KR100649926B1 - 웨이퍼 위치 결정 방법 및 장치, 처리 시스템, 웨이퍼위치 결정 장치의 웨이퍼 시트 회전 축선 위치 결정 방법 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 (21) 의 중심점 (O) 을 소정 위치로 이동시킴과 동시에 그 웨이퍼의 절결부 (21a) 를 소정 방향으로 향하게 하여 웨이퍼를 위치 결정할 때에, 웨이퍼 시트 구동 수단 (2, 3, 8, 9) 이, 라인 센서 (4) 의 중심부를 지나 그 연재방향으로 연재하는 직선 상에 웨이퍼 시트 (16) 의 회전 축선 (B) 을 위치시켜, 웨이퍼를 얹은 웨이퍼 시트를 그 회전 축선 둘레로 회전시키고, 연산수단 (24) 이. 웨이퍼 시트의 회전 각도와 그 웨이퍼 시트에 얹혀진 웨이퍼의 외주연의 라인 센서에서의 검출결과에 의거하여, 웨이퍼의 절결부 위치와, 웨이퍼의 최대 또는 최소 편심 반경을 구하고, 그 구한 결과로부터 웨이퍼의 중심점이 상기 소정 위치에 위치하여 그 웨이퍼 절결부가 소정 방향으로 향할 때의 웨이퍼 시트의 회전 축선 위치 및 회전 각도를 기하학적으로 산출하고, 웨이퍼 시트 구동 수단 (2, 3, 8, 9) 이, 그 산출된 회전 축선 위치 및 회전 각도에 웨이퍼 시트의 회전 축선 위치 및 회전각도가 일치하도록 웨이퍼 시트 (16) 를 이동 및 회전시켜 정지시킨다. 이에 의해 웨이퍼 위치 결정 작업에 있어서 속도 및 정밀도를 향상시킬 수 있다.
웨이퍼

Description

웨이퍼 위치 결정 방법 및 장치, 처리 시스템, 웨이퍼 위치 결정 장치의 웨이퍼 시트 회전 축선 위치 결정 방법 {WAFER POSITIONING METHOD AND APPARATUS, PROCESSING SYSTEM, AND METHOD FOR POSITIONING WAFER SEAT ROTATING AXIS OF WAFER POSITIONING APPARATUS}
기술분야
본 발명은 반도체 웨이퍼의 검사, 가공, 이송공정 등의 전단계에서 사용되고, 웨이퍼를 정해진 방향 및 위치에 정확하게 위치시키는 웨이퍼 위치 결정 방법 및 이 방법을 사용한 웨이퍼 위치 결정 장치, 그리고 웨이퍼 위치 결정 장치를 구비하여 상기 방법을 사용하는 웨이퍼 처리 시스템에 관한 것이다.
또 본 발명은 반도체 웨이퍼의 검사, 가공, 이송공정 등의 전단계에서 사용되고, 웨이퍼를 정해진 방향 및 위치에 정확하게 위치시키는 위치 결정 장치에 있어서, 전(前)준비로서 웨이퍼 시트의 회전 축선을 라인 센서의 중심부를 지나 그 연재방향으로 연재하는 직선 상에 위치 결정하는 방법 및 그 방법을 사용한 웨이퍼 위치 결정 장치에도 관한 것이다.
배경기술
반도체 디바이스의 제조공정에서는, 반도체 디바이스의 기판이 되는 웨이퍼가 클린룸 내에서 도 1 에 나타내는 바와 같은 복수의 평판을 구비한 카세트 (20) 에 복수 장(杖) 수납되어 운반된다. 또 최근에는, 웨이퍼 상의 미세한 전기회 로의 단락으로 이어지는 이물이 부착되는 것을 고도로 방지하기 위해, 웨이퍼가, 밀폐식의 청정용기 중에 수납되어 운반되고, 고청정 클린 부스 중에서 그 청정용기에서 꺼내 검사, 가공 등 각종 처리를 받는다. 그리고 그 후, 카세트 또는 청정용기로 웨이퍼를 로봇 등의 반송 장치를 사용하여 되돌릴 때에는, 웨이퍼를 카세트의 벽 등에 닿게 하여 웨이퍼를 손상시키거나 낙하시키는 등의 문제점이 발생하는 것을 방지하기 위해, 그 카세트 등으로의 수납작업 개시 전에, 로봇 핑거의 중심위치에 웨이퍼의 중심점을 맞출 필요가 있다.
또 예컨대 패터닝, 증착, 화학증기침착 등의 가공, 각종 검사 등의 웨이퍼의 위치정보가 필수인 공정에 있어서는, 오리엔테이션 플랫 (이후 「오리프라」라고 함) 이나 노치 등의 웨이퍼 외주연 (外周緣) 의 절결부와 웨이퍼 중심점을 항상 소정 위치에 정확하게 위치시키는 것은 중요한 전단계 작업이다. 이 때문에, 상기 공정으로 옮아가기 전에, 일반적으로 얼라이너라 불리는 웨이퍼 위치 결정 장치에 웨이퍼를 얹어 웨이퍼 중심점의 위치와 절결부의 방향을 검출하고, 웨이퍼를 올바른 위치에 정확하게 이동시킨 후, 각종 가공장치, 각종 검사장치나 로봇 등에 수수(授受)하는 것이 필요하게 된다.
상기 웨이퍼 위치 결정 장치는 통상 웨이퍼를 놓을 수 있는 정도의 크기의 스핀들이라 불리는 작은 원형대를 웨이퍼 시트로서 회전축 상에 구비하고, 그 스핀들을 그 위에 놓여진 웨이퍼와 함께 상기 회전축의 회전에 의해 회전시켜, 그 회전축 나아가서는 스핀들의 회전 축선부터 웨이퍼 외주연까지의 편심반경과 회전 각도를 라인 센서와 엔코더 등의 각도 센서로 검지하고, 원형 웨이퍼의 중심점 위치와 절결부 위치를 산출한다. 그리고 그 후, 웨이퍼를 X축 및 Y축의 연재방향으로 상기 산출한 거리만큼 이동시키고, 다시 상기 산출한 각도만큼 회전시켜, 소정 위치 및 방향으로 정확하게 위치시킨다. 이와 같은 위치 결정 장치는 종래 예컨대 일본 공개특허공보 소59－147444호, 일본 공개특허공보 평5－343501호, 일본 공개특허공보 평6－224285호 등에 제안되어 있다.
예컨대 일본 공개특허공보 평5－343501호에 기재된 장치에서는, 웨이퍼 시트를 X, Y, Z 축방향으로 이동시킴과 동시에 회전시키는 구동 수단을 구비하고, 웨이퍼를 회전시킴으로써 외주연 검출수단에 의해 얻은 데이터를 A/D 변환하고, 그것을 기억회로로 DMA 데이터 전송수단에 의해 직접 전송하여 계산시간의 단축을 실행하고, 함께 도 19 에 나타낸 바와 같이, 절결부의 일단의 점 (θx1) 및 회전 축선 (B) 둘레에 그 점 (θx1) 으로부터 90°씩 떨어진 외주연 상의 다른 3점 (θx2, θx3, θx4) 에 있어서의 웨이퍼 외주연 신호 (Lx1, Lx2, Lx3, Lx4) 로부터 편심량 (Le) 과 편심각도 (θ0) 를 다음 식,
Le＝1/2ㆍ{(Lx3－Lx1)2＋(Lx4－Lx2)2}1/2
θ0＝tan－1 {Lx3－Lx1)/(Lx4－Lx2)}
를 사용하여 중앙연산수단에 의해 산출한다.
여기에서 절결부의 일단의 편심각도 (θ0) 에 대해서는 웨이퍼가 360°회전하는 동안에, 상기 4점에서 얻은 미소각 (Δθx) 과 이것에 대한 편심반경 (ΔLx) 과의 비와, 그 직전의 ΔLx－1/Δθx－1 비를 기억 비교하면서, 비가 일정값 이상, 또한 최대의 ΔLx 가 되는 점을 구하여 결정한다. 그리고 그 결과, 먼저 웨이퍼 중심점을 소정 위치로 이동시키고, 일단 바꾸어 회전 축선을 웨이퍼 중심점에 맞추고, 다음에 절결부를 소정 위치까지 회전시켜 정지시키는 방법을 들 수 있고, 이에 의해, 지금까지 전체 공정에서 8∼10초 걸렸던 것을 3∼4초로까지 위치 결정 시간의 단축을 달성하고 있다.
또 일본 공개특허공보 평6－224285호에서도, 상기와 동일한 기계구성의 웨이퍼 위치 결정 장치를 사용하고, 도 20 에 나타낸 바와 같이 회전 축선 (B) 을 지나 서로 직교하는 직선이 웨이퍼 외주연을 자르는 4점까지의 4개의 편심반경의 합이 대략 직경의 2배로 근사하다. 이 직교직선을 일정각도 θ (＝약 10°) 씩 360°회전시켜 편심반경 an, bn, cn, dn 을 측정해 가면, Ln＝an＋bn＋cn＋dn 은 360°에 걸쳐 대략 일정해지지만, 절결부 위치에서 최소가 되는 것으로 하여 절결부위치를 구하고 있다. 여기에서 회전 축선 (B) 과 웨이퍼 중심점의 어긋남은, 상기 직교직선이 웨이퍼 중심점을 지나는 4개의 편심반경으로부터 구한다.
그러나 최근의 반도체 프로세스에 있어서는, 생산성 향상을 위해 웨이퍼 직경 300㎜ 와 같이 웨이퍼의 대형화가 진행되어, 웨이퍼 중량도 2배 이상 무거워지고 있다. 그리고 웨이퍼 위치 결정 장치에 대해서도, 웨이퍼가 대형화되었음에도 불구하고, 더욱 고속화와 고정밀도화가 요구되게 되었다.
그러나 상기 종래의 장치에서는, 모두 회전축선을 지나는 직교직선이 웨이퍼 외주연을 자르는 4점에 대해 미소각도마다 360°의 데이터를 취하므로, 대량의 데이터를 채취하여 계산처리하기 때문에 시간이 걸릴뿐만 아니라, 웨이퍼를 적어도 1 바뀌는 돌려야 하기 때문에, 회전시간도 그 만큼 필요하다. 또한 종래의 전자의 장치에서는, 웨이퍼의 중심점 맞춤 이동과 절결부의 각도 맞춤 사이에 교체가 필요하여, 전체 소요시간이 충분히 짧다고는 할 수 없다.
또 상기 종래의 장치에서는 모두 360°를 분할하는 각도가 거칠고, 또 절결부 검출에 있어서, 예컨대 도 9 에 나타내는 편심반경과 회전 각도의 관계선도가 그리는 매끄러운 선으로부터 가장 움푹 패인 극소점을 절결부 중심으로 취급하여, 본래 절결부 중심이 아닌 위치를 채용하고 있기 때문에, 정확함이 부족하고, 따라서 웨이퍼의 위치 결정 정밀도가 낮다는 문제가 있었다.
따라서 상기 서술한 고속화와 고정도화의 문제를 해결하기 위해, 본원 발명자는, 웨이퍼 교체나 회전 도중에서의 정지ㆍ재회전과 같은 시간을 필요로 하는 동작공정이나, 계산기 등의 연산수단에 부하를 가하는 대량의 데이터의 처리공정이 불필요한 위치 결정 방법에 대해 예의 (銳意) 연구를 거듭하여, 그 결과 종래보다 대폭적으로 고정도화와 시간을 단축하는 방법을 발견하고, 아울러 웨이퍼 위치 결정 장치와 웨이퍼 처리 시스템을 개발하였다.
또한 상기와 같이 웨이퍼를 회전시켜 웨이퍼 중심점의 위치를 산출하는 데에는, 출발점에 있어서 스핀들의 회전 축선을, 스핀들의 이동방향의 직선 (통상은 위치 결정 장치의 X축) 과 라인 센서의 중심부를 지나 그 연재방향으로 연재하는 직선 (통상은 위치 결정 장치의 Y축에 평행한 직선) 이 직교하는 점에 정확하게 위치되어 있지 않으면, 스핀들의 회전 축선부터 웨이퍼 외주연까지의 올바른 편심반경을 측정할 수는 없다.
이 때문에 상기 문헌에서 제안되어 있는 종래의 위치 결정 장치에서는 모두, 라인 센서와 스핀들의 회전 축선이 상기 위치관계에 기계적으로 고정되어 있고, 그 위치관계는 장기에 걸쳐 변화가 없다는 전제에 근거해 있다.
그러나 현실적으로는 위치 결정 장치의 조립시, 반도체 공장에 있어서의 설치시, 사고로 라인 센서에 물건이 닿아 위치어긋남을 일으켰을 때, 혹은 라인 센서를 교환했을 때 등에는, 센서 위치의 미묘한 조정을 할 필요가 있어, 그 메인터넌스 작업에는 숙련된 기술자가 많은 시간을 소비하고 있다. 또 센서 위치가 어긋난 채로 위치 결정조작을 한 경우, 일정한 허용범위를 초과하면 경보를 발하여 이 조작을 중단하는 등의 처치를 취하지만, 허용범위내이면 편심을 남긴 채로 웨이퍼 위치 결정조작을 속행하여, 결과적으로 정밀도가 낮은 위치 결정이 되는 경우가 많았다.
이와 같은 현상을 감안하여, 본원 발명자는, 웨이퍼 위치 검출 작업에 들어가기 전에 웨이퍼 위치 결정 장치가 자동적으로, 회전 축선을 X축에 직교하는 라인 센서 중심선 상에 정확하게 위치 결정되어, 그 후의 웨이퍼 위치 검출 작업에 의거하는 웨이퍼의 위치 결정 정밀도를 향상시키고, 아울러 웨이퍼 위치 결정 장치의 메인터넌스 프리화를 도모하는 웨이퍼 시트 회전 축선 위치 결정 방법을 개발하였다.
발명의 개시
청구항 1 내지 7 에 기재된 본 발명에서는 종래 사용되지 않았던 완전히 새로운 근사값을 사용하지 않은 정확한 이론식을 유도하고, 필요 최소한의 데이터를 채취하여 그것에 대입하도록 하여 앞에 서술한 목적을 달성하고 있다.
즉, 청구항 1 에 기재된 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 방법은, 라인 센서와, 웨이퍼를 얹을 수 있는 웨이퍼 시트와, 그 웨이퍼 시트를 2차원 또는 3차원 방향으로 이동시킬 수 있음과 동시에 소정의 회전 축선 둘레로 회전시킬 수 있는 웨이퍼 시트 구동 수단과, 연산수단을 구비하는 웨이퍼 위치 결정 장치가, 상기 웨이퍼 시트 구동 수단에서의 상기 웨이퍼 시트의 회전 각도와 그 웨이퍼 시트에 얹혀진 원형 웨이퍼 외주연의 상기 라인 센서에서의 검출결과에 의거하는 상기 연산수단에서의 웨이퍼의 중심점 위치 및 절결부 각도의 산출공정을 거쳐, 웨이퍼의 중심점을 소정 위치로 이동시킴과 동시에 그 웨이퍼의 절결부를 소정 방향으로 향하게 하여 웨이퍼의 위치 결정을 실행할 때에, 상기 웨이퍼 구동 수단이, 상기 라인 센서의 중심부를 지나 그 연재방향으로 연재하는 직선 상에 상기 웨이퍼 시트의 회전 축선을 위치시켜, 상기 웨이퍼를 얹은 상기 웨이퍼 시트를 그 회전 축선 둘레로 회전시키고, 상기 연산수단이, 상기 웨이퍼 시트의 회전 각도와, 그 웨이퍼 시트에 얹혀진 상기 웨이퍼의 외주연의 상기 라인 센서에서의 검출결과에 의거하여, 상기 웨이퍼의 절결부 위치와, 상기 웨이퍼의 최대 편심반경 또는 최소 편심반경을 구하고, 그 구한 결과로부터, 상기 웨이퍼의 중심점이 상기 소정 위치에 위치하여 그 웨이퍼의 절결부가 상기 소정 방향을 향할 때의 상기 웨이퍼 시트의 회전 축선 위치 및 회전 각도를 기하학적으로 산출하고, 상기 웨이퍼 구동 수단이, 상기 웨이퍼를 교체하지 않고, 상기 산출한 회전 축선 위치 및 회전 각도에 상기 웨이퍼 시트의 회전 축선 위치 및 회전 각도가 일치하도록 상기 웨이퍼 시트를 이동 및 회전시켜 정 지시키는 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같은 본 발명의 방법에 의하면, 웨이퍼 시트 구동 수단이 라인 센서의 중심부를 지나 그 연재방향으로 연재하는 직선 상에 웨이퍼 시트의 회전 축선을 위치시키고, 웨이퍼를 얹은 웨이퍼 시트를 그 회전 축선 둘레로 회전시키고 있는 동안에, 라인 센서가 그 웨이퍼 시트에 얹혀진 웨이퍼의 외주연을 검출하고, 연산수단이, 웨이퍼 시트의 회전 각도와, 그 웨이퍼 시트에 얹혀진 웨이퍼의 외주연의 라인 센서에서의 검출결과에 의거하여, 웨이퍼의 절결부 위치와, 웨에퍼의 최대 편심반경 또는 최소 편심반경을 구하고, 그 구한 결과로부터, 웨이퍼의 중심점이 소정 위치에 위치하여 그 웨이퍼의 절결부가 소정 방향을 향할 때의 웨이퍼 시트의 회전 축선 위치 및 회전 각도를 기하학적으로 산출하고, 그리고 웨이퍼 시트 구동 수단이, 웨이퍼를 교체하지 않고, 상기 산출한 회전 축선 위치 및 회전 각도에 웨이퍼 시트의 회전 축선 위치 및 회전 각도가 일치하도록 웨이퍼 시트를 이동 및 회전시켜 정지시키므로, 웨이퍼 교체나 회전도중에서의 정지ㆍ재회전과 같은 시간을 필요로 하는 동작공정이나, 연산수단에 부하를 가하는 대량의 데이터의 처리공정을 필요없게 할 수 있어, 종래보다 대폭 웨이퍼 위치 결정을 고정밀도화함과 동시에 시간을 단축할 수 있다.
또한 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 방법에서는, 청구항 2 에 기재된 바와 같이, 상기 연산수단이, 상기 웨이퍼 시트의 회전 각도와, 그 웨이퍼 시트에 얹혀진 상기 웨이퍼의 외주연의 상기 라인 센서에서의 검출결과에 의거하여 α, β1, β2 및 Lm 을 구하고, 이하의 식 (1) 로부터 d 를, 이하의 식 (2) 로부터 θ를, 이하의 식 (3) 으로부터 ΔX 를, 이하의 식 (4) 로부터 ΔY 를, 각각 산출할 수도 있다.
d＝Lm－r … (1)
θ＝γ＋[β1＋β2＋arcsin{(d/r)sin(β1－α)}
＋arcsin{(d/r)sin(β2－α)}]/2 … (2)
ΔX＝dsin(θ－α) … (3)
ΔY＝dcos(θ－α) … (4)
단,
Lm : 웨이퍼의 최대 편심반경 또는 최소 편심반경,
d : 편심 중심 (웨이퍼 시트 회전 축선) 과 웨이퍼 중심점의 어긋남 거리
r : 웨이퍼의 반경 (기지수)
θ: 웨이퍼의 초기 기준위치로부터 절결부를 소정 방향을 향하여 정지시키기 위한 웨이퍼 시트의 회전 각도,
α: 편심 중심 둘레의 웨이퍼의 초기 기준위치로부터 최초에 편심반경이 최대 또는 최소가 될 때까지의 각도,
β1 : 편심 중심 둘레의 웨이퍼의 초기 기준위치부터 절결부 최초 단까지의 각도,
β2 : 편심 중심 둘레의 웨이퍼의 초기 기준위치부터 절결부 최종 단까지의 각도,
γ: 웨이퍼 중심 둘레의, 소정 방향을 향한 절결부와 센서 방향이 이루어야 하는 각도 (지정값),
ΔX : X축 방향 이동거리,
ΔY : Y축 방향 이동거리,
이다.
여기에서 절결부 양단각도 (β1, β2 ) 를 구할 때에는, 종래부터 공지된 방법으로 구할 수도 있지만, 근사를 전혀 사용하지 않는 식 (6), 식 (7) 에 따라 구하는 것이 정확함을 추구하는 데에 가장 바람직하다. 즉, 도 8 에 나타내는 회전중심 (B) 과 웨이퍼 중심점 (O) 을 지나는 직선이 웨이퍼의 회전중에 센서 방향이 이루는 각도를 ρ로 하면, 회전 각도 ρ에 대한 편심반경 Lt 은 이론적으로 이하의 식 (8) 로 표시되고, 이 관계를 도시하면 도 9 와 같이 된다.
Lt＝dcosρ＋(r2－d2sin2ρ)1/2 … (8)
따라서 편심반경 Lt 은 절결부에서는 실측값 L 과 다르게 되므로, 이들의 차 ΔL＝Lt－L 을 검출하면 절결부의 위치를 알 수 있다. 여기에서 도 6 에 나타낸 바와 같이 웨이퍼의 회전 전의 초기 기준위치 A0 에서 보면, 절결부의 양단에서의 회전 각도 ρ는 β1, β2 이고, 이들은 식 (8) 에서의 ρ보다 α만큼 작다. 따라서 이하의 식 (6) 에 있어서, 편심 중심 (웨이퍼 시트의 회전 축선) 에서 보아 웨이퍼의 초기 기준위치 A0 로부터 회전한 각도의 미소 변위각에 대해 ΔL1 이 0 에서 양으로 된 곳에서의 0 에서의 각도 β1 를 구하고, 또 이하의 식 (7) 에 있어서, 편심 중심 (웨이퍼 시트의 회전 축선) 에서 보아 웨이퍼의 초기 기준위치 A 0 으로부터 회전한 각도의 미소 변위각에 대해 ΔL2 가 양에서 0 으로 된 곳에서 0 에서의 각도 β2 를 구하는 것이 바람직하다.
ΔL1＝[dcos(β1－α)＋(r2－d2sin2(β1－α)} 1/2]－L … (6)
ΔL2＝[dcos(β2－α)＋(r2－d2sin2(β2－α)} 1/2]－L … (7)
이상, 전혀 근사를 사용하지 않은 상기 식 (1)∼식 (4), 식 (6), 식 (7) 을 사용하는 것이 바람직하지만, 실용적으로는 상기 식 (2) 대신에, 이것을 테일러 전개하여 얻어지는, 오차가 적은 이하의 식 (5) 를 사용할 수도 있다.
θ≒γ＋[β1＋β2＋(d/r){sin(β1－α)＋sin(β2－α)}/2 … (5)
상기 식 (1)∼식 (7) 의 연산을 위한 라인 센서에서의 데이터 채취용의 웨이퍼 시트의 회전구동에는, 아날로그 회로식 제어수단을 적용할 수도 있지만, 360°를 4,000∼80,000 펄스로 분할하여 구동제어하는 디지털 회로식 제어수단을 사용할 수도 있다. 그리고 이 펄스 수는 고속화를 위해 수 펄스로 1 포인트로 구분하여 구동제어할 수도 있다.
본 발명에 사용하는 라인 센서는, 투과형이거나 반사형이어도 되지만, 미세 한 전기부품인 반도체 웨이퍼에 대해 악영향을 주지 않도록 하기 위해, 전자식이 아니라 광학식인 것이 바람직하다. 이 광학식 라인 센서로서는 수광소자의 수광창을 슬릿형상으로 한 것, 발광소자 또는 수광소자에 반원형 렌즈를 장착하여 집광하는 것, 레이저광을 사용하는 것, 적외광을 사용하는 것, CCD 수광소자를 사용하는 것 등의 공지된 라인 센서를 사용할 수 있다. 본 발명에서의 라인 센서의 광선은, 기준판에 대해 직각으로 조사시켜도 되지만, 투과형 센서를 사용하는 경우는, 발광소자로 반사광이 직접 돌아오면 간섭이 발생하여 광강도가 변화하는 등의 불안정함이 있는 등의 경우에는 직각에서 조금 어긋나게 해도 된다.
또 본 발명에서는, 원형 웨이퍼의 편심량과 수광량을 고정밀도로 대응시키는 교정수단을, 상기 연산수단 등의, 라인 센서의 데이터 처리를 실행하는 수단에 내장해도 된다. 또한 상기 회전 축선 둘레의 웨이퍼 시트의 회전 각도를 정확하게 검지하기 위해, 로타리 엔코더 등의 회전 각도 센서를 사용할 수도 있지만, 웨이퍼 시트의 회전구동에 스테핑 모터를 사용하는 경우는, 회전 각도 센서를 생략할 수 있다. 또한 웨이퍼 시트의 회전구동용 모터에는, 상기 스테핑 모터 외에, 직류 서보 모터, 교류 서보 모터 등의 공지된 모터를 사용할 수 있다.
또한 본 발명에서는, 상기 절결부가, 웨이퍼의 일부를 직선적으로 자른 오리프라 (오리엔테이션 플랫) 이더라도, 외주연의 일부에 반원형상으로 자른 노치이더라도, 이들의 양단을 검출하여 연산에 사용하므로 특별히 구별할 필요는 없다. 단, 오리프라의 경우는 절결부분이 커, 종래 장치의 방법에서는 오차가 커지기 쉬웠기 때문에, 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 방법은 정밀도를 내기 위해서는 특히 바 람직하다.
한편, 상기 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 방법을 사용하는 청구항 5 에 기재된 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 장치는, 라인 센서와, 웨이퍼를 얹을 수 있는 웨이퍼 시트와, 그 웨이퍼 시트를 2차원 또는 3차원 방향으로 이동시킬 수 있음과 동시에 소정의 회전 축선 둘레로 회전시킬 수 있는 웨이퍼 시트 구동 수단과, 연산수단을 구비하고, 상기 웨이퍼 시트 구동 수단에서의 상기 웨이퍼 시트의 회전 각도와 그 웨이퍼 시트에 얹혀진 원형의 웨이퍼 외주연의 상기 라인 센서에서의 검출결과에 의거하는 상기 연산수단에서의 웨이퍼의 중심점 위치 및 절결부 각도의 산출공정을 거쳐, 웨이퍼의 중심점을 소정 위치로 이동시킴과 동시에 그 웨이퍼의 절결부를 소정 방향을 향하게 하여 웨이퍼의 위치 결정을 실행하는 웨이퍼 위치 결정 장치에 있어서, 상기 웨이퍼 시트 구동 수단이, 상기 라인 센서의 중심부를 지나 그 연재방향으로 연재하는 직선 상에 상기 웨이퍼 시트의 회전 축선을 위치시켜, 상기 웨이퍼를 얹은 상기 웨이퍼 시트를 그 회전 축선 둘레로 회전시키고, 다시 상기 연산수단이 산출하는 회전 축선 위치 및 회전 각도에 상기 웨이퍼 시트의 회전 축선 위치 및 회전 각도가 일치하도록 상기 웨이퍼 시트를 이동 및 회전시켜 정지시키고, 상기 연산수단이, 상기 웨이퍼 시트의 회전 각도와, 그 웨이퍼 시트에 얹혀진 상기 웨이퍼 외주연의 상기 라인 센서에서의 검출결과에 의거하여, 상기 웨이퍼의 절결부 위치와, 상기 웨이퍼의 최대 편심반경 또는 최소 편심 반경을 구하고, 그 구한 결과로부터, 상기 웨이퍼의 중심점이 상기 소정위치에 위치하고 그 웨이퍼의 절결부가 상기 소정방향을 향할 때의 상기 웨이퍼 시트의 회전 축선 위치 및 회전 각도를 기하학적으로 산출하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 장치에 의하면, 상기 서술한 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 방법을 실행할 수 있으므로, 웨이퍼 교체나 회전 도중에서의 정지ㆍ재회전이라는 시간을 필요로 하는 동작공정이나, 연산수단에 부하를 가하는 대량의 데이터 처리공정을 불필요하게 할 수 있어, 종래보다 대폭 웨이퍼 위치 결정을 고정도화함과 동시에 시간을 단축할 수 있다.
또한 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 장치는, 웨이퍼 시트 구동 수단에서의 웨이퍼 시트의 이동이 2차원 (X－Y 축 방향), 3차원 (X－Y－Z축 방향) 의 어느 경우에도 적용할 수 있다. 즉, 예컨대 라인 센서의 중심부를 지나 그 센서의 연재방향으로 연재하는 직선의 연재방향을 Y축 방향으로 하면, 위치 결정을 위한 웨이퍼 시트 회전 축선의 연재방향은 Z축 방향, 웨이퍼 시트의 이동은 X－Y 축 평면상으로 할 수 있다. 그리고 웨이퍼의 탑재 혹은 취출 시, 웨이퍼 시트의 상하동이 필요하다면 웨이퍼 위치 결정 장치의 웨이퍼 시트 구동 수단을 Z축 방향으로 가동할 수도 있지만, 웨이퍼 반송 장치가 Z축 방향 가동이고 웨이퍼의 탑재ㆍ취출을 실행하는 경우는, 웨이퍼 위치 결정 장치의 웨이퍼 시트 구동 수단은 Z축 구동기구를 생략할 수 있다. 또한 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 장치는 도 5 에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 반송용의 아암 및 핑거와, 이들의 아암 및 핑거의 구동 수단을 구비할 수도 있다.
또 본 발명의 웨이퍼 처리 시스템은 도 1 에 나타내는 바와 같이, 상기 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 장치와, 웨이퍼 반송용의 아암 및 핑거와, 이들의 아암 및 핑거의 구동 수단을 구비하고, 상기 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 방법을 사용하는 웨이퍼 처리 시스템에 있어서, 상기 웨이퍼 위치 결정장치가 웨이퍼를 수취한 위치로부터 상기 웨이퍼 시트를 상승시켜 웨이퍼의 위치 결정을 실행하는 경우는, 상기 아암 및 핑거의 구동 수단은, 상기 핑거를, 상기 웨이퍼 시트에 웨이퍼를 인도한 위치에 대기시키고, 상기 웨이퍼 위치 결정 장치가 웨이퍼를 수취한 위치에 상기 웨이퍼 시트를 유지하여 웨이퍼의 위치 결정을 행하는 경우는, 상기 아암 및 핑거의 구동 수단은, 상기 핑거를, 상기 웨이퍼 시트에 웨이퍼를 인도한 위치의 아래 위치에 대기시키는 것임을 특징으로 한다.
이와 같은 웨이퍼 처리 시스템에 의하면, 핑거를, 웨이퍼 위치 결정 장치의 웨이퍼 시트에 웨이퍼를 인도한 후, 그 위치 또는 하방으로 조금 낮춘 위치에 대기시킴으로써, 웨이퍼 위치 결정 장치로 웨이퍼 반송용의 아암이 웨이퍼를 가지러 가는 시간을 생략할 수 있어, 보다 생산성의 향상에 기여할 수 있다.
한편 청구항 8 내지 13 에 기재된 본 발명에서는, 웨이퍼 위치 결정 장치가 라인 센서에서의 기준판의 2회 이상의 검출결과로부터 기하학적으로 웨이퍼 시트의 회전 축선을 위치 결정하도록 하여, 앞에 서술한 목적을 달성하고 있다.
즉, 청구항 8 에 기재된 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 장치의 웨이퍼 시트 회전 축선 위치 결정 방법은, 라인 센서와, 웨이퍼를 얹을 수 있는 웨이퍼 시트와, 그 웨이퍼 시트를 적어도 일차원 방향 즉 일차원 (예를 들면 X축), 이차원 (예를 들면 X축 및 Y축) 또는 삼차원 (예를 들면 X축, Y축 및 Z축) 방향으로 이동시킬 수 있음과 동시에 소정의 회전 축선 (예를 들면 θ축) 둘레로 회전시킬 수 있는 웨이 퍼 시트 구동 수단과, 연산수단을 구비하고, 상기 웨이퍼 시트의 회전 각도와 그 웨이퍼 시트에 얹혀진 원형의 웨이퍼 외주연의 상기 라인 센서에서의 검출결과에 의거하는 상기 연산수단에서의 웨이퍼의 중심점 위치의 산출공정을 거쳐, 상기 웨이퍼 시트 구동 수단으로 상기 웨이퍼의 중심점을 소정 위치로 이동시켜 상기 웨이퍼를 위치 결정하는 웨이퍼 위치 결정 장치에 있어서, 상기 산출공정에 앞서 상기 웨이퍼 시트의 회전 축선을 상기 라인 센서의 중심부를 지나 그 연재방향으로 연재하는 제1 직선 (예를 들면 Y축과 평행한 직선) 상에 위치 결정할 때에, 상기 웨이퍼 시트 구동 수단이, 기준판이 얹혀진 상기 웨이퍼 시트를, 상기 제1 축선과 직교하는 제2 축선 (예를 들면 X축) 상에서, 상기 라인 센서가 상기 제1 직선방향의 상기 기준판의 최외 외주연를 검출할 때의 상기 웨이퍼 시트의 회전 축선의 위치를 걸치는 2점 사이를 그 회전 축선이 꺽어 2회 이상 통과하도록 회전시키지 않고 이동시킴과 동시에, 상기 2점의 일방 또는 쌍방, 또는 상기 2점의 외측 점에서 꺽을 때에 상기 웨이퍼 시트를 상기 회전 축선 둘레로, 360°와 그 배수를 제외하는 임의의 각도로 회전시키고, 상기 연산수단이, 상기 웨이퍼 시트의 꺽임 이동에 의해 상기 기준판이 상기 라인 센서를 비회전상태에서 2회 이상 통과할 때에 그 라인 센서가 얻은 데이터와 상기 회전각에 의거하여 기하학적으로, 상기 제2 직선과 상기 제1 직선의 교점의 위치를 산출하고, 상기 웨이퍼 시트 구동 수단이, 상기 산출한 교점의 위치에 상기 회전 축선을 이동시켜 상기 제1 직선 상에 상기 회전 축선을 위치 결정하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같은 본 발명의 방법에 의하면, 기준판이 라인 센서를 비회전상태에서 2회 이상 통과하여 라인 센서가 상기 제1 직선방향의 기준판의 최외 외주연를 검출할 때의 각각의 웨이퍼 시트의 회전 축선의 위치와, 꺽임시의 웨이퍼 시트의 회전 축선 둘레의 회전 각도에 의거하는 기하학적 관계로부터, 웨이퍼 위치 결정 장치가 자동적으로 상기 제1 직선 상에 상기 회전 축선을 위치 결정하므로, 웨이퍼 시트의 회전 축선을 라인 센서 중심선 상에 정확하게 위치 결정할 수 있고, 그 후의 웨이퍼 위치 검출 작업에 의거하는 웨이퍼의 위치 결정 정밀도를 향상시킬 수 있음과 동시에, 웨이퍼 위치 결정 장치의 메인터넌스 프리화를 도모할 수 있다.
또한 상기 기준판으로서는, 원형, 육각형, 정방형, 장방형, 삼각형 등, 형상 및 치수가 이미 알려진 것이면 어떠한 외주형상의 판을 사용하여도 되지만, 계산이 간단하고, 연산수단으로의 부하가 적고, 계산속도가 빨라지는 원반이 바람직하다. 또 상기 2점 사이를 통과시키는 것은, 본래는 왕복의 2회로 충분하지만, 라인 센서에서의 검지가 불충분하여 다시 데이터를 채취할 필요가 있는 등의 경우에는, 3회 이상 통과시켜도 된다.
또 본 발명의 방법에 있어서는, 상기 기준판이 얹혀진 상기 웨이퍼 시트를 제2 직선 상의 꺽임점에서 상기 회전 축선 둘레로, 라인 센서가 기준판의 최외 외주연를 검출할 때에 웨이퍼 시트의 회전 축선의 위치가 변화하지 않는 360°와 그 배수를 제외하고, 임의의 각도로 회전시키는데, 그 각도는 90°또는 180°로 하는 것이 바람직하다. 즉 90°및 180°인 경우는, 후술하는 바와 같이 삼각함수의 계산이 필요없게 되기 때문에, 계산이 간단하고 연산수단으로의 부하가 적어, 계산속도가 빨라지므로 바람직하고, 이들 중 특히 180°인 경우는, 후술하는 바와 같이 라인 센서로 검지한 최외 외주연의 위치차의 계산도 필요없게 되므로, 가장 계산식이 단순하고 동일한 효과가 얻어져 매우 바람직하다.
여기에서 상기 기준판을 원형 웨이퍼 등의 이미 알려진 원반으로 한 경우, 라인 센서가 제1 직선방향의 그 원반의 최외 외주연을 검출할 때의, 그 원반의 최외 외주연의 위치는, 도 13 및 도 18 에 나타내는 바와 같이 상기 라인 센서의 하나의 정점이 가로지르는 원반 외주연의 2점 AB 사이 또는 CD 사이의 선분의 수직2등분선 EF 상에 있는 것으로 정할 수도 있다. 그리고 측정오차를 최소한으로 억제하기 위해서는, 상기 정점을 2 이상 설정하여 각각으로부터 구해지는 수직 2등분선의 위치를 평균화해도 되고, 또한 웨이퍼 최외 외주연을 직접 검출한 결과로부터 구한 중심선의 위치를 상기 평균화에 추가해도 된다.
원형 웨이퍼를 기준판으로서 사용하는 경우에는, 오리엔테이션 플랫이나 노치 등의 절결부를 라인 센서가 최외 외주연으로서 검출되지 않도록 할 필요가 있고, 제2 수직선 상에서의 원형 웨이퍼의 이동시에 절결부를 최외 외주연으로 하여 검출한 것이 라인 센서의 검출결과가 매끄럽지 않은 변화상태나 육안관찰 등에 의해 판명된 경우에는, 위치 결정 장치 상에서 웨이퍼를 적당한 각도로 회전시키는 등의 공지된 방법에 의해, 절결부를, 최외 외주연으로서 검출하지 않도록 라인 센서로부터 벗어나는 방향 등으로 자동적 혹은 인위적으로 이동시킨다.
본 발명에 사용하는 라인 센서는, 투과형이거나 반사형이어도 되지만, 미세한 전기부품인 반도체 웨이퍼에 대해 악영향을 미치지 않도록 하기 위해, 전자식이 아니라 광학식인 것이 바람직하다. 이 광학식 라인 센서로서는, 수광소자의 수 광창을 슬릿형상으로 한 것, 발광소자 또는 수광소자에 반원형 렌즈를 장착하여 집광하는 것, 레이저광을 사용하는 것, 적외광을 사용하는 것, CCD 수광소자를 사용하는 것 등의 공지된 라인 센서를 사용할 수 있다. 본 발명에서의 라인 센서의 광선은, 기준판에 대해 직각으로 조사시킬 수도 있지만, 투과형 센서를 사용하는 경우는, 발광소자로 반사광이 직접 돌아오면 간섭이 발생하여 광강도가 변화하는 등의 불안정함이 있는 등의 경우에는 직각에서 조금 어긋나게 해도 된다.
또 본 발명에서는, 기준판이나 위치 결정 대상으로서의 원반형상의 웨이퍼의 편심량과 수광량을 고정밀도로 대응시키는 교정수단을, 상기 연산수단 등의, 라인 센서의 데이터 처리를 실행하는 수단에 내장해도 되고, 또한 상기 회전 축선 둘레의 기준판의 회전 각도를 정확하게 검지하기 위해, 로타리 엔코더 등의 회전 각도 센서를 사용할 수도 있다.
본 발명의 위치 결정 방법은, 매회의 웨이퍼 위치 결정시마다 실행할 필요는 없고, 웨이퍼 위치 결정 장치의 조립후나 라인 센서의 교체후 등에 실행하도록, 웨이퍼 위치 결정 장치 중의 제어장치에 프로그램을 내장해 두면 좋다. 이와 같이 하면, 사고에 의해 라인 센서의 검지선이 어긋난 경우 등이더라도 이상 정지하지 않고 그대로 운전이 속행되어, 위치 결정 장치의 웨이퍼 시트 회전 축선의 최종 정지위치가 일정 기준내에 들어가지 않는 경우 등에, 제어장치가 자동적으로 웨이퍼 구동 수단과 연산수단에 본 발명의 위치 결정 방법을 실행시킬 수 있다. 또 위치 결정 장치의 이상 발견후, 복구의 제1 공정으로서 조작자 등의 지시로 실행시킬 수도 있다.
한편, 청구항 12 에 기재된 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 장치는, 라인 센서와, 웨이퍼를 얹을 수 있는 웨이퍼 시트와, 그 웨이퍼 시트를 적어도 일차원 방향 즉 일차원 (예를 들면 X축), 이차원 (예를 들면 X축 및 Y축) 또는 삼차원 (예를 들면 X축, Y축 및 Z축) 방향으로 이동시킬 수 있음과 동시에 소정의 회전 축선 (예를 들면 θ축) 둘레로 회전시킬 수 있는 웨이퍼 시트 구동 수단과, 연산수단을 구비하고, 상기 웨이퍼 시트의 회전 각도와 그 웨이퍼 시트에 얹혀진 원형 외주연의 상기 라인 센서에서의 검출결과에 의거하는 상기 연산수단에서의 웨이퍼의 중심점 위치의 산출공정을 거쳐, 상기 웨이퍼 시트 구동 수단으로 상기 웨이퍼의 중심점을 소정 위치로 이동시켜 상기 웨이퍼를 위치 결정하는 웨이퍼 위치 결정 장치에 있어서, 상기 웨이퍼 시트 구동 수단이, 기준판이 얹혀진 상기 웨이퍼 시트를, 상기 라인 센서의 중심부를 지나 그 연재방향으로 연재하는 제1 직선과 직교하는 제2 직선 (예를 들면 X축) 상에서, 상기 라인 센서가 상기 제1 직선방향의 상기 기준판의 최외 외주연을 검출할 때의 상기 웨이퍼 시트의 회전 축선의 위치를 걸치는 2점 사이를 그 회전 축선이 꺽여 2회 이상 통과하도록 회전시키지 않고 이동시킴과 동시에, 상기 2점의 일방 또는 쌍방, 또는 상기 2점의 외측의 점에서 꺽일 때에 상기 웨이퍼 시트를 상기 회전 축선 둘레로, 360°와 그 배수를 제외하는 임의의 각도로 회전시켜, 다시 상기 연산수단이 산출하는 상기 제2 직선과 상기 제1 직선의 교점의 위치로 상기 회전 축선을 이동시켜 상기 제1 직선 상에 상기 회전 축선을 위치 결정하고, 상기 연산수단이, 상기 웨이퍼 시트의 꺽임 이동에 의해 상기 기준판이 상기 라인 센서를 비회전상태에서 2회 이상 통과할 때에 그 라인 센서가 얻은 데이터와 상기 회전각에 의거하여 기하학적으로, 상기 제2 직선과 상기 제1 직선의 교점의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같은 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 장치에 의하면, 상술한 본 발명의 웨이퍼 시트 회전 축선 위치 결정 방법을 실행할 수 있으므로, 웨이퍼 시트의 회전 축선을 라인 센서 중심선 상에 정확하게 위치 결정할 수 있어, 그 후의 웨이퍼 위치검출작업에 의거하는 웨이퍼의 위치 결정 정밀도를 향상시킬 수 있음과 동시에, 웨이퍼 위치 결정 장치의 메인터넌스 프리화를 도모할 수 있다.
그리고 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 장치에 있어서도, 상기 웨이퍼 시트 구동 수단이 상기 회전시키는 각도를 90°또는 180°로 하면, 후술하는 바와 같이 삼각함수의 계산이 필요없게 됨과 동시에, 특히 180°인 경우에는 최외 외주연의 위치차의 계산도 필요없게 되기 때문에, 계산이 간단하여 연산수단으로의 부하가 적고, 게산속도가 빨라지므로 바람직하다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 방법의 일 실시예 및 본 발명의 웨이퍼 시트 회전 축선 위치 결정 방법의 일 실시예를 사용한, 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 장치의 일 실시예를 삽입한 웨이퍼 처리 시스템을 나타내는 일부 절결 사시도이다.
도 2 는 상기 실시예의 웨이퍼 위치 결정 장치를 커버를 제외한 상태로 나타내는 사시도이다.
도 3 은 상기 실시예의 웨이퍼 위치 결정 장치의 평면도이다.
도 4 는 라인 센서의 배치가 상이한, 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 장치의 다른 일 실시예의 평면도이다.
도 5(A),(B) 및 (C) 는, 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 장치 또 다른 일 실시예를 나타내는 평면도, 정면도 및 측면도이다.
도 6 은 상기 실시예의 웨이퍼 위치 결정 방법 및 스핀들의 회전 축선에 대한 웨이퍼 중심점의 위치 및 노치나 오리프라의 방향을 구하는 기하학적 방법을 나타내는 설명도이다.
도 7 은 도 6 의 중심부근을 확대한 설명도이다.
도 8 은 상기 실시예의 웨이퍼 위치 결정 방법에 있어서 스핀들의 회전 축선에 대한 노치나 오리프라의 방향을 구하는 기하학적 방법을 나타내는 다른 설명도이다.
도 9 는 오리프라를 가진 웨이퍼 외주연부가 그리는 실측선과 원반이 그리는 이론선을 나타내는 편심반경과 회전 각도의 관계선도이다.
도 10 은 상기 실시예의 웨이퍼 위치 결정 방법의 순서를 나타내는 플로우차트이다.
도 11 은 상기 실시예의 장치에서의, 회전 각도가 180°인 경우의 실시예의 방법에서의 동작상태를 나타내는 설명도이다.
도 12 는 상기 실시예의 장치에서의, 회전 각도가 180°인 경우의 실시예의 방법에서의 동작상태를 나타내는 설명도이다.
도 13 은 꺽임점에서 임의의 각도 회전시킨 경우의, 왕복시의 라인 센서가 가장 차광되는 위치를 나타내는 설명도이다.
도 14 는 상기 실시예의 장치에서의, 회전 각도가 90°인 경우의 실시예의 방법에서의 동작상태를 나타내는 설명도이다.
도 15 는 상기 실시예의 장치에서의, 회전 각도가 90°인 경우의 실시예의 방법에서의 동작상태를 나타내는 설명도이다.
도 16 은 상기 실시예의 장치에서의, 회전 각도가 180°인 경우의 실시예의 방법의 순서를 나타내는 플로우차트이다.
도 17 은 상기 실시예의 장치에서의, 회전 각도가 90°인 경우의 실시예의 방법의 순서를 나타내는 플로우차트이다.
도 18 은 라인 센서가 제1 직선방향의 원반의 최외 외주연을 검출하기 위한 다른 방법을 나타내는 설명도이다.
도 19 는 종래의 장치에서의 웨이퍼 위치 결정 방법을 나타내는 설명도이다.
도 20 은 다른 종래의 장치에서의 웨이퍼 위치 결정 방법을 나타내는 설명도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하 본 발명의 실시형태를 실시예에 의해, 도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 여기에 도 1 은 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 방법의 일 실시예를 사용한, 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 장치의 일 실시예를 삽입한 웨이퍼 처리 시스템을 나타내는 일부 절결사시도이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이 여기에서의 웨이퍼 위치 결정 장치 (1) 는, 공업용 로봇 등으로 이루어지는 통상의 웨이퍼 반송 장치 (40) 와, 웨이퍼의 에칭처리 등을 실행하는 통상의 웨이퍼 처리 장치 (30) 에 인접하여 형성되어 이들과 함께, 본 발명의 웨이퍼 처리 시스템의 일 실시예의 웨이퍼 처리 시스템 (50) 을 구성하고, 웨이퍼 (21) 가 선반처럼 수납되어 있는 청정용기인 웨이퍼 카세트 (20) 내로부터 웨이퍼 반송 장치 (40) 에 의해 웨이퍼 처리 장치 (30) 로 웨이퍼 (21) 를 이송할 때에 웨이퍼 (21) 의 방향과 중심점 위치와의 위치 결정을 실행하는 것이다.
이들 웨이퍼 반송 장치 (40), 웨이퍼 처리 장치 (30) 및 웨이퍼 위치 결정 장치 (1) 는 각각, 예를 들면 컴퓨터를 갖는 도시하지 않은 통상의 제어장치를 구비하고 있고, 이 웨이퍼 처리 시스템 (50) 은, 이들의 제어장치를 제어하여 웨이퍼 반송 장치 (40) 와 웨이퍼 처리 장치 (30) 와 웨이퍼 위치 결정 장치 (1) 를 협조 작동시키기 때문에, 이것도 예를 들면 컴퓨터를 갖는 도시하지 않은 상위의 제어장치도 구비하고 있다. 또한 이들 웨이퍼 반송 장치 (40), 웨이퍼 처리 장치 (30) 및 웨이퍼 위치 결정 장치 (1) 가 놓여진 영역을 커버로 구분하고, 그 커버의 천정부에 팬 필터 유닛을 설치함으로써, 그 커버내에 일반적으로 미니 인바이로먼트라 불리는 고청정영역을 형성하여, 웨이퍼상으로의 이물의 부착을 방지할 수도 있다.
상기 실시예의 웨이퍼 위치 결정 장치 (1) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이 그 장치 (1) 의 상부에, 웨이퍼 임시 탑재대 (7) 가 수직 설치된 상면 플레이트 (15) 를 구비함과 동시에, 그 장치 (1) 의 하부에, 서로 직교하는 직선이동기구인 X축 이동기구 (2) 와 Y축 이동기구 (3) 를 구비하고 있고, 이들 X축 이동기구 (2) 및 Y축 이동기구 (3) 에 의해, 상면 플레이트 (15) 의 하방에 배치된 브라켓 (18) 을 수평의 XY 평면 상에서 이동가능하게 되어 있다. 또 상기 실시예의 웨이퍼 위치 결정 장치 (1) 는, 그 브라켓 (18) 상에 승강기구 (9) 를 통해 지지된, 웨이퍼를 회전시키기 위한 모터 (8) 를 구비하고 있고, 그 모터 (8) 의, 회전 축선이 수직방향인 Z축 방향으로 연재하는 출력축은, 웨이퍼를 수평하게 얹은 웨이퍼 시트로서의 스핀들 (16) 의 하부에 설치된 회전축 (19) 에 직접적으로 결합되어 있다.
X축 이동기구 (2) 는, 베이스 (22) 상에 고정된 모터 (10) 와, 도 2 에서는 좌측 안측으로부터 우측 바로 앞에 걸쳐 축선이 연재하는 자세로 양 단부를 베이스 (22) 에 회전가능하게 지지되어, 상기 모터 (10) 에 의해 직접적으로 회전구동되는 볼나사축 (11) 과, 그 나사축 (11) 에 나사결합되어 그 나사축 (11) 의 회전에 의해 도 2 에서는 좌측 안측으로부터 우측 바로 앞에 걸쳐 연재하는 X축 방향으로 이동하는 볼너트 (12) 와, 베이스 (22) 상에 고정되어 그 X축 방향의 직선이동을 안내하는 슬라이드 가이드 (13) 와, 그 슬라이드 가이드 (13) 를 따라 슬라이딩하는 슬라이드 베어링 (14) 과, 상기 볼너트 (12) 와 상기 슬라이드 베어링 (14) 을 고정된 대략 직방체형상의 이동 블록으로 구성되어 있다.
또 상기 X축 방향과 직교하는 Y축 이동기구 (3) 는, X축 이동기구 (2) 와 동일하게, 상기 이동 블록 상에 고정된 모터 (10) 와, 도 2 에서는 좌측 바로앞부터 우측 안측에 걸쳐 축선이 연재하는 자세로 양 단부를 상기 이동블록에 회전 가능하게 지지되어, 상기 모터 (10) 에 의해 직접적으로 회전구동되는 볼나사축 (11) 과, 그 나사축 (11) 에 나사결합되어 그 나사축 (11) 의 회전에 의해 도 2 에서는 좌측 바로 앞에서 우측 안측에 걸쳐 연재하는 Y축 방향으로 이동하는 볼너트 (12) 와, 상기 이동 블록 상에 고정되어 그 Y축 방향의 직선 이동을 안내하는 슬라이드 가이드 (13) 와, 그 슬라이드 가이드 (13) 를 따라 슬라이딩하는 슬라이드 베어링 (14) 과, 상기 볼너트 (12) 와 상기 슬라이드 베어링 (14) 이 고정된 상기 브라켓 (18) 으로 구성되어 있다.
그리고 승강기구 (9) 는, 상기 X축 구동기구 (2) 및 Y축 구동기구 (3) 와 동일하게 구성되고, 회전축 (19) 을 통해 스핀들 (16) 을 지지하는 모터 (8) 를 Z축 방향 이동 즉 승강시킬 수 있고, 그 스핀들 (16) 은, 그곳에 수평하게 놓여진 웨이퍼를 흡착지지하기 위한 다수의 진공구멍 (17) 을 갖고 있다. 따라서 이들 X축 구동기구 (2), Y축 구동기구 (3), 승강기구 (9) 및 모터 (8) 는, 웨이퍼 시트 구동 수단을 구성하고 있다.
도 3 은 상기 실시예의 웨이퍼 위치 결정 장치 (1) 를 상측에서 본 상태에서 나타내는 평면도이고, 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이 이 실시예의 장치 (1) 는, 상면 플레이트 (15) 의 절결된 일부에, 스핀들 (16) 상의 웨이퍼 (21) 의 주변부를 상하로부터 끼우듯이 라인 센서 (4) 를 구비하고, 이 라인 센서 (4) 는 직선형상의 발광부를 갖는 투광기 (5) 와, 직선형상의 수광부를 갖는 수광기 (6) 를, 웨이퍼 (21) 의 하방과 상방에 서로 대향하는 배치로 갖고 있고, 그 발광부 및 수광부의 연재방향은, X축 방향 이동기구 (2) 에 의한 스핀들 (16) 나아가서는 웨이퍼 (21) 의 이동방향으로 수직이 되도록 설정되어 있다. 이 라인 센서 (4) 는, 스핀들 (16) 의 회전 축선에 대한 웨이퍼 외주연의 편심량을, 하방의 투광기 (5) 로부터 발광부를 따라 조사되는 레이저광이나 LED광 등의 공지된 광이 웨이퍼로 차광될 때의 차광길이 (1차원량) 로서, 투광기 (5) 에 대향하여 장착된 수광기 (5) 로 측정하는 것으로, 수광기 (6) 에 의한 측정값은, X축 이동기구 (2) 의 하방에 위치하는 베이스 (22) 내에 수용된 연산수단으로서의, 이 실시예의 장치 (1) 의 제어장치 (24) 에 신호로서 전달된다.
도 4 는 라인 센서 (4) 가 상면 플레이트 (15) 의 측부를 따라 부착된, 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 장치의 다른 일 실시예를 상측에서 본 상태에서 나타내는 평면도이다. 도 3 또는 도 4 에 나타내는 웨이퍼 위치 결정 장치 (1) 에 있어서, 웨이퍼 (21) 는 일반적으로는, 스핀들 (16) 상에 그 스핀들 (16) 의 회전 축선에 대해 편심하여 웨이퍼 반송 장치 (40) 에 의해 탑재되므로, 웨이퍼 위치 결정 장치 (1) 는, 스핀들 (16) 상의 웨이퍼 (21) 를 회전시켜 편심량을 검출하고, 상기 제어장치 (24) 에 의해, 적절한 웨이퍼 중심점 위치에 웨이퍼 (21) 의 실제의 중심점 위치가 위치하도록 웨이퍼 (21) 를 수평이동시킴과 동시에, 적절한 절결부 위치에 실제의 절결부 위치가 위치하도록 웨이퍼 (21) 를 회전시킨다.
도 5(A), (B) 및 (C) 는, 본 발명의 웨이퍼 위치 결정 장치의 또 다른 일 실시예를 나타내는 평면도, 정면도 및 측면도이고, 이 실시예의 웨이퍼 위치 결정 장치 (1) 는 앞의 실시예와 동일한 구성을 구비함과 동시에, 웨이퍼 반송용의 암 (42) 및 핑거 (41) 와, 이들의 아암 (42) 및 핑거 (41) 를 통상의 웨이퍼 반송 장치 (40) 와 동일하게 수평하게 2차원적으로 움직이게 하는, 아암 및 핑거의 구동 수단으로서의 도시하지 않은 통상의 구동기구를 구비하고, 그곳에서의 웨이퍼의 수 수(授受)는, 도시한 바와 같이 웨이퍼 시트로서의 스핀들 (16) 이 상기 승강기구로 구동되어 상하이동하여 실행한다.
도 6 및 도 7 은, 상기 실시예의 상기 실시예의 위치 결정 방법에 있어서 스핀들 (16) 의 회전 축선 (B) 에 대한 웨이퍼 중심점 (O) 의 위치 및 노치 또는 오리프라의 방향을 구하는 기하학적 방법을 나타내는 설명도이고, 이들 도면에서의 기호는 다음과 같다.
O : 웨이퍼의 중심
B : 스핀들 (16) 의 회전 축선
C : 웨이퍼의 노치 혹은 오리프라의 중심
D : 스핀들 (16) 의 회전 축선에서 본, 웨이퍼에 대한 라인 센서 (4) 의 상대회전전의 초기의 라인 센서 (4) 의 중앙부의 연재방향. 이하 이 방향을 「기준방향」이라고 한다. 또 초기에 이 연재방향으로 연재되어, 라인 센서 (4) 의 상대회전에 수반하여 웨이퍼에 대해 회전하는 직선을 「기준선」이라고 한다.
E : 스핀들 (16) 의 회전 축선에서 보아, 편심반경 (스핀들 (16) 의 회전 축선과 웨이퍼의 외주연과의 거리) 이 최대 또는 최소가 되는 방향.
F : 노치를 지정한 방향 (소정방향) 을 향했을 때의, 스핀들 (16) 의 회전 축선에서 본 라인 센서 (4) 의 방향.
G : 웨이퍼 상으로부터 라인 센서 (4) 를 본, 웨이퍼에 대해 라인 센서 (4) 가 상대회전하는 것으로 생각하는 방향.
상기 웨이퍼 위치 결정 장치의 연산수단으로서의 제어장치가 미리 부여된 프 로그램에 의거하여 실행하는 상기 실시예의 웨이퍼 위치 결정 방법의 순서에 대해, 도 10 에 나타내는 플로우차트를 참조하여 설명한다. 여기에서는 먼저, 스텝 S1 에서, 절결부의 정지각도를 입력하여 지정하고, 이어서 스텝 S2 에서, 웨이퍼 반송 장치 (1) 또는 도 5 에 나타내는 웨이퍼 위치 결정 장치 등의 핑거에 의해, 웨이퍼 위치 결정 장치 (1) 의 스핀들 (16) 상에 웨이퍼를 탑재하고, 이와 동시에 스핀들 (16) 로 웨이퍼를 흡착지지한다. 이 때 웨이퍼의 중심점이 스핀들 (16) 의 회전 축선 상에 있는 것이 바람직하지만, 자세히 보면 통상적으로는 편심되어 있다.
이어서 여기에서는, 스텝 S3 에서, 상기 제어장치의 지시에 의거하여 모터 (8) 로 구동되어 스핀들 (16) 이 회전을 개시하고, 스핀들 (16) 상에 탑재된 웨이퍼의 외주연부에 의해 라인 센서 (4) 가 차광되고, 라인 센서 (4) 는, 상기 제어장치에 차광량의 정보를 전기신호로써 전달한다. 이에 의해 상기 제어장치는, 그 웨이퍼 외주연부가 미리 결정해 놓은 측정가능한 범위내에 있는지의 여부를 확인하고, 없으면 변경하여 적정 위치에 웨이퍼를 바꿔 놓고, 측정가능한 범위내에 있으면 기준이 되는 시점 데이터를 채취하여 다음으로 진행한다.
다음의 스텝 S4 에서는, 상기 제어장치가 모터 (8) 에 의해 스핀들 (16) 을 회전시키고, 그 동안 라인 센서 (4) 를 동작시켜 웨이퍼에 의한 차광량을 전기신호로 변환하고, 최대 또는 최소의 편심반경 Lm 과, 거기까지의 각도 α와, 오리프라 또는 노치의 양 단부의 각도 β1, β2 를 산출하기 위한 데이터를 라인 센서 (4) 는 측정하여 상기 제어장치로 보낸다. 이에 의해 상기 제어장치는, 스텝 S5 에서, 전술한 식 (1) 부터 식 (7) 까지 필요한 데이터가 갖추어졌는지 여부를 확인하고, 갖추어 있지 않은 경우는 스텝 S4 에서 다시 데이터를 취득하고, 갖추어져 있으면 다음으로 진행한다.
다음의 스텝 S6 에서는, 상기 제어장치가, 라인 센서 (4) 로부터 보내온 데이터와, 모터 (8) 에 의한 스핀들 (16) 의 회전 각도에 의거하여, 식 (1) 로부터 편심량 d 를 산출하고, 식 (6), 식 (7) 로부터 각도 β1, β2 를 각각 산출하고, 이어서 식 (2) 로부터 회전 각도 θ, 식 (3) 으로부터 X축 방향 이동거리 ΔX, 식 (4)로부터 Y축 방향 이동거리 ΔY 를 각각 산출한다. 그리고 그 후는 스텝 S7 에서, 상기 제어장치가 X축 구동기구 (2), Y축 구동기구 (3) 및 모터 (8) 에 지시를 하여, 이들 구동기구 (2, 3) 및 모터 (8) 는, 이 지시에 따라 스핀들 (16) 의 회전 축선이 소정 위치 (웨이퍼 반송 장치 (40) 로의 웨이퍼 인도 위치) 에 위치하도록 스핀들 (16) 을 이동시킴과 동시에 스핀들 (16) 의 회전을 지정각도에서 중단시켜 웨이퍼의 절결부를 소정 방향을 향하게 하여 위치 결정동작을 종료한다.
상기 스텝 S6 에서의 산출방법을 상세하게 설명하면, 도 6 에서, 기준선 D 즉, 모터 (8) 가 동작을 개시하는 위치에서의 라인 센서 (4) 와 웨이퍼의 외주연부와의 교점 A0 과 회전 축선 (B) 을 연결한 선으로부터, 모터 (8) 가 동작을 개시하여 도시하지 않은 미소각 λ마다 라인 센서 (4) 가 웨이퍼의 외주연을 측정하고, 그 때의 라인 센서 (4) 와 웨이퍼 외주연의 교점을 순서대로 A1 내지 An 으로 한 다. 그리고 스핀들 (16) 의 회전 축선 (B) 으로부터 상기 A0∼An 까지의 각각의 거리를 편심반경 L0∼Ln 으로 환산한다. 회전 각도 θ란, 웨이퍼가 최초에 스핀들 (16) 상에 놓여진 위치에서 스핀들 (16) 의 회전 축선 (B) 을 지남과 동시에 라인 센서 (4) 의 중앙부를 지나 그 연재방향으로 연재하는 기준선이, 웨이퍼 시트 나아가서는 웨이퍼의 회전에 수반하여 웨이퍼에 대해 회전하여 최종적으로 정지해야 하는 위치 (절결부가 소정 방향으로 향할 때의 위치) 에서, 라인 센서 (4) 의 중앙부를 지나 그 연재방향으로 연재하는 직선을 이루는 각도를 말한다.
상기 제어장치는, 웨이퍼의 편심반경 L0∼Ln 의 정보를 축적 및 연산함과 동시에, 라인 센서 (4) 가 검출한 노치 또는 오리프라의 위치 β1, β2 를 산출하여 기억한다. 상기 제어장치는, 노치 또는 오리프라의 위치 이외에서의 최대 또는 최소의 편심반경 Lm 으로부터 편심 중심 (웨이퍼 시트 회전 축선) 과 웨이퍼 중심점과의 어긋남 거리 (편심거리 ; d) 를 산출하고, 그 때의 회전 각도 α를 구한다. 여기에서 최대 편심반경의 경우는 d 가 양으로 되고, 최소 편심반경의 경우는 d 가 음으로 되는데, 어느 하나를 검출하면 충분하다.
최대 또는 최소의 편심 웨이퍼 외주점 Ae 를 검출하는 방법은, 일정 미소각도 λ마다의 측정값 L0 내지 Ln 중에서 최대 또는 최소에 편심되어 있는 측정값과 그 때의 Ae 를 선출함으로써 얻어진다. 즉, 웨이퍼의 중심점 (O) 과 회전 축선 (B) 은 편심반경이 최대 또는 최소를 이루는 직선 E 상에 위치한다. 또 웨이퍼 의 편심거리 (편심량 ; d) 를 산출하는 방법은, 이전의 측정치 L0 내지 Ln 중에서 선출한 최대 또는 최소에 편심되어 있는 측정치 Lm 은 측정점 Ae 에 있어서 나타나므로, 이것을 이미 알려진 웨이퍼 반경 r 과 비교하여, 편심량 d 를 그 차 d＝Lm－r 로 하여 산출한다. 또한 검출한 최대의 편심 웨이퍼 외주점의 전후에서의 측정치의 변화로부터 그 최대의 편심 웨이퍼 외주점이 절결부에 있는 것으로 판명된 경우에는 최소의 편심 웨이퍼 외주점의 측정치를 이용하여 편심량 d 를 산출하고, 반대로 검출한 최소의 편심 웨이퍼 외주점의 전후에서의 측정치의 변화로부터 그 최소의 편심 웨이퍼 외주점이 절결부에 있는 것으로 판명된 경우에는 최대의 편심 웨이퍼 외주점의 측정치를 이용하여 편심량 d 를 산출한다.
웨이퍼의 인도 위치로의 이동거리는, 회전 축선 (B) 와 웨이퍼의 중심점 (O) 와의 어긋남인 편심량 d 로부터 구한다. XY 좌표계 상의 위치로서, 회전 축선 B 의 좌표를 (Xb, Xb) 로 하고, 웨이퍼의 중심점 (O) 의 좌표를 (X0, Y 0) 로 했을 때, 편심량 d 는 다음과 같이 나타난다.
ΔX＝Xb－Xo＝dsin(θ－α) … (3)
ΔY＝Yb－Yo＝dcos(θ－α) … (4)
로 나타난다. 웨이퍼 반송 장치 (40) 로의 인도시에, 웨이퍼 위치 결정 장치 (1) 가 웨이퍼의 중심점을 이동시키는 거리는, 상기 식 (3), 식 (4) 와 같다. 실제동작으로서는, 인도를 위해 웨이퍼 중심점의 좌표위치 (X0, Y0) 를 라인 센서의 정면에 위치조정하기 위해, 회전 축선 (B) 은 좌표 (Xb, Yb) 에 이동된다.
Xb＝Xo－dsin(θ－α)
Yb＝Yo－dcos(θ－α)
다음에 라인 센서 (4) 로부터 얻어진 측정치 정보군에 의거하여, 오리프라 혹은 노치의 위치를 산출하기 위한 방법을, 도 8 의 절결부가 없는 원반 (21b) 을 참고로 설명한다. 회전 축선 (B) 부터 외주연 (A) 까지의 이론거리를 Lt 으로 하면 기하학적으로
r2＝(Ltcosρ－d)2＋(Ltsinρ)2
＝d2＋Lt 2－2dLtcosρ
로 나타나고, Lt 에 대해 풀면
Lt＝dcosρ＋(r2－d2 sin2ρ)1/2
가 된다. 이 이론식을 도시한 것이 도 9 이다.
실제의 웨이퍼의 L (측정치) 은 절결부 (21a) 에서 이론치와 다르므로, Lt≠L 이 되는 점을 라인 센서 (4) 로 검출한 정보군에서 선출한다. 그 점의 존재범위의 시점과 종점이, 도 6 의 절결부의 단점 H, I 로서 인식되고, 이들 각도를 β1, β2 로 한다. 즉 시점에서는 ΔL1＝Lt－L 이 0 에서 양으로 변했을 때의 0 에서의 각도 β1 을 구하고, 종점에서의 ΔL2＝Lt－L 이 양에서 0 으로 변했을 때의 0 에서의 각도 β2 를 구한다.
절결부 양단에서의 ρ＝β1－α또는 ρ＝β2－α이기 때문에, 식 (6), 식 (7) 이 도입된다.
ΔL1＝[dcos(β1－α)＋(r2－d2sin2(β1－α)} 1/2]－L … (6)
ΔL2＝[dcos(β2－α)＋(r2－d2sin2(β2－α)} 1/2]－L … (7)
다음에 오리프라, 노치 등의 절결부의 올바른 중심방향을 이론적으로 도입한다. 상기 제어장치는, 오리프라, 노치 등의 절결부분의 시점과 종점이, 회전전의 기준선으로부터 β1, β2 만큼 회전한 위치에 있는 것으로 인식하고 있는 것과, 회전 축선 (B) 과 웨이퍼의 중심점 (O) 사이의 어긋남의 편심량 (d) 을 고려한다. 지정된 웨이퍼의 오리프라 방향각도 γ는, 도 6 의 OF' (이점쇄선) 방향으로, 회전 축선 (B) 에서 보면 그것에 평행한 BF 의 방향으로 된다. 그 각도 산출방법에 대해 도 6 및 그 확대도인 도 7 을 참조하여 설명한다. 죽, 직선 F 는 지정된 오리프라 방향까지 회전 축선 (B) 를 중심으로 웨이퍼가 회전했을 때, 회전 축선 (B) 에서 보아 라인 센서 (4) 가 있는 방향이다.
도 7 에 나타낸 바와 같이 γ는 웨이퍼의 중심점 (O) 과 오리프라의 중점 C 를 지나는 직선과 직선 F 가 이루는 각도로서, 전술한 바와 같이 미리 지정된 이미 알려진 각도이다. 또 β는 웨이퍼의 중심점 (O) 과 오리프라의 중점 C 를 지나는 직선이, 회전 축선 (B) 과 웨이퍼 중심점 (O) 을 지나는 직선이 이루는 각도로서, 측정치에 의거하여 산출된다. 도 6 및 도 7 중,
∠JOM＝∠KOM＝ε인 것으로부터, ΔOJK 에 있어서 β는,
β＝ε＋δ1 … (10)
δ2＝ε＋β … (11)
식 (10) 에서 식 (11) 을 빼면
β＝(δ1＋δ2)/2 … (12)
으로 표시되고, β는 δ1, δ2 의 평균값이다.
또 도 7 의 δ1, δ2 는 도 6 에서의 ΔBHJ 와 ΔBIK 로부터
δ1＝β1＋Φ1 … (13)
δ2＝β2＋Φ2 … (14)
또한 ΔBOH 에 있어서,
Φ1 은 sinΦ1/d=sin(β1－α)/r
ΔBIO 에 있어서,
Φ2 는 sinΦ2/d=sin(β2－α)/r 로부터
Φ1＝arcsin{(d/r)sin(β1－α)} … (15)
Φ2＝arcsin{(d/r)sin(β2－α)} … (16)
이들 식 (15), 식 (16) 을, 식 (13), 식 (14) 에 각각 대입하여,
δ1＝β1＋arcsin{(d/r)sin(β1－α)} … (17)
δ2＝β2＋arcsin{(d/r)sin(β2－α)} … (18)
식 (12) 와 식 (17) 과 식 (18) 로부터
β＝[β1＋β2＋arcsin{(d/r)sin(β1－α)}
＋arcsin{(d/r)sin(β2－α)}]/2 … (19)
각도 θ＝β＋γ이기 때문에 식 (19) 로부터,
θ＝γ＋[β1＋β2＋arcsin{(d/r)sin(β1－α)}
＋arcsin{(d/r)sin(β2－α)}]/2 … (2)
가 구해진다.
여기에서 산출처리시간을 단축하기 위해 근사를 실행해도 된다. 식 (2) 를 테일러 전개하면, d/r 은 미소하기 때문에 2차항 이후를 생략하면,
θ≒γ＋[β1＋β2＋(d/r){sin(β1－α)＋sin(β2－α)}]/2 … (5)
으로 산출되고, 각도 θ만큼 웨이퍼를 회전시킴으로써 오리프라나 노치를 지정각도로 향하게 하는 것이 가능해진다. 이 식 (5) 의 근사에 의한 오차는, 300㎜ 웨이퍼에 있어서, d 가 2㎜ 일 때 θ의 편차가 0.00009°정도, d가 5㎜ 일 때에도 θ의 편차가 0.0002°정도이기 때문에, 식 (5) 는 근사하더라도 오차가 매 우 적어 실용상 전혀 문제없다.
이상으로 상기 제어장치의 일련의 웨이퍼 위치 결정 연산 작업이 웨이퍼 회전중에 종료하게 되어, 상기 제어장치는, X, Y축 이동기구 (2, 3) 및 모터 (8) 에 명령신호를 발신하고, 식 (2) 또는 식 (5) 에 의해, 스핀들 (16) 을 θ만큼 회전시켜, 식 (3), 식 (4) 에 의해, 스핀들 (16) 을 이동시켜 회전 축선 (B) 을 좌표 (Xb, Yb) 로 이동시켜, 그곳에서 이동 및 회전을 정지시킨다. 정지전의 3개의 동작은 동시에 실행하는 것이 바람직하지만, 임의의 순번으로 실행해도 된다.
그 후, 상기 제어장치는, 흡착용 진공을 정지시키고, 웨이퍼는 웨이퍼 반송 장치 (40) 의 핑거에 인도되어 웨이퍼 처리 장치 (30) 나 청정용기 (20) 등으로 반송된다. 이에 의해 웨이퍼의 중심점이 웨이퍼 반송 장치 (40) 로의 웨이퍼 인도 위치에 이동되고, 웨이퍼의 오리프라나 노치의 방향은 지정된 각도를 향한다. 이 일련의 순서에 의해 매우 고속으로, 또한 정확하게 웨이퍼 위치 결정 동작을 실행하여 종료한다.
이렇게 하여 상기 실시예의 방법 및 장치에 의하면, 원형 웨이퍼의 편심회전의 이론식과, 웨이퍼 외주연부에 있는 오리프라나 노치 중심의 이론적 위치를 처음으로 도입하고, 매우 정확하게 위치 결정할 수 있었다. 또 일부 이론식 대신에 근사식을 사용해도 오차가 매우 적어 실용상 전혀 문제가 없는 것도 알 수 있었다. 또한 웨이퍼 회전 중에, 최대 또는 최소의 어느 쪽의 편심반경과 그 때의 각도, 오리프라나 노치의 양 단부의 각도 데이터만을 구하므로, 웨이퍼 1회전 미만으로 채 취할 수 있다. 예컨대 도 9 의 예와 같이 최대치와 오리프라가 110°정도로 나타나면, 120°회전에서 데이터의 채취는 종료된다. 따라서 회전중에 연산하는 것이 끝나고, 지정각도로 회전시키는 것도 1회전 이내이므로, 매우 단시간에 위치 결정할 수 있게 되었다. 물론 위치 결정 동작중의 웨이퍼 교체도 불필요하다. 이에 의해 스핀들 회전개시부터, 종래의 2분의 1 내지 3분의 1인 불과 1.5 내지 1.7초의 위치 결정 시간을 달성할 수 있었다.
그러나 라인 센서 (4) 의 발광부 및 수광부의 연재방향은 X축 이동기구 (2) 에 의한 스핀들 (16) 나아가서는 웨이퍼 (21) 의 이동방향과 원칙적으로 수직이 되도록 설정되어 있다. 그러나 라인 센서 (4) 의 교환후나 이동기구 (2, 3) 의 고장수리후 등의 경우에는, 라인 센서 (4) 의 발광부 및 수광부의 연재방향이나 위치는 본래의 상태에서 어긋나 있을 가능성이 있으므로, 위치 결정 정밀도를 향상시키기 위해, 상기와 같은 경우에는, 스핀들 (16) 상에 탑재된 웨이퍼 (21) 의 위치 결정을 실행하기 전에, 상기 실시예의 웨이퍼 시트 회전 축선 위치 결정 방법으로 도 16 의 플로우차트에 나타내는 순서에 따라 스핀들 (16) 의 회전 축선의 위치 결정 작업을 실행하고, 스핀들 (16) 의 회전 축선을, 라인 센서 (4) 의 수광부의 중심부를 지나 그 연재방향으로 연재하는, X축으로의 수직선 (Y축에 평행한 직선) 상에 정확하게 위치시킨다.
도 16 에 나타내는 순서은, 상기 실시예의 웨이퍼 위치 결정 장치 (1) 의 제어장치 (24) 가 미리 부여된 프로그램에 의거하여 실행하는 것으로, 여기에서는 약간의 절결부를 가진 실질상 원반인 웨이퍼 (21) 가 기준판으로 사용되고, 먼저 스 텝 S11 에서, 카세트 (20) 로부터 웨이퍼 반송 장치 (40) 에 의해 취출되어 이송된 웨이퍼 (21) 가, 스핀들 (16) 상에 놓여지고, 그 스핀들 (16) 에 흡착지지된다. 이 때, 웨이퍼 위치 결정 장치 (1) 의 X축 방향 이동기구 (2), Y축 방향 이동기구 (3) 모두 스핀들 (16) 의 회전 축선을 도 11 에 나타내는 좌표계의 원점인 X축 상의 X0 에 위치시켜, 여기를 시점 X0 (0, 0) 으로 표기한다. 스핀들 (16) 을 X축, Y축 각각의 방향으로 이동시킬 때, 이 시점을 기준으로 하여 거리를 계측한다.
그 후 스텝 S12 에서, 웨이퍼 위치 결정 장치 (1) 의 상기 제어장치 (24) 가 X축 방향 이동기구 (2) 를 동작시킴으로써, 웨이퍼 (21) 를 회전시키지 않고 X축의 정방향으로 이동시켜, 스텝 S13 에서, 도 11(A) 에 나타내는 미리 결정해 놓은 하나의 점 X1 (X1, 0) 을 스핀들 (16) 의 회전 축선이 통과한 시점부터 라인 센서 (4) 에 의해 웨이퍼 (21) 의 외주연의 데이터를 취하면서, 도 11(C) 에 나타내는 미리 결정해 놓은 다른 하나의 점 X3 (X3, 0) 까지 이동시킨다. 그리고 그 동안 스텝 S14 에서, 스핀들 (16) 이 흡착지지하고 있는 웨이퍼 (21) 의 외주연이 라인 센서 (4) 의 검출범위내를 통과함으로써, 도 11(B) 에 나타내는 라인 센서 (4) 가 최대로 차광될 때 (최외 외주연 검출시) 의 스핀들 (16) 의 회전축선 위치 X2 (X2, 0) 를 검출하여 일시적으로 기억수단에서 기억한다.
그리고 스텝 S15 에서, 도 11(C) 에 나타내는 점 X3 (X3, 0) 의 위치에서 스핀들 (16) 의 이동은 정지하고, 이어지는 스텝 S16 에서, 다시 웨이퍼 (21) 를 흡착 지지한 채로, 도 12(A) 에 나타내는 바와 같이 스핀들 (16) 을 모터 (8) 로, 이 실시예에서는 180°회전시킨다.
이어서 여기에서는 스텝 S17 에서, 스핀들 (16) 을 상기 점 X3 (X3, 0) 의 위치에서 복로 원점 방향으로 X축 이동기구 (2) 에 의해 왕로와 동일한 거리를 이동시킨다. 이 동안도 왕로와 동일한 스텝 S18 에서, 라인 센서 (4) 가 가장 차광될 때 (최외 외주연 검출시) 의 스핀들 (16) 의 회전 축선 위치 X4 (X4, 0) 를 검출하여 일시적으로 기억수단에서 기억한다. 그리고 스텝 S19 에서, 점 X1 (X1, 0) 을 스핀들 (16) 의 회전 축선이 통과한 시점에서 라인 센서 (4) 에 의한 웨이퍼 (21) 의 외주연의 데이터 취득을 종료하고, 계속되는 스텝 S20 에서, 상기 위치 X2, X4 의 위치정보가 얻어졌는지 여부를 판단하고, 위치 X2, X4 의 어느 하나의 위치정보가 얻어지지 않은 경우에는 스텝 S12 로 되돌아가고, 위치 X2, X4 의 위치정보가 얻어진 경우는 이들을 해당 웨이퍼 위치 결정 장치 (1) 의 제어장치 (24) 의 내부의 정보보존수단에 의해 보존하고, 계속되는 스텝 S21 에서, 스핀들 (16) 의 회전 축선을 위치 결정하기 위한 도 12(C) 에 나타내는 라인 센서 (4) 의 수광부의 중심부를 지나 그 연재방향으로 연재하는 직선과 X축의 교점 X5 를 산출할 때에 이용한다.
도 13 은 라인 센서 (4) 가 왕로 상의 웨이퍼 (21) 로 최대로 차광될 때 (최외 외주연 검출시) 의 X축 상의 회전 축선 위치 X2 에서의 그 웨이퍼 (21) 의 배치 (도면 중 실선으로 나타냄) 와, 스핀들 (16) 의 회전 축선 둘레로 임의의 각도 θ만큼 회전한 후, 라인 센서 (4) 가 복로상의 웨이퍼 (21) 로 최대로 차광될 때 (최외 외주연 검출시) 의 X축 상의 회전 축선 위치 (X4) 에서의 그 웨이퍼 (21) 의 배치 (도면중 파선으로 나타냄) 를 나타내고 있고, 상기 교점 (X5) 의 산출방법을, 이 도 13 을 사용하여, 이하에 설명한다.
여기에서는 기준판을 원반인 웨이퍼 (21) 로 하고 있으므로, 라인 센서 (4) 를 왕로 상에서 왕로통과할 때, X축 상의 스핀들 회전 축선 위치 (X2) 와 웨이퍼 (21) 의 중심점 (C) 을 지나는 직선 (도 13 중 실선 화살표로 나타냄) 이 Y축과 이루는 각도를 Φ, 스핀들 회전 축선과 웨이퍼 (21) 의 중심점과의 거리 (편심량) 를 d 로 하고, 꺽임점에서 스핀들 (16) 을 각도 θ만큼 회전시켜, X축상의 스핀들 회전 축선 위치 (X4) 와 웨이퍼 (21) 의 중심점 (C) 을 지나는 직선을 도 13 중 파선 화살표로 나타내는 바와 같이 위치시킨 경우, 이하와 같은 기하학적 관계가 된다.
X5－X2＝dsinΦ … (21)
X5－X4＝dsin(Φ＋θ) … (22)
h＝dcos(Φ＋θ)－dcosΦ… (23)
단, h 는 회전 축선 위치 X2 에서의 웨이퍼 (21) 의 외주연 (도면중 실선으로 나타냄) 과 회전 축선 위치 (X4) 에서의 웨이퍼 (21) 의 외주연 (도면중 파선으로 나타냄) 과의, Y축 방향의 거리를 나타낸다.
식 (22) 을 공식에 의해 분해하면,
X5－X4＝d(sinΦㆍcosθ＋cosΦㆍsinθ)
＝dsinΦㆍcosθ＋dcosΦㆍsinθ … (22')
식 (23) 을 공식에 의해 분해하면,
h＝d(cosΦㆍcosθ－sinΦㆍsinθ)－dcosφ
＝dcosΦ(cosθ－1)－dsinΦㆍsinθ … (23')
식 (22') 에 (cosθ－1) 을 곱한 식으로부터, 식 (23') 에 sinθ를 곱한 식을 빼고, 다시 식 (21) 을 대입하여 정리하면,
(2X5－X2－X4)(1－cosθ)＝－hsinθ … (24)
따라서
X5＝{x2＋X4－hsinθ/(1－cosθ)}/2 … (25)
따라서 상기 위치 X5 는 식 (25) 의 일반식에 의해 구해진다.
여기에서 상기 실시예의 방법에 따라 θ＝180°로 하면, sinθ/(1－cosθ)＝0 이기 때문에, 식 (25) 은 이하와 같이 된다.
X5＝(X2＋X4)/2 … (26)
이 식 (26) 에는 삼각함수도 없고 h도 없다. 따라서 꺽임점에서 180°회전하는 경우는, 삼각함수의 계산을 할 필요도, 라인 센서 (4) 의 수광량을 거리 h 로 변환할 필요도 없으므로 연산수단으로서의 제어장치 (24) 에 의한 상기 위치 (X5) 의 계산 속도가 빨라져 바람직하다.
도 17 은 본 발명의 다른 일 실시예의 웨이퍼 시트 회전 축선 위치 결정 방법의 순서를 나타내는 플로우차트이고, 이 실시예에서는 스텝 S16' 에서, 앞의 실시예에서의 스텝 S16 과 달리 꺽임점에서 스핀들 (16) 을 모터 (8) 에 의해 90°회전시켜 도 14 및 도 15 에 나타내는 바와 같이 스핀들 (16) 나아가서는 웨이퍼 (21) 를 왕복이동시키고, 그리고 스텝 S21' 에서, 앞의 실시예에서의 스텝 S21 과 다르게 θ＝90°로 하여, sinθ/(1－cosθ)＝1 로 한다. 이에 의해 식 (25) 는 이하와 같이 된다.
X5＝(X2＋X4－h)/2 … (27)
이 실시예의 방법에서는, 라인 센서 (4) 의 수광량을 거리 h 로 변환할 필요는 있지만 삼각함수의 계산을 할 필요가 없으므로, 연산수단으로서의 제어장치 (24) 에 의한 상기 위치 X5 의 계산의 속도가 빨라져 바람직하다.
이와 같이 하여 산출된 위치 X5 의 X축상에서의 좌표는, 상기 제어장치 (24) 의 내부의 정보보존수단에 의해 보존되어, 차공정인 웨이퍼 위치 결정동작을 실행할 때에 스핀들 (16) 의 회전 축선의 X축상에서의 기준위치 (위치 결정위치) 로서 이용된다.
이렇게 하여 상기 실시예의 웨이퍼 시트 회전 축선 위치 결정 방법 및 이를 사용한 상기 실시예의 웨이퍼 시트 위치 결정 장치에 의하면, 웨이퍼 위치 결정 장치의 스핀들의 회전 축선이, 라인 센서의 중앙부를 지나는, X축에 대한 수직선 상, 즉 라인 센서의 정면에 배치되기 때문에, 위치 결정의 정밀도를 훨씬 높일 수 있다. 그리고 앞의 실시예와 같이 꺽임점에서의 회전을 180°로 하면, 계산속도가 빠를 뿐만 아니라, 센서 수광량의 거리에 대한 변환이 없기 때문에, CCD 나 레이저에 의한 고정밀도의 라인 센서의 필요성은 없고, 저가의 라인 센서를 사용할 수 있고, 어떠한 위치 결정 장치에도 적용할 수 있기 때문에, 응용범위가 넓고, 또한 저비용으로 웨이퍼 위치 결정 장치를 제조할 수 있다.
또한 상기 웨이퍼 시트 회전 축선 위치 결정 작업은, 웨이퍼 위치 결정 장치의 설치 직후 등 회전 축선의 위치가 일정 범위를 초과하여 회전 축선 위치 결정 작업이 필요한 때에만 실행된다. 회전 축선의 위치가 일정 범위내에 위치하는 한, 일상의 웨이퍼 위치 결정 작업의 직전에 실행할 필요는 없기 때문에, 생산성을 떨어뜨리는 것은 아니다. 또 사고 등에 의해 상기 일정범위를 초과한 경우는 상기 웨이퍼 시트 회전 축선 위치 결정작업을 실행하도록 제어장치에 프로그램을 내장하고 있기 때문에, 사고후의 번잡한 조정작업을 생략할 수 있고, 웨이퍼 위치 결정 장치가 메인터넌스 프리가 될 뿐만 아니라, 메인터넌스 비용의 절감으로도 이어진다.
이상 도시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 서술한 예에 한정되지 않고, 특허청구범위에 기재된 범위내에서 적절하게 변경할 수 있는 것으로, 예컨대 꺽임점에서 웨이퍼 시트는, 그 회전 축선 둘레로 180°나 90°가 아니라 이들 이외의 임의의 각도로 회전시켜도 된다. 단, 360°나 그 배수인 경우는, 다른 데이터가 얻어지지 않기 때문에 제외한다.
산업상이용가능성
본 발명에 의하면, 웨이퍼를 회전시켜 편심량을 구하는 웨이퍼 위치 결정작업에 있어서, 속도 및 정밀도를 향상시킬 수 있고, 또 웨이퍼 시트의 회전 축선 위치의 조정에 숙련기술자가 많은 시간을 소비하는 것을 필요없게 하고, 또한 사고후의 위치 결정작업의 정밀도 저하를 방지할 수 있다.

Claims (13)

  1. 라인 센서와, 웨이퍼를 얹을 수 있는 웨이퍼 시트와, 그 웨이퍼 시트를 2차원 또는 3차원 방향으로 이동시킬 수 있음과 동시에 소정의 회전 축선 둘레로 회전시킬 수 있는 웨이퍼 시트 구동 수단과, 연산수단을 구비하는 웨이퍼 위치 결정 장치가, 상기 웨이퍼 시트 구동 수단에서의 상기 웨이퍼 시트의 회전 각도와 그 웨이퍼 시트에 얹혀진 원형 웨이퍼 외주연(外周緣)의 상기 라인 센서에서의 검출결과에 의거하는 상기 연산수단에서의 웨이퍼의 중심점 위치 및 절결부 각도의 산출공정을 거쳐, 웨이퍼의 중심점을 소정 위치로 이동시킴과 동시에 그 웨이퍼의 절결부를 소정 방향으로 향하게 하여 웨이퍼의 위치 결정을 실행할 때에,
    상기 웨이퍼 시트 구동 수단이, 상기 라인 센서의 중심부를 지나 그 연재방향으로 연재하는 직선 상에 상기 웨이퍼 시트의 회전 축선을 위치시켜, 상기 웨이퍼를 얹은 상기 웨이퍼 시트를 그 회전 축선 둘레에 회전시키고,
    상기 연산수단이, 상기 웨이퍼 시트의 회전 각도와, 그 웨이퍼 시트에 얹혀진 상기 웨이퍼의 외주연의 상기 라인 센서에서의 검출결과에 의거하여, α, β1, β2 및 Lm 을 구하고, 이하의 식 (1) 부터 식 (4) 까지의 식에 의해, 상기 웨이퍼의 중심점이 상기 소정 위치에 위치하여 그 웨이퍼의 절결부가 상기 소정 방향을 향할 때의 상기 웨이퍼 시트의 회전 축선 위치 및 회전 각도에 대한 ΔX, ΔY 및 θ를 각각 기하학적으로 산출하고,
    상기 웨이퍼 구동 수단이, 상기 웨이퍼를 교체하지 않고, 상기 산출한 회전 축선 위치 및 회전 각도에 상기 웨이퍼 시트의 회전 축선 위치 및 회전 각도가 일치하도록 상기 웨이퍼 시트를 상기 ΔX, ΔY만큼 이동시키는 동시에 상기 θ만큼 회전시켜 정지시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 위치 결정 방법.
    [d＝Lm－r … (1)
    θ＝γ＋[β1＋β2＋arcsin{(d/r)sin(β1－α)}
    ＋arcsin{(d/r)sin(β2－α)}]/2 … (2)
    ΔX＝dsin(θ－α) … (3)
    ΔY＝dcos(θ－α) … (4)
    단,
    Lm : 웨이퍼의 최대 편심반경 또는 최소 편심반경,
    d : 편심 중심 (웨이퍼 시트 회전 축선) 과 웨이퍼 중심점의 어긋남 거리
    r : 웨이퍼의 반경 (기지수(旣知數))
    θ: 웨이퍼의 초기 기준위치로부터 절결부를 소정 방향으로 향하게 하여 정지시키기 위한 웨이퍼 시트의 회전 각도,
    α: 편심 중심 둘레의 웨이퍼의 초기 기준위치로부터 최초에 편심반경이 최대 또는 최소가 될 때까지의 각도,
    β1 : 편심 중심 둘레의 웨이퍼의 초기 기준위치로부터 절결부 최초 단까지의 각도,
    β2 : 편심 중심 둘레의 웨이퍼의 초기 기준위치로부터 절결부 최종 단까지의 각도,
    γ: 웨이퍼 중심 둘레의, 소정 방향을 향한 절결부와 센서 방향이 이루어야 하는 각도 (지정값),
    ΔX : X축 방향 이동거리,
    ΔY : Y축 방향 이동거리,
    이다.]
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연산수단이, 상기 회전각도 θ를 구하기 위해 상기 식 (2) 대신에 이하의 근사식 (5) 을 사용하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 위치 결정 방법.
    [θ≒γ＋[β1＋β2＋(d/r){sin(β1－α)＋sin(β2－α)}] … (5)
    단, 기호는 제 1 항에서와 동일하다.]
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 연산수단이, 상기 웨이퍼의 절결부 위치를 구하기 위해,
    이하의 식 (6) 에서, 편심 중심 둘레로 웨이퍼의 초기 기준위치로부터 회전한 각도의 미소 변위각에 대해 ΔL1 이 0 에서 양으로 된 0 에서의 각도 β1 를 구하고,
    이하의 식 (7) 에서, 편심 중심 둘레로 웨이퍼의 초기 기준위치로부터 회전한 각도의 미소 변위각에 대해 ΔL2 가 양에서 0 으로 된 0 에서의 각도 β2 를 구하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 위치 결정 방법.
    [ΔL1＝[dcos(β1－α)＋(r2－d2sin2(β1－α)}1/2]－L … (6)
    ΔL2＝[dcos(β2－α)＋(r2－d2sin2(β2－α)}1/2]－L … (7)
    단, L : 편심반경 (측정값) 이고, 그 외의 기호는 제 1 항에서와 동일하다.]
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 연산수단이, 상기 웨이퍼의 절결부 위치를 구하기 위해,
    이하의 식 (6) 에서, 편심 중심 둘레로 웨이퍼의 초기 기준위치로부터 회전한 각도의 미소 변위각에 대해 ΔL1 이 0 에서 양으로 된 0 에서의 각도 β1 를 구하고,
    이하의 식 (7) 에서, 편심 중심 둘레로 웨이퍼의 초기 기준위치로부터 회전한 각도의 미소 변위각에 대해 ΔL2 가 양에서 0 으로 된 0 에서의 각도 β2 를 구하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 위치 결정 방법.
    [ΔL1＝[dcos(β1－α)＋(r2－d2sin2(β1－α)}1/2]－L … (6)
    ΔL2＝[dcos(β2－α)＋(r2－d2sin2(β2－α)}1/2]－L … (7)
    단, L : 편심반경 (측정값) 이고, 그 외의 기호는 제 2 항에서와 동일하다.]
  5. 라인 센서와, 웨이퍼를 얹을 수 있는 웨이퍼 시트와, 그 웨이퍼 시트를 2차원 또는 3차원 방향으로 이동시킬 수 있음과 동시에 소정의 회전 축선 둘레로 회전시킬 수 있는 웨이퍼 시트 구동 수단과, 연산수단을 구비하고,
    상기 웨이퍼 시트 구동 수단에서의 상기 웨이퍼 시트의 회전 각도와 그 웨이퍼 시트에 얹혀진 원형의 웨이퍼 외주연의 상기 라인 센서에서의 검출결과에 의거하는 상기 연산수단에서의 웨이퍼의 중심점 위치 및 절결부 각도의 산출공정을 거쳐, 웨이퍼의 중심점을 소정 위치로 이동시킴과 동시에 그 웨이퍼의 절결부를 소정 방향을 향하게 하여 웨이퍼의 위치 결정을 실행하는 웨이퍼 위치 결정 장치에 있어서,
    상기 웨이퍼 시트 구동 수단이, 상기 라인 센서의 중심부를 지나 그 연재방향으로 연재하는 직선 상에 상기 웨이퍼 시트의 회전 축선을 위치시켜, 상기 웨이퍼를 얹은 상기 웨이퍼 시트를 그 회전 축선 둘레로 회전시키고, 다시 상기 연산수단이 산출되는 회전 축선 위치 및 회전 각도에 상기 웨이퍼 시트의 회전 축선 위치 및 회전 각도가 일치하도록 상기 웨이퍼 시트를 ΔX, ΔY 만큼 이동시키는 동시에 θ만큼 회전시켜 정지시키고,
    상기 연산수단이, 상기 웨이퍼 시트의 회전 각도와, 그 웨이퍼 시트에 얹혀진 상기 웨이퍼의 외주연의 상기 라인 센서에서의 검출결과에 의거하여, α, β1, β2 및 Lm 을 구하고, 이하의 식 (1) 부터 식 (4) 까지의 식에 의해, 상기 웨이퍼의 중심점이 상기 소정 위치에 위치하고 그 웨이퍼의 절결부가 상기 소정 방향을 향할 때의 상기 웨이퍼 시트의 회전 축선 위치 및 회전 각도를 기하학적으로 산출하는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 웨이퍼 위치 결정 방법을 이용한 웨이퍼 위치 결정 장치.
    [d＝Lm－r … (1)
    θ＝γ＋[β1＋β2＋arcsin{(d/r)sin(β1－α)}
    ＋arcsin{(d/r)sin(β2－α)}]/2 … (2)
    ΔX＝dsin(θ－α) … (3)
    ΔY＝dcos(θ－α) … (4)
    단,
    Lm : 웨이퍼의 최대 편심반경 또는 최소 편심반경,
    d : 편심 중심 (웨이퍼 시트 회전 축선) 과 웨이퍼 중심점의 어긋남 거리
    r : 웨이퍼의 반경 (기지수(旣知數))
    θ: 웨이퍼의 초기 기준위치로부터 절결부를 소정 방향으로 향하게 하여 정지시키기 위한 웨이퍼 시트의 회전 각도,
    α: 편심 중심 둘레의 웨이퍼의 초기 기준위치로부터 최초에 편심반경이 최대 또는 최소가 될 때까지의 각도,
    β1 : 편심 중심 둘레의 웨이퍼의 초기 기준위치로부터 절결부 최초 단까지의 각도,
    β2 : 편심 중심 둘레의 웨이퍼의 초기 기준위치로부터 절결부 최종 단까지의 각도,
    γ: 웨이퍼 중심 둘레의, 소정 방향을 향한 절결부와 센서 방향이 이루어야 하는 각도 (지정값),
    ΔX : X축 방향 이동거리,
    ΔY : Y축 방향 이동거리,
    이다.]
  6. 제 5 항에 있어서, 웨이퍼 반송용의 아암 및 핑거와, 상기 아암 및 핑거의 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 위치 결정 장치.
  7. 라인 센서와, 웨이퍼를 얹을 수 있는 웨이퍼 시트와, 그 웨이퍼 시트를 2차 원 또는 3차원 방향으로 이동시킬 수 있음과 동시에 소정의 회전 축선 둘레로 회전시킬 수 있는 웨이퍼 시트 구동 수단과, 연산수단을 구비하고, 상기 웨이퍼 시트 구동 수단에서의 상기 웨이퍼 시트의 회전 각도와 그 웨이퍼 시트에 얹혀진 원형의 웨이퍼 외주연의 상기 라인 센서에서의 검출결과에 의거하는 상기 연산수단에서의 웨이퍼의 중심점 위치 및 절결부 각도의 산출공정을 거쳐, 웨이퍼의 중심점을 소정 위치로 이동시킴과 동시에 그 웨이퍼의 절결부를 소정 방향을 향하게 하여 웨이퍼의 위치 결정을 실행하는 웨이퍼 위치 결정 장치와, 웨이퍼 반송용의 아암 및 핑거와, 상기 아암 및 핑거의 구동 수단을 구비하고, 제 1 항 내지 제 4 항까지의 어느 한 항에 기재된 웨이퍼 위치 결정 방법을 이용하는 웨이퍼 처리 시스템에 있어서,
    상기 웨이퍼 위치 결정장치가 웨이퍼를 수취한 위치로부터 상기 웨이퍼 시트를 상승시켜 웨이퍼의 위치 결정을 실행하는 경우, 상기 아암 및 핑거의 구동 수단은, 상기 핑거를, 상기 웨이퍼 시트에 웨이퍼를 인도한 위치에 대기시키고,
    상기 웨이퍼 위치 결정 장치가 웨이퍼를 수취한 위치에 상기 웨이퍼 시트를 유지하여 웨이퍼의 위치 결정을 행하는 경우, 상기 아암 및 핑거의 구동 수단은, 상기 핑거를, 상기 웨이퍼 시트에 웨이퍼를 인도한 위치의 아래 위치에 대기시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 시스템.
  8. 라인 센서와, 웨이퍼를 얹을 수 있는 웨이퍼 시트와, 그 웨이퍼 시트를 적어도 일차원 방향으로 이동시킬 수 있음과 동시에 소정의 회전 축선 둘레로 회전시킬 수 있는 웨이퍼 시트 구동 수단과, 연산수단을 구비하고, 상기 웨이퍼 시트의 회전 각도와 그 웨이퍼 시트에 얹혀진 원형의 웨이퍼 외주연의 상기 라인 센서에서의 검출결과에 의거하는 상기 연산수단에서의 웨이퍼의 중심점 위치의 산출공정을 거쳐, 상기 웨이퍼 시트 구동 수단으로 상기 웨이퍼의 중심점을 소정 위치로 이동시켜 상기 웨이퍼를 위치 결정하는 웨이퍼 위치 결정 장치에 있어서, 상기 산출공정에 앞서 상기 웨이퍼 시트의 회전 축선을 상기 라인 센서의 중심부를 지나 그 연재방향으로 연재하는 제1 직선 상에 위치 결정할 때에,
    상기 웨이퍼 시트 구동 수단이, 기준판이 얹혀진 상기 웨이퍼 시트를, 상기 제1 직선과 직교하는 제2 직선 상에서, 상기 라인 센서가 상기 제1 직선방향의 상기 기준판의 최외 외주연를 검출할 때의 상기 웨이퍼 시트의 회전 축선의 위치를 걸치는 2점 사이를 그 회전 축선이 꺽어 2회 이상 통과하도록 회전시키지 않고 이동시킴과 동시에, 상기 2점의 일방 또는 쌍방, 또는 상기 2점의 외측 점에서 꺽을 때에 상기 웨이퍼 시트를 상기 회전 축선 둘레로, 360°와 그 배수를 제외하는 임의의 각도로 회전시키고,
    상기 연산수단이, 상기 웨이퍼 시트의 꺽임 이동에 의해 상기 기준판이 상기 라인 센서를 비회전상태에서 2회 이상 통과할 때에 그 라인 센서가 얻은 데이터와 상기 회전각에 의거하여 기하학적으로, 상기 제2 직선과 상기 제1 직선의 교점의 위치를 산출하고,
    상기 웨이퍼 시트 구동 수단이, 상기 산출한 교점의 위치에 상기 회전 축선을 이동시켜 상기 제1 직선 상에 상기 회전 축선을 위치 결정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 위치 결정 장치의 웨이퍼 시트 회전 축선 위치 결정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 기준판이 원반인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 위치 결정 장치의 웨이퍼 시트 회전 축선 위치 결정 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 연산수단이, 상기 웨이퍼 시트의 꺽임 이동에 의해 상기 원반이 상기 라인 센서를 통과할 때에 그 라인 센서가 얻은 데이터와 상기 회전각에 의거하여 기하학적으로 상기 교점의 위치를 산출할 때, 상기 라인 센서의 정점이 가로지르는 상기 원반의 외주연의 2점 사이를 연결하는 직선의 수직2등분선 상에 그 원반의 최외 외주연이 있는 것으로 하고, 상기 라인 센서가 상기 제1 직선방향의 상기 기준판의 최외 외주연을 검출할 때의 상기 웨이퍼 시트의 회전축선의 위치를 구하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 위치 결정 장치의 웨이퍼 시트 회전 축선 위치 결정 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 웨이퍼 시트 구동수단이 상기 웨이퍼 시트를 꺽을 때에 회전시키는 각도가 90°또는 180°인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 위치 결정 장치의 웨이퍼 시트 회전 축선 위치 결정 방법.
  12. 라인 센서와, 웨이퍼를 얹을 수 있는 웨이퍼 시트와, 그 웨이퍼 시트를 적어도 일차원 방향으로 이동시킬 수 있음과 동시에 소정의 회전 축선 둘레로 회전시킬 수 있는 웨이퍼 시트 구동 수단과, 연산수단을 구비하고, 상기 웨이퍼 시트의 회전 각도와 그 웨이퍼 시트에 얹혀진 원형 웨이퍼 외주연의 상기 라인 센서에서의 검출결과에 의거하는 상기 연산수단에서의 웨이퍼의 중심점 위치의 산출공정을 거쳐, 상기 웨이퍼 시트 구동 수단으로 상기 웨이퍼의 중심점을 소정 위치로 이동시켜 상기 웨이퍼를 위치 결정하는 웨이퍼 위치 결정 장치에 있어서,
    상기 웨이퍼 시트 구동 수단이, 기준판이 얹혀진 상기 웨이퍼 시트를, 상기 라인 센서의 중심부를 지나 그 연재방향으로 연재하는 제1 직선과 직교하는 제2 직선 상에서, 상기 라인 센서가 상기 제1 직선방향의 상기 기준판의 최외 외주연을 검출할 때의 상기 웨이퍼 시트의 회전 축선의 위치를 걸치는 2점 사이를 그 회전 축선이 꺽여 2회 이상 통과하도록 회전시키지 않고 이동시킴과 동시에, 상기 2점의 일방 또는 쌍방, 또는 상기 2점의 외측의 점에서 꺽일 때에 상기 웨이퍼 시트를 상기 회전 축선 둘레로, 360°와 그 배수를 제외하는 임의의 각도로 회전시켜, 다시 상기 연산수단이 산출하는 상기 제2 직선과 상기 제1 직선의 교점의 위치로 상기 회전 축선을 이동시켜 상기 제1 직선 상에 상기 회전 축선을 위치 결정하고,
    상기 연산수단이, 상기 웨이퍼 시트의 꺽임 이동에 의해 상기 기준판이 상기 라인 센서를 비회전상태에서 2회 이상 통과할 때에 그 라인 센서가 얻은 데이터와 상기 회전각에 의거하여 기하학적으로, 상기 제2 직선과 상기 제1 직선의 교점의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 위치 결정 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 웨이퍼 시트 구동수단이 상기 웨이퍼 시트를 꺽을 때에 회전시키는 각도가 90°또는 180°인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 위치 결정 장치.
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