KR20220131169A - 기판 반송 장치 및 기판 반송 방법 - Google Patents

기판 반송 장치 및 기판 반송 방법 Download PDF

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KR20220131169A
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조지 구와하라
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 반송 장치는, 기판을 유지 가능하게 구성된 핸드와, 핸드에 설치되는 복수의 반사형 광 검출기와, 부분 위치 산출부와, 기판 위치 판정부를 구비한다. 복수의 반사형 광 검출기는, 핸드 상에 배치된 기판의 외주부를 향해 광을 각각 출사하는 것과 더불어, 라인 형상의 광 통과면에 의해 기판으로부터 반사된 광을 각각 수광하여, 수광량을 나타내는 신호를 출력한다. 부분 위치 산출부는, 복수의 반사형 광 검출기의 출력 신호에 의거하여, 핸드에 있어서의 기판의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 각각 산출한다. 기판 위치 판정부는, 산출된 기판의 복수의 부분의 위치에 의거하여 핸드에 대한 기판의 위치를 판정한다.

Description

기판 반송 장치 및 기판 반송 방법{SUBSTRATE TRANSPORT DEVICE AND SUBSTRATE TRANSPORT METHOD}
본 발명은, 기판을 반송하는 기판 반송 장치 및 기판 반송 방법에 관한 것이다.
종래부터, 액정 표시 장치 또는 유기 EL(Electro Luminescence) 표시 장치 등에 이용되는 FPD(Flat Panel Display)용 기판, 반도체 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판 또는 태양 전지용 기판 등의 각종 기판에 다양한 처리를 행하기 위해, 기판 처리 장치가 이용된다.
기판 처리 장치에서는, 예를 들면 한 장의 기판에 대해 복수의 처리 유닛에 있어서 연속적으로 처리가 행해진다. 그 때문에, 기판 처리 장치에는, 복수의 처리 유닛 사이에서 기판을 반송하는 기판 반송 장치가 설치된다. 이러한 기판 반송 장치에 있어서는, 기판이 유지부에 의해 유지된 상태로 반송된다. 기판이 유지부에 대해 어긋난 위치에 유지되어 있으면, 높은 정밀도로 기판을 반송할 수 없다. 그래서, 유지부에 대한 기판의 위치를 판정하는 구성이 제안되고 있다.
예를 들면, 일본국 특허공개 2018-133415호 공보에 기재된 기판 반송 장치에 있어서는, 처리 대상이 되는 기판이 유지부(핸드)에 의해 유지되고, 유지부가 이동함으로써 기판이 반송된다. 구체적으로는, 제1 위치로부터 제2 위치로 기판을 반송할 때에는, 제1 위치에서 유지부에 의해 기판이 수취된 후, 기판을 유지하는 유지부가 미리 정해진 제3 위치(진퇴 초기 위치)까지 이동한다. 이 이동 시에, 유지부에 의해 유지되는 기판의 외주 단부의 제1~제5 부분이 검출된다. 그들의 검출에 의거하여, 유지부에 있어서의 제1~제5 부분의 위치가 각각 산출된다. 산출된 제1~제5 부분의 위치에 의거하여 유지부에 있어서의 기판의 위치가 판정된다. 또, 일본국 특허공개 2012-182393호 공보에 기재된 기판 반송 장치에 있어서는, 기판을 유지하는 유지부(포크)가 미리 정해진 위치에 있는 상태에서, 유지부에 의해 유지되는 기판의 외주 단부의 4개 부분의 위치가 계측된다. 계측 결과에 의거하여 유지부에 있어서의 기판의 위치가 판정된다.
기판 반송 장치에 의한 기판의 반송 시간을 단축할 수 있으면, 기판 처리 장치에 있어서의 기판 처리의 스루풋이 향상된다. 그 때문에, 기판 반송 장치에 의한 기판의 위치 판정에 요하는 시간은, 저감되는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은, 기판의 위치 판정에 요하는 시간을 저감하는 것이 가능한 기판 반송 장치 및 기판 반송 방법을 제공하는 것이다.
(1) 본 발명의 일 국면에 따른 기판 반송 장치는, 기판을 반송하는 기판 반송 장치로서, 기판을 유지 가능하게 구성된 유지부와, 라인 형상의 수광면을 갖고 또한 유지부에 설치되며, 유지부 상에 배치된 기판의 외주부를 향해 광을 각각 출사하는 것과 더불어, 수광면에 의해 기판으로부터 반사된 광을 각각 수광하여, 수광량을 나타내는 신호를 출력하는 복수의 반사형 광 검출기와, 복수의 반사형 광 검출기의 출력 신호에 의거하여, 유지부 상에 배치된 기판에 대해서 유지부에 있어서의 기판의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 각각 산출하는 부분 위치 산출부와, 부분 위치 산출부에 의해 산출된 기판의 복수의 부분의 위치에 의거하여 유지부에 대한 기판의 위치를 판정하는 위치 판정부를 구비한다.
그 기판 반송 장치에 있어서는, 유지부에 설치된 복수의 반사형 광 검출기로부터 기판의 외주부에 광이 각각 출사된다. 이 경우, 기판의 외주부에서 반사되는 광의 광량은, 라인 형상의 수광면이 연장되는 방향에 있어서의 기판의 외주 단부의 위치에 따라 변화된다. 그 때문에, 복수의 제1 반사형 광 검출기의 출력 신호에 의해 나타내어지는 수광량에 의하면, 복수의 반사형 광 검출기의 라인 형상의 수광면이 연장되는 방향에 있어서의 기판의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 산출하는 것이 가능해진다. 그로 인해, 유지부 상에 기판이 배치된 시점에서, 유지부에 대한 기판의 위치를 판정할 수 있다. 그 결과, 기판의 반송 시에 있어서의 기판의 위치 판정에 요하는 시간을 저감하는 것이 가능해진다.
(2) 복수의 반사형 광 검출기 각각은, 수광면으로부터 상방을 향해 연장되는 띠 형상의 검출 영역을 갖고, 복수의 부분은, 평면에서 봤을 때 복수의 반사형 광 검출기의 검출 영역과 유지부 상에 배치된 기판의 외주 단부의 교점이어도 된다. 이 경우, 산출되는 기판의 복수의 부분의 위치에 의거하여 기판의 위치를 판정할 수 있다.
(3) 복수의 반사형 광 검출기는, 수광면이 일 방향에 있어서 서로 겹치지 않도록, 유지부에 설치된 제1 및 제2 반사형 광 검출기를 포함해도 된다. 이 경우, 제1 및 제2 반사형 광 검출기의 출력 신호와 제1 및 제2 반사형 광 검출기의 위치 관계에 의거하여, 기판의 복수의 부분의 위치를 높은 정밀도로 산출할 수 있다.
(4) 기판 반송 장치는, 복수의 반사형 광 검출기가 수광하는 수광량과 유지부에 있어서의 기판의 복수의 부분의 위치 사이의 미리 정해진 관계를 나타내는 광량 위치 정보를 기억하는 기억부를 더 구비하고, 부분 위치 산출부는, 복수의 반사형 광 검출기의 출력 신호에 더하여, 기억부에 기억된 광량 위치 정보에 의거하여 유지부에 있어서의 기판의 복수의 부분의 위치를 각각 산출해도 된다. 이 경우, 광량 위치 정보에 의거하여, 기판의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 높은 정밀도로 산출할 수 있다.
(5) 기판 반송 장치는, 유지부에 설치되며, 기판의 외주부보다 내측에 위치하는 내측 부분을 향해 광을 출사하는 것과 더불어, 기판에 의해 반사된 광을 수광하여, 수광량을 나타내는 신호를 출력하는 수광량 측정기와, 수광량 측정기의 출력 신호에 의거하여, 복수의 반사형 광 검출기가 수광하는 수광량과 유지부에 있어서의 기판의 복수의 부분의 위치 사이의 관계를 나타내는 광량 위치 정보를 생성하는 광량 위치 정보 생성부를 구비하고, 부분 위치 산출부는, 복수의 반사형 광 검출기의 출력 신호에 더하여, 광량 위치 정보 생성부에 의해 생성된 광량 위치 정보에 의거하여 유지부에 있어서의 기판의 복수의 부분의 위치를 각각 산출해도 된다.
이 경우, 기판에 대한 광의 반사율을 아직 알지 못하는 경우에도, 수광량 측정기의 출력 신호에 의거하여 광량 위치 정보가 생성된다. 그로 인해, 생성된 광량 위치 정보에 의거하여, 기판의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 높은 정밀도로 산출할 수 있다.
(6) 유지부는, 기판의 하면을 흡착 유지하는 복수의 흡착부를 더 갖고, 수광량 측정기와 복수의 흡착부 중 하나의 흡착부 사이의 거리는, 복수의 반사형 광검출기 각각과 하나의 흡착부 사이의 거리보다 작아도 된다.
이 경우, 수광량 측정기는 복수의 반사형 광 검출기에 비해 하나의 흡착부의 근방에 위치한다. 그 때문에, 기판에 휨 등의 변형이 발생하고 있는 경우에도, 수광량 측정기로부터의 광을 받는 기판의 내측 부분의 높이는, 하나의 흡착부에 의해 대략 일정한 높이로 유지된다. 따라서, 광량 위치 정보를 생성하기 위한 조건의 편차가 저감된다. 그 결과, 적절하게 생성된 광량 위치 정보에 의거하여, 기판의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 보다 높은 정밀도로 산출할 수 있다.
(7) 기판 반송 장치는, 유지부에 있어서의 기판의 복수의 부분의 높이를 검출하는 높이 검출부와, 높이 검출부에 의해 검출된 기판의 복수의 부분의 높이에 의거하여, 부분 위치 산출부에 의해 산출된 기판의 복수의 부분의 위치를 각각 보정하는 보정부를 더 구비하고, 위치 판정부는, 보정부에 의한 보정 후의 기판의 복수의 부분의 위치에 의거하여, 유지부에 대한 기판의 위치를 판정해도 된다.
반사형 광 검출기로부터 출사되어 기판에서 반사됨으로써 당해 반사형 광 검출기로 귀환하는 광의 광량은, 반사형 광 검출기와 기판 사이의 거리에 따라서도 변화된다. 상기의 구성에 의하면, 기판의 외주 단부의 복수의 부분의 높이가 검출되고, 검출된 높이에 의거하여 기판의 외주 단부의 복수의 부분의 위치의 산출 결과가 보정된다. 따라서, 기판의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 더 높은 정밀도로 취득할 수 있다.
(8) 기판 반송 장치는, 복수의 반사형 광 검출기를 제어하는 광 검출기 제어부를 더 구비하고, 광 검출기 제어부는, 유지부에 의해 기판이 유지된 상태에서, 복수의 반사형 광 검출기를 제어하는 제1 제어 모드와, 유지부에 의해 기판이 유지되지 않고 또한 유지부가 지지부에 지지된 기판의 하방의 위치에 배치된 상태에서, 복수의 반사형 광 검출기를 제어하는 제2 제어 모드로 동작 가능하게 구성되어도 된다.
이 경우, 유지부에 의해 기판이 유지된 상태 및 유지부가 지지부에 지지된 기판의 하방에 배치된 상태 중 어느 상태에 있더라도, 유지부에 있어서의 기판의 위치를 각각 판정할 수 있다.
(9) 기판 반송 장치는, 유지부를 이동시키는 이동부와, 위치 판정부에 의한 판정 결과에 의거하여, 유지부에 의해 유지된 기판이 미리 정해진 제1 위치로부터 제2 위치로 반송되도록 이동부를 제어하는 이동 제어부를 더 구비해도 된다.
이 경우, 위치 판정부에 의한 판정 결과에 의거하여, 유지부에 의해 유지되는 기판을 미리 정해진 제1 위치로부터 제2 위치로 높은 정밀도로 반송할 수 있다.
(10) 본 발명의 다른 국면에 따른 기판 반송 방법은, 기판을 반송하는 기판 반송 방법으로서, 기판을 유지 가능하게 구성된 유지부 상에 기판을 배치하는 단계와, 라인 형상의 수광면을 갖고 또한 유지부에 설치된 복수의 반사형 광 검출기를 이용함으로써, 유지부 상에 배치된 기판의 외주부를 향해 광을 출사하는 것과 더불어, 수광면에 의해 기판으로부터 반사된 광을 각각 수광하여, 복수의 반사형 광 검출기로부터 수광량을 나타내는 신호를 각각 출력시키는 단계와, 복수의 반사형 광 검출기의 출력 신호에 의거하여, 유지부 상에 배치된 기판에 대해서 유지부에 있어서의 기판의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 각각 산출하는 단계와, 산출하는 단계에 의해 산출된 기판의 복수의 부분의 위치에 의거하여 유지부에 대한 기판의 위치를 판정하는 단계를 포함한다.
그 기판 반송 방법에 있어서는, 유지부에 설치된 복수의 반사형 광 검출기로부터 기판의 외주부에 광이 각각 출사된다. 이 경우, 기판의 외주부에서 반사되는 광의 광량은, 라인 형상의 수광면이 연장되는 방향에 있어서의 기판의 외주 단부의 위치에 따라 변화된다. 그 때문에, 복수의 제1 반사형 광 검출기의 출력 신호에 의해 나타내어지는 수광량에 의하면, 복수의 반사형 광 검출기의 라인 형상의 수광면이 연장되는 방향에 있어서의 기판의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 산출하는 것이 가능해진다. 그로 인해, 유지부 상에 기판이 배치된 시점에서, 유지부에 대한 기판의 위치를 판정할 수 있다. 그 결과, 기판의 반송 시에 있어서의 기판의 위치 판정에 요하는 시간을 저감하는 것이 가능해진다.
(11) 복수의 반사형 광 검출기 각각은, 유지부로부터 상방을 향해 연장되는 띠 형상의 검출 영역을 갖고, 복수의 부분은, 평면에서 봤을 때 복수의 반사형 광 검출기의 검출 영역과 유지부 상에 배치된 기판의 외주 단부의 교점이어도 된다. 이 경우, 산출되는 기판의 복수의 부분의 위치에 의거하여 기판의 위치를 판정할 수 있다.
(12) 복수의 반사형 광 검출기는, 수광면이 일 방향에 있어서 서로 겹치지 않도록, 유지부에 설치된 제1 및 제2 반사형 광 검출기를 포함해도 된다. 이 경우, 제1 및 제2 반사형 광 검출기의 출력 신호와 제1 및 제2 반사형 광 검출기의 위치 관계에 의거하여, 기판의 복수의 부분의 위치를 높은 정밀도로 산출할 수 있다.
(13) 기판 반송 방법은, 복수의 반사형 광 검출기가 수광하는 수광량과 유지부에 있어서의 기판의 복수의 부분의 위치 사이의 미리 정해진 관계를 나타내는 광량 위치 정보를 기억하는 단계를 더 포함하고, 산출하는 단계는, 복수의 반사형 광 검출기의 출력 신호에 더하여, 기억하는 단계에 의해 기억된 광량 위치 정보에 의거하여 유지부에 있어서의 기판의 복수의 부분의 위치를 각각 산출해도 된다. 이 경우, 광량 위치 정보에 의거하여, 기판의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 높은 정밀도로 산출할 수 있다.
(14) 기판 반송 방법은, 유지부에 설치되는 수광량 측정기를 이용하여 유지부 상에 배치된 기판의 외주부보다 내측에 위치하는 내측 부분을 향해 광을 출사하는 것과 더불어 기판으로부터 반사된 광을 수광함으로써, 당해 수광량 측정기로부터 수광량을 나타내는 신호를 출력시키는 단계와, 수광량 측정기의 출력 신호에 의거하여, 복수의 반사형 광 검출기가 수광하는 수광량과 유지부에 있어서의 기판의 복수의 부분의 위치 사이의 미리 정해진 관계를 나타내는 광량 위치 정보를 생성하는 단계를 더 포함하고, 산출하는 단계는, 복수의 반사형 광 검출기의 출력 신호에 더하여, 생성하는 단계에 의해 생성된 광량 위치 정보에 의거하여 유지부에 있어서의 기판의 복수의 부분의 위치를 각각 산출하는 것을 포함해도 된다.
이 경우, 기판에 대한 광의 반사율을 아직 알지 못하는 경우에도, 수광량 측정기의 출력 신호에 의거하여 광량 위치 정보가 생성된다. 그로 인해, 생성된 광량 위치 정보에 의거하여, 기판의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 높은 정밀도로 산출할 수 있다.
(15) 유지부 상에 기판을 배치하는 단계는, 유지부가 갖는 복수의 흡착부에 의해 기판의 하면을 흡착 유지하는 것을 포함하고, 수광량 측정기와 복수의 흡착부 중 하나의 흡착부 사이의 거리는, 복수의 반사형 광 검출기 각각과 하나의 흡착부 사이의 거리보다 작아도 된다.
이 경우, 수광량 측정기는 복수의 반사형 광 검출기에 비해 하나의 흡착부의 근방에 위치한다. 그 때문에, 기판에 휨 등의 변형이 발생하고 있는 경우에도, 수광량 측정기로부터의 광을 받는 기판의 내측 부분의 높이는, 하나의 흡착부에 의해 대략 일정한 높이로 유지된다. 따라서, 광량 위치 정보를 생성하기 위한 조건의 편차가 저감된다. 그 결과, 적절하게 생성된 광량 위치 정보에 의거하여, 기판의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 보다 높은 정밀도로 산출할 수 있다.
(16) 기판 반송 방법은, 유지부에 있어서의 기판의 복수의 부분의 높이를 검출하는 단계와, 높이를 검출하는 단계에 의해 검출된 기판의 복수의 부분의 높이에 의거하여, 산출하는 단계에 의해 산출된 기판의 복수의 부분의 위치를 각각 보정하는 단계를 더 포함하고, 기판의 위치를 판정하는 단계는, 보정하는 단계에 의한 보정 후의 기판의 복수의 부분의 위치에 의거하여, 유지부에 대한 기판의 위치를 판정하는 것을 포함해도 된다.
반사형 광 검출기로부터 출사되어 기판에서 반사됨으로써 당해 반사형 광 검출기로 귀환하는 광의 광량은, 반사형 광 검출기와 기판 사이의 거리에 따라서도 변화된다. 상기의 구성에 의하면, 기판의 외주 단부의 복수의 부분의 높이가 검출되고, 검출된 높이에 의거하여 기판의 외주 단부의 복수의 부분의 위치의 산출 결과가 보정된다. 따라서, 기판의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 더 높은 정밀도로 취득할 수 있다.
(17) 복수의 반사형 광 검출기로부터 수광량을 출력시키는 단계는, 유지부에 의해 유지된 기판의 외주부를 향해 광을 출사하는 것과, 유지부에 의해 기판이 유지되지 않고 또한 유지부가 지지부에 지지된 기판의 하방의 위치에 배치된 상태에서 기판의 외주부를 향해 광을 출사하는 것을 포함해도 된다.
이 경우, 유지부에 의해 기판이 유지된 상태 및 유지부가 지지부에 지지된 기판의 하방에 배치된 상태 중 어느 상태에 있더라도, 유지부에 있어서의 기판의 위치를 각각 판정할 수 있다.
(18) 기판 반송 방법은, 기판의 위치를 판정하는 단계에 의한 판정 결과에 의거하여, 유지부에 의해 유지된 기판이 미리 정해진 제1 위치로부터 제2 위치로 반송되도록 유지부를 이동시키는 단계를 더 포함해도 된다.
이 경우, 기판의 위치를 판정하는 단계에 의한 판정 결과에 의거하여, 유지부에 의해 유지되는 기판을 미리 정해진 제1 위치로부터 제2 위치로 높은 정밀도로 반송할 수 있다.
도 1은, 제1 실시 형태에 따른 기판 반송 장치의 평면도이다.
도 2는, 도 1의 기판 반송 장치의 측면도이다.
도 3은, 도 1의 기판 반송 장치의 정면도이다.
도 4는, 도 1의 반사형 광 검출기의 상세를 설명하기 위한 핸드의 일부 확대 사시도이다.
도 5는, 광량 위치 정보의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은, 제1 실시 형태에 따른 기판 반송 장치의 제어계의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은, 핸드에 정의되는 XY 좌표계의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 8은, 복수의 어긋남량 중 적어도 1개가 역치를 넘는 경우의 핸드 상의 기판과 4개의 가상 원의 위치 관계를 각각 나타내는 평면도이다.
도 9는, 복수의 어긋남량 중 적어도 1개가 역치를 넘는 경우의 핸드 상의 기판과 4개의 가상 원의 위치 관계를 각각 나타내는 평면도이다.
도 10은, 복수의 어긋남량 중 적어도 1개가 역치를 넘는 경우의 핸드 상의 기판과 4개의 가상 원의 위치 관계를 각각 나타내는 평면도이다.
도 11은, 복수의 어긋남량 중 적어도 1개가 역치를 넘는 경우의 핸드 상의 기판과 4개의 가상 원의 위치 관계를 각각 나타내는 평면도이다.
도 12는, 제1 실시 형태에 따른 반송 제어부의 기능적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 13은, 제1 실시 형태에 따른 기판 반송 장치에 의한 기판의 기본적인 반송 동작을 나타내는 플로차트이다.
도 14는, 제1 실시 형태에 따른 기판 반송 장치에 의한 기판의 기본적인 반송 동작을 나타내는 플로차트이다.
도 15는, 제2 실시 형태에 따른 기판 반송 장치의 평면도이다.
도 16은, 제2 실시 형태에 따른 기판 반송 장치의 제어계의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 17은, 제2 실시 형태에 따른 반송 제어부의 기능적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 18은, 제2 실시 형태에 따른 기판 반송 장치에 의한 기판의 기본적인 반송 동작의 일부를 나타내는 플로차트이다.
도 19는, 제3 실시 형태에 따른 기판 반송 장치의 평면도이다.
도 20은, 제3 실시 형태에 따른 기판 반송 장치의 제어계의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 21은, 제3 실시 형태에 따른 반송 제어부의 기능적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 22는, 제3 실시 형태에 따른 기판 반송 장치에 의한 기판의 기본적인 반송 동작의 일부를 나타내는 플로차트이다.
도 23은, 제4 실시 형태에 따른 반송 제어부가 제2 제어 모드에 있을 때의 기판 반송 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 24는, 제4 실시 형태에 따른 반송 제어부가 제2 제어 모드에 있을 때의 기판 반송 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 25는, 제4 실시 형태에 따른 반송 제어부가 제2 제어 모드에 있을 때의 기판 반송 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 26은, 제4 실시 형태에 따른 반송 제어부가 제2 제어 모드에 있을 때의 기판 반송 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 27은, 제4 실시 형태에 따른 반송 제어부가 제2 제어 모드에 있을 때의 기판 반송 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 28은, 제4 실시 형태에 따른 기판 반송 장치의 제2 동작 모드에 의한 핸드의 위치 조정 동작을 나타내는 플로차트이다.
도 29는, 제4 실시 형태에 따른 기판 반송 장치의 제2 동작 모드에 의한 핸드의 위치 조정 동작을 나타내는 플로차트이다.
도 30은, 제1~제4 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 기판 반송 장치를 구비한 기판 처리 장치의 전체 구성을 나타내는 모식적 블록도이다.
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 반송 장치 및 기판 반송 방법에 대해서 도면을 이용하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 기판이란, 액정 표시 장치 또는 유기 EL(Electro Luminescence) 표시 장치 등에 이용되는 FPD(Flat Panel Display)용 기판, 반도체 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판 또는 태양 전지용 기판 등을 말한다.
또, 이하에 나타내는 실시 형태에서 이용되는 기판은, 적어도 일부가 원 형상의 외주 단부를 갖는다. 구체적으로는, 기판에는, 위치 결정용 노치가 형성되고, 기판 중 노치를 제외한 외주 단부가 원 형상을 갖는다. 또한, 기판에는, 노치를 대신하여 오리엔테이션 플랫이 형성되어도 된다.
1. 제1 실시 형태
[1] 제1 실시 형태에 따른 기판 반송 장치의 구성
도 1은 제1 실시 형태에 따른 기판 반송 장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 기판 반송 장치(500)의 측면도이며, 도 3은 도 1의 기판 반송 장치(500)의 정면도이다. 도 1~도 3에 나타내는 기판 반송 장치(500)는, 이동 부재(510)(도 2 및 도 3), 회전 부재(520), 2개의 핸드(H1, H2) 및 복수의 반사형 광 검출기(SA1, SA2, SA3, SA4, SA5)(도 1)를 포함한다. 본 실시 형태에서는, 2개의 핸드(H1, H2) 각각에, 5개의 반사형 광 검출기(SA1~SA5)가 설치되어 있다. 이동 부재(510)는, 가이드 레일(도시하지 않음)을 따라 수평 방향으로 이동 가능하게 구성된다.
이동 부재(510) 상에는, 대략 직방체 형상의 회전 부재(520)가 상하 방향의 축의 둘레로 회전 가능하게 설치된다. 회전 부재(520)에는, 지지 부재(521, 522)가 설치되어 있다. 지지 부재(521, 522)는, 핸드(H1, H2)를 각각 지지한다. 핸드(H1, H2)는, 각각 지지 부재(521, 522)에 의해 지지된 상태에서, 회전 부재(520)의 길이 방향으로 진퇴 가능하게 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 핸드(H2)가 회전 부재(520)의 상면의 상방에 위치하고, 핸드(H1)가 핸드(H2)의 상방에 위치한다. 이하의 설명에서는, 도 1~도 3에 화살표로 나타내는 바와 같이, 회전 부재(520)에 대해 핸드(H1, H2)가 진퇴 가능한 방향을 진퇴 방향(AB)이라고 부른다. 본 실시 형태에서는, 도 1~도 3의 화살표가 향하는 방향을 전방으로 하고, 그 반대의 방향을 후방으로 한다.
핸드(H1, H2) 각각은, 가이드부(Ha) 및 아암부(Hb)로 이루어진다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 가이드부(Ha)는 대략 U자형의 평판 형상을 갖고, 아암부(Hb)는 일 방향으로 연장되는 직사각형의 평판 형상을 갖는다. 가이드부(Ha)는, 아암부(Hb)의 일 단부로부터 2개로 갈라져 나오도록 설치되어 있다.
가이드부(Ha)의 상면에는, 서로 이격되는 복수(본 예에서는 3개)의 부분에 복수(본 예에서는 3개)의 흡착부(sm)가 각각 설치되어 있다. 각 흡착부(sm)는, 흡기계(도시하지 않음)에 접속된다. 복수의 흡착부(sm) 상에 기판(W)이 재치(載置)된다. 이 상태에서, 복수의 흡착부(sm) 상의 기판(W)의 하면이 흡기계에 의해 복수의 흡착부(sm)에 흡착된다. 도 1~도 3에서는, 각 핸드(H1, H2)에 의해 이상적인 위치 관계로 흡착 유지된 상태의 기판(W)이 이점 쇄선으로 나타난다.
반사형 광 검출기(SA1~SA5)는, 기본적으로 공통된 구성을 갖는다. 각 반사형 광 검출기(SA1~SA5)는, 평면에서 봤을 때 당해 반사형 광 검출기의 일부가 각 핸드(H1, H2)에 의해 유지되는 기판(W)의 외주 단부에 각각 겹치도록 가이드부(Ha) 상에 분산 배치되어 있다.
보다 구체적으로는, 반사형 광 검출기(SA1~SA4)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 핸드(H1, H2)에 의해 유지되는 기판(W)의 중심을 기준으로 하여 대략 90° 간격으로 당해 기판(W)의 외주 단부에 겹치도록 배치되어 있다. 한편, 반사형 광 검출기(SA5)는, 반사형 광 검출기(SA4)의 근방에 배치되어 있다. 반사형 광 검출기(SA4, SA5)간의 거리는, 기판(W)의 직경보다 작으며 또한 기판(W)의 둘레 방향에 있어서의 노치의 길이보다 크다. 또한, 본 실시 형태에 따른 기판(W)의 직경은 예를 들면 300mm이며, 그 기판(W)이 갖는 노치의 둘레 방향의 길이는 예를 들면 2.73mm이다. 핸드(H1, H2)에 장착된 복수의 반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 상단부의 높이 위치는, 핸드(H1, H2)에 장착된 복수의 흡착부(sm)의 상단부의 높이 위치보다 낮다. 따라서, 기판(W)이 각 핸드(H1, H2)에 의해 유지된 상태에서, 당해 핸드에 설치되는 반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 상단부는 기판(W)의 하면으로부터 이격되어 있다.
각 반사형 광 검출기(SA1~SA5)는, 검출 영역을 향해 라인 형상의 광을 출사하는 것과 더불어 검출 영역으로부터의 귀환광을 수광하고, 수광량에 따른 신호를 출력한다. 본 실시 형태에 있어서는, 각 반사형 광 검출기(SA1~SA5)는, 이른바 섬유 센서이며, 주로 본체부, 광섬유 및 섬유 유닛으로 구성된다. 본체부는, 광원 및 수광 소자를 포함한다. 섬유 유닛은, 1 또는 복수의 광학계(렌즈 등)을 포함하고, 광을 출사하는 출사면 및 광을 수광하는 수광면을 갖는다. 광섬유는, 본체부와 섬유 유닛을 접속한다.
섬유 센서에 있어서는, 본체부의 광원에서 발생되는 광이, 광섬유를 통해 섬유 유닛으로 이끌어진다. 섬유 유닛에서는, 광섬유를 통해 이끌어진 광이 광학계를 통해 라인 형상의 광으로 정형(整形)되고, 출사면으로부터 검출 영역으로 출사된다. 검출 영역에서 반사된 광은, 귀환광으로서 수광면에 입사하고, 광학계 및 광섬유를 통해 본체부의 수광 소자로 이끌어진다. 수광 소자는, 광섬유로부터 이끌어진 광을 수광함으로써, 수광량에 따른 신호를 출력한다.
이와 같이, 각 반사형 광 검출기(SA1~SA5)가 섬유 센서로 구성되는 경우, 각 핸드(H1, H2)의 가이드부(Ha)에는, 섬유 유닛만이 장착된다. 또, 아암부(Hb) 또는 핸드(H1, H2)와는 상이한 부재에, 본체부가 장착된다. 그런 다음에, 섬유 유닛과 본체부가 광섬유에 의해 접속된다. 그 때문에, 도 1~도 3에 있어서, 각 핸드(H1, H2) 상에 나타나는 반사형 광 검출기(SA1~SA5)는, 섬유 센서 중 섬유 유닛을 나타낸다. 또한, 각 반사형 광 검출기(SA1~SA5)는, 광원, 수광 소자 및 광학계가 하나의 케이싱 내에 수용된 구성을 가져도 된다. 이 경우, 출사면 및 수광면은, 하나의 케이싱에 일체적으로 설치된다.
반사형 광 검출기(SA1~SA5)는, 핸드(H1, H2) 상에 기판(W)이 유지된 상태에서, 핸드(H1, H2)에 있어서의 기판(W)의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 산출하기 위해 이용된다. 반사형 광 검출기(SA1~SA5)를 대표하여 반사형 광 검출기(SA4, SA5)에 의해 기판(W)의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 산출하는 방법에 대해서 설명한다.
도 4는, 도 1의 반사형 광 검출기(SA4, SA5)의 상세를 설명하기 위한 핸드(H1)의 일부 확대 사시도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 각 반사형 광 검출기(SA4, SA5)는, 일 방향으로 연장되는 것과 더불어 상방을 향하는 광 통과면(ss)을 갖고, 광 통과면(ss)이 연장되는 방향이 진퇴 방향(AB)에 평행해지도록 가이드부(Ha)의 상면에 장착되어 있다. 광 통과면(ss)은, 상기의 출사면 및 수광면으로서 기능한다. 이 상태에서, 반사형 광 검출기(SA4, SA5)는, 광 통과면(ss)으로부터 상방을 향해 연장되는 띠 형상의 검출 영역(df4, df5)을 각각 갖는다.
본 실시 형태에 따른 핸드(H1)에 있어서는, 복수의 흡착부(sm)에 의해 핸드(H1) 상에 기판(W)이 흡착 유지됨으로써, 각 반사형 광 검출기(SA4, SA5)의 광 통과면(ss)의 일부가 기판(W)의 외주부에 대해 소정 거리 이격되면서 대향한다. 도 4에서는, 핸드(H1)에 의해 유지되는 기판(W)이 도트 패턴으로 나타난다. 이 상태에서, 도 4에 일점 쇄선의 화살표로 나타내는 바와 같이, 반사형 광 검출기(SA4, SA5)의 광 통과면(ss)으로부터 상방을 향해 라인 형상의 광이 출사된다.
이 경우, 각 광 통과면(ss) 중 기판(W)에 대향하는 부분으로부터 출사되는 광은, 기판(W)의 하면에서 반사되고, 도 4에 굵은 실선의 화살표로 나타내는 바와 같이 당해 광 통과면(ss)에 입사한다. 한편, 각 광 통과면(ss) 중 기판(W)에 대향하지 않는 부분으로부터 출사되는 광은, 기판(W)의 측방을 통과한다. 그 때문에, 각 광 통과면(ss) 중 기판(W)에 대향하지 않는 부분에는, 광이 입사하지 않는다.
여기서, 핸드(H1)에 있어서의 반사형 광 검출기(SA4, SA5)의 위치를 이미 알고 있고, 진퇴 방향(AB)에 있어서의 반사형 광 검출기(SA4, SA5)와 기판(W)의 대략적인 위치 관계를 이미 알고 있는 것으로 한다. 이들의 경우에는, 각 반사형 광 검출기(SA4, SA5)의 출력 신호에 의거하여, 기판(W)의 외주 단부 중 각 검출 영역(df4, df5)에 위치하는 부분의 핸드(H1)에 있어서의 진퇴 방향(AB)의 위치를 산출하는 것이 가능해진다. 또한, 반사형 광 검출기(SA4, SA5)와 기판(W)의 대략적인 위치 관계란, 예를 들면 핸드(H1)에 의해 기판(W)이 유지된 상태에서 반사형 광 검출기(SA4, SA5)가 기판(W)의 중심을 기준으로 하여 진퇴 방향(AB)에 있어서의 전방에 위치하는지 후방에 위치하는지를 의미한다. 또, 상기의 기판(W)의 외주 단부 중 각 검출 영역(df4, df5)에 위치하는 부분이란, 평면에서 봤을 때 각 반사형 광 검출기(SA4, SA5)의 검출 영역(df4, df5)과 핸드(H1) 상에 유지된 기판(W)의 외주 단부의 교점을 의미한다.
그런데, 광 통과면(ss)으로부터 출사되어, 기판(W)의 하면에서 반사되는 광의 반사율은, 기판(W)의 종류에 따라 상이하다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 각 반사형 광 검출기(SA1~SA5)에 대해서, 당해 반사형 광 검출기가 수광하는 수광량과 광이 조사된 기판(W)의 외주 단부의 위치 사이의 미리 정해진 관계를 나타내는 광량 위치 정보가 이용된다. 광량 위치 정보는, 후술하는 반송 제어부(550)(도 6)에 기억된다.
도 5는, 광량 위치 정보의 일례를 나타내는 도면이다. 도 5의 광량 위치 정보는, 도 4의 반사형 광 검출기(SA4)가 받는 수광량과 반사형 광 검출기(SA4)에 의해 검출되는 기판(W)의 외주 단부의 위치의 관계를 나타낸다. 도 5에서는, 반사형 광 검출기(SA4)에 대응하는 광량 위치 정보가 그래프에 의해 나타내어진다. 도 5의 그래프에 있어서, 세로축은 반사형 광 검출기(SA4)가 받는 수광량을 나타내고, 가로축은 핸드(H1)에 있어서의 진퇴 방향(AB)의 위치를 나타낸다. 세로축에 α로 표시되는 수광량은, 예를 들면 반사형 광 검출기(SA4)로부터 출사되어 기판(W)에 의해 반사된 광이 전부 귀환했을 때의 수광량(이하, 최대 수광량이라고 부른다.)이며, 기판(W)의 반사율에 의거하여 정해진다.
도 5의 그래프 및 위치 P1에 대응하는 말풍선 안에 나타내는 바와 같이, 반사형 광 검출기(SA4) 상에 위치하는 기판(W)의 부분이 검출 영역(df4) 전체를 가로지르는 경우에는, 수광량이 최대 수광량(α)으로 유지된다. 한편, 도 5의 그래프 및 위치 P2에 대응하는 말풍선 안에 나타내는 바와 같이, 반사형 광 검출기(SA4) 상에 위치하는 기판(W)의 부분이 검출 영역(df4)의 일부(후반 부분)를 가로지르는 경우에는, 수광량이 최대 수광량(α)보다 낮은 값을 나타내고 있다. 한편, 도 5의 그래프 및 위치 P3에 대응하는 말풍선 안에 나타내는 바와 같이, 반사형 광 검출기(SA4) 상에 위치하는 기판(W)의 부분이 검출 영역(df4)을 가로지르지 않는 경우에는, 수광량이 0으로 되어 있다.
이로 인해, 도 5의 광량 위치 정보에 의하면, 기판(W)의 외주 단부의 일부분이 반사형 광 검출기(SA4)의 검출 영역(df4) 내에 위치함으로써, 당해 기판(W)의 외주 단부의 일부분에 대해서 핸드(H1)에 있어서의 위치를 산출하는 것이 가능해진다. 도 5의 광 위치 검출 정보는, 예를 들면 실험 또는 시뮬레이션 등에 의해 생성할 수 있다.
상기의 구성에 의하면, 각 핸드(H1, H2)에 의해 기판(W)이 유지된 시점에서, 당해 핸드를 이동시키지 않고, 복수의 반사형 광 검출기(SA1~SA5)에 의해 당해 핸드에 있어서의 기판(W)의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 산출할 수 있다.
각 핸드(H1, H2)에 있어서는, 유지되는 기판(W)의 중심이 위치해야 할 기준 위치(이하, 기준 위치라고 부른다.)가 미리 정해져 있다. 각 핸드(H1, H2)에 있어서의 기준 위치는, 예를 들면 3개의 흡착부(sm)의 중심 위치이다.
각 핸드(H1, H2)에 의해 유지되는 기판(W)의 외주 단부의 5개의 부분의 위치를 산출할 수 있으면, 당해 핸드에 있어서의 기판(W)의 위치를 판정할 수 있다. 그로 인해, 각 핸드(H1, H2)에 의해 실제로 유지되어 있는 기판(W)의 중심이 기준 위치로부터 얼마만큼 어긋나 있는지를 산출할 수 있다.
[2] 기판 반송 장치(500)의 제어계의 구성
도 6은, 제1 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)의 제어계의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 기판 반송 장치(500)는, 상하 방향 구동 모터(511), 상하 방향 인코더(512), 수평 방향 구동 모터(513), 수평 방향 인코더(514), 회전 방향 구동 모터(515), 회전 방향 인코더(516), 상측 핸드 진퇴용 구동 모터(525), 상측 핸드 인코더(526), 하측 핸드 진퇴용 구동 모터(527), 하측 핸드 인코더(528), 복수의 반사형 광 검출기(SA1~SA5), 반송 제어부(550) 및 조작부(529)를 포함한다. 또한, 복수의 반사형 광 검출기(SA1~SA5)는, 핸드(H1, H2)에 각각 대응하도록 설치된다.
상하 방향 구동 모터(511)는, 반송 제어부(550)의 제어에 의해 이동 부재(510)(도 2)를 상하 방향으로 이동시킨다. 상하 방향 인코더(512)는, 상하 방향 구동 모터(511)의 회전 각도를 나타내는 신호를 반송 제어부(550)에 출력한다. 그로 인해, 반송 제어부(550)는, 이동 부재(510)의 상하 방향의 위치를 검출할 수 있다.
수평 방향 구동 모터(513)는, 반송 제어부(550)의 제어에 의해 이동 부재(510)(도 2)를 수평 방향으로 이동시킨다. 수평 방향 인코더(514)는, 수평 방향 구동 모터(513)의 회전 각도를 나타내는 신호를 반송 제어부(550)에 출력한다. 그로 인해, 반송 제어부(550)는, 이동 부재(510)의 수평 방향의 위치를 검출할 수 있다.
회전 방향 구동 모터(515)는, 반송 제어부(550)의 제어에 의해 회전 부재(520)(도 1)를 상하 방향의 축의 둘레로 회전시킨다. 회전 방향 인코더(516)는, 회전 방향 구동 모터(515)의 회전 각도를 나타내는 신호를 반송 제어부(550)에 출력한다. 그로 인해, 반송 제어부(550)는, 수평면 내에서의 회전 부재(520)의 방향을 검출할 수 있다.
상측 핸드 진퇴용 구동 모터(525)는, 반송 제어부(550)의 제어에 의해 핸드(H1)(도 1)를 회전 부재(520) 상에서 수평 방향으로 진퇴시킨다. 상측 핸드 인코더(526)는, 상측 핸드 진퇴용 구동 모터(525)의 회전 각도를 나타내는 신호를 반송 제어부(550)에 출력한다. 그로 인해, 반송 제어부(550)는, 회전 부재(520) 상에서의 핸드(H1)의 위치를 검출할 수 있다.
하측 핸드 진퇴용 구동 모터(527)는, 반송 제어부(550)의 제어에 의해 핸드(H2)(도 2)를 회전 부재(520) 상에서 수평 방향으로 진퇴시킨다. 하측 핸드 인코더(528)는, 하측 핸드 진퇴용 구동 모터(527)의 회전 각도를 나타내는 신호를 반송 제어부(550)에 출력한다. 그로 인해, 반송 제어부(550)는, 회전 부재(520) 상에서의 핸드(H2)의 위치를 검출할 수 있다.
반사형 광 검출기(SA1~SA5)는, 반송 제어부(550)의 제어에 의해 광 통과면(ss)(도 4)으로부터 상방을 향해 라인 형상의 광을 출사한다. 반사형 광 검출기(SA1~SA5)로부터 출력되는 신호는, 반송 제어부(550)에 주어진다. 그로 인해, 반송 제어부(550)는, 핸드(H1)에 설치된 반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 출력 신호 및 미리 기억된 광량 위치 정보에 의거하여 핸드(H1)에 있어서의 기판(W)의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 산출한다. 마찬가지로, 반송 제어부(550)는, 핸드(H2)에 설치된 반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 출력 신호 및 미리 기억된 광량 위치 정보에 의거하여 핸드(H2)에 있어서의 기판(W)의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 산출한다.
반송 제어부(550)에는, 조작부(529)가 접속된다. 사용자는, 조작부(529)를 조작함으로써 각종 지령 및 정보를 반송 제어부(550)에 줄 수 있다.
[3] 핸드(H1, H2)에 있어서의 기판(W)의 위치의 판정
상기의 각 핸드(H1, H2)에 있어서는, X축 및 Y축을 갖는 XY 좌표계가 정의된다. X축 및 Y축은, 각 핸드(H1, H2)에 의해 유지되는 기판(W)에 평행한 수평면 내에 위치하고, 각 핸드(H1, H2)의 기준 위치에서 직교한다. 그 때문에, 기준 위치는, 원점(O)이 된다. 본 예에서는, Y축은, 각 핸드(H1, H2)의 진퇴 방향에 대해 평행하게 정의된다.
도 7은, 핸드(H1)에 정의되는 XY 좌표계의 일례를 나타내는 평면도이다. 도 7에서는, 핸드(H1)에 정의되는 XY 좌표계의 X축 및 Y축이 일점 쇄선으로 나타난다. 또, 기준 위치가 원점(O)으로서 나타난다. 또한, 핸드(H1)에 의해 유지되는 기판(W)이 실선으로 나타난다. 도 7의 예에 있어서, 핸드(H1)에 의해 유지되는 기판(W)의 중심 위치는 원점(O)에 있는 것으로 한다.
기판 반송 장치(500)에 있어서는, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)에 의해 핸드(H1)에 있어서의 기판(W)의 외주 단부의 5개의 부분 p1~p5의 위치가 각각 산출된다. 산출된 부분 p1~p5의 위치에 의거하여 핸드(H1)에 있어서의 기판(W)의 위치가 판정된다. 마찬가지로, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)에 의해 핸드(H2)에 있어서의 기판(W)의 5개의 부분 p1~p5가 산출되고, 산출된 부분 p1~p5의 위치에 의거하여 핸드(H2)에 있어서의 기판(W)의 위치가 판정된다. 판정된 기판(W)의 위치에 의거하여, 상기의 상하 방향 구동 모터(511), 수평 방향 구동 모터(513), 회전 방향 구동 모터(515), 상측 핸드 진퇴용 구동 모터(525) 및 하측 핸드 진퇴용 구동 모터(527)가 제어된다. 핸드(H1)에 있어서의 기판(W)의 위치의 판정 방법을 설명한다.
우선, 예를 들면 핸드(H1) 상에 기판(W)이 흡착 유지된 상태에서, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 광 통과면(ss)(도 4)으로부터 라인 형상의 광이 기판(W)의 외주부를 향해 출사된다. 출사된 각 광의 일부가 기판(W)의 하면에 의해 반사되어, 광 통과면(ss)에 입사한다. 이 때 반사형 광 검출기(SA1~SA5)로부터 출력되는 신호와, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)에 각각 대응하는 광량 위치 정보에 의거하여, 핸드(H1)에 있어서의 기판(W)의 5개의 부분 p1~p5의 위치가 각각 산출된다.
다음에, XY 좌표계에 있어서 부분 p1, p2, p3, p4 중 서로 상이한 3개의 부분의 위치를 지나는 4개의 가상 원이 산출되는 것과 더불어, 4개의 가상 원의 중심 위치가 각각 산출된다. 또한, 4개의 중심 위치간의 복수의 어긋남량이 산출된다.
이하의 설명에 있어서는, 부분 p1, p2, p3을 지나는 가상 원을 가상 원 cr1이라고 부르고, 부분 p2, p3, p4를 지나는 가상 원을 가상 원 cr2이라고 부르며, 부분 p1, p3, p4를 지나는 가상 원을 가상 원 cr3이라고 부르고, 부분 p1, p2, p4를 지나는 가상 원을 가상 원 cr4라고 부른다. 또, 핸드(H1)에 있어서의 가상 원(cr1, cr2, cr3, cr4) 각각의 중심 위치를 vp1, vp2, vp3, vp4로 한다. 도 7에 점선으로 나타내는 바와 같이, 중심 위치(vp1~vp4) 사이의 복수의 어긋남량이 전부 0인 경우, 4개의 중심 위치(vp1~vp4)는 핸드(H1)에 있어서의 기판(W)의 중심 위치(C)에 일치한다. 또, 복수의 어긋남량 중 적어도 1개가 0이 되지 않는 경우에도, 4개의 중심 위치(vp1~vp4) 사이의 복수의 어긋남량이 전부 미리 정해진 역치 이하인 경우에는, 4개의 중심 위치(vp1~vp4)는 핸드(H1)에 있어서의 기판(W)의 중심 위치(C)에 거의 일치한다. 여기서, 역치는, 예를 들면 핸드(H1)에 있어서의 반사형 광 검출기(SA1~SA4)의 실제의 위치와 설계 상의 설치 위치(설계 위치) 사이에 허용되는 오차로 정해진다.
이와 같이, 복수의 어긋남량이 전부 역치 이하인 경우에는, 반사형 광 검출기(SA1~SA4)에 의해 검출되는 기판(W)의 부분 p1~p4 어느 쪽에도 노치(N)가 존재하지 않는다. 그 때문에, 4개의 가상 원(cr1~cr4)이 전부 핸드(H1)에 있어서의 기판(W)의 위치를 나타내므로, 4개의 가상 원(cr1~cr4) 중 어느 하나 또는 전부에 의거하여 핸드(H1)에 있어서의 기판(W)의 위치를 판정할 수 있다.
도 8~도 11은, 복수의 어긋남량 중 적어도 1개가 역치를 넘는 경우의 핸드(H1) 상의 기판(W)과 4개의 가상 원(cr1~cr4)의 위치 관계를 각각 나타내는 평면도이다. 또한, 도 8~도 11에서는, 핸드(H1)의 도시를 생략한다. 도 8에 기판(W)과 가상 원(cr1)의 위치 관계가 나타나고, 도 9에 기판(W)과 가상 원(cr2)의 위치 관계가 나타난다. 또, 도 10에 기판(W)과 가상 원(cr3)의 위치 관계가 나타나고, 도 11에 기판(W)과 가상 원(cr4)의 위치 관계가 나타난다.
복수의 어긋남량 중 적어도 1개가 역치를 넘는 경우에는, 4개의 중심 위치(vp1~vp4) 중 1개의 중심 위치(본 예에서는 가상 원(cr1)의 중심 위치(vp1))만이 핸드(H1)에 있어서의 기판(W)의 중심 위치(C)에 일치하거나 또는 거의 일치한다(도 8). 한편, 나머지 3개의 중심 위치(본 예에서는 가상 원(cr2, cr3, cr4)의 중심 위치(vp2, vp3, vp4))는 핸드(H1)에 있어서의 기판(W)의 중심 위치(C)로부터 일정값보다 크게 어긋난다(도 9, 도 10 및 도 11).
이와 같이, 복수의 어긋남량 중 적어도 1개가 역치를 넘는 경우에는, 반사형 광 검출기(SA1~SA4)에 의해 검출되는 기판(W)의 부분 p1~p4 중 어느 하나에(본 예에서는 부분 p4)에 노치(N)가 존재한다.
여기서, 상기와 같이, 반사형 광 검출기(SA4, SA5)간의 거리는, 기판(W)의 직경보다 작으며 또한 기판(W)의 둘레 방향에 있어서의 노치(N)의 길이보다 크다. 이 경우, 부분 p5는 다른 부분 p1~p4에 대해 적어도 노치(N)의 둘레 방향의 길이보다 크게 이격된다. 그 때문에, 반사형 광 검출기(SA5)에 의해 검출되는 기판(W)의 부분 p5에는, 노치(N)가 존재하지 않는다. 따라서, 핸드(H1, H2)에 있어서의 기판(W)의 위치를 나타내는 가상 원은, 부분 p5의 위치를 지나게 된다. 그래서, 4개의 가상 원(cr1~cr4) 중 부분 p5의 위치를 지나는 가상 원을 선택함으로써, 선택된 가상 원에 의거하여 핸드(H1)에 있어서의 기판(W)의 위치를 판정할 수 있다.
[4] 반송 제어부(550)의 기능적인 구성
도 12는, 제1 실시 형태에 따른 반송 제어부(550)의 기능적인 구성을 나타내는 블록도이다. 반송 제어부(550)는, 부분 위치 산출부(51), 가상 원 산출부(52), 기판 위치 판정부(53), 검출기 위치 기억부(54), 역치 기억부(55), 이동 제어부(58), 좌표 정보 기억부(59), 좌표 정보 보정부(60) 및 광량 위치 정보 기억부(81)를 포함한다. 반송 제어부(550)는, CPU(중앙 연산 처리 장치), RAM(랜덤 액세스 메모리), ROM(리드 온리 메모리) 및 기억 장치에 의해 구성된다. CPU가 ROM 또는 기억 장치 등의 기억 매체에 기억된 컴퓨터 프로그램을 실행함으로써, 반송 제어부(550)의 각 구성 요소의 기능이 실현된다. 또한, 반송 제어부(550)의 일부 또는 모든 구성 요소가 전자 회로 등의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
여기서, 기판 반송 장치(500)는, 하나의 처리 유닛의 소정의 위치(이하, 수취 위치라고 부른다.)에 있는 기판(W)을 수취하여 반송하고, 다른 처리 유닛의 소정의 위치(이하, 재치 위치라고 부른다.)에 기판(W)을 재치하는 것으로 한다. 수취 위치 및 재치 위치는 기판 반송 장치(500) 전체에 대해서 고정된 좌표계의 좌표로 표시된다. 수취 위치의 좌표를 수취 좌표라고 부르고, 재치 위치의 좌표를 재치 좌표라고 부른다.
좌표 정보 기억부(59)는, 수취 위치의 수취 좌표 및 재치 위치의 재치 좌표를 좌표 정보로서 미리 기억한다. 이동 제어부(58)는, 좌표 정보 기억부(59)에 기억된 좌표 정보(수취 좌표)에 의거하여, 기판(W)을 수취 위치로부터 수취하도록 도 6의 상하 방향 구동 모터(511), 수평 방향 구동 모터(513) 및 회전 방향 구동 모터(515)를 제어하는 것과 더불어, 상측 핸드 진퇴용 구동 모터(525) 또는 하측 핸드 진퇴용 구동 모터(527)를 제어한다. 이 때, 핸드(H1 또는 H2)는, 회전 부재(520) 상에서 진퇴한다.
검출기 위치 기억부(54)는, 각 핸드(H1, H2) 상의 복수의 반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 설계 위치를 검출기 정보로서 기억한다. 광량 위치 정보 기억부(81)는, 복수의 반사형 광 검출기(SA1~SA5) 각각에 대응하는 광량 위치 정보를 기억한다. 부분 위치 산출부(51)는, 복수의 반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 출력 신호, 검출기 위치 기억부(54)에 기억된 검출기 정보 및 광량 위치 정보 기억부(81)에 기억된 광량 위치 정보에 의거하여, 핸드(H1 또는 H2)에 있어서의 기판(W)의 복수의 부분 p1~p5의 위치를 산출한다.
가상 원 산출부(52)는, 부분 위치 산출부(51)에 의해 산출된 부분 p1~p4의 위치로부터 4개의 가상 원(cr1~cr4)(도 7~도 11)을 각각 산출한다. 또, 가상 원 산출부(52)는, 산출된 각 가상 원(cr1~cr4)의 중심 위치(vp1~vp4)(도 7~도 11) 각각을 산출한다.
역치 기억부(55)는, 상기의 역치를 기억한다. 기판 위치 판정부(53)는, 가상 원 산출부(52)에 의해 산출된 복수의 중심 위치(vp1~vp4) 사이의 복수의 어긋남량을 산출한다. 또, 기판 위치 판정부(53)는, 복수의 어긋남량이 전부 역치 기억부(55)에 기억된 역치 이하인지 여부를 판정한다.
기판 위치 판정부(53)는, 복수의 어긋남량이 전부 역치 이하인 경우에, 4개의 가상 원(cr1~cr4) 중 어느 하나 또는 전부에 의거하여 핸드(H1 또는 H2)에 있어서의 기판(W)의 위치를 판정한다. 한편, 기판 위치 판정부(53)는, 상기의 복수의 어긋남량 중 적어도 1개가 역치를 넘는 경우에, 4개의 가상 원(cr1~cr4) 중, 부분 위치 산출부(51)에 의해 산출된 부분 p5의 위치를 지나는 가상 원을 선택한다. 또, 기판 위치 판정부(53)는, 선택한 가상 원에 의거하여 핸드(H1 또는 H2)에 있어서의 기판(W)의 위치를 판정한다.
좌표 정보 보정부(60)는, 기판 위치 판정부(53)에 의해 판정된 핸드(H1 또는 H2)에 있어서의 기판(W)의 위치에 의거하여, 핸드(H1 또는 H2)의 기준 위치에 대한 기판(W)의 중심 위치(C)의 어긋남을 산출한다. 또, 좌표 정보 보정부(60)는, 산출된 어긋남에 의거하여 좌표 정보 기억부(59)에 기억된 좌표 정보(재치 좌표)를 보정한다. 이동 제어부(58)는, 좌표 정보 기억부(59)에 기억되며 또한 보정된 좌표 정보(재치 좌표)에 의거하여, 수취 위치에서 수취한 기판(W)을 재치 위치에 재치하도록 도 6의 상하 방향 구동 모터(511), 수평 방향 구동 모터(513) 및 회전 방향 구동 모터(515)를 제어하는 것과 더불어, 상측 핸드 진퇴용 구동 모터(525) 또는 하측 핸드 진퇴용 구동 모터(527)를 제어한다. 이 때, 핸드(H1 또는 H2)가 회전 부재(520) 상에서 진퇴한다.
[5] 기판 반송 장치(500)의 동작
도 13 및 도 14는, 제1 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)에 의한 기판(W)의 기본적인 반송 동작을 나타내는 플로차트이다. 이하, 핸드(H1)를 이용한 기판(W)의 반송 동작에 대해서 설명한다. 초기 상태에 있어서, 핸드(H1)는, 회전 부재(520) 상에서 가장 후방에 위치한다. 또, 초기 상태의 핸드(H1)에는, 기판(W)은 유지되어 있지 않은 것으로 한다.
도 12의 이동 제어부(58)는, 좌표 정보 기억부(59)에 기억된 좌표 정보(수취 좌표)에 의거하여, 핸드(H1)를 수취 위치의 근방으로 이동시키고(단계 S1), 핸드(H1)를 전진시킴으로써 수취 위치에 있는 기판(W)을 수취하게 한다(단계 S2). 그래서, 부분 위치 산출부(51)는, 검출기 위치 기억부(54) 및 광량 위치 정보 기억부(81)로부터 검출기 정보 및 광량 위치 정보를 읽어들인다(단계 S3).
다음에, 부분 위치 산출부(51)는, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)로부터 기판(W)의 외주부를 향해 광을 출사시키고, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 출력 신호, 검출기 정보 및 광량 위치 정보에 의거하여 기판(W)의 외주 단부의 복수의 부분 p1~p5의 핸드(H1)에 있어서의 위치를 산출한다(단계 S4).
가상 원 산출부(52)는, 산출된 기판(W)의 부분 p1~p4의 위치 중 서로 상이한 3개의 부분의 위치를 지나는 4개의 가상 원(cr1~cr4)을 각각 산출하는 것과 더불어, 그들 가상 원(cr1~cr4)의 중심 위치(vp1~vp4)를 각각 산출한다(단계 S5).
다음에, 기판 위치 판정부(53)는, 산출된 복수의 중심 위치(vp1~vp4) 사이의 복수의 어긋남량을 산출하고(단계 S6), 산출된 복수의 어긋남량이 전부 역치 기억부(55)에 기억된 역치 이하인지 여부를 판별한다(단계 S7).
복수의 어긋남량이 전부 역치 이하인 경우에, 기판 위치 판정부(53)는, 4개의 가상 원(cr1~cr4) 중 어느 하나 또는 전부에 의거하여 핸드(H1)에 있어서의 기판(W)의 위치를 판정한다(단계 S8).
다음에, 좌표 정보 보정부(60)는, 판정된 기판(W)의 위치에 의거하여 기준 위치에 대한 기판(W)의 중심 위치(C)의 어긋남을 산출하고, 산출 결과에 의거하여 핸드(H1)에 의해 재치되게 되는 기판(W)의 위치와 재치 위치의 어긋남이 상쇄되도록 좌표 정보 기억부(59)에 기억된 좌표 정보(재치 좌표)를 보정한다(단계 S9).
그 후, 이동 제어부(58)는, 보정된 좌표 정보(재치 좌표)에 의거하여, 재치 위치에 기판(W)을 반송하도록 핸드(H1)의 반송 제어를 개시하고(단계 S10), 핸드(H1)에 의해 유지된 기판(W)을 재치 위치에 재치시킨다(단계 S11). 이로 인해, 핸드(H1)에 있어서의 기판(W)의 위치에 상관없이, 기판(W)을 재치 위치에 정확하게 재치하는 것이 가능해진다.
상기의 단계 S7에 있어서, 복수의 어긋남량 중 적어도 1개가 역치를 넘는 경우에, 기판 위치 판정부(53)는, 4개의 가상 원(cr1~cr4) 중 부분 p5의 위치를 지나는 1개의 가상 원을 선택한다(단계 S12). 그 후, 기판 위치 판정부(53)는, 선택한 가상 원에 의거하여 핸드(H1)에 있어서의 기판(W)의 위치를 판정하고(단계 S13), 단계 S9로 나아간다.
또한, 상기의 반송 동작에 있어서는, 단계 S3의 처리가 단계 S2 또는 단계 S1 전에 행해져도 된다. 또, 상기의 반송 동작에 있어서는, 단계 S7, S8의 동작을 대신하여, 단계 S12, S13의 동작이 행해져도 된다. 이 경우, 어긋남량에 관한 역치를 설정할 필요가 없다.
또한, 각 핸드(H1, H2) 상에 유지되는 기판(W)의 중심이 기준 위치로부터 현저하게 어긋난 위치에 있는 경우에는, 기판(W)의 외주 단부가 복수의 반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 검출 영역(df1~df5) 상에 위치하지 않을 가능성이 있다. 이 경우, 광량 위치 정보를 이용해도 기판(W)의 외주 단부의 복수의 부분 p1~p5에 대해서 정확한 위치를 산출할 수 없다. 따라서, 상기 단계 S4에 있어서, 부분 위치 산출부(51)는, 복수의 반사형 광 검출기(SA1~SA5) 중 적어도 하나의 반사형 광 검출기의 출력 신호가 「수광량=0」 또는 「수광량=최대 수광량(α)」을 나타내는 경우에 반송 동작을 정지시켜도 된다. 또한, 이 경우, 부분 위치 산출부(51)는, 각 핸드(H1, H2)에 의한 기판(W)의 유지 상태에 이상(異常)이 있다는 취지의 경보 신호를 기판 반송 장치(500)의 외부 장치에 출력해도 된다.
[6] 제1 실시 형태의 효과
(1) 상기의 기판 반송 장치(500)에 있어서는, 핸드(H1, H2) 각각에 설치된 복수의 반사형 광 검출기(SA1~SA5)로부터 기판(W)의 외주부에 라인 형상의 광이 각각 출사된다. 이 경우, 기판(W)의 외주부에서 반사되는 광의 광량은, 라인 형상의 광 통과면(ss)이 연장되는 방향(진퇴 방향(AB))에 있어서의 기판(W)의 외주 단부의 위치에 따라 변화된다.
복수의 반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 출력 신호는, 광 통과면(ss)에 입사하는 광의 수광량을 나타낸다. 그 때문에, 그들 수광량에 의하면, 복수의 반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 광 통과면(ss)이 연장되는 방향에 있어서의 기판(W)의 외주 단부의 복수의 부분 p1~p5의 위치를 산출하는 것이 가능해진다. 그로 인해, 핸드(H1, H2)에 의해 유지된 기판(W)의 위치를 산출하기 위해, 핸드(H1, H2)를 특정 위치로 이동시키는 등의 동작이 불필요하다. 따라서, 핸드(H1, H2) 상에 기판(W)이 배치된 시점에서, 핸드(H1, H2)에 대한 기판(W)의 위치를 판정할 수 있다. 그 결과, 기판(W)의 위치 판정에 요하는 시간을 저감하는 것이 가능해진다. 또, 기판(W)의 위치 판정 결과에 의거하여, 핸드(H1, H2)에 의해 유지된 기판(W)을 재치 위치로 높은 정밀도로 반송할 수 있다.
(2) 복수의 반사형 광 검출기(SA1~SA5)는, 진퇴 방향(AB)으로 평행하게 연장되어 있다. 또, 복수의 반사형 광 검출기(SA1~SA5) 중 반사형 광 검출기 SA1, SA2와 반사형 광 검출기 SA3, SA4는, 진퇴 방향(AB)에 있어서 서로 겹치지 않도록 배치되어 있다. 특히, 상기의 반사형 광 검출기(SA1~SA4)는, 핸드(H1, H2) 상에 정의된 X축 및 Y축에 의해 분할되는 4개의 영역에 각각 위치하도록 배치되어 있다. 이 배치에 의하면, 예를 들면 반사형 광 검출기(SA1~SA4)가 X축 및 Y축에 의해 분할되는 4개의 영역 중 1개 또는 3개의 영역에 집중되어 배치되는 경우에 비해, 검출 대상이 되는 기판(W)의 복수의 부분 p1~p4가 기판(W)의 외주 단부 상에서 보다 균일하게 분산된다. 따라서, 광량 위치 정보에 의거하여 기판(W)의 외주 단부의 복수의 부분 p1~p4를 높은 정밀도로 산출할 수 있다.
2. 제2 실시 형태
제2 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)에 대해서, 제1 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)와 상이한 점을 설명한다. 도 15는, 제2 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)의 평면도이다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 제2 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)는, 제1 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)의 구성에 더하여, 핸드(H1, H2) 상에 반사형 광 검출기(SB1)가 더 설치된다. 반사형 광 검출기(SB1)는, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)와 기본적으로 같은 구성을 갖는 섬유 센서이며, 복수의 흡착부(sm) 중하나의 흡착부(sm)의 근방에 배치되어 있다.
기판 반송 장치(500)에 있어서는, 핸드(H1, H2)에 의해 유지되는 기판(W)의 종류는 1개로 한정되지 않는다. 반사형 광 검출기(SA1~SA5)로부터 출사되는 광에 대한 기판(W)의 반사율은, 기판의 종류에 따라 상이하다. 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)에 각각 대응하는 광량 위치 정보의 최대 수광량(α)의 값은, 기판(W)의 반사율에 의거하여 정해진다. 따라서, 각 반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 설계 위치 및 기판(W)의 반사율을 알 수 있으면, 핸드(H1, H2)에 의해 유지되는 기판(W)마다, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)에 각각 대응하는 광량 위치 정보를 생성하는 것이 가능해진다. 즉, 도 12의 광량 위치 정보 기억부(81)에 미리 다수의 광량 위치 정보를 기억시킬 필요가 없어진다.
그래서, 본 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)에 있어서는, 기판(W)의 반사율을 구하기 위해 반사형 광 검출기(SB1)가 이용된다. 예를 들면, 핸드(H1)에 설치되는 반사형 광 검출기(SB1)는, 검출 영역(df11)을 따르도록, 핸드(H1)에 유지된 기판(W)의 외주부보다 내측의 부분을 향해 라인 형상의 광을 출사한다. 이하의 설명에서는, 반사형 광 검출기(SB1)로부터 출사되는 광을 받는 기판(W)의 부분을 내측 부분 p10이라고 부른다.
이 경우, 반사형 광 검출기(SB1)의 광 통과면(ss)으로부터 출사되어 기판(W)에 의해 반사된 광이 전부 내측 부분 p10에서 반사되어, 광 통과면(ss)에 입사한다. 이 때, 광 통과면(ss)으로부터 출사되는 광의 광량과, 반사형 광 검출기(SB1)의 출력 신호에 의거하여 기판(W)의 반사율이 산출된다. 또, 산출된 기판(W)의 반사율과, 검출기 정보(반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 설계 위치)에 의거하여 핸드(H1)의 반사형 광 검출기(SA1~SA5)에 각각 대응하는 광량 위치 정보가 생성된다.
핸드(H2)에 설치되는 반사형 광 검출기(SB1)(도시하지 않음)도, 핸드(H1)에 설치되는 반사형 광 검출기(SB1)와 마찬가지로, 핸드(H2)에 유지된 기판(W)의 외주부보다 내측의 부분을 향해 라인 형상의 광을 출사한다. 그로 인해, 상기의 예와 동일한 방법에 의해, 핸드(H2)의 반사형 광 검출기(SA1~SA5)에 각각 대응하는 광량 위치 정보가 생성된다.
도 16은, 제2 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)의 제어계의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 제2 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)는, 제1 실시 형태에 따른 도 6의 기판 반송 장치(500)의 구성에 더하여, 핸드(H1, H2)에 각각 설치되는 반사형 광 검출기(SB1)를 포함한다. 반사형 광 검출기(SB1)는, 반송 제어부(550)의 제어에 의해 광 통과면(ss)으로부터 상방을 향해 라인 형상의 광을 출사한다. 반사형 광 검출기(SB1)로부터 출력되는 신호는, 반송 제어부(550)에 주어진다.
도 17은, 제2 실시 형태에 따른 반송 제어부(550)의 기능적인 구성을 나타내는 블록도이다. 본 실시 형태에 따른 반송 제어부(550)는, 제1 실시 형태에 따른 도 12의 반송 제어부(550)의 구성 중 광량 위치 정보 기억부(81)를 대신하여 광량 위치 정보 생성부(82)를 구비한다.
광량 위치 정보 생성부(82)는, 핸드(H1)의 반사형 광 검출기(SB1)의 출력 신호, 반사형 광 검출기(SB1)의 출력 신호 및 검출기 위치 기억부(54)에 기억된 검출기 정보에 의거하여, 핸드(H1)의 반사형 광 검출기(SA1~SA5)에 각각 대응하는 광량 위치 정보를 생성한다. 또, 광량 위치 정보 생성부(82)는, 핸드(H2)의 반사형 광 검출기(SB1)로부터 출력되는 광의 광량, 반사형 광 검출기(SB1)의 출력 신호 및 검출기 위치 기억부(54)에 기억된 검출기 정보에 의거하여, 핸드(H2)의 반사형 광 검출기(SA1~SA5)에 각각 대응하는 광량 위치 정보를 생성한다.
이로 인해, 부분 위치 산출부(51)는, 복수의 반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 출력 신호, 검출기 위치 기억부(54)에 기억된 검출기 정보 및 광량 위치 정보 생성부(82)에 의해 생성된 광량 위치 정보에 의거하여, 핸드(H1 또는 H2)에 있어서의 기판(W)의 복수의 부분 p1~p5의 위치를 산출한다.
도 18은, 제2 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)에 의한 기판(W)의 기본적인 반송 동작의 일부를 나타내는 플로차트이다. 본 실시 형태에 따른 기판(W)의 반송 동작에 있어서는, 제1 실시 형태에 따른 도 12의 단계 S1, S2와 동일한 동작이 행해진 후, 광량 위치 정보 생성부(82)가, 반사형 광 검출기(SB1)를 이용하여 광량 위치 정보를 생성한다(단계 S31). 그 후, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 도 12 및 도 13의 단계 S4~S13의 동작이 행해진다.
본 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)에 있어서는, 기판(W)에 대한 광의 반사율을 아직 알지 못하며 광량 위치 정보가 존재하지 않는 경우에도, 반사형 광 검출기(SB1)의 출력 신호에 의거하여 반사형 광 검출기(SA1~SA5)에 각각 대응하는 광량 위치 정보가 생성된다. 그로 인해, 생성된 광량 위치 정보에 의거하여, 기판(W)의 외주 단부의 복수의 부분 p1~p5의 위치를 높은 정밀도로 산출할 수 있다.
반사형 광 검출기(SB1)는, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)에 비해 하나의 흡착부(sm)의 근방에 위치한다. 각 흡착부(sm)가 기판(W)의 하면을 흡착 유지한 상태에서, 당해 흡착부(sm)의 근방에 위치하는 기판(W)의 내측 부분 p10의 높이는, 흡착부(sm)에 의해 대략 일정한 높이로 유지된다. 따라서, 기판(W)의 반사율을 산출하기 위한 조건, 즉 광량 위치 정보를 생성하기 위한 조건의 편차가 저감되어, 광량 위치 정보를 적절하게 생성하는 것이 가능해진다. 그 결과, 적절하게 생성된 광량 위치 정보에 의거하여, 기판의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 보다 높은 정밀도로 산출할 수 있다.
3. 제3 실시 형태
제3 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)에 대해서, 제2 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)와 상이한 점을 설명한다. 도 19는, 제3 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)의 평면도이다.
도 19에 나타내는 바와 같이, 제3 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)는, 제2 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)의 구성에 더하여, 핸드(H1, H2) 상에 반사형 광 검출기(SC1~SC4)가 더 설치된다. 반사형 광 검출기(SC1~SC4)는, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)와 기본적으로 같은 구성을 갖는 섬유 센서이다.
반사형 광 검출기(SC1)는, 평면에서 봤을 때 반사형 광 검출기(SA1)의 근방이며 또한 당해 반사형 광 검출기(SC1)의 검출 영역(df21) 전체가 핸드(H1, H2)에 의해 유지되는 기판(W)에 겹치도록 배치되어 있다. 반사형 광 검출기(SC2)는, 평면에서 봤을 때 반사형 광 검출기(SA2)의 근방이며 또한 당해 반사형 광 검출기(SC2)의 검출 영역(df22) 전체가 핸드(H1, H2)에 의해 유지되는 기판(W)에 겹치도록 배치되어 있다. 반사형 광 검출기(SC3)는, 평면에서 봤을 때 반사형 광 검출기(SA3)의 근방이며 또한 당해 반사형 광 검출기(SC3)의 검출 영역(df23) 전체가 핸드(H1, H2)에 의해 유지되는 기판(W)에 겹치도록 배치되어 있다. 또한, 반사형 광 검출기(SC4)는, 평면에서 봤을 때 반사형 광 검출기(SA4, SA5)의 근방이며 또한 당해 반사형 광 검출기(SC4)의 검출 영역(df24) 전체가 핸드(H1, H2)에 의해 유지되는 기판(W)에 겹치도록 배치되어 있다.
상기와 같이, 반사형 광 검출기(SA1~SA5) 각각은, 섬유 센서이다. 섬유 센서의 본체부로부터 섬유 유닛으로 이끌어지는 광은, 광 통과면(ss)으로부터 소정의 확산각으로 출사된다. 그 때문에, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)와 기판(W) 사이의 거리(본 예에서는 높이)가 변동되면, 그들 거리의 변동에 따라 반사형 광 검출기(SA1~SA5)가 받는 광의 양도 변동된다.
예를 들면, XY 좌표 상의 기판(W)의 위치가 고정되어 있는 상태에서, 반사형 광 검출기(SA1)와 기판(W) 사이의 거리가 확대되면 광 통과면(ss)으로 귀환하는 광량의 감소량이 커진다. 한편, XY 좌표 상의 기판(W)의 위치가 고정되어 있는 상태에서, 반사형 광 검출기(SA1)와 기판(W) 사이의 거리가 축소되면 광 통과면(ss)으로 귀환하는 광량의 감소량이 작아진다. 그 때문에, 반사형 광 검출기(SA1)와 기판(W)의 부분 p1 사이의 거리가, 광량 위치 정보의 생성 시에 있어서의 반사형 광 검출기(SB1)와 기판(W)의 내측 부분 p10 사이의 거리에 대해 상이하면, 부분 p1의 위치의 산출 정밀도가 저하된다. 반사형 광 검출기(SA1~SA5)와 기판(W) 사이의 거리가 변화됨에 따른 반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 수광량의 변화의 정도는, 출사되는 광의 확산 각도가 클수록 커진다.
그래서, 반사형 광 검출기(SA1~SA5, SB1)와 기판(W) 사이의 거리의 편차에 기인하는 부분 p1~p5의 위치의 산출 정밀도의 저하를 억제하기 위해, 기판(W)의 내측 부분 p10의 높이와 기판(W)의 부분 p1~p5의 높이의 차분이 취득된다.
구체적으로는, 광량 위치 정보의 생성 시에 있어서의 기판(W)의 내측 부분 p10의 높이로서, 반사형 광 검출기(SB1)의 출력 신호가 취득된다. 이 출력 신호가 나타내는 수광량을 기준 수광량이라고 부른다. 또, 광량 위치 정보의 생성 시에 있어서의 기판(W)의 부분 p1, p2, p3의 높이로서, 반사형 광 검출기(SC1, SC2, SC3)의 출력 신호가 각각 취득된다. 반사형 광 검출기(SC1, SC2, SC3)의 출력 신호가 나타내는 수광량을 제1, 제2 및 제3 수광량이라고 부른다. 또, 광량 위치 정보의 생성 시에 있어서의 기판(W)의 부분 p4, p5의 높이로서, 반사형 광 검출기(SC4)의 출력 신호가 취득된다. 반사형 광 검출기(SC4)의 출력 신호가 나타내는 수광량을 제4 수광량이라고 부른다.
이 경우, 기판(W)의 내측 부분 p10의 높이와 기판(W)의 부분 p1의 높이의 차분은, 예를 들면 기준 수광량에 대한 제1 수광량의 비율로 나타낼 수 있다. 또, 기판(W)의 내측 부분 p10의 높이와 기판(W)의 부분 p2의 높이의 차분은, 예를 들면 기준 수광량에 대한 제2 수광량의 비율로 나타낼 수 있다. 또, 기판(W)의 내측 부분 p10의 높이와 기판(W)의 부분 p3의 높이의 차분은, 예를 들면 기준 수광량에 대한 제3 수광량의 비율로 나타낼 수 있다. 또한, 기판(W)의 내측 부분 p10의 높이와 기판(W)의 부분 p4, p5의 높이의 차분은, 예를 들면 기준 수광량에 대한 제4 수광량의 비율로 나타낼 수 있다.
상기의 각 비율에 의하면, 기판(W)의 내측 부분 p10 및 부분 p1~p5의 높이의 편차에 기인하는 위치 산출의 오차가 상쇄되도록, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 출력 신호에 의거하여 산출된 기판(W)의 부분 p1~p5의 위치를 보정하는 것이 가능해진다.
예를 들면, 반사형 광 검출기(SA1)의 출력 신호와 광량 위치 정보에 의거하여, 기판(W)의 부분 p1이 진퇴 방향(AB)에 있어서의 반사형 광 검출기(SA1)의 전단으로부터 후방을 향해 1mm의 위치에 있다고 산출된 경우를 상정한다. 이 경우, 기준 수광량에 대한 제1 수광량의 비율이 70%인 경우에는, 상기의 판정 결과를 보정함으로써, 기판(W)의 부분 p1은 반사형 광 검출기(SA1)의 전단으로부터 후방을 향해 1.429mm의 위치에 있는 것으로 할 수 있다.
또, 반사형 광 검출기(SA2)의 출력 신호와 광량 위치 정보에 의거하여, 기판(W)의 부분 p2가 진퇴 방향(AB)에 있어서의 반사형 광 검출기(SA2)의 전단으로부터 후방을 향해 1.1mm의 위치에 있다고 산출된 경우를 상정한다. 이 경우, 기준 수광량에 대한 제2 수광량의 비율이 80%인 경우에는, 상기의 판정 결과를 보정함으로써, 기판(W)의 부분 p2는 반사형 광 검출기(SA2)의 전단으로부터 후방을 향해 1.375mm의 위치에 있는 것으로 할 수 있다.
또, 반사형 광 검출기(SA3)의 출력 신호와 광량 위치 정보에 의거하여, 기판(W)의 부분 p3이 진퇴 방향(AB)에 있어서의 반사형 광 검출기(SA3)의 후단으로부터 전방을 향해 1.2mm의 위치에 있다고 산출된 경우를 상정한다. 이 경우, 기준 수광량에 대한 제3 수광량의 비율이 90%인 경우에는, 상기의 판정 결과를 보정함으로써, 기판(W)의 부분 p3은 반사형 광 검출기(SA3)의 후단으로부터 전방을 향해 1.333mm의 위치에 있는 것으로 할 수 있다.
또한, 반사형 광 검출기(SA4)의 출력 신호와 광량 위치 정보에 의거하여, 기판(W)의 부분 p4가 진퇴 방향(AB)에 있어서의 반사형 광 검출기(SA4)의 후단으로부터 전방을 향해 1.3mm의 위치에 있다고 산출된 경우를 상정한다. 이 경우, 기준 수광량에 대한 제4 수광량의 비율이 100%인 경우에는, 상기의 판정 결과를 보정함으로써, 기판(W)의 부분 p4는 반사형 광 검출기(SA4)의 후단으로부터 전방을 향해 1.3mm의 위치에 있는 것으로 할 수 있다.
도 20은, 제3 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)의 제어계의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 20에 나타내는 바와 같이, 제3 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)는, 제2 실시 형태에 따른 도 16의 기판 반송 장치(500)의 구성에 더하여, 핸드(H1, H2)에 각각 설치되는 반사형 광 검출기(SC1~SC5)를 포함한다. 반사형 광 검출기(SC1~SC5)는, 반송 제어부(550)의 제어에 의해 광 통과면(ss)으로부터 상방을 향해 라인 형상의 광을 출사한다. 반사형 광 검출기(SC1~SC5)로부터 출력되는 신호는, 반송 제어부(550)에 주어진다.
도 21은, 제3 실시 형태에 따른 반송 제어부(550)의 기능적인 구성을 나타내는 블록도이다. 본 실시 형태에 따른 반송 제어부(550)는, 제2 실시 형태에 따른 도 17의 반송 제어부(550)의 구성에 더하여, 부분 위치 보정부(83)를 구비한다.
부분 위치 보정부(83)는, 핸드(H1)의 반사형 광 검출기(SB1, SC1~SC5)의 출력 신호에 의거하여, 부분 위치 산출부(51)에 의해 산출된 기판(W)의 복수의 부분 p1~p5의 위치를 보정한다. 이 경우, 가상 원 산출부(52)는, 부분 위치 보정부(83)에 의해 보정된 부분 p1~p4의 위치로부터 4개의 가상 원(cr1~cr4)(도 7~도 11)을 각각 산출한다.
도 22는, 제3 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)에 의한 기판(W)의 기본적인 반송 동작의 일부를 나타내는 플로차트이다. 본 실시 형태에 따른 기판(W)의 반송 동작에 있어서는, 제2 실시 형태에 따른 도 18의 단계 S1, S2, S31, S4와 동일한 동작이 행해진 후, 부분 위치 보정부(83)가, 반사형 광 검출기(SC1~SC4)를 이용하여 단계 S4에서 산출된 기판(W)의 외주 단부의 복수의 부분 p1~p5의 위치를 보정한다(단계 S41). 그 후, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 도 12 및 도 13의 단계 S5~S13의 동작이 행해진다.
본 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)에 있어서는, 기판(W)의 내측 부분 p10에 광이 조사됨으로써 광량 위치 정보가 생성된다. 내측 부분 p10에 대한 기판(W)의 외주 단부의 복수의 부분 p1~p5의 높이가, 반사형 광 검출기(SC1~SC4)에 의해 취득된다. 반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 출력 신호에 의거하여 산출되는 기판(W)의 복수의 부분 p1~p5의 위치가, 복수의 부분 p1~p5의 높이에 의거하여 보정된다. 이로 인해, 기판(W)의 외주 단부의 복수의 부분 p1~p5의 위치를 더 높은 정밀도로 취득할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 기판(W)의 부분 p4, p5의 높이를 취득하기 위해, 2개의 부분 p4, p5에 대해 공통의 반사형 광 검출기(SC4)가 이용되고 있다. 이 예에 한정하지 않고, 반사형 광 검출기(SA4, SA5)의 근방에는, 기판(W)의 부분 p4, p5의 높이를 각각 취득하기 위한 2개의 반사형 광 검출기가 설치되어도 된다.
4. 제4 실시 형태
제4 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)에 대해서, 제1 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)와 상이한 점을 설명한다. 본 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)는, 핸드(H1) 상에 기판(W)이 유지된 상태 및 지지부에 지지된 기판(W)의 하방에 핸드(H1)가 배치된 상태에서, 핸드(H1)에 대한 기판(W)의 위치를 판정하는 것이 가능하다. 또, 핸드(H2) 상에 기판(W)이 유지된 상태 및 지지부에 지지된 기판(W)의 하방에 핸드(H2)가 배치된 상태에서, 핸드(H2)에 대한 기판(W)의 위치를 판정하는 것이 가능하다.
이하의 설명에서는, 핸드(H1, H2) 상에 기판(W)이 유지된 상태에서 당해 핸드(H1, H2)에 대한 기판(W)의 위치를 판정할 때의 반송 제어부(550)의 제어 모드를 제1 제어 모드라고 부른다. 한편, 지지부에 지지된 기판(W)의 하방에 핸드(H1, H2)가 배치된 상태에서 당해 핸드(H1, H2)에 대한 기판(W)의 위치를 판정할 때의 반송 제어부(550)의 제어 모드를 제2 제어 모드라고 부른다. 사용자는, 예를 들면 도 6의 조작부(529)를 조작하여, 반송 제어부(550)의 제어 모드를 지정한다. 이로 인해, 반송 제어부(550)는, 사용자의 지정에 응답하여, 지정된 제어 모드로 기판 반송 장치(500)의 각 부의 제어를 행한다.
반송 제어부(550)가 제1 제어 모드에 있을 때의 기판 반송 장치(500)의 동작은, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같다. 그로 인해, 핸드(H1, H2)에 유지되는 기판(W)의 핸드에 있어서의 위치에 따라 좌표 정보가 보정된다. 한편, 제2 제어 모드는, 예를 들면 핸드(H1, H2)에 의한 기판(W)의 유지가 행해지기 직전에 핸드(H1, H2)와 기판(W)의 위치 관계를 조정하는 경우, 또는 기판 반송 장치(500)의 티칭을 행하는 경우에 유효하게 이용할 수 있다. 이하, 반송 제어부(550)가 제2 제어 모드에 있을 때의 기판 반송 장치(500)의 구체적인 동작의 일례를 설명한다.
도 23~도 27은, 제4 실시 형태에 따른 반송 제어부(550)가 제2 제어 모드에 있을 때의 기판 반송 장치(500)의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 예를 들면, 하나의 처리 유닛에 지지부로서 스핀 척(ch)이 설치되어 있는 것으로 한다. 또, 도 23의 평면도 및 도 24의 측면도에서 나타내는 바와 같이, 스핀 척(ch) 상에 기판(W)이 유지되어 있는 것으로 한다. 또한, 스핀 척(ch) 상에 유지된 기판(W)의 중심 위치(C)가 수취 위치로 설정되어 있으며 또한 핸드(H1)가 당해 스핀 척(ch) 상의 기판(W)을 수취하는 것으로 한다.
이 경우, 도 23 및 도 24에 백색 화살표로 나타내는 바와 같이, 핸드(H1)는 수취 위치에서 스핀 척(ch)의 상면으로부터 조금 하방의 위치를 향해 이동한다. 그로 인해, 도 25의 측면도에 나타내는 바와 같이, 핸드(H1)가 스핀 척(ch)에 의해 유지된 기판(W)의 하방의 위치에서 유지된다. 여기서, 상하 방향에 있어서의 핸드(H1)의 흡착부(sm)와 기판(W) 사이의 거리는, 예를 들면 수mm~수십mm 정도로 유지된다.
이 상태에서, 도 25에 실선 화살표로 나타내는 바와 같이, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 광 통과면(ss)으로부터 기판(W)의 외주부를 향해 라인 형상의 광이 출사된다. 이 때, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)와 기판(W) 사이의 거리가 소정의 범위 내에 있으면, 기판(W)의 하면의 외주부에서 반사되는 광은 반사형 광 검출기(SA1~SA5)로 각각 귀환한다. 그로 인해, 핸드(H1)에 의해 기판(W)이 유지되어 있지 않은 경우에도, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 출력 신호에 의거하여 핸드(H1)에 있어서의 기판(W)의 외주 단부의 복수의 부분 p1~p5의 위치(XY 좌표 상의 위치)를 산출할 수 있다. 산출 결과에 의거하여, 핸드(H1)에 대한 기판(W)의 위치를 판정할 수 있다.
핸드(H1)에 대한 기판(W)의 위치를 판정한 결과, 도 26의 평면도에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 중심 위치(C)가 핸드(H1)의 기준 위치(rp)로부터 어긋나 있는 경우를 상정한다. 이 경우, 도 26에 백색 화살표로 나타내는 바와 같이, 판정 결과에 의거하여 어긋남이 상쇄되도록 핸드(H1)가 이동한다. 그 결과, 도 27의 평면도에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 중심 위치(C)가 핸드(H1)의 기준 위치(rp)에 일치한다. 또한, 도 26 및 도 27에서는, 스핀 척(ch)에 의해 흡착 유지되는 기판(W)이 이점 쇄선으로 나타난다.
상기와 같이, 스핀 척(ch)에 의해 유지되는 기판(W)을 핸드(H1)가 수취하기 전에, 기판(W)의 중심 위치(C)가 기준 위치(rp)에 일치하도록, 기판(W)에 대한 핸드(H1)의 위치가 조정된다. 이 상태에서 핸드(H1)가 기판(W)을 수취하는 경우에는, 반송처의 좌표 정보(재치 좌표)를 보정할 필요가 없어진다.
또한, 스핀 척(ch)에 유지되는 기판(W)의 수취에 관한 티칭 시에는, 먼저, 스핀 척(ch)의 회전 중심에 기판(W)의 중심이 일치하도록, 스핀 척(ch) 상에 기판(W)을 흡착 유지시킨다. 그 후, 도 23~도 27의 일련의 동작을 행한다. 이 경우, 최종적인 핸드(H1)의 수평 방향의 위치를 수취 좌표 또는 재치 좌표로서 결정할 수 있다.
도 28 및 도 29는, 제4 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)의 제2 동작 모드에 의한 핸드(H1)의 위치 조정 동작을 나타내는 플로차트이다. 초기 상태에 있어서는, 예를 들면 하나의 처리 유닛 내에 설치된 지지부(예를 들면, 도 23의 스핀 척(ch)) 상의 미리 정해진 위치에 기판(W)이 지지되어 있는 것으로 한다. 또, 도 12의 좌표 정보 기억부(59)에는, 하나의 처리 유닛의 지지부 상의 위치를 잠정적으로 나타내는 좌표 정보가 기억되어 있는 것으로 한다. 또한, 초기 상태의 핸드(H1)에는, 기판(W)은 유지되어 있지 않은 것으로 한다.
도 12의 이동 제어부(58)는, 좌표 정보 기억부(59)에 기억된 좌표 정보에 의거하여, 핸드(H1)를 지지부에 지지된 기판(W)의 하방의 위치로 이동시킨다(단계 S101). 그래서, 도 12의 부분 위치 산출부(51)는, 도 12의 검출기 위치 기억부(54) 및 광량 위치 정보 기억부(81)로부터 검출기 정보 및 광량 위치 정보를 읽어들인다(단계 S102).
그 후, 도 13의 단계 S4, S5, S6과 마찬가지로, 기판(W)의 외주 단부의 복수의 부분 p1~p5의 위치의 산출, 복수의 가상 원(cr1~cr4) 및 그들의 중심 위치(vp1~vp4)의 산출, 그리고 복수의 중심 위치(vp1~vp4) 사이의 복수의 어긋남량의 산출이 행해진다(단계 S103, S104, S105).
또, 도 14의 단계 S7과 마찬가지로, 단계 S105에서 산출된 복수의 어긋남량이 전부 도 12의 역치 기억부(55)에 기억된 역치 이하인지 여부가 판별된다(단계 S106). 그래서, 복수의 어긋남량이 전부 역치 이하인 경우에, 도 14의 단계 S8과 같은 처리가 행해진다(단계 S107). 한편, 복수의 어긋남량 중 적어도 1개가 역치를 넘는 경우에, 도 14의 단계 S12, S13과 같은 처리가 행해진다(단계 S110, S111).
단계 S107 또는 단계 S111의 처리 후, 이동 제어부(58)는, 기판(W)의 중심 위치(C)가 기준 위치(rp)에 일치하도록 핸드(H1)의 위치를 조정한다(단계 S108). 그래서, 도 12의 좌표 정보 기억부(59)는, 현시점에서 핸드(H1)가 위치하는 좌표를 기억한다(단계 S109). 이로 인해, 핸드(H1)의 위치 조정 동작이 종료된다. 핸드(H2)에 대해서도, 핸드(H1)와 동일한 위치 조정 동작이 행해진다. 또한, 각 핸드(H1, H2)의 위치 조정 동작 후, 당해 핸드(H1, H2)는, 기판(W)을 수취하는 것과 더불어 수취한 기판(W)을 다른 처리 유닛에 반송해도 된다.
본 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)에 있어서는, 핸드(H1, H2)에 기판(W)이 유지된 상태 및 핸드(H1, H2)가 지지부에 지지된 기판(W)의 하방에 배치된 상태 중 어느 상태에 있더라도, 핸드(H1, H2)에 있어서의 기판(W)의 위치를 각각 판정할 수 있다. 그로 인해, 판정 결과에 의거하여, 높은 정밀도로 기판(W)을 반송하는 것 및 기판 반송 장치(500)의 티칭을 행하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)는, 반송 제어부(550)가 제1 및 제2 제어 모드로 동작 가능한 점을 제외하고, 제1 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)와 같은 구성을 갖는 것으로 하고 있는데, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 본 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)는, 반송 제어부(550)가 제1 및 제2 제어 모드로 동작 가능한 점을 제외하고, 제2 및 제3 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)와 같은 구성을 가져도 된다. 즉, 제2 및 제3 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)에 있어서, 반송 제어부(550)가 상기의 제1 및 제2 제어 모드로 동작 가능하게 구성되어도 된다.
5. 제5 실시 형태
도 30은, 제1~제4 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)를 구비한 기판 처리 장치의 전체 구성을 나타내는 모식적 블록도이다. 도 30에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치(100)는, 노광 장치(800)에 인접하여 설치되고, 제어 장치(210), 제1~제4 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500), 열처리부(230), 도포 처리부(240) 및 현상 처리부(250)를 구비한다.
제어 장치(210)는, 예를 들면 CPU 및 메모리, 또는 마이크로 컴퓨터를 포함하고, 기판 반송 장치(500), 열처리부(230), 도포 처리부(240) 및 현상 처리부(250)의 동작을 제어한다. 또, 제어 장치(210)는, 기판 반송 장치(500)의 핸드(H1, H2)를 소정의 처리 유닛의 지지부에 위치 맞춤하기 위한 지령을 반송 제어부(550)에 준다.
기판 반송 장치(500)는, 기판(W)을 열처리부(230), 도포 처리부(240), 현상 처리부(250) 및 노광 장치(800) 사이에서 반송한다. 도포 처리부(240) 및 현상 처리부(250) 각각은, 복수의 처리 유닛(PU)을 포함한다. 도포 처리부(240)에 설치되는 처리 유닛(PU)에는, 지지부(600)로서 스핀 척이 설치된다. 또, 처리 유닛(PU)에는, 스핀 척에 의해 회전되는 기판(W)에 레지스트 막을 형성하기 위한 처리액을 공급하는 처리액 노즐(5)이 설치된다. 그로 인해, 미처리 기판(W)에 레지스트 막이 형성된다. 레지스트 막이 형성된 기판(W)에는, 노광 장치(800)에 있어서 노광 처리가 행해진다.
현상 처리부(250)에 설치되는 처리 유닛(PU)에는, 스핀 척에 의해 회전되는 기판(W)에 현상액을 공급하는 현상액 노즐(6)이 설치된다. 그로 인해, 노광 장치(800)에 의한 노광 처리 후의 기판(W)이 현상된다.
열처리부(230)는, 기판(W)에 가열 또는 냉각 처리를 행하는 복수의 처리 유닛(TU)을 포함한다. 처리 유닛(TU)에 있어서는, 지지부(600)로서 온도 조정 플레이트가 설치된다. 온도 조정 플레이트는, 가열 플레이트 또는 쿨링 플레이트이다. 열처리부(230)에 있어서는, 도포 처리부(240)에 의한 도포 처리, 현상 처리부(250)에 의한 현상 처리, 및 노광 장치(800)에 의한 노광 처리 전후에 기판(W)의 열처리가 행해진다.
상기의 기판 처리 장치(100)에는, 제1~제4 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)가 설치된다. 그로 인해, 기판(W)의 위치 판정에 요하는 시간을 저감할 수 있으므로, 기판의 반송 시간이 단축되어, 기판 처리의 스루풋이 향상된다. 또, 복수의 처리 유닛(PU, TU) 사이에서 기판(W)이 높은 정밀도로 반송된다. 그로 인해, 각 처리 유닛(PU, TU)에 있어서, 기판(W)의 위치 어긋남에 기인하는 처리 불량의 발생이 방지되어, 기판(W)의 처리 정밀도가 향상된다.
6. 다른 실시 형태
(1) 제1~제4 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)에 있어서는, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)는, 섬유 센서이며, 검출 영역(df1~df5)에 라인 형상의 광을 출사하는데, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 반사형 광 검출기(SA1~SA5)는, 기판(W)에 의해 반사되는 광을 받는 수광면이 라인 형상으로 형성되어 있으면 된다. 따라서, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)는, 원 형상, 타원 형상 또는 직사각형 형상의 광을 상방을 향해 출사하는 구성을 가져도 된다.
(2) 제1~제4 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)에 있어서는, 핸드(H1, H2)에 있어서의 기판(W)의 위치를 판정하기 위해 5개의 반사형 광 검출기(SA1~SA5)가 이용되는데, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다.
예를 들면, 위치 판정의 대상이 되는 기판(W)의 설계 반경을 이미 알고 있는 경우에는, 핸드(H1, H2) 각각에, 기판(W)의 위치 판정용인 4개의 반사형 광 검출기(SA1~SA4)만이 설치되어도 된다. 이 경우, 반사형 광 검출기(SA1~SA4)를 이용하여 생성되는 4개의 가상 원(cr1~cr4) 중, 설계 반경에 일치하거나 또는 가장 가까운 반경을 갖는 가상 원(본 예에서는 가상 원(cr4))을 선택함으로써, 선택된 가상 원에 의거하여 핸드(H1, H2)에 있어서의 기판(W)의 위치를 판정할 수 있다.
또, 예를 들면 위치 판정의 대상이 되는 기판(W)에 노치가 형성되어 있지 않은 경우에는, 핸드(H1, H2) 각각에, 기판(W)의 위치 판정용인 3개의 반사형 광 검출기(SA1~SA3)만이 설치되어도 된다. 이 경우, 3개의 반사형 광 검출기(SA1~SA3)로부터 산출되는 기판(W)의 3개의 부분 p1~p3의 위치를 지나는 가상 원에 의거하여 핸드(H1, H2)에 있어서의 기판(W)의 위치를 판정할 수 있다.
또한, 예를 들면 위치 판정의 대상이 되는 기판(W)에 노치가 형성되어 있지 않고 또한 기판(W)의 설계 반경을 이미 알고 있는 경우에는, 핸드(H1, H2) 각각에, 기판(W)의 위치 판정용인 2개의 반사형 광 검출기(SA1, SA2)만이 설치되어도 된다. 이 경우, 2개의 반사형 광 검출기(SA1, SA2)로부터 산출되는 기판(W)의 2개의 부분 p1, p2의 위치를 지나며 또한 설계 반경을 갖는 2개의 가상 원과, 미리 추정되는 기판(W)과 반사형 광 검출기(SA1, SA2)의 위치 관계에 의거하여 핸드(H1, H2)에 있어서의 기판(W)의 위치를 판정할 수 있다.
(3) 제1~제4 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)에 있어서는, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)는, 광 통과면(ss)이 진퇴 방향(AB)으로 평행해지도록, 핸드(H1, H2) 상에 배치되는데, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 반사형 광 검출기(SA1~SA5)는, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 광 통과면(ss)의 적어도 일부가 다른 광 통과면(ss)과는 상이한 방향으로 연장되도록 형성되어도 된다.
(4) 제2 및 제3 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)에 있어서는, 반사형 광 검출기(SB1)는 반사형 광 검출기(SA1~SA5)와 기본적으로 같은 구성을 갖는데, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 반사형 광 검출기(SB1)는, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)로부터 출사되는 광에 대한 기판(W)의 반사율을 구하는 것이 가능한 구성을 가지면 되고, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)와는 상이한 구성을 가져도 된다.
(5) 제3 실시 형태에 따른 기판 반송 장치(500)에 있어서는, 반사형 광 검출기(SC1~SC4)는 반사형 광 검출기(SA1~SA5)와 기본적으로 같은 구성을 갖는데, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 반사형 광 검출기(SC1~SC4)는, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)를 이용하여 산출되는 기판(W)의 복수의 부분 p1~p5의 내측 부분 p10에 대한 높이를 구하는 것이 가능한 구성을 가지면 된다. 그 때문에, 제3 실시 형태에서는, 반사형 광 검출기(SC1~SC4)를 대신하여, 기판(W)의 복수의 부분 p1~p5 및 내측 부분 p10의 높이 관계를 산출하기 위한 복수의 높이 센서가 설치되어도 된다.
7. 청구항의 각 구성 요소와 실시 형태의 각 요소의 대응
이하, 청구항의 각 구성 요소와 실시 형태의 각 요소의 대응의 예에 대해서 설명하는데, 본 발명은 하기의 예로 한정되지 않는다. 상기의 실시 형태에서는, 기판 반송 장치(500)가 기판 반송 장치의 예이고, 핸드(H1, H2)가 유지부의 예이며, 광 통과면(ss)이 수광면의 예이고, 복수의 반사형 광 검출기(SA1~SA5)가 복수의 반사형 광 검출기의 예이며, 부분 위치 산출부(51)가 부분 위치 산출부의 예이고, 기판 위치 판정부(53)가 기판 위치 판정부의 예이다.
또, 반사형 광 검출기(SA1~SA5)의 검출 영역(df1~df5)이 띠 형상의 검출 영역의 예이고, 진퇴 방향(AB)이 일 방향의 예이며, 반사형 광 검출기(SA1, SA2)가 제1 반사형 광 검출기의 예이고, 반사형 광 검출기(SA3, SA4, SA5)가 제2 반사형 광 검출기의 예이며, 광량 위치 정보 기억부(81)가 기억부의 예이다.
또, 반사형 광 검출기(SB1)가 수광량 측정기의 예이고, 광량 위치 정보 생성부(82)가 광량 위치 정보 생성부의 예이며, 복수의 흡착부(sm)가 복수의 흡착부의 예이고, 복수의 반사형 광 검출기(SC1~SC4)가 높이 검출부의 예이며, 부분 위치 보정부(83)가 보정부의 예이다.
또, 상하 방향 구동 모터(511), 수평 방향 구동 모터(513), 회전 방향 구동 모터(515), 상측 핸드 진퇴용 구동 모터(525), 하측 핸드 진퇴용 구동 모터(527), 이동 부재(510) 및 회전 부재(520)를 포함하는 구성이 이동부의 예이고, 수취 위치가 제1 위치의 예이며, 재치 위치가 제2 위치의 예이고, 이동 제어부(58)가 이동 제어부의 예이다.
청구항의 각 구성 요소로서, 청구항에 기재되어 있는 구성 또는 기능을 갖는 다른 다양한 요소를 이용할 수도 있다.

Claims (18)

  1. 기판을 반송하는 기판 반송 장치로서,
    기판을 유지 가능하게 구성된 유지부와,
    라인 형상의 수광면을 갖고 또한 상기 유지부에 설치되며, 상기 유지부 상에 배치된 기판의 외주부를 향해 광을 각각 출사하는 것과 더불어, 상기 수광면에 의해 기판으로부터 반사된 광을 각각 수광하여, 수광량을 나타내는 신호를 출력하는 복수의 반사형 광 검출기와,
    상기 복수의 반사형 광 검출기의 출력 신호에 의거하여, 상기 유지부 상에 배치된 기판에 대해서 상기 유지부에 있어서의 기판의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 각각 산출하는 부분 위치 산출부와,
    상기 부분 위치 산출부에 의해 산출된 기판의 상기 복수의 부분의 위치에 의거하여 상기 유지부에 대한 기판의 위치를 판정하는 위치 판정부를 구비하는, 기판 반송 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 반사형 광 검출기 각각은, 상기 수광면으로부터 상방을 향해 연장되는 띠 형상의 검출 영역을 갖고,
    상기 복수의 부분은, 평면에서 봤을 때 복수의 반사형 광 검출기의 검출 영역과 상기 유지부 상에 배치된 기판의 외주 단부의 교점인, 기판 반송 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 반사형 광 검출기는, 상기 수광면이 일 방향에 있어서 서로 겹치지 않도록, 상기 유지부에 설치된 제1 및 제2 반사형 광 검출기를 포함하는, 기판 반송 장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 반사형 광 검출기가 수광하는 수광량과 상기 유지부에 있어서의 기판의 상기 복수의 부분의 위치 사이의 미리 정해진 관계를 나타내는 광량 위치 정보를 기억하는 기억부를 더 구비하고,
    상기 부분 위치 산출부는, 상기 복수의 반사형 광 검출기의 출력 신호에 더하여, 상기 기억부에 기억된 상기 광량 위치 정보에 의거하여 상기 유지부에 있어서의 기판의 상기 복수의 부분의 위치를 각각 산출하는, 기판 반송 장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 유지부에 설치되며, 기판의 외주부보다 내측에 위치하는 내측 부분을 향해 광을 출사하는 것과 더불어, 기판에 의해 반사된 광을 수광하여, 수광량을 나타내는 신호를 출력하는 수광량 측정기와,
    상기 수광량 측정기의 출력 신호에 의거하여, 상기 복수의 반사형 광 검출기가 수광하는 수광량과 상기 유지부에 있어서의 기판의 상기 복수의 부분의 위치 사이의 관계를 나타내는 광량 위치 정보를 생성하는 광량 위치 정보 생성부를 더 구비하고,
    상기 부분 위치 산출부는, 상기 복수의 반사형 광 검출기의 출력 신호에 더하여, 상기 광량 위치 정보 생성부에 의해 생성된 상기 광량 위치 정보에 의거하여 상기 유지부에 있어서의 기판의 상기 복수의 부분의 위치를 각각 산출하는, 기판 반송 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 유지부는, 상기 기판의 하면을 흡착 유지하는 복수의 흡착부를 더 갖고,
    상기 수광량 측정기와 상기 복수의 흡착부 중 하나의 흡착부 사이의 거리는, 상기 복수의 반사형 광 검출기 각각과 상기 하나의 흡착부 사이의 거리보다 작은, 기판 반송 장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 유지부에 있어서의 기판의 상기 복수의 부분의 높이를 검출하는 높이 검출부와,
    상기 높이 검출부에 의해 검출된 기판의 상기 복수의 부분의 높이에 의거하여, 상기 부분 위치 산출부에 의해 산출된 기판의 상기 복수의 부분의 위치를 각각 보정하는 보정부를 더 구비하고,
    상기 위치 판정부는, 상기 보정부에 의한 보정 후의 기판의 상기 복수의 부분의 위치에 의거하여, 상기 유지부에 대한 상기 기판의 위치를 판정하는, 기판 반송 장치.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 반사형 광 검출기를 제어하는 광 검출기 제어부를 더 구비하고,
    상기 광 검출기 제어부는, 상기 유지부에 의해 기판이 유지된 상태에서, 상기 복수의 반사형 광 검출기를 제어하는 제1 제어 모드와,
    상기 유지부에 의해 기판이 유지되지 않고 또한 상기 유지부가 지지부에 지지된 기판의 하방의 위치에 배치된 상태에서, 상기 복수의 반사형 광 검출기를 제어하는 제2 제어 모드로 동작 가능하게 구성된, 기판 반송 장치.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 유지부를 이동시키는 이동부와,
    상기 위치 판정부에 의한 판정 결과에 의거하여, 상기 유지부에 의해 유지된 기판이 미리 정해진 제1 위치로부터 제2 위치로 반송되도록 상기 이동부를 제어하는 이동 제어부를 더 구비하는, 기판 반송 장치.
  10. 기판을 반송하는 기판 반송 방법으로서,
    기판을 유지 가능하게 구성된 유지부 상에 기판을 배치하는 단계와,
    라인 형상의 수광면을 갖고 또한 상기 유지부에 설치된 복수의 반사형 광 검출기를 이용함으로써, 상기 유지부 상에 배치된 기판의 외주부를 향해 광을 출사하는 것과 더불어, 상기 수광면에 의해 기판으로부터 반사된 광을 각각 수광하여, 상기 복수의 반사형 광 검출기로부터 수광량을 나타내는 신호를 각각 출력시키는 단계와,
    상기 복수의 반사형 광 검출기의 출력 신호에 의거하여, 상기 유지부 상에 배치된 기판에 대해서 상기 유지부에 있어서의 기판의 외주 단부의 복수의 부분의 위치를 각각 산출하는 단계와,
    상기 산출하는 단계에 의해 산출된 기판의 상기 복수의 부분의 위치에 의거하여 상기 유지부에 대한 기판의 위치를 판정하는 단계를 포함하는, 기판 반송 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 복수의 반사형 광 검출기 각각은, 상기 유지부로부터 상방을 향해 연장되는 띠 형상의 검출 영역을 갖고,
    상기 복수의 부분은, 평면에서 봤을 때 복수의 반사형 광 검출기의 검출 영역과 상기 유지부 상에 배치된 기판의 외주 단부의 교점인, 기판 반송 방법.
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 복수의 반사형 광 검출기는, 상기 수광면이 일 방향에 있어서 서로 겹치지 않도록, 상기 유지부에 설치된 제1 및 제2 반사형 광 검출기를 포함하는, 기판 반송 방법.
  13. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 복수의 반사형 광 검출기가 수광하는 수광량과 상기 유지부에 있어서의 기판의 상기 복수의 부분의 위치 사이의 미리 정해진 관계를 나타내는 광량 위치 정보를 기억하는 단계를 더 포함하고,
    상기 산출하는 단계는, 상기 복수의 반사형 광 검출기의 출력 신호에 더하여, 상기 기억하는 단계에 의해 기억된 상기 광량 위치 정보에 의거하여 상기 유지부에 있어서의 기판의 상기 복수의 부분의 위치를 각각 산출하는 것을 포함하는, 기판 반송 방법.
  14. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 유지부에 설치되는 수광량 측정기를 이용하여 상기 유지부 상에 배치된 기판의 외주부보다 내측에 위치하는 내측 부분을 향해 광을 출사하는 것과 더불어 기판으로부터 반사된 광을 수광함으로써, 당해 수광량 측정기로부터 수광량을 나타내는 신호를 출력시키는 단계와,
    상기 수광량 측정기의 출력 신호에 의거하여, 상기 복수의 반사형 광 검출기가 수광하는 수광량과 상기 유지부에 있어서의 기판의 상기 복수의 부분의 위치 사이의 미리 정해진 관계를 나타내는 광량 위치 정보를 생성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 산출하는 단계는, 상기 복수의 반사형 광 검출기의 출력 신호에 더하여, 상기 생성하는 단계에 의해 생성된 상기 광량 위치 정보에 의거하여 상기 유지부에 있어서의 기판의 상기 복수의 부분의 위치를 각각 산출하는 것을 포함하는, 기판 반송 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 유지부 상에 기판을 배치하는 단계는, 상기 유지부가 갖는 복수의 흡착부에 의해 기판의 하면을 흡착 유지하는 것을 포함하고,
    상기 수광량 측정기와 상기 복수의 흡착부 중 하나의 흡착부 사이의 거리는, 상기 복수의 반사형 광 검출기 각각과 상기 하나의 흡착부 사이의 거리보다 작은, 기판 반송 방법.
  16. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 유지부에 있어서의 기판의 상기 복수의 부분의 높이를 검출하는 단계와,
    상기 높이를 검출하는 단계에 의해 검출된 기판의 상기 복수의 부분의 높이에 의거하여, 상기 산출하는 단계에 의해 산출된 기판의 상기 복수의 부분의 위치를 각각 보정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 기판의 위치를 판정하는 단계는, 상기 보정하는 단계에 의한 보정 후의 기판의 상기 복수의 부분의 위치에 의거하여, 상기 유지부에 대한 상기 기판의 위치를 판정하는 것을 포함하는, 기판 반송 방법.
  17. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 복수의 반사형 광 검출기로부터 수광량을 출력시키는 단계는, 상기 유지부에 의해 유지된 기판의 외주부를 향해 광을 출사하는 것과, 상기 유지부에 의해 기판이 유지되지 않고 또한 상기 유지부가 지지부에 지지된 기판의 하방의 위치에 배치된 상태에서 기판의 외주부를 향해 광을 출사하는 것을 포함하는, 기판 반송 방법.
  18. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 기판의 위치를 판정하는 단계에 의한 판정 결과에 의거하여, 상기 유지부에 의해 유지된 기판이 미리 정해진 제1 위치로부터 제2 위치로 반송되도록 상기 유지부를 이동시키는 단계를 더 포함하는, 기판 반송 방법.
KR1020220032113A 2021-03-19 2022-03-15 기판 반송 장치 및 기판 반송 방법 KR20220131169A (ko)

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