KR20150045884A - 기판 반송 장치 - Google Patents

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KR20150045884A
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겐 후지이
코지 카메사키
켄지 에토
코우지 사사키
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가부시키가이샤 아루박
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Abstract

[과제]자중에 의해 변형 가능한 기판의 반송 정밀도를 향상시킬 수 있는 기판 반송 장치를 제공한다. [해결 수단]본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(1)는, 핸드부(20)와, 복수의 위치 결정 패드(23a, 23b, 23c)와, 적어도 1개의 지지 패드(24)를 구비한다. 핸드부(20)는, 자중에 의해 변형 가능한 기판(W)이 재치되는 재치면(201)을 갖는다. 복수의 위치 결정 패드(23a, 23b, 23c)는, 핸드부(20)에 설치되고, 해당 재치면(201)에 재치된 기판(W)의 둘레를 해당 재치면(201)으로부터 제1 높이 H1로 지지한다. 적어도 1개의 지지 패드(24) 는, 재치면(201)에 설치되고, 해당 재치면(201)에 재치된 기판(W)의 하면을 지지하고, 제1 높이 H1보다 높은 제2 높이 H2를 갖는다.

Description

기판 반송 장치{SUBSTRATE TRANSFER DEVICE}
본 발명은, 반도체 기판이나 유리 기판 등의 기판을 반송하기 위한 기판 반송 장치에 관한 것이다.
반도체 기판이나 실리콘 웨이퍼(wafer), 액정표시장치용 유리 기판 등을 진공 처리하는 기판 처리 장치로서, 반송실을 중심으로 그 주위에 각각 게이트 밸브를 개입시켜 복수의 처리실을 배치하는 것에 의해서 여러 가지의 기판 처리를 진공 중에서 일관해서 실시할 수 있는 멀티 챔버 장치가 알려져 있다. 이런 종류의 멀티 챔버형의 기판 처리 장치는, 반송실로부터 각각의 처리실에 기판을 자동적으로 반입·반출하기 위한 기판 반송 장치가 구비되어 있다.
기판 반송 장치는, 각 실에 기판을 반송하기 위해서 신축·선회 동작을 실시하고, 거기에 따르는 가속 감속에 의해, 기판은 기판 반송 장치의 핸드에 대해서 상대적으로 이동할 수 있다. 각 실로의 기판 반송 정밀도의 관점으로부터, 기판의 핸드에 대한 상대 이동량을 억제하기 위해, 핸드에는 기판의 미끄러짐을 방지하기 위한 보관 유지 패드나, 기판의 주연부를 지지하여 위치 결정을 행하기 위한 스토퍼가 장착되고 있다(예를 들면 아래와 같이 특허문헌 1 참조).
특개2009-43799호 공보(단락[0085], 도 17, 18)
근년에서의 기판의 대형화, 박형화에 수반하여, 기판의 변형이 발생하기 쉬워지고 있다. 이러한 기판을 기판 반송 장치로 반송하는 경우, 기판에 생긴 휘어진 상태나 변형에 의해서, 기판의 주연부를 적정하게 위치 결정할 수 없게 되고, 그 결과, 소망하는 기판 반송 정밀도를 얻을 수 없게 된다고 하는 문제가 있다.
이상과 같은 사정을 귀감으로 하여, 본 발명의 목적은, 변형 가능한 기판의 반송 정밀도를 향상시킬 수 있는 기판 반송 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 한 형태에 따른 기판 반송 장치는, 핸드부와, 복수의 위치 결정 패드와, 적어도 1개의 지지 패드를 구비한다.
상기 핸드부는, 변형 가능한 기판이 재치되는 재치면을 가진다.
상기 복수의 위치 결정 패드는, 상기 핸드부에 설치되어, 상기 재치면에 재치된 상기 기판의 둘레를 상기 재치면으로부터 제1 높이로 지지한다.
상기 적어도 1개의 지지 패드는, 상기 재치면에 설치되어, 상기 재치면에 재치된 상기 기판의 하면을 지지하고, 제1 높이보다 높은 제2 높이를 가진다.
[도 1]본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 반송 장치를 구비하는 기판 처리 장치의 개략 평면도이다.
[도 2]상기 기판 반송 장치의 상면도이다.
[도 3]상기 기판 반송 장치의 측면도이다.
[도 4]상기 기판 반송 장치에서의 제1 위치 결정 패드의 사시도이다.
[도 5]상기 기판 반송 장치에서의 제2 위치 결정 패드의 사시도이다.
[도 6]상기 기판 반송 장치에서의 제3 위치 결정 패드의 사시도이다.
[도 7]상기 기판 반송 장치에서의 지지 패드의 사시도이다.
[도 8]상기 기판 반송 장치의 일 작용을 설명하는 측면도이다.
[도 9]상기 기판 반송 장치에서의 핸드부에 기판이 재치된 모습을 나타내는 개략 측면도이다.
[도 10]상기 핸드부에 열팽창한 기판이 재치된 모습을 나타내는 개략 측면도이다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 반송 장치는, 핸드부와, 복수의 위치 결정 패드와, 적어도 1개의 지지 패드를 구비한다.
상기 핸드부는, 변형 가능한 기판이 재치되는 재치면을 가진다.
상기 복수의 위치 결정 패드는, 상기 핸드부에 설치되어, 상기 재치면에 재치된 상기 기판의 둘레를 상기 재치면으로부터 제1 높이로 지지한다.
상기 적어도 1개의 지지 패드는, 상기 재치면에 설치되어, 상기 재치면에 재치된 상기 기판의 하면을 지지하고, 제1 높이보다 높은 제2 높이를 가진다.
상기 기판 반송 장치에서는, 자중에 의해 변형 가능한 기판이 재치면에 재치되었을 때, 기판은 그 주연부가 면내 중앙부보다 하부로 변형된 상태로 지지 패드에 지지를 받는다. 한편, 위치 결정 패드는, 지지 패드보다 낮은 높이로 구성되어 있기 때문에, 하부로 변형된 기판의 주연부를 지지하면서 위치 결정한다.
따라서 상기 기판 반송 장치에 의하면, 자중에 의해 변형하기 쉬운 기판이어도 기판의 주연부를 적정하게 위치 결정할 수 있기 때문에, 기판의 반송 정밀도를 높일 수 있다. 또, 열처리 등에 의해 기판에 열변형이 생긴 경우에도, 자중에 의해 기판의 주연부를 하부로 변형시킬 수 있기 때문에, 상기 위치 결정 패드에 의해 소망한 위치 결정 정밀도를 확보할 수 있다.
그런데, 기판 반송 장치에 의해서 기판을 반송할 때, 핸드부 상에서 기판이 상대 이동을 함으로써, 기판 지지 패드와 기판과의 접촉점에서 마찰 대전(帶電)이 발생하고, 기판 상에 형성한 디바이스의 정전 파괴가 발생한다고 하는 문제가 있다. 기판 반송 장치의 가감 속도를 늦게 함으로써 핸드부 상에서의 기판의 상대 이동 속도를 늦게 하여, 기판의 마찰 대전을 억제하는 것이 가능하지만, 생산성의 저하로 연결되어 버린다.
상술의 기판의 마찰 대전 문제를, 생산성을 저하시키지 않고 해결하기 위해서, 상기 지지 패드는, 베이스부와, 상기 베이스부의 상면에 배치된 적어도 1축 회전으로 회전하는 회전체를 가지고 있을 수 있다. 이로 인해, 상기 지지 패드와 상기 기판과의 접촉을 구름마찰로 하여, 마찰을 줄일 수 있기 때문에, 핸드부 구동시의 상기 기판의 상대 이동에 수반하는 마찰 대전을 경감하고, 상기 기판에 형성된 디바이스의 정전 파괴를 방지하는 것이 가능해진다.
상기 회전체는, 도전성 재료일 수 있다. 이로 인해, 상기 기판에 발생한 정전기의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
상기 복수의 위치 결정 패드는, 상기 재치면의 면 내1축 방향에서 서로 대향하는 적어도 한 쌍의 위치 결정 패드를 갖고, 상기 한 쌍의 위치 결정 패드는, 상기 기판의 둘레를 지지 가능한 상기 제1 높이를 갖는 제1 지지면과, 상기 제1 지지면에 설치되어, 상기 기판의 상기1축 방향의 위치를 규정 가능한 제1 단부를 가질 수 있다.
이로 인해, 상기 핸드부의 신축·선회 동작에 수반하는 상기 기판의 핸드부 상에서의 상대 이동을 억제하고, 상기 기판의 위치 결정을 정밀도 좋게 실시하는 것이 가능해진다.
상기 한 쌍의 위치 결정 패드 중 적어도 일방측의 위치 결정 패드는, 상기 제1 단부에 설치되어 상기 제1 높이보다 높고 상기 제2 높이보다 낮은 제3 높이를 갖고 상기 기판의 둘레를 지지 가능한 제2 지지면과, 상기 제2 지지면에 설치되어, 상기 기판의 상기1축 방향의 위치를 규정 가능한 제2 단부를 더 가질 수 있다.
이로 인해, 가열에 의해 기판이 열팽창했을 경우에도, 기판의 주연부를 상기 제2 지지면에서 지지하면서, 제2 단부에서 기판의 소망한 위치로 결정 정밀도를 확보하는 것이 가능해진다.
상기 핸드부는, 복수 라인의 축부를 포함한다. 상기 복수 라인의 축부는, 제1 축 방향으로 연재하고, 상기 제1 축 방향과 직교하는 제2 축 방향으로 배열될 수 있다. 상기 복수의 위치 결정 패드는, 상기 복수 라인의 축부 중 적어도 외측에 위치하는 한 쌍의 축부에 각각 설치될 수 있다. 상기 지지 패드는, 상기 복수 라인의 축부 중 적어도 내측에 위치하는 축부에 설치된 복수의 지지 패드를 포함할 수 있다.
이로 인해, 상기 핸드부의 경량화를 도모할 수 있다. 따라서, 예를 들면 대형 기판 반송용의 핸드부를 경량이고 저비용으로 구성할 수 있다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
[기판 처리 장치의 구성]
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(100)를 나타내는 평면도이다. 기판 처리 장치(100)는, 중앙에 반송실(A)를 구비하고, 반송실(A)의 주위에 도시하지 않은 게이트 밸브를 개입시켜 사입·취출실(B) 및 복수의 처리실(C)이 배치되어 있다. 반송실(A)에는 기판(W)을 각 실로 반송하는 기판 반송 장치(1)가 설치되어 있다. 복수의 처리실(C)로서는, 예를 들면, 열처리실, 성막실(CVD실, 스퍼터링실(Sputtering室)), 에칭실 등의 적당의 진공 처리실을 들 수 있다.
반송실(A), 사입·취출실(B) 및 복수의 처리실(C)은, 각각 소정의 압력 이하로 진공 배기되고 있다. 전형적으로는, 각 실은 개별의 진공 배기 장치에 의해서 배기된다. 사입·취출실(B)은, 사입실 및 취출실의 2개의 실로 구성될 수 있다. 처리실(C)의 수는 특별히 한정되지 않고, 적어도 1개 배치되면 된다.
기판(W)에는, 변형 가능한 기판이 이용된다. 본 실시 형태에서는, 기판(W)으로서, 자중에 의해 변형 가능한 가효성을 갖는 구형의 유리 기판이 이용된다. 기판(W)의 두께, 크기는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 두께가 약 0.3mm~0.5mm, 장변이 약 1000mm~1800mm, 단변이 약 800mm~1500mm의 박판의 대면적 기판이 이용된다.
사입·취출실(B)로의 기판(W)의 반입 및 사입·취출실(B)로부터의 기판(W)의 반출은, 기판 처리 장치(100)의 외부(대기)에 설치된 도시하지 않은 반송 로봇에 의해서 행해진다. 본 실시 형태에서는, 상에서 설명한 바와 같이 비교적 대면적의 기판(W)이 이용되기 때문에, 기판(W)은, 사입·취출실(B)에 한 장씩 반입된다. 기판 반송 장치(1)는, 사입·취출실(B)로부터 기판(W)을 꺼내 소정의 처리실(C)로 반송한다. 기판(W)은, 처리실(C)에서 처리된 후, 기판 반송 장치(1)에 의해 다시 사입·취출실(B)로 반송된다.
[기판 반송 장치의 구성]
도 2 및 도 3은, 기판 반송 장치(1)를 나타내는 도면이며, 도 2는 상면도, 도 3은 측면도이다.
또한 각 도면에서, X, Y 및 Z의 각 축은 서로 직교하는 3축 방향을 나타내고, X축 및 Y축은 수평 방향에 상당하고, Z축은 연직 방향에 상당한다.
도 2 및 도 3에 나타내듯이 기판 반송 장치(1)는, 기판 지지부(2)와, 제1 구동부(3)와 제2 구동부(4)를 갖는다.
제1 구동부(3)은, 기판 지지부(2)를 지지하는 슬라이더(11)으로, 슬라이더(11)을 Y축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 대좌 12를 갖는다. 슬라이더(11)은, 도 2에 나타내도록(듯이) X축 방향으로 긴 방향을 갖는 판 모양 부재로 구성된다. 한편, 대좌 12는, Y축 방향으로 긴 방향을 갖는 판 모양 부재로 구성되어, 리니어 모터나 슬라이더(11)의 직선 이동을 안내하는 가이드 레일등을 내장한다.
제2 구동부(4)는, 제1 구동부(3)의 대략 중심부에 접속되는 구동축(4a)을 갖는다. 제2 구동부(4)는, 구동축(4a)을 Z축 주위로 회전시키는 선회용 모터나, 구동축(4a)을 Z축 방향으로 승강시키는 승강용 모터 등을 내장하고, 구동축(4a)을 개입시켜 제1 구동부(3) 및 기판 지지부(2)를 선회 혹은 승강 구동한다. 구동축(4a)은 이들 모터에 공통의 구동축으로 구성되거나, 각 모터의 구동축을 동심적으로 배치한 복수의 구동축으로 구성될 수 있다.
기판 지지부(2)는, 기판(W)이 재치되는 재치면(201)을 갖는 핸드부(20)와, 핸드부(20)에 각각 설치된 복수의 위치 결정 패드(23a, 23b, 23c) 및 지지 패드(24)를 가진다.
(핸드부)
핸드부(20)는, 복수 라인의 축부를 포함하고, 재치면(201)은, 이들 복수 라인의 축부 각각의 상면으로 구성된다. 본 실시 형태에서, 핸드부(20)는, 4개의 축부(21a, 21b, 21c 및 21d)로 구성되지만, 갯수는 이에 한정되지 않고, 기판(W)의 크기 등에 따라 적당하게 변경 가능하다. 축부(21a~21d)는 각각 같은 구성을 갖고, Y축 방향으로 연재하고 X축 방향으로 등간격으로 배열된 직선적인 축부재로 구성된다.
축부(21a~21d) 각각은, 슬라이더(11)에 고정되는 기단부와, 그 반대측의 첨단부를 갖고, 상기 기단부로부터 첨단부를 향해 서서히 가늘어지도록 형성된다. 축부(21a~21d)의 축직 방향에서의 단면은 대략 구형으로 형성되지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면 원형 그 외의 형상으로 형성될 수 있다.
(위치 결정 패드)
상기 복수의 위치 결정 패드는, 복수의 제1 위치 결정 패드(23a)와, 복수의 제2 위치 결정 패드(23b)와, 복수의 제3 위치 결정 패드(23c)를 포함한다. 이들 위치 결정 패드(23a~23c)는, 재치면(201) 상에 재치된 기판(W)의 주연부를 지지하는 것이 가능하게 구성되고, 본 실시 형태에서는 기판(W)의 지지 위치에 따라 각각 다른 구성을 가진다.
도 2에 나타내듯이, 복수의 제1 위치 결정 패드(23a)는, 기판(W)의 슬라이더(11) 측에 위치하는 일방의 단변측의 주연부(Wa)를 각각 지지하고, 복수의 제2 위치 결정 패드(23b)는, 기판(W)의 타방의 단변측의 주연부(Wb)를 각각 지지한다. 복수의 제3 위치 결정 패드(23c)는, 기판(W)의 장변측의 주연부(Wc)를 각각 지지한다.
제1 위치 결정 패드(23a)는, 핸드부(20)의 구성하는 4개의 축부(21a~21d) 중 외측에 위치하는 2개의 축부(21a 및 21d) 상에 각각 설치된다. 각각의 제1 위치 결정 패드(23a)는, 각각 동일한 구성을 가진다.
도 4는 제1 위치 결정 패드(23a)의 사시도이다. 제1 위치 결정 패드(23a)는, 재치면(201)에 설치되어, 재치면(201)으로부터 높이 H1(제1 높이)의 위치에 형성된 지지면(231a)(제1 지지면)과, 지지면(231a)에 형성된 단부(232a)(제1 단부)를 포함한다. 지지면(231a)은, 재치면(201)에 재치된 기판(W)의 주연부(Wa)의 일부를 재치면(201)으로부터 높이 H1의 위치에서 지지한다. 단부(232a)는, 지지면(231a)에 지지를 받는 기판(W)의 주연부(Wa)의 단면에 대향하도록 설치되고, 주연부(Wa)의 단면과의 당접에 의해, 도 2에서 기판(W)의 -Y 방향으로의 이동을 규제한다.
제1 위치 결정 패드(23a)는, 해당 제1 위치 결정 패드(23a)를 Z축 방향으로 관통하는 삽통공(230a)을 갖고, 삽통공(230a)에 삽통되는 나사 부재를 개입시키고, 축부(21a 및 21d)의 소정 위치에 각각 고정된다.
제2 위치 결정 패드(23b)는, 제1 위치 결정 패드(23a)와 Y축 방향으로 대향하도록, 축부(21a 및 21d) 각각의 첨단부에 각각 설치되어 있다. 각각의 제2 위치 결정 패드(23b)는, 각각 동일한 구성을 가지고 있다.
도 5는 제2 위치 결정 패드(23b)의 사시도이다. 제2 위치 결정 패드(23b)는, 재치면(201)에 설치되어, 제1 지지면(231b)과, 제1 단부(232b)와, 제2 지지면(233b)과, 제2 단부(234b)를 갖는다. 제1 지지면(231b)은, 재치면(201)으로부터 높이 H1(제1 높이)의 위치에 형성되어, 제1 단부(232b)는, 제1 지지면(231b) 상에 설치되어, 제2 지지면(233b)은, 제1 단부(232b)의 상면에 설치된다. 제1 단부(232b)의 높이는 H3이며, 따라서 제2 지지면(233b)은, 재치면(201)으로부터 높이 H3(제3 높이)의 위치에 형성된다. 제2 단부(234b)는, 제2 지지면(233b) 상에 설치된다.
제2 위치 결정 패드(23b)는, 전형적으로는, 제1 지지면(231b) 및 제2 지지면(233b)의 어느 쪽이나 한편으로, 재치면(201)에 재치된 기판(W)의 주연부(Wb)를 지지한다. 제1 지지면(231b)이 기판(W)의 주연부(Wb)를 지지하는 경우, 제1 지지면(231b)은, 주연부(Wb)의 일부를 재치면(201)으로부터 높이 H1의 위치에서 지지한다. 제2 지지면(233b)이 기판(W)의 주연부(Wb)를 지지하는 경우, 제2 지지면(233b)은, 주연부(Wb)를 재치면(201)으로부터 높이 H3의 위치에서 지지한다. 제1 단부(232b)는, 제1 지지면(231b)에 지지를 받는 기판(W)의 주연부(Wb)의 단면에 대향하여, 제2 단부(234b)는, 제2 지지면(233b)에 지지를 받는 기판(W)의 주연부(Wb)의 단면에 대향한다. 제1 단부(232b) 및 제2 단부(234b)는, 주연부(Wb)의 단면과의 당접에 의해, 도 2에서 기판(W)의 +Y 방향으로의 이동을 규제한다.
제2 위치 결정 패드(23b)는, 도 5에 나타내듯이, 제2 단부(234b)의 상면에 제3 지지면 및 제3 단부를 더 가질 수 있고, 해당 제3 단부에 제4 지지면 및 제4 단부를 더 가질 수 있다.
제2 위치 결정 패드(23b)는, 해당 제2 위치 결정 패드(23b)를 Z축 방향으로 관통하는 삽통공(230b)을 갖고, 삽통공(230b)에 삽통되는 나사 부재를 개입시키고, 축부(21a 및 21d) 첨단부에 각각 고정된다.
제3 위치 결정 패드(23c)는, X축 방향으로 서로 대향하도록 축부(21a 및 21d) 각각에 각각 설치되어 있다. 제3 위치 결정 패드(23c)는, 도 2에 나타내듯이, 축부(21a 및 21d)로부터 각각 외측을 향해 연장되는 지지 암(25)의 첨단부에 각각 장착된다. 각각의 제3 위치 결정 패드(23c)는, 각각 동일한 구성을 가지고 있다.
도 6은, 축부(21a)에 장착된 제3 위치 결정 패드(23c)의 사시도이다. 제3 위치 결정 패드(23c)는, 제1 지지면(231c)과, 제1 단부(232c)와, 제2 지지면(233c)과, 제2 단부(234c)를 갖는다. 제1 지지면(231c)은, 재치면(201)으로부터 높이 H1(제1 높이)에 위치하도록 지지 암(25)에 의해 축부(21a 및 21d)에 고정된다. 제1 단부(232c)는, 제1 지지면(231c) 상에 설치되고, 제2 지지면(233c)은, 제1 단부(232c)의 상면에 설치된다. 제1 단부(232c)의 높이는 H3이며, 따라서 제2 지지면(233c)은, 재치면(201)으로부터 높이 H3(제3 높이)에 위치하도록 지지 암(25)에 의해 축부(21a 및 21d)에 고정된다. 제2 단부(234c)는, 제2 지지면(233c) 상에 설치된다.
제3 위치 결정 패드(23c)는, 전형적으로는, 제1 지지면(231c) 및 제2 지지면(233c)의 어느 일방에서, 재치면(201)에 재치된 기판(W)의 주연부(Wc)를 지지한다. 제1 지지면(231c)이 기판(W)의 주연부(Wc)를 지지하는 경우, 제1 지지면(231c)은, 주연부(Wc)의 일부를 재치면(201)으로부터 높이 H1의 위치에서 지지한다. 제2 지지면(233c)이 기판(W)의 주연부(Wc)를 지지하는 경우, 제2 지지면(233c)은, 주연부(Wc)를 재치면(201)으로부터 높이 H3의 위치에서 지지한다. 제1 단부(232c)는, 제1 지지면(231c)에 지지를 받는 기판(W)의 주연부(Wc)의 단면에 대향하고, 제2 단부(234c)는, 제2 지지면(233c)에 지지를 받는 기판(W)의 주연부(Wc)의 단면에 대향한다. 제1 단부(232c) 및 제2 단부(234c)는, 주연부(Wc)의 단면과의 당접에 의해, 도 2에 대해 기판(W)의 -X 방향(축부(21d)에 장착된 제3 위치 결정 패드(23c)에 대해서는 +X 방향)으로의 이동을 규제한다.
제3 위치 결정 패드(23c)는, 도 6에 나타내듯이, 제2 단부(234c)의 상면에 제3 지지면 및 제3 단부를 더 가지거나, 해당 제3 단부에 제4 지지면 및 제4 단부를 더 가질 수 있다.
제3 위치 결정 패드(23c)는, 지지 암(25)에 고정되는 고정면(235c)과, 고정면(235c)에 형성된 나사 나합공(230c)을 갖는다. 제3 위치 결정 패드(23c)는, 나사 나합공(230c)에 나합되는 나사 부재를 개입시키고, 각 지지 암(25)의 첨단부에 각각 고정된다.
본 실시 형태에서 지지 암(25)은, 제1 위치 결정 패드(23a)보다 축부(21a, 21d)의 기단부 측에 고정되고, 제3 위치 결정 패드(23c)는, 기판(W)의 주연부(Wa)에 가까운 주연부(Wc)를 각각 지지하도록 구성되어 있다.
(지지 패드)
지지 패드(24)는, 핸드부(20)의 재치면(201)에 배치된다. 지지 패드(24)는 적어도 1개 설치되고, 본 실시 형태에서는 도 2에 나타내듯이, 각 축부(21a~21d) 상에 각각 복수개씩(도시의 예에서는 6 개씩) 배치되어 있다. 복수의 지지 패드(24)는, 각각 동일한 구성을 갖고, 재치면(201)에 재치된 기판(W)의 하면을 지지하는 것이 가능하게 구성되어 있다.
도 7은, 지지 패드(24)의 사시도이다. 지지 패드(24)는, 재치면(201) 상에 설치된 원통형의 베이스부(241)와, 베이스부(241)의 상단에 배치된 회전체(242)를 갖는다. 회전체(242)는, 구상의 볼 베어링으로 구성되고, 베이스부(241)는, 회전체(242)를 다축 주위로 회전 가능하게 지지한다. 회전체(242)는, 전형적으로는 금속 혹은 도전성 폴리머 등의 도전체로 구성된다. 지지 패드(24)는, 높이 H2(제2 높이)를 갖는다. 높이 H2는, 재치면(201)으로부터 회전체(242)의 상단까지의 높이이며, 상기 H1, H3보다 높게 설정된다.
또한 본 실시 형태에서는, 지지 패드(24)는 기판(W)을 점접촉으로 지지할 수 있고, 회전체(242)는, 기판(W)의 이동에 추종하여 회전 가능하다. 이로 인해, 지지 패드(24)와 기판(W)과의 마찰은 구름마찰이 지배적이 되고, 기판(W)의 마찰 대전을 억제하고, 기판(W) 상에 형성한 디바이스의 정전 파괴를 방지하는 것이 가능해진다. 따라서, 회전체(242)의 구성 재료는 특히 한정되지 않고, 상술의 도전체 외에, 절연성을 갖는 재료를 이용하는 것이 가능하고, 예를 들면, 절연성의 무기 화합물, 세라믹스, 절연성의 합성 수지 등을 이용할 수 있다.
높이 H1, H2 및 H3의 크기는 특히 한정되지 않고, 기판(W)의 종류나 크기 등에 따라 적당하게 설정하는 것이 가능하다. 높이 H2는, 높이 H1 또는 H3보다 예를 들면 1mm 이상 높게 설정된다. 본 실시 형태에서는, H1는 3mm, H2는 8mm, H3는 5 mm의 크기로 설정된다.
제1~제3 위치 결정 패드(23a~23c)의 구성 재료는 특별히 한정되지 않고, 금속, 합성 수지 등의 적당한 재료를 이용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 도전성 폴리이미드 등의 도전성 폴리머로 구성된다.
(그 외)
도 2에 나타내듯이, 기판 지지부(2)는, 재치면(201)에 재치된 기판(W)의 주연부를 지지하는 것이 가능한 제1 및 제2 보조 패드(26a, 26b)를 더 갖는다. 제1 보조 패드(26a)는, 제1 위치 결정 패드(23a)와 X축 방향으로 정렬하도록 축부(21b 및 21c)의 재치면(201) 상에 각각 배치된다. 제2 보조 패드(26b)는, 제2 위치 결정 패드(23b)와 X축 방향으로 정렬하도록 축부(21b 및 21c)의 재치면(201)(축부(21b 및 21c)의 첨단부) 상에 각각 배치된다. 제1 및 제2 보조 패드(26a, 26b)는, 크기야말로 다르지만 각각 같은 구성을 가지고, 전형적으로는, 재치면(201)으로부터 높이 H1의 지지면을 갖는 평판 상에 형성된다.
[기판 반송 장치의 동작]
다음으로, 이상과 같이 구성되는 본 실시 형태의 기판 반송 장치(1)의 동작에 대해 설명한다.
위에서 설명한 바와 같이, 기판 반송 장치(1)는, 사입·취출실(B)과 임의의 처리실(C)과의 사이, 혹은, 복수의 처리실(C)의 사이에서 기판(W)을 반송한다. 기판 반송 장치(1)의 제1 및 제2 구동부(3, 4)는, 도시하지 않은 콘트롤러에 의해 기판 지지부(2)의 신축, 선회 및 승강의 각 동작이 제어된다. 도 8은, 기판 지지부(2)의 신축 동작의 모습을 나타내고, A는 기판 지지부(2)가 줄어든 상태를 나타내고, B는 기판 지지부(2)가 신장한 상태를 나타내고 있다.
본 실시 형태에 의하면, 핸드부(20)가 복수 라인의 축부재(21a~21d)로 구성되어 있기 때문에, 핸드부(20)의 중량을 경량화 가능하고, 이로 인해 구동 부하의 경감을 도모할 수 있는 것과 동시에, 반송 정밀도의 저하를 방지할 수 있다.
도 9는, 재치면(201)에 재치된 기판(W)의 모습을 나타내는 기판 지지부(2)의 개략 측면도이다. 재치면(201) 상의 기판(W)은, 그 주연부가 복수의 위치 결정 패드(23a~23c)에 의해 지지를 받고, 주연부 이외의 면내 영역이 복수의 지지 패드(24)에 의해 지지를 받는다. 덧붙여 이해의 용이 때문에, 기판(W)의 변형은 약간 과장하여 나타내 보이고 있다.
본 실시 형태에서, 각 지지 패드(24)는, 위치 결정 패드(23a~23c)의 지지면(제1 지지면)(231a~231c)의 높이(H1)보다 큰 높이(H2)로 구성되어 있다. 이 때문에 재치면(201) 상의 기판(W)은, 그 주연부가 자중에 의해 하부로 처지도록 변형하고, 그 변형한 주연부가 위치 결정 패드(23a~23c)의 지지면(제1 지지면)(231a~231c)에 지지를 받는다.
도 9의 예에서는, 기판(W)의 단변측의 주연부(Wa, Wb)가, Y축 방향으로 서로 대향하는 제1 및 제2 위치 결정 패드(23a, 23b)의 제1 지지면(231a, 231b)에 각각 지지를 받으면서, 제1 단부(232a, 232b)에 의해서 Y축 방향의 위치가 규정된 모습을 나타내고 있다. 이로 인해 핸드부(20)의 신축 혹은 선회 동작에 수반하는 기판(W)의 Y축 방향에 따른 상대 이동을 규제할 수 있다.
이와 같이, 기판(W)의 장변측의 주연부(Wc)도 또 자중에 의해 하부로 변형할 수 있다. 이 경우, X축 방향으로 서로 대향하는(한 쌍의) 제3 위치 결정 패드(23c)의 제1 지지면(231c)에 각각 지지를 받으면서, 제1 단부(232c)에 의해서 X축 방향의 위치가 규정된다. 이로 인해 핸드부(20)의 선회 동작에 수반하는 기판(W)의 X축 방향에 따른 상대 이동을 규제할 수 있다.
이상과 같이 본 실시 형태에 의하면, 자중에 의해 변형하기 쉬운 기판이어도, 기판(W)의 주연부(Wa, Wb, Wc)를 적정하게 위치 결정 할 수 있기 때문에, 기판(W)의 반송 정밀도를 높일 수 있다.
한편, 기판 반송 장치에 의해서 기판을 반송할 때, 핸드부 상에서 기판이 상대 이동을 함으로써, 기판 지지 패드와 기판과의 접촉점에 대해 마찰 대전이 발생하고, 기판 상에 형성한 디바이스의 정전 파괴가 발생할 우려가 있다. 기판 반송 장치의 가감 속도를 늦게 하는 것으로 핸드부 상에서의 기판의 상대 이동 속도를 늦게 하여, 기판의 마찰 대전을 억제하는 것이 가능하지만, 생산성의 저하로 연결되어 버린다.
그래서 본 실시 형태에서는, 지지 패드(24)에서의 기판(W)과의 접촉부가 회전체(242)로 구성되어 있다. 이 때문에 각 지지 패드(24)는 기판(W)을 점접촉으로 지지 가능하고, 게다가 기판(W)의 이동에 추종하여 회전체(242)가 회전 가능하기 때문에, 기판(W)과 지지 패드(24)와의 마찰은, 구름마찰이 지배적이 된다.
이와 같이 기판(W)과 지지 패드(24)와의 사이의 마찰을 줄일 수 있기 때문에, 재치면(201) 상에서의 기판(W)의 상대 이동에 수반하는 기판(W)의 마찰 대전을 억제할 수 있다. 또한 회전체(242)가 도전재료로 구성되어 있기 때문에, 상기 마찰 대전을 보다 현저하게 경감할 수 있다. 이로 인해, 예를 들면 정전기에 민감한 디바이스가 형성된 기판을 반송하는 경우에, 해당 디바이스의 절연 파괴를 효과적으로 방지하는 것이 가능해진다.
또한, 처리실(C)에 가열 혹은 성막 등의 진공 처리를 한 기판에는, 열변형이나 막응력 등에 의해 기판(W)에 휘어진 상태나 곡선이 생기는 일이 있다. 이러한 경우에서도, 본 실시 형태의 기판 반송 장치(1)에 의하면, 자중에 의해 기판(W)의 주연부(Wa~Wc)를 하부로 변형시킬 수 있기 때문에, 위치 결정 패드(23a~23c)에 의해 소망한 위치 결정 정밀도를 확보할 수 있다.
또 본 실시 형태에 의하면, 열팽창 등에 의해서 기판(W)에 치수 변화가 생기는 경우에도, 해당 기판(W)의 위치 결정 정밀도를 확보할 수 있다. 예를 들면 도 10은, 열팽창한 기판(W)이 재치면(201)에 재치된 모습을 나타내는 기판 지지부(2)의 개략 측면도이다.
도 10에 나타내듯이, 기판(W)의 주연부(Wb)가 제2 위치 결정 패드부(23b)에서의 제1 단부(232b)를 넘는 정도로 기판(W)이 열팽창했을 경우에서도, 해당 주연부(Wb)는, 제2 단부(232b)의 상면에 설치된 제2 지지면(233b)에 지지를 받는다. 즉 지지 패드(24)의 높이 H2는, 제2 지지면(233b)의 높이 H3보다 높게 설정되어 있기 때문에, 기판(W)의 주연부(Wa, Wb)를 그 자중으로 하부로 변형시키고, 제2 지지면(233b) 및 제2 단부(234b)에 의해서, 적정한 위치 결정 작용을 확보할 수 있다.
기판(W)의 장변측의 주연부(Wc)에서도 같이, 제3 위치 결정 패드(23c)의 제2 지지면(233c)에 각각 지지를 받으면서, 제2 단부(234c)에 의해서 소기의 위치 결정 작용을 확보할 수 있다.
여기서, 반송로 상에서 기판이 냉각되어 원래의 크기로 돌아왔다고 해도, 반송 과정에서 기판(W)을 제2 및 제3 위치 결정 패드(23b, 23c)에서의 제1 지지면(231b, 231c)으로 각각 지지할 수 있다. 이 경우에서도 제1 단부(232b, 232c)에 의해 소기의 위치 결정 작용을 확보할 수 있으므로, 반송 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 제2 및 제3 위치 결정 패드(23b, 23c)에서의 상기 제3 혹은 제4 지지면의 높이는, 지지 패드(24)와의 높이(H2)보다 높거나, 낮을 수 있다. 상기 제 3 혹은 제4 지지면이 지지 패드(24)의 높이와 동등 이상의 경우, 자중에 의해 변형하지 않는 기판에서 소기의 위치 결정 정밀도를 얻을 수 있다. 한편, 상기 제 3 혹은 제4 지지면이 지지 패드(24)보다 낮은 경우, 자중에 의해 변형 가능한 기판에서 소기의 위치 결정 정밀도를 얻을 수 있다.
이상과 같이 본 실시 형태에 의하면, 자중에 의해 변형하기 쉬운 기판의 위치 결정 정밀도를 확보할 수 있기 때문에, 소기의 반송 정밀도를 유지 가능하고, 이로 인해 반송 불량이나 기판의 파손 등의 반송 트러블을 방지할 수 있다.
또, 반송로 상에서의 기판의 대전을 억제할 수 있기 때문에, 기판 상에 형성된 디바이스를 정전기로부터 보호할 수 있다.
또한 기판의 열팽창에 의한 위치 결정 불량의 발생을 억제 가능하고, 변형이나 치수 변화가 생긴 기판을 적절히 반송하는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상술의 실시 형태에만 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경을 더할 수 있는 것은 물론이다.
예를 들면 이상의 실시 형태에서는, 제1 및 제2 위치 결정 패드(23a, 23b)는, 복수 라인의 축부재(21a~21d) 중 외측에 위치하는 한 쌍의 축부재(21a, 21d)에 각각 설치되었지만, 이것에 대신하고, 중앙에 위치하는 축부재(21b, 21c)의 적어도 어느 일방에 설치될 수 있다. 혹은, 보조 패드(26a, 26b)가 위치 결정 패드(23a, 23b)로 변경될 수 있다. 혹은, 제1 위치 결정 패드(23a)가 제2 위치 결정 패드(23b)와 같이 다단의 지지면을 갖는 구조를 가질 수 있다.
또 이상의 실시 형태에서는, 기판 지지부(2)가 단일의 핸드부(20)로 구성된 예를 설명했지만, 이것에 대신하고, 복수의 핸드부를 갖춘 기판 지지부가 구성될 수 있다. 이 경우, 복수의 핸드부가 상하 방향으로 다단으로 배치되거나, 면내 방향으로 병렬적으로 배열될 수 있다.
또 이상의 실시 형태에서는, 핸드부(20)는 복수 라인의 축부재(21a~21d)로 구성되었지만, 이것에 대신하고, 판 모양의 부재로 구성될 수 있다. 또, 지지 패드(24)의 회전체(242)가 볼 베어링으로 구성되었지만, 적어도 1축 주위로 회전 가능한 롤러 등의 부재로 상기 회전체가 구성될 수 있다.
또한 이상의 실시 형태에서는, 복수의 지지 패드(24)가 모두 동일한 높이(H2)로 구성되었지만, 재치면(201) 상의 위치마다 지지 패드(24)의 높이가 차이가 날 수 있다.
또, 지지 패드(24)의 높이는 고정으로 하였지만, 해당 높이가 가변으로 구성될 수 있다. 이 경우, 위치 결정 패드(23a~23c) 각각의 지지면과의 관계를 가변으로 하는 것이 가능하고, 기판의 크기나 형상 등에 따라 기판의 지지 형태를 최적화할 수 있다. 또, 기판의 크기에 따라서는, 지지 패드(24)는 단수일 수 있다.
또한, 지지 패드(24)에 탄성 기구를 부가하여, 탄성력을 가지고 지지 패드(24)를 기판의 하면에 압압시킬 수 있다. 이로 인해 개개의 지지 패드(24)에 대해 안정되게 기판을 지지할 수 있다.
그리고, 위치 결정 패드(23a, 23b, 23c)의 배치 위치, 개수 등은 상술의 예에 한정되지 않고, 기판의 크기나 자중에 의한 변형량, 핸드의 형태 등에 따라 적당하게 설정 가능하다. 전형적으로는, 제1 및 제2 위치 결정 패드(23a, 23b)를 각각 1개씩 배치하고, 제3 위치 결정 패드(23c)를 좌우에 적어도 1개씩 배치하는 것으로, 핸드의 선회, 신축 동작에 의한 기판의 위치 차이를 억제할 수 있다. 한편, 본 실시 형태와 같이, 제1 위치 결정 패드(23a)와 제2 위치 결정 패드(23b)를 Y축 방향으로 서로 대향하여 배치하고, 좌우의 제3 위치 결정 패드(23c)를 X축 방향으로 서로 대향하여 배치하는 것으로, 기판(W)의 X축 및 Y축 방향의 위치 차이뿐만이 아니라, Z축 주위의 회전 방향(θ 방향)의 위치 차이도 억제할 수 있다.
1…기판 반송 장치
2…기판 지지부
20…핸드부
21a~21d…축부재
23a…제1 위치 결정 패드
23b…제2 위치 결정 패드
23c…제3 위치 결정 패드
24…지지 패드
100…기판 처리 장치
201…재치면
231a, 231b, 231c…제1 지지면
232a, 232b, 232c…제1 단부
233b, 233c…제2 지지면
234b, 234c…제2 단부

Claims (7)

  1. 자중에 의해 변형 가능한 기판을 반송하기 위한 기판 반송 장치에 있어서,
    상기 기판이 재치되는 재치면을 갖는 핸드부와,
    상기 핸드부에 설치되어, 상기 재치면에 재치된 상기 기판의 둘레를 상기 재치면으로부터 제1 높이로 지지하는 복수의 위치 결정 패드와,
    상기 재치면에 설치되어, 상기 재치면에 재치된 상기 기판의 하면을 지지하고, 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이를 갖는 적어도 1개의 지지 패드
    를 구비하는 기판 반송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지 패드는,
    베이스부와,
    상기 베이스부의 상면에 배치되어, 적어도 1축 회전으로 회전하는 회전체를 갖는
    기판 반송 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 회전체는, 도전성 재료로 이루어지는
    기판 반송 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 위치 결정 패드는, 상기 재치면의 면 내1축 방향에서 서로 대향하는 적어도 한 쌍의 위치 결정 패드를 갖고,
    상기 한 쌍의 위치 결정 패드는,
    상기 기판의 둘레를 지지 가능한 상기 제1 높이를 갖는 제1 지지면과,
    상기 제1 지지면에 설치되어, 상기 기판의 상기 1축 방향의 위치를 규정 가능한 제1 단부를 갖는
    기판 반송 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 한 쌍의 위치 결정 패드 중 적어도 일방측의 위치 결정 패드는,
    상기 제1 단부에 설치되어 상기 제1 높이보다 높고 상기 제2 높이보다 낮은 제3 높이를 갖고 상기 기판의 둘레를 지지 가능한 제2 지지면과,
    상기 제2 지지면에 설치되어, 상기 기판의 상기 1축 방향의 위치를 규정 가능한 제2 단부를 더 갖는
    기판 반송 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 핸드부는, 제1 축 방향으로 연재하여 상기 제1 축 방향과 직교하는 제2 축 방향으로 배열된 복수 라인의 축부를 포함하고,
    상기 복수의 위치 결정 패드는, 상기 복수 라인의 축부 중 적어도 외측에 위치하는 한 쌍의 축부에 각각 설치되고,
    상기 지지 패드는, 상기 복수 라인의 축부 중 적어도 내측에 위치하는 축부에 설치된 복수의 지지 패드를 포함하는
    기판 반송 장치.
  7. 자중에 의해 변형 가능한 기판이 재치되는 재치면을 갖는 핸드부와, 상기 핸드부에 설치되어 상기 재치면에 재치된 상기 기판의 둘레를 상기 재치면으로부터 제1 높이로 지지하는 복수의 위치 결정 패드와, 상기 재치면에 설치되어 상기 재치면에 재치된 상기 기판의 하면을 지지해, 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이를 갖는 적어도 1개의 지지 패드를 갖는 기판 반송 장치와,
    상기 기판 반송 장치가 배치된 진공 반송실과,
    상기 진공 반송실에 대해서 게이트 밸브를 개입시켜서 배치된 적어도 1개의 처리실
    을 구비하는 기판 처리 장치.
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