KR20030074374A

KR20030074374A - 박판재의 이동적재방법 및 장치

Info

Publication number: KR20030074374A
Application number: KR10-2003-0015298A
Authority: KR
Inventors: 구보게이시; 요시즈미게이이치; 다케우치히로유키; 한다고지; 가사이다카아키
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2003-09-19
Also published as: US7029224B2; TW200305967A; US20040037690A1; JP2003273187A; TWI226097B

Abstract

본 발명은 매우 얇고 휘기 쉬운 박판재를 유지하여, 먼지 등을 부착시키지 않고, 홀더의 작은 장착부에 확실하고 신속하게 장착한다.

이동적재아암(22)의 3개소 이상의 파지조(把持爪)(36)에 의해 박판재(7)의 둘레부를 파지하여 소정의 이동적재장소(8)로 이동하고, 박판재(7)의 둘레부를 이동적재장소(8)의 3개소 이상의 유지조(爪)(23)에 유지시키는 박판재(7)의 이동적재방법으로서, 박판재(7)의 이동적재 전의 면과 이동적재 후의 면의 각 면의 벡터의 합의 방향의 축심을 중심둘레로 이동적재아암(22)을 선회시키고, 박판재(7)의 자세를 바꿔 이동적재하도록 하였다.

Description

박판재의 이동적재방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SHIFT-LOADING A THIN PLATE MATERIAL}

본 발명은 반도체 제조용 웨이퍼나 자기디스크용 기판 등의 박판재의 이동적재방법 및 장치에 관한 것이다.

반도체 제조용 웨이퍼는 실리콘 등의 박판재로 이루어지고, 그 표면에 사진제판 기술이나 각종 미세가공 기술에 의해 반도체소자나 전자회로가 제작된다. 이러한 웨이퍼를 가공처리할 때에는 표면에 먼지 등이 부착하여 결함이나 품질불량을 일으키는 것을 방지하는 동시에, 유효한 칩 면적을 증가시키기 위해서, 웨이퍼의주변부 근방만을 유지하여 확실히 이동적재할 필요가 있다.

최근, 반도체의 미세화 및 생산성의 향상을 도모하기 위해서, 종래 200mm에서 300mm로 웨이퍼의 대형화가 진행되는 동시에, 웨이퍼에 제작되는 반도체소자나 전자회로가 고밀도화되고 있다. 이러한 박판재의 대형화에 따라, 박판재의 주변부 근방만을 유지하여 깨끗한 상태에서 확실히 박판재를 이동적재하는 것이 점점 더 중요해지고 있다.

또, 반도체 제조장치 1대당 웨이퍼의 처리량을 증가시켜 제조 ·검사비용을 절감하기 위해서도, 웨이퍼를 정확하면서 능률적으로 이동적재할 필요가 있다. 예를 들어, 웨이퍼 1장당 약 1분의 택트(tact)로 검출을 행하는 측정장치에서는 웨이퍼를 20초 이내에 장착할 필요가 있다.

도 9는 웨이퍼(100)의 평탄도 측정장치를 나타내며, 이 장치에는 웨이퍼(100)를 측정유니트(101)로 이동적재하기 위한 이동적재아암(102)을 구비하고 있다. 이 이동적재아암(102)은 장치 본체에 회전 가능하면서 평행이동이 가능하게 설치되고, 웨이퍼(100)의 하부 에지(edge)를 아래쪽으로부터 파지하는 조(爪)를 갖는 제 1 아암(103)과, 웨이퍼(100)의 상부 에지를 위쪽 2방향으로부터 파지하는 조를 갖는 제 2 아암, 제 3 아암(104, 105)을 갖고 있다. 측정유니트(101)에는 웨이퍼(100)를 그 외측둘레부 에지의 3개소를 유지하는 3개의 유지조(106, 107, 108)를 갖고 있다.

이동적재아암(102)의 제 1 아암(103)과 제 2 아암, 제 3 아암(104, 105)에 의해 웨이퍼(100)를 유지하여 측정유니트(101)까지 반송하고, 측정유니트(101)의 3개의 유지조(106, 107, 108)에 유지시켜 장착하고 있다.

그 이동적재방법을 상세히 설명하면, 지지유니트(111)에 의해 이동적재아암(102)을 이동시켜, 아암(103, 104, 105)의 선단부에 장착된 선단센서의 작동거리까지 측정유니트(101)에 가깝게 한 후, 센서로부터의 신호에 따라, 아암(103, 104, 105)의 맞춤위치를 제어하는 액추에이터를 구동하여, 미리 설정된 조의 홈의 중앙위치에 웨이퍼(100)의 에지가 오도록, 위치를 피드백 제어한다. 그 후, 아암 선단부의 3개의 조를 웨이퍼 반경방향으로 그 위치를 이동시키는 캠(cam)에 의해 웨이퍼(100) 전체를 들어 올린 후, 측정유니트(101)의 가동에지조를 웨이퍼의 방향으로 이동시켜, 박판재를 본체측 조(106∼108)로 수취한다. 또, 캠에 의해 3개의 아암의 조를 열어, 측정유니트(101)에 장착된 것을 에지검출센서와 맞춤검출센서에 의해 확인한 후, 이동적재아암(102)을 왼쪽방향으로 이동시켜 이동을 완료한다.

분리는 회전축(109)을 회전시켜 도 9의 하부의 이동적재아암(110)을 이용하여 동일한 동작으로 웨이퍼(100)를 제거한다. 장착용과 분리용의 이동적재아암(102, 110)을 구비함으로써 웨이퍼(100)의 교환을 행한다.

그러나, 상기 종래의 이동적재방법에서는 장착, 분리시에 핸드부분이 웨이퍼의 상면을 통해, 청정도가 요구되는 웨이퍼가 핸드부로부터 떨어진 먼지 등에 의해 오염될 우려가 있다는 문제점이 있다.

또, 장착아암의 선단부에 3개의 센서를 설치할 필요가 있고, 이 위치를 피드백할 필요가 있으므로, 제어회로가 필요하고, 그 조정도 미묘하며, 장치의 조립조정에 많은 비용이 들고, 장치의 유지보수도 힘들다는 문제점이 있다.

또, 본체측의 에지조에는 먼지의 발생을 억제하기 위해서 플라스틱계의 재료가 사용되지만, 플라스틱부가 1개월에 1회 정도의 빈도로 교환이 필요하고, 플라스틱은 이 재료의 특성때문에 0.1mm 정도 이하의 정밀도로 동일한 형상의 부재를 제작하기는 어렵고, 교환시에는 웨이퍼가 측정유니트에 대하여 편심, 맞춤이 어긋나지 않는 옳바른 위치에 조의 장착 조정을 할 필요가 있으며, 조정에 공정수가 소요된다는 문제점이 있다.

이와 같이 종래의 구성에서는, 액추에이터를 포함하는 이동적재유니트의 조정이 힘들고, 웨이퍼의 상면에 먼지 등이 부착될 우려가 높으며 또, 웨이퍼 유지조의 교환시의 장착 조정이 쉽지 않은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여, 매우 얇고 휘기 쉬운 박판재를 유지하여, 먼지 등을 부착시키지 않고, 홀더의 작은 장착부에 확실하고 신속하게 장착할 수 있는 박판재의 이동적재방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예의 박판재의 이동적재장치를 적용한 반도체 웨이퍼 평탄도 측정장치의 전체적인 개략사시도.

도 2는 본 발명의 일실시예의 본체유니트의 사시도.

도 3은 본 발명의 일실시예의 본체유니트와 이동적재아암을 나타내는 사시도.

도 4는 본 발명의 일실시예의 스핀들의 유지조에 의한 웨이퍼의 유지상태를 나타내는 것으로, (a)는 측면도, (b)는 사시도, (c)는 유지조의 변형예의 측면도.

도 5는 본 발명의 일실시예의 이동적재아암과 스핀들을 나타내는 단면도.

도 6은 본 발명의 일실시예의 웨이퍼의 유지상태를 나타내는 것으로, (a)는 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 화살표시 단면도, (b)는 이동적재아암의 파지조의 이동기구를 나타내는 정면도.

도 7의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 일실시예의 이동적재아암에 의한 웨이퍼의 이동적재공정의 설명도.

도 8은 본 발명의 일실시예의 웨이퍼의 위치검출상태를 나타내는 것으로, (a)는 맞춤위치 검출센서에 의한 검출상태의 단면도, (b)는 반경방향 위치검출센서에 의한 검출상태의 단면도.

도 9는 종래예의 웨이퍼 이동적재장치의 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 본체유니트 2 : 이동유니트

3, 13 : 가대 4 : 웨이퍼유지 스테이지

5 : 센서이동 스테이지 6 : 다이렉트 드라이브 모터

7 : 웨이퍼 12 : 웨이퍼평탄도 측정센서

14 : 웨이퍼 수용 카세트 15 : 웨이퍼 반송로봇

16 : 웨이퍼 이동적재로봇 17, 19 : 가이드

18 : 수평다관절형 아암 20 : 베이스

21 : 45도 아암 22 : 이동적재아암

본 발명의 박판재의 이동적재방법은 박판재를 그 자세를 바꿔 이동적재하는 박판재의 이동적재방법에서, 박판재의 이동적재 전의 면과 이동적재 후의 면의 각 면의 벡터의 합의 방향의 축을 중심으로 박판재를 파지하는 이동적재아암을 선회시켜 박판재의 자세를 바꾸는 것이고, 이 방법에 의해 이동적재아암 등의 가동부가박판재의 상면을 통하지 않고 자세를 변경시켜 이동적재하는 것이 가능해져, 청정도가 요구되는 박판재 상에 먼지 등을 떨어뜨리지 않고 이동적재할 수 있다.

또, 박판재의 장착, 분리를 행하는 2개의 이동적재아암을 이용하면, 이동적재처로부터의 박판재의 수취와, 이동처로의 박판재의 이동적재를 효율적으로 행할 수 있다.

또, 이동적재 전의 면과 이동적재 후의 면이 이루는 각도가 90도인 경우에, 이동적재 전의 면과 이동적재 후의 면의 중앙의 45도 방향의 면에 위치하는 축심 둘레에 이동적재아암을 선회시켜 박판재의 자세를 바꾸는 것이 적당하다.

또, 본 발명의 박판재의 이동적재방법은 이동적재아암의 3개소 이상의 파지조에 의해 박판재의 둘레부를 파지하여 박판재를 소정의 이동적재장소로 이동하고, 이동적재아암의 각 파지조를 이동적재장소의 3개소 이상의 유지조로 근접시켜, 박판재를 이동적재아암의 파지조로부터 이동적재장소의 유지조에 이동적재하는 박판재의 이동적재방법에서, 이동적재아암에 각 파지조와 일체로 이동하도록 설치된 위치결정용의 제 1 접촉면이 이동적재장소에 제 1 접촉면에 대응하여 설치된 위치결정용의 제 2 접촉면과 근접하여 대향하도록 이동적재아암을 이동하고, 파지조를 탄성가압력으로 서서히 이동시켜 제 1 접촉면을 제 2 접촉면에 접촉시킨 상태로 박판재를 이동적재하는 것이고, 장치의 진동이나 장기간에 걸친 사용 등에 의해 이동적재아암에 위치 어긋남이 생기더라도, 복잡하고 고가의 제어기구 없이, 이동적재아암의 파지조와 이동적재장소의 유지조의 접촉을 피하면서, 박판재를 이동적재장소의 유지조로 확실히 이동적재할 수 있다.

또, 제 1 접촉면 또는 제 2 접촉면, 또는 그들의 양쪽의 근방에서 먼지를 흡인하면, 제 1 접촉면과 제 2 접촉면이 접촉함으로써 발생하는 먼지를 박판재에 부착시키지 않고, 깨끗한 이동적재를 실현할 수 있다.

또, 본 발명의 박판재의 이동적재방법은 이동적재아암의 3개소 이상의 파지조에 의해 박판재의 둘레부를 유지하여 소정의 이동적재장소로 이동하고, 이동적재장소에서 박판재의 둘레부를 3개소 이상의 유지조로 유지하는 박판재의 이동적재방법에서, 유지조의 외측둘레부에 V자형의 유지홈을 동심원형상으로 형성하고, 이 동심원형상의 V자형 홈의 중심과 어긋난 위치의 둘레에 유지조의 회전방향의 위치를 맞춤으로써 박판재의 위치를 조정하는 것이며, 부착위치 조정이 미묘한 파지조가 장기간에 걸친 사용으로 마모된 경우 등에, 회전방향을 위치맞춤함으로써 쉽게 위치맞춤시킬 수 있고, 유지보수가 용이해진다.

또, 이상의 방법을 조합하면, 그들의 작용효과를 동시에 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 박판재의 이동적재장치는 박판재를 그 자세를 바꿔 이동적재하는 박판재의 이동적재장치에서, 박판재의 이동적재 전의 면과 이동적재 후의 면의 각 면의 벡터의 합의 방향의 축을 중심으로 선회 가능하게 박판재를 파지하는 이동적재아암을 구성한 것이다.

또, 적합하게는 박판재의 부착, 분리를 행하기 위한 2개의 이동적재아암을 구비한다.

또, 본 발명의 박판재의 이동적재장치는 3개소 이상의 파지조에 의해 박판재의 둘레부를 파지하여 소정의 이동적재장소로 이동하는 이동적재아암과, 박판재의둘레부를 3개소 이상의 유지조에 의해 유지하는 이동적재장소를 구비하며, 이동적재아암의 각 파지조를 이동적재장소의 유지조에 근접시킨 상태로 박판재를 이동적재아암의 파지조로부터 이동적재장소의 유지조로 이동적재하도록 한 박판재의 이동적재장치에서, 이동적재아암에 각 파지조와 일체로 이동하는 위치결정용의 제 1 접촉면을 설치하고, 이동적재장소에 제 1 접촉면에 대응하여 위치결정용의 제 2 접촉면을 설치하고 또한, 이동적재아암에 각 파지조를 박판재의 두께방향으로 적당한 거리만큼 이동 가압하는 스프링기구와 각 파지조를 고정상태와 가동상태로 전환하는 액추에이터를 설치한 것이다.

또, 적합하게는 각 유지조에 대한 박판재의 두께방향의 맞춤위치와 반경방향위치를 검출하는 센서가 설치된다.

또, 제 1 접촉면 또는 제 2 접촉면 또는 그들의 양쪽의 근방에 먼지 흡인기구가 설치된다.

또, 본 발명의 박판재의 이동적재장치는 이동적재아암의 3개소 이상의 파지조에 의해 박판재의 둘레부를 유지하여 소정의 이동적재장소로 이동하는 이동수단과, 이동적재장소에서 박판재의 둘레부를 3개소 이상의 유지조로 유지하는 유지수단을 구비한 박판재의 이동적재장치에서, 유지조의 외부둘레에 V자형의 유지홈을 동심원형상으로 형성하여, 이 동심원형상의 V자형 홈의 중심과 어긋난 위치에 유지조의 부착홀을 설치하고, 유지조의 회전방향의 위치를 맞추는 수단을 설치한 것이다.

또, 본 발명의 박판재의 이동적재장치는 이상의 각 수단 중 어느 하나를 조합하여 구성된다.

이상의 각 박판재의 이동적재장치에서, 각각 상기 박판재의 이동적재방법을 실시하여 그 작용효과를 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 기판의 제조방법은 상기 본 발명의 박판재의 이동적재방법에 의해 박판재를 소정의 이동적재장소로 이동적재하여, 이 박판재의 측정을 행한 후, 이 박판재의 불량여부를 판정하는 것이며, 박판재의 불량여부를 판정하고 나서 기판을 제조할 수 있다.

(실시예)

이하, 본 발명의 박판재의 이동적재장치의 일실시예에 대해서, 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한다.

본 발명의 박판재의 이동적재장치를 적용한 반도체 웨이퍼 평탄도 측정장치를 나타내는 도 1에서, 1은 반도체 웨이퍼 평탄도 측정장치의 본체유니트, 2는 이동적재유니트이다.

본체유니트(1)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 가대(3) 상에, 웨이퍼유지 스테이지(4)와 센서이동 스테이지(5)를 구비하고 있다. 웨이퍼유지 스테이지(4)는 다이렉트 드라이브 모터(6)와, 이 다이렉트 드라이브 모터(6)에 의해 XY축 면내에서 회전구동되고, 내부둘레에 웨이퍼(7)를 유지하는 고리형상의 스핀들(8)로 구성되어 있다. 센서이동 스테이지(5)는 모터(9)에 의해 회전하는 볼나사(10)에 의해 가이드(11)를 따라 X축방향으로 이동가능하고, 스핀들(8)에 장착된 웨이퍼(7)의 표면의 평탄도를 검출하는 웨이퍼평탄도 측정센서(12)를 구비하고 있다.

이동적재유니트(2)는 복수의 가대(13) 상에 복수의 웨이퍼 수용 카세트(14), 웨이퍼 반송로봇(15) 및 웨이퍼 이동적재로봇(16)을 구비하고 있다. 웨이퍼 수용 카세트(14)는 다수의 웨이퍼(7)를 상하로 적층하여 수용하는 것으로, 복수의 웨이퍼 수용 카세트(14)가 X축방향으로 일렬로 배치되어 있다. 웨이퍼 반송로봇(15)은 가이드(17)를 따라 X축방향으로 수평이동 가능하면서 수직방향으로 승강가능하다. 또, 웨이퍼 반송로봇(15)은 각 웨이퍼 수용 카세트(14)와 웨이퍼 이동적재로봇(16)의 사이에서 웨이퍼(7)를 교환하기 위한 수평다관절형 아암(18)을 구비하고 있다.

웨이퍼 이동적재로봇(16)은 가이드(19)를 따라 Z축방향으로 수평이동 가능한 베이스(20)와, 베이스(20) 상에 Z축방향과 Y축방향에 대하여 45도 방향, 즉 Z축과 Y축의 벡터의 합의 방향으로 이어 설치된 45도 아암(21)과, 이 45도 아암(21)의 선단부에 45도 아암(21)의 축심 둘레로 선회 가능하게 장착된 2개의 이동적재아암(22)(22a, 22b)으로 이루어져 있다. 2개의 이동적재아암(22)은 한쪽의 이동적재아암(22a)이 Z축방향을 향한 상태로 다른쪽의 이동적재아암(22b)이 Y축방향을 향하도록 45도 아암(21)에 장착되고, 45도 아암(21)의 180도 회전에 의해서 방향이 교체되어, Y축방향을 향한 상태로 웨이퍼 반송로봇(15)과의 사이에서 웨이퍼(7)를 교환하도록 구성되어 있다.

다음에, 본체유니트(1)의 스핀들(8)을 이동적재장소로 하고, 이 스핀들(8)에 이동적재아암(22)에 의해 웨이퍼(7)를 이동적재하기 위한 구조에 대해서 설명한다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 스핀들(8)의 이동적재아암(22)과 대향하는 면에는, 복수(본 실시예에서는 3개)의 유지조(23)가 내부둘레를 따라 거의 등간격으로장착되어 있다. 각 유지조(23)의 선단부는 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 스핀들(8)의 내부둘레면으로부터 내측으로 돌출하고, 그 선단면에는 직경 300mm, 두께 0.775mm의 웨이퍼(7)의 외부둘레를 걸어맞추어 유지하기 위한 홈(24)이 형성되어 있다. 웨이퍼(7)는 그 표면의 직경 298㎜의 부분이 웨이퍼평탄도 측정센서(12)에 의해서 측정되기 때문에, 유지조(23)의 반경방향의 홀더(a)와 두께방향의 홀더(b)는 각각 0.5mm 정도로 할 필요가 있다. 또, 유지조(23)는 도 1, 도 3, 도 5, 도 6의 (a) 및 도 7에서는 작용의 이해를 쉽게 하기 위해서 직사각형상의 부재의 일단면에 홈(24)을 형성한 것을 나타내었지만, 본 실시예에서는 후술하는 바와 같이 용이하게 위치조정할 수 있도록 하기 위해서, 도 4에 나타내는 바와 같이, 원형부재로 구성하여 외부둘레면의 전체 둘레에 홈(24)을 형성하는 동시에, 그 부착홀(53)을 편심시켜 형성하고, 스핀들(8)에 임의의 회전위치에서 장착고정할 수 있도록 구성되어 있다.

3개의 유지조(23) 중 2개는 고정, 1개는 반경방향으로 가동되어 있다. 이하, 고정인 것을 고정조(爪)(23a), 가동인 것을 가동조(爪)(23b)라 한다. 가동조(23b)는 도 5에 나타내는 바와 같이, 지지축(25)에 의해 스핀들(8)로 회전운동 가능하게 장착된 레버(26)의 선단부에 장착되어 있다. 그리고, 가동조(23b)는 스핀들(27)과 레버(26)의 사이에 끼워 장착된 스프링(27)에 의해서 스핀들(8)의 중심을 향해 가압되는 동시에, 레버(26)의 후단에는 솔레노이드(solenoid)(28)의 플런저(plunger)(29)가 당접되고, 솔레노이드(28)가 오프일 때에는 웨이퍼(7)를 유지 가능한 유지위치에 있고, 솔레노이드(28)가 온하면 웨이퍼(7)를 유지 불가능한퇴피위치로 이동하도록 구성되어 있다.

스핀들(8)의 내측에는, 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이, 유지조(23)에 유지된 웨이퍼(7)의 외부둘레의 두께방향의 위치 M, 소위 맞춤위치 M을 검출하는 맞춤위치 검출센서(30)와, 도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(7)의 외측둘레부의 반경방향의 위치 N을 검출하는 반경방향 위치검출센서(31)가 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 스핀들(8)의 내부둘레면을 따라 등간격으로 3세트 고정부재(도시생략)로 장착되어 있다. 또, 웨이퍼(7)의 착탈시에는 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 가동조(23b)가 바로 아래에 위치한 곳에서 스핀들(8)이 정지하도록 구성되고, 각 세트의 센서(30, 31)는 스핀들(8)의 정지상태에서 각 유지조(23)로부터 스핀들(8)의 내부둘레면을 따라 소정각도 떨어진 위치에 배치되어 있다.

한편, 이동적재아암(22)의 선단부에는, 도 5, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 3개의 가이드부재(32)가 U자형의 스프링부재(33)를 통해 방사형상으로 등간격으로 장착되고, 이들의 가이드부재(32)의 위에 각각 핑거부재(34)가 반경방향으로 슬라이드 가능하게 장착되어 있다. 각 핑거부재(34)는 도 6의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 가동조(23b)가 바로 아래에 위치한 상태에서 정지한 스핀들(8)의 각 유지조(23)의 근방의 위치, 즉 각 유지조로부터 스핀들(8)의 내부둘레면을 따라 소정각도(예컨대, 약 15°) 떨어진 위치에 배치되어 있다. 각 핑거부재(34)는 스프링(도시생략)에 의해서 중심을 향해 가압되어 있다. 각 핑거부재(34)의 반경방향의 내측 단부에는 롤러로 이루어지는 캠팔로워(cam follower)(35)가 장착되어 있다. 외측 단부는 U자형으로 굴곡하여 그 선단부에 파지조(36)가 형성되어 있다. 이 파지조(36)의 선단면에는 웨이퍼(7)를 파지하기 위한 홈(37)이 형성되어 있지만, 스핀들(8)의 유지조(23)와 달리, 파지조(36)는 웨이퍼(7)의 평탄도 측정시에는 퇴피하므로, 그 홈(37)의 깊이는 유지조(23)보다 깊어도 되고, 본 실시예에서는 2∼3mm로 되어 있다.

이동적재아암(22)의 아암기초부(38)와 각 가이드부재(32)의 사이에는, 아암기초부(38)에 설치한 액추에이터(39)에 의해 이동적재아암(22)의 축방향으로 진퇴하는 로드(40)가 배치되어 있다. 이로 인해, 각 액추에이터(39)를 구동하여 로드(40)에 의해 가이드부재(32)를 요동시킴으로써, 핑거부재(34)의 파지조(36)를 웨이퍼(7)의 두께방향으로 이동시킬 수 있다. 이동적재아암(22)의 선단면의 각 가이드부재(32)에 대향하는 위치에 제 1 스토퍼(51)가 설치되고, 가이드부재(32)에는 이에 대향하는 제 2 스토퍼(52)가 설치되고, 액추에이터(39)로 로드(40)에 의하여 가이드부재(32)를 스핀들(8)로부터 간격을 두는 방향으로 요동시킬 때의 요동단이 설정되어 있다. 또, 로드(40)를 반대 방향으로 어느 정도(약 3mm) 이동시킨 경우, 구동이 해제되도록 구성되어 있다. 가이드부재(32)의 선단부는 각 핑거부재(34)의 선단부로부터 돌출되어, 그 선단부에 스핀들(8)의 유지조(23)의 근방에 설치한 제 1 접촉면(41)에 맞닿는 제 2 접촉면(42)이 설치되어 있다. 이들의 접촉면(41, 42)의 웨이퍼 두께방향의 위치는 합계 6개의 접촉면이 접촉한 상태로, 파지조(36)와 유지조(23)의 웨이퍼(7) 두께방향의 중심이 일치하도록 미리 가공조정되어 있다.

이동적재아암(22)의 내부에는 아암기초부(38)에 설치된 캠구동모터(43)에 의해 회전구동되는 캠축(44)이 삽입통과되고, 이 캠축(44)의 선단부는이동적재아암(22)의 선단부로부터 돌출하여 그 선단부에 캠판(45)이 고정부착되어 있다. 캠판(45)의 외부둘레면에는 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 거의 3개의 볼록부와 오목부로 이루어지는 캠면(46)이 형성되어 있고, 이 캠면(46) 상을 핑거부재(34)의 캠팔로워(35)가 회전하도록 구성되어 있다.

제 2 접촉면(42)을 구성하는 부재의 주위는 선단부가 끝이 좁은 원통형상의 먼지 흡인커버(47)로 덮여지고, 이 먼지 흡인커버(47) 내의 공간이 먼지 흡인튜브(48)에 접속되고, 접촉면(41, 42)끼리의 접촉에 의해 발생하는 먼지를 흡인 제거하도록 구성되어 있다.

본 실시예의 웨이퍼 이동적재장치에는 제어유니트(50)가 설치되고, 이 제어유니트(50)는 본체유니트(1)의 맞춤위치 검출센서(30) 및 반경방향 위치검출센서(31)로부터의 신호에 기초하여 솔레노이드(28), 캠구동모터(43), 액추에이터(39) 등을 제어하고, 웨이퍼(7)를 이동적재아암(22)으로부터 본체유니트(1)의 스핀들(8)로 이동적재하도록 구성되어 있다.

다음에, 이상의 구성의 웨이퍼 이동적재장치에 의한 웨이퍼 이동적재방법을 설명한다. 먼저, 웨이퍼 반송로봇(15)에 의해 웨이퍼 수용 카세트(14)로부터 웨이퍼(7)를 추출하여, 웨이퍼(7)를 웨이퍼 이동적재로봇(16)의 교환위치로 반송한다. 이 때, 이동적재아암(22)의 핑거부재(34)가 진동 등으로 움직이지 않도록 로드(40)를 액추에이터(39)에 의해 도 5의 왼쪽방향으로 이동시키고, 제 1 스토퍼(51)와 제 2 스토퍼(52)를 접촉시켜 위치결정하여, 파지조(36)의 위치가 흔들리지 않도록 위치결정한다.

이어서, 웨이퍼(7)를 웨이퍼 이동적재로봇(16)의 이동적재아암(22)으로 파지한다. 즉, 2개의 이동적재아암(22) 중 1개의 이동적재아암(22)(도 1 및 도 3의 (22b))이 상향이 되도록 선회시키고, 그 캠구동모터(43)에 의해 캠축(44)을 통하여 캠판(45)을 회전운동시켜, 그 볼록부에서 오목부로 핑거부재(34)의 캠팔로워(35)를 회전시켜 핑거부재(34)의 파지조(36)를 개방위치로 이동시킨다. 이 상태에서, 이동적재아암(22)을 웨이퍼 반송로봇(15)의 수평다관절형 아암(18)에 지지된 웨이퍼(7)에 접근시킨다. 그 후, 캠구동모터(43)에 의해 캠축(44)을 통하여 캠판(45)을 회전운동시켜, 그 볼록부에서 오목부로 핑거부재(34)의 캠팔로워(35)를 회전시켜 핑거부재(34)의 파지조(36)를 닫아, 웨이퍼(7)를 파지한다.

다음에, 웨이퍼(7)를 파지한 이동적재아암(22)을 180°선회시켜 Z축방향을 따른 수평자세로 한 후, 웨이퍼(7)를 본체유니트(1)의 스핀들(8)을 향해 이동시킨다. 이 때, 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 이동적재아암(22)을 하강시켜 이동적재아암(22)의 축심(C1)을 스핀들(8)의 축심(C2)에 대하여 아래쪽으로 시프트하는 동시에, 스핀들(8)의 가동조(23b)를 퇴피위치로 하여, 웨이퍼(7)가 스핀들(8)의 유지조(23)의 면 내에 진입하는 것을 방해하지 않도록 한다.

이상의 이동적재동작 중에서, 웨이퍼(7)의 표면이 이동적재아암(22) 등의 장치의 가동부분보다 아래로 오는 경우가 없기 때문에, 웨이퍼(7)면 상에 먼지 등을 떨어뜨리지 않고 깨끗한 반송을 행할 수 있다.

한편, 스핀들(8)은 가동조(23b)가 바로 아래에 위치하도록 정지된다. 이 때문에, 이동적재아암(22)의 각 핑거부재(34)는 스핀들(8)의 각 유지조(23)의 근방의위치, 즉 각 유지조(23)로부터 스핀들(8)의 내측둘레면을 따라 소정각도(본 실시예에서는 약 15°) 떨어진 위치에 배치된 상태에서, 스핀들(8)의 유지조(23)에 접근하여 간다. 이와 같이, 이동적재아암(22)의 핑거부재(34)의 파지조(36)가 스핀들(8)의 유지조(23)와 15°떨어져 있으면, 300mm의 웨이퍼(7)에서 파지조(36)와 유지조(23)의 사이는 약 40mm가 된다. 300mm의 웨이퍼(7)인 경우, 휘는 양은 일반적으로 전체면에서 150㎛ 이내이기 때문에, 둘레부의 40mm의 부분에서의 두께방향의 편차는 6㎛ 이하이다. 이 웨이퍼(7)의 두께방향의 편차는 두께 775㎛의 1% 이하에 상당한다. 이와 같이, 이동적재아암(22)의 각 핑거부재(34)의 파지조(36)를 스핀들(8)의 각 유지조(23)의 근방에 위치시킨 상태로 이동적재함으로써, 신뢰성 높게 웨이퍼(7)를 이동할 수 있다.

웨이퍼(7)를 스핀들(8)에 0.5mm 정도의 거리까지 접근시킨 후, 액추에이터(39)로 로드(40)를 서서히 스핀들(8)을 향하여 (도 5의 오른쪽방향) 이동시켜, 핑거부재(34)를 오른쪽방향으로 이동시키고, 그 선단부에 장착된 접촉면(42)이 접촉면(41)에 접촉할 때까지 이동시킨다. 로드(40)는 액추에이터(39)에 의해 접촉면(42, 41)이 접촉한 후에도, 추가로 0.5mm 정도 오른쪽방향으로 이동하여, U자형의 탄성부재(33)의 가압력에 의해서 접촉면(41, 42)끼리를 압접시킨 상태로 핑거부재(34) 및 그 파지조(36)의 위치결정을 행한다. 이 위치결정방법에 의해, 피드백제어 등의 복잡함이 없이, 웨이퍼(7)를 확실하게 본체유니트(1)의 스핀들(8)로 이동적재하는 것이 가능해진다.

웨이퍼(7)가 스핀들(8)의 유지조(23)의 면 내에 진입하면, 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이, 이동적재아암(22)을 상승시켜 이동적재아암(22)의 축심(C1)을 스핀들(8)의 축심(C2)에 일치시킨다. 이로 인해, 웨이퍼(7)의 외부둘레는 스핀들(8)의 유지조 중 고정조(23a)의 홈(24)에 맞물린다.

그러나, 웨이퍼(7)의 홀더가 작기 때문에, 웨이퍼(7)가 휘거나 하면, 웨이퍼(7)는 유지조(23)의 홈(24)에 맞물리지 않는 경우가 있다. 그래서, 스핀들(8)의 내측에 배치한 맞춤위치 검출센서(30)에 의해 웨이퍼(7)의 외부둘레의 두께방향의 위치, 소위 맞춤위치 M을 검출하고, 경고를 하여 낙하 등의 사고를 방지한다.

또, 스핀들(8)의 내측에 설치한 반경방향 위치검출센서(31)에 의해 웨이퍼(7)의 외부둘레의 반경방향의 위치 N을 검출하여 확실한 장착를 확인한다.

이 동작에 의해, 홀더의 작은 웨이퍼(7)를 유지조(23)의 홈(24)에 확실하게 맞물리게 할 수 있어, 웨이퍼(7)가 어중간하게 유지된 상태에서 스핀들(8)이 회전하고, 웨이퍼(7)가 낙하하는 등의 문제점의 발생을 없앨 수 있다.

웨이퍼(7)가 유지조(23)의 홈(24)에 완전히 맞물리면, 도 7의 (c)에 나타내는 바와 같이, 솔레노이드(28)를 온하여 스핀들(8)의 가동조(23b)를 유지위치로 하여 웨이퍼(7)를 완전히 유지한다. 계속해서, 도 7의 (d)에 나타내는 바와 같이, 캠구동모터(43)에 의해 캠축(44)을 통해 캠판(45)을 회전운동시켜, 캠판(45)의 오목부로부터 볼록부로 핑거부재(34)의 캠팔로워(35)를 회전시켜 핑거부재(34)의 파지조(36)를 개방한다. 이로 인해, 웨이퍼(7)는 휘거나 해도, 스핀들(8)의 유지조(23)에 의해서 낙하하지 않고 확실히 유지되어, 웨이퍼평탄도 측정센서(12)에 의해 측정이 가능해진다. 한편, 이동적재아암(22)은 웨이퍼평탄도 측정센서(12)에 의한 측정의 장애가 되지 않을 위치까지 후퇴하여, 이동작업을 완료한다.

이렇게 하여 웨이퍼(7)를 스핀들(8)로 이동적재한 후, 스핀들(8)을 구동하여 웨이퍼(7)를 회전시키면서, 센서이동 스테이지(5)를 X축방향으로 이동적재시켜, 웨이퍼평탄도 측정센서(12)에 의해 웨이퍼(7)의 표면의 평탄도를 측정한다. 계속해서, 웨이퍼(7)의 평탄도의 측정결과로부터 웨이퍼(7)의 불량여부를 판정한다.

그 후, 웨이퍼(7)를 스핀들(8)로부터 분리한다. 웨이퍼(7)를 스핀들(8)의 유지조(23)로부터 분리하여 웨이퍼 수용 카세트(14)로 되돌리기까지의 동작은, 이상 설명한 이동적재동작의 반대의 동작에 의해서 가능하다. 그리고, 웨이퍼(7)의 평탄도의 측정결과로부터 양호하다고 판정된 웨이퍼(7)로부터 소정의 공정을 거쳐 기판이 제조된다.

또, 유지보수시에 유지조(23)를 도 4의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 원형으로 구성하여 그 외부둘레면에 홈(24)을 형성하는 동시에, 스핀들(8)에 대한 장착홀(53)을 소정거리 δ만큼 편심시켜 형성하고, 장착시의 회전위치를 임의로 조정 가능하게 구성해 놓음으로써, 유지조(23)의 교환시에 웨이퍼(7)의 반경방향으로 회전하여 조정함으로써, 웨이퍼(7)의 유지위치의 위치결정을 용이하게 행할 수 있다. 또, 유지조(23)의 단면형상은 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같은 원판형상의 것에 한정되지 않고, 도 4의 (c)에 나타내는 바와 같은 홈(24)을 외부둘레에 갖는 풀리형상의 것이어도 된다.

이상의 실시예의 설명에서는 이동적재대상의 박판재로서, 실리콘으로 이루어지는 반도체 웨이퍼(7)를 예시하였지만, 이외에 자기디스크의 재료가 되는 금속판, 세라믹판, 수지판도 이동적재대상으로 할 수 있다. 또한, 박판재의 형상도 원형 이외의 형상을 대상으로 할 수 있다.

본 발명의 박판재의 이동적재방법 및 장치에 의하면, 이상의 설명으로 명백한 바와 같이, 매우 얇고 휘기 쉬운 박판재를 이동적재아암으로 유지하여, 이동적재 전후의 면의 중앙의 축심 둘레에 이동적재아암을 선회시켜 이동적재하도록 하고 있으므로, 먼지 등을 부착시키지 않고, 홀더의 작은 장착부에 확실히 맞물리게 하여 신속히 이동할 수 있고, 저비용이면서 조립하기 쉬운 구성이며, 유지보수도 용이하다는 효과 등을 얻을 수 있다.

Claims

박판재를 그 자세를 바꿔 이동적재하는 박판재의 이동적재방법에 있어서,

박판재의 이동적재 전의 면과 이동적재 후의 면의 각 면의 벡터의 합의 방향의 축을 중심으로 상기 박판재를 파지하는 이동적재아암을 선회시켜 상기 박판재의 자세를 바꾸는 것을 특징으로 하는 박판재의 이동적재방법.
제 1항에 있어서,

박판재의 부착, 분리를 행하는 2개의 이동적재아암을 이용하는 것을 특징으로 하는 박판재의 이동적재방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

이동적재 전의 면과 이동적재 후의 면이 이루는 각도가 90도이고, 이동적재 전의 면과 이동적재 후의 면의 중앙의 45도 방향의 면에 위치하는 축심 둘레에 이동적재아암을 선회시켜 박판재의 자세를 바꾸는 것을 특징으로 하는 박판재의 이동적재방법.
이동적재아암의 3개소 이상의 파지조에 의해 박판재의 둘레부를 파지하여 상기 박판재를 소정의 이동적재장소로 이동하고, 상기 이동적재아암의 각 파지조를 이동적재장소의 3개소 이상의 유지조에 근접시켜, 상기 박판재를 상기 이동적재아암의 상기 파지조로부터 이동적재장소의 상기 유지조로 이동적재하는 박판재의 이동적재방법에 있어서,

상기 이동적재아암에 상기 각 파지조와 일체로 이동하도록 설치한 위치결정용의 제 1 접촉면이 이동적재장소로 제 1 접촉면에 대응하여 설치된 위치결정용의 제 2 접촉면과 근접하여 대향하도록 상기 이동적재아암을 이동하고, 상기 파지조를 탄성가압력으로 서서히 이동시켜 제 1 접촉면을 제 2 접촉면에 접촉시킨 상태로 상기 박판재를 이동적재하는 것을 특징으로 하는 박판재의 이동적재방법.
제 4항에 있어서,

제 1 접촉면 또는 제 2 접촉면, 또는 그들 양쪽의 근방에서 먼지를 흡인하는 것을 특징으로 하는 박판재의 이동적재방법.
이동적재아암의 3개소 이상의 파지조에 의해 박판재의 둘레부를 유지하여 소정의 이동적재장소로 이동하고, 이동적재장소에서의 박판재의 둘레부를 3개소 이상의 유지조로 유지하는 박판재의 이동적재방법에 있어서,

상기 유지조의 외부둘레에 V자형의 유지홈을 동심원형상으로 형성하고, 이 동심원형상의 V자형 홈의 중심과 어긋난 위치의 둘레에 상기 유지조의 회전방향의 위치를 맞춤으로써 상기 박판재의 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 박판재의 이동적재방법.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 조합시키는 것을 특징으로 하는 박판재의 이동적재방법.
박판재를 그 자세를 바꿔 이동적재하는 박판재의 이동적재장치에 있어서,

상기 박판재의 이동적재 전의 면과 이동적재 후의 면의 각 면의 벡터의 합의 방향의 축중심으로 선회 가능하게 박판재를 파지하는 이동적재아암을 구성한 것을 특징으로 하는 박판재의 이동적재장치.
제 8항에 있어서,

박판재의 부착, 분리를 행하기 위한 2개의 이동적재아암을 구비한 것을 특징으로 하는 박판재의 이동적재장치.
3개소 이상의 파지조에 의해 박판재의 둘레부를 파지하여 소정의 이동적재장소로 이동하는 이동적재아암과, 상기 박판재의 둘레부를 3개소 이상의 유지조에 의해 유지하는 이동적재장소를 구비하여, 상기 이동적재아암의 상기 각 파지조를 이동적재장소의 상기 유지조에 근접시킨 상태로 상기 박판재를 상기 이동적재아암의 상기 파지조로부터 이동적재장소의 상기 유지조로 이동적재하도록 한 박판재의 이동적재장치에 있어서,

상기 이동적재아암에 상기 각 파지조와 일체로 이동하는 위치결정용의 제 1 접촉면을 설치하고, 이동적재장소에 제 1 접촉면에 대응하여 위치결정용의 제 2 접촉면을 설치하면서 상기 이동적재아암에 상기 각 파지조를 상기 박판재의 두께방향으로 적당한 거리만큼 이동가압하는 스프링기구와 상기 각 파지조를 고정상태와 가동상태로 전환하는 액추에이터를 설치한 것을 특징으로 하는 박판재의 이동적재장치.
제 10항에 있어서,

각 유지조에 대한 박판재의 두께방향의 맞춤위치와 반경방향위치를 검출하는 센서를 설치한 것을 특징으로 하는 박판재의 이동적재장치.
제 10항 또는 제 11항에 있어서,

제 1 접촉면 또는 제 2 접촉면, 또는 그들의 양쪽의 근방에 먼지 흡인기구를 설치한 것을 특징으로 하는 박판재의 이동적재장치.
이동적재아암의 3개소 이상의 파지조에 의해 박판재의 둘레부를 유지하여 소정의 이동적재장소로 이동하는 이동적재수단과, 이동적재장소에서의 상기 박판재의 둘레부를 3개소 이상의 유지조로 유지하는 유지수단을 구비한 박판재의 이동적재장치에 있어서,

상기 유지조의 외부둘레에 V자형의 유지홈을 동심원형상으로 형성하고, 이 동심원형상의 V자형 홈의 중심과 어긋난 위치에 상기 유지조의 부착홀을 설치하고, 상기 유지조의 1회전 방향의 위치를 맞추는 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 박판재의 이동적재장치.
제 8항 내지 제 13항 중 어느 한 항의 1 또는 복수에 기재된 수단을 조합한 것을 특징으로 하는 박판재의 이동적재장치.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 박판재를 소정의 이동적재장소로 이동적재하고, 이 박판재의 측정을 행한 후, 이 박판재의 불량여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.