KR102326624B1

KR102326624B1 - 반송 아암, 반송 장치 및 반송 방법

Info

Publication number: KR102326624B1
Application number: KR1020190005812A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 이나오; 사토시 고바리; 아키히코 나카무라
Original assignee: 도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2021-11-15
Also published as: US9653337B2; US20140169929A1; KR20140077827A; KR20190009403A; JP6186124B2; JP2014118250A

Abstract

[과제] 휨을 갖는 기판이나 가열된 상태의 기판, 특히, 가열된 상태이고 또한 휨을 갖는 기판을 유지하여, 어떤 공정에서부터 다음의 공정으로 안정적으로 반송함과 함께, 유지한 당해 기판을 안정적으로 탈리하는 것이 가능한 반송 아암, 반송 장치 및 반송 방법을 제공한다.
[해결 수단] 반송 아암 (1) 은, 기판을 진공 흡착하여 유지하는 유지부 (2) 를 구비한다. 유지부 (2) 는, 배기구 (3) 와, 당해 배기구 (3) 를 둘러싸도록 하여 형성된 흡착 부재 (4) 를 갖는다. 흡착 부재 (4) 는 스퀴즈 패킹이다.

Description

반송 아암, 반송 장치 및 반송 방법{TRANSPORT ARM, TRANSPORT APPARATUS AND TRANSPORT METHOD}

본 발명은, 기판을 유지하여 반송하는 반송 아암, 반송 장치 및 반송 방법에 관한 것이다.

기판을 유지하여 반송하는 반송 아암으로서, 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 아암 본체에 있어서의 기판이 지지되는 측에, 유지한 기판과의 접촉을 피하기 위한 오목부가 형성된 반송 아암이 기재되어 있다. 구체적으로는, 특허문헌 1 에 기재된 반송 아암의 아암 본체는, 그 선단부에, 기판의 중앙 부분을 진공 흡착하여 유지하는 흡착부를 구비하고 있다. 또, 특허문헌 2 에는, 핸드 본체의 하면측에 형성된 흡착공에 의해 기판을 흡착 유지하는 반송 기구가 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 3 에는, 적어도 3 개의 유지부가 평행하게 배치되고, 각 유지부에 적어도 2 개의 흡착부가 길이 방향을 따라 위치 조정 가능하게 형성된 기판 반송 장치가 기재되어 있다. 그리고, 통상적으로 반송 아암에 있어서의 흡착부는, 알루미늄, 스테인리스, 세라믹스 등의 강성을 갖는 재질, 또는, 고무 등의 재질로 형성되어 있다.

일본 공개특허공보 2007-324169호 (2007년 12월 13일 공개) 일본 공개특허공보 2005-123642호 (2005년 5월 12일 공개) 일본 공개특허공보 2002-299416호 (2002년 10월 11일 공개)

특허문헌 1 에 기재된 반송 아암은, 유지한 기판과의 접촉을 피하기 위한 오목부가 형성되어 있기는 하지만, 구체적으로는, 예를 들어 기판 검사 장치에 반송되는 상온의 기판을 유지하는 것을 상정한 구성으로 되어 있다. 요컨대, 특허문헌 1 에 기재된 반송 아암에 있어서의 흡착부는, 상온에서 휨이 작은 기판을 유지하는 것을 상정한 구성으로 되어 있다. 또, 특허문헌 2 에 기재된 반송 기구나 특허문헌 3 에 기재된 기판 반송 장치에 있어서도, 상온의 기판을 유지하여 반송하는 것을 상정한 구성으로 되어 있다. 그러므로, 특허문헌 1 ∼ 3 에 기재된 반송 아암 등에 있어서는, 예를 들어 열처리 후의 기판, 즉, 가열된 상태의 기판을 유지하여 반송하는 것은 상정되고 있지 않고, 따라서, 가열된 상태이고 또한 휨을 갖는 기판을 유지하여 반송하는 것이나, 유지한 당해 기판을 반송 아암 등으로부터 안정적으로 (반송 아암 등에 부착되지 않고) 탈리하는 것에 관해서는, 기술적인 고려가 전혀 이루어지지 않았다. 또, 통상적으로 반송 아암에 있어서의 흡착부에 고무 (패드) 가 사용되고 있는 경우에는, 점착력이나 마찰 계수가 크기 때문에 탈리성이 불량하여, 가열된 상태의 기판을 흡착하면 부착되어 버린다.

그런데, 예를 들어, 연삭하는 웨이퍼에 서포트 플레이트를 첩합 (貼合) 시킴으로써 당해 웨이퍼의 강도를 유지하고, 크랙의 발생 및 웨이퍼의 휨을 방지하는 웨이퍼 핸들링 시스템에 있어서는, 웨이퍼와 서포트 플레이트를 첩합시켜 이루어지는 적층체를 고온 (100 ℃ ∼ 300 ℃) 에서 가열 처리하는 열처리 공정이 존재한다. 이 때문에, 열처리 후의 기판, 즉, 가열된 상태의 기판을 유지하여 반송하는 반송 아암, 특히, 가열된 상태이고 또한 가열에 의한 휨을 갖는 기판을 유지하여 반송하는 반송 아암이 요구되고 있다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 목적은, 휨을 갖는 기판이나 가열된 상태의 기판, 특히, 가열된 상태이고 또한 휨을 갖는 기판을 유지하여, 어떤 공정에서부터 다음의 공정으로 안정적으로 반송함과 함께, 유지한 당해 기판을 안정적으로 탈리하는 것이 가능한 반송 아암, 반송 장치 및 반송 방법을 제공하는 것에 있다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관련된 반송 아암은, 기판을 유지하여 반송하는 반송 아암으로서, 상기 기판을 진공 흡착하여 유지하는 유지부를 구비하고, 상기 유지부는, 배기구와, 당해 배기구를 둘러싸도록 하여 형성된 흡착 부재를 갖고, 상기 흡착 부재는, 스퀴즈 패킹 (squeeze packing) 인 것을 특징으로 하고 있다.

또, 본 발명에 관련된 반송 장치는, 상기 반송 아암과, 당해 반송 아암을 구동하는 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 본 발명에 관련된 반송 방법은, 상기 반송 아암을 사용하여 기판을 유지하여, 반송하는 반송 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 관련된 반송 아암에 의하면, 흡착 부재가 스퀴즈 패킹이기 때문에, 기판을 진공 흡착했을 때에 당해 기판과 스퀴즈 패킹이 밀착되는 한편, 진공 흡착을 해제했을 때에 스퀴즈 패킹으로부터 기판이 탈리되기 쉬워진다. 그러므로, 본 발명에 관련된 반송 아암, 반송 장치 및 반송 방법에 의하면, 휨을 갖는 기판이나 가열된 상태의 기판, 특히, 가열된 상태이고 또한 휨을 갖는 기판이어도, 어떤 공정에서부터 다음의 공정으로 안정적으로 유지하여 반송할 수 있음과 함께, 유지한 당해 기판을 안정적으로 탈리할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 반송 아암의 개략의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2 는 상기 반송 아암에 있어서의 스퀴즈 패킹의 배치의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 3 은 스퀴즈 패킹이 O 링인 경우의 기판의 진공 흡착을 설명하는 측면도이다.
도 4 는 스퀴즈 패킹이 각 (角) 링인 경우의 기판의 진공 흡착을 설명하는 측면도이다.

본 발명에 관련된 반송 아암은, 기판을 유지하여 반송하는 반송 아암으로서, 상기 기판을 진공 흡착하여 유지하는 유지부를 구비하고, 상기 유지부는 배기구와, 당해 배기구를 둘러싸도록 하여 형성된 흡착 부재를 갖고, 상기 흡착 부재는, 스퀴즈 패킹인 구성이다.

또, 본 발명에 관련된 반송 장치는, 상기 반송 아암과, 당해 반송 아암을 구동하는 구동부를 구비하는 구성이다. 또한, 본 발명에 관련된 반송 방법은, 상기 반송 아암을 사용하여 기판을 유지하여 반송하는 반송 공정을 구비하는 구성이다.

[기판]

먼저, 본 발명에 관련된 반송 아암에 의해 유지되어 반송되는 기판에 대해, 이하에 설명한다.

본 발명에 있어서 유지되어 반송되는 대상이 되는 기판은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 웨이퍼 핸들링 시스템에 있어서 취급되는 기판이 바람직하다. 즉, 서포트 플레이트에 지지된 (첩부 (貼付) 된) 상태에서, 박화, 반송, 실장 등의 프로세스에 제공되는 기판이 바람직하다. 당해 기판은, 웨이퍼 기판 (실리콘 웨이퍼) 에 한정되지 않고, 예를 들어, 서포트 플레이트에 의한 지지가 필요한 세라믹스 기판, 얇은 필름 기판, 플렉시블 기판 등의 임의의 기판이어도 된다.

상기 기판은, 웨이퍼 핸들링 시스템에 있어서는, 기판과, 예를 들어 열가소성 수지를 함유하는 접착층과, 상기 기판을 지지하는 서포트 플레이트 (지지체) 가 이 순서로 적층되어 형성된 적층체로서 취급된다. 당해 적층체는, 기판 및 서포트 플레이트 중 어느 일방에 접착제가 도포됨으로써, 기판과, 접착층과, 서포트 플레이트가 이 순서로 적층됨으로써 형성되어 있다.

상기 서포트 플레이트는, 기판을 지지하는 지지체이며, 접착층을 개재하여 기판에 첩부된다. 그 때문에, 서포트 플레이트는, 기판의 박화, 반송, 실장 등의 프로세스시에, 기판의 파손 또는 변형을 방지하기 위하여 필요한 강도를 갖고 있으면 되고, 보다 경량인 것이 바람직하다. 이상의 관점에서, 서포트 플레이트는, 유리, 실리콘, 아크릴계 수지, 폴리이미드 등으로 구성되어 있는 것이 보다 바람직하다.

상기 접착층을 구성하는 접착제는, 예를 들어, 가열함으로써 열 유동성이 향상되는 열가소성 수지를 접착 재료로서 함유하고 있으면 된다. 열가소성 수지로는, 예를 들어, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 말레이미드계 수지, 탄화수소계 수지, 엘라스토머 등을 들 수 있다. 접착층의 형성 방법, 즉, 기판 또는 서포트 플레이트에 접착제를 도포하는 도포 방법, 또는, 기재에 접착제를 도포하여 접착 테이프를 형성하는 형성 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니다. 또, 접착층의 두께는, 첩부의 대상이 되는 기판 및 서포트 플레이트의 종류, 기판 표면의 단차, 첩부 후의 기판에 실시되는 처리 등에 따라 적절히 설정하면 된다.

또, 기판과 서포트 플레이트 사이에는, 첩부를 방해하지 않는 한, 접착층 이외의 다른 층이 추가로 형성되어 있어도 된다. 예를 들어, 서포트 플레이트와 접착층 사이에, 광을 조사함으로써 변질되는 분리층이 형성되어 있어도 된다. 분리층이 형성되어 있음으로써, 기판의 박화, 반송, 실장 등의 프로세스 후에 광을 조사함으로써, 기판과 서포트 플레이트를 용이하게 분리할 수 있다.

또한, 적층체를 형성하는 형성 방법 및 형성 장치, 요컨대, 접착층의 형성 방법이나 접착층 형성 장치, 그리고, 기판 및 서포트 플레이트의 중첩 방법이나 중첩 장치는, 특별히 한정되는 것이 아니며, 여러 가지의 방법이나 장치를 채용할 수 있다. 예를 들어, 접착층의 형성 방법으로서, 접착제가 도포되어 이루어지는 접착 테이프를 기판 및 서포트 플레이트 중 어느 일방에 첩착 (貼着) 시킴으로써, 접착층을 형성할 수도 있다. 본 발명에 있어서는, 기판은, 반송 아암에 의해 유지되어 반송되는 시점에서, 적층체로 되어 있으면 된다.

통상적으로 기판은, 서포트 플레이트에 첩부되기 전에, 어느 정도 이미 휘어져 있고 (엄밀하게 평판은 아님), 서포트 플레이트에 첩부된 상태에서 열처리 공정에 제공되면, 서포트 플레이트와의 열팽창 계수의 차이에 의해, 더욱 크게 휜다 (예를 들어, 직경 300 ㎜ 의 기판에서 최대 1000 ㎛ 정도, 직경 200 ㎜ 의 기판에서 최대 700 ㎛ 정도). 요컨대, 기판을 포함하는 적층체는, 열처리 후에 있어서는, 가열된 상태이고 또한 휨을 갖게 된다. 따라서, 본 발명에 관련된 반송 아암에 의해 유지되어 반송되는 기판은, 휨을 갖는 기판이나 가열된 상태의 기판, 특히, 가열된 상태이고 또한 휨을 갖는 기판이다. 또한, 본 발명에 관련된 반송 아암에 의해 유지되어 반송되는「기판」에는, 상기 서술한「적층체」도 포함된다.

[반송 아암]

다음으로, 본 발명에 관련된 반송 아암에 대해, 도 1 ∼ 도 4 를 참조하면서 이하에 설명한다.

본 발명에 관련된 반송 아암은, 기판의 이면 (디바이스가 형성되지 않는 면, 적층체인 경우에는 서포트 플레이트측의 면) 을 유지하도록 되어 있다. 반송 아암은, 기판을 상측으로부터 유지해도 되고, 하측으로부터 유지해도 되는데, 하측으로부터 유지하는 쪽이 바람직하다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 반송 아암 (1) 은, 기판 (도시되지 않음) 을 진공 흡착하여 유지하는 유지부 (2) 를 구비하고 있다. 상기 유지부 (2) 는, 배기구 (3) 와, 당해 배기구 (3) 를 둘러싸도록 하여 형성된 흡착 부재 (4) 를 갖고 있다. 상기 흡착 부재 (4) 는, 스퀴즈 패킹이다.

반송 아암 (1) 은, 기판을 유지하기 위하여 필요한 강도를 갖고 있으면 되고, 보다 경량인 것이 바람직하다. 이상의 관점에서, 반송 아암 (1) 은, 강성을 갖는 알루미늄, 스테인리스, 세라믹스 등으로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 세라믹스로 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다. 반송 아암 (1) 은, 개략의 외관이 두께가 얇은 사각형의 판상으로 형성되어 있고, 기판을 유지하는 선단측, 즉, 유지부 (2) 를 구비하고 있는 측이, 예를 들어 두 갈래로 형성되어 있다. 이로써, 반송 아암 (1) 은, 기판을 유지하여 반송하기 쉽게 되어 있고, 또한 경량화가 도모되어 있다. 반송 아암 (1) 의 말단측, 즉, 유지부 (2) 를 구비하지 않은 측은, 당해 반송 아암 (1) 을 구동하는 구동부 (도시되지 않음) 에 연결되게 되어 있다. 또한, 반송 아암 (1) 의 외관의 형상은, 기판을 유지하여 반송하는 것에 지장이 없는 형상이면 된다.

반송 아암 (1) 이 구비하는 유지부 (2) 의 개수는, 적어도 1 개 있으면 되는데, 기판을 안정적으로 유지할 수 있도록, 적어도 3 개 있는 것이 보다 바람직하다. 요컨대, 반송 아암 (1) 은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 유지부 (2) 를 적어도 3 개 구비하고 있는 것이 보다 바람직하다.

그리고, 반송 아암 (1) 이 유지부 (2) 를 3 개 구비하고 있는 경우에 있어서, 이들 3 개의 유지부 (2) 는, 당해 3 개의 유지부 (2) 를 지나는 원의 중심에 대해 서로 인접하는 2 개의 유지부 (2) 가 이루는 각도가 등각도 (120°) 가 되도록 반송 아암 (1) 상에 배치되어 있어도 되고, 또는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 당해 3 개의 유지부 (2) 를 지나는 원 (도 1 중, 일점쇄선으로 나타내는 원) 의 중심 (O) 에 대해 서로 인접하는 2 개의 유지부 (2) 가 이루는 각도가 서로 상이하도록 (모두 등각도가 되지 않도록), 반송 아암 (1) 상에 배치되어 있어도 된다. 구체적으로는, 예를 들어, 도 1 에 있어서는, 두 갈래로 형성된 반송 아암 (1) 의 선단부에 위치하는 2 개의 유지부 (2) 가 이루는 각도는, 두 갈래의 근원에 형성된 3 개째의 유지부 (2) 와 선단부에 위치하는 유지부 (2) 가 이루는 각도보다 넓게 되어 있다. 이로써, 반송 아암 (1) 은, 다른 장치의 동작에 영향을 주지 않고, 기판을 유지하기 쉽게 되어 있다. 또한, 반송 아암 (1) 에 있어서의 이들 3 개의 유지부 (2) 의 바람직한 배치에 대해서는 후술한다.

유지부 (2) 는, 기판을 진공 흡착하기 위해서 당해 기판과 반송 아암 (1) 사이의 기체 (공기) 를 흡인하는 배기구 (3) 와, 당해 배기구 (3) 를 둘러싸도록 하여 형성된 흡착 부재 (4) 를 갖고 있다. 상기 배기구 (3) 는, 반송 아암 (1) 의 내부에 말단측을 향하여 형성된 배기관 (5) 을 통하여 배기 장치 (도시되지 않음) 에 접속되어 있고, 배기구 (3) 로부터 흡인된 기체는, 배기 장치를 통하여 외부로 배기된다. 따라서, 유지부 (2) 는, 기판을 유지할 때에는 배기구 (3) 로부터 기체를 배기하여 기판을 진공 흡착하고, 기판의 유지를 해제할 때에는 배기구 (3) 로부터의 기체의 배기를 정지하게 되어 있다. 또한, 배기구 (3) 의 개구의 형상은, 원형인 것이 바람직하기는 하지만, 특별히 한정되지 않는다.

본 발명에 있어서의「흡착」이란, 기판을 안정적으로 유지하여 반송할 수 있을 정도의 강도로 당해 기판을 흡착하고 있는 상태를 가리킨다. 따라서, 본 발명에 있어서의「흡착」에서 필요하게 되는 흡착력은, 기판이 손상되지 않을 정도의 힘으로, 80 ㎪ 이상이 바람직하고, 95 ㎪ 정도가 최적이다. 또, 상기 흡착력에 이를 때까지의 시간은, 반송의 효율성을 고려하여, 배기 장치에 의한 흡인 개시로부터 6 초 이내가 바람직하고, 2 초 이내가 보다 바람직하고, 1 초 이내가 특히 바람직하다. 따라서, 배기구 (3) 의 개구의 면적 (배기구 (3) 를 복수 구비하는 경우에는 합계의 면적) 이나 배기 장치의 능력은, 기판에 가해지는 흡착력이나 반송의 효율성 등을 고려하여, 적절히 설정하면 된다.

상기 흡착 부재 (4) 는, 스퀴즈 패킹이며, 보다 바람직하게는, O 링 또는 다공질의 불소 수지로 이루어지는 각링이다. 상기 O 링은, 더욱 바람직하게는, 적어도 그 표면이 불소 수지로 형성 (또는 코팅) 되어 있는 O 링이고, 더욱 바람직하게는, 전체가 불소 수지 (예를 들어, 퍼플루오로엘라스토머) 로 형성되어 있는 O 링이다. 흡착 부재 (4) 인 스퀴즈 패킹은, 반송 아암 (1) 본체에 형성된 홈에 그 일부가 매립된 (끼워넣어진) 상태로 형성되어 있고, 배기구 (3) 로부터 기체가 배기됨으로써, 기판 표면에 밀착되게 되어 있다.

본 발명에 있어서「스퀴즈 패킹」이란, 고리형의 패킹으로서, 스퀴즈를 부여하여 사용하는 성형 패킹을 가리킨다. 또, 본 발명에 있어서「O 링」이란, 단면 (斷面) 이 원형인 링상의 스퀴즈 패킹을 가리킨다. 본 발명에 있어서「각링」이란, 단면이 각형인 링상의 스퀴즈 패킹을 가리킨다.

스퀴즈 패킹의 내열 온도는, 200 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 220 ℃ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 300 ℃ 이상인 것이 특히 바람직하다. 또, 스퀴즈 패킹은, 변형하도록 경도가 80 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 스퀴즈 패킹은, 기판을 반송 아암 (1) 으로부터 보다 안정적으로 (반송 아암 (1) 에 부착되지 않고) 탈리할 수 있도록, 점착력이 40 N 이하인 것이 보다 바람직하고, 10 N 이하인 것이 더욱 바람직하다. 경도 및 점착력이 상기 값이면, 흡착성을 유지하면서, 탈리성이 양호한 스퀴즈 패킹으로 할 수 있기 때문에, 보다 바람직하다. 즉, 기판을 진공 흡착했을 때에 스퀴즈 패킹이 찌부러져 당해 기판과 스퀴즈 패킹이 밀착되는 한편, 진공 흡착을 해제했을 때에 스퀴즈 패킹으로부터 기판이 탈리되기 쉬워진다. 또, 스퀴즈 패킹은, 마찰 계수가 낮은 재질 (예를 들어, 마찰 계수가 0.01 ∼ 1.0, 보다 바람직하게는 0.1 ∼ 0.5) 인 것이 보다 바람직하다.

구체적으로는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 흡착 부재 (4) 인 스퀴즈 패킹이 O 링인 경우에는, 비교적 휨이 작은 기판 (7) 을 유지할 수 있을 (도 3 의 (a)) 뿐만 아니라, 비교적 휨이 큰 기판 (7) 이어도 (도 3 의 (b)), 당해 기판 (7) 을 진공 흡착했을 때에 O 링이 찌부러짐으로써, 기판 (7) 과 O 링이 밀착되어, 비교적 휨이 큰 기판 (7) 을 유지할 수 있다 (도 3 의 (c)). 동일하게, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 흡착 부재 (4) 인 스퀴즈 패킹이 각링인 경우에도, 비교적 휨이 작은 기판 (7) 을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 비교적 휨이 큰 기판 (7) 이어도 (도 4 의 (a)), 당해 기판 (7) 을 진공 흡착했을 때에 각링이 찌부러짐으로써, 기판 (7) 과 각링이 밀착되어, 비교적 휨이 큰 기판 (7) 을 유지할 수 있다 (도 4 의 (b)).

본 발명에 있어서의「경도」는, JIS K 6253 에 준거한 타입 A 의 듀로미터 (일반 고무용) 를 사용하여 측정되는 값을 가리킨다. 또, 본 발명에 있어서의「점착력」은, 1 쌍의 알루미늄판 사이에 흡착 부재를 25 ％ 압축한 상태에서 끼워넣고, 200 ℃ 에서 22 시간 가열한 후, 인장 속도 100 ㎜/분으로 인장하는 시험 방법에 의해 측정되는 박리 강도 (N) 를 가리킨다.

스퀴즈 패킹이 O 링인 경우에는, 당해 O 링으로서 예를 들어, 칼레즈 (상품명) 시리즈 (듀퐁사 제조) 와 같은 불소 고무나, 시판되는 고무 O 링에 불소 수지 코팅을 실시한 것을 사용할 수 있다. 또, 스퀴즈 패킹이 각링인 경우에는, 당해 각링으로서, 적어도 그 표면이 다공질의 재료, 보다 바람직하게는 다공질의 불소 수지로 형성되어 있는 각링이 바람직하고, 구체적으로는, 예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌을 연신 가공하여 이루어지는 다공질의 필름, 또는, 폴리우레탄 폴리머를 당해 필름으로 피복하여 이루어지는 복합 재료를 사용할 수 있고, 예를 들어, 고어텍스 (상품명 ; WL 고어 ＆ 어소시에이츠 주식회사 제조) 등을 들 수 있다. 또한, 각링에 있어서의 상기 다공질의 정도는, 기판을 안정적으로 유지하여 반송할 수 있으면 되고, 특별히 규정되는 것은 아니지만, 소정의 경도를 얻을 수 있는 다공질의 정도인 것이 바람직하다.

흡착 부재 (4) 인 스퀴즈 패킹의 직경은, 기판을 안정적으로 유지하여 반송할 수 있는 범위에 있어서 적절히 설정하면 되는데, 내경 2 ㎜ ∼ 15 ㎜ 정도가 바람직하고, 내경 7 ㎜ ∼ 14 ㎜ 정도가 보다 바람직하다. 또, 기판의 휨량이 비교적 많은 경우에는, 스퀴즈 패킹의 직경은, 보다 작은 것이 바람직하다. 스퀴즈 패킹의 반송 아암 (1) 본체로부터의 높이는, 기판이 반송 아암 (1) 에 접촉하지 않는 높이이면 된다.

다음으로, 반송 아암 (1) 이 유지부 (2) 를 3 개 구비하고 있는 경우에 있어서, 반송 아암 (1) 에 있어서의 이들 3 개의 유지부 (2) 의 배치의 일례를 도 2 에 나타낸다. 이들 3 개의 유지부 (2) 는, 기판의 휨량 등에 따른 적절한 배치로 하면 되는데, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 직경 200 ㎜ 의 기판 (도 2 중, 내측의 원) 에 대해서는, 피치원 직경 (P.C.D. : Pitch Circle Diameter) 이 예를 들어 92 ㎜, 127 ㎜ (도시되지 않음) 또는 144 ㎜ 가 되도록 배치하는 것이 바람직하고, 예를 들어 직경 300 ㎜ 의 기판 (도 2 중, 외측의 원) 에 대해서는, 피치원 직경이 상기 직경에 더하여 예를 들어 200 ㎜ 또는 230 ㎜ 가 되도록 배치하는 것이 바람직하다. 또, 상기 각 배치에 있어서는, 두 갈래로 형성된 반송 아암의 선단부에 위치하는 2 개의 유지부 (2a) 가 이루는 각도가, 두 갈래의 근원에 형성된 3 개째의 유지부 (2b) 와 상기 유지부 (2a) 가 이루는 각도보다 넓게 되어 있어도 되고, 또는, 이들 3 개의 유지부 (2a·2a·2b) 가 이루는 각도가, 서로 등각도 (120°) 가 되어 있어도 된다. 그리고, 기판의 휨량이 비교적 많은 경우에는, 피치원 직경은 보다 작은 것이 바람직하다. 또한, 반송 아암 (1) 이 유지부 (2) 를 3 개 구비하고 있는 경우에 있어서의 이들 3 개의 유지부 (2) 의 배치는, 도 2 에 나타내는 일례에 한정되는 것이 아니고, 반송 아암 (1) 의 구성상이나 사용상, 지장이 없는 범위에 있어서, 적절히 설정하는 것이 가능하다.

[반송 장치, 반송 방법]

본 발명에 관련된 반송 장치는, 본 발명에 관련된 반송 아암과, 당해 반송 아암을 구동하는 구동부를 구비하고 있다. 구체적으로는, 반송 장치에 있어서는, 상기 반송 아암의 말단측, 즉, 유지부를 구비하지 않은 측이 상기 구동부에 연결되어 있고, 당해 구동부에 의한 구동에 의해, 반송 아암이, 유지한 기판을 어떤 공정에서부터 다음의 공정으로 반송하게 되어 있다. 구동부의 구체적인 구성은, 특별히 한정되는 것이 아니고, 기판의 반송에 사용되고 있는 공지된 구동 장치를 적절히 채용할 수 있다. 반송 장치는, 웨이퍼 핸들링 시스템에 있어서의 각 공정 사이에서의 기판을 반송하기 위해서 사용되고, 특히, 열처리 공정 후의 기판을 반송하기 위해서 바람직하게 사용된다. 따라서, 반송 장치의 동작, 즉, 구동부의 구동에 의한 반송 아암의 유지 동작이나 반송 동작은, 웨이퍼 핸들링 시스템 전체를 제어하는 제어부에 의해 제어되고 있다.

또, 본 발명에 관련된 반송 방법은, 본 발명에 관련된 반송 아암을 사용하여 기판을 유지하여 반송하는 반송 공정을 구비하고 있다. 구체적으로는, 반송 방법은, 기판에 대한 반송 아암의 위치 맞춤을 실시하는 위치 결정 공정, 기판을 진공 흡착하는 흡착 공정, 기판을 유지하여 반송하는 반송 공정, 반송 후의 소정의 위치에서 기판의 탈리를 실시하는 탈리 공정 등을 구비하고 있다. 따라서, 상기 반송 방법은, 웨이퍼 핸들링 시스템에 있어서의 각 공정 사이에서의 기판의 반송에 채용되고, 특히, 열처리 공정 후의 기판의 반송에 바람직하게 채용된다.

이상과 같이, 본 발명에 관련된 반송 아암에 의하면, 흡착 부재가 스퀴즈 패킹이므로, 기판을 진공 흡착했을 때에 스퀴즈 패킹이 찌부러져 당해 기판과 스퀴즈 패킹이 밀착되는 한편, 진공 흡착을 해제했을 때에 스퀴즈 패킹으로부터 기판이 탈리되기 쉬워진다. 그러므로, 본 발명에 관련된 반송 아암, 반송 장치 및 반송 방법에 의하면, 휨을 갖는 기판이나 가열된 상태의 기판, 특히, 가열된 상태이고 또한 휨을 갖는 기판이어도, 어떤 공정에서부터 다음의 공정으로 안정적으로 유지하여 반송할 수 있음과 함께, 유지한 당해 기판을 안정적으로 탈리할 수 있다.

이하에 실시예를 나타내고, 본 발명의 실시형태에 대해 더욱 상세하게 설명한다. 물론, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것이 아니며, 세부에 대해서는 여러 가지 양태가 가능한 것은 말할 필요도 없다. 또한, 본 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 청구항에 나타낸 범위에서 여러 가지 변경이 가능하고, 각각 개시된 기술적 수단을 적절히 조합하여 얻어지는 실시형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 또, 본 명세서 중에 기재된 문헌의 전부가 참고로서 원용된다.

실시예

본 실시예에 있어서는, 반송 아암이 기판을 하측으로부터 유지하는 구성으로 하였다.

[기판]

반송 아암의 유지 동작을 평가하기 위한 기판으로서, 하기 기판을 준비하였다.

·휨량이 29 ㎛ 인 직경 300 ㎜ 의 Si 기판 (실리콘 웨이퍼 ; 이하,「기판 a」라고 기재한다)

·중심부가 솟아오르도록 휘어진, 휨량이 511 ㎛ 인 직경 300 ㎜ 의 Si-PI 기판 (폴리이미드에 지지된 실리콘 웨이퍼 ; 이하,「기판 b」라고 기재한다)

·전체가 컬하도록 휘어진, 휨량이 1276 ㎛ 인 직경 300 ㎜ 의 MT 기판 (Si 기판에 접착층을 개재하여 서포트 플레이트가 첩합된 접합체 (적층체) ; 이하,「기판 c」라고 기재한다)

그리고, 상기 기판 c 에 대해서는, 그 중심부가 반송 아암측에 위치하도록 (「∪」형상이 되도록) 배치한 상태 (이하,「정배치」라고 기재한다) 와, 그 휘어진 주변부가 반송 아암측에 위치하도록 (「∩」형상이 되도록) 배치한 상태 (이하,「역배치」라고 기재한다) 의 2 개의 상태, 및, 그 휘어진 주변부가 반송 아암의 중심축 (선단측과 말단측을 연결하는 축) 상에 위치하도록 배치한 상태 (이하,「0°」라고 기재한다) 와, 그 휘어진 주변부가 반송 아암의 중심축과 직교하는 위치에 배치한 상태 (이하,「90°」라고 기재한다) 와, 양 배치의 중간의 위치이고, 그 휘어진 주변부가 반송 아암의 중심축과 45°로 교차하는 위치에 배치한 상태 (이하,「45°」라고 기재한다) 의 3 개 상태의 조합 (합계 6 개의 상태) 에 대해, 반송 아암의 유지 동작을 평가하였다. 또, 상기 기판 b 에 대해서는, 그 중심부가 반송 아암측에 위치하도록 (「∪」형상이 되도록) 배치한 상태에 대해, 반송 아암의 유지 동작을 평가하였다.

[평가 결과]

반송 아암의 유지 동작의 평가는, 하기 기준에 기초하여 실시하였다.

·「A」…흡착력이 90 ㎪ 이상

·「B」…흡착력이 80 ㎪ 이상, 90 ㎪ 미만

·「C」…흡착할 수 없거나, 또는, 흡착력이 80 ㎪ 미만

본 발명에 있어서의 반송 아암은,「B」이상의 평가이면, 실사용에 바람직하다.

[실시예 1]

피치원 직경이 92 ㎜ 가 되도록 3 개의 유지부가 등간격 (120°간격) 으로 배치된 반송 아암을 제작하고, 그 유지 동작을 평가하였다. 반송 아암 본체의 재질은 알루미늄으로 하였다. 배기구의 개구는 직경 5 ㎜ 로 하고, 흡착 부재 (스퀴즈 패킹) 로서 불소 수지로 코팅된 직경 10 ㎜ 의 O 링을 사용하였다. 기판의 온도는 23 ℃ 로 하였다. 평가에 사용한 기판, 및 그 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

	기판	a	b	c
	배치	-	-	정배치			역배치
	배치	-	-	0°	45°	90°	0°	45°	90°
실시예1	평가	A	A	A	A	A	A	B	B

[비교예 1]

흡착 부재를 갖고 있지 않은 것 이외에는, 실시예 1 와 마찬가지로 하여 반송 아암을 제작하고, 그 유지 동작을 평가하였다. 평가에 사용한 기판, 및 그 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

	기판	a	b	c
	배치	-	-	정배치			역배치
	배치	-	-	0°	45°	90°	0°	45°	90°
비교예1	평가	A	A	C	C	C	C	C	C

상기 표 1, 2 의 결과로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에 관련된 반송 아암에 의하면, 큰 휨을 갖는 기판 (기판 c) 이어도, 안정적으로 유지할 수 있는 것을 알 수 있다.

본 발명에 관련된 반송 아암, 반송 장치 및 반송 방법은, 예를 들어, 미세화된 반도체 장치의 제조 공정에 있어서 광범위하게 이용할 수 있다.

1 : 반송 아암
2 : 유지부
3 : 배기구
4 : 흡착 부재 (스퀴즈 패킹, O 링, 각링)
5 : 배기관

Claims

가열된 상태의 기판을 유지하여 반송하는 반송 아암으로서,
상기 기판을 진공 흡착하여 유지하는 3 개의 유지부를 구비하고,
각각의 상기 유지부는, 배기구와, 당해 배기구를 둘러싸도록 하여 형성된 흡착 부재를 갖고,
상기 흡착 부재는, 스퀴즈 패킹 (squeeze packing) 이고,
상기 스퀴즈 패킹은, 적어도 그 표면이 불소 수지로 형성되어 있는 O 링이고, 내열 온도가 300 ℃ 이상이고, 경도가 80 이하이고, 점착력이 10 N 이하이고, 마찰계수가 0.01 ~ 1.0 이고,
상기 반송 아암은, 두 갈래로 연장되는 근원을 포함하고,
상기 3 개의 유지부 중 2 개의 유지부는, 상기 반송 아암의 상기 두 갈래에 각각 위치하고, 다른 1 개의 유지부는, 상기 두 갈래의 상기 근원에 위치하고,
상기 3 개의 유지부는, 당해 3 개의 유지부를 지나는 원의 중심에 대해 당해 3 개의 유지부 중 서로 인접하는 2 개의 유지부가 이루는 각도가 등각도가 되도록, 상기 반송 아암 상에 배치되어 있고,
상기 3 개의 유지부는, 각각 배기 장치에 의한 흡인 개시로부터 6 초 이내에 80 ㎪ 이상, 95 ㎪ 이하가 되도록 설정된 흡착력을 갖고,
상기 반송 아암이 구비하는 3 개의 유지부는,
직경 200 ㎜ 의 기판에 대해서는, 피치원 직경 (P.C.D. : Pitch Circle Diameter) 이 92 ㎜, 127 ㎜ 또는 144 ㎜ 가 되도록 배치되고,
직경 300 ㎜ 의 기판에 대해서는, 피치원 직경이 상기 직경에 더하여 200 ㎜ 또는 230 ㎜ 가 되도록 배치되어 있는, 반송 아암.
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제 1 항에 있어서,
상기 흡착 부재는, 상기 반송 아암 본체에 그 일부가 매립된 상태로 형성되어 있는, 반송 아암.
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제 1 항에 기재된 반송 아암과, 당해 반송 아암을 구동하는 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 반송 장치.
가열된 상태의 기판을 유지하여 반송하는 반송 방법으로서,
두 갈래로 연장되는 근원과 3 개의 유지부를 포함하는 반송 아암을 제공하는 단계로서, 각각의 상기 유지부는, 배기구와, 당해 배기구를 둘러싸는 스퀴즈 패킹을 갖고, 상기 스퀴즈 패킹은, 적어도 그 표면이 불소 수지로 형성되어 있는 O 링이고, 내열 온도가 300 ℃ 이상이고, 경도가 80 이하이고, 점착력이 10 N 이하이고, 마찰계수가 0.01 ~ 1.0 이고, 상기 3 개의 유지부 중 2 개의 유지부는, 상기 반송 아암의 상기 두 갈래에 각각 위치하고, 다른 1 개의 유지부는, 상기 두 갈래의 상기 근원에 위치하고, 상기 3 개의 유지부는, 당해 3 개의 유지부를 지나는 원의 중심에 대해 당해 3 개의 유지부 중 서로 인접하는 2 개의 유지부가 이루는 각도가 등각도가 되도록, 상기 반송 아암 상에 배치되어 있는, 상기 반송 아암을 제공하는 단계;
상기 배기구와 통신하여 배기 장치로부터 흡인을 개시하는 단계;
상기 배기 장치에 의한 흡인 개시로부터 6 초 이내에 각 유지부 내에 80 ㎪ 이상, 95 ㎪ 이하의 흡착력을 달성하는 단계;
상기 3 개의 유지부 각각으로부터의 흡착력에 의해 상기 기판을 유지하는 단계; 및
상기 기판을 손상시키지 않고 반송하는 단계를 포함하고,
상기 반송 아암이 포함하는 3 개의 유지부는,
직경 200 ㎜ 의 기판에 대해서는, 피치원 직경 (P.C.D. : Pitch Circle Diameter) 이 92 ㎜, 127 ㎜ 또는 144 ㎜ 가 되도록 배치되고,
직경 300 ㎜ 의 기판에 대해서는, 피치원 직경이 상기 직경에 더하여 200 ㎜ 또는 230 ㎜ 가 되도록 배치되어 있는, 반송 방법.
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