소화할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
A : 기판 처리 공간
1000 : 기판 처리부
1100 : 보트부
1200 : 공정 튜브
1300 : 히터부
1400 : 회전 구동부
2000 : 기판 이송부
2100 : 기판 이송 로봇
2110 : 로봇 암
2120 : 수직 기판 이송 로봇 레일
2130 : 수평 기판 이송 로봇 레일
3100 : 촬상부
3200 : 제 1 램프부
3300 : 제 2 램프부
4000 : 제어부
4100 : 로봇 제어부
4200 : 공정 제어부
4300 : 이미지 저장부
4400 : 기판 안착 상태 판단부
4500 : 기판 돌출 판단부
5000 : 적재부

Claims (14)

  1. 기판 처리 공간이 형성되고, 일측에 개구부가 형성된 공정 튜브;
    복수의 기판들이 안착되는 수직으로 배열된 복수의 슬롯들이 형성되고, 상기 개구부를 통하여 상기 공정 튜브 내로 이동되는 보트부;
    상기 복수의 기판들을 상기 보트부로 이송하고 적재하는 기판 이송 로봇;
    상기 기판 이송 로봇의 일측에 상기 보트부를 바라보도록 설치되고, 상기 복수의 기판들의 측면들에 광을 조사하는 제 1 램프부;
    상기 기판 이송 로봇에 설치되어 상기 기판 이송 로봇과 연동되어 움직이고, 상기 제 1 램프부가 상기 복수의 기판들을 비추는 상태에서 상기 보트부에 안착된 상기 복수의 기판들의 측면 반사광 이미지를 촬영하는 촬상부;
    상기 측면 반사광 이미지를 통하여 상기 복수의 기판들의 상기 보트부 내 안착 상태의 이상 여부를 판단하는 제어부;
    를 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬상부는,
    상기 제 1 램프부의 광에 의해서 반사되고 상기 촬상부에서 바라보았을 때 상기 복수의 기판들 측면의 중심 영역에서 반사되는 측면 중심부 반사광 이미지를 촬영하고,
    상기 제어부는,
    상기 측면 중심부 반사광 이미지를 통해서 상기 복수의 기판들 중 어느 하나 이상의 누락, 겹침 또는 처짐의 안착 상태의 이상 여부를 판단하는 기판 안착 상태 판단부;
    를 포함하는, 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 촬상부에서 촬영된 상기 측면 반사광 이미지 상에서 상기 복수의 기판들 간의 이격된 거리값를 산출하고 상기 거리값을 표준값과 비교하여 상기 복수의 기판들 중 어느 하나 이상의 누락, 겹침 또는 처짐의 불량을 판단하는, 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정 튜브 및 상기 보트부는 기판 처리부에 배치되고,
    상기 보트부의 후측방에서 상기 보트부를 바라보도록 상기 기판 처리부에 설치되고, 상기 촬상부를 통하여 촬영된 이미지에서 상기 복수의 기판들의 측면 가장자리부를 부각시키기 위하여 상기 복수의 기판들의 측면에 광을 조사하는 제 2 램프부;
    를 포함하고,
    상기 촬상부는,
    상기 제 2 램프부에 의해서 부각되고 상기 촬상부에서 바라보았을 때 상기 복수의 기판들 측면의 가장자리 영역에서 반사되는 측면 가장자리 반사광 이미지를 촬영하는, 기판 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 측면 가장자리 반사광 이미지에 기초하여 상기 복수의 기판들 중 어느 하나 이상의 돌출 상태를 판단하는 기판 돌출 판단부;
    를 포함하는, 기판 처리 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 보트부를 회전 구동시키기 위한 회전 구동부;
    를 포함하고,
    상기 회전 구동부에 의해서 상기 보트부에 상기 복수의 기판들이 삽입되는 방향이 상기 제 1 램프부 및 상기 제 2 램프부 사이에 위치되도록 상기 보트부를 회전시킨 상태에서, 상기 촬상부는 상기 제 2 램프부에 의해서 반사된 상기 복수의 기판들의 상기 측면 가장자리 반사광 이미지를 촬영하는, 기판 처리 장치.
  7. 복수의 기판들을 이송하고 적재하는 기판 이송 로봇을 통하여 수직으로 배열된 복수의 슬롯들을 포함하는 보트부에 상기 복수의 기판들을 로딩시키는 기판 로딩 단계;
    상기 복수의 기판들의 측면들을 부각시키기 위하여 상기 기판 이송 로봇의 일측에 상기 보트부를 바라보도록 설치된 제 1 램프부에서 상기 복수의 기판들의 측면들에 광을 조사하는 제 1 발광 단계;
    상기 기판 이송 로봇에 설치되는 촬상부를 통하여 상기 제 1 램프부의 광에 의해서 반사된 상기 복수의 기판들의 측면 반사광 이미지를 촬영하는 제 1 촬영 단계; 및
    제어부에서 상기 측면 반사광 이미지를 통하여 상기 복수의 기판들의 안착 상태의 이상 여부를 판단하는 제 1 상태 판단 단계;
    를 포함하는, 기판 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 촬영 단계에서,
    상기 촬상부는 상기 제 1 램프부의 광에 의해서 상기 복수의 기판들에서 반사된 상기 복수의 기판들의 측면 중심부 반사광 이미지를 촬영하고,
    상기 제 1 상태 판단 단계에서,
    상기 제어부는,
    상기 촬상부에서 바라보았을 때 상기 복수의 기판들 측면의 중심 영역에서 반사되는 상기 측면 중심부 반사광 이미지를 통해서 상기 복수의 기판들 중 어느 하나 이상의 누락, 겹침 또는 처짐의 안착 상태의 이상 여부를 판단하는, 기판 처리 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 공정 튜브 및 상기 보트부는 기판 처리부에 배치되고,
    상기 기판 처리부에는 상기 보트부의 후측방에서 상기 보트부를 바라보도록 제 2 램프부가 설치되고,
    상기 제 1 상태 판단 단계 이후에,
    상기 보트부에 상기 복수의 기판들이 삽입되는 방향이 상기 제 1 램프부 및 제 2 램프부 사이에 위치되도록 상기 보트부를 회전하는 보트 회전 단계;
    상기 촬상부를 통하여 촬영된 이미지에서 상기 복수의 기판들의 측면 가장자리를 부각시키기 위하여, 상기 제 2 램프부에서 상기 복수의 기판들의 측면들에 광을 조사하는 제 2 발광 단계;
    상기 촬상부를 통하여, 상기 제 2 램프부에 의하여 부각되고 상기 촬상부에서 바라보았을 때 상기 복수의 기판들의 측면 가장자리 영역에서 반사되는 측면 가장자리 반사광 이미지를 촬영하는 제 2 촬영 단계; 및
    상기 제어부에서 상기 측면 가장자리 반사광 이미지에 기초하여 상기 복수의 기판들 중 어느 하나 이상의 돌출 상태를 판단하는 제 2 상태 판단 단계;
    를 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 상태 판단 단계는,
    상기 촬상부에서 촬영된 상기 측면 반사광 이미지 상에서 상기 복수의 기판들의 각각의 측면 가장자리를 비교하여 상기 복수의 기판들 중 어느 하나 이상의 돌출 상태를 판단하는, 기판 처리 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 상태 판단 단계는 상기 복수의 기판들에 대한 공정 처리 전에 수행되는, 기판 처리 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 상태 판단 단계는 상기 복수의 기판들에 대한 공정 처리 후에 수행되는, 기판 처리 방법.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 상태 판단 단계는,
    상기 촬상부에서 촬영된 상기 측면 반사광 이미지 상에서 복수의 기판들 간의 이격된 거리값를 산출하고 상기 거리값을 표준값과 비교하여 상기 복수의 기판들 중 어느 하나 이상의 누락, 겹침 또는 처짐의 불량을 판단하는, 기판 처리 방법.
  14. 기판 처리 공간이 형성되고, 일측에 개구부가 형성된 공정 튜브와, 복수의 기판들이 안착되는 수직으로 배열된 복수의 슬롯들이 형성되고, 상기 개구부를 통하여 상기 공정 튜브 내로 이동되는 보트부에 상기 복수의 기판들을 이송하고 적재하는 기판 이송 로봇으로서,
    상기 기판 이송 로봇은,
    상기 복수의 기판들을 상기 보트부로 로딩할 수 있도록 형성되는 로봇 암;
    상기 복수의 기판들을 바라보도록 설치되고, 상기 복수의 기판들의 측면에 광을 조사하는 제 1 램프부; 및
    상기 제 1 램프부가 상기 복수의 기판들을 비추는 상태에서 상기 보트부에 안착된 상기 복수의 기판들의 측면 반사광 이미지를 촬영하는 촬상부;
    를 포함하는, 기판 이송 로봇.
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