KR20200000808A - 반송 장치 및 반송 방법 - Google Patents

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고타 다나베
요이치 아마노
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기어의 백래시에 의한 피처리 기판의 위치 어긋남을 억제한다.
반송 장치는, 베이스 부재와, 암과, 구동부를 구비한다. 베이스 부재는, 반송실 내에 회전 가능하게 마련되어 있다. 암은, 베이스 부재 상에 마련되고, 피처리 기판을 지지한다. 구동부는, 동력원으로부터 기어를 통해 전달된 동력에 의해, 베이스 부재를, 제1 회전 방향 또는 제1 회전 방향과는 반대 방향인 제2 회전 방향으로 회전시킨다. 또한, 구동부는, 암에 의해 지지되어 있는 피처리 기판을 처리실로 반송시키는 경우, 암의 방향이 베이스 부재의 회전 중심으로부터 처리실로 향하는 방향인 제1 직경 방향으로부터 제2 회전 방향으로 소정 각도 어긋난 방향인 제2 직경 방향이 되도록 베이스 부재를 회전시킨다. 그리고 구동부는, 암의 방향이 제2 직경 방향으로부터 제1 직경 방향이 되도록 베이스 부재를 소정 각도, 제1 회전 방향으로 회전시킨다.

Description

반송 장치 및 반송 방법{CONVEYING APPARATUS AND CONVEYING METHOD}
본 개시의 다양한 측면 및 실시 형태는, 반송 장치 및 반송 방법에 관한 것이다.
반도체의 제조 공정에 있어서의 처리의 스루풋을 향상시키기 위해, 피처리 기판에 대해 처리를 행하는 처리실을 복수 사용하여, 복수의 피처리 기판을 병행하여 처리하는 경우가 있다. 복수의 처리실은, 피처리 기판이 반송되는 반송실에 접속된다. 반송실 내는, 소정의 진공도로 유지되어 있다. 반송실 내에는, 반송 암이 배치되고, 반송 암에 의해, 피처리 기판이 반송실로부터 각 처리실로 반송된다. 또한, 피처리 기판에 대해 복수의 처리 공정이 행해지는 경우, 피처리 기판은, 각각의 처리 공정을 행하는 처리실 사이에서도 반송된다. 반송 암은, 모터 등의 동력원으로부터 기어를 통해 전달된 동력에 의해 반송실 내에서 회전할 수 있다.
또한, 근년, 반도체의 제조 비용을 낮추기 위해, 피처리 기판이 대형화되는 경향이 있다. 예를 들어, FPD(Flat Panel Display)용의 유리 기판은, 마더 유리 기판의 사이즈가 클수록 1매로부터 취할 수 있는 패널의 수가 증가하기 때문에 비용을 저감할 수 있다. 그 때문에, 근년에는 마더 유리 기판은 대형화의 일로를 걷고 있다. 또한, 마더 유리 기판의 대형화에 수반하여, 유리 기판을 제조하는 장치도, 해마다 대형화되고 있다.
일본 특허 공개 제2018-26507호 공보
그런데, 동력원으로부터의 동력이 기어를 통해 반송 암에 전달되는 경우, 기어의 백래시에 의해, 반송 암의 회전 각도가 근소하게 어긋난다. FPD용의 유리 기판은, 수 m 사방의 크기인 것도 존재한다. 그러한 유리 기판이 반송 암에 의해 반송되는 경우, 기어의 백래시에 의한 반송 암의 회전 각도의 어긋남에 의해, 유리 기판의 장소에 따라서는 원하는 위치로부터 1㎜ 이상 어긋나는 경우가 있다. 또한, 복수의 처리실 사이에서 반송 암에 의해 유리 기판이 반송되는 경우, 기어의 백래시에 의한 회전 각도의 어긋남양이 누적되어, 원하는 위치로부터의 어긋남이 더욱 확대된다.
본 개시의 일 측면은, 주위에 복수의 처리실이 접속된 반송실 내에 마련되고, 각각의 처리실과의 사이에서 피처리 기판을 반송하는 반송 장치이며, 베이스 부재와, 암과, 구동부를 구비한다. 베이스 부재는, 반송실 내에 회전 가능하게 마련되어 있다. 암은, 베이스 부재 상에 마련되고, 피처리 기판을 지지한다. 구동부는, 동력원으로부터 기어를 통해 전달된 동력에 의해, 베이스 부재를, 제1 회전 방향 또는 제1 회전 방향과는 반대 방향인 제2 회전 방향으로 회전시킨다. 또한, 구동부는, 암에 의해 지지되어 있는 피처리 기판을 처리실로 반송시키는 경우, 암의 방향이 베이스 부재의 회전 중심으로부터 처리실로 향하는 방향인 제1 직경 방향으로부터 제2 회전 방향으로 소정 각도 어긋난 방향인 제2 직경 방향이 되도록 베이스 부재를 회전시킨다. 그리고 구동부는, 암의 방향이 제2 직경 방향으로부터 제1 직경 방향이 되도록 베이스 부재를 소정 각도, 제1 회전 방향으로 회전시킨다.
본 개시의 다양한 측면 및 실시 형태에 따르면, 기어의 백래시에 의한 피처리 기판의 위치 어긋남을 억제할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 형태에 있어서의 처리 시스템의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 2는 반송실의 단면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 반송 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 기판 반송 시의 베이스의 회전 각도의 정보를 저장하는 테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 베이스의 회전 각도의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 베이스의 회전 각도의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 7은 베이스의 회전 각도의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 8은 베이스의 회전 각도의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 9는 기판 상의 위치의 오차의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 소정 각도 및 회전 속도의 조합마다의 오차의 값의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은 기판의 반송 방법의 일례를 나타내는 흐름도이다.
이하에, 개시되는 반송 장치 및 반송 방법의 실시 형태에 대해, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태에 의해, 개시되는 반송 장치 및 반송 방법이 한정되는 것은 아니다.
[처리 시스템(100)의 구성]
도 1은, 본 개시의 일 실시 형태에 있어서의 처리 시스템(100)의 일례를 나타내는 개략 평면도이다. 도 2는, 반송실(10)의 단면의 일례를 나타내는 도면이다. 처리 시스템(100)은, 예를 들어 도 1에 나타낸 바와 같이, 멀티 챔버 타입이며, 반송실(10), 로드 로크실(20), 복수의 제1 처리실(30-1∼30-2), 복수의 제2 처리실(40-1∼40-3), 및 제어 장치(80)를 구비한다. 또한, 이하에서는, 복수의 제1 처리실(30-1∼30-2)의 각각을 구별하지 않고 총칭하는 경우에 제1 처리실(30)이라고 기재하고, 복수의 제2 처리실(40-1∼40-3)의 각각을 구별하지 않고 총칭하는 경우에 제2 처리실(40)이라고 기재한다. 또한, 제1 처리실(30)과 제2 처리실(40)을 구별하지 않고 총칭하는 경우에 처리실이라고 기재한다.
각각의 제1 처리실(30)은, 예를 들어 소정의 감압 분위기하에서, 피처리 기판의 일례인 기판(S)에 대해 제1 처리를 행한다. 본 실시 형태에 있어서, 기판(S)은, 예를 들어 FPD용의 유리 기판이다. 각각의 제2 처리실(40)은, 예를 들어 소정의 감압 분위기하에서, 제1 처리가 행해진 기판(S)에 대해 제1 처리와는 상이한 제2 처리를 행한다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 처리는, 예를 들어 기판(S) 상에 제1 막을 적층하는 처리이고, 제2 처리는, 예를 들어 제1 막이 적층된 기판(S) 상에 제2 막을 적층하는 처리이다.
또한, 제1 처리 및 제2 처리는, 성막 처리 이외에 에칭 처리나 열 처리 등이어도 된다. 또한, 도 1에 예시된 처리 시스템(100)에는, 2개의 제1 처리실(30)과, 3개의 제2 처리실(40)이 마련되어 있지만, 제1 처리실(30) 및 제2 처리실(40)의 수는 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 처리 시스템(100)에는, 하나의 제1 처리실(30)이 마련되어 있어도 되고, 3개 이상의 제1 처리실(30)이 마련되어 있어도 된다. 또한, 처리 시스템(100)에는, 2개 이하의 제2 처리실(40)이 마련되어 있어도 되고, 4개 이상의 제2 처리실(40)이 마련되어 있어도 된다. 또한, 제1 처리실(30)과 제2 처리실(40)을 합계한 수는, 4 이하여도 되고, 6 이상이어도 된다.
복수의 제1 처리실(30) 및 복수의 제2 처리실(40)은 각각, 게이트 밸브(G)를 통해 반송실(10)에 접속되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 반송실(10)의 평면 형상은 육각형이며, 반송실(10)의 5개의 측면의 각각에, 게이트 밸브(G)를 통해 복수의 제1 처리실(30) 및 복수의 제2 처리실(40) 중 어느 것이 접속되어 있다. 또한, 반송실(10)의 측면 중 하나에는, 게이트 밸브(G)를 통해 로드 로크실(20)이 접속되어 있다.
반송실(10) 내는, 소정의 감압 환경으로 유지되어 있고, 반송실(10) 내에는, 기판(S)을 반송하는 반송 장치(70)가 마련되어 있다. 반송 장치(70)는, 예를 들어 도 2에 나타낸 바와 같이, 베이스(71), 암(72), 지지 축(73), 및 구동부(74)를 갖는다. 베이스(71)는, 암(72)을 지지한다. 암(72)은, 기판(S)을 지지하고, 베이스(71)를 따라 이동 가능하다. 지지 축(73)은, 베이스(71)를 지지한다. 본 실시 형태에 있어서, 지지 축(73)은, 평면에서 보아 반송실(10)의 중앙에 배치되어 있다.
구동부(74)는, 모터 등의 동력원으로부터 기어를 통해 전달된 동력에 의해, 지지 축(73)을, 지지 축(73)의 중심축을 중심으로 하여 회전시킨다. 이에 의해, 베이스(71) 및 암(72)은, 지지 축(73)의 중심축을 중심으로 하여 회전한다. 또한, 지지 축(73)의 회전 개시 및 회전 정지의 제어에 있어서, 구동부(74)는, 사다리꼴 제어나 S자 제어 등과 같이, 지지 축(73)의 회전 속도가 서서히 변화되도록 지지 축(73)의 회전 속도를 제어한다.
또한, 암(72)은, 베이스(71)를 따라 베이스(71) 상을 이동함으로써, 베이스(71)가 향한 방향의 로드 로크실(20), 제1 처리실(30), 또는 제2 처리실(40) 내로부터 기판(S)을 반출한다. 또한, 암(72)은, 베이스(71) 상을 베이스(71)를 따라 이동함으로써, 베이스(71)가 향한 방향의 로드 로크실(20), 제1 처리실(30), 또는 제2 처리실(40) 내로 기판(S)을 반입한다.
로드 로크실(20)에 있어서의, 반송실(10)이 접속된 측면과 반대측의 측면에는, 게이트 밸브(G)를 통해 반송실(60)이 접속되어 있다. 반송실(60)에는, 기판(S)을 수용하는 복수의 캐리어(50)가 접속된다. 반송실(60) 내에는, 캐리어(50)로부터 기판(S)을 취출하여 로드 로크실(20)로 반송하고, 로드 로크실(20) 내로부터 기판(S)을 취출하여 캐리어(50)로 반송하는 반송 장치(61)가 마련되어 있다.
제어 장치(80)는, 메모리, 프로세서, 및 입출력 인터페이스를 갖는다. 프로세서는, 메모리에 저장된 프로그램이나 레시피를 판독하여 실행함으로써, 입출력 인터페이스를 통해 처리 시스템(100)의 각 부를 제어한다. 예를 들어, 제어 장치(80)는, 메모리에 저장된 프로그램이나 레시피를 판독하여 실행함으로써, 입출력 인터페이스를 통해, 반송실(10) 내의 반송 장치(70)의 동작을 제어한다.
[반송 장치(70)의 동작]
도 3은, 반송 장치(70)의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 본 실시 형태에 있어서, 반송 장치(70)는, 처리 전의 기판(S)을 로드 로크실(20)로부터 취출하여 어느 제1 처리실(30)로 반송한다. 그리고 반송 장치(70)는, 제1 처리실(30)에 있어서 제1 처리가 행해진 기판(S)을, 제1 처리실(30)로부터 어느 제2 처리실(40)로 반송한다. 그리고 반송 장치(70)는, 제2 처리실(40)에 있어서 제2 처리가 행해진 기판(S)을, 제2 처리실(40)로부터 로드 로크실(20)로 반송한다.
반송 장치(70)의 베이스(71)는, 구동부(74)에 의해, 평면에서 보아 시계 방향(CW) 또는 반시계 방향(CCW)으로 회전한다. 기판(S)의 반출 또는 반입을 행할 때의 베이스(71)의 방향이며, 베이스(71)의 회전 중심으로부터 로드 로크실(20), 제1 처리실(30), 및 제2 처리실(40)의 각각을 향하는 베이스(71)의 방향을 제1 직경 방향(D)이라고 정의한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 베이스(71)의 회전 가능 범위에는 제한이 있다. 예를 들어, 베이스(71)는, 도 3에 나타내는 각도 범위(90)를 제외한 각도의 범위에 있어서, 회전이 가능하다. 그 때문에, 본 실시 형태의 반송실(10)에서는, 로드 로크실(20)로부터 제1 처리실(30)로 기판(S)이 반송될 때의 반송 장치(70)의 회전 방향, 및 제1 처리실(30)로부터 제2 처리실(40)로 기판(S)이 반송될 때의 반송 장치(70)의 회전 방향이 1 방향으로 한정되어 있다.
구체적으로는, 처리 전의 기판(S)이 로드 로크실(20)로부터 어느 제1 처리실(30)로 반송되는 경우, 반송 장치(70)는 CW로 회전한다. 한편, 제1 처리실(30)에 있어서 제1 처리가 행해진 기판(S)이 어느 제2 처리실(40)로 반송되는 경우, 반송 장치(70)는 CCW로 회전한다.
제1 처리실(30)과 제2 처리실(40)의 조합마다의 반송 장치(70)의 회전 각도 θ의 정보는, 예를 들어 제어 장치(80)의 메모리 내의 테이블(81)에 미리 저장되어 있다. 도 4는, 기판 반송 시의 베이스(71)의 회전 각도의 정보를 저장하는 테이블(81)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 4에 나타낸 각각의 베이스(71)의 회전 각도 θ에서는, CW가 「+」, CCW가 「-」로 표시되어 있다.
예를 들어, 기판(S)이 로드 로크실(20)로부터 제1 처리실(30-1)로 반송되는 경우, 도 4에 나타낸 바와 같이, 베이스(71)의 회전 각도 θ는, 기판(S)이 로드 로크실(20)로부터 반출된 때의 베이스(71)의 방향을 기준으로 하여 「+θL1」이다. 즉, 기판(S)이 로드 로크실(20)로부터 제1 처리실(30-1)로 반송되는 경우, 베이스(71)는 반출 시의 베이스(71)의 방향을 기준으로 하여, CW로 「θL1」회전한다. 「θL1」은, 예를 들어 60°이다.
또한, 예를 들어 제1 처리 후의 기판(S)이 제1 처리실(30-1)로부터 제2 처리실(40-1)로 반송되는 경우, 도 4에 나타낸 바와 같이, 베이스(71)의 회전 각도 θ는, 기판(S)이 제1 처리실(30-1)로부터 반출된 때의 베이스(71)의 방향을 기준으로 하여 「-θ11」이다. 즉, 기판(S)이 제1 처리실(30-1)로부터 제2 처리실(40-1)로 반송되는 경우, 베이스(71)는, 반출 시의 베이스(71)의 방향을 기준으로 하여, CCW로 「θ11」회전한다. 「θ11」은, 예를 들어 240°이다.
여기서, 구동부(74)는, 모터 등의 동력원으로부터 기어를 통해 전달된 동력에 의해, 지지 축(73)을 통해 베이스(71) 및 암(72)을 회전시킨다. 그 때문에, 기어의 백래시에 의해, 베이스(71)의 회전 각도가 근소하게 어긋난다. FPD용의 유리 기판과 같은 대형의 기판(S)은, 수 m 사방의 크기인 것도 존재한다. 그러한 기판(S)이 반송 장치(70)에 의해 반송되는 경우, 지지 축(73)의 중심축으로부터 기판(S)이 반입되는 로드 로크실(20), 제1 처리실(30) 또는 제2 처리실(40)까지의 거리도 길어진다. 그 때문에, 기어의 백래시에 의한 베이스(71)의 회전 각도의 어긋남에 의해, 기판(S)의 장소에 따라서는 원하는 위치로부터 1㎜ 이상 어긋나는 경우가 있다. 또한, 복수의 처리실 사이에서 반송 장치(70)에 의해 기판(S)이 반송되는 경우, 기어의 백래시에 의한 회전 각도의 어긋남양이 누적되어, 원하는 위치로부터의 어긋남이 더욱 확대되게 된다.
그래서 본 실시 형태의 반송 장치(70)에서는, 기판(S)이 처리실로 반송되는 경우, 구동부(74)는, 암(72)의 방향이, 당해 처리실에 대응하는 제1 직경 방향(D)으로부터 CW로 소정 각도 α 어긋난 방향인 제2 직경 방향(D')이 되도록 베이스(71)를 회전시킨다. 제1 직경 방향(D)은, 베이스(71)의 회전 중심으로부터, 대응하는 처리실로 향하는 방향이다. 그 후, 구동부(74)는, 암(72)의 방향이, 제2 직경 방향(D')으로부터 제1 직경 방향(D)이 되도록 베이스(71)를 소정 각도 α, CCW로 회전시킨다. 소정 각도 α는, 기판(S)이 어느 처리실로 반송되는 경우라도 동일한 각도이다. CCW는 제1 회전 방향의 일례이고, CW는 제2 회전 방향의 일례이다.
구체적으로는, 기판(S)이 로드 로크실(20)로부터 제1 처리실(30-2)로 반송되는 경우, 구동부(74)는, 예를 들어 도 5에 나타낸 바와 같이, 암(72)의 방향이 제1 처리실(30-2)에 대응하는 제2 직경 방향(D')이 되도록 베이스(71)를 회전시킨다. 제1 처리실(30-2)에 대응하는 제2 직경 방향(D')은, 제1 처리실(30-2)에 대응하는 제1 직경 방향(D)으로부터 CW로 소정 각도 α 어긋난 방향이다. 그리고 구동부(74)는, 예를 들어 도 6에 나타낸 바와 같이, 암(72)의 방향이, 제2 직경 방향(D')으로부터 제1 직경 방향(D)이 되도록 베이스(71)를 소정 각도 α, CCW로 회전시킨다.
또한, 기판(S)이 예를 들어 제1 처리실(30-2)로부터 제2 처리실(40-3)로 반송되는 경우, 구동부(74)는 예를 들어 도 7에 나타낸 바와 같이, 암(72)의 방향이 제2 처리실(40-3)에 대응하는 제2 직경 방향(D')이 되도록 베이스(71)를 회전시킨다. 제2 처리실(40-3)에 대응하는 제2 직경 방향(D')은, 제2 처리실(40-3)에 대응하는 제1 직경 방향(D)으로부터 CW로 소정 각도 α 어긋난 방향이다. 그리고 구동부(74)는, 예를 들어 도 8에 나타낸 바와 같이, 암(72)의 방향이, 제2 직경 방향(D')으로부터 제1 직경 방향(D)이 되도록 베이스(71)를 소정 각도 α, CCW로 회전시킨다.
또한, 구동부(74)는, 암(72)의 방향이 제2 직경 방향(D')이 되도록 베이스(71)를 회전시킬 때, 제1 회전 속도로 베이스(71)를 회전시킨다. 그리고 구동부(74)는, 암(72)의 방향이 제2 직경 방향(D')으로부터 제1 직경 방향(D)이 되도록 베이스(71)를 소정 각도 α, CCW로 회전시킬 때, 제1 회전 속도보다 느린 제2 회전 속도로 베이스(71)를 회전시킨다. 제2 회전 속도는, 기판(S)이 어느 처리실로 반송되는 경우라도 동일한 회전 속도이다.
여기서, 본 실시 형태에 있어서, 제2 직경 방향(D')은, 제1 직경 방향(D)으로부터 소정 각도 α, 제2 회전 방향(즉, CW)으로 어긋난 방향이다. 단, 제2 직경 방향(D')이, 제1 직경 방향(D)으로부터 소정 각도 α, 어느 회전 방향으로 어긋난 방향인지는, 로드 로크실(20), 제1 처리실(30), 및 제2 처리실(40)의 배치에 따라서 결정된다.
예를 들어, 본 실시 형태에 있어서, 복수의 처리실에는, 하나 이상의 제1 처리실(30)과, 하나 이상의 제2 처리실(40)이 포함되어 있다. 제1 처리실(30)은, 구동부(74)에 의해 베이스(71)의 방향이 제2 직경 방향(D')이 되도록 베이스(71)가 회전될 때, 베이스(71)가 제3 회전 방향으로 회전된다. 제2 처리실(40)은, 구동부(74)에 의해 베이스(71)의 방향이 제2 직경 방향(D')이 되도록 베이스(71)가 회전될 때, 베이스(71)가 제3 회전 방향과는 반대 방향인 제4 회전 방향으로 회전된다.
제1 처리실(30) 및 제2 처리실(40) 중, 많은 쪽의 처리실에 대응하는 제3 회전 방향 또는 제4 회전 방향이, 제1 회전 방향으로 결정된다. 그리고 제1 회전 방향과 반대 방향인 제2 회전 방향이 결정된다.
본 실시 형태에서는, 각각의 제1 처리실(30)에 로드 로크실(20)로부터 기판(S)이 반송되는 경우, 암(72)의 방향이 제1 처리실(30)에 대응하는 제2 직경 방향(D')이 되도록 하기 위해서는, 베이스(71)를 CW로 회전시킬 필요가 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 제1 처리실(30)에 대응하는 제3 회전 방향은, CW이다. 한편, 본 실시 형태에서는, 각각의 제2 처리실(40)에 제1 처리실(30)로부터 기판(S)이 반송되는 경우, 암(72)의 방향이 제2 처리실(40)에 대응하는 제2 직경 방향(D')이 되도록 하기 위해서는, 베이스(71)를 CCW로 회전시킬 필요가 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 제2 처리실(40)에 대응하는 제4 회전 방향은, CCW이다.
또한, 본 실시 형태의 처리 시스템(100)에는, 2개의 제1 처리실(30)과 3개의 제2 처리실(40)이 마련되어 있다. 그 때문에, 제1 처리실(30) 및 제2 처리실(40) 중, 많은 쪽의 처리실에 대응하는 회전 방향은, 제4 회전 방향인 CCW이다. 따라서, 제1 회전 방향이 CCW로 결정되고, 제2 회전 방향이 CW로 결정된다.
이에 의해, 암(72)이 제2 직경 방향(D')이 되도록 베이스(71)를 회전시킬 때, 제1 직경 방향(D)까지 회전시키는 회전 각도 θ보다 소정 각도 α 많게 회전시킬 필요가 있는 처리실의 수는, 회전 각도 θ보다 소정 각도 α 적게 되는 처리실의 수보다 적어진다. 이에 의해, 복수의 기판(S)에 대한 반송 시간이 전체적으로 저감되어, 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
[위치의 오차의 변동]
도 9는, 기판(S) 상의 위치의 오차의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다. 도 9에 나타낸 실험 결과에서는, 기판(S)을 로드 로크실(20)로부터 제1 처리실(30)로 반송하고, 베이스(71)의 회전 중심으로부터 약 4m 떨어진 기판(S) 상의 위치의 오차를 측정하는 처리를 복수 회 행한 실험 결과가 예시되어 있다. 또한, 도 9에 나타낸 실험 결과에서는, 소정 각도 α는 0.5°이다.
도 9에 나타낸 실험 결과에서는, 오차의 변동의 범위가 ±0.05㎜ 이내로 들어가 있다. 기판(S)이 제1 처리실(30)로부터 다시 제2 처리실(40)로 반송되는 경우, 제2 처리실(40) 내에 있어서의 기판(S)의 위치의 오차의 변동의 범위는, 도 9에 나타낸 오차의 변동의 범위의 2배가 된다. 그러나 그 경우라도, 제2 처리실(40) 내에 있어서의 기판(S)의 위치의 오차의 변동의 범위는,±0.1㎜ 이내로 들어간다.
여기서, 기어의 백래시에 의한 기어의 각도의 어긋남이 1/60°＝1분이라고 가정하면, 베이스(71)의 회전 중심으로부터 약 4m 떨어진 기판(S) 상의 위치에서는, 4000×tan(1/60)＝1.2㎜의 오차가 발생한다. 즉, 기어의 백래시에 의한 기어의 각도의 어긋남이 1분인 경우, 기판(S) 상의 위치에서는, 오차의 변동의 범위가 ±0.6㎜가 된다. 이 오차는, 위치 정렬이 행해진 기판(S)이 로드 로크실(20)로부터 제1 처리실(30)로 반송되는 경우에 발생한다. 기판(S)이 제1 처리실(30)로부터 다시 제2 처리실(40)로 반송되는 경우에는, 제2 처리실(40) 내에 있어서의 기판(S)의 위치의 오차는 2배가 되므로, 오차의 변동의 범위도 2배가 된다. 즉, 기판(S)이 로드 로크실(20)로부터 제1 처리실(30)로 반송되고, 다시 제1 처리실(30)로부터 제2 처리실(40)로 반송되는 경우의 오차의 변동의 범위는, ±1.2㎜에 달한다.
이에 비해, 본 실시 형태의 반송 장치(70)에서는, 기판(S)이 처리실로 반송되는 경우, 구동부(74)는, 암(72)의 방향이 당해 처리실에 대응하는 제1 직경 방향(D)으로부터 CW로 소정 각도 α 어긋난 방향인 제2 직경 방향(D')이 되도록 베이스(71)를 회전시킨다. 그 후, 구동부(74)는, 암(72)의 방향이 제2 직경 방향(D')으로부터 제1 직경 방향(D)이 되도록 베이스(71)를 소정 각도 α, CCW로 회전시킨다.
이에 의해, 기판(S)이 로드 로크실(20)로부터 제1 처리실(30)로 반송되는 경우의 제1 처리실(30) 내에 있어서의 기판(S)의 위치의 오차의 변동의 범위를 ±0.05㎜ 이내로 억제할 수 있다. 또한, 기판(S)이 제1 처리실(30)로부터 다시 제2 처리실(40)로 반송되는 경우의 제2 처리실(40) 내에 있어서의 기판(S)의 위치의 오차의 변동의 범위를 ±0.1㎜ 이내로 억제할 수 있다. 이에 의해, 각 기판(S)에 있어서, 제1 처리실(30) 및 제2 처리실(40)에서 행해지는 처리의 변동을 저감할 수 있어, 각 기판(S)의 품질의 변동을 저감할 수 있다.
[소정 각도 및 회전 속도]
다음으로, 소정 각도 α 및 소정 각도 α 회전시킬 때의 회전 속도에 대해 실험을 행하였다. 도 10은, 소정 각도 및 회전 속도의 조합마다의 오차의 값의 일례를 나타내는 도면이다. 또한, 도 10에 나타낸 회전 속도는, 사다리꼴 제어나 S자 제어 등이 행해지는 회전 속도에 있어서의 최댓값을 나타낸다. 또한, 도 10에 나타낸 예에 있어서, 저속은 21°/sec이고, 중속은 저속의 2배의 회전 속도이고, 고속은 저속의 4배의 회전 속도이다.
도 10에 예시되는 바와 같이, 회전 속도가 어느 경우라도, 오차의 변동의 범위는 약 0.05㎜ 이내로 들어가 있다. 단, 도 10을 참조하면, 저속, 중속, 고속의 순으로 오차의 평균값이 낮다. 따라서, 소정 각도 α 회전시킬 때의 회전 속도는, 고속보다, 중속 또는 저속인 편이 바람직하다. 또한, 암(72)의 방향이 제2 직경 방향(D')이 되도록 베이스(71)를 회전시킬 때의 회전 속도인 제1 회전 속도는, 반송 시간의 단축화를 위해, 고속인 것이 바람직하다. 즉, 암(72)의 방향이 제2 직경 방향(D')으로부터 제1 직경 방향(D)이 되도록 베이스(71)를 소정 각도 α, 제1 회전 방향으로 회전시킬 때의 회전 속도인 제2 회전 속도는, 제1 회전 속도의 1/2 이하인 것이 바람직하다. 또한, 백래시에 의한 오차를 더 적게 하기 위해서는, 제2 회전 속도는, 제1 회전 속도의 1/4 이하인 것이 더 바람직하다. 이에 의해, 기판(S)의 반송 시간의 단축과, 기어의 백래시에 기인하는 기판(S)의 위치 어긋남의 억제를 양립할 수 있다.
또한, 도 10에 예시되는 바와 같이, 소정 각도 α가 어느 경우라도, 오차의 변동의 범위는 약 0.05㎜ 이내로 들어가 있다. 또한, 이론상은, 소정 각도 α는, 기어의 백래시에 의한 기어의 각도의 어긋남인 1분 이상이면 된다. 그러나 도 10을 참조하면, 저속의 회전 속도에 있어서, 소정 각도 α가 지나치게 작으면 오차의 레인지가 0.04㎜ 이상으로 확대되어 있다. 이것은, 소정 각도 α가 지나치게 작으면, 미소한 각도를 고정밀도로 제어하는 것이 곤란해지기 때문이라고 생각할 수 있다. 한편, 저속의 회전 속도에 있어서, 소정 각도 α가 0.5 또는 1.0°이면, 오차의 레인지는 0.02㎜ 미만으로 들어가 있다. 그 때문에, 소정 각도는, 0.5° 이상 1.0° 이하의 범위 내의 각도인 것이 바람직하다.
[반송 제어]
도 11은, 기판(S)의 반송 방법의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 11에 예시된 흐름도는, 제어 장치(80)가 처리 시스템(100)의 각 부를 제어함으로써 실시된다. 제어 장치(80)는, 예를 들어 반송원의 로드 로크실(20), 제1 처리실(30) 또는 제2 처리실(40)로부터 기판(S)이 반출된 경우에, 도 11의 흐름도에 나타낸 처리를 개시한다.
먼저, 제어 장치(80)는, 레시피에 기초하여, 기판(S)의 반송원의 로드 로크실(20), 제1 처리실(30) 또는 제2 처리실(40)과, 기판(S)의 반송처의 로드 로크실(20), 제1 처리실(30) 또는 제2 처리실(40)을 특정한다. 그리고 제어 장치(80)는, 메모리 내의 테이블(81)을 참조하여, 특정된 반송원 및 반송처에 대응하는 베이스(71)의 회전 각도 θ 및 회전 방향을 특정한다(S100). 회전 방향은, 테이블(81) 내에 회전 각도 θ의 부호로 나타나 있다.
다음으로, 제어 장치(80)는, 스텝 S100에 있어서 특정된 회전 각도 θ가 제1 회전 방향인지 여부를 판정한다(S101). 제1 회전 방향이라 함은, 베이스(71)의 방향을 반송처의 로드 로크실(20), 제1 처리실(30) 또는 제2 처리실(40)의 방향을 향하게 하기 위해 소정 각도 α 회전시킬 때의 회전 방향이다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 회전 방향은, CCW이다. 스텝 S100에 있어서 특정된 회전 각도 θ의 회전 방향이 제1 회전 방향인 경우(S101: "예"), 제어 장치(80)는, 베이스(71)를 제1 회전 방향으로, 회전 각도 θ로부터 소정 각도 α를 뺀 각도분 회전시키도록 구동부(74)를 제어한다(S102). 이에 의해, 베이스(71)는, (회전 각도 θ－소정 각도 α)분 제1 회전 방향으로 회전하여, 암(72)의 방향이, 제1 직경 방향(D)으로부터 소정 각도 α, 제2 회전 방향으로 어긋난 제2 직경 방향(D')이 된다.
다음으로, 제어 장치(80)는, 베이스(71)를 제1 회전 방향으로, 소정의 회전 속도로 소정 각도 α 회전시키도록 구동부(74)를 제어한다(S103). 이에 의해, 베이스(71)는, 제1 회전 방향으로 소정의 회전 속도로 소정 각도 α 회전한다. 그리고 제어 장치(80)는, 암(72) 상의 기판(S)을 반송처의 로드 로크실(20), 제1 처리실(30) 또는 제2 처리실(40)로 반송하도록, 암(72)을 제어한다(S104). 그리고 도 11에 흐름도로 나타낸 반송 방법은 종료한다.
또한, 스텝 S100에 있어서 특정된 회전 각도 θ의 회전 방향이 제1 회전 방향이 아닌 경우(S101: "아니오"), 제어 장치(80)는, 베이스(71)를 제2 회전 방향으로, 회전 각도 θ에 소정 각도 α를 더한 각도분 회전시키도록 구동부(74)를 제어한다(S105). 제2 회전 방향이라 함은, 제1 회전 방향과 반대의 회전 방향이다. 본 실시 형태에 있어서, 제2 회전 방향은, CW이다. 이에 의해, 베이스(71)는, (회전 각도 θ＋소정 각도 α)분 제2 회전 방향으로 회전하여, 암(72)의 방향이, 제1 직경 방향(D)으로부터 소정 각도 α, 제2 회전 방향으로 어긋난 제2 직경 방향(D')이 된다. 그리고 제어 장치(80)는, 스텝 S103에 나타낸 처리를 실행한다.
이상, 반송 장치(70)의 일 실시 형태에 대해 설명하였다. 본 실시 형태에 있어서의 반송 장치(70)는, 주위에 복수의 처리실이 접속된 반송실(10) 내에 마련되고, 각각의 처리실과의 사이에서 기판(S)을 반송한다. 반송 장치(70)는, 베이스(71)와, 암(72)과, 구동부(74)를 구비한다. 베이스(71)는, 반송실(10) 내에 회전 가능하게 마련되어 있다. 암(72)은, 베이스(71) 상에 마련되고, 기판(S)을 지지한다. 구동부(74)는, 동력원으로부터 기어를 통해 전달된 동력에 의해, 베이스(71)를 제1 회전 방향 또는 제1 회전 방향과는 반대 방향인 제2 회전 방향으로 회전시킨다. 또한, 구동부(74)는 암(72)에 의해 지지되어 있는 기판(S)을 처리실로 반송시키는 경우, 암(72)의 방향이 베이스(71)의 회전 중심으로부터 처리실로 향하는 방향인 제1 직경 방향(D)으로부터 제2 회전 방향으로 소정 각도 α 어긋난 방향인 제2 직경 방향(D')이 되도록 베이스(71)를 회전시킨다. 그리고 구동부(74)는, 암(72)의 방향이 제2 직경 방향(D')으로부터 제1 직경 방향(D)이 되도록 베이스(71)를 소정 각도 α, 제1 회전 방향으로 회전시킨다. 이와 같이, 각각의 처리실과의 사이에서 기판(S)이 반송될 때, 베이스(71)가 제1 회전 방향으로 소정 각도 α 회전하고 나서 정지하므로, 정지하기 직전의 회전 방향과 정지할 때까지의 이동량을 동일 조건으로 할 수 있다. 이에 의해, 구동부(74)에 동력을 전달하는 기어의 백래시에 의한 회전 각도의 어긋남을 억제할 수 있어, 기판(S)의 위치 어긋남을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 소정 각도 α는, 기판(S)이 복수의 처리실 중 어느 것으로 반송되는 경우라도 동일한 각도이다. 이에 의해, 복수의 처리실 중 어느 것에서 기판(S)이 처리되는 경우라도, 기어의 백래시에 기인하는 기판(S)의 위치 어긋남을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 소정 각도 α는, 0.5° 이상 1.0° 이하의 범위 내의 각도이다. 이에 의해, 기어의 백래시에 기인하는 기판(S)의 위치 어긋남을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 구동부(74)는, 암(72)의 방향이 제2 직경 방향(D')으로부터 제1 직경 방향(D)이 되도록 베이스(71)를 소정 각도 α, 제1 회전 방향으로 회전시킬 때의 회전 속도를, 암(72)의 방향이 제2 직경 방향(D')이 되도록 베이스(71)를 회전시킬 때의 회전 속도인 제1 회전 속도보다 느린 제2 회전 속도로 회전시킨다. 이에 의해, 기판(S)의 반송 시간의 단축과, 기어의 백래시에 기인하는 기판(S)의 위치 어긋남의 억제를 양립할 수 있다.
또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 제2 회전 속도는, 제1 회전 속도의 1/2 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 기판(S)의 반송 시간의 단축과, 기어의 백래시에 기인하는 기판(S)의 위치 어긋남의 억제를 양립할 수 있다.
또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 제2 회전 속도는, 기판(S)이 복수의 처리실 중 어느 것으로 반송되는 경우라도 동일한 속도이다. 이에 의해, 복수의 처리실 중 어느 것에서 기판(S)이 처리되는 경우라도, 기어의 백래시에 기인하는 기판(S)의 위치 어긋남을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 복수의 처리실은, 구동부(74)에 의해 암(72)의 방향이 제2 직경 방향(D')이 되도록 베이스(71)가 회전될 때, 베이스(71)가 제3 회전 방향으로 회전되는 제1 처리실(30)과, 베이스(71)가 제3 회전 방향과는 반대 방향인 제4 회전 방향으로 회전되는 제2 처리실(40)로 나뉜다. 그리고 제1 처리실(30) 및 제2 처리실(40) 중, 많은 쪽의 처리실에 대응하는 제3 회전 방향 또는 제4 회전 방향이, 제1 회전 방향으로 설정된다. 이에 의해, 복수의 기판(S)에 대한 처리의 스루풋을 전체적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 기판(S)은, FPD용의 유리 기판이다. 대형의 기판(S)의 반송에 있어서, 기어의 백래시에 기인하는 기판(S)의 위치 어긋남을 억제할 수 있다.
[기타]
또한, 본원에 개시된 기술은, 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지의 범위 내에서 수많은 변형이 가능하다.
예를 들어, 상기한 실시 형태에서는, FPD용의 유리 기판 등의 기판(S)을 반송하는 반송 장치를 예로 들어 설명하였지만, 개시된 기술은 이것에 한정되는 것은 아니며, 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판을 반송하는 반송 장치에 대해서도 개시된 기술을 적용하는 것이 가능하다.
또한, 상기한 실시 형태의 반송 장치(70)에서는, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스(71)에 하나의 암(72)이 마련되어 있지만, 개시된 기술은 이것에 한정되는 것은 아니며, 베이스(71)에 복수의 암(72)이 마련되어 있어도 된다.
또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 반송실(10)의 평면 형상은 육각형이지만, 개시된 기술은 이것에 한정되는 것은 아니며, 반송실(10)의 평면 형상은, 삼각 형상, 사각 형상, 오각 형상 등, 육각 형상 이외의 다른 다각 형상이어도 된다.
또한, 금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 실제로, 상기한 실시 형태는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기한 실시 형태는, 첨부한 청구범위 및 그 취지를 일탈하는 일 없이, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.
D : 제1 직경 방향
D' : 제2 직경 방향
G : 게이트 밸브
S : 기판
100 : 처리 시스템
10 : 반송실
20 : 로드 로크실
30 : 제1 처리실
40 : 제2 처리실
50 : 캐리어
60 : 반송실
61 : 반송 장치
70 : 반송 장치
71 : 베이스
72 : 암
73 : 지지 축
74 : 구동부
80 : 제어 장치
81 : 테이블
90 : 각도 범위

Claims (9)

  1. 주위에 복수의 처리실이 접속된 반송실 내에 마련되고, 각각의 상기 처리실과의 사이에서 피처리 기판을 반송하는 반송 장치이며,
    상기 반송실 내에 회전 가능하게 마련된 베이스 부재와,
    상기 베이스 부재 상에 마련되고, 상기 피처리 기판을 지지하는 암과,
    동력원으로부터 기어를 통해 전달된 동력에 의해, 상기 베이스 부재를, 제1 회전 방향 또는 상기 제1 회전 방향과는 반대 방향인 제2 회전 방향으로 회전시키는 구동부를
    구비하고,
    상기 구동부는,
    상기 암에 의해 지지되어 있는 상기 피처리 기판을 상기 처리실로 반송시키는 경우, 상기 암의 방향이, 상기 베이스 부재의 회전 중심으로부터 상기 처리실로 향하는 방향인 제1 직경 방향으로부터 상기 제2 회전 방향으로 소정 각도 어긋난 방향인 제2 직경 방향이 되도록 상기 베이스 부재를 회전시킨 후에, 상기 암의 방향이, 상기 제2 직경 방향으로부터 상기 제1 직경 방향이 되도록 상기 베이스 부재를 상기 소정 각도, 상기 제1 회전 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 반송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정 각도는, 상기 피처리 기판이 복수의 상기 처리실 중 어느 것으로 반송되는 경우라도 동일한 각도인 것을 특징으로 하는 반송 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 소정 각도는, 0.5° 이상 1.0° 이하의 범위 내의 각도인 것을 특징으로 하는 반송 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 암의 방향이 상기 제2 직경 방향으로부터 상기 제1 직경 방향이 되도록 상기 베이스 부재를 상기 제1 회전 방향으로 회전시킬 때의 회전 속도를, 상기 암의 방향이 상기 제2 직경 방향이 되도록 상기 베이스 부재를 회전시킬 때의 회전 속도인 제1 회전 속도보다 느린 제2 회전 속도로 회전시키는 것을 특징으로 하는 반송 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 회전 속도는, 상기 제1 회전 속도의 1/2 이하인 것을 특징으로 하는 반송 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 회전 속도는, 상기 피처리 기판이 복수의 상기 처리실 중 어느 것으로 반송되는 경우라도 동일한 속도인 것을 특징으로 하는 반송 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 상기 처리실은, 상기 구동부에 의해 상기 암의 방향이 상기 제2 직경 방향이 되도록 상기 베이스 부재가 회전될 때, 상기 베이스 부재가 제3 회전 방향으로 회전되는 제1 처리실과, 상기 베이스 부재가 상기 제3 회전 방향과는 반대 방향인 제4 회전 방향으로 회전되는 제2 처리실로 나뉘고,
    상기 제1 처리실 및 상기 제2 처리실 중, 많은 쪽의 처리실에 대응하는 상기 제3 회전 방향 또는 상기 제4 회전 방향이, 상기 제1 회전 방향으로 설정되는 것을 특징으로 하는 반송 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피처리 기판은, FPD(Flat Panel Display)용의 유리 기판인 것을 특징으로 하는 반송 장치.
  9. 주위에 복수의 처리실이 접속된 반송실 내에 회전 가능하게 마련된 베이스 부재와,
    상기 베이스 부재 상에 마련되고, 각각의 상기 처리실과의 사이에서 반송되는 피처리 기판을 지지하는 암과,
    동력원으로부터 기어를 통해 전달된 동력에 의해, 상기 베이스 부재를, 제1 회전 방향 또는 상기 제1 회전 방향과는 반대 방향인 제2 회전 방향으로 회전시키는 구동부를
    구비하는 반송 장치에 의해 행해지는 반송 방법이며,
    상기 암에 의해 지지되어 있는 상기 피처리 기판을 상기 처리실로 반송시키는 경우, 상기 암의 방향이 상기 베이스 부재의 회전 중심으로부터 상기 처리실로 향하는 방향인 제1 직경 방향으로부터 상기 제2 회전 방향으로 소정 각도 어긋난 방향인 제2 직경 방향이 되도록 상기 베이스 부재를 회전시키는 공정과,
    상기 암의 방향이 상기 제2 직경 방향으로부터 상기 제1 직경 방향이 되도록 상기 베이스 부재를 상기 소정 각도, 상기 제1 회전 방향으로 회전시키는 공정을
    포함하는 것을 특징으로 하는 반송 방법.
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