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KR-20260061450-A - 기판 반송 로봇 시스템, 및 기판 검출 방법

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Abstract

이 기판 반송 로봇 시스템 (100) 은, 기판 (101) 을 반송하는 로봇 (20) 과, 로봇 (20) 에 유지되어 있는 기판 (101) 의 주표면 (101a) 에 대하여, 소정의 형상을 갖는 검출광 (L1) 을 조사하는 조사부 (50) 와, 기판 (101) 을 촬상함으로써, 기판 (101) 의 주표면 (101a) 에 있어서 반사된 검출광 (L1) 을 촬상하는 촬상부 (40) 와, 촬상부 (40) 에 의해 촬상된 검출광 (L1) 의 촬상 화상에 기초하여, 기판 (101) 의 상태를 검출하는 제어부 (60) 를 구비한다.

Inventors

  • 후지모리 가즈오
  • 가토 다다히로

Assignees

  • 가와사끼 쥬고교 가부시끼 가이샤

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20240909
Priority Date
20230914

Claims (14)

  1. 기판을 반송하는 로봇과, 상기 로봇에 유지되어 있는 상기 기판의 주표면에 대하여, 소정의 형상을 갖는 검출광을 조사하는 조사부와, 상기 기판을 촬상함으로써, 상기 기판의 상기 주표면에 있어서 반사된 상기 검출광을 촬상하는 촬상부와, 상기 촬상부에 의해 촬상된 상기 검출광의 촬상 화상에 기초하여, 상기 기판의 상태를 검출하는 제어부를 구비하는, 기판 반송 로봇 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 조사부는, 상대적으로 위치 및 각도 중 적어도 일방이 변경되는 상기 기판의 상기 주표면에 대하여 상기 검출광을 조사하고, 상기 촬상부는, 상기 조사부에 대한 상기 기판의 상대적인 위치 및 각도 중 적어도 일방의 변경에 수반하여, 상기 기판의 상기 주표면에 있어서 반사된 상기 검출광을 복수 회에 걸쳐서 촬상하고, 상기 제어부는, 상기 촬상부에 의한 복수 회의 촬상에 의해, 반사된 복수의 상기 검출광을 촬상함으로써 생성된 1 개의 상기 촬상 화상에 기초하여, 상기 기판의 상태를 검출하는, 기판 반송 로봇 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 로봇은, 상기 촬상부에 의한 상기 검출광의 촬상이 실시되는 경우, 상기 조사부에 대한 상기 기판의 위치 및 각도 중 적어도 일방을 상대적으로 변경시키는, 기판 반송 로봇 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 조사부는, 상기 조사부에 대한 상기 기판의 상대적인 위치의 변경에 있어서의 이동 방향에 교차하는 방향을 따른 라인상의 상기 검출광, 및 상기 조사부에 대한 상기 기판의 상대적인 각도의 변경에 있어서의 회전 동작의 회전 축선 방향을 따른 라인상의 상기 검출광 중 적어도 일방을 조사하는, 기판 반송 로봇 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 로봇은, 상기 촬상부에 의한 상기 검출광의 촬상이 실시되는 경우, 서로 상이한 복수의 이동 방향을 따라 상기 기판을 이동시키고, 상기 제어부는, 상기 로봇의 상기 복수의 이동 방향을 따른 상기 기판의 이동의 각각에 있어서의 상기 촬상 화상에 기초하여, 상기 기판의 상태를 검출하는, 기판 반송 로봇 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 로봇은, 상기 촬상부에 의한 상기 검출광의 촬상이 실시되는 경우, 상기 기판의 수평면에 대한 각도를 변경하는, 기판 반송 로봇 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 촬상 화상에 기초하여, 상기 기판의 형상, 위치, 방향, 및 상기 기판에 발생하고 있는 이상 중 적어도 1 개를 포함하는 상기 기판의 상태를 검출하는, 기판 반송 로봇 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 촬상 화상에 기초하여 상기 기판의 상태를 검출함으로써, 상기 기판의 방향을 나타내는 노치 또는 오리엔테이션 플랫을 검출하는, 기판 반송 로봇 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는, 기계 학습에 의해 생성된 학습이 완료된 모델을 사용하여, 상기 촬상부에 의한 상기 촬상 화상에 기초하여 상기 기판의 상태를 검출하는, 기판 반송 로봇 시스템.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 조사부는, 서로 상이한 라인상의 제 1 검출광과 제 2 검출광을 포함하는 상기 검출광을 조사하고, 상기 제어부는, 상기 촬상부에 의한 복수 회의 촬상에 의해 생성된 상기 제 1 검출광 및 상기 제 2 검출광을 포함하는 상기 1 개의 촬상 화상에 기초하여, 상기 기판의 상태를 검출하는, 기판 반송 로봇 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 로봇은, 상기 기판이 수납되는 기판 수납 용기에 대한 상기 기판의 반송이 실시되는 반송실에 배치되고, 상기 조사부는, 상기 반송실 내에 있어서, 상기 로봇의 상방에 배치되고, 상기 기판의 상기 주표면에 대하여 상기 검출광을 조사하고, 상기 촬상부는, 상기 반송실 내에 있어서, 상기 로봇의 상방에 배치되고, 상기 기판의 상기 주표면에 있어서 반사된 상기 검출광을 촬상하고, 상기 제어부는, 상기 반송실 내에 있어서 촬상된 상기 촬상 화상에 기초하여, 상기 기판의 상태를 검출하는, 기판 반송 로봇 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 기판의 방향을 소정의 방향으로 조정하는 조정 장치를 추가로 구비하고, 상기 제어부는, 상기 촬상 화상에 기초하여 검출된 상기 기판의 상태를 사용하여, 상기 조정 장치의 동작을 제어하는, 기판 반송 로봇 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 로봇은, 상기 기판을 유지하는 기판 유지 핸드를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 로봇의 반송 동작을 제어하는 로봇 제어부를 겸하고, 검출된 상기 기판의 상태에 기초하여, 상기 기판 유지 핸드에 대한 상기 기판의 위치 및 방향 중 적어도 일방의 어긋남을 검출함과 함께, 상기 로봇의 반송 동작에 있어서, 검출된 상기 기판의 위치 및 방향 중 적어도 일방의 어긋남을 보정하는, 기판 반송 로봇 시스템.
  14. 기판을 반송하는 로봇에 유지되어 있는 상기 기판을 촬상함으로써, 상기 기판의 주표면에 있어서 반사된 소정의 형상을 갖는 검출광을 촬상하고, 촬상된 상기 검출광의 촬상 화상에 기초하여, 상기 기판의 상태를 검출하는, 기판 검출 방법.

Description

기판 반송 로봇 시스템, 및 기판 검출 방법 이 개시는, 기판 반송 로봇 시스템, 및 기판 검출 방법에 관한 것이다. 종래, 반도체 웨이퍼의 변형을 측정하는 측정 디바이스가 개시되어 있다. 일본 특허공보 제7169994호에 개시되어 있는 측정 디바이스는, 반도체 웨이퍼에 있어서 반사된 기하학적인 조명 패턴이 촬상된 화상을 분석함으로써, 반도체 웨이퍼의 변형을 측정한다. 일본 특허공보 제7169994호에 기재된 측정 디바이스는, 진공 챔버 내의 턴테이블에 재치 (載置) 되어 처리가 실시되고 있는 도중의 반도체 웨이퍼를 촬상한다. 진공 챔버에 있어서의 처리는 턴테이블을 회전시키면서 실시되기 때문에, 반도체 웨이퍼의 사이즈가 큰 경우에도 반도체 웨이퍼의 전체분의 반사 이미지가 촬상된다. 또, 상기 일본 특허공보 제7169994호에는, 진공 챔버의 외부에 있어서, 병진 수단에 의해 반도체 웨이퍼를 직선적으로 이동시킴으로써, 반도체 웨이퍼의 전체분의 반사 이미지가 촬상되는 예가 기재되어 있다. 도 1 은, 본 개시의 제 1 실시형태에 의한 기판 반송 로봇 시스템이 배치되어 있는 기판 처리 시스템을 나타내는 천면도이다. 도 2 는, 기판의 구성을 설명하기 위한 사시도이다. 도 3 은, 본 개시의 제 1 실시형태에 의한 기판 반송 로봇 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 4 는, 기판 반송 로봇 시스템의 구성을 모식적으로 나타낸 사시도이다. 도 5 는, 촬상부에 의해 촬상된 검출광의 촬상 화상의 일례를 나타낸 도면이다. 도 6 은, 복수의 이동 방향을 따른 기판의 이동에 의한 촬상 화상의 일례를 나타낸 도면이다. 도 7 은, 학습이 완료된 모델의 학습을 설명하기 위한 도면이다. 도 8 은, 제 1 실시형태에 의한 기판 검출 방법을 설명하기 위한 플로도이다. 도 9 는, 본 개시의 제 2 실시형태에 의한 기판 반송 로봇 시스템의 구성을 모식적으로 나타낸 사시도이다. 도 10 은, 본 개시의 제 3 실시형태에 의한 기판 반송 로봇 시스템의 구성을 모식적으로 나타낸 사시도이다. [제 1 실시형태] 이하, 본 개시를 구체화한 본 개시의 제 1 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1 에서 도 7 까지를 참조하여, 제 1 실시형태에 의한 기판 반송 로봇 시스템 (100) 에 대해 설명한다. (기판 처리 시스템) 도 1 에 나타내는 바와 같이, 기판 반송 로봇 시스템 (100) 은, 기판 처리 시스템 (400) 에 배치되어 있다. 기판 처리 시스템 (400) 은, 기판 (101) 에 대하여 처리를 실시하는 처리 장치 (401) 를 구비한다. 처리 장치 (401) 는, 로봇 (402), 로드 로크부 (403), 복수의 처리 모듈부 (404), 및 반송실 (405) 을 구비하고 있다. 로봇 (402) 은, 기판 (101) 을 반송하는 수평 다관절 로봇이다. 로드 로크부 (403) 는, 기판 (101) 의 도입, 및 취출을 실시하기 위한 방이다. 즉, 로드 로크부 (403) 는, 처리 장치 (401) 에 기판 (101) 을 전달하기 위해 기판 (101) 이 재치된다. 기판 처리 시스템 (400) 의 처리 장치 (401) 는, 2 개의 로드 로크부 (403) 를 포함한다. 로드 로크부 (403) 는, 기판 반송 로봇 시스템 (100) 에 접속되어 있다. 처리 모듈부 (404) 에서는, 기판 (101) 에 대하여, 레지스트의 도포나, 에칭 등의 처리가 실시된다. 반송실 (405) 에는, 로봇 (402) 이 배치된다. 반송실 (405) 에 있어서, 로봇 (402) 은, 로드 로크부 (403) 와 처리 모듈부 (404) 사이에 있어서 기판 (101) 을 반송한다. 기판 반송 로봇 시스템 (100) 은, 기판 (101) 에 대하여 처리가 실시되는 기판 처리 시스템 (400) 에 있어서, FOUP (110) (Front Opening Unify Pod) 와 처리 장치 (401) 사이에 있어서의 기판 (101) 의 반송을 실시한다. 기판 반송 로봇 시스템 (100) 은, EFEM (Equipment Front End Module) 이다. FOUP (110) 는, 복수의 기판 (101) 이 수납되는 용기이다. FOUP (110) 에서는, 복수의 기판 (101) 이 상하 방향으로 나열되어 배치된다. FOUP (110) 는, 기판 수납 용기의 일례이다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 기판 (101) 은, 예를 들어, 원반 형상을 갖는 실리콘 웨이퍼이다. 기판 (101) 은, 경면의 주표면 (101a) 을 갖는다. 또, 기판 (101) 은, 기판 (101) 의 방향을 나타내는 노치 (101b) 를 갖는다. 노치 (101b) 는, 기판 (101) 에 있어서의 결정 방위의 방향을 나타내기 위해 기판 (101) 외주 가장자리부에 배치된 V 자 형상의 홈이다. (기판 반송 로봇 시스템) 도 3 에 나타내는 바와 같이, 기판 반송 로봇 시스템 (100) 은, 반송실 (10), 로봇 (20), 얼라이너 (30), 촬상부 (40), 조사부 (50), 및 제어부 (60) 를 구비하고 있다. 로봇 (20) 은, 수평 다관절의 로봇 아암 (21) 과, 기판 유지 핸드 (22) 를 포함한다. 또한, 얼라이너 (30) 는, 조정 장치의 일례이다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 반송실 (10) 은, 직방체 형상을 갖는 케이스체이다. 반송실 (10) 은, Y1 방향측의 전면 (11), Y2 방향측의 배면 (12) 을 갖는다. 또, 반송실 (10) 은, Z1 방향측인 연직 방향의 상방측의 천면 (13) 을 갖는다. 반송실 (10) 내에 있어서, 기판 (101) 의 반송이 실시된다. 반송실 (10) 은, 로봇 (20), 얼라이너 (30), 촬상부 (40), 조사부 (50), 및 제어부 (60) 를 내부에 수용하고 있다. 반송실 (10) 의 Y1 방향측의 전면 (11) 에는, FOUP (110) 가 장착되는 로드 포트부 (11a) 가 수평 방향을 따라 나열되어 3 개 배치되어 있다. 로드 포트부 (11a) 는, 개폐 기구를 갖는다. 로드 포트부 (11a) 는, 장착된 FOUP (110) 의 도어부를 개폐한다. 또, 반송실 (10) 의 Y2 방향측의 배면 (12) 에는, 2 개의 로드 로크부 (403) 가 접속되어 있다. 로드 로크부 (403) 와 배면 (12) 사이에도, 개폐 기구가 배치되어 있다. 또한, 도 4 에서는, 3 개의 로드 포트부 (11a) 중 X1 방향측의 1 개의 로드 포트부 (11a) 에 FOUP (110) 가 장착되어 있는 상태를 나타내고 있다. 로봇 (20) 은, FOUP (110) 와 로드 로크부 (403) 사이에 있어서의 기판 (101) 의 반송이 실시되는 반송실 (10) 에 배치되어 있다. 로봇 (20) 은, 반송실 (10) 에 있어서 기판 (101) 의 반송 동작을 실시한다. 구체적으로는, 로봇 (20) 에 있어서, 로봇 아암 (21) 의 선단에 기판 (101) 을 유지하는 엔드 이펙터인 기판 유지 핸드 (22) 가 배치되어 있다. 로봇 (20) 은, 로드 포트부 (11a) 에 장착된 FOUP (110) 와 로드 로크부 (403) 사이에 있어서의 기판 (101) 의 반송 동작을 실시한다. 로봇 (20) 은, 기판 유지 핸드 (22) 에 있어서 수평면을 따라 기판 (101) 을 유지한 상태에서, 기판 (101) 을 반송한다. 기판 유지 핸드 (22) 는, 기판 (101) 을 고정시키지 않고 유지하는 패시브 타입의 핸드이다. 얼라이너 (30) 는, 로봇 (20) 에 의해 반송된 기판 (101) 의 위치 맞춤을 실시한다. 얼라이너 (30) 는, 기판 (101) 의 방향을 소정의 방향으로 조정한다. 얼라이너 (30) 는, 반송실 (10) 내에 있어서, 좌우 방향인 X 방향의 일방측인 X2 방향측에 바싹 붙어서 배치되어 있다. 얼라이너 (30) 는, 기판 (101) 이 재치되는 기판 재치부 (30a) 를 갖는다. 얼라이너 (30) 는, 기판 재치부 (30a) 에 재치된 기판 (101) 을 수평면을 따라 회전시킴으로써, 기판 (101) 의 외주 가장자리부 중에서 기판 (101) 의 노치 (101b) 를 검출한다. 그리고, 얼라이너 (30) 는, 외주 가장자리부 중에서 검출된 노치 (101b) 의 위치에 기초하여, 기판 (101) 을 수평면을 따라 회전시켜 기판 (101) 의 주표면 (101a) 의 둘레 방향을 따른 회전 위치의 위치 맞춤을 실시함으로써, 기판 (101) 의 방향을 소정의 방향으로 조정한다. 또, 얼라이너 (30) 는, 기판 (101) 의 중심 위치를 검출한다. 기판 반송 로봇 시스템 (100) 에서는, FOUP (110) 로부터 로봇 (20) 에 의해 유지된 처리 전의 기판 (101) 이, 얼라이너 (30) 에 반송된다. 그리고, 얼라이너 (30) 에 의해 위치 맞춤된 기판 (101) 이, 다시 로봇 (20) 에 의해 로드 로크부 (403) 에 반송된다. 또, 처리 장치 (401) 에 있어서 처리가 실시된 후의 기판 (101) 은, 로봇 (20) 에 의해, 로드 로크부 (403) 로부터 FOUP (110) 에 반송된다. 로봇 (20) 에 의한 기판 (101) 의 반송 동작은, FOUP (110) 및 로드 로크부 (403) 의 각각에 대하여, 기판 (101) 을 취출하는 반출 동작과, 기판 (101) 을 재치하는 반입 동작의 양방을 포함한다. 촬상부 (40) 는, 예를 들어, 2 차원의 카메라이다. 촬상부 (40) 는, 예를 들어, CCD (Charge Coupled Device) 및 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등의 촬상 소자를 갖는다. 촬상부 (40) 는, 로봇 (20) 에 유지된 상태의 기판 (101) 에 대향하는 위치에 배치되어 있다. 촬상부 (40) 는, 로봇 (20) 에 유지된 상태의 기판 (1