KR100443326B1

KR100443326B1 - 노치정렬장치

Info

Publication number: KR100443326B1
Application number: KR1019970045666A
Authority: KR
Inventors: 미쓰루 오바라; 히사시 기쿠치
Original assignee: 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 1996-09-04
Filing date: 1997-09-03
Publication date: 2004-09-18
Also published as: TW419713B; JP3439607B2; JPH1079415A; KR19980024313A; US5970818A

Abstract

노치 정렬 장치는, 캐리어(3)내에 대향 배치 상태로 수납된 복수의 반도체 웨이퍼(1)의 주연부에 형성된 노치(2)를 정렬시키기 위해서, 캐리어(3)의 바닥부 개구(4)를 거쳐서 캐리어(3)내에 진입하는 유닛 본체(15)를 갖는다. 유닛 본체(15)상에는, 캐리어(3)내의 웨이퍼(1)의 주연부에 아래쪽으로부터 접하고, 모든 웨이퍼(1)를 일괄해서 회전 구동하기 위한 원통형태의 구동 샤프트(25)가 배치된다. 구동 샤프트(25)의 한 측면에는, 웨이퍼(1)의 각각의 주연부에 아래쪽으로부터 접촉하기 위한 각각 독립한 복수의 아이들 풀리(idle pully)(26)가 배치된다. 모든 아이들 풀리(26)는 공통의 풀리 샤프트(27)에 각각 자유롭게 회전할 수 있도록 지지된다. 구동 샤프트(25)의 다른 측면에는, 웨이퍼(1)의 주연부와 접촉함으로써 웨이퍼(1)의 회전을 정지시키기 위한 스토퍼(웨이퍼 가이드라고도 한다)(28)가 배치된다. 스토퍼(28)는, 노치(2)가 구동 샤프트(25)에 접하여 웨이퍼(1)가 기울어질 경우 웨이퍼(1)의 주연부와 접촉하도록 배치된다. 구동 샤프트(25)와 풀리 샤프트(27)와는 연동시켜 동일 방향으로 회전 구동된다.

Description

노치 정렬 장치{APPARATUS FOR ARRANGING NOTCHES AND ADJUSTING JIG THEREFOR}

본 발명은 용기내에 대향 배치 상태로 수납된 복수의 피처리 기판, 예를 들면, 반도체 웨이퍼의 노치를 정렬시키기 위한 노치 정렬 장치 및 그 조정 지그에 관한 것이다.

반도체 장치의 제조에 있어서는 피처리 기판인 반도체 웨이퍼를 각 처리공정으로 반송하기 위해서, 복수의 웨이퍼를 대향 배치 상태로 수납하는 용기(캐리어 혹은 카셋트라고 한다)가 이용된다. 반도체 웨이퍼에는, 그 결정방향의 판별 및 정렬을 용이하게 하기 위해서, 주연부의 일부에 오리엔테이션 플랫이나 노치(절결부)가 형성된다.

일본 특허 공개 제 94-345028 호 및 일본 특허 공개 제 95-235587 호에는, 용기내에 대향 배치 상태로 수납된 복수의 반도체 웨이퍼의 노치를 정렬시키기 위한 노치 정렬 장치가 개시된다. 이들 공보에 개시된 장치는, 용기의 바닥부 개구를 거쳐서 용기내에 진입하는 승강가능한 정렬 유닛을 갖는다. 정렬 유닛은, 웨이퍼의 주연부에 아래쪽으로부터 접촉하고 웨이퍼를 일괄해서 회전 구동시키기 위한구동 샤프트와, 구동 샤프트의 한 측면에 배치되고, 웨이퍼의 각 주연부에 아래쪽으로부터 접촉하기 위한 각기 독립한 복수의 아이들 풀리와, 구동 샤프트의 다른 측면에 배치되고, 웨이퍼의 주연부와 접촉함으로써 웨이퍼의 회전을 정지시키기 위한 스토퍼를 갖는다.

상기 장치에 있어서, 웨이퍼가 구동 샤프트에 의해 회전하는 동안, 웨이퍼는 실질적으로 구동 샤프트와 아이들 풀리에 의해 지지된다. 노치가 구동 샤프트에 결합하여 웨이퍼가 기울어질 경우, 웨이퍼의 주연부가 스토퍼에 접촉하여, 웨이퍼의 회전이 정지된다. 이에 따라, 구동 샤프트의 축방향으로 웨이퍼의 노치가 정렬한다.

그러나, 이 형식의 장치에 있어서는, 웨이퍼의 상태(예를 들면, 성막후)에 의해서, 구동 샤프트와 웨이퍼 사이에 미끄러짐(슬립)이 발생하거나, 또는 노치가 구동 샤프트를 타고 넘어서, 노치가 정렬되지 않는 경우가 있다. 보다 구체적으로는, 통상, 구동 샤프트는 물리적 및 화학적 내성을 높이기 위해서 불소 수지로 피복되어, 마찰 저항이 작다. 한편, 웨이퍼의 주연부도 마찰 저항이 작고, 특히 성막 처리후에는 성막재료에 의존하여 더욱 마찰저항이 작아지는 경우가 있다. 이 때문에, 구동 샤프트와 웨이퍼의 사이에 미끄러짐이 발생하기 쉽다. 또한, 통상, 노치의 개구폭은 구동 샤프트의 직경보다도 작다. 특히, 성막 처리후에는 근소하기는 하지만 노치의 치수는 더욱 작아진다. 이 때문에, 노치가 구동 샤프트를 타고 넘기 쉽게 된다. 또, 회전성을 개선하기 위해서, 구동 샤프트를 실리콘 고무로 피복하는 것도 고려되지만, 실리콘 고무가 마모되기 쉽다.

또한, 노치의 정렬을 확인하기 위한 광학 센서를 갖는 노치 정렬 장치가 공지되어 있다(미국 특허 제 5,533,243 호). 광학 센서는, 노치 정렬 조작의 종료 후에, 정렬 유닛이 하강되고, 웨이퍼가 용기에 지지된 상태에서 노치의 정렬을 검출한다. 이러한 광학 센서를 이용함으로써, 노치가 정렬되지 않은 경우에 경보를 발생하거나, 혹은 재차 노치 정렬 조작을 할 수 있다.

그러나, 이 형식의 장치에 있어서는, 용기의 변형이나 치수 오차에 의해서 노치와 광학 센서의 광축이 불일치하게 되어, 오검지(誤檢知)를 발생시키는 경우가 있다. 또한, 광학 센서의 정밀도는 그 배치 상태에 의존한다. 특히, 노치 정렬 장치는 정기적으로 분해 세정이 행해진 후 재조립되기 때문에, 그 조립 정밀도가 중요시된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 노치의 정렬 작업을 보다 확실히 실행할 수 있는 노치 정렬 장치 및 그 조정 지그를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 노치 정렬의 확인을 보다 확실히 실행할 수 있는 노치 정렬 장치 및 그 조정 지그를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 노치 정렬 장치는, 바닥부 개구를 갖는 용기내에 대향 배치 상태로 수납된 복수의 피처리 기판의 주연부에 형성된 노치를 상기 바닥부 개구를 거쳐서 정렬시키기 위한 것으로,

기판의 주연부에 아래쪽으로부터 접촉하여 기판을 일괄하여 회전 구동시키되, 기판의 배열 방향과 평행한 회전축을 갖는 원통형의 회전 구동 샤프트와,

구동 샤프트의 한 측면에 배치되고, 기판의 각 주연부에 아래쪽으로부터 접촉하기 위한 각기 독립된 복수의 아이들 풀리로서, 구동 샤프트의 회전축과 실질적으로 평행한 회전축을 가짐과 동시에 공통의 풀리 샤프트에 회전 가능하게 지지되며, 기판이 구동 샤프트에 의해 회전되는 동안, 기판은 실질적으로 구동 샤프트와 아이들 풀리에 의해 지지되는 상기 아이들 풀리와,

구동 샤프트의 다른 측면에 배치되고, 기판의 주연부와 접촉함으로써 기판의 회전을 정지시키기 위한 스토퍼로서, 노치가 구동 샤프트에 결합하여 기판이 기울어질 경우 기판의 주연부와 접촉하는 상기 스토퍼와,

구동 샤프트와 풀리 샤프트를 연동하여 동일 방향으로 회전 구동시키기 위한 회전 구동 기구를 구비한다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 노치 정렬 장치는, 바닥부 개구를 갖는 용기내에 대향 배치 상태로 수납된 복수의 피처리 기판의 주연부에 형성된 노치를, 바닥부 개구를 거쳐서 정렬시키기 위한 것으로,

기판의 주연부에 아래쪽으로부터 접촉하고, 기판을 일괄하여 회전 구동시키기 위한 원통형의 회전 구동 샤프트로서, 기판의 배열 방향과 평행한 회전축을 갖는 상기 회전 구동 샤프트와,

구동 샤프트의 한 측면에 배치되고, 기판의 각 주연부에 아래쪽으로부터 접촉하기 위한 각기 독립된 복수의 아이들 풀리로서, 구동 샤프트의 회전축과 실질적으로 평행한 회전축을 가짐과 동시에 공통의 풀리 샤프트에 회전 가능하게 지지되고, 기판이 구동 샤프트에 의해 회전되고 있는 동안 기판이 실질적으로 구동 샤프트와 아이들 풀리에 의해 지지되도록 된 상기 아이들 풀리와,

구동 샤프트의 다른 측면에 배치되고, 기판의 주연부와 접촉함으로써 기판의 회전을 정지시키기 위한 스토퍼로서, 노치가 구동 샤프트에 결합하여 기판이 기울어질 경우 기판의 주연부와 접촉하는 스토퍼와,

노치의 정렬을 확인하기 위한 광학식 노치센서와,

노치의 정렬을 확인할 때에, 용기내에서 기판을 용기의 바닥벽으로부터 분리되는 일정한 높이로 일괄하여 유지시키기 위한 홀더를 구비한다.

본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 바닥부 개구를 갖는 용기내에 대향 배치 상태로 수납된 복수의 피처리 기판의 주연부에 형성된 노치를 바닥부 개구를 거쳐서 정렬시키기 위한 노치 정렬 장치의 조정 지그에 있어서,

노치 정렬 장치는,

용기를 탑재하기 위한 탑재대와,

탑재대상에서 용기를 위치 설정하기 위한 가이드와,

기판의 주연부에 아래쪽으로부터 접촉하고, 기판의 배열 방향과 평행한 회전축을 가지며, 기판을 일괄하여 회전 구동시키기 위한 원통형의 회전 구동 샤프트와,

노치의 정렬을 확인하기 위한 광학식 노치센서를 구비하며,

상기 조정 지그는,

가이드와 결합하여, 가이드를 위치 설정하기 위한 가이드 기준면과,

구동 샤프트와 결합하여, 구동 샤프트를 위치 설정하기 위한 구동 샤프트 기준홈과,

노치센서와 결합하여, 노치센서를 위치 설정하기 위한 센서 기준 라인을 구비한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노치 정렬 장치의 일부 절단 정면도,

도 2는 도 1에 도시한 노치 정렬 장치의 확대 평면도,

도 3은 도 2의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 절단한 개략 단면도,

도 4는 도 1에 도시한 장치에 있어서 웨이퍼를 홀더로 유지한 상태를 도시하는 일부 절단 정면도,

도 5는 도 1에 도시한 장치에 있어서 노치 정렬 조작중의 상태를 도시하는 일부 절단 정면도,

도 6은 도 1에 도시한 장치에 있어서 노치 정렬 조작의 종료 직후의 상태를 도시하는 일부 절단 정면도,

도 7은 도 1에 도시한 장치에 조정 지그를 부착한 상태를 도시하는 일부 절단 정면도,

도 8은 도 7에 도시한 상태의 개략 평면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 노치 3 : 캐리어

6 : 노치 정렬 장치 14 : 고정 프레임

15 : 유닛 본체 18 : 승강 베이스

도 1에 도시한 바와 같이, 피처리 기판인 원판형상의 반도체 웨이퍼(1)의 주연부의 일부에는 노치(2)가 형성된다. 복수, 예를 들면, 25장의 웨이퍼(1)가, 용기, 즉 캐리어(3)내에, 소정 피치로 수직으로 세워진 대향 배치 상태로 수납된다. 캐리어(3)의 상부는, 웨이퍼(1)의 출입구로서 개방된다. 캐리어(3)의 바닥부에는, 웨이퍼(1)의 노치 정합 등이 가능하도록 개구(4)가 형성된다.

웨이퍼(1)에 CVD 등의 처리를 실시하기 위한 처리장치의 캐리어 반출입구에는, 캐리어(3)를 1개 또는 2개 이상 탑재하는 것이 가능한 탑재대(5)가 배치된다. 탑재대(5)에는, 캐리어(3)내의 웨이퍼(1)의 노치 정합를 실행하는 노치 정렬 장치(6)가 배치된다. 또한, 노치 정렬 장치(6)의 일부로서, 탑재대(5)상에는, 캐리어(3)를 위치 설정하기 위한 셋트 수단(7)이 배치된다.

셋트 수단(7)은, 캐리어(3)의 폭방향의 위치 설정을 하는 한 쌍의 사이드 가이드(캐리어 가이드라고도 한다)(8)와, 도 8에 도시한 바와 같이 캐리어(3)의 길이방향의 위치 설정을 하는 전단 가이드(9) 및 후단 가이드(10)로 주로 구성된다. 전단 가이드(9) 및 후단 가이드(10)는, 에어 실린더(도시하지 않음)에 의해 전후로구동되어, 캐리어(3)를 전후에서 유지한다. 탑재대(5)는 처리장치내의 캐리어 반송기구(도시하지 않음) 사이에서 캐리어를 주고 받을 때에 캐리어(3)를 수평 상태로부터 수직 상태로 또는 그 반대로 자세를 변환시키기 위하여 회동 가능하도록 구성된다.

탑재대(3)에는, 캐리어(3)의 바닥부 개구(4)와 연통(連通)하는 액세스 개구(11)가 형성된다. 도 8에 도시한 바와 같이, 액세스 개구(11)를 사이에 두고 탑재대(5)상의 전후의 위치에는, 노치의 정렬을 확인하기 위해서, 발광소자와 수광소자로 이루어지는 광학 센서, 즉 노치센서(12a, 12b)가 설치된다. 탑재대(5)의 액세스 개구(11)의 아래쪽에는, 노치 정렬 유닛(13)이 승강 가능하도록 배치된다. 노치 정렬 유닛(13)은, 도 1, 도 2, 및 도 3에 도시한 바와 같이, 양측에 고정 프레임(14)을 갖는다. 고정 프레임(14)은 탑재대(5) 아래쪽에 고정되고, 양 고정 프레임(14) 사이에는, 유닛 본체(15)가 배치된다. 유닛 본체(15)와 고정 프레임(14)의 사이에는, 노치 정렬 상태를 노치센서(12a, 12b)에서 검지할 때에 모든 웨이퍼(1)를 일정한 높이로 유지하기 위한 유지기구(웨이퍼 유지기구라고도 한다)(16)가 배치된다.

한쪽의 고정 프레임(14)의 안쪽에는, 한 쌍의 승강 가이드(리니어 가이드)(17)를 거쳐서 승강 베이스(18)가 승강 가능하도록 지지된다. 승강 베이스(18)의 상단부로부터 수평으로 연장된 한 쌍의 암(19)에 유닛 본체(15)가 탑재 고정된다. 승강 베이스(18)의 하단부에는, 그 승강 수단인 에어 실린더(20)의 피스톤 로드(20a)가 수평의 연결 바(21)를 거쳐서 연결된다. 고정 프레임(14)의 외측에는, 에어 실린더(20)가 거꾸로 선 상태로 브래킷(22)을 거쳐서 부착된다. 유닛 본체(15)의 승강 높이를 검지하기 위해서, 연결 바(21)에 피(被)검지 바(23)가 세워져 마련된다. 고정 프레임(14)에는, 피검지 바(23)의 변위를 검지하기 위한 센서(24)가 부착된다. 유닛 본체(15)는, 소정의 스트로크(stroke), 예를 들면, 30㎜의 승강 스트로크로 승강 제어된다.

유닛 본체(15)상에는, 캐리어(3)내의 웨이퍼(1)의 주연부에 아래쪽으로부터 접촉해서 모든 웨이퍼(1)를 일괄하여 회전 구동시키기 위한 원통형의 구동 샤프트(25)가 배치된다. 구동 샤프트(25)는 웨이퍼(1)의 배열방향과 평행한 회전축을 갖는다. 구동 샤프트(25)의 한 측면에는, 웨이퍼(1)의 각 주연부에 아래쪽으로부터 접촉하기 위한 각기 독립된 복수의 아이들 풀리(26)가 배치된다. 아이들 풀리(26)는, 구동 샤프트(25)의 회전축과 실질적으로 평행한 회전축을 갖는다. 모든 아이들 풀리(26)는 공통의 풀리 샤프트(27)에 각각 자유롭게 회전할 수 있도록 지지된다. 구동 샤프트(25)의 다른 측면에는, 웨이퍼(1)의 주연부와 접촉함으로써 웨이퍼(1)의 회전을 정지시키기 위한 스토퍼(웨이퍼 가이드라고도 한다)(28)가 배치된다. 스토퍼(28)는, 노치(2)가 구동 샤프트(25)에 결합하여 웨이퍼(1)가 기울어질 경우 웨이퍼(1)의 주연부와 접촉하도록 배치된다. 구동 샤프트(25), 풀리 샤프트(27) 및 스토퍼(28)는, 유닛 본체(15)의 길이방향에 따라 평행하게 연장된다.

구동 샤프트(25)는, 스테인레스제의 원통형의 로드에 불소 수지를 피복하여 이루어지며, 그 길이방향 양단부가 베어링(29)을 거쳐서 회전 가능하도록 지지된다. 구동 샤프트(25)의 바깥 지름은, 3.5㎜로 노치(2)의 개구폭보다도 약간 작게형성된다. 이에 따라, 노치(2)가 구동 샤프트(25)를 타고 넘어가는 것을 저지하여, 노치 정렬 조작시의 위치 설정성의 향상을 도모할 수 있다. 구동 샤프트(25)의 직경이 작아짐에 따른 휘어짐을 방지하기 위해서, 유닛 본체(15)에는, 구동 샤프트(25)의 중간부를 적절히 지지하는 지지 롤러(30)가 롤러 브래킷(31)을 거쳐서 회전 가능하도록 설치된다.

풀리 샤프트(27)는, 스테인레스제의 원통형의 로드로 이루어진다. 풀리 샤프트(27)에 불소 수지로 이루어지는 북형상의 아이들 풀리(26)가 웨이퍼와 대응하는 수만큼 꼬치형상으로 느슨하게 끼워져 각각 회전 가능하도록 지지된다. 또한, 풀리 샤프트(27)의 길이방향 양단부는, 베어링(32)을 거쳐서 회전 가능하도록 지지된다. 노치 정렬 조작시의 회전성의 향상을 도모하기 위해서, 풀리 샤프트(27)는, 구동 샤프트(25)와 연동하여 같은 방향으로 회전 구동된다.

보다 구체적으로는, 구동 샤프트(25) 및 풀리 샤프트(27)의 한쪽 단부에는, 트랜스미션 풀리(33, 34)가 각각 부착된다. 또한, 유닛 본체(15)의 하부에는 공통의 전동모터(35)가 배치되고, 출력 샤프트에 큰 직경 풀리(36a) 및 작은 직경 풀리(36b)가 부착된다. 구동 샤프트(25)의 트랜스미션 풀리(33)는 무단 벨트(37a)를 거쳐서 큰 직경 풀리(36a)에 접속되고, 풀리 샤프트(27)의 트랜스미션 풀리(34)는 무단 벨트(37b)를 거쳐서 작은 직경 풀리(36b)에 접속된다. 즉, 이 트랜스미션 구조에 있어서, 모터(35)의 회전 구동력은, 서로 다른 기어(gear)비로 구동 샤프트(25) 및 풀리 샤프트(27)에 전달된다. 구동 샤프트(25)와 풀리 샤프트(27)의 회전 속도비는, 구동 샤프트(25)와 아이들 풀리(26)가 웨이퍼(1)의 주연부에 접촉하는부위에서 실질적으로 동일한 속도를 갖도록, 즉 동일한 원주속도를 갖도록 설정되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 노치 정렬 조작중의 웨이퍼(1)의 회전성을 더욱 향상시킬 수 있다. 모터(35)는, 유닛 본체(15)가 상사점까지 상승하여 구동 샤프트(25) 및 아이들 풀리(26)를 거쳐서 웨이퍼(1)를 지지한 시점으로부터 소정 시간, 예를 들면, 웨이퍼(1)를 2회전시키는 데 필요한 시간만큼 구동 제어된다.

스토퍼(웨이퍼 가이드)(28)는, 합성 수지에 의해 성형되고, 그 상단부가 웨이퍼(1)의 주연부를 지지할 수 있도록 비스듬히 형성된다. 웨이퍼(1)의 주연부는, 도 5에 도시한 바와 같이, 노치(2)가 구동 샤프트(25)에 결합하지 않은 상태에서는 스토퍼(28)와 비접촉 상태에 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 노치(2)가 구동 샤프트(25)에 결합하면, 웨이퍼(1)가 아이들 풀리(26)를 지점으로 기울게 되어, 스토퍼(28)에 접촉한다. 이 접촉에 의해 웨이퍼(1)가 회전을 정지하고, 또한 이에 따라 대응하는 아이들 풀리(26)도 회전을 정지한다. 이 때, 정지한 임의의 웨이퍼(1) 및 아이들 풀리(26)에 대하여 구동 샤프트(25) 및 풀리 샤프트(27)는 공전하고 있는 상태로 된다.

유닛 본체(15)상의 구동 샤프트(25)와 아이들 풀리(26)의 사이에는, 웨이퍼(1)의 유무, 구체적으로는 웨이퍼(1)의 위치나 매수를 검출하기 위한 광학식의 웨이퍼 센서(웨이퍼 카운트 센서라고도 한다)(38)가 배치된다. 웨이퍼 센서(38)는, 웨이퍼(1) 사이에 삽입 배치되도록 빗살형상으로 형성된다.

웨이퍼 유지기구(16)는, 양측의 고정 프레임(14)과 유닛 본체(15)의 사이에 승강 베이스(18) 등과 간섭하지 않는 상태로 배치된 좌우 한 쌍의 길이방향 프레임(39)을 갖는다. 양 길이방향 프레임(39)은, 양단부가 연결 프레임(40)을 거쳐서 서로 연결된다. 이에 따라, 유닛 본체(15)의 주위를 비접촉으로 둘러싸는 평면 직사각형의 일체적인 프레임체가 형성된다. 양 길이방향 프레임(39)의 상부에는, 웨이퍼(1)의 주연부에 아래쪽으로부터 접촉하여 웨이퍼(1)를 유지하기 위한 합성 수지제의 홀더(41)가 배치된다.

양 홀더(41)의 상단부는, 스토퍼(28)와 같이 웨이퍼(1)의 주연부를 지지할 수 있도록 비스듬히 형성된다. 본 실시예에서는, 웨이퍼(1)가 아이들 풀리(26)나 빗살형상의 웨이퍼 센서(38)에 배치된 웨이퍼 가이드 홈에 의해서 소정 간격으로 위치 설정 정렬되기 때문에, 홀더(41) 및 스토퍼(28)에는 웨이퍼 위치 설정 홈이 형성되어 있지 않다. 그러나, 홀더(41) 및 스토퍼(28)에 웨이퍼 위치 설정 홈을 형성해도 좋다.

홀더(41)를 지지하는 길이방향 프레임(39)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 탑재대(5)상에 캐리어(3)를 탑재할 때에 캐리어(8)내의 웨이퍼(1)와 비접촉의 대기 위치(하사점)에 있다. 길이방향 프레임(39)은, 노치센서(12a, 12b)로 노치 정렬 상태를 검지할 즈음에, 도 4에 도시한 바와 같이 웨이퍼(1)를 홀더(41)에 의해서 캐리어(3)로부터 독립하여 유지하기 위하여 유지 위치(상사점)로 상승한다. 본 실시예에서는, 길이방향 프레임(39)을 유닛 본체(15)와 연동시켜 승강 운동시키는 구조상, 길이방향 프레임(39)은, 유닛 본체(15)의 상승 개시 초기에 유지 위치로 상승하고, 유닛 본체(15)의 하강 종료 직전에 대기 위치로 하강한다. 즉, 홀더(41)는, 유닛 본체(15)의 승강 스트로크보다도 작은 소정의 스트로크, 예를 들면, 3㎜의 승강 스트로크에서 승강된다.

길이방향 프레임(39)을 유닛 본체(15)와 연동시켜 승강 운동시키기 위해서, 다음과 같은 구성이 채용된다. 길이방향 프레임(39)에는, 도 1, 도 2, 및 도 3에 도시한 바와 같이, 가이드 로드(42)가 2개씩 수직 아래 방향으로 배치된다. 고정 프레임(14)의 안쪽에는, 가이드 로드(42)를 미끄럼 운동이 가능하도록 지지하는 가이드 부시(43)가 고정된다. 가이드 로드(42)에는, 길이방향 프레임(39)과 가이드 부시(43)와의 사이에 개재되어 길이방향 프레임(39)을 위쪽으로 가압하는 코일 형상의 스프링(44)이 장착된다. 가이드 로드(42)의 하단부에는, 가이드 부시(43)의 하단부에 걸려 있는 이탈 방지용 및 상사점 위치 설정용의 링(45)이 배치된다. 즉, 링(45)이 가이드 부시(43)의 하단부에 접촉했을 때에는, 홀더(41)가 웨이퍼(1)를 캐리어(3)의 바닥벽으로부터 분리하여 유지하는 위치에 오도록 설정된다(도 4 참조).

또한, 유닛 본체(15)의 하부 양측부에는, 양쪽으로 수평으로 돌출한 돌기(46)가 배치된다. 홀더(41)를 지지하는 길이방향 프레임(39)에는, 돌기(46)의 승강 이동을 허용하기 위한 개구 프레임부(47)가 형성된다. 개구 프레임부(47)는, 하사점 위치의 돌기(46)와 결합하는 하변(47a)을 갖는다. 즉, 유닛 본체(15)가 하사점 위치에 있을 때, 돌기(46)가 개구 프레임부(47)의 하변(47a)에 결합하고, 이것을 스프링(44)의 탄력에 대항하여 눌러, 길이방향 프레임(39)을 홀더(41)와 함께 대기 위치에 유지시킨다. 돌기(46)가 유닛 본체(15)와 함께 상승하면, 길이방향 프레임(39)이 홀더(41)와 함께 스프링(44)의 탄력으로 유지 위치까지 상승한다.

노치센서(12a, 12b)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 노치 정렬 조작이 종료하여, 유닛 본체(15)의 하강에 의해 웨이퍼(1)가 홀더(41)에 수취되고 구동 샤프트(25)가 노치(2)로부터 분리되었을 때에 작동한다. 노치센서(12a, 12b)는, 광축을 따라 광선을 발하여, 노치 정렬 상태, 즉 노치(2)가 정렬되는지 아닌지 여부를 검지한다. 노치센서(12a, 12b)는, 유닛 본체(15)의 전체 스트로크(30㎜) 중, 구동 샤프트(25)가 노치(2)로부터 분리되고 나서 홀더(41)가 하강을 개시하기까지의 약 20㎜의 동작중에 신호를 수신한다. 또, 노치(2)가 정렬되어 있지 않음을 검출한 경우에는, 경보를 발하거나, 혹은 두 번째 노치 정합을 시도(try)할 수 있다. 또한, 시도 횟수를 임의로 설정할 수 있도록 구성해도 좋다.

다음에, 이상의 구성으로 이루어지는 노치 정렬 장치의 작용을 설명한다.

우선, 도 1에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(1)가 수용된 캐리어(3)가 처리장치의 캐리어 반출입구에 있는 탑재대(5) 상에 캐리어 가이드(8)를 거쳐서 셋트된다. 다음에, 전단 가이드(9) 및 후단 가이드(10)가 작동하여, 캐리어(3)가 이들에 의해 전후로부터 유지된다. 다음에, 노치 정렬 조작을 개시하기 위해서, 에어 실린더(20)의 구동에 의해 노치 정렬 유닛(13)의 유닛 본체(15)가 상승된다.

유닛 본체(15)의 상승에 따른 돌기(46)의 상승에 의해, 우선 유지기구(16)의 길이방향 프레임(39)이 스프링(44)의 탄력으로 대기위치로부터 유지위치까지 상승한다. 이에 따라, 웨이퍼(1)는 캐리어(3)의 바닥벽으로부터 약간 분리되어, 홀더(41)에 의해 유지된다(도 4에 도시된 상태). 계속해서, 유닛 본체(15)가 상사점 위치까지 상승함으로써, 구동 샤프트(25) 및 아이들 풀리(26)가 웨이퍼(1)를 홀더(41)로부터 수취하여 지지한다(도 5에 도시된 상태). 이 때, 캐리어(3)내의 웨이퍼(1)의 위치 및 매수가 웨이퍼 센서(38)에 의해 검출된다. 다음에, 모터(35)의 구동에 의해, 구동 샤프트(25) 및 풀리 샤프트(27)가 회전 구동된다. 풀리 샤프트(27)의 회전에 따라 아이들 풀리(26)도 회전되고, 이에 따라 구동 샤프트(25)와 웨이퍼(1)간의 미끄러짐(slip)이 방지되어, 웨이퍼(1)를 확실히 회전시키는 것이 가능해진다.

도 6에 도시한 바와 같이, 각 웨이퍼(1)의 노치(2)가 구동 샤프트(25)의 위치에 도달하여 구동 샤프트(25)에 결합하면, 웨이퍼(1)가 아이들 풀리(26)를 지점으로 기울어져서 반대측의 스토퍼(28)에 접촉한다. 이에 따라 웨이퍼(1)가 아이들 풀리(26)와 스토퍼(28)에 의해 지지된 상태로 되어, 웨이퍼(1) 및 이에 대응하는 아이들 풀리(26)가 회전을 정지한다. 어떤 웨이퍼(1) 및 아이들 풀리(26)가 회전을 정지하면, 이들에 대하여 구동 샤프트(25) 및 풀리 샤프트(27)는 공전하고 있는 상태로 된다. 이렇게 하여 웨이퍼(1)의 노치(2)가 순차적으로 위치 설정되어 정렬된다.

모터(35)가 소정 시간 회전하면, 유닛 본체(15)가 에어 실린더(20)의 구동에 의해 하강된다. 유닛 본체(15)의 하강에 따라, 도 4에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(1)가 다시 유지기구(16)의 홀더(41)에 유지된다. 구동 샤프트(25)가 노치(2)로부터 분리되면, 노치센서(12a, 12b)가 작동하여 노치(2)의 정렬 상태가 검출된다. 웨이퍼(1)를 캐리어(3)로부터 독립하여 유지한 상태에서 노치센서(12a, 12b)가 노치 정렬 상태를 검지하기 때문에, 캐리어(3)의 변형이나 치수 오차 등에 기인하는오검지가 해소되어, 검지 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.

유닛 본체(15)가 하사점 위치에 도달하기 직전에 돌기(46)가 길이방향 프레임(39)의 개구 프레임부(47)의 하변(47a)에 결합한다. 이 때문에, 스프링(44)의 탄력에 저항하여 길이방향 프레임(39)이 밀려 내려가서, 길이방향 프레임(39)이 대기 위치로 복귀함과 동시에, 유닛 본체(15)가 하사점 위치에 도달하여(도 1의 상태), 일련의 노치 정렬 및 검출 조작이 종료한다.

이와 같이 본 실시예에 대한 노치 정렬 장치에 따르면, 구동 샤프트(25)의 직경을 작게 형성함과 동시에, 풀리 샤프트(27)를 구동 샤프트(25)와 연동시켜 회전 구동한다. 이에 따라, 노치 정렬 조작시의 회전성 및 위치 설정성이 개선되어, 노치 정렬 작업의 확실화를 도모할 수 있다. 또한, 노치(2)의 정렬 상태를 노치센서(12a, 12b)에서 검지할 때에 모든 웨이퍼(1)를 유지기구(16)에 의해 일정한 높이로 유지한다. 이에 따라, 캐리어(8)의 변형이나 치수 오차 등에 기인하는 오검지가 해소되어, 노치센서(12a, 12b)에 의한 검지 정밀도의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 유지기구(16)를 노치 정렬 유닛(13)과 연동하여 승강시킨다. 이에 따라, 구동수단인 에어 실린더(20)가 1개로 충분하여, 구조의 간소화, 노치 정렬 장치의 소형화 및 비용 절감을 도모할 수 있다.

도 7 및 도 8은 노치 정렬 장치의 조정 지그를 도시한다. 조정 지그(48)는, 소정의 간격을 사이에 두고 배치된 한 쌍의 블럭(49)과, 양 블럭(49)의 양측부에 가로걸쳐서 배치된 사이드 바(50)에 의해 주요부가 구성된다.

블럭(49)에는, 아래쪽으로 돌출한 돌출부(51)가 형성된다. 돌출부(51)의 선단에는, 노치 정렬 유닛(13)의 구동 샤프트(25)에 결합하기 위한 결합홈(52)이 형성된다. 결합홈, 즉 기준홈(52)을 구동 샤프트(25)에 결합시킴으로써, 조정 지그(48)의 폭방향의 위치 설정이 행해진다. 이 폭방향의 위치 설정 상태에서, 블럭(49)의 외단면을 노치 정렬 유닛(13)에 있어서의 기준면(F)(도 2 참조)에 위치 정합시킴으로써, 조정 지그(48)의 길이방향의 위치 설정이 이루어진다.

양 사이드 바(50)는, 셋트 수단(7)의 가이드를 위치 설정하는 가이드 기준면으로서 사용된다. 사이드 바(50)의 측면에 의해서 캐리어 가이드(8)의 폭방향의 위치 설정 조정을 할 수 있고, 사이드 바(50)의 길이방향 양단부에 의해서 전단 가이드(9) 및 후단 가이드(10)의 위치 설정 조정을 할 수 있다.

블럭(49)에는, 노치센서를 위치 설정하는 센서 기준 라인으로서, 위치 설정 로드(53)가 배치된다. 위치 설정 로드(53)는, 노치센서(12a, 12b)의 광축과 일치하도록 양 블럭(49)을 관통하여 배치된다. 위치 설정 로드(53)의 길이방향 양단부에는, 노치센서(12a, 12b)의 투광구멍에 결합하는 볼록부(53a)가 형성된다.

또한, 양 블럭(49)에는, 조정 지그(48)를 이용한 노치 정렬 장치(6)의 조정후에, 노치센서(12a, 12b)의 광을 실제로 통과하여 확인하기 위한 확인구멍(54)이 형성된다. 확인구멍(54)은, 조정 지그(48)를 상하 반대로 하여 셋트 수단(7)에 셋트했을 때에, 노치센서(12a, 12b)의 광축과 일치하도록 되어 있다.

즉, 조정 지그(48)는, 구동 샤프트(25)를 위치 설정하기 위한 기준홈(52)과, 가이드(8, 9, 10)를 위치 설정하기 위한 사이드 바(50)의 가이드 기준면과, 노치센서(12a, 12b)를 위치 설정하기 위한 로드(53)의 센서 기준 라인을 갖는다. 이 때문에, 노치 정렬 장치(6)의 조립 조정시의 개인차를 없앨 수 있어, 노치센서(12a, 12b)에 의한 검지 정밀도 및 노치 정렬 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예를 도면에 의해 상술하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지 설계 변경 등이 가능하다. 예를 들면, 상술한 실시예에서는 유지기구(16)를 노치 정렬 유닛(13)과 연동하여 승강시키고 있지만, 이들을 별개로 승강 구동하도록 하여도 좋다.

본 발명의 노치 정렬 장치 및 그 조정 지그는 노치의 정렬 작업을 보다 확실히 실행하고, 노치 정렬의 확인을 보다 확실히 실행할 수 있는 효과가 있다.

Claims

바닥부 개구를 갖는 용기내에 대향 배치 상태로 수납된 복수의 피처리 기판의 주연부에 형성된 노치를, 상기 바닥부 개구를 거쳐서 정렬시키기 위한 노치 정렬 장치에 있어서,

상기 기판의 주연부에 아래쪽으로부터 접촉하여, 상기 기판을 일괄하여 회전 구동시키기 위한 것으로, 상기 기판의 배열 방향과 평행한 회전축을 갖는 원통형의 회전 구동 샤프트와;

상기 구동 샤프트의 한 측면에 배치되고, 상기 기판의 주연부에 아래쪽으로부터 접촉하기 위한 각각 독립된 복수의 아이들 풀리로서, 상기 구동 샤프트의 회전축과 평행한 회전축을 가짐과 동시에 자유로이 회전가능한 공통의 풀리 샤프트에 의해서 지지되며, 상기 기판이 상기 구동 샤프트에 의해 회전되는 동안 상기 기판이 상기 구동 샤프트와 상기 아이들 풀리에 의해 지지되는 상기 복수의 아이들 풀리와;

상기 구동 샤프트의 다른 측면에 배치되고, 상기 기판의 주연부와 접촉함으로써 상기 기판의 회전을 정지시키기 위한 것으로, 상기 노치가 상기 구동 샤프트에 결합하여 상기 기판이 기울어질 경우 상기 기판의 주연부와 접촉하는 스토퍼와;

상기 구동 샤프트와 상기 자유로이 회전가능한 공통의 풀리 샤프트를 연동하여 동일 방향으로 회전 구동시키기 위한 회전 구동 기구를 구비하는 노치 정렬 장치.
바닥부 개구를 갖는 용기내에 대향 배치 상태로 수납된 복수의 피처리 기판의 주연부에 형성된 노치를, 상기 바닥부 개구를 거쳐서 정렬시키기 위한 노치 정렬 장치에 있어서,

상기 기판의 주연부에 아래쪽으로부터 접촉하여, 상기 기판을 일괄하여 회전 구동시키기 위한 것으로, 상기 기판의 배열방향과 평행한 회전축을 갖는 원통형의 회전 구동 샤프트와;

상기 구동 샤프트의 한 측면에 배치되고, 상기 기판의 주연부에 아래쪽으로부터 접촉하기 위한 각각 독립된 복수의 아이들 풀리로서, 상기 구동 샤프트의 회전축과 평행한 회전축을 가짐과 동시에 자유로이 회전가능한 공통의 풀리 샤프트에 의해서 지지되며, 상기 기판이 상기 구동 샤프트에 의해 회전하는 동안 상기 기판이 상기 구동 샤프트와 상기 아이들 풀리에 의해 지지되도록 된 상기 복수의 아이들 풀리와;

상기 구동 샤프트의 다른 측면에 배치되고, 상기 기판의 주연부와 접촉함으로써 상기 기판의 회전을 정지시키기 위한 것으로, 상기 노치가 상기 구동 샤프트와 결합하여 상기 기판이 기울어질 경우 상기 기판의 주연부와 접촉하는 스토퍼와,

상기 노치의 정렬을 확인하기 위한 광학식 노치센서와;

상기 노치의 정렬을 확인할 때에, 상기 용기내에서 상기 기판을 상기 용기의 바닥벽으로부터 분리되는 일정한 높이로 일괄하여 유지시키기 위한 홀더를 구비하는 노치 정렬 장치.