KR20120112171A - 기판 반송 장치 및 기판 반송 방법 - Google Patents

기판 반송 장치 및 기판 반송 방법 Download PDF

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Abstract

기판 반송 장치는, 반송 기체와, 상기 반송 기체에 대하여 수평 방향으로 진퇴 가능하게 설치된, 기판을 유지하기 위한 판 형상의 유지체와, 상기 유지체에 설치된 압전체로서, 전압이 인가되면 수축 또는 신장하여 상기 유지체에 굽힘 응력을 부여하는 압전체와, 상기 유지체에 발생한 휘어짐을 상쇄하는 굽힘 응력이 상기 유지체에 부여되도록 상기 압전체에 전압을 인가하는 급전부를 구비하고 있다.

Description

기판 반송 장치 및 기판 반송 방법{SUBSTRATE CONVEYING APPARATUS AND SUBSTRATE CONVEYING METHOD}
본 출원은, 2011년 3월 31일에 출원된 일본 특허 출원 제2011-077033호에 기초하여 그의 우선권을 주장하는 것이며, 그의 전체 내용은 참조함으로써 여기에 편입된다.
본 발명은 반송 기체에 진퇴 가능하게 설치된 판 형상의 유지체에 의해 지지부와의 사이에서 기판의 전달을 행하는 기판 반송 장치에 있어서, 기판을 유지하는 것에 의한 유지체의 휘어짐을 억제하는 기술에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 LCD 기판의 제조 프로세스에 있어서는, 다수매의 기판이 다단으로 수납된 FOUP라고 불리는 기판 수납 용기로부터 기판 반송 장치에 의해 기판을 취출하고, 다음 공정의 모듈에 전달하는 것이 행해지고 있다. 상기 기판 반송 장치는 도 27 및 도 28에 도시한 바와 같이 연직축 주위로 회전 가능, 승강 가능하도록 구성되어 있는 반송 기체(12)와, 이 반송 기체(12)에 진퇴 가능하게 설치된, 기판인 반도체 웨이퍼(W)(이하 「웨이퍼(W)」라고 함)의 이면측을 유지하는 유지체인 포크(11)를 갖고 있다. 도 27 및 도 28에서 도면 부호 14 및 15는 웨이퍼(W)의 가이드 부재이다. FOUP 또는 종형 열처리 장치에 사용되는 웨이퍼 보트 등의 다수매의 웨이퍼(W)를 다단으로 지지하는 지지 구조물에 있어서는, 그의 소형화를 도모하기 위해서, 웨이퍼(W)의 전달 시에 상하 방향의 이동 탑재 마진(이동 탑재시에 포크(11) 및 웨이퍼(W)와 지지 구조물과의 충돌을 방지하기 위하여 형성되는 클리어런스를 의미한다. 이하 본 명세서에 있어서 동일하다.)을 작게 할 필요가 있고, 이 때문에 포크(11)의 두께는 예를 들어 3 mm 정도로 설정되어 있다.
그런데, 최근 웨이퍼가 대형화하고 있어, 450 mm 크기의 웨이퍼가 검토되고 있는데, 대구경화에 수반하여 중량이 증대한다. 한편, 웨이퍼 크기에 맞춰서 포크(11)가 길어지는데, 상술한 이유 때문에 강성을 높이기 위하여 포크(11)의 두께를 두껍게 하는 것은 바람직하지 않다. 종래와 같은 두께가 긴 포크(11)를 사용한 경우, 도 29에 도시한 바와 같이, 웨이퍼의 중량에 의해 무시할 수 없을 정도로 포크(11)의 선단이 하방으로 처지도록 휘어질 우려가 있다.
이러한 휘어짐이 발생하면, 도 29에 도시한 바와 같이, 포크(11)의 상하 방향 치수(L1)가 커진 것과 동일하게 되어, 웨이퍼(W)의 전달 시에 큰 이동 탑재 마진이 필요해지게 된다. 이로 인해, FOUP나 웨이퍼 보트에 있어서는, 웨이퍼 배열 피치를 크게 해야만 하여, 종래와 동일한 매수의 웨이퍼(W)를 탑재하고자 하면, 종래의 것과 비교하여 대형화해버린다. 한편, FOUP나 웨이퍼 보트를 종래와 동일한 크기로 유지하기 위해서는 웨이퍼(W)의 탑재 매수를 적게 해야만 하여, 스루풋이 저하한다는 문제의 발생이 우려된다. 이로 인해, 웨이퍼(W)를 유지했을 때에 선단이 아래로 처지도록 포크(11)가 휘어지는 것을 억제할 것이 요구되고 있다.
JP3802119B2(도 2, 도 4)에는 포크를 지지구에 대하여 θ 방향으로 회전 가능하게 설치함과 함께, 상기 지지구를 아암에 대하여 α 방향으로 회전 가능하게 설치함으로써, 포크의 기울기를 조정하는 기술이 기재되어 있다. 상기 θ 방향이란 포크의 길이 방향으로 신장하는 수평 축선 주위로 회전하는 방향이며, 상기 α 방향이란 포크의 폭 방향으로 신장하는 수평 축선 주위로 회전하는 방향이다. 이 문헌에는, 압전 소자에 의해 지지구 또는 포크를 회전시키는 것도 기재되어 있다. 또한, JP2007-61920A(도 3, 단락(0017))에는 포크의 기단측을 볼트에 의해 핸드에 설치하는 구성에 있어서, 핸드에 편심구(偏心駒)를 설치하고, 이 편심구에 의해 포크를 밀어 올려서 포크의 선단이 아래로 처지는 것을 보정하는 기술이 기재되어 있다.
상기 2개의 선행기술문헌에 개시된 구성은, 모두 포크의 기단측에서 포크를 기울이는 것에 의해 포크의 자세를 보정하는 것이며, 포크 자체의 휘어짐을 해소하는 것이 아니다.
본 발명은 기판을 유지하는 유지체의 휘어짐을 억제하는 기술을 제공한다.
본 발명의 기판 반송 장치는, 기판을 유지하고, 반송 기체에 진퇴 가능하게 설치된 판 형상의 유지체에 의해 지지부와의 사이에서 기판의 전달을 행하는 기판 반송 장치에 있어서, 상기 유지체에 휘어짐을 억제하기 위하여 설치되고, 전압이 인가되면 수축 또는 신장하는 압전체와, 상기 유지체에 상향으로 휘어지는 방향으로 굽힘 응력을 부여하도록 상기 압전체에 전압을 인가하기 위한 급전부를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 기판 반송 방법은, 반송 기체에 설치된 판 형상의 유지체를 전진시키고, 지지체에 지지된 기판의 하방측에 위치시키는 공정과, 계속하여 상기 유지체를 지지체에 대하여 상대적으로 상승시켜서 기판을 수취하는 공정과, 상기 유지체에 설치된 압전체에, 기판이 유지되어 있지 않은 때보다도 절대값이 큰 전압을 인가하여 상기 압전체를 수축 또는 신장시켜서, 기판의 자체 중량에 의한 유지체의 휘어짐에 저항하여, 상기 유지체에 상향으로 휘어지는 방향으로 굽힘 응력을 부여하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 방법.
본 발명에 따르면, 유지체가 휘어질 때에는 압전체에 전압을 인가하여 상기 유지체에 상향으로 휘어지는 방향으로 굽힘 응력을 부여함으로써 상기 유지체의 휘어짐을 완화할 수 있다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 기판 반송 장치와, FOUP와, 웨이퍼 보트를 도시하는 개략적인 측면도.
도 2는 상기 기판 반송 장치의 평면도.
도 3은 상기 기판 반송 장치의 측면도.
도 4는 상기 기판 반송 장치의 일부를 도시하는 확대 측면도.
도 5는 상기 기판 처리 장치에 설치되는 압전체의 작용을 설명하기 위한 측면도.
도 6은 상기 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어부를 도시하는 구성도.
도 7은 상기 압전체에 인가되는 전압과, 유지체의 상대적 높이 위치와의 관계를 나타내는 전압 패턴을 도시하는 특성도.
도 8은 상기 기판 처리 장치의 작용을 설명하는 측면도.
도 9는 상기 기판 처리 장치의 작용을 설명하는 측면도.
도 10은 상기 기판 처리 장치의 작용을 설명하는 측면도.
도 11은 상기 기판 처리 장치의 작용을 설명하는 측면도.
도 12는 상기 기판 처리 장치의 작용을 설명하는 측면도.
도 13은 상기 기판 처리 장치의 작용을 설명하는 측면도.
도 14는 상기 기판 처리 장치의 작용을 설명하는 측면도.
도 15는 압전체에 인가되는 전압과, 유지체의 상대적 높이 위치와의 관계를 나타내는 전압 패턴을 도시하는 특성도.
도 16은 상기 기판 처리 장치의 작용을 설명하는 측면도.
도 17은 다른 실시 형태에 따른 기판 반송 장치의 평면도.
도 18은 또 다른 실시 형태에 따른 기판 반송 장치의 회로도.
도 19는 본 발명의 또 다른 예의 기판 반송 장치의 사시도.
도 20은 도 19에 도시하는 기판 반송 장치의 평면도.
도 21은 도 19에 도시하는 기판 반송 장치의 측면도.
도 22는 도 19에 도시하는 기판 반송 장치에 설치되는 압전체를 도시하는 설명도.
도 23은 또다른 실시 형태에 따른 기판 반송 장치의 평면도.
도 24는 또다른 실시 형태에 따른 기판 반송 장치의 일부를 도시하는 확대 측면도.
도 25는 도 24에 도시하는 기판 반송 장치의 작용을 설명하기 위한 특성도.
도 26은 압전체에 인가되는 전압과, 유지체의 상대적 높이 위치와의 관계를 나타내는 전압 패턴을 도시하는 특성도.
도 27은 종래의 기판 반송 장치의 평면도.
도 28은 종래의 기판 반송 장치의 측면도.
도 29는 종래의 기판 반송 장치의 측면도.
이하, 본 발명의 기판 반송 장치의 일 실시 형태에 대해서, 도 1에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)를 수납하는 FOUP(2)와, 웨이퍼(W)를 선반 형상으로 유지하는 웨이퍼 보트(3) 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 기판 반송 장치(4)를 예로 하여 설명한다. 상기 FOUP(2)는 다수매 예를 들어 25매의 웨이퍼(W)를 다단으로 수납하는 수납 용기이다. 웨이퍼(W)는 각각의 이면측의 주연 영역이 지지부(22)에 재치되고, 또한 소정의 피치로 선반 형상으로 배열된 상태에서, 용기 본체(21)의 내부에 수납되어 있다.
또한, 상기 웨이퍼 보트(3)는 예를 들어 100매의 웨이퍼(W)를 소정 간격으로 상하로 배열하여 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 예를 들어 웨이퍼 보트(3)는 천장판(31)과 저판(32) 사이에 복수개의 지주(33)를 구비하고 있고, 이 지주(33)에 형성된 도시하지 않은 홈 형상의 지지부에 웨이퍼(W)의 주연부가 유지되도록 되어 있다.
이 웨이퍼 보트(3)는 승강 가능하도록 구성된 보트 엘리베이터(34) 상에 설치되고, 웨이퍼 보트(3)를 열처리로(35)에 반입하는 로드 위치와, 열처리로(35)의 하방측의 언로드 위치(도 1에 도시하는 위치) 사이에서 승강 가능하다. 상기 언로드 위치는 기판 반송 장치(4)에 의해 FOUP(2)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달이 행해지는 위치이다. 도 1에서 도면 부호 36은 열처리로(35)의 덮개, 도면 부호 37은 보온통이다.
상기 기판 반송 장치(4)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 이면측을 유지하는 대략 수평한 판 형상의 유지체(41)를 구비하고 있다. 이 예의 유지체(41)는 예를 들어 알루미나(Al2O3) 등의 세라믹스에 의해 구성되어 있다. 예시된 실시 형태에 있어서는, 유지체(41)는 평면에서 보아 전체적으로 대략 직사각형이며, 그의 짧은 변은 웨이퍼(W)의 직경보다도 짧고, 그의 긴 변은 웨이퍼(W)의 직경보다도 약간 길다. 또한, 유지체(41)는 그의 길이 방향(도 2에서 X 방향)의 대략 중앙부로부터 선단측이 2개의 아암부(41a, 41b)로 나뉘어져 있다.
상기 유지체(41)는 그의 기단측이 진퇴 부재(42)에 접속되고, 이 진퇴 부재(42)는 예를 들어 반송 기체(43) 내부에 설치된 타이밍 벨트를 사용한 구동 기구(도시하지 않음)에 의해, 반송 기체(43)를 따라 유지체(41)의 길이 방향(도 2에서 X 방향)으로 진퇴 이동하도록 구성되어 있다. 또한, 이 반송 기체(43)는 승강 기구 및 회전 기구를 구비한 구동 기구(44)에 의해, 승강 가능 및 연직축 주위에 회전 가능하도록 구성되어 있다. 상기 승강 기구는 예를 들어 승강 모터(M)에 의해 구성되어 있고, 이 승강 모터(M)는 인코더(E)에 접속되고, 인코더(E)의 펄스값은 후술하는 제어부(6)에 출력된다.
예시된 실시 형태에서는, 상기 유지체(41)의 상면에, 기단측 및 선단측에 각각 가이드 부재(45, 46)가 설치되어 있다. 이들 가이드 부재(45, 46)는, 예를 들어 각각 웨이퍼(W)를 재치하는 재치면(45a, 46a)과, 이들 재치면(45a, 46a)으로부터 상승되고, 웨이퍼(W)의 외측 단부면의 일부를 접촉시켜서 웨이퍼(W)를 위치 결정하는 벽부(45b, 46b)를 구비하고 있다. 웨이퍼(W)는 이들 가이드 부재(45, 46)에 이면측의 주연부의 일부를 재치함으로써, 위치 결정한 상태에서 유지체(41)에 유지된다.
또한, 유지체(41)에는 유지체(41)가 두갈래로 분기하는 위치보다도 기단측의 영역에 압전체(5)가 설치되어 있다. 이 압전체(5)는 예를 들어 티타늄산납이나 지르콘산납 등의 압전성 세라믹스로 이루어지는 두께가 1 mm 정도인 박막으로 이루어지고, 유지체(41)의 하면에 내열성이 있는 접착제에 의해 접착되어 있다.
상기 압전체(5)는 예를 들어 직사각 형상으로 형성되고, 전극(51, 52)을 구비하고 있다. 이들 전극(51, 52)은 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이, 압전체(5)의 상면측 및 하면측에 서로 대향하도록 형성되어 있고, 각각 급전로(53a, 53b)를 통하여 외부의 급전부를 이루는 전압 공급부(54)에 접속되어 있다. 이 예에서는, 전극(51, 52)은 압전체(5)의 상면 전체 및 하면 전체를 각각 덮도록 설치되어 있다. 전극(51), 전극(52) 및 급전로(53)는 예를 들어 금속층에 의해 구성되고, 유지체(41) 및 압전체(5)에 예를 들어 내열성 접착제에 의해 접착되어 있다.
상기 압전체(5)는 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 전압을 인가하지 않는 경우에는 변형되지 않지만, 전압을 인가했을 때에 유지체(41)의 선단부가 휘어져 올라가도록 유지체(41)에 굽힘 응력을 부여하는 것이라면, 그의 구성 및 배치는 임의이다. 유지체(41)의 하면측에 압전체(5)를 설치하는 경우에는, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 전압을 인가하면, 길이 방향(도 2, 도 5에서 X 방향)으로 신장하는 것이 사용된다. 이에 의해, 전압을 인가하면 유지체(41)의 하면측이 신장하기 때문에, 유지체(41)에 상향으로 휘어지는 방향으로 굽힘 응력이 부여된다.
또한, 유지체(41)의 상면측에 압전체(5)를 설치할 수도 있고, 이 경우에는, 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, 전압을 인가하면, 길이 방향(도 2, 도 5에서 X 방향)으로 수축하는 것이 사용된다. 이에 의해, 전압을 인가하면 유지체(41)의 상면측이 수축하기 때문에, 유지체(41)에 상향으로 휘어지는 방향으로 굽힘 응력이 부여된다.
본 실시 형태에 있어서는, 압전체(5)의 상면측의 전극(51)을 양전극으로 하고, 및 하면측의 전극(52)을 음전극으로 하도록 전압을 인가함으로써, 역압전 효과에 의해 신장하도록 구성된 압전체(5)가 사용되고 있다. 인가하는 전압의 크기에 비례하여 압전체(5)의 수축은 커진다.
따라서, 압전체(5)의 길이 방향(수축 방향)을 유지체(41)의 길이 방향으로 정렬시킨 상태에서, 압전체(5)를 유지체(41)의 하면에 부착 설치함과 함께, 전극(51) 및 전극(52)을 도 4와 같이 설치하여 전압을 인가하면, 압전체(5)에 의해 유지체(41)에 상향으로 휘어지는 방향으로 굽힘 응력이 부여되어, 상기 유지체(41)는 선단측이 휘어져 올라가도록 변형되게 된다. 상기 전압 공급부(54)는 제어부(6)로부터의 제어 신호에 기초하여, 압전체(5)에 대하여 전압을 인가하도록 구성되어 있다.
이러한 기판 반송 장치(4)에 의해, 예를 들어 FOUP(2)로부터 웨이퍼(W)를 수취할 때에는, 우선, 반송 기체(43)에 의해 유지체(41)의 높이를 조정하고나서, FOUP(2) 내에서 지지부(22)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)의 하방으로 유지체(41)를 전진시킨다. 계속해서, 유지체(41)를 지지부(22)에 대하여 상승시켜서, 지지부(22)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)를 유지체(41) 상에 수취한 후, 지지부(22)에 간섭되지 않는 위치까지 유지체(41)를 상승시키고나서, 웨이퍼(W)를 유지한 유지체(41)를 FOUP(2)로부터 후퇴시킨다. 이들의 일련의 동작에서는, 유지체(41)의 승강 동작은 반송 기체(43)를 승강함으로써 행해진다. 이후에는, FOUP(2)의 지지부(22)로부터 웨이퍼(W)를 수취할 때의 유지체(41)의 동작을 예로 하여 설명한다.
계속해서, 상기 제어부(6)에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다. 이 제어부(6)는 예를 들어 컴퓨터로 이루어지고, 프로그램(61), CPU(62), 보트 엘리베이터 제어부(63) 및 반송 제어부(64)를 구비하고 있다. 보트 엘리베이터 제어부(63)는 보트 엘리베이터(34)의 승강 동작을 제어하는 것이며, 반송 제어부(64)는 기판 반송 장치(4)의 진퇴 부재(42)의 구동 기구, 회전 기구 및 승강 기구를 구비한 구동 기구(44)를 제어하는 것이다. 또한, 도 6에서 도면 부호 60은 버스이다.
상기 프로그램(61)에는, 제어부(6)로부터 기판 반송 장치(4)에 반송 제어부(63)를 통하여 제어 신호를 보내어, 소정의 기판 반송 조작을 진행시키도록 명령(각 스텝)이 내장되어 있다. 이 프로그램(61)은 컴퓨터 기억 매체 예를 들어 플렉시블 디스크, 콤팩트 디스크, 하드 디스크, MO(광자기 디스크) 등의 기억부에 저장되어서 제어부(6)에 인스톨된다. 또한, 상기 프로그램(61)에는, 유지체(41)가 웨이퍼(W)를 유지할 때에 압전체(5)에 소정의 전압 패턴으로 전압을 인가하도록 전압 공급부(54)에 제어 명령을 출력하는 명령(스텝)이 내장되어 있다.
구체적으로는, 전압 공급부(54)는 도 7에 도시하는 전압 패턴에 기초하여 전압을 발생하도록 구성되어 있다. 상기 전압 패턴은 유지체(41)의 상대적 높이 위치와 압전체(5)에 인가되는 전압과의 관계를 나타내는 것이며, 도 7에서, 횡축은 유지체(41)의 상대적 높이 위치, 종축은 압전체(5)에 인가되는 전압을 각각 나타내고 있다. 높이 위치 h1은 상기 유지체(41)가 상기 지지부(22) 상의 웨이퍼(W)의 하방의 위치로부터 상승하여 상기 웨이퍼(W)에 접촉하는 높이 위치, 즉 지지부(22)에서 유지되어 있는 웨이퍼(W)의 하면과 유지체(41)의 상면이 접촉할 때의 유지체(41)의 기단부의 높이 위치이다. 또한, 높이 위치 h2는 도 8에 도시한 바와 같이 압전체(5)에 전압을 인가하지 않고 웨이퍼(W)를 유지했을 경우, 웨이퍼(W)의 중량에 의해 유지체(41)의 선단이 내려갔을 때에, 이 선단이 웨이퍼(W)를 유지하고 있었던 지지부(22)로부터 이격될 때의 유지체(41)의 기단부의 높이 위치이다.
유지체(41)는 반송 기체(43)를 구동 기구(44)에 의해 승강시킴으로써 승강되므로, 상기 높이 위치 h1, h2는 구동 기구(44)의 승강 모터(M)의 인코더(E)의 펄스값에 의해 파악할 수 있는 위치이다. 또한, 상기 높이 위치 h1, h2는 FOUP(2)의 모든 지지부(22) 및 웨이퍼 보트(3)의 모든 지지부와의 사이에서 공통되는 값이다.
그리고, 상기 전압 패턴은 상기 유지체(41)에 웨이퍼(W)가 유지되어 있을 때에는, 유지체(41)에 웨이퍼(W)가 유지되어 있지 않은 때보다도 큰 전압이 상기 압전체(5)에 인가되게 설정되어 있고, 이 예에서는 유지체(41)에 웨이퍼(W)가 유지되어 있지 않은 때의 전압은 제로로 설정되어 있다. 또한, 상기 전압 패턴은 상기 유지체(41)가 상기 높이 위치 h1에 있을 때의 전압값보다도, 상기 유지체(41)의 상승에 의해 상기 웨이퍼(W)가 상기 지지부(22)로부터 이격된 후의 전압값쪽이 커지도록 설정되어 있다.
보다 구체적으로는, 도 7에 도시한 바와 같이, 유지체(41)를 유지 예정의 웨이퍼(W)의 하방으로 진입시키고, 유지체(41)를 상기 높이 위치 h1로 상승시킬때까지는 전압은 제로이다. 그리고, 유지체(41)의 기단측을 상기 높이 위치 h1로 상승했을 때에 전압의 인가를 개시하고, 계속해서, 높이 위치 h2까지 상승시킬때까지는, 승강량의 증대에 비례하여 서서히 전압값을 크게 하고, 상기 높이 위치 h2 이상에서는 전압 V1이 인가된다.
여기서, 유지체(41)는 지지부(22)로부터 웨이퍼(W)를 수취할 때, 높이 위치 h1에서 유지체(41)의 상면에 웨이퍼(W)의 하면이 접촉하는데, 이 시점에서는 웨이퍼(W)는 지지부(22)에 유지되어 있으므로, 웨이퍼(W)의 중량이 유지체(41)에 가해져 있지 않은 상태이다. 이와 같이 유지체(41)에의 웨이퍼(W)의 하중이 전혀 없거나 거의 없는 상태에서 단숨에 높은 전압을 인가하면, 유지체(41)의 선단측이 휘어져 올라가서, 유지체(41) 상에서 웨이퍼(W)의 위치 어긋남이 발생할 우려가 있다. 한편, 유지체(41)의 기단부가 높이 위치 h2가 된 시점에서 전압을 단숨에 인가하면, FOUP(2) 등에서의 웨이퍼(W)의 상하 방향의 배열 간격을 (h2-h1)보다도 작게 할 수 없게 된다. 이로 인해, 본 실시 형태에서는, 유지체(41)의 기단부가 높이 위치 h1이 되었을 때에 전압의 인가를 개시하고, 높이 위치 h2가 될 때까지, 상기 유지체(41)의 상승에 따라서 전압값이 연속적으로 커지는 영역을 포함하도록 전압 패턴이 설정되어 있다. 이와 같이 하여 압전체(5)에 전압을 인가했을 때에는, 유지체(41)의 기단측이 높이 위치 h2까지 상승했을 때에 도 9에 도시한 바와 같이, 유지체(41)가 거의 수평으로 되도록 유지체(41)의 자세가 보정되도록 되어 있다.
높이 위치 h1에 대응하는 인가 전압(도 8의 예에서는 제로) 및 높이 위치 h2에 대응하는 인가 전압(도 8의 예에서는 V1)은 미리 실험에 의해 구할 수 있다. 높이 위치 h1과 높이 위치 h2 사이의 중간 높이 위치에 있어서의 인가 전압은, 높이 위치 변화량 h2-h1에 비례하도록 변화시켜도 되고, 이것 대신에, 실험에 의해 구한 적당한 값으로 단계적으로 변화시켜도 된다. 또한, 도 8 내지 도 14 및 도 16에서는, 도면의 이해를 용이하게 하기 위해서, 높이 위치 h1과 h2의 사이의 거리 및 유지체(41)의 휘어짐의 정도를 매우 과장하여 묘사하고 있다. 또한, 도 14에 있어서, W(S1) 내지 W(S5)는 도 7에 도시하는 스텝 S1 내지 S5에 있어서의 웨이퍼(W)의 상태를 각각 나타내고 있다.
계속해서, 본 발명의 기판 반송 장치(4)의 작용에 대해서, FOUP(2) 내의 웨이퍼(W)를 웨이퍼 보트(3)에 이동 탑재하는 경우를 예로 하여, 도 10 내지 도 14를 사용하여 설명한다. 우선, 도 10에 도시한 바와 같이, 이동 탑재해야 할 웨이퍼(W)의 하방으로 유지체(41)를 진입시킨다. 이 웨이퍼(W)는 도시하지 않은 지지부(22)에 의해 유지되어 있다. 계속해서, 도 11에 도시한 바와 같이, 유지체(41)를 상승시키고, 유지체(41)의 기단측을 높이 위치 h1로 상승시킨다. 이 단계에서는, 웨이퍼(W)는 도 12에 있어서의 S1의 상태이며, 전술한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 중량이 유지체(41)에 가해지지 않고, 유지체(41)의 자세는 수평이다.
그리고, 압전체(5)에 전압의 인가를 개시하고, 압전체(5)에 인가하는 전압을 서서히 크게 하면서, 유지체(41)를 상승시킨다. 전압의 인가에 의해 유지체(41)는 그의 선단측이 상향으로 휘어져 올라가도록 변형된다. 이때, 유지체(41)의 상승에 수반하여 웨이퍼(W)로부터 유지체(41)가 받는 하중의 증대에 맞춰서 인가 전압을 크게 하고 있으므로, 웨이퍼(W)의 튀어오름이 일어나기 어렵다. 또한, 유지체(41) 자체가 상승하고 있으므로, 이 유지체(41)의 움직임에 의해, 유지체(41)의 변형이 웨이퍼(W)에 주는 영향이 억제되고, 웨이퍼(W)의 위치 어긋남은 가이드 부재(45, 46)에 의해 억제된다.
도 7의 스텝 S2에 대응하는 도 12의 웨이퍼(W)(S2)는 유지체(41)의 기단측은 높이 위치 h1에 의해 상승하고 있지만, 도 13에 도시한 바와 같이 웨이퍼(W)의 선단측은 아직 지지부(22)에 재치되어 있는 상태이며, 유지체(41)에 어느 정도의 웨이퍼(W)의 자체 중량이 가해지고 있다. 이 단계에서는, 유지체(41)의 휘어짐이 작고, 인가 전압도 작다. 계속해서, 스텝 S3에 대응하는 웨이퍼(W)(S3)는 유지체(41)의 상승에 의해, 웨이퍼(W)의 선단측이 지지부(22)로부터 이격된 상태이다. 이 단계에서는, 유지체(41)에 대한 하중이 커지기 때문에, 스텝 S2보다도 큰 전압을 인가한다. 또한, 스텝 S4에서는, 스텝 S3보다도 큰 전압을 인가하고 있으므로, 유지체(41)를 상향으로 휘어지게 하는 방향으로의 압전체(5)가 발생시키는 굽힘 응력이 커져서, 유지체(41)는 보다 수평에 가까운 상태가 된다.
그리고, 도 14에는, 유지체(41)의 기단측이 상기 높이 위치 h2로 상승했을 때(도 7의 스텝 S5)의 웨이퍼(W)가 웨이퍼(W)(S5)로 도시되어 있고, 스텝 S5에서는, 스텝 S4보다도 더욱 큰 전압 V1을 인가하고 있으므로, 압전체(5)로부터 유지체(41)에 부여되는 굽힘 응력이 더욱 커져서, 유지체(41)는 거의 수평한 상태로 된다. 이와 같이, 유지체(41)의 높이 위치의 상승에 따라, 압전체(5)에의 인가 전압을 연속적으로 크게 하고 있으므로, 웨이퍼(W)의 중량에 기인하는 유지체(41)의 휘어짐이 압전체(5)에 의한 유지체(41)의 변형에 의해 보상되어(상쇄되어), 웨이퍼(W)의 위치 어긋남을 억제하면서, 유지체(41)를 수평에 가까운 상태로 상승시키고, 높이 위치 h2에서는 거의 수평한 상태로 유지체(41)를 유지할 수 있다.
그리고, 유지체(41)에서 유지된 웨이퍼(W)를 예를 들어 웨이퍼 보트(3)의 지지부에 전달할 때에는, 전압 V1을 압전체(5)에 인가한 상태에서, 웨이퍼 보트(3)의 1개의 지지부의 상방에 유지체(41)를 진입시킨다. 계속해서, 그 위치로부터 유지체(41)를 하강시켜서 웨이퍼(W)를 상기 지지부에 전달한다. 웨이퍼 보트(3)의 상기 지지부에 대한 높이 위치 h2로부터 높이 위치 h1까지 하강시킬 때, 도 7에 도시하는 전압 패턴에 따라서 압전체(5)에 인가하는 전압값을 연속적으로 저하시키도록 조정한다. 유지체(41)는 상기 높이 위치 h1보다 하방의 위치까지 하강시키고나서 후퇴시키는데, 유지체(41)의 높이 위치가 높이 위치 h1보다 낮아지면 전압을 제로로 한다.
이상의 동작을 반복하여, FOUP(2) 내의 복수의 웨이퍼(W)를 웨이퍼 보트(3)에 이동 탑재한 후, 보트 엘리베이터(34)를 상승시키고, 웨이퍼 보트(3)를 종형 열처리로(35) 내의 로드 위치에 반입하고, 웨이퍼(W)에 대하여 일괄하여 소정의 열처리를 행한다. 열처리 후에는 웨이퍼 보트(3)를 언로드 위치로 하강하고, 기판 반송 장치(4)에 의해 상술한 방법으로 웨이퍼 보트(3)의 지지부 상의 웨이퍼(W)를 FOUP(2)의 지지부(22)에 전달한다.
상술한 실시 형태에 의하면, 유지체(41)의 상면에 전압의 인가에 의해 상면측이 수축하는 압전체(5)를 설치하고 있으므로, 웨이퍼(W)의 유지에 의해 휘어지는 유지체(41)에, 유지체(41)의 선단부를 상향으로 휘어지게 하는 굽힘 응력이 부여된다. 이에 의해, 상기 웨이퍼(W)의 중량에 의한 유지체(41)의 휘어짐을 압전체(5)의 수축 변형에 의해 보상할 수 있고, 상기 유지체(41)의 휘어짐을 억제하여, 웨이퍼(W)를 유지한 유지체(41)를 거의 수평한 상태로 할 수 있다.
이때, 유지체(41)의 기단측의 높이 위치에 따라, 서서히 압전체(5)에 인가하는 전압을 크게 하고 있다. 이에 의해, 압전체(5)에 의해 유지체(41)를 상향으로 휘어지도록 변형시키는 경우여도, 유지체(41) 상의 웨이퍼(W)의 위치 어긋남을 억제하면서, 웨이퍼(W)로부터 받는 하중에 의한 유지체(41)의 휘어짐량에 맞춰서 압전체(5)에 의해 유지체(41)를 변형시킬 수 있어, 유지체(41)의 휘어짐을 억제하여 유지체(41)의 자세를 수평 또는 수평에 가깝게 유지한 상태로 상승시킬 수 있다.
이 결과, 예를 들어 450 mm의 큰 크기의 웨이퍼(W)를 유지하는 경우여도, 유지체(41)의 기단으로부터 선단까지의 전 범위에 있어서의 상하 방향의 크기(즉, 유지체의 최고 높이 위치로부터 최저 높이 위치까지의 사이의 거리)의 증대를 억제할 수 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 전달 시의 상하 방향의 이동 탑재 마진의 증대가 억제된다. 이로 인해, 예를 들어 FOUP(2)나 웨이퍼 보트(3)와 같이 다수매의 웨이퍼가 다단으로 탑재되는 구조물에 있어서, 웨이퍼(W)의 배열 피치를 작게 할 수 있다. 이로 인해, 다수매의 웨이퍼를 다단으로 탑재하는 구성 부재를 구비한 장치의 대형화를 억제할 수 있고, 또한 장치 내에서, 소정의 용량의 영역에 다수매의 웨이퍼(W)를 수납할 수 있으므로, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 압전체(5)를 유지체(41)의 하면측에 설치하고 있으므로, 압전체(5)와 웨이퍼(W)가 접촉할 우려가 적어, 콘터미네이션의 발생을 억제할 수 있다.
계속해서, 상술한 압전체(5)에 공급되는 전압 패턴의 다른 예에 대해서, 도 15 및 도 16을 사용하여 설명한다. 이 예에서는, 상기 유지체의 상승에 따라서 전압값을 단숨에(불연속적으로) 증가시키고 있다. 즉, 유지체(41)의 기단부가 높이 위치 h1과 높이 위치 h2 사이에 있는 특정한 높이 위치가 되었을 때에, 압전체(5)에 단숨에 일정한 크기의 전압을 인가하고 있다. 도 15의 스텝 S11은 유지체(41)의 기단부가 높이 위치 h1로 상승한 시점에 대응하고, 이때에는 전술한 바와 같이 웨이퍼(W)는 지지부(22)에 유지되어 있으므로, 웨이퍼(W)의 자세는 도 16의 웨이퍼(W)(S11)로부터도 알 수 있는 바와 같이 수평이다.
계속해서, 유지체(41)를 상승시켜 간다. 도 15의 스텝 S12는 유지체(41)의 기단부가 높이 위치 h1과 높이 위치 h2 사이에 있는 시점에 대응하고, 이때에는, 도 16의 웨이퍼(W)(S12)로부터도 알 수 있는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 선단부(유지체(41)의 선단부에 지지되어야 할 부분)는 아직 지지부(22)에 재치되고, 유지체(41)는 그의 선단부가 하방으로 처지도록 휘어져 있다. 여기서, 압전체(5)에의 전압 V1의 인가를 개시한다. 이 시점에서는, 유지체(41)에 웨이퍼(W)의 하중이 어느 정도 걸린 상태이므로, 유지체(41)에 전압 V1을 인가하여 유지체(41)를 수축시켜도, 웨이퍼(W)가 뛰어오르기 어렵고, 유지체(41) 자체가 상승하고 있는 것과도 맞춰서, 웨이퍼(W)의 위치 어긋남의 발생이 억제된다.
스텝 S12 이후에는, 압전체(5)에의 전압의 인가에 의해, 유지체(41)의 선단부를 상향으로 휘어지게 하는 굽힘 응력이 발생하고, 유지체(41)의 선단부는, 상기 선단부의 아래로 처지는 양이 서서히 감소해 가도록 상승해 간다. 도 16에는, 유지체(41)의 선단이 상승 중인 때의 웨이퍼(W)(S13), 유지체(41)의 선단의 상승이 종료했을 때의 웨이퍼(W)(S14)가 각각 나타나 있다. 이와 같이, 유지체(41)의 기단부가 높이 위치 h1 및 h2의 사이에 있을 때에, 단숨에 일정한 전압 V1의 인가를 개시해도, 웨이퍼(W)의 위치 어긋남을 억제하면서, 웨이퍼(W)의 중량에 의한 유지체(41)의 휘어짐을 보상할 수 있고, 높이 위치 h2에서는 웨이퍼(W)를 거의 수평한 상태로 유지할 수 있다.
또한, 이 도 15에 도시하는 전압 패턴에 있어서도, 스텝 S12에서 상기 유지체(41)에 웨이퍼(W)가 유지되어 있을 때에, 웨이퍼(W)가 유지되어 있지 않은 때보다도 큰 전압이 상기 압전체(5)에 인가되고, 상기 유지체(41)에 웨이퍼(W)가 유지되어 있지 않은 때의 전압은 제로로 설정되어 있다. 또한, 상기 전압은 상기 유지체(41)가 상기 높이 위치 h1에 있을 때의 전압값보다도, 상기 유지체(41)의 상승에 의해 상기 웨이퍼(W)가 상기 지지부(22)로부터 이격된 후의 전압값쪽이 커지도록 설정되어 있다.
계속해서, 다른 실시 형태에 대해서, 도 17에 의해 설명한다. 이 실시 형태의 기판 반송 장치(4A)는 유지체(41)의 선단측의 아암부(41a, 41b)에도 압전체(55, 56)를 구비하고 있다. 이들 압전체(55, 56)는 아암부(41a, 41b)의 형상에 맞춰서 가늘고 긴 직사각 형상으로 형성되어 있고, 압전체(5)와 마찬가지로, 내열성이 있는 접착제에 의해 아암부(41a, 41b)의 하면에 부착되어 있다.
상기 압전체(55)는 압전체(5)와 마찬가지로, 그의 상면측에 전극(51a)을 구비함과 함께, 그의 하면측에 전극(52a)을 구비하고 있고, 전극(51a)은 급전로(531)에 의해 급전로(53a)를 통하여 전압 공급부(54)에 접속되고, 전극(52a)은 급전로(532)에 의해 급전로(53b)를 통하여 전압 공급부(54)에 접속되어 있다. 또한, 상기 압전체(56)는 압전체(5)와 마찬가지로, 그의 상면측에 전극(51b)을 구비함과 함께, 그의 하면측에 전극(52b)을 구비하고 있고, 전극(51b)은 급전로(533, 531)에 의해 급전로(53a)를 통하여 전압 공급부(54)에 접속되고, 전극(52b)은 급전로(534, 532)에 의해 급전로(53b)를 통하여 전압 공급부(54)에 접속되어 있다. 또한, 도 17에서는, 도시의 편의상, 전극(51, 51a, 51b) 및 전극(52, 52a, 52b)은 유지체(41)의 상면측에 정렬하도록 도시되어 있지만, 실제의 상하 관계는 명세서에 기재된 바와 같다.
그리고, 압전체(55, 56)는 전압을 인가하지 않는 경우에는 변형되지 않지만, 전압을 인가했을 때에는, 길이 방향(도 17에서 X 방향)으로 신장하도록 구성되어 있다. 이 예에서는, 전극(51, 51a, 51b)이 양전극이 되고, 전극(52, 52a, 52b)이 음전극이 되도록 전압 공급부(54)로부터 전압이 인가되고 있다. 또한, 이때, 이들 압전체(55, 56)에 대해서도, 상기 전압 공급부(54)로부터, 유지체(41)의 높이 위치에 대응한 전압을 인가하도록 구성되고, 예를 들어 도 7 또는 도 15에 도시하는 전압 패턴에 따라 전압이 인가되도록 되어 있다. 그 밖의 구성은 상술의 도 2에 도시하는 기판 반송 장치(4)와 마찬가지이다.
이와 같은 구성에 따르면, 유지체(41)의 하면의 길이 방향 전체에 압전체(5, 55, 56)가 설치되어 있기 때문에, 압전체(5, 55, 56)에 전압을 인가했을 때의 상기 압전체(5, 55, 56)의 신장에 의해, 유지체(41)의 길이 방향 전체에 있어서 유지체(41)의 선단부를 상향으로 휘어지게 하는 굽힘 응력이 발생한다. 이로 인해, 압전체에 의한 유지체(41)의 변형량을 크게 할 수 있으므로, 웨이퍼(W)를 유지했을 때의 휘어짐량이 큰 경우에도, 유지체(41)의 자세를 수평 상태에 가깝게 할 수 있다.
계속해서, 또다른 실시 형태로서, 유지체(41)의 휘어짐량을 검출하는 휘어짐 검출부를 설치하고, 이 검출값에 기초하여 전압 공급부(24)로부터 압전체(5)에 인가하는 전압값을 제어함으로써, 상기 휘어짐량이 작아지도록 보정하는 구성에 대해서, 도 18을 사용하여 설명한다. 여기에서는, 휘어짐 검출부로서, 변형 센서(400)를 사용하는 경우를 예로 하여 설명한다. 이 변형 센서(40)는 예를 들어, 도 18에 도시한 바와 같이, 유지체(41)의 선단부의 상면에 설치되어 있다. 이 변형 센서(400)는 유지체(41)의 하면에 설치하도록 하여도 되고, 유지체(41)의 내부에 설치하도록 하여도 된다.
이 실시 형태에 있어서의 전압 공급부(54)는 피드백 신호로서의 상기 변형 센서(400)로부터의 검출값과, 압전체(5)에 인가하는 전압의 설정값과의 차분에 따른 크기의 전압을 출력하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 도 18에 도시한 바와 같이, 상기 전압 공급부(54)에는, 가산부(411)와 적분 기능을 구비한 증폭기(412)를 포함하는 연산 증폭부(410)가 접속됨과 함께, 상기 가산부(411)는 신호 변환부(420)를 통하여 변형 센서(400)에 접속되어 있다.
상기 가산부(411)는 변형 센서(400)로부터 신호 변환부(420)를 통하여 보내져 온 유지체(41)의 변형에 대응하는 전압(변형 검출값)과, 압전체(5)에 인가하는 전압의 설정값과의 차분을 구하는 것이며, 상기 증폭기(412)는 이 차분을 적분하여 출력하는 것이다. 따라서, 변형 센서(400)의 변형 검출값은 피드백 신호이다.
그리고, 웨이퍼(W)가 유지체(41)에 유지되어 있지 않은 때에, 유지체(41) 및 웨이퍼(W)의 자체 중량에 의해 유지체(41)가 휘어지는 작용을 해소하여 유지체(41)를 수평으로 유지하기 위해서, 필요한 압전체(5)에의 인가 전압을 E0으로 하면, 전압 설정값은 E0에 대응하는 크기이다. 또한, 신호 변환부(420)에 있어서는, 웨이퍼(W)가 유지체(41)에 유지되어 있지 않은 때에 변형 센서(400)로부터 얻어지는 변형의 크기에 따른 전압값을 E0에 상당하는 값으로 하고, 변형이 커짐에 따라서 전압값이 증가하게 설정한다.
이러한 구성으로 하면, 웨이퍼(W)가 유지체(41)에 유지되어 있지 않은 때에는, 가산부(411)의 출력은 제로이며, 유지체(41)는 수평으로 유지되어 있지만, 웨이퍼(W)가 유지체(41)에 유지되면, 유지체(41)가 휘어서 변형 센서(400)로 검출되는 변형의 값이 커져서, 신호 변환부(420)의 출력값이 E0을 초과하므로, 개략적인 표현을 하면, 상기 출력값과 전압 설정값 E0의 차분에 따른 전압이 압전체(5)에 공급된다. 이로 인해, 압전체(5)가 신장하여, 유지체(41)에 상향으로 휘어지는 방향으로 굽힘 응력이 부여되므로, 변형 검출값이 작아지고, 가산부(411)에 있어서의 가산값이 작아지고, 이윽고 상기 가산값이 제로가 되어, 유지체(41)가 수평으로 유지되게 된다.
이상의 구성에 따르면, 유지체(41)의 휘어짐량을 변형 센서(400)에 의해 검출하고, 이 검출값에 기초하여 압전체(5)에 인가하는 전압값을 제어하고 있으므로, 유지체(41)의 휘어짐의 발생에 추종하여 압전체(5)가 신장한다. 이로 인해, 유지체(41)가 수평에 가까운 상태로 유지되기 쉬워, 짧은 시간에 웨이퍼(W)를 유지한 유지체(41)를 거의 수평한 자세로 안정시킬 수 있다.
또한, 휘어짐 검출부로서는 변형 센서 대신 광 센서를 사용하도록 해도 된다. 예를 들어 상기 광 센서는 복수의 광축이 상하 방향으로 배열하도록 설치된 라인 센서 등에 의해 구성되고, 상기 상하 방향으로 배열되는 광축은 유지체(41)가 웨이퍼(W)를 유지했을 때에 상기 광축의 일부가 차단되도록 설치된다. 이에 의해, 유지체(41)가 어느 위치의 광축을 차단할지에 의해, 유지체(41)의 휘어짐량이 검출 되도록 되어 있다. 그리고, 도 18에 도시하는 예와 마찬가지로, 전압 공급부(54)는 피드백 신호로서의 광 센서로부터의 검출값과, 압전체(5)에 인가하는 전압의 설정값과의 차분에 따른 크기의 전압을 출력하도록 구성된다.
계속해서, 또다른 실시 형태에 대해서, 도 19 내지 도 23을 사용하여 설명한다. 이 실시 형태의 기판 반송 장치(4B)가 상술한 실시 형태의 기판 반송 장치(4)와 상이한 점은, 박막 형상의 압전체(5) 대신에 복수개의 압전체(70)를 일렬로 정열하여 구성한, 소위 「적층형 압전 소자」으로서 구성된 압전 소자(7)(7A, 7B)를 설치한 것이다. 여기에서는, 유지체(41)의 상면에 압전 소자(7)를 설치하는 경우를 예로 들어서 설명한다.
압전체(70)는 도 19에 도시한 바와 같이 얇은 판 형상으로 구성되고, 유지체(41)의 폭 방향(도 15에서 Y 방향)의 양측에 있어서, 각각 유지체(41)의 길이 방향(도 15에서 X 방향) 전체에 걸쳐서 배열되어 있다. 상기 압전체(70)는 예를 들어 티타늄산납 등에 의해 구성되어 있다.
이들 압전체(70)는 병렬로 입력 전압이 인가되도록 결선되어 있다. 즉, 도 19 및 도 22에 도시한 바와 같이, 급전로(71)에 의해 1개 간격의 압전체(70a)가 전압 공급부(73)의 정극측에 접속되고, 상기 압전체(70a)에 인접하는 압전체(70b)는 급전로(72)에 의해 전압 공급부(73)의 부극측에 접속되어 있다. 도 22의 화살표는 분극 방향을 나타내고 있다. 상기 급전로(71, 72)는 예를 들어 금속층에 의해 구성되어 있다. 급전로(71, 72)는 유지체(41)의 표면에 상기 금속층을 형성하고, 이 금속층에 배선 회로를 인쇄하고, 불필요한 박막을 제거함으로써 형성된다.
상기 압전체(70a, 70b)는 분극 방향이 유지체(41)의 길이 방향으로 정렬되고, 또한 압전체(70a)의 분극 방향이 유지체(41)의 기단측으로부터 선단측으로 향하도록(압전체(70b)는 그의 반대로) 배열함으로써, 전압을 인가했을 때에 유지체(41)의 길이 방향으로 수축하도록 구성되어 있다.
이 예에 있어서도, 각 압전체(70a, 70b)에는 도 7 또는 도 15에 도시하는 전압 패턴에 따라서 전압이 공급되고, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 동작으로 기판 반송 장치(4B)에 의해 FOUP(2)와 웨이퍼 보트(3) 사이에서 웨이퍼(W)의 전달이 행해진다.
이와 같은 구성에 의하면, 유지체(41)의 상면에, 압전체(70)를 다수 적층한 압전 소자(7)를 설치하고 있으므로, 전압을 인가했을 때의 토탈의 변위량(수축량)이 커진다. 이로 인해, 크기가 큰 웨이퍼(W)를 유지하는 경우 등, 웨이퍼(W)의 자체 중량에 의한 유지체(41)의 휘어짐이 큰 경우에도, 휘어짐을 보상하여, 유지체(41)를 수평 자세로 할 수 있거나 또는 수평 자세에 가깝게 할 수 있다.
기판 반송 장치의 유지체는 도 23에 도시하는 유지체(81)와 같이, 선단부가 2개의 아암부로 분기하지 않고, 웨이퍼(W)의 이면측 중앙 영역에 웨이퍼(W)의 직경 방향으로 신장하는 직사각형 형상으로 구성해도 된다. 이 경우, 유지체(81)가 다수의 압전체(70)로 이루어지는 압전 소자(7)를 설치하는 경우에는, 유지체(81)의 상면에, 예를 들어 유지체(81)의 길이 방향을 따라서 압전체(70)가 배열된다. 또한, 이 형상의 유지체(81)에 도 2 또는 17에 도시하는 압전체(5)를 설치해도 된다.
여기서, 도 19에 도시하는 예나, 도 23에 도시하는 예에서는, 유지체(41, 81)의 길이 방향 전체에 압전체(70)가 배열되어 있지만, 압전체(70)의 수나 압전체(70)의 유지체(41, 81) 상으로의 설치 영역은, 유지체(41, 81)의 휘어짐의 정도에 따라 적절히 선택 가능하다. 또한, 압전체(5)의 설치 영역이나, 그의 크기, 설치 매수에 대해서도, 유지체(41, 81)의 휘어짐의 정도에 따라 적절히 선택 가능하다. 이때, 복수의 압전체(5)를 상하 방향으로 적층하여 설치할 수도 있다.
상기의 각 실시 형태에 있어서는, 유지체(41, 81)에 의해 웨이퍼(W)를 유지하고 있지 않은 것이 검지되어 있을 때에는 압전체(5, 70)에 전압을 인가하지 않고, 웨이퍼(W)를 유지하고 있는 것이 검지되어 있을 때에 압전체(5, 70)에 소정의 전압을 인가하도록 해도 된다. 예를 들어, 도 24 및 도 25에 도시한 바와 같이, 가이드 부재(46)(45)의 재치면(46a)(45a)에, 웨이퍼(W)가 재치되었을 때에 접촉하도록 감압 센서(82)를 설치하고, 이 감압 센서(82)에 의해, 압전체(5, 70)에의 전압 공급을 제어해도 된다.
구체적으로는, 유지체(41, 81) 상에 웨이퍼(W)를 유지하고, 감압 센서(82)가 온 상태로 되었을 때에, 예를 들어 제어부(6)에 의해 전압 공급부(54, 73)에 압전체(5, 70)에의 전압 인가를 개시하도록 명령을 출력한다. 또한, 유지체(41, 81)로부터 웨이퍼(W)가 이격되고, 감압 센서(82)가 오프 상태로 되었을 때에, 예를 들어 제어부(6)에 의해 전압 공급부(54, 73)에, 압전체(5, 70)에의 전압 인가를 정지하도록 명령을 출력하도록 구성된다. 이 경우, 웨이퍼(W)를 유지하고 있는 유지체(41, 81)의 높이 위치에 따라 인가하는 전압값을 조정하도록 해도 되고, 상기 유지체(41, 81)의 높이 위치에 의존하지 않고 일정한 전압값으로 유지하도록 해도 된다.
또한, 압전체(5, 70)에 인가되는 전압 패턴은 도 26에 도시한 바와 같이, 유지체(41)에 웨이퍼(W)가 유지되어 있지 않은 때의 전압을, 상기 유지체(41)에 웨이퍼(W)가 유지되어 있을 때보다도 작게 하는 것이라면, 유지체(41)가 높이 위치 h1에서 웨이퍼(W)의 하면에 접촉하는 시점보다 앞의 시점으로부터 전압의 인가를 개시하도록 해도 된다. 도 26에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 하면에 접촉하기 전에 압전체(5, 70)에 인가되는 전압이 작다면, 유지체(41)에는 큰 굽힘 응력이 발생하지 않아, 유지체(41)에 지지부(22)로부터 웨이퍼(W)를 전달할 때에, 웨이퍼(W)의 튀어오름이 일어날 우려가 작고, 웨이퍼(W)의 하중이 가해지면, 수평에 가까운 상태가 되기 때문이다.
또한, 압전체(5, 70)은 전압을 인가하면, 유지체(41, 81)에 그의 선단부를 상향으로 휘어지게 하는 굽힘 응력을 부여하는 구성이면, 유지체(41, 81)의 상면 또는 하면의 어느 쪽에 설치해도 되고, 유지체(41, 81)의 내부에 설치해도 된다. 또한, 압전체(5, 70)의 설치 위치는 유지체(41, 81)의 상면, 하면 및 내부 중 2개 이상의 조합이여도 된다.
또한, 진퇴 부재(42)에 유지체(41, 81)을 설치했을 때의 유지체(41, 81) 자체의 중량에 의한 휘어짐을 보정하기 위해서, 압전체(5, 70)에 전압을 인가하여, 유지체(41, 81) 자체의 휘어짐을 해소하도록 해도 된다. 이 경우에는, 유지체(41)에 웨이퍼(W)를 유지했을 때에는, 더욱 휘어짐량이 커지기 때문에, 유지체(41)에 웨이퍼(W)가 유지되어 있을 때에는, 웨이퍼(W)가 유지되어 있지 않은 때보다도 큰 전압이 상기 압전체(5, 70)에 인가된다. 이동 탑재 마진을 작게 하기 위해서, 유지체(41, 81)을 얇게 하는 요청이 있는 한편, 웨이퍼(W)가 대구경화하고 있는 것으로부터, 웨이퍼(W)를 유지하고 있지 않을 때에 유지체(41, 81) 자체에 휘어짐이 발생할 우려가 있어, 이 휘어짐의 경감은 유효하다.
여기서, 압전체는 그의 종별에 따라 0 내지 +E1의 전압을 인가함으로써, 유지체(41)에 상기 유지체(41)를 상향으로 휘어지게 하는 굽힘 응력을 부여하도록 동작하는 것도 있다면, -E2 내지 -E3의 전압을 인가함으로써 동작하는 것도 있다. 이로 인해, 압전체에의 인가 전압은 압전체의 종별에 따른 동작 전압 범위로부터 선택된다. 따라서, 상기 각 실시 형태의 설명에 있어서 「전압값이 크다(작다) 」란, 「전압값의 절대값이 크다(작다)」는 것을 의미하고 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는 기판을 유지한 유지체(41)가 수평 자세가 되도록 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니라, 유지체(41)가 수평 자세로 되지 않아도 휘어짐이 경감되면 된다.
반송 대상은 반도체 웨이퍼(W)에 한하지 않고, 유리 기판이여도 된다. 또한, 기판 반송 장치는 기판을 다단으로 유지하는 구조물에 설치된 지지부에 한하지 않고, 임의의 지지부(예를 들어 단일의 기판이 놓이는 구조물의 지지부)에 대하여 기판의 전달을 행하는 것이어도 된다.

Claims (9)

  1. 기판 반송 장치로서,
    반송 기체와,
    상기 반송 기체에 대하여 수평 방향으로 진퇴 가능하게 설치된, 기판을 유지하기 위한 판 형상의 유지체와,
    상기 유지체에 설치된 압전체로서, 전압이 인가되면 수축 또는 신장하여 상기 유지체에 굽힘 응력을 부여하는 압전체와,
    상기 유지체에 발생한 휘어짐을 상쇄하는 굽힘 응력이 상기 유지체에 부여되도록 상기 압전체에 전압을 인가하는 급전부를 구비한, 기판 반송 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유지체는 기단부와 선단부를 갖고 있으며,
    상기 기단부는 상기 반송 기체에 접속되어 있고, 상기 선단부는 자유단이며,
    상기 급전부는 상기 유지체가 기판을 유지했을 때에 상기 유지체의 상기 선단부를 휘어져 올라가게 하는 굽힘 응력을 상기 압전체가 상기 유지체에 부여하도록 상기 압전체에 전압을 인가하도록 구성되어 있는, 기판 반송 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 급전부는,
    상기 유지체가, 지지체에 의해 지지되어 있는 기판의 하방에 위치하는 높이 위치로부터 상승하여 상기 기판을 수취하는 과정에서,
    상기 유지체가 상기 기판에 접촉을 개시한 높이 위치에 있을 때에 상기 압전체에 인가되는 전압의 절대값보다도, 상기 유지체가 상기 기판을 유지하고 상기 기판이 상기 지지체로부터 이격된 후에 상기 압전체에 인가되는 전압의 절대값쪽이 커지도록 상기 압전체에 인가되는 전압을 제어하도록 구성되어 있는, 기판 반송 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 급전부는,
    상기 유지체가, 지지체에 의해 지지되어 있는 기판의 하방에 위치하는 높이 위치로부터 상승하여 상기 기판을 수취하는 과정에서,
    상기 유지체의 상기 기판에 대한 상대적 높이 위치와 상기 압전체에 대한 인가 전압과의 관계를 나타내는 미리 정해진 전압 패턴에 기초하여 상기 압전체에 인가되는 전압을 제어하도록 구성되어 있는, 기판 반송 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 전압 패턴은 상기 유지체의 상승에 수반하여 전압값이 연속적으로 증대하는 영역을 포함하는, 기판 반송 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 전압 패턴은 상기 유지체의 상승에 수반하여 전압값이 점프업하는 영역을 포함하는, 기판 반송 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 유지체의 휘어짐량을 검출하는 휘어짐 검출부를 더 구비하고,
    상기 급전부는 상기 휘어짐 검출부에 의해 검출된 휘어짐량에 기초하여, 상기 휘어짐량을 미리 정해진 양 이하로 하도록 상기 압전체에 인가하는 전압을 제어하도록 구성되어 있는, 기판 반송 장치.
  8. 기판 반송 방법에 있어서,
    제1항의 기판 반송 장치를 준비하는 것과,
    상기 유지체를 전진시켜서, 지지체에 지지된 기판의 하방에 위치시키는 것과,
    계속해서, 상기 유지체를 지지체에 대하여 상대적으로 상승시켜서 상기 유지체에 의해 기판을 수취하는 것과,
    상기 압전체에 전압을 인가하고, 기판을 유지함으로써 발생할 수 있는 상기 유지체의 휘어짐을 상쇄하도록 상기 유지체에 굽힘 응력을 부여하는 것을 구비한, 기판 반송 방법.
  9. 기판 반송 방법에 있어서,
    반송 기체에 설치된 판 형상의 유지체를 전진시키고, 상기 유지체를 지지체에 지지된 기판의 하방에 위치시키는 것과,
    계속해서, 상기 유지체를 지지체에 대하여 상대적으로 상승시켜서 상기 유지체에 의해 기판을 수취하는 공정과,
    상기 유지체에 설치된 압전체에, 기판이 유지되어 있지 않은 때보다도 절대값이 큰 전압을 인가하여 상기 압전체를 수축 또는 신장시켜서, 기판을 유지함으로써 발생할 수 있는 상기 유지체의 휘어짐을 상쇄하도록 상기 유지체의 선단부를 휘어져 올라가게 하는 굽힘 응력을 상기 압전체로부터 상기 유지체에 부여하는 것을 구비한, 기판 반송 방법.
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