KR101800935B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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아키토 하타노
도요히데 하야시
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

센서 진퇴 이동부에 의해 캐리어 내에 맵핑 센서를 진입시킨 상태에서, 센서 승강부에 의해 맵핑 센서를 상하 방향으로 이동시킨다. 이 동작과 함께, 맵핑 센서에 의해 캐리어에 기판을 넣고빼는 전후 방향과 교차하는 수평 방향을 향해서 기판의 유무를 검출하고, 높이 센서에 의해 맵핑 센서의 높이를 검출한다. 이에 따라, 전후 방향의 서로 상이한 2개소 이상에서 기판 높이를 검출시킨다. 기판 상태 취득부는, 그 기판 높이에 의거하여, 전후 방향의 수평에 대한 각 기판의 기울기를 취득한다. 캐리어 내에서의 각 기판의 기울기를 사전에 취득하므로, 기판 반송 기구의 핸드와 기판이 접촉함으로써 발생하는 기판 파손을 방지할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE TREATING APPARATUS AND SUBSTRATE TREATING METHODS}
본 발명은 반도체 기판, 액정 표시 장치용 유리 기판, 포토마스크용 유리 기판, 광 디스크용 기판 등의 기판을 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
기판 처리 장치는 복수 매의 기판(웨이퍼)을, 간격을 두고 상하 방향으로 적층하여 수납하는 캐리어(용기)를 올려놓는 재치대와, 기판에 미리 설정된 처리를 행하는 처리부와, 재치대와 처리부 사이에 설치된 기판 반송 기구를 구비하고 있다. 기판 반송 기구는, 기판을 유지하는 핸드를 구비하고, 캐리어로부터 기판을 취출하여 기판을 처리부에 반송하고, 처리부로부터 캐리어에 기판을 반송하여 캐리어에 기판을 수납한다.
재치대는, 투광기와 수광기를 가지는 1쌍의 투과형 센서(맵핑 센서)를 구비하고 있다. 투광기 및 수광기는 기판 표면에 따른 기판 전방으로부터 원형상의 기판 주연부의 일부를 끼워넣도록, 대향하여 배치된다(예를 들면, 일본국 특허공개 2009－049096호 공보 참조). 그리고, 투과형 센서를 캐리어 내에서 기판 적층 방향으로 승강시킴으로써, 캐리어 내의 기판의 매수 및 위치를 검출하고, 또한, 기판이 겹쳐져 수납되어 있지 않은지 등을 검출할 수 있다.
또한, 캐리어에 대한 기판을 넣고빼는 전후 방향(깊이 방향)으로 복수 쌍의 투과형 센서를 구비함으로써, 캐리어 내의 기판의 매수 및 위치 등을 검출함과 더불어, 기판의 튀어나감을 검출할 수 있다(예를 들면, 일본국 특허공개 2009－049096호 공보 참조).
또한, 일본국 특허 제5185417호 공보에는, 반송 시에 있어서의 기판의 진동 또는 뛰어오름의 문제를 배제하기 위한 캐리어가 기재되어 있다.
또한, 일본국 특허공개 평 9－148404호 공보에는, 카세트 내에 수납되어 있는 기판들의 수직 방향의 「클리어런스」를 검출하고, 그 클리어런스에 따라서 기판 반송 아암의 동작을 바꿈으로써, 기판 반송 아암과 기판의 충돌을 방지하는 것이 기재되어 있다. 또한, 일본국 특허공개 2012－235058호 공보에는, 카세트 내에 연직 방향으로 다단으로 수납되어 있는 기판간의 「클리어런스」를 산출하고, 그 클리어런스에 의거하여, 로봇 핸드의 진입 여부를 판정함으로써, 카세트 내의 기판을 안전하게 취출하는 것이 기재되어 있다.
일본국 특허공개 2009－049096호 공보 일본국 특허 제5185417호 공보 일본국 특허공개 평 9－148404호 공보 일본국 특허공개 2012－235058호 공보
그러나, 종래 장치에는 다음과 같은 문제가 있다. 기판은, 기판 반송 기구의 핸드에 의해 캐리어의 외부로 반출되지만, 캐리어 내에서 기판이 올바른 위치에 유지되어 있지 않으면 캐리어 내에서 핸드가 기판과 간섭하여 기판의 표면에 접촉하여 손상되거나, 기판을 파손시킬 우려가 있다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 기판의 파손을 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 이러한 목적을 달성하기 위해서, 다음과 같은 구성을 취한다.
즉, 본 발명에 관련된, 기판을 처리하는 기판 처리 장치는, 이하의 요소를 포함한다：복수의 기판을 수납하기 위한 캐리어를 올려놓는 재치부; 상기 캐리어에 기판을 넣고빼는 전후 방향과 교차하는 수평 방향을 향해 각 기판의 유무를 검출하는 기판 검출 센서; 상기 기판 검출 센서의 높이를 검출하는 높이 센서; 상기 기판 검출 센서를 상하 방향으로 이동시키는 상하 기구; 상기 기판 검출 센서를 상기 전후 방향으로 이동시키는 진퇴 기구; 상기 상하 기구에 의해 상기 기판 검출 센서를 상하 방향으로 이동시킴과 더불어, 상기 진퇴 기구에 의해 상기 기판 검출 센서를 상기 전후 방향으로 이동시킴으로써, 상기 기판 검출 센서에 의해 상기 전후 방향으로 상이한 2개소 이상의 위치에서 각 기판의 높이 검출을 행하게 하는 제어부; 상기 검출한 각 기판의 높이에 의거하여, 상기 전후 방향의 수평에 대한 각 기판의 기울기를 취득하는 기판 상태 취득부.
본 발명에 관련된 기판 처리 장치에 의하면, 캐리어로부터 기판의 반송을 개시하기 전에 캐리어 내에서의 기판의 기울기를 취득할 수 있다.
또한, 본 발명에 관련된, 기판을 처리하는 기판 처리 장치는, 이하의 요소를 포함한다：
복수의 기판을 수납하기 위한 캐리어를 올려놓는 재치부; 상기 캐리어에 기판을 넣고빼는 전후 방향으로 상이한 2개소 이상의 위치에서 각 기판의 유무를 검출하는 기판 검출 센서; 상기 기판 검출 센서의 높이를 검출하는 높이 센서; 상기 기판 검출 센서를 상하 방향으로 이동시키는 상하 기구; 상기 상하 기구에 의해 상기 기판 검출 센서를 상하 방향으로 이동시킴으로써, 상기 기판 검출 센서에 의해 상기 전후 방향으로 상이한 2개소 이상의 위치에서 각 기판의 높이 검출을 행하게 하는 제어부; 상기 검출한 각 기판의 높이에 의거하여, 상기 전후 방향의 수평에 대한 각 기판의 기울기를 취득하는 기판 상태 취득부.
본 발명에 관련된 기판 처리 장치에 의하면, 캐리어로부터 기판의 반송을 개시하기 전에 캐리어 내에서의 기판의 기울기를 취득할 수 있다.
또한, 상술의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판 상태 취득부는, 상기 전후 방향의 수평에 대한 각 기판의 기울기에 의거하여, 상기 캐리어의 안측으로의 수평 방향의 기판 위치 편차량을 취득하는 것이 바람직하다.
또한, 상술의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 캐리어는, 용기 본체와, 상기 용기 본체의 개구부를 막고, 상기 용기 본체에 탈착 가능한 덮개부와, 상기 용기 본체 내의 양쪽의 측면에 설치되고, 기판을 올려놓는 사이드 유지부와, 상기 용기 본체 내의 안쪽면에 설치되고, 홈이 형성된 리어 유지부와, 상기 덮개부의 상기 용기 본체 내를 향하는 면에 설치되고, 홈이 형성된 프런트 유지부를 구비하고, 상기 용기 본체의 개구부에 상기 덮개부를 부착했을 때에, 상기 리어 유지부 및 상기 프런트 유지부는, 상기 사이드 유지부로부터 기판을 떼어놓으면서, 기판을 끼워 지지하는 것이 바람직하다. 용기 본체의 개구부를 덮는 덮개부를 떼어냈을 때에, 기판이 리어 유지부의 홈으로부터 올바르게 미끄러져 내려오지 않고, 앞쪽으로 기울어진 상태로 멈추는 일이 있다. 이러한 경우에도, 캐리어 내에서의 기판의 전후 방향의 기울기를 사전에 취득할 수 있다.
또한, 상술의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 사이드 유지부에 올려진 기판을 들어올리고, 상기 캐리어의 외부로 반출하는 핸드를 구비하고, 상기 핸드가 상기 기판을 들어올렸을 때에 상기 기판의 안쪽의 주연이 상기 리어 유지부의 홈에 접촉하지 않도록, 상기 캐리어의 안쪽으로의 수평 방향의 기판 위치 편차량의 역치가 설정되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상술의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 수평 방향의 기판 위치 편차량이 상기 역치를 초과하는 기판에 대해서는 상기 핸드에 의한 캐리어로부터의 반출을 금지하는 것이 바람직하다. 핸드에 의해서 들어올려지는 기판의 캐리어 안쪽의 주연이 리어 유지부의 홈과 접촉하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 상술의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판의 기울기가 미리 설정된 역치보다도 큰지 여부를 판정하는 기울기 불량 판정부와, 상기 기울기 불량 판정부에서 크다고 판정된 경우에, 그 크다고 판정된 기울기 불량 정보를 상기 캐리어마다 및 기판 수납 위치마다 중 어느 하나에서 축적하는 기억부와, 상기 기억부에 축적된 상기 기울기 불량 정보가 미리 설정된 횟수에 도달했는지 여부를 판정하는 횟수 판정부와, 상기 횟수 판정부에 도달했다고 판정된 경우에, 그 도달한 것을 통지하는 통지부를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 캐리어의 경년 열화를 판단하여, 캐리어 교환의 타이밍을 조작자에게 알릴 수 있다. 또한, 전 공정에 있어서의 기판 처리 장치의 기판 반송 기구의 티칭 미스를 수정하거나, 교정 기능을 갖게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 관련된, 기판을 처리하는 기판 처리 방법은, 이하의 요소를 포함한다：복수의 기판을 수납하기 위한 캐리어를 재치부에 올려놓는 공정; 상기 캐리어에 기판을 넣고빼는 전후 방향과 교차하는 수평 방향을 향해 각 기판의 유무를 검출하는 것이 가능한 기판 검출 센서를, 상기 캐리어의 내부에 진입시키는 공정; 상기 캐리어의 내부에 상기 기판 검출 센서를 진입시킨 상태에서, 상기 기판 검출 센서를 상하 방향으로 이동시킴과 더불어, 상기 기판 검출 센서를 상기 전후 방향으로 이동시킴으로써, 상기 기판 검출 센서에 의해 상기 전후 방향으로 상이한 2개소 이상의 위치에서 각 기판의 높이를 검출시키는 공정; 상기 검출된 각 기판의 높이에 의거하여, 상기 전후 방향의 수평에 대한 각 기판의 기울기를 취득하는 공정.
또한, 본 발명에 관련된, 기판을 처리하는 기판 처리 방법은, 이하의 요소를 포함한다：복수의 기판을 수납하기 위한 캐리어를 재치부에 올려놓는 공정; 상기 캐리어에 기판을 넣고빼는 전후 방향으로 상이한 2개소 이상의 위치에서 각 기판의 유무를 검출하는 것이 가능한 기판 검출 센서를, 상기 캐리어의 내부에 진입시키는 공정; 상기 캐리어의 내부에 상기 기판 검출 센서를 진입시킨 상태에서, 상기 기판 검출 센서를 상하 방향으로 이동시킴으로써, 상기 기판 검출 센서에 의해 상기 전후 방향으로 상이한 2개소 이상의 위치에서 각 기판의 높이를 검출시키는 공정; 상기 검출된 각 기판의 높이에 의거하여, 상기 전후 방향의 수평에 대한 각 기판의 기울기를 취득하는 공정.
본 발명에 관련된 기판 처리 방법에 의하면, 캐리어로부터의 기판의 반송을 개시하기 전에 캐리어 내에서의 기판의 기울기를 취득할 수 있다.
본 발명에 관련된 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 의하면, 기판 상태 취득부는, 캐리어에 기판을 넣고빼는 전후 방향으로 상이한 2개소 이상의 위치의 기판 높이에 의거하여, 전후 방향의 수평에 대한 각 기판의 기울기를 취득한다. 캐리어 내에서의 각 기판의 기울기를 사전에 취득하므로, 기판 반송 기구의 핸드와 기판이 접촉함으로써 발생하는 기판 파손을 방지할 수 있다.
발명을 설명하기 위해서 현재의 적합하다고 생각되는 몇가지 형태가 도시되어 있는데, 발명이 도시된 대로의 구성 및 방책에 한정되는 것은 아닌 것이 이해되어야 한다.
도 1a는 실시예 1에 관련된 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 측면도이며, 도 1b는 덮개 탈착부의 측면도이며, 도 1c는 맵핑부의 측면도이다.
도 2a~도 2c는 캐리어의 일예를 나타내는 도면이며, 도 2b는 도 2a 중의 부호 A에서 본 캐리어의 일부를 나타내는 정면도이다.
도 3은 2쌍의 맵핑 센서를 나타내는 평면도이다.
도 4는 기판 처리 장치의 제어계를 나타내는 블록도이다.
도 5는 실시예 1에 관련된 기판 처리 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 용기 본체 내의 기판의 자세 이상(異常)에 의한 문제의 일예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a, 도 7b는 용기 본체 내의 기판의 자세 이상에 의한 문제의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 안쪽으로의 기판의 위치 편차량의 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 변형예에 관련된 기판 처리 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 변형예에 관련된 기판 반송 기구의 핸드를 나타내는 도면이다.
도 11은 변형예에 관련된 덮개 탈착부를 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 1을 설명한다. 도 1a는 실시예 1에 관련된 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 측면도이며, 도 1b는 덮개 탈착부의 측면도이다. 도 1c는 맵핑부의 측면도이다. 도 2a~도 2c는 캐리어의 일예를 나타내는 도면이다. 도 3은 2쌍의 맵핑 센서를 나타내는 평면도이다.
도 1a를 참조한다. 기판 처리 장치(1)는, 인덱서부(2)와, 기판(W)에 미리 설정된 처리를 행하는 처리부(3)를 구비하고 있다. 처리부(3)는, 각종 기판 처리를 행할 수 있게 되어 있고, 예를 들면, 레지스트 등의 도포 처리, 현상 처리, 세정 처리 및 열 처리 등을 행하기 위한 1이상의 처리 유닛을 구비하고 있다.
인덱서부(2)는, 복수의 기판(W)을 수납하는 캐리어(C)를 올려놓는 재치대(4)와, 재치대(4)와 처리부(3)의 사이에 설치된 기판 반송 기구(반송 로봇)(5)를 구비하고 있다. 기판 반송 기구(5)는, 캐리어(C)로부터 기판(W)을 취출하여 처리부(3)에 반송하고, 또한, 처리부(3)로부터 반출된 기판(W)을 캐리어(C)에 수납한다.
기판 반송 기구(5)는, 기판(W)을 유지하는 핸드(7)와, 캐리어(C) 내에 대하여 핸드(7)를 전후 방향(U)을 따라서 이동시키는 핸드 진퇴 이동부(9)와, 핸드(7)를 상하 방향(연직 방향인 Z방향)을 따라서 승강시키는 핸드 승강부(11)를 구비하고 있다. 또한, 기판 반송 기구(5)는, 복수 개(예를 들면 4개) 배치된 재치대(4)를 따라서 핸드(7)를 횡이동(Y방향 이동)시키는 횡이동부(13)와, 핸드 진퇴 이동부(9)와 핸드 승강부(11)의 사이에 개재하여 설치되어, 핸드(7)를 연직축 ZR 둘레로 회전시키는 연직 둘레 회전부(15)와, 핸드(7) 등의 높이를 검출하는 높이 센서(17)를 구비하고 있다.
또한, 도 1a 등에 있어서, 핸드(7)는 전후 방향(U)으로 이동하여 캐리어(C) 내에 진퇴한다. 핸드(7)가 캐리어(C)로부터 기판(W)을 반출하는 방향을 전방향이라고 하고, 핸드(7)가 캐리어(C)에 기판을 반입하는 방향을 후방향이라고 한다. 또한, 전후 방향(U)과 Y방향에 직교하는 X방향은 거의 일치한다.
또한, 기판 반송 기구(5)는 핸드(7)를 복수 개 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 핸드 진퇴 이동부(9)는, 복수 개의 핸드(7)를 서로 간섭하지 않도록 각각 이동시킨다. 또한, 핸드 진퇴 이동부(9), 횡이동부(13) 및 연직 둘레 회전부(15)는, 다관절 아암 기구로 구성되어 있어도 된다. 도 1a에서는, 도시의 편의상, 핸드(7)의 선단이 캐리어(C)까지 도달하지 않지만, 실제는, 핸드(7)의 선단이 캐리어(C)의 가장 안쪽 근방까지 닿아, 기판(W)을 취출하거나 수납할 수 있다. 핸드 진퇴 이동부(9), 핸드 승강부(11), 횡이동부(13) 및 연직 둘레 회전부(15)는, 모터 및 감속기 등으로 구동된다. 또한, 높이 센서(17)는, 리니어 인코더나 로터리 인코더 등으로 구성된다.
〔캐리어의 구성〕
여기서, 본 실시예의 캐리어(C)에 대하여 설명한다. 캐리어(C)는, MAC(Multi Application Carrier)로 불리는 것이 이용된다. 도 2a~도 2c를 참조한다. 도 2a 및 도 2c는 캐리어(C)의 측면도이며, 도 2b는 도 2a 중의 부호 A에서 본 캐리어(C)의 일부를 나타내는 정면도이다.
캐리어(C)는, 용기 본체(101)와, 용기 본체(101)의 개구부(101a)를 막고, 용기 본체(101)에 탈착 가능한 덮개부(102)를 구비하고 있다. 또한, 캐리어(C)는, 용기 본체(101) 내의 양쪽의 측면(S1, S2)(도 2b 참조)에 설치되고, 기판(W)을 올려놓는 사이드 유지부(103)와, 용기 본체(101) 내의 안쪽면(R)에 설치되고, V자형상의 홈(105a)이 형성된 리어 유지부(105)와, 덮개부(102)의 상기 용기 본체 내를 향하는 면(F)에 설치되고, V자형상의 홈(107a)이 형성된 프런트 유지부(107)를 구비하고 있다.
또한, 홈(105a, 107a)의 형상은, V자형상에 한정되지 않고, U자형상 등, 홈이 깊어질수록 가늘어지는 형상이어도 된다.
이러한 캐리어(C)는, 용기 본체(101)에의 덮개부(102)의 탈착에 의해서 용기 본체(101) 내에서의 기판(W)의 유지 상태가 변화한다. 도 2a에 도시하는 바와 같이, 덮개부(102)를 용기 본체(101)에 부착하기 전의 상태에서는, 각 기판(W)의 양 측면은, 대향하는 한 쌍의 사이드 유지부(103) 상에 올려져 지지되어 있다. 덮개부(102)를 개구부(101a)에 삽입하여 후방향으로 이동시키면, 각 기판(W)이 리어 유지부(105)와 프런트 유지부(107)에 끼워져 지지된다. 그리고, 각 기판(W)의 주연이 리어 유지부(105)의 홈(105a) 및 프런트 유지부(107)의 홈(107a)의 경사면을 따라서 상방향으로 슬라이드 이동하고, 각 기판(W)이 사이드 유지부(103)로부터 들어올려진다. 덮개부(102)가 완전하게 개구부(101a)에 삽입되면, 도 2c에 도시하는 바와 같이, 각 기판(W)의 하면이 사이드 유지부(103)의 상면으로부터 완전하게 이격된다. 이때의 기판(W)의 위치를 기판(W)의 고정 위치라고 한다.
덮개부(102)가 개구부(101a)로부터 떼어지면, 각 기판(W)의 주연이 리어 유지부(105)의 홈(105a) 및 프런트 유지부(107)의 홈(107a)의 경사면을 따라서 하방향으로 슬라이드하고, 도 2a에 도시하는 바와 같이 사이드 유지부(103) 상에 수평 자세로 올려진다. 이때의 기판(W)의 위치를 취출 대기 위치라고 한다.
〔재치대의 구성〕
다음에, 도 1a로 돌아가 재치대(4)에 대하여 설명한다. 재치대(4)는, 통상, 1개의 기판 처리 장치(1)에 대하여 복수 개(예를 들면 4개) 설치되어 있다. 재치대(4)는 기판 처리 장치(1)의 격벽(21)의 외측에 배치되어 있다. 재치대(4)는, 캐리어(C)를 올려놓기 위한 스테이지(19)를 구비하고 있다. 스테이지(19)는, 도시하지 않는 캐리어 이동 기구에 의해 X방향을 따라서 격벽(21)에 대하여 진퇴 가능하게 구성되어 있다. 캐리어 이동 기구가 스테이지(19)를 X방향으로 진퇴시킴으로써, 그 위에 올려진 캐리어(C)를 격벽(21)을 향해서 근접시키거나 멀리할 수 있다. 또한, 재치대(4) 또는 스테이지(19)가 본 발명의 재치부에 상당한다.
격벽(21)의 캐리어(C)에 대향하는 위치에는, 캐리어(C)의 개구부(101a)의 안칫수와 거의 같은 크기의 통과구(21a)가 형성되어 있다. 처리부(3)측에서 통과구(21a)와 대향하는 위치에는, 기판 반송 기구(5)가 배치되어 있다. 기판 반송 기구(5)는, 통과구(21a)를 통하여, 캐리어(C)에 대하여 기판(W)의 취출 및 수납을 행한다. 통과구(21a)는, 기판 처리 장치(1)의 내부를 외부로부터 차단하기 위해, 통상은 덮개 탈착부(23)의 셔터부(25)(후술)에 의해서 폐지되어 있다. 캐리어(C)가 스테이지(19)에 올려지고, 캐리어 이동 기구가 캐리어(C)를 격벽(21)과 맞닿는 위치까지 전진시키면, 덮개 탈착부(23)의 셔터부(25)를 통과구(21a)로부터 제거할 수 있는 상태로 된다.
덮개 탈착부(23)는, 도 1b와 같이, 용기 본체(101)에 대하여 덮개부(102)의 탈착을 행하고, 용기 본체(101)로부터 떼어낸 덮개부(102)를 유지하는 셔터부(25)와, 셔터부(25)를 전후 방향(U)으로 이동시키는 덮개 진퇴 이동부(27)와, 셔터부(25)를 상하 이동시키는 덮개 승강부(29)와, 셔터부(25) 등의 높이를 검출하는 높이 센서(31)를 구비하고 있다. 덮개 진퇴 이동부(27) 및 덮개 승강부(29)는 모터 및 감속기 등으로 구동된다. 높이 센서(31)는, 예를 들면 리니어 인코더나 로터리 인코더 등으로 구성된다.
덮개 탈착부(23)는, 통과구(21a)를 여는 것과 더불어, 캐리어(C)의 용기 본체(101)로부터 덮개부(102)를 떼어내 덮개부(102)를 유지한다. 한편, 덮개 탈착부(23)는, 통과구(21a)를 닫음과 더불어, 유지한 덮개부(102)를 용기 본체(101)의 개구부(101a)에 부착하여 캐리어(C)를 밀폐시킨다. 또한, 기판 처리 장치(1)는, 통과구(21a)의 처리부(3)측에 설치되고, 덮개 탈착부(23)와 별도로 동작하는 맵핑부(33)를 구비하고 있다.
본 발명의 기판 처리 장치(1)의 맵핑부(33)는, 도 1c 및 도 3에 나타내는 2쌍의 맵핑 센서(35, 37) 등을 구비하고 있다. 이에 따라, 캐리어(C) 내의 복수의 기판(W)에 대하여, 전후 방향(U)의 서로 상이한 2개소에서 각 기판(W)의 높이를 검출하고, 검출한 각 기판(W)의 높이에 의거하여 각 기판(W)의 기울기를 취득한다. 이 기판(W)의 기울기를 사전에 취득함으로써, 기판 반송 기구(5)의 핸드와 기판(W)이 접촉함으로써 발생하는 기판의 파손 등을 방지할 수 있다. 맵핑부(33) 등을 구체적으로 설명한다.
도 1c를 참조한다. 맵핑부(33)는, 2쌍의 맵핑 센서(35, 37)와, 2쌍의 맵핑 센서(35, 37)를 지지하는 센서 지지 부재(39)와, 센서 지지 부재(39)를 전후 방향(U)으로 이동시킴으로써 센서 지지 부재(39)에 지지된 맵핑 센서(35, 37)를 캐리어(C)의 개구부(101a)를 통하여 캐리어(C) 내로 진퇴시키는 센서 진퇴 이동부(41)와, 2쌍의 맵핑 센서(35, 37)를 상하 방향으로 이동시키는 센서 승강부(43)와, 2쌍의 센서 맵핑 센서(35, 37)의 높이를 검출하는 높이 센서(45)를 구비하고 있다.
또한, 센서 진퇴 이동부(41)는, 맵핑 센서(35, 37)를 진퇴시키는데, 예를 들면, 센서 진퇴 이동부(41)는, 도 1c와 같이, 2쌍의 맵핑 센서(35, 37)를 전후 방향(U)에 따라서 직선 이동시켜도 된다. 또한, 센서 진퇴 이동부(41)는, 미리 설정된 위치를 회전 중심으로 하여 2쌍의 맵핑 센서(35, 37)를 선회시켜도 된다. 또한, 센서 진퇴 이동부(41)는, 직선 이동과 선회를 조합해도 된다. 이 경우, 센서 진퇴 이동부(41)는, 캐리어(C)의 개구부(101a)를 통하여 캐리어(C) 내에 맵핑 센서(35, 37)를 진입 및 퇴출 중 어느 하나를 시키고, 또한, 2쌍의 맵핑 센서(35, 37)를 전후 방향(U)으로 이동시킨다.
센서 진퇴 이동부(41) 및 센서 승강부(43)는, 모터 및 감속기 등으로 구동된다. 높이 센서(45)는, 예를 들면 리니어 인코더나 로터리 인코더 등으로 구성된다. 또한, 센서 진퇴 이동부(41)가 본 발명의 진퇴 기구에 상당하고, 센서 승강부(43)가 본 발명의 상하 기구에 상당한다.
도 3은 센서 지지 부재(39)의 선단 부근을 나타내는 평면도이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 센서 지지 부재(39)의 선단 부분은 Y방향으로 분기하고, 제1 선단부(39a) 및 제2 선단부(39b)를 형성하고 있다. 제1 선단부(39a)와 제2 선단부(39b)는 그 사이에 기판(W)의 둘레 가장자리를 끼워넣을 수 있는 정도로, Y방향으로 이격되어 있다.
2쌍의 맵핑 센서(35 및 37)는, 투과형 센서로 구성되어 있고, 투광기(35a, 37a) 및 수광기(35b, 37b)를 구비하고, 투광기(35a, 37a)로부터 출사되어 수광기(35b, 37b)에 수광된 검출광(L1, L2)이 기판(W)에 차단되었는지 여부에 의거하여 각 기판의 유무를 검출한다. 투광기(35a, 37a)는 제1 선단부(39a)에 부착되고, 수광기(35b, 37b)는 제2 선단부(39b)에 부착되어 있다. 맵핑 센서(35)는 맵핑 센서(37)보다도 캐리어(C)의 안쪽에 배치되어 있다. 투광기(35a)로부터 수광기(35b)를 향해서 출사된 제1 검출광(L1)은, 투광기(35b)로부터 수광기(35b)를 향해서 출사된 제2 검출광(L2)보다도 캐리어(C)의 안쪽에 형성된다. 또한, 이하의 설명에서는, 제1 검출광(L1)의 전후 위치를 제1 전후 위치(u1)라고, 제2 검출광(L2)의 전후 위치를 제2 전후 위치(u2)라고 한다. 본 실시 형태에서는, 검출광(L1 및 L2)이 기판(W)으로 차단되었을 때의 맵핑 센서(35 및 37)의 높이 위치에 의거하여, 제1 전후 위치(u1)에서의 기판(W)의 높이(h1) 및 제2 전후 위치(u2)에서의 기판(W)의 높이(h2)를 각 기판(W)마다 검출하고 있다.
또한, 투광기와 수광기의 배치 위치를 도 3의 반대로 하고, 투광기(35a 및 37a)를 제2 선단부(39b)에 부착하고, 수광기(35b 및 37b)를 제1 선단부(39a)에 부착하도록 해도 된다.
도 3은 센서 진퇴 이동부(41)에 의해 2쌍의 맵핑 센서(35, 37)를 캐리어(C) 내에 진입시킨 상태, 즉 맵핑 센서(35, 37)에 의한 수평 방향(XY 방향)에 있어서의 검출 위치를 나타내고 있다. 검출 위치에서의 맵핑 센서(35 및 37)의 전후 방향 위치는, 맵핑 센서(35 및 37)의 양쪽이 캐리어(C) 내의 취출 대기 상태에 있는 각 기판(W)의 주연을 검출할 수 있는 위치에 설정되어 있다.
맵핑부(33)의 맵핑 센서(35, 37)는, 전후 방향(U)과 교차되는 수평 방향을 향해 각 기판(W)의 유무를 검출한다. 맵핑 센서(35, 37)는, 전후 방향(U)의 서로 상이한 위치에서 각 기판(W)의 유무를 검출하기 위해서 2쌍으로 구성되어 있다. 또한, 맵핑 센서(35, 37)가 본 발명의 기판 검출 센서에 상당한다.
도 4는, 기판 처리 장치(1)의 제어계를 나타내는 블록도이다. 기판 처리 장치(1)는, 이 장치(1)의 각 구성을 통할적으로 제어하는 제어부(47)와, 기판 처리 장치(1)를 조작하기 위한 조작부(49)와, 맵핑 센서(35, 37) 및 높이 센서(45)에 의해 검출한 정보 등을 기억하는 기억부(51)를 구비하고 있다. 제어부(47)는, CPU 등으로 구성된다. 조작부(49)는, 예를 들면, 액정 모니터 등의 표시부와, 키보드나 마우스, 그 외 스위치 등의 입력부를 구비하고 있다. 기억부(51)는, ROM(Read-only Memory), RAM(Random·Access Memory) 또는 하드 디스크 등, 떼어냄 가능한 것을 포함한 기억 매체로 구성된다.
또한, 기판 처리 장치(1)는, 맵핑 센서(35, 37) 및 높이 센서(45)로 검출한 2개소의 기판 높이에 의거하여, 전후 방향(U)의 수평에 대한 기판(W)의 기울기를 취득하는 기판 상태 취득부(53)와, 각 기판(W)의 전후 방향(U)의 기울기(절대치) 등이 미리 설정된 역치보다도 큰지 여부에 의거하여 기판(W)의 기울기 불량을 판정하는 기울기 불량 판정부(57)와, 기울기 불량의 발생이나 기울기 불량이 발생한 기판(W)의 수납 위치 등을 소리나 광 등으로 조작자에게 통지하는 통지부(55)를 구비하고 있다.
기억부(51)는, 기울기 불량이 발생한 기판(W)의 기판 수납 위치를 기억한다. 횟수 판정부(59)는, 본 실시예에서는 생략해도 되고, 횟수 판정부(59)에 대해서는 후술한다. 또한, 기판 상태 취득부(53), 기울기 불량 판정부(57) 및 횟수 판정부(59)는 하드웨어나 소프트웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구성된다.
제어부(47)는, 도 5와 같이, 센서 진퇴 이동부(41)에 의해 2쌍의 맵핑 센서(35, 37)를 캐리어(C) 내에 진입시킨 상태에서, 센서 승강부(43)에 의해 2쌍의 맵핑 센서(35, 37)를 상하 방향으로 이동시킨다. 이때, 제어부(47)는, 2쌍의 맵핑 센서(35, 37)에 의해 기판(W)의 유무를 검출하고, 높이 센서(45)에 의해 2쌍의 맵핑 센서(35, 37)의 높이를 검출함으로써, 전후 방향(U)의 서로 상이한 2개소에서 각 기판의 기판 높이를 검출시킨다.
여기서, 도 6을 이용하여, 용기 본체(101) 내에 있어서의 기판(W)의 자세 이상의 일예에 대하여 설명한다.
도 6은 용기 본체(101) 내에서 상하로 인접하는 사이드 유지부(103)에 올려진 2매의 기판(W1 및 W2)의 유지 상태를 나타내고 있다. 기판(W1)은 취출 대기 위치에 있다. 기판(W2)은 고정 위치로부터 취출 대기 위치(2점 쇄선)를 향해서 하강하는 도중에 리어 유지부(105)의 홈(105a)의 도중에 정지하고 있다. 즉, 기판(W1)은, 자세의 정상 상태를 나타내고, 기판(W2)은, 자세의 이상 상태를 설명하기 위한 것이다.
고정 위치의 기판(W2)은, 후방향의 주연이 리어 유지 홈(105a)의 상향 경사면과 하향 경사면보다 상하로부터 맞닿아 고정되어 있다. 즉, 기판(W2)의 후방향의 최외주연이 리어 유지 홈(105a)의 골짜기부(105v)에 위치하고 있다.
한편, 취출 대기 위치의 기판(W2)은, 후방향의 주연이 정상 지지점(105q)(리어 유지 홈(105a)의 꼭대기부(105p)의 상측에 근접하는 위치)에서 리어 유지 홈(105a)에 지지되어 있다.
기판(W2)이 고정 위치로부터 취출 대기 위치를 향해서 정상적으로 하강하는 경우, 기판(W2)의 후방향의 최외주연은 골짜기부(105v)의 높이 위치 H(105v)로부터, 정상 지지점(105q)의 높이 위치 H(105q)까지 하강한다. 높이 위치 H(105v)와 높이 위치 H(105q)의 차분을 정상 높이 차분(maxH)이라고 한다.
기판(W2) 상에 위치하는 기판(W1)은, 용기 본체(101)의 개구부(101a)로부터 용기 본체(101)의 안쪽을 향하여 수평 방향(U)으로 이동하여 기판(W1와 W2)의 사이로 진입하는 핸드(7)에 의해서 들어올려져 용기 본체(101)의 밖으로 반출된다. 즉, 핸드(7)의 선단부가 용기 본체(101)의 가장 안쪽부 근방에 도달하기까지 수평 방향(U)으로 이동하고, 다음에 핸드(7)의 선단부가 상승하여 기판(W1)을 사이드 유지부(103)로부터 들어올린다. 그리고, 핸드(7)는, 수평 방향(U)으로 후퇴하여 기판(W1)을 용기 본체(101)의 외부로 반출한다.
이상과 같이, 핸드(7)가 기판(W1)과 기판(W2)의 사이에 삽입될 때는, 반출 대상의 기판(W1)과 그 직하의 기판(W2) 사이에 충분한 스페이스가 존재하고 있을 필요가 있다. 기판끼리의 상하 방향 간격(클리어런스)이 작으면 핸드(7)가 용기 본체(101)의 안쪽을 향하여 이동 중에 하측의 기판(W2)의 상면에 접촉하여 파손시킬 우려가 있기 때문이다. 반출 대상의 기판(W1)과 그 직하의 기판(W2) 사이에 충분한 크기의 클리어런스가 존재하는지 여부는, 기판(W2)의 지지점(105r)의 높이 위치 H(105r)에 의거하여 판단할 수 있다. 지지점 높이 H(105r)는, 지지점 높이 H(105r)와 정상 지지점 높이 H(105q)의 높이 방향의 차분, 즉 높이 차분 H에 의해서 나타난다. 높이 차분 H가 커짐에 따라서, 핸드(7)가 기판(W2)에 접촉할 우려는 높아진다. 그러나, 핸드(7)를 기판(W2)의 표면에 접촉시키지 않을 정도의 크기의 높이 차분 H이면 허용할 수 있다. 여기서, 본 실시 형태에서는, 핸드(7)가 기판(W2)의 표면에 접촉할 우려가 없는 최대 높이 차분 H를 높이 차분 H의 역치(허용치)로 하고 있다. 또한, 높이 차분 H에 의해서 규정되는 수평면보다도 상방에 핸드(7)가 진입하도록 핸드(7)의 진입 궤적을 보정함으로써, 핸드(7)와 기판(W2)의 접촉을 사전에 방지할 수도 있다.
또한, 높이 차분 H가 큰 경우, 기판(W2)의 취출 시에, 기판(W2)의 안쪽의 주연이 리어 유지 홈(105a)의 상향 경사면과 접촉할 우려가 있다. 따라서, 높이 차분 H의 역치(허용치)는 기판(W2)의 안쪽의 주연이 리어 유지 홈(105a)의 상향 경사면과 접촉하지 않는 정도의 크기로 설정할 수도 있다. 또한, 핸드(7)가 기판(W2)을 들어올릴 때의 들어올림양을, 높이 차분 H의 크기에 의거하여 조정함으로써, 핸드(7)가 기판(W2)을 들어올렸을 때에 기판(W2)의 안쪽의 주연이 리어 유지 홈(105a)의 상향 경사면과 접촉하는 것을 사전에 방지하는 것도 가능해진다.
다음에, 도 7a 및 도 7b를 이용하여, 기판(W)의 자세 이상이 발생한 경우에 생길 수 있는 다른 문제점에 대하여 설명한다. 본 실시 형태와 같이, 핸드(7)가 기판(W)을 들어올려 용기 본체(101)로부터 반출하는 경우, 반출 대상의 기판(W2)의 안쪽 주연의 상방에는 충분한 스페이스가 확보될 필요가 있다. 도 7a에 도시하는 바와 같이, 기판(W2)이 취출 대기 위치에 있는 상태를 생각한다. 상기한 것처럼, 취출 대기 위치의 기판(W2)의 후방향의 최외주연은 정상 지지점(105q)에 지지되어 있다. 이 정상 지지점(105q)은 리어 유지 홈(105a)의 꼭대기부(105p)의 상방 근방이므로, 정상 지지점(105q)의 직상에는 충분한 스페이스가 존재한다. 이 때문에, 핸드(7)는 취출 대기 위치의 기판(W2)을 리어 유지 홈(105a)에 접촉시키지 않고 안전하게 2점 쇄선으로 나타내는 높이까지 들어올릴 수 있다.
한편, 도 7b와 같이, 기판(W2)이 고정 위치로부터 앞쪽으로 기울어진 자세로 정지해 있는 경우, 기판(W2)의 후방향의 최외주연은 정상 지지점(105q)으로부터 후방향으로 어긋난 위치에서 정지한다. 이 위치 어긋남의 수평 방향에 있어서의 편차량을 깊이 편차량 x로 한다. 깊이 편차량 x가 클수록, 기판(W2)의 후방향의 주연은 리어 유지 홈(105a)의 안쪽에 위치하게 되므로, 핸드(7)가 기판(W2)을 들어 올렸을 때, 기판(W2)이 리어 유지 홈(105a)과 접촉하여 손상될 우려가 높아진다. 그러나, 핸드(7)가 기판(W2)을 들어올렸을 때에, 기판(W2)의 주연이 리어 유지 홈(105a)에 접촉하지 않는 정도의 크기의 깊이 편차량 x이면 허용할 수 있다. 여기서, 본 실시 형태에서는, 핸드(7)가 기판(W2)을 들어올렸을 때에, 기판(W2)의 주연이 리어 유지 홈(105a)의 경사면에 접촉할 우려가 없는 최대 깊이 편차량 x를 깊이 편차량 x의 역치(허용치)로 하고 있다.
또한, 깊이 편차량 x의 크기에 의거하여 핸드(7)의 이동 궤적을 보정함으로써, 핸드(7)가 기판(W)을 들어올렸을 때에, 기판(W2)의 주연이 리어 유지 홈(105a)의 경사면과 접촉하지 않도록 할 수도 있다.
또한, 기판(W2)의 깊이 편차량 x가 클수록, 기판(W2)의 직상의 기판(W1)을 취출하는 핸드(7)가 기판(W2)에 접촉할 우려가 높아지므로, 기판(W2)의 깊이 편차량 x의 역치(허용치)는, 기판(W1)을 취출하는 핸드(7)가 기판(W2)에 접촉할 우려가 없는 최대량으로 설정해도 된다.
또한, 깊이 편차량 x의 크기에 의거하여 핸드(7)의 이동 궤적을 보정함으로써, 기판(W1)을 취출하기 위해서 기판(W1와 W2)의 사이에 진입하는 핸드(7)가 기판(W2)과 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
다음에, 도 6 및 도 8 및 이하의 식(1)~식(4)를 참조하여 높이 차분 H 및 깊이 편차량 x의 계산 방법의 일예에 대하여 설명한다.
거리 D는, 기판 지지점(105r)으로부터, 기판(W)의 전방향 최외주연까지의 수평 방향 거리이다. 거리 D는 기판(W)의 직경을 근사치로서 사용할 수 있다(예를 들면 450mm). 거리(SP)는, 제1 전후 위치(u1)와 제2 전후 위치(u2)의 수평 방향 거리, 즉 센싱 피치이다(예를 들면 30mm). 부호 h는, 맵핑 센서(35 및 37)에 의한 기판(W)의 검출 높이의 차분이다(예를 들면, 3.5mm). 이에 따라, 이하의 식(1)~식(4)과 같이 계산할 수 있다. 즉, 식(1)의 관계를 식(2)에 바꿔쓰고, 또한, 식(3)의 관계를 바꿔써 식(2)를 대입하면, 식(4)의 관계가 얻어진다.
450 : H＝30 : h …(1)
H＝450×h/30 …(2)
H：x＝3.5：3 …(3)
x＝3×H/3.5
＝3×450×h/30/3.5 …(4)
이와 같이, 검출 높이 차분 h에 의거하여, 검출 대상의 기판(W)의 높이 차분 H와 깊이 편차량 x를 간단한 계산으로 취득할 수 있다.
기판 상태 취득부(53)는, 맵핑 센서(35, 37) 및 높이 센서(45)에 의해 검출한 전후 방향(U)의 서로 상이한 2개소의 기판 높이에 의거하여, 전후 방향(U)의 수평에 대한 각 기판(W)의 기울기를 취득하는 것이다. 기울기 불량 판정부(57)는 기판 상태 취득부(53)가 취득한 기판(W)의 기울기를 예를 들면 식(1) 내지 (4)에 적용함으로써, 기판(W)의 높이 차분 H나 깊이 편차량 x를 취득한다. 그리고, 높이 차분 H나 깊이 편차량 x를 각각의 역치에 비교함으로써 해당 기판(W)이 기울기 불량인지 여부를 판정한다.
높이 차분 H나 깊이 편차량 x는 맵핑 동작 시에 캐리어(C)에 격납된 모든 기판(W)에 대하여 계산된다. 그러나, 맵핑 동작 시에 계산하는 것이 아니라, 검출 높이 차분 h와, 높이 차분 H 및 깊이 편차량 x 중 적어도 하나를 대응시킨 테이블을 미리 준비해 두고, 맵핑 동작에 의해서 검출된 검출 높이 차분 h를 해당 테이블에 적용하여 그 테이블로부터 높이 차분 H나 깊이 편차량 x를 출력시키도록 해도 된다.
〔기판 처리 장치의 동작〕
다음에, 기판 처리 장치(1)의 동작에 대하여 설명한다. 도 1a를 참조한다. 캐리어(C)는, 도시하지 않는 로봇 등에 의해 기판 처리 장치(1)에 반송되어, 스테이지(19)에 올려진다. 이때 스테이지(19)는 격벽(21)으로부터 떨어져 있다. 캐리어(C)가 스테이지(19)에 올려지면, 스테이지(19)는 캐리어(C)를 격벽(21)측으로 이동한다. 이에 따라, 캐리어(C)의 덮개부(102)측의 외면이 격벽(21)에 밀접한다.
캐리어(C)의 덮개부(102)측의 외면이 기판 처리 장치(1)의 격벽(21)에 밀접하면, 통과구(21a)를 막고 있던 덮개 탈착부(23)의 셔터부(25)가 캐리어(C)의 덮개부(102)를 유지한다. 셔터부(25)는, 덮개부(102)의 도시하지 않는 다이얼을 회전시킴으로써, 용기 본체(101)에 대한 덮개부(102)의 록을 해제한다. 다음에, 셔터부(25)는 덮개부(102)를 유지한 상태에서 처리부(3)측으로 이동함으로써, 덮개 탈착부(23)는, 용기 본체(101)로부터 덮개부(102)를 떼어낸다. 셔터부(25)는, 처리부(3)측에서 하방으로 이동하여, 통과구(21a)보다도 하방에 해당하는 「해방 위치」까지 덮개부(102)를 이동시킨다. 맵핑부(33)의 센서 진퇴 이동부(41)는, 덮개부(102)를 떼어낸 후, 캐리어(C)의 개구부(101a)를 통해서 캐리어(C) 내에 맵핑 센서(35, 37)를 진입시킨다.
도 4의 제어부(47)는, 다음과 같이 맵핑 동작을 제어한다. 맵핑 센서(35, 37)를 캐리어(C) 내로 진입시킨 상태에서, 센서 승강부(43)에 의해 맵핑 센서(35, 37)를 상하 방향으로 이동시킨다. 도 5의 예에서는 캐리어(C) 내에 6매의 기판(W1~W6)이 올려져 있다. 제어부(47)는, 맵핑 센서(35, 37)를 캐리어(C) 내의 가장 위의 기판(W1)보다도 위의 높이 위치로부터 가장 아래의 기판(W6)보다도 아래의 높이 위치로, 위에서 아래로 1회 이동시키고 있다. 검출 방향은 아래에서 위여도 된다. 이 이동 중에, 맵핑 센서(35, 37)가 기판(W)의 유무를 검출한다. 맵핑 센서(35, 37)가 기판(W)을 검출한 시점에서의 높이 센서(45)의 신호를 참조함으로써, 전후 방향(U)의 서로 상이한 2개소에서 기판 높이가 검출된다. 또한, 이 때, 캐리어(C) 내에 격납된 기판(W)의 매수와 격납 위치도 검출된다.
기판 상태 취득부(53)는, 전후 방향(U)의 서로 상이한 2개소의 기판(W)의 높이에 의거하여, 전후 방향(U)의 수평에 대한 기판(W)의 기울기를 취득한다. 기울기 불량 판정부(57)는, 그 기판(W)의 기울기로부터 기판(W)의 반출 여부를 판정한다.
도 5의 예에 있어서는 기판(W4)만이 취출 가능 위치에 위치하지 않고 앞쪽으로 기울어진 자세로 되어 있다. 여기서, 기판(W4)의 높이 차분 H가 역치를 초과해 있는 것으로 한다. 이 경우, 기울기 불량 판정부(57)는 그 크기에 따라서 기판(W3 및 W4)의 한쪽 또는 양쪽을 반출할 수 없다(반출 금지)고 판정한다. 혹은 기판(W4)의 깊이 편차량 x가 역치를 초과한 것으로 한다. 이 경우, 기울기 불량 판정부(57)는 그 크기에 따라서 기판(W3) 및 기판(W4)의 한쪽 또는 양쪽을 반출할 수 없다고 판정한다.
이와 같이, 기울기 불량 판정부(57)는 2개 이상의 역치를 참조하여, 경사진 기판(W)이나 그 위에 격납된 기판(W)의 반출 여부를 개별적으로 판정할 수 있다.
기억부(51)는, 이와 같이 하여 판정된 기판(W)의 기울기 불량이나 반출 여부를 기억한다. 제어부(47)는, 기억부(51)에 기억된 정보를 참조하여, 캐리어(C)에 수납된 복수의 기판(W)의 반출 스케줄을 작성한다. 제어부(47)는, 기판(W)의 기울기 불량이 판정된 타이밍에서 통지부(55)를 통하여 캐리어(C) 내에 반출 불가능한 기판(W)이 존재하는 것이나 그 매수, 수납 위치 등을 조작자에게 통지해도 된다.
기판(W)의 기울기를 취득 후, 센서 진퇴 이동부(41)는, 맵핑 센서(35, 37)를 캐리어(C)내로부터 퇴출시키고, 센서 승강부(43)는, 맵핑 센서(35, 37)를 더욱 하방으로 이동시킨다. 이에 따라, 덮개 탈착부(23)와 마찬가지로, 맵핑 센서(35, 37) 등의 맵핑부(33)를 기판(W)의 취출·수납의 방해가 되지 않는 위치로 퇴피시킨다. 맵핑부(33)의 퇴피 후, 기울기 불량 판정부(57)의 판정 결과에 의거하여, 기판 반송 기구(5)는, 기판(W)의 취출을 차례로 행한다.
즉, 제어부(47)는 기억부(51)에 기억되어 있는 정보를 참조하여 핸드(7)를 캐리어(C) 내의 반출 가능한 기판(W)에 대향시킨다. 예를 들면, 기울기 불량 판정부(57)에서 기울기가 크다고 판정된 기판(W)이 존재하는 경우, 기판 반송 기구(5)는, 기판(W)의 취출을 일단 중지하고, 통지부(55)는, 조작자에게 통지한다. 캐리어(C) 내에서의 기판(W)의 전후 방향(U)의 기울기를 사전에 취득하므로, 기판 반송 기구(5)의 핸드(7)와 기판(W)의 접촉 또는 리어 유지 홈(105a)과 기판(W)의 접촉에 의해 발생하는 기판 파손을 방지할 수 있다.
그리고, 처리부(3)로 반송된 기판(W)이 처리부(3)에 의해 소정의 처리가 행해져, 캐리어(C)에 기판(W)이 모두 되돌려지면, 덮개 탈착부(23)는, 캐리어(C)의 용기 본체(101)의 개구부(101a)에 덮개부(102)를 부착하고, 용기 본체(101)에 대하여 덮개부(102)를 록시키고, 또한, 통과구(21a)를 밀폐시킨다. 스테이지(19)는, 이동하여 격벽(21)으로부터 떼어져, 캐리어(C)의 유지를 해제한다. 캐리어(C)는, 다음의 장치로 반송된다.
본 실시예에 의하면, 센서 진퇴 이동부(41)에 의해 캐리어(C) 내에 맵핑 센서(35, 37)를 진입시킨 상태에서, 센서 승강부(43)에 의해 맵핑 센서(35, 37)를 상하 방향으로 이동시킨다. 이 이동과 함께, 맵핑 센서(35, 37)에 의해 캐리어(C)에 기판(W)을 넣고빼는 전후 방향(U)과 교차하는 수평 방향을 향하여 기판(W)의 유무를 검출하고, 높이 센서(45)에 의해 맵핑 센서(35, 37)의 높이를 검출한다. 이에 따라, 전후 방향(U)의 서로 상이한 2개소에서 기판 높이를 검출시킨다. 기판 상태 취득부(53)는, 전후 방향(U)의 서로 상이한 2개소에서 기판 높이에 의거하여, 전후 방향(U)의 수평에 대한 각 기판(W)의 기울기를 취득한다. 캐리어(C) 내에서의 각 기판(W)의 기울기를 사전에 취득하므로, 기판 반송 기구(5)의 핸드(7)와 기판(W)의 접촉 또는 리어 유지 홈(105a)과 기판(W)의 접촉에 의한 기판의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 맵핑 센서(35, 37)를 2쌍 설치함으로써, 맵핑 센서(35, 37)의 개수가 많아지는데, 센서 승강부(43)에 의한 이동 횟수, 즉 주사 횟수를 적게할 수 있다.
또한, 도 2a의 용기 본체(101)의 개구부(101a)를 막는 덮개부(102)를 떼어냈을 때에, 기판(W)이 리어 유지부(105)의 홈(105a)으로부터 올바르게 미끄러져 내려가지 않고, 앞쪽으로 기울어진 상태에서 멈추어 버리는 경우가 있다. 이러한 경우에도, 캐리어(C) 내에서의 기판(W)의 전후 방향(U)의 기울기를 사전에 취득하므로, 기판 반송 기구(5)의 핸드(7)와 기판(W)의 접촉을 방지할 수 있다. 또한, 리여 유지 홈(105a)과 기판(W)의 접촉에 의한 기판(W)의 파손을 방지할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 기판(W)의 경사 상태에 의거하여 기판(W)의 깊이 편차량 x를 취득하는 방식이므로, 맵핑 센서(35, 37)를 상하 방향으로 스캔하는 것만으로, 적층된 복수의 기판(W)의 깊이 편차량 x를 일괄하여 단시간에 취득할 수 있다.
또한, 기판(W)의 경사 상태는 전후 방향(U)에 있어서의 임의의 2점에서 기판(W)의 유무를 검출하면 취득할 수 있으므로, 맵핑 센서(35, 37)의 설치 위치의 자유도가 크다고 하는 이점도 있다.
다음에, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 2를 설명한다. 또한, 실시예 1과 중복하는 설명은 생략한다. 실시예 2의 기판 처리 장치(1)는, 기울기 불량 판정부(57)에 의한 기울기 불량이나 기판의 반출 여부에 관련된 정보를 캐리어(C)마다, 카운트하여, 미리 설정된 횟수에 달성했을 때에, 캐리어 교환을 통지하도록 되어 있다.
도 4에 있어서, 기판 처리 장치(1)는, 기억부(51)에 축적된 기울기 불량이나 기판의 반출 여부에 관련된 정보가 미리 설정된 횟수에 도달했는지 여부를 판정하는 횟수 판정부(59)를 구비하고 있다. 또한, 기억부(51)는, 기울기 불량 판정부(57)에서 크다고 판정된 경우에, 그 크다고 판정된 기울기 불량 정보를 캐리어(C)마다 축적한다.
실시예 2의 기판 처리 장치(1)의 동작을 설명한다. 도 5와 같이, 제어부(47)는, 맵핑 센서(35, 37)를 상하 방향으로 이동시키고, 전후 방향(U)의 서로 상이한 2개소의 기판 높이를 검출시킨다. 이 2개소의 기판 높이에 의거하여, 기판 상태 취득부(53)는, 기판(W)의 전후 방향(U)의 기울기를 취득한다.
기울기 불량 판정부(57)는, 기판(W)의 기울기가 미리 설정된 역치보다도 큰지 여부를 판정한다. 기울기 불량 판정부(57)에서 크다고 판정된 경우에, 기억부(51)는, 그 크다고 판정된 기울기 불량 정보를 캐리어(C)마다 축적한다. 횟수 판정부(59)는, 기억부(51)에 축적된 기울기 불량 정보가 미리 설정된 횟수에 도달했는지 여부를 판정하고, 통지부(55)는, 횟수 판정부(59)에 도달했다고 판정된 경우에, 그 도달한 것을 통지한다.
횟수 판정부(59)에 의한 판정은, 복수의 기판 수납 위치 중 어느 하나(예를 들면 위로부터 5단째)에 축적된 기울기 불량 정보가, 미리 설정된 횟수(예를 들면 5회)에 도달했는지 여부를 판정해도 된다. 또한, 횟수 판정부(59)에 의한 판정은, 모든 기판 수납 위치에 축적된 기울기 불량 정보의 합계 T가, 미리 설정된 횟수(예를 들면 10회)에 도달했는지 여부를 판정해도 된다. 모든 기판 수납 위치에 축적된 기울기 불량 정보의 합계 T란, 예를 들면, 기판 수납 위치가 25단 있는 경우, 다음의 식(5)로 표시된다.
합계 T＝1단째의 횟수＋2단째의 횟수＋…＋25단째의 횟수 …(5)
본 실시예에 의하면, 캐리어(C)의 경년 열화를 판단하여, 캐리어 교환의 타이밍을 조작자에게 알릴 수 있다.
본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 하기와 같이 변형 실시하는 것이 가능하다.
(1) 상술한 각 실시예에서는, 전후 방향(U)의 서로 상이한 2개소에서 기판 높이를 검출하므로, 맵핑 센서(35, 37)는 2쌍으로 구성되어 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 9와 같이, 맵핑 센서는 1쌍으로 구성되어 있고, 전후 방향(U)의 서로 상이한 2개소의 각각에서 상하 방향으로 이동시켜, 그 2개소의 기판 높이를 검출해도 된다.
제어부(47)는, 센서 진퇴 이동부(41)에 의해 맵핑 센서(35)를 캐리어(C) 내에 진입시킨 상태에서, 센서 진퇴 이동부(41)에 의해 전후 방향(U)의 서로 상이한 2개소에 맵핑 센서(35)를 이동시키고, 그 각각의 위치(개소) P1, P2에서 센서 승강부(43)에 의해, 맵핑 센서(35)를 상하로 이동시킨다. 이 동작 시, 제어부(47)는, 맵핑 센서(35)에 의해 기판(W)의 유무를 검출하고, 높이 센서(45)에 의해 맵핑 센서(35)의 높이를 검출함으로써, 전후 방향(U)의 서로 상이한 2개소에서 기판(W)의 높이를 검출시킨다.
즉, 도 9에 있어서, 맵핑 센서(35)를 전후 방향(U)의 위치 P1에 있어서, 맵핑 센서(35)를 예를 들면 아래에서 위로 이동시켜, 각각의 기판(W)의 높이를 검출한다. 그리고, 맵핑 센서(35)를 전후 방향(U)의 위치 P2로 이동시키고, 이 위치 P2로부터, 맵핑 센서(35)를 예를 들면 위에서 아래로 이동시켜, 각각의 기판(W)의 높이를 검출한다. 이에 따라, 전후 방향(U)의 서로 상이한 2개소에서 기판(W)의 높이를 캐리어 내의 모든 기판(W)에서 검출한다. 또한, 기판(W)의 매수 및 위치도 검출한다.
이 변형예에 의하면, 전후 방향(U)의 서로 상이한 2개소에서 맵핑 센서(35)를 이동시켜, 그 각각의 위치에서 센서 승강부(43)에 의해 맵핑 센서(35)를 이동시키므로, 검출하는 높이의 2개소간의 거리, 및 검출하는 횟수를 임의로 설정할 수 있다. 예를 들면, 1쌍의 맵핑 센서(35)만 구비하는 장치에도 적용할 수 있다.
(2) 상술한 각 실시예에서는, 2쌍의 맵핑 센서(35, 37)로 구성되어 있는데, 3쌍 이상의 맵핑 센서를 구비하고 있어도 된다. 또한, 상술한 변형예(1)에서는, 1쌍의 맵핑 센서(35)로 구성되어 있지만, 2쌍 이상의 맵핑 센서로 구성되고, 전후 방향(U)의 서로 상이한 2개소 이상의 각각의 위치에서, 2쌍 이상의 맵핑 센서를 상하 이동시켜 기판 높이를 검출하도록 해도 된다. 또한, 전후 방향(U)의 서로 상이한 2개소 이상에서 기판 높이를 검출하는 경우, 기판 상태 취득부(53)는, 예를 들면, 이들 중 임의의 2점을 선택하여, 기판(W)의 기울기를 취득해도 된다.
(3) 상술한 각 실시예 및 각 변형예에서는, 1쌍 이상의 맵핑 센서는, 덮개 탈착부(23)와 별도로 구동하는 맵핑부(33)에 설치되어 있는데, 맵핑부(33)를 설치하지 않고 다른 구성으로 설치되어 있어도 된다. 예를 들면, 도 10과 같이, 기판 반송 기구(5)의 핸드(7)의 선단에 예를 들면 2쌍의 맵핑 센서(35, 37)가 설치되어 있어도 된다. 이 경우, 핸드 진퇴 이동부(9)가 본 발명의 진퇴 기구에 상당하고, 핸드 승강부(11)가 본 발명의 상하 기구에 상당한다.
또한, 예를 들면, 도 11과 같이, 덮개 탈착부(23)는, 맵핑 센서(35, 37)를 전후 방향(U)으로 이동시키는 센서 진퇴 이동부(61)를 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 센서 진퇴 이동부(61)가 본 발명의 진퇴 기구에 상당하고, 덮개 승강부(29)가 본 발명의 상하 기구에 상당한다. 또한, 센서 진퇴 이동부(61)는, 미리 설정된 위치를 회전 중심으로 하여 2쌍의 맵핑 센서(35, 37)를 선회시켜도 된다. 센서 진퇴 이동부(41)는, 직선 이동과 선회를 조합해도 된다.
(4) 상술한 각 실시예 및 각 변형예에서, 캐리어(C)는, 도 2a~도 2c와 같이 MAC가 이용되고 있는데, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 캐리어(C)는, FOUP (Front Open Unified Pod)여도 된다. 이 경우, 도 2a~도 2c의 사이드 유지부(103)에 상당하는 FOUP의 지지부(도시하지 않는다)가 경년 변화하여 재치 위치가 바뀜으로써 발생하는 기판(W)의 앞쪽으로 기울어진 상태 및 뒤쪽으로 기울어진 상태를 검출한다. 뒤쪽으로 기울어진 상태는, 기판(W)이 개구부(101a)측보다도 안쪽이 낮아지는 상태를 말한다. 또한, 도 2a의 리어 유지부(105)의 홈(105a)과 같은 것을 가지고, 그 홈에 기판(W)이 올라앉음으로써, 앞쪽으로 기울어진 상태가 발생하는 캐리어(C)이면 적용된다.
(5) 상술한 실시예 2에서, 기억부(51)는, 캐리어(C)마다 기울기 불량 정보를 축적하고 있는데, 캐리어(C)의 기판 수납 위치마다 기울기 불량 정보를 축적해도 된다. 그리고, 횟수 판정부(59)는, 기억부(51)에 축적된 복수의 기판 수납 위치 중 어느 하나의 기울기 불량 정보가 미리 설정된 횟수에 도달했는지 여부를 판정하고, 도달했다고 판정된 경우에, 통지부(55)는, 그 도달한 것을 통지한다. 이에 따라, 특정 기판 수납 위치에서 발생하는 기울기 불량이, 예를 들면, 전 공정에 있어서의 기판 처리 장치의 기판 반송 기구의 티칭 미스에 기인하여 생긴 경우에, 통지를 받고, 티칭 미스를 수정하거나 교정 기능을 갖게 할 수 있다.
(6) 상술한 각 실시예 및 각 변형예에 있어서, 기판 상태 취득부(53), 통지부(55), 기울기 불량 판정부(57) 및 횟수 판정부(59)는, 재치대(4)에 설치되어 있어도 된다. 또한, 기판 처리 장치(1)와 재치대(4)의 양쪽에서, 제어부(47), 조작부(49) 및 기억부(51)가 설치되어도 된다.
(7) 상술한 각 실시예 및 각 변형예에서는, 맵핑 센서(35, 37)는 광에 의한 검출 방식을 채용하고 있는데, 음파식 등의 다른 검출 방식을 채용해도 된다. 또한, 투과형의 검출 방식이 아니라, 반사형의 검출 방식의 것으로 해도 된다.
본 발명은 그 사상 또는 핵심 특성에서 벗어나지 않고 다른 특정한 형태로 구현할수 있으며, 따라서 본 발명의 범위를 나타내는 것으로서 전술한 상세한 설명보다는 첨부한 청구범위를 참조해야 한다.

Claims (9)

  1. 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    복수의 기판을 수납하기 위한 캐리어를 올려놓는 재치(載置)부;
    상기 캐리어에 기판을 넣고빼는 전후 방향과 교차하는 수평 방향을 향해 각 기판의 유무를 검출하는 기판 검출 센서;
    상기 기판 검출 센서의 높이를 검출하는 높이 센서;
    상기 기판 검출 센서를 상하 방향으로 이동시키는 상하 기구;
    상기 기판 검출 센서를 상기 전후 방향으로 이동시키는 진퇴 기구;
    상기 상하 기구에 의해 상기 기판 검출 센서를 상하 방향으로 이동시킴과 더불어, 상기 진퇴 기구에 의해 상기 기판 검출 센서를 상기 전후 방향으로 이동시킴으로써, 상기 기판 검출 센서에 의해 상기 전후 방향으로 상이한 2개소 이상의 위치에서 각 기판의 높이 검출을 행하게 하는 제어부;
    상기 2개소 이상에서 각각 검출된 기판의 높이의 차분에 의거하여, 상기 전후 방향의 수평에 대한 각 기판의 기울기를 취득하는 기판 상태 취득부를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    복수의 기판을 수납하기 위한 캐리어를 올려놓는 재치부;
    상기 캐리어에 기판을 넣고빼는 전후 방향으로 상이한 2개소 이상의 위치에서 각 기판의 유무를 검출하는 기판 검출 센서;
    상기 기판 검출 센서의 높이를 검출하는 높이 센서;
    상기 기판 검출 센서를 상하 방향으로 이동시키는 상하 기구;
    상기 상하 기구에 의해 상기 기판 검출 센서를 상하 방향으로 이동시킴으로써, 상기 기판 검출 센서에 의해 상기 전후 방향으로 상이한 2개소 이상의 위치에서 각 기판의 높이 검출을 행하게 하는 제어부;
    상기 2개소 이상에서 각각 검출된 기판의 높이의 차분에 의거하여, 상기 전후 방향의 수평에 대한 각 기판의 기울기를 취득하는 기판 상태 취득부를 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 기판 상태 취득부는, 상기 전후 방향의 수평에 대한 각 기판의 기울기에 의거하여, 상기 캐리어의 안쪽으로의 수평 방향의 기판 위치 편차량을 취득하는 기판 처리 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 캐리어는, 용기 본체와,
    상기 용기 본체의 개구부를 덮고, 상기 용기 본체에 탈착 가능한 덮개부와,
    상기 용기 본체 내의 양쪽의 측면에 설치되고, 기판을 올려놓는 사이드 유지부와,
    상기 용기 본체 내의 안쪽에 설치되고, 홈이 형성된 리어 유지부와,
    상기 덮개부의 상기 용기 본체 내로 향하는 면에 설치되고, 홈이 형성된 프런트 유지부를 구비하고,
    상기 용기 본체의 개구부에 상기 덮개부를 부착했을 때에, 상기 리어 유지부 및 상기 프런트 유지부는, 상기 사이드 유지부로부터 기판을 떼어놓으면서, 기판을 끼워 지지하는 기판 처리 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는, 상기 사이드 유지부에 올려진 기판을 들어올리고, 상기 캐리어의 외부로 반출하는 핸드를 구비하고,
    상기 핸드가 상기 기판을 들어올렸을 때에 상기 기판의 안쪽의 주연이 상기 리어 유지부의 홈에 접촉하지 않도록, 상기 캐리어의 안쪽으로의 수평 방향의 기판 위치 편차량의 역치가 설정되어 있는 기판 처리 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어부는 상기 캐리어의 안쪽으로의 수평 방향의 기판 위치 편차량이 상기 역치를 초과하는 기판에 대해서는 상기 핸드에 의한 상기 캐리어로부터의 반출을 금지하는 기판 처리 장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 기판의 기울기가 미리 설정된 역치보다도 큰 지 여부를 판정하는 기울기 불량 판정부와,
    상기 기울기 불량 판정부에서 크다고 판정된 경우에, 그 크다고 판정된 기울기 불량 정보를 상기 캐리어마다 및 기판 수납 위치마다 중 어느 하나에서 축적하는 기억부와,
    상기 기억부에 축적된 상기 기울기 불량 정보가 미리 설정된 횟수에 도달했는지 여부를 판정하는 횟수 판정부와,
    상기 횟수 판정부에서 도달했다고 판정된 경우에, 그 도달한 것을 통지하는 통지부를 구비하는 기판 처리 장치.
  8. 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    복수의 기판을 수납하기 위한 캐리어를 재치부에 올려놓는 공정;
    상기 캐리어에 기판을 넣고빼는 전후 방향과 교차하는 수평 방향을 향해 각 기판의 유무를 검출하는 것이 가능한 기판 검출 센서를, 상기 캐리어의 내부에 진입시키는 공정;
    상기 캐리어의 내부에 상기 기판 검출 센서를 진입시킨 상태에서, 상기 기판 검출 센서를 상하 방향으로 이동시킴과 더불어, 상기 기판 검출 센서를 상기 전후 방향으로 이동시킴으로써, 상기 기판 검출 센서에 의해 상기 전후 방향으로 상이한 2개소 이상의 위치에서 각 기판의 높이를 검출시키는 공정;
    상기 2개소 이상에서 각각 검출된 기판의 높이의 차분에 의거하여, 상기 전후 방향의 수평에 대한 각 기판의 기울기를 취득하는 공정을 포함하는 기판 처리 방법.
  9. 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    복수의 기판을 수납하기 위한 캐리어를 재치부에 올려놓는 공정;
    상기 캐리어에 기판을 넣고빼는 전후 방향으로 상이한 2개소 이상의 위치에서 각 기판의 유무를 검출하는 것이 가능한 기판 검출 센서를, 상기 캐리어의 내부에 진입시키는 공정;
    상기 캐리어의 내부에 상기 기판 검출 센서를 진입시킨 상태에서, 상기 기판 검출 센서를 상하 방향으로 이동시킴으로써, 상기 기판 검출 센서에 의해 상기 전후 방향으로 상이한 2개소 이상의 위치에서 각 기판의 높이를 검출시키는 공정;
    상기 2개소 이상에서 각각 검출된 기판의 높이의 차분에 의거하여, 상기 전후 방향의 수평에 대한 각 기판의 기울기를 취득하는 공정을 포함하는 기판 처리 방법.
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