KR101135557B1

KR101135557B1 - 기판 반송 장치 및 기판 반송 방법

Info

Publication number: KR101135557B1
Application number: KR1020090113881A
Authority: KR
Inventors: 히로야스 헤비이시
Original assignee: 올림푸스 가부시키가이샤
Priority date: 2008-12-02
Filing date: 2009-11-24
Publication date: 2012-04-17
Also published as: JP4660586B2; TW201029097A; CN101752283A; US8172291B2; US20100135761A1; JP2010135381A; KR20100062924A; CN101752283B; TWI419252B

Abstract

본 발명은 기판 반송(搬送) 장치, 기판 검사 장치 및 기판 반송 방법에 있어서, 기판과의 불필요한 접촉을 방지한다. 기판 반송 장치는, 기판(W)이 탑재되는 기판 탑재면(2a, 3a)을 가지는 암부(arm member)(2, 3)와, 기판 탑재면(2a, 3a)을 수평면에 대하여 경사지게 하는 경사 수단(4, 5)을 포함한다.

기판 반송 장치, 기판 검사 장치, 기판 반송 방법, 탑재면, 경사 수단, 수평면

Description

기판 반송 장치 및 기판 반송 방법{SUBSTRATE TRANSPORT APPARATUS AND SUBSTRATE TRANSPORT METHOD}

본 발명은, 기판이 탑재되는 암부(arm member)를 사용하는 기판 반송(搬送) 장치 및 기판 반송 방법에 관한 것이다.

최근, 반도체 제조 공정에서 사용되는 웨이퍼 등의 기판의 박형화나, 액정 디스플레이 및 그 외의 플랫 패널 디스플레이 등의 기판의 대형화가 진행되고 있고, 이에 따라 기판이 휘어지기 쉽게 되어 있다. 그러므로, 휘어진 기판을 수평 상태의 암부에 탑재하면, 기판과 암부와의 사이에 간극이 생긴다.

그래서, 웨이퍼를 지지하는 지지 바(암부)를 웨이퍼에 접촉시켜 지지 바를 경사지게 함으로써, 웨이퍼와 지지 바를 평행하게 하는 웨이퍼 반송 장치가 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

특허 문헌 1: 일본공개특허 제2005-93893호 공보

그러나, 상기 특허 문헌 1에 기재된 지지 바는, 웨이퍼와 접촉함으로써 수평 상태로부터 웨이퍼에 따라 경사진다. 그러므로, 예를 들면, 웨이퍼 카세트 내에 적층된 웨이퍼에 휨이 발생하고 있으면, 지지 바와 웨이퍼와의 간격이 좁아져, 지지 바를 웨이퍼 카세트에 삽입할 때, 지지 바가 적층된 웨이퍼에 접촉된 경우, 웨이퍼에 크랙 등의 손상이 생길 가능성이 있었다.

본 발명의 목적은, 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해, 기판과의 불필요한 접촉을 방지할 수 있는 기판 반송 장치 및 기판 반송 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 기판 반송 장치는, 기판이 탑재되는 기판 탑재면을 가지는 암부와, 상기 암부를 각각 회전 가능하게 지지하는 지지 부재와, 상기 암부를 각각의 기판 탑재면이 서로 마주보는 방향으로 경사지게 하는 경사 수단을 포함한다.

본 발명의 기판 반송 방법은, 기판을 암부에 탑재하여 반송하는 기판 반송 방법에 있어서, 기판 탑재면을 수평면에 대하여 경사지게 한 상태의 상기 암부를, 상기 기판이 탑재되는 위치로 이동시키고, 상기 경사지게 한 상태의 암부에 상기 기판을 탑재하는 것을 요건으로 한다.

본 발명에서는, 기판 탑재면을 수평면에 대하여 경사지게 한 상태의 암부를 기판이 탑재되는 위치로 이동시키는 것이 가능하다. 그러므로, 예를 들면, 카세트에의 암부의 삽입 시 등에, 카세트에 적층된 기판에 휨이 발생하고 있어도, 암부와 기판과의 간격을 크게 취할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 기판과의 불필요한 접촉을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 관한 기판 반송 장치, 기판 검사 장치 및 기판 반송 방법에 대하여, 기판으로서 웨이퍼를 예로 들어, 도면을 참조하면서 설명한다.

<웨이퍼 반송 장치 및 웨이퍼 반송 방법에 대하여>

도 1 내지 도 5는, 본 발명의 일실시예에 관한 웨이퍼 반송 장치(1)를 나타낸 평면도, 정면도, 배면도, 부분 단면 우측면도 및 사시도이다.

도 6은 도 1의 A-A 단면도이다.

웨이퍼 반송 장치(1)는, 웨이퍼 W가 탑재되는 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)을 가지고 서로 평행하게 설치된 한쌍의 2개의 암부(2, 3)와, 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)(암부(2, 3))를 암부(2, 3)의 길이 방향을 회동축(回動軸)(A2, A3)으로 하여 수평면에 대하여 경사지게 하는 경사 수단으로서의 밸런서(추)(4, 5)를 구비한다. 또한, 웨이퍼 반송 장치(1)는, 암부(2, 3)가 좌우에 설치되어 암부(2, 3)를 각각 회전 가능하게 지지하는 지지 부재로서의 암 지지부(6)와, 흡인용 튜브로서의 암 측 흡인용 튜브(7, 8)와, 지지부 측 흡인용 튜브(9)와, 경사 검출 수단으로서의 투과형 센서(10, 11)(도 1 및 도 2에 도시함)를 구비한다.

그리고, 웨이퍼 반송 장치(1)는, 암 지지부(6)가, 예를 들면, 도시하지 않은 구동 수단인, 다관절 암을 가지는 로봇 등과 접속되고, 웨이퍼 W를 수평 방향 및 수직 방향으로 반송 가능하게 구성되어 있다.

암부(2, 3)는, 상면이 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)이 되는 박판(薄板)의 탑재 플레이트(2b, 3b)와, 이 탑재 플레이트(2b, 3b)를 끼워넣어 고정시키는 플레이트 고 정부(2c, 3c)를 가진다.

암부(2, 3)는, 도 4(우측면도)에 나타낸 바와 같이, 암 지지부(6)의 후술하는 축지지부(6b, 6c)에 형성된 관통공(6d)(축지지부(6c) 측만 도시함)을 관통한다. 암부(2, 3)는, 관통공(6d)의 양단에 위치하는 2개의 베어링(6e, 6f)에 의해, 수평 방향으로 서로 평행하게 연장되는 도 1 및 도 5에 나타낸 회동축(A2, A3)을 중심으로 회동 가능하게 축지지되어 있다.

탑재 플레이트(2b, 3b) 상의 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)에는, 도 1 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 W를 흡착에 의해 지지하기 위한 복수 개의 흡인공(2d, 3d)이 형성되어 있다. 이 흡인공(2d, 3d)은, 암부(2, 3)의 내부에 형성된 도 1에 나타낸 흡인로(2e, 3e)와 연통되어 있다. 또한, 이 흡인로(2e, 3e)는, 암 측 흡인용 튜브(7, 8)와 연통되어 있다.

암 측 흡인용 튜브(7, 8)는, 예를 들면, 실리콘 등의 연성(軟性) 재료로 이루어지고, 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)의 회동축(A2, A3)과 상이한 방향으로서, 본 실시예에서는 회동축(A2, A3)과 직교하는 방향으로, 회동축(A2, A3) 상에서 암부(2, 3)의 플레이트 고정부(2c, 3c) 상에 접속되어 있다. 또한, 암 측 흡인용 튜브(7, 8)는, 암부(2, 3)와 반대측의 단부가 암 지지부(6)와 접속되어 있다.

그리고, 암부(2, 3)의, 탑재 플레이트(2b, 3b)와 반대측의 단부에는, 암 지지부(6)의 후술하는 회동 규제용 핀(회동 규제 수단)(6h, 6i)과 접촉함으로써, 암부(2, 3)의 회동 각도를 규제하는 암 측 핀(회동 규제 수단)(2f, 3f)이 설치되어 있다.

밸런서(4, 5)는, 암부(2, 3)의 플레이트 고정부(2c, 3c)의 내측(암부(2, 3) 사이의 스페이스 측)에 배치됨으로써, 암부(2, 3)를 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)이 수평면에 대하여 경사진 상태에서 가압한다. 이로써, 도 2에 나타낸 바와 같이, 암부(2, 3)의 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)은, 중앙으로부터 주위 에지를 향해 위쪽으로 휘어진 웨이퍼 W와 평행하게 되도록, 즉, 각각의 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)이 서로 마주보는 방향으로 경사지는 것이 가능하게 되어 있다. 그리고, 암부(2, 3)의 중심 위치로부터 회동축을 2개의 암부(2, 3)의 외측으로 어긋나게 함으로서 경사진 상태에서 가압해도 된다.

암 지지부(6)는, 암부(2, 3)의 회동축(A2, A3)과 직교하는 방향으로 연장되는 지지 플레이트(6a)와, 이 지지 플레이트(6a)의 양단 하부에 고정되고 상기 관통공(6d)이 형성된 축지지부(6b, 6c)를 가진다. 단, 축지지부(6b, 6c)는, 지지 플레이트(6a)의 양단 하부에 한정되지 않고, 예를 들면, 지지 플레이트(6a)의 상부나 측면부 등에 고정시켜도 된다.

지지 플레이트(6a)의 내부에는, 지지 플레이트(6a)의 길이 방향으로 연장되는 흡인로(6g)가 형성되고, 암 측 흡인용 튜브(7, 8) 및 지지부 측 흡인용 튜브(9)는, 이 흡인로(6f)와 연통되도록 지지 플레이트(6a)와 접속되어 있다.

지지부 측 흡인용 튜브(9)는, 암 측 흡인용 튜브(7, 8)와 마찬가지로 연성 재료로 이루어지고, 도시하지 않은 흡인 수단에 접속되어 있다. 그리고, 지지부 측 흡인용 튜브(9)는, 필요에 따라 금속 등의 단단한 성질의 튜브라도 된다. 또한, 구성하는 부재 가운데를 중공(中空)으로 하여 흡인로를 구성해도 된다. 흡인 수단은, 에어의 흡인에 의해, 지지부 측 흡인용 튜브(9), 지지 플레이트(6)의 흡인로(6g), 암 측 흡인용 튜브(7, 8), 암부(2, 3)의 흡인로(2e, 3e), 흡인공(2d, 3d)을 통하여, 웨이퍼 W를 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)에 흡착지지 시킨다.

암 지지부(6)에는, 축지지부(6b, 6c)로부터 암부(2, 3)의 회동축(A2, A3)과 평행하게 연장되어, 암 측 핀(2f, 3f)에 접촉함으로써 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)의 회동 각도를 규제하는 회동 규제용 핀(6h, 6i)이 설치되어 있다. 이 회동 규제용 핀(6h, 6i)은, 축지지부(6b, 6c)의 복수 개 위치에 대해 장착 및 분리 가능하게 되어 있고, 장착 위치를 변경함으로써, 암부(2, 3)의 회동 가능 범위를 조정할 수 있도록 되어 있다.

투과형 센서(10, 11)는, 암부(2, 3)의 회동축(A2, A3)과 평행하게 검출광을 발하고, 이 검출광이 밸런서(4, 5)에 차단되는지 여부에 따라 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)의 경사가 일정 각도에 달했는지 여부를 검출한다.

도 7a는 암부(2, 3)의 회동축(A2, A3)을 설명하기 위한 설명도이며, 도 7b는 비교예이다.

여기서, 도 7a에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 탑재 플레이트(2b, 3b)(암부(2, 3))의 회동축(A2, A3)은, 탑재 플레이트(2b, 3b)의 웨이퍼 탑재면(2a, 3a) 상에 위치한다. 그러므로, 탑재 플레이트(2b, 3b)가 웨이퍼 W와 접촉된 상태에서 회동해도, 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)은, 수평 방향에 대한 이동량이 적어, 탑재 플레이트(2b, 3b)가 웨이퍼 W와 접촉된 상태에서 수평 방향으로 미끄러지는 경우가 적다. 따라서, 탑재 플레이트(2b, 3b)에 의해 목적으로 하는 위치에서 웨이퍼 W를 지지할 수 있어, 웨이퍼 W의 위치어긋남을 방지하는 것이나, 웨이퍼 W의 배면과의 어긋남에 의한 발생을 방지할 수 있다.

이에 대하여, 탑재 플레이트(2b', 3b')의 회동축(A2', A3')이 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)으로부터 이격되어 위치하는 경우, 예를 들면, 도 7b에 나타낸 비교예와 같이 회동축(A2', A3')이 웨이퍼 W 상에 위치하는 경우에는, 탑재 플레이트(2b', 3b')가 웨이퍼 W와 접촉된 상태로 회동하면, 웨이퍼 탑재면(2a', 3a')이 수평 방향으로 보다 크게 이동하여 버려, 탑재 플레이트(2b', 3b')는 웨이퍼 W와 접촉된 상태로 수평 방향으로 보다 크게 미끄러져 버린다. 따라서, 탑재 플레이트(2b', 3b')에 의해 목적으로 하는 위치에서 웨이퍼 W를 지지하는 것이 어려워져, 도 7a에 나타낸 탑재 플레이트(2b, 3b)에 비해, 웨이퍼 W에 위치어긋남이 생기기 쉽고, 또한 미끄러짐에 의한 손상 발생의 리스크도 높아진다.

이하, 웨이퍼 반송 장치(1)를 사용한 웨이퍼 W의 반송에 대하여 설명한다.

도 8a 및 도 8b는, 웨이퍼 카세트(22)로부터의 웨이퍼 W의 반출을 설명하기 위한 설명도이다.

도 8a에 나타낸 웨이퍼 W는, 웨이퍼 카세트(22) 내에 설치된 주위 에지 지지부(22a)에 의해 주위 에지가 지지된 상태에서 높이 방향으로 적층되어 있다. 적층된 복수 개의 웨이퍼 W는, 중앙으로부터 주위 에지를 향해 위쪽으로 휘어져 있다.

웨이퍼 W를 웨이퍼 카세트(22)로부터 반출할 때는, 도시하지 않은 구동 수단에 의해, 도 1 내지 도 5에 나타낸 암부(2, 3) 및 암 지지부(6) 등을 이동시켜 암부(2, 3)의 탑재 플레이트(2b, 3b)를, 적층된 웨이퍼 W, W의 사이에 삽입한다.

이 때, 탑재 플레이트(2b, 3b)의 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)은, 전술한 밸런서(4, 5)에 의해 수평면에 대하여 경사진 상태, 바람직하게는 웨이퍼 W의 주위 에지 근방과 대략 평행한 상태로, 웨이퍼 W, W의 사이(웨이퍼 W가 탑재되는 위치)에 삽입된다.

이와 같이 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)(탑재 플레이트(2b, 3b))이 그 길이 방향의 회동축(A2, A3)에 의해 회동되어 경사져 있으므로 탑재 플레이트(2b, 3b)와 웨이퍼 W, W와의 간격을 크게 취할 수 있고, 따라서, 삽입시에 탑재 플레이트(2b, 3b)가 웨이퍼 W, W에 접촉되는 것을 방지할 수 있다. 이에 대하여, 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)이 수평 상태의 탑재 플레이트(2b, 3b)를 웨이퍼 W, W의 사이에 삽입한 경우에는, 탑재 플레이트(2b, 3b)와 웨이퍼 W, W와의 간격을 크게 취하지 못하여, 웨이퍼 W와 접촉되기 쉬워져 버린다.

탑재 플레이트(2b, 3b)를 웨이퍼 W, W의 사이에 삽입한 후, 탑재 플레이트(2b, 3b)를 상승시키거나 또는 웨이퍼 카세트(22)를 하강시킴으로써, 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)에 웨이퍼 W를 탑재한다. 이 때, 암부(2, 3)는 암 지지부(6)에 의해 회동 가능하게 지지되어 있으므로, 웨이퍼의 자중(自重), 또는 탑재 플레이트(2b)와 웨이퍼 카세트(22)와의 상대 이동에 의해, 암부(2, 3)는, 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)이 웨이퍼 W와 면접촉하도록 회전한다.

그리고, 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)에 탑재한 웨이퍼 W를 예를 들면, 후술하는 검사부 등에 반송한다. 검사 등의 처리를 행한 후에는, 웨이퍼 W를 다시 웨이퍼 카세트(22)에 수납한다.

여기서, 예를 들면, 두꺼운 웨이퍼 W 등, 도 8b에 나타낸 바와 같이 수평 상태의 예외적인 웨이퍼 W를 웨이퍼 카세트(22)로부터 반출하는 경우에도, 경사진 상태로 삽입되는 탑재 플레이트(2b-1, 3b-1)가 탑재 시에 웨이퍼 W와 맞닿으면서 수평 상태로 회동한다. 그러므로(탑재 플레이트(2b-2, 3b-2)), 웨이퍼 W를 확실하게 지지할 수 있다.

이상 설명한 웨이퍼 반송 장치(1)에서는, 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)을 수평면에 대하여 경사지게 한 상태에서, 암부(2, 3)가 웨이퍼 카세트(22) 내에 삽입(웨이퍼가 탑재되는 위치로 이동)된다. 그러므로, 웨이퍼 카세트(22)에 적층된 웨이퍼 W에 휨이 발생하고 있어도, 암부(2, 3)와 웨이퍼 W와의 불필요한 접촉을 방지할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 웨이퍼 W의 파손의 위험을 저감할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 밸런서(4, 5)에 의해, 암부(2, 3)를 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)이 경사진 상태에서 가압하므로, 간소한 구성이며 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)을 경사지게 하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예에서는, 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)(암부(2, 3))은, 웨이퍼 탑재면(2a, 3a) 상에 위치하는 회동축(A2, A3)을 중심으로 회동한다. 그러므로, 탑재 플레이트(2b, 3b)가 웨이퍼 W와 접촉된 상태로 회동해도, 전술한 바와 같이, 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)은, 수평 방향으로 거의 이동하지 않는다. 이로써, 탑재 플레이트(2b, 3b)가 웨이퍼 W와 접촉된 상태에서 수평 방향으로 미끄러지는 경우가 적어, 탑재 플레이트(2b, 3b)에 의해 목적으로 하는 위치에서 웨이퍼 W를 지지할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 W의 위치어긋남이나 웨이퍼 W의 배면의 손상 발생 등을 방지 할 수 있다.

또한, 전술한 특허 문헌 1(일본공개특허 제2005-93893호 공보)의 기술에서는, 회동축과 튜브가 서로 동축(同軸)으로 접속되어 있으므로, 비틀림의 응력이 기능함으로써 암부(2, 3)의 회동을 방해하기 쉽다. 이에 대하여, 본 실시예에서는, 암 측 흡인용 튜브(7, 8)는, 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)의 회동축(A2, A3)과 상이한 방향, 구체적으로는 직교하는 방향으로 암부(2, 3)와 접속된다. 그러므로, 암부(2, 3)가 회동해도, 암 측 흡인용 튜브(7, 8)에 비틀림의 응력이 기능하는 것에 의한 반력(反力)이 쉽게 생기지 않고, 따라서, 원활하게 암부(2, 3)를 회동시키는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예에서는, 암 측 흡인용 튜브(7, 8)가 암 지지부(6)와 2개의 암부(2, 3)를 접속하므로, 도시하지 않은 흡인 수단에 단일의 지지부 측 흡인용 튜브(9)를 접속함으로써, 2개의 암부(2, 3)에 의한 웨이퍼 W의 흡착지지를 실현할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 반송 장치(1)를 간소한 구성으로 할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 웨이퍼 반송 장치(1)는, 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)의 경사를 검출하는 투과형 센서(10, 11)를 구비한다. 그러므로, 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)이, 예를 들면, 수평 상태 등의 의도하지 않는 각도로 웨이퍼 카세트(22)에 삽입되는 것을 방지할 수 있고, 따라서 확실하게 웨이퍼 W의 파손을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)의 회동 각도를 규제하는 암 측 핀(2f, 3f) 및 회동 규제용 핀(6h, 6i)을 설치하고 있다. 그러므로, 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)이, 예를 들면, 수평 상태 등의 의도하지 않는 각도로 웨이퍼 카세 트(22)에 삽입되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 확실하게 웨이퍼 W의 파손을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 회동 규제용 핀(6h, 6i)은, 축지지부(6b, 6c)의 복수 개 위치에 장착 및 분리 가능하게 되어 있고, 장착 위치를 변경함으로써, 암부(2, 3)의 회동 가능 범위를 조정할 수 있도록 되어 있다. 따라서, 웨이퍼 W의 휨에 따라 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)의 회동 각도를 규제할 수 있다.

그리고, 이상 설명한 웨이퍼 반송 장치(1)에서는, 경사 수단으로서 밸런서(4, 5)를 배치하는 예에 대하여 설명하였으나, 밸런서(4, 5) 대신에, 도 9(주요부 우측면 단면도)에 나타낸 바와 같이, 축지지부(6c)(암 지지부(6))와 암부(2, 3)와의 사이에 개재된 스프링으로서의 코일 스프링(13) 등의 다른 경사 수단을 사용하여, 암부(2, 3)를 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)이 경사진 상태에서 가압해도 된다.

또한, 경사 수단으로서, 암부(2, 3)를 회동시키는 모터 등의 구동부를 배치하고, 도시하지 않은 제어부에 의해 구동부를 구동시켜 암부(2, 3) 나아가서는 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)을 경사지게 해도 된다. 이 경우, 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)의 경사 각도를 웨이퍼 W의 휨에 맞추어 조정할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 경사 수단으로서의 밸런서(4, 5)를 플레이트 고정부(2c, 3c)에 배치하는 예에 대하여 설명하였으나, 도 10(주요부 평면도) 및 도 11(주요부 배면도)에 나타낸 밸런서(5)'와 같이, 암부(2, 3)의, 탑재 플레이트(2b, 3b)와 반대측의 단부에 배치해도 된다.

또한, 본 실시예에서는, 암 측 흡인용 튜브(7, 8)가 플레이트 고정부(2c, 3c)의 상면에서 암부(2, 3)와 접속되지만, 도 12(평면도)에 나타낸 바와 같이, 탑재 플레이트(2b, 3b)의 측면에서 암부(2, 3)와 접속되는 암 측 흡인용 튜브(7', 8')를 사용하도록 해도 된다.

또한, 본 실시예에서는, 암 측 흡인용 튜브(7, 8)가 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)의 회동축(A2, A3)과 직교하는 방향으로 또한 회동축(A2, A3) 상에서 암부(2, 3)와 접속된다. 그러므로, 암부(2, 3)가 회동해도, 암 측 흡인용 튜브(7, 8)에 비틀림의 응력에 의해 반력이 생겨, 밸런서(4, 5)에 의한 가압이 방해받지 않고, 암부(2, 3)를 약한 힘으로 용이하게 회동시키는 것이 가능하다. 그리고, 암 측 흡인용 튜브(7, 8)가 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)의 회동축(A2, A3)과 상이한 방향으로 암부(2, 3)와 접속되어 있으면, 그 방향이 직교에 가까운 것이 바람직하기는 하지만, 마찬가지로 암 측 흡인용 튜브(7, 8)에 의한 비틀림의 응력이 발생하는 것을 유효하게 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 암부(2, 3)와 암 지지부(6)를 접속하는 암 측 흡인용 튜브(7, 8), 및, 암 지지부(6)와 도시하지 않은 흡인 수단을 접속하는 지지부 측 흡인용 튜브(9)를 배치하고 있지만, 암부(2, 3)와 흡인 수단을 직접적으로 접속하는 흡인용 튜브를 배치하도록 해도 된다. 이 경우에도, 상기 흡인용 튜브는, 회동축(A2, A3)과 상이한 방향, 바람직하게는 직교하는 방향으로, 암부(2, 3)와 접속하면 된다.

또한, 본 실시예에서는, 암 측 흡인용 튜브(7, 8)는, 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)의 회동축(A2, A3) 상에서 암부(2, 3)와 접속되어 있지만, 흡인용 튜브(7, 8)를 회 동축(A2, A3)으로부터 오프셋된 위치(회동축(A2, A3)과 동축이 아니고 또한 교차하지 않는 방향)에 배치해도 된다. 이 경우에도, 암 측 흡인용 튜브(7, 8)가 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)의 회동축(A2, A3)과 상이한 방향으로 암부(2, 3)와 접속되는 것이 바람직하다. 그러나, 회동축(A2, A3)과 평행하게 암부(2, 3)와 접속된 경우에도, 암 측 흡인용 튜브(7, 8)에 비틀림의 응력이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 그러므로, 약한 힘으로 암부(2, 3)를 회동시키는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예에서는, 투과형 센서(10, 11)는, 검출광이 밸런서(4, 5)에 차단되는지 여부에 따라 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)의 경사를 검출하고, 암부(2, 3)가 소정 각도로 경사져 있는지 여부를 판정할 수 있도록 하고 있다. 그러나, 도 13(주요부 우측면 단면도) 및 도 14(주요부 배면도)에 나타낸 바와 같이, 암 지지부(3)의 후단에 각도 검출용 플래그(3h)를 배치하는 동시에, 암 지지부(6)에, 각도 검출용 플래그(3h)에 검출광이 차단되는지 여부에 따라 웨이퍼 탑재면(3a(2a))의 경사 각도를 검출하는 투과형 센서(14)를 배치하도록 해도 된다.

또한, 투과형 센서(10, 11) 대신에, 도 15(정면도)에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 하방으로부터 탑재 플레이트(2b, 3b)(암부(2, 3))에 검출광을 발하고, 그 반사광을 검출함으로써 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)의 경사 각도를 검출하는 반사형 센서(15, 16) 등, 다른 경사 검출 수단을 사용해도 된다.

그리고, 암부(2, 3)가 소정 각도로 기울어 있지 않은 경우에는, 웨이퍼 반송 장치(1)의 웨이퍼 카세트(22)에의 삽입 동작을 중지하고, 경보를 울리도록 해도 된다.

<웨이퍼 검사 장치 및 웨이퍼 검사 방법에 대하여>

도 16 및 도 17은, 본 발명의 일실시예에 관한 웨이퍼 검사 장치(21)를 나타낸 평면도 및 정면도이다.

웨이퍼 검사 장치(21)는, 웨이퍼 반송 장치(1')와, 전술한 웨이퍼 카세트(22)와, 웨이퍼 반송 장치(1')에 의해 반송되는 웨이퍼 W(도 17에는 도시하지 않음)를 검사하는 검사부로서의 마이크로 검사부(23) 및 매크로 검사부(24)(도 17에는 도시하지 않음)와 조작부(25)를 포함한다.

단, 웨이퍼 반송 장치(1')는, 예를 들면, 도 1의 암 지지부(6)의 길이 방향(Y축 방향)을 선대칭 축으로 하여 암부(2, 3)의 반대측에 암부(2', 3')가 설치되고, 암부(2, 3, 2', 3') 및 암 지지부(6')로 이루어지는 부분이 H자 형상으로 되어 있다.

또한, 각 암부(2, 3, 2', 3')는 서로 독립적으로, 전술한 바와 같이 회동하여 경사지도록 되어 있다. 또한, 암 지지부(6')는, 암부(2, 3)와 암부(2', 3')가 회전 대칭이 되는 회전축(Z축)을 중심으로 회전 가능한 동시에 상하 이동 가능하게, 웨이퍼 반송 장치(1')의 구동부(26)에 의해 위쪽으로부터 지지되어 있다.

웨이퍼 카세트(22)에는, 전술한 도 8a에 나타낸 바와 같이, 주위 에지 지지부(22a)에 지지된 웨이퍼 W가 높이 방향으로 적층되어 있다.

구동부(26)는, 도시하지 않은 레일을 따라 X축 방향으로 이동한다. 또한, 암부(2, 3)와 암부(2', 3')를 회전 대칭으로 회전시키는 암 지지부(6')의 회전축(Z축)의 위치는, 웨이퍼 카세트(22)에 수용되는 웨이퍼 W의 중심 위치와 Y축 좌표가 동일하게 되어 있다. 즉, 각 암부(2, 3, 2', 3')의 길이 방향이 X축 방향으로 연장되는 상태에 있을 때, 구동부(26)의 X축 방향의 이동과 암 지지부(6')의 상하 방향의 이동 만으로 웨이퍼 W의 반출입이 가능하도록 되어 있다.

마이크로 검사부(23)는, 웨이퍼 W를 확대 관찰하기 위한 현미경(23a)과, 2축 방향으로 이동 가능한 XY 스테이지(23c)와, XY 스테이지(23c) 상에 설치되고, 웨이퍼 W를 XYZ의 각 축방향으로 이동시키는 동시에 회동시키고, 또한 웨이퍼 W를 주고받는 데 사용되는 웨이퍼 탑재대(23b)를 가진다.

매크로 검사부(24)는, 웨이퍼 W를 요동(搖動)시키는 요동 기구(24a)와, 웨이퍼를 주고받는 데 사용되는 웨이퍼 탑재대(24b)를 가진다.

이하, 웨이퍼 검사 장치(21)를 사용한 웨이퍼 W의 검사에 대하여 설명한다.

도 18은, 본 발명의 일실시예에 관한 웨이퍼 검사 방법을 나타낸 플로 차트이다. 먼저, 매크로 검사부(24) 측의 웨이퍼 반송 장치(1')에 의해 전술한 바와 같이 웨이퍼 카세트(22)내의 웨이퍼 W를 반출한다(S1).

그리고, 도시하지 않은 센서에 의해 웨이퍼 W의 중심의 소정 위치로부터의 어긋남을 검출하는 얼라인먼트를 행한 후(S2), 웨이퍼 반송 장치(1')에 의해, 웨이퍼 탑재대(24b)의 회전 중심에 웨이퍼 W의 중심을 맞추어, 웨이퍼 W를 매크로 검사부(24)의 웨이퍼 탑재대(24b)에 탑재한다(S3).

이 때, 웨이퍼 반송 장치(1')는, 구동부(26)의 X축 방향으로의 1축 방향의 이동과 암 지지부(6')의 수평면 내에서의 회전만으로 웨이퍼 W 중심과 웨이퍼 탑재대(24b)의 회전 중심을 일치시킬 수 있다.

즉, 웨이퍼 W를 암부(2, 3) 또는 암부(2', 3')에 의해 기준이 되는 위치에서 지지했을 때의 중심 위치와, 실제로 웨이퍼 W를 지지했을 때의 중심 위치와의 편차량 및 방향이 전술한 얼라인먼트(S2)에 의해 검출되어 있다. 그러므로, Y축 방향의 어긋남을 암 지지부(6')의 회전에 의해 보정하고, 그 회전 각도에 의해 발생하는 X축 방향의 편차량과 얼라인먼트 시의 X축 방향의 편차량으로부터 구동부(26)의 이동량이 결정된다.

다음에, 매크로 검사부(24)의 요동 기구(24a)가, 웨이퍼 탑재대(24b)에 탑재된 웨이퍼를 들어 올려 요동시킨다. 그리고, 요동하는 웨이퍼 W를 검사 사람이 육안관찰(매크로 검사)한다(S4).

이 때, 웨이퍼 반송 장치(1')는, 웨이퍼 탑재대(24b) 및 받아건네는 위치에 있는 웨이퍼 탑재대(23b)의 각각의 회전 중심의 중점(中点)과 구동부(26)가 암 지지부(6')를 회전시키는 회전축(Z축)이 일치하는 위치에서 암 지지부(6')를 아래쪽으로 이동시켜 대기하고 있다. 매크로 검사(S4)가 종료하면, 암 지지부(6')를 상승시켜, 웨이퍼 반송 장치(1')가 암 지지부(6')를 180도 회전시킴으로써(도 16에서는 반시계 방향 회전), 웨이퍼 반송 장치(1')의 암부(2, 3)와 암부(2', 3')의 위치가 서로 바뀐다.

180도 회전한 웨이퍼 반송 장치(1')는, 암 지지부(6')를 하강시켜, 웨이퍼 W를 마이크로 검사부(23)의 웨이퍼 탑재대(23b)에 탑재한다(S5). 그리고, XY 스테이지(23c)를 이동시킴으로써 적당히 웨이퍼를 이동 및 회동시키면서 현미경(23a)을 사용하여 웨이퍼의 확대 관찰(마이크로 검사)을 행한다(S6). 마이크로 검사가 종 료되면 XY 스테이지(23c)를 받아건네는 위치로 이동시킨다.

여기서, 다시 웨이퍼 반송 장치(1')가 암 지지부(6')를 상승시켜 180도 회전시킴으로써, 암부(2, 3)와 암부(2', 3')와의 위치가 서로 바뀐다. 웨이퍼 반송 장치(1')는, 암 지지부(6')를 하강시켜, 웨이퍼 W를 매크로 검사부(24)의 웨이퍼 탑재대(24b)에 탑재한다(S7).

그리고, 이 때, 매크로 검사부(24) 측으로부터 마이크로 검사부(23) 측으로 회전하는 다른 쪽의 암부(2', 3')에는, 전술한 매크로 검사(S4)까지의 처리가 행해진 다른 웨이퍼 W를 마이크로 검사부(23)에 반송(S5)하도록 한다. 이로써, 동시에 2개의 웨이퍼를 검사할 수 있다.

다음에, 웨이퍼 탑재대(24b) 상의 웨이퍼 W의 어긋남을, 웨이퍼 탑재대(24b)를 회전시킨 상태에서 도시하지 않은 센서에 의해 검출한다. 그 후, 웨이퍼 탑재대(24b)의 회전에 의해 웨이퍼 W를 회전시킴으로써, 웨이퍼 W의 웨이퍼 탑재대(24b)에 대한 어긋남 방향, 즉 웨이퍼 탑재대(24b)의 회전 중심으로부터 웨이퍼 W 중심을 향하는 방향을 구동부(26)의 이동 방향(수납 방향과 동일 방향(X축 방향인 도 16의 화살표 방향)과 일치시킨다(S9).

다음에, 웨이퍼 W에 노치가 없거나, 또는 노치가 있어도 노치의 방향을 조정할 수 없는 경우(S9)에는, 그대로 웨이퍼 반송 장치(1')의 암 지지부(6')를 상승시켜 수취하고, 웨이퍼 탑재대(24b)와 웨이퍼 W 중심과의 편차량을 고려하여 삽입함으로써 웨이퍼를 웨이퍼 카세트(22)에 수용한다(S13).

이 경우, 웨이퍼 W의 어긋남 방향이 구동부(26)의 이동 방향과 일치하고, 또 한, 각 암부(2, 3, 2', 3')의 길이 방향도 구동부(26)의 이동 방향인 X축 방향과 일치하므로, 웨이퍼 반송 장치(1')에 의해 Y축 방향으로 웨이퍼 W를 이동시킬 필요가 없다. 또한, 구동부(26)의 X축 방향으로의 1축 방향에 대한 이동 및 암 지지부(6')의 상하 이동만으로, 웨이퍼 카세트(22)의 폭방향으로 어긋나지 않고 웨이퍼 W의 반입을 행할 수 있다.

한편, 노치의 방향을 조정하는 경우(S9)에는, 재차 웨이퍼 반송 장치(1')의 암 지지부(6')를 상승시켜 웨이퍼 W를 수취하고, 구동부(26)를 이동시켜 웨이퍼 W의 중심과 웨이퍼 탑재대(24b)와의 중심을 맞추어, 재차 웨이퍼 탑재대(24b)에 웨이퍼 W를 받아건넨다(S10). 이 경우에도, 웨이퍼의 어긋남 방향이 구동부(26)의 이동 방향(수납 방향)과 일치하므로, 구동부(26)를 수납 방향(1축 방향의 이동 방향)으로 이동시켜 암 지지부(6')를 상하 이동시키는 것만으로 웨이퍼 W의 중심과 웨이퍼 탑재대(24b)의 회전 중심과의 중심 맞댐이 가능하게 된다.

이 후, 노치를 도시하지 않은 센서에 의해 검출하는 동시에(S11), 웨이퍼 W를 회전시켜 노치를, 예를 들면, 수납 방향으로 위치맞춤하고(S12), 전술한 바와 같이 웨이퍼 반송 장치(1')에 의해 웨이퍼를 웨이퍼 카세트(22)에 수용한다(S13).

모든 웨이퍼의 검사가 종료되었을 경우(S14)에는 검사 종료로 되고, 미검사의 웨이퍼가 있는 경우에는, 웨이퍼의 반출(S1)로부터 전술한 처리를 재차 행한다.

이상 설명한 웨이퍼 검사 장치(21)는, 웨이퍼 반송 장치(1)의 설명에서 기술한 바와 같이, 웨이퍼 반송 장치(1)가, 웨이퍼 탑재면(2a, 3a)을 수평면에 대하여 경사지게 한 상태의 암부(2, 3)를 웨이퍼 카세트(22) 내에 삽입한다. 그러므로, 웨이퍼 카세트(22)에 적층된 웨이퍼 W에 휨이 발생하고 있어도, 암부(2, 3)와 웨이퍼 W와의 불필요한 접촉을 방지할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 W의 파손의 위험을 저감할 수 있다.

또한, 웨이퍼 W를 휘어진 채 웨이퍼 카세트(22)로부터 반출입시킬 수 있으므로, 웨이퍼 카세트(22)의 예를 들면, 하나 위의 단(段)의 웨이퍼 W와의 접촉을 방지할 수 있다.

또한, 웨이퍼 검사 장치(21)는, 매크로 검사부(24)의 웨이퍼 탑재대(24b) 상의 웨이퍼 W의 중심과 웨이퍼 탑재대(24b)의 회전 중심과의 어긋남을 도시하지 않은 센서에 의해 검출하고, 웨이퍼 W를 회전시킴으로써, 웨이퍼 W의 어긋남 방향을 구동부(26)의 이동 방향(수납 방향과 동일 방향의 X축 방향)과 일치시킨다(S8). 그러므로, 암부(2, 3) 및 암부(2', 3')의 길이 방향을 구동부(26)의 이동 방향(X축 방향)과 일치시킨 상태에서 구동부(26)를 이동시키는 것만으로, 웨이퍼와 웨이퍼 탑재대(24b)와의 중심 맞춤(S10) 또는 웨이퍼 카세트(22)에의 웨이퍼의 반송(S13) 시의 위치맞춤을 행할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 웨이퍼에 대하여 설명하였으나, 본 실시예는, 플랫 패널 디스플레이 등의 대형 기판에도 적용하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 관한 웨이퍼 반송 장치를 나타낸 평면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 관한 웨이퍼 반송 장치를 나타낸 정면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 관한 웨이퍼 반송 장치를 나타낸 배면도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 관한 웨이퍼 반송 장치를 나타낸 부분 단면 우측면도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 관한 웨이퍼 반송 장치를 나타낸 사시도이다.

도 6은 도 1의 A-A 단면도이다.

도 7a는 본 발명의 일실시예에 관한 웨이퍼 반송 장치의 암부의 회동축을 설명하기 위한 설명도이다.

도 7b는 암부의 회동축을 설명하기 위한 설명도(비교예)이다.

도 8a는 본 발명의 일실시예에 관한 웨이퍼 반송 장치의 탑재 플레이트에 의한 웨이퍼 카세트로부터의 웨이퍼의 반출을 설명하기 위한 설명도(그 1)이다.

도 8b는 본 발명의 일실시예에 관한 웨이퍼 반송 장치의 탑재 플레이트에 의한 웨이퍼 카세트로부터의 웨이퍼의 반출을 설명하기 위한 설명도(그 2)이다.

도 9는 본 발명의 일실시예의 제1 변형예에 관한 웨이퍼 반송 장치를 나타낸 주요부 우측면 단면도이다.

도 10은 본 발명의 일실시예의 제2 변형예에 관한 웨이퍼 반송 장치를 나타낸 주요부 평면도이다.

도 11은 본 발명의 일실시예의 제2 변형예에 관한 웨이퍼 반송 장치를 나타 낸 주요부 배면도이다.

도 12는 본 발명의 일실시예의 제3 변형예에 관한 웨이퍼 반송 장치를 나타낸 평면도이다.

도 13은 본 발명의 일실시예의 제4 변형예에 관한 웨이퍼 반송 장치를 나타낸 주요부 우측면 단면도이다.

도 14는 본 발명의 일실시예의 제4 변형예에 관한 웨이퍼 반송 장치를 나타낸 주요부 배면도이다.

도 15는 본 발명의 일실시예의 제5 변형예에 관한 웨이퍼 반송 장치를 나타낸 정면도이다.

도 16은 본 발명의 일실시예에 관한 웨이퍼 검사 장치를 나타낸 평면도이다.

도 17은 본 발명의 일실시예에 관한 웨이퍼 검사 장치를 나타낸 정면도이다.

도 18은 본 발명의 일실시예에 관한 웨이퍼 검사 방법을 나타낸 플로차트이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1: 웨이퍼 반송 장치

2, 3: 암부

2a, 3a: 웨이퍼 탑재면

2b, 3b: 탑재 플레이트

2c, 3c: 플레이트 고정부

2d, 3d: 흡인공

2e, 3e: 흡인로

2f, 3f: 암 측 핀

3h: 각도 검출용 플래그

4, 5: 밸런서

6: 암 지지부

6a: 지지 플레이트

6b, 6c: 축지지부

6d: 관통공

6e, 6f: 베어링

6g: 흡인로

6h, 6i: 회동 규제용 핀

7, 8: 암 측 흡인용 튜브

9: 지지부 측 흡인용 튜브

10, 11: 투과형 센서

13: 코일 스프링

14: 투과형 센서

15, 16: 반사형 센서

21: 웨이퍼 검사 장치

22: 웨이퍼 카세트

22a: 주위 에지 지지부

23: 마이크로 검사부

23a: 현미경

23b: 웨이퍼 탑재대

23c: XY 스테이지

24: 매크로 검사부

24a: 요동 기구

24b: 웨이퍼 탑재대

25: 조작부

26: 구동부

W: 웨이퍼

Claims

기판이 탑재되는 기판 탑재면을 가지는 한쌍의 암부(arm member)와,

상기 암부를 각각 회전 가능하게 지지하는 지지 부재와,

상기 암부를 각각의 기판 탑재면이 서로 마주보는 방향으로 경사지게 하는 경사 수단

을 포함하고,

상기 기판 탑재면은, 상기 기판 탑재면 상에 위치하는 회동축을 중심으로 회동하는,

기판 반송 장치.
제1항에 있어서,

상기 경사 수단은, 상기 각 암부의 중심 위치로부터 회동축(回動軸)을 상기 암부의 외측으로 어긋나게 하는, 기판 반송 장치.
제1항에 있어서,

상기 경사 수단은 상기 지지 부재와 상기 암부 사이에 개재된 스프링인, 기판 반송 장치.
제1항에 있어서,

상기 경사 수단은 모터인, 기판 반송 장치.
제1항에 있어서,

상기 경사 수단은 밸런서인, 기판 반송 장치.
제1항에 있어서,

상기 암부는, 상기 기판 탑재면이 경사진 상태에서, 상기 기판이 탑재되는 위치로 이동하는, 기판 반송 장치.
제1항에 있어서,

상기 암부와 접속된 흡인용 튜브를 더 포함하고,

상기 암부는, 상기 흡인용 튜브로부터 에어가 흡인됨으로써 상기 기판을 흡착지지 하고,

상기 흡인용 튜브는, 상기 기판 탑재면의 회동축과 상이한 방향으로 상기 암부와 접속된, 기판 반송 장치.
제7항에 있어서,

상기 흡인용 튜브는, 상기 기판 탑재면의 상기 회동축과 직교하는 방향으로 상기 암부와 접속되는, 기판 반송 장치.
제1항에 있어서,

상기 암부와 접속된 흡인용 튜브를 더 포함하고,

상기 암부는, 상기 흡인용 튜브로부터 에어가 흡인됨으로써 상기 기판을 흡착지지하고,

상기 흡인용 튜브는, 상기 기판 탑재면의 회동축으로부터 오프셋된 위치에서 상기 암부와 접속되는, 기판 반송 장치.
제7항에 있어서,

상기 흡인용 튜브는, 상기 지지 부재와 상기 암부를 접속하는, 기판 반송 장치.
제1항에 있어서,

상기 기판 탑재면의 경사를 검출하는 경사 검출부를 더 포함하는, 기판 반송 장치.
제1항에 있어서,

상기 기판 탑재면의 회동 각도를 규제하는 회동 규제 수단을 더 포함하는, 기판 반송 장치.
제11항에 있어서,

상기 지지 부재는 구동 수단에 접속되고,

상기 구동 수단은 상기 기판을 반송하며,

상기 암부가 소정 각도로 기울어 있지 않은 경우에는, 상기 구동 수단에 의해 상기 기판의 삽입이 중지되는, 기판 반송 장치.
제12항에 있어서,

상기 회동 규제 수단은, 상기 기판 탑재면의 회동 가능 범위를 조정할 수 있는, 기판 반송 장치.
제1항에 있어서,

상기 지지 부재에 대하여 좌우에 상기 한쌍의 암부를 설치한, 기판 반송 장치.
기판을 암부에 탑재하여 반송하는 기판 반송 방법에 있어서,

기판 탑재면을 수평면에 대하여 경사지게 한 상태의 상기 암부를, 상기 기판이 탑재되는 위치로 이동시키는 단계; 및

상기 경사지게 한 상태의 암부에 상기 기판을 탑재하는 단계

를 포함하고,

상기 암부를 이동시키는 단계에서, 상기 기판 탑재면은 상기 기판 탑재면 상에 위치하는 회동축을 중심으로 회동하는,

기판 반송 방법.
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