KR100730428B1 - 디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판을 정렬하기 위한 간단하며 효과적인 가격의 방법에 관한 것이다. 이를 달성하기 위하여, 본 발명은 정렬 검출 유니트와, 수평면에 대하여 경사 평면을 형성하는 기판을 수용하기 위한 하나 이상의 제 1 지지부와, 경사각의 결과에 따라 위치될 수 있는 기판에 대한 정지부와, 그리고 기판을 회전시키기 위한 장치를 포함하는 디스크형 기판, 특히 반도체 웨이퍼를 정렬하기 위한 장치를 제공한다. 본 발명은 디스크형 기판, 특히 반도체 웨이퍼를 정렬하기 위한 방법에 관한 것으로, 이는 기판이 수평면에 대하여 경사진 평면을 형성하는 지지부에 유지되며 경사각의 결과에 따라 정지부에 대하여 놓여지는 수평에 대한 경사진 위치로 기판을 변위시키는 단계; 기판을 규정된 회전 위치로 회전시키는 단계; 그리고 검출 유니트를 이용하여 회전 위치를 감시하는 단계를 포함한다.

Description

디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR ALIGNING DISC-SHAPED SUBSTRATES}
본 발명은 디스크형 기판, 특히 반도체 웨이퍼를 정렬하기 위한 장치와 방법에 관한 것이다.
반도체 산업에 있어서, 단일 결정체로 이루어진 일반적인 반도체 디스크, 또한 웨이퍼라고도 알려진 반도체 소자를 제조하기 위해서는 다양한 처리 공정을 수행해야 한다. 이러한 처리 공정은 상당히 자동화되어 있으며, 처리 공정중에 반도체 디스크는 일반적으로 지지 플레이트인 처리 장치(handing devices)와 함께 이송된다. 이와 관련하여, 지지 플레이트에서의 디스크의 중심 설정은 다양한 취급 장치(treatment devices) 내에 디스크의 적합한 위치 설정 보장하는데 중요한 것이다. 또한, 디스크는 자체의 결정 격자의 축선을 따라 정렬되어져야 한다. 디스크의 중심 설정과 정렬은 정렬기라고 일컬어지는 정렬 장치에 의해 수행된다.
도 11a 내지 도 11d에 예시된 공지된 정렬기중 하나의 정렬기에서는 반도체 디스크(1)가 처리 장치(2)에 의하여 정렬기의 지지 핀(3) 위에 놓여진다. 이어서, 처리 장치는 웨이퍼 아래의 영역으로 이동되며 핀(3)은 낮아지고, 그 결과 디스크는 척이라고 일컬어지는 회전식 턴테이블(4) 위에 위치된다. 회전식 턴테이블(4)에는 디스크를 확실하게 고정하기 위한 부압(underpressure) 흡입 장치가 구비된다. 디스크(1)가 흡입 장치에 의해 부착되는 경우, 회전식 턴테이블(4)은 회전 축선에 대하여 회전된다. 회전하는 동안에, 회전 축선에 대한 디스크의 측면 변위는 카메라(5)에 의해 측정된다. 핀(3)은 반도체 디스크(1)를 상승시키기 위하여 회전식 턴테이블(4)로부터 다시 상승되고, 핀은 회전식 턴테이블(4)에 대한 디스크의 중심 설정을 위하여 측정된 변위의 함수에 따라 수평 방향으로 이동한다. 이어서, 디스크는 전술한 측정 과정을 반복하여 회전식 턴테이블(4)에 대한 디스크(1)의 현재의 중심을 확보하기 위하여 다시 회전식 턴테이블(4)에 놓여진다. 이러한 과정은 완벽한 중심 설정이 달성될 때까지 반복된다.
측면 변위의 측정과 아울러, 카메라(5)는 노치라고도 알려진 리세스(recess)의 형태인 식별부를 인식하도록 위치되거나, 플랫(flat)이라고도 알려진 디스크(1)의 에지의 평탄부 위치를 인식하도록 위치되고, 노치 또는 플랫에 의해 디스크의 결정체 방향이 제공된다. 전술한 중심 설정이후에, 회전식 턴테이블(4)은 식별부를 예정된 위치로 가져오도록 소정의 방향으로 회전한다. 위치 설정은 카메라에 의해 감시됨과 동시에, 반도체 디스크에, 예를 들어 바코드나 일련번호의 형태로 형성되는 ID 번호가 판독된다.
전술한 정렬 공정은 매우 복잡하고 비용이 많이 소요되며, 반복되는 수많은 단계를 포함하기 때문에 매우 시간 집약적이 되고, 그 결과 처리량이 매우 낮게 된다. 또한, 다양한 부재를 제어하기 위하여 포괄적인 소프트웨어가 필요하고, 회전식 턴테이블 위에 디스크를 고정하기 위한 흡입 장치가 필요하여 장치에 대한 가격이 불필요하게 증가된다.
모터의 기계적 운동이나 유니트의 다른 요소로 인하여, 진동이 발생되는 공진 효과가 일어날 수 있고, 이로 인하여 핀 위에 놓이는 디스크가 변위될 수 있으므로 중심 설정에 영향을 미칠 수 있다. 다른 문제는 회전식 턴테이블에 대한 웨이퍼의 흡입으로 인하여 나타나는데, 이는 도 12a와 도 12b에 도시된 바와 같이, 주변에 있는 먼지 입자들이 흡입 개구부의 영역에 있는 커다란 표면적에 걸쳐 흡입되어 웨이퍼상에 집적될 수 있기 때문이다. 그러나, 이러한 유형의 오염물은 반도체 디스크의 유용성에 대단히 불리하게 영향을 미칠 수 있다.
도 12a는 회전식 턴테이블에 흡입되기 전의 반도체 디스크(1)의 하부를 도시한 것이고, 도 12b는 회전식 턴테이블에 흡입된 이후의 웨이퍼 표면을 도시한 것이다. 도 12a에 도시된 바와 같이, 소량의 오염물이 웨이퍼의 하부에서 발견되며 전체 표면에 걸쳐 분포되어 있다. 그러나, 도 12b에서 인지될 수 있는 바와 같이, 반도체 디스크의 흡입으로 인하여 많은 양의 먼지 입자가 하부, 특히 디스크(1)를 흡입하는 회전식 턴테이블의 흡입 장치에 있는 영역에 집적된다.
독일 공개공보 제 35 06 782호에서는 웨이퍼의 에지를 정렬하기 위한 장치가 개시되고, 이에 따라 웨이퍼는 회전식 턴테이블에 다시 위치 설정된다. 회전식 턴테이블은 디스크를 확실히 고정하기 위하여 부압 흡입 장치를 갖는다. 디스크가 흡입되어 있는 동안에, 회전식 턴테이블은 회전축을 중심으로 회전하고, 웨이퍼의 중심 설정에 이용하기 위하여 회전 축선에 대한 디스크의 측면 변위가 일련의 포토 디텍터를 보조로 하여 측정된다.
미합중국 특허 제 3,982,627호는 자동식 웨이퍼 정렬기용 장치를 설명하고 있는데, 이 장치에 따라서 웨이퍼는 경사진 지지부에 놓여진다. 경사로 인하여, 웨이퍼는 회전가능한 어버트먼트(abutment)에 대하여 미끄러진다. 웨이퍼의 정렬기에 대하여, 회전가능한 어버트먼트와 웨이퍼는 웨이퍼가 소정의 위치에 도달할 때까지 회전된다. 웨이퍼가 회전하는 동안에, 공기 쿠션에 의해 지지부로부터 이격되어 유지된다.
전술한 장치들을 감안하여, 본 발명의 목적은 디스크형 기판, 특히 반도체 웨이퍼의 정렬을 위한 장치 및 방법을 제공하기 위한 것으로, 이는 정렬 검출 유니트를 사용하며, 간단하고 경제적인 방식으로 기판을 정렬하며 기존의 웨이퍼 처리 유니트와 간단히 통합될 수 있다. 이와 관련하여, 정렬은 공간적 정렬뿐만 아니라 기판의 특정한 회전식 정렬도 포함한다.
본 발명에 따라, 이러한 목적은, 기판을 수용하기 위한 지지 평면을 형성하는 하나 이상의 이동가능한 제 1 지지부와, 수평면에 대하여 경사진 위치로 지지 평면을 옮기기 위하여 제 1 지지부를 수평면에 대하여 경사지게 하기 위한 경사 장치와, 경사로 인하여 기판에 저항하는 이동가능한 어버트먼트와, 그리고 기판을 회전시키기 위한 회전 장치에 의하여, 전술한 유형의 장치로써 달성된다. 이동가능한 제 1 지지부는 기판을 실질적으로 수평한 위치에 놓거나 제거할 수 있으며, 그 결과 장치는 종래의 시스템과 용이하게 일체화될 수 있으며, 이와 관련하여 처리 장치는 일반적으로 기판을 수평한 위치에서 고정한다. 그리하여, 종래 사용되는 처리 장치를 변경할 필요가 없다. 경사진 지지부로 인하여, 기판은 어버트먼트에 대하여 공간적으로 고정된 위치로 자동 이동된다. 회전 장치로 인하여, 기판은 정렬 검출 유니트에 의해 검출된 규정된 회전 위치로 이동되는 상태가 될 수 있다. 위치 설정과 정렬은 단일한 단계에 영향을 받으며 다양한 부재의 복잡한 제어가 필요치 않다. 그리하여, 기판의 흡입이 필요치 않은데, 이는 회전하는 동안 경사진 위치와 어버트먼트에 기인하여 측면 미끄러짐이 불가능하기 때문이다. 그 결과, 흡입 장치에 관련된 가격이 저감되며 다른 문제들이 해소된다.
제 1 지지부는 바람직하게는 평면을 형성하며 기판의 로딩과 제거를 위한 처리 장치를 가능한 지유롭게 이동시킬 수 있는 두개 이상의 제 1 지지 부재를 갖는다. 이와 관련하여, 바람직하게는 3점 지지를 형성하는 3개의 제 1 지지 부재가 제공된다. 지지 부재와 기판 사이의 상대적인 이동중에 기판의 손상을 방지하며 입자의 생성을 방지하기 위하여, 지지 부재에는 적어도 지지 영역에서 낮은 저항성을 갖는 물질, 특히 테프론이 제공된다. 지지 부재와 기판 사이에서의 상대적 이동중에 기판의 손상은 지지 부재의 지지 영역이 바람직하게는 모가 없이 둥글게 됨으로써 피할 수 있다.
양호한 안내와 제 1 지지부의 경사중에 기판 및 어버트먼트 사이의 상대적인 이동을 피하기 위하여, 어버트먼트는 바람직하게는 경사가능하다. 어버트먼트는 서로 이격된 두개 이상의 어버트먼트 핀(abutment pin)을 가져 어버트먼트 핀 사이에서 기판을 적어도 일부 수용하도록 하며 기판의 고정된 공간적 위치 설정을 확실시 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 하나 이상의 어버트먼트 핀이 회전가능하고, 그 결과 놓여진 기판은 특히 간단한 방식으로 회전될 수 있다. 기판의 양호하고 일정한 회전을 위하여, 또한 어버트먼트 핀과 기판 사이의 상대적인 이동을 방지하기 위하여, 어버트먼트 핀은 바람직하게는 서로에 대하여 동시에 회전가능하다. 이는 바람직하게는, 예를 들어 어버트먼트 핀과 맞물림되는 공통 구동 벨트와 같은 공통 구동 부재에 의하여 달성된다.
특히 기판을 결정체 방향으로 정확하게 정렬할 수 있게 하기 위하여, 회전 장치는 검출 유니트에 의해 결정된 정렬의 함수에 따라 제어가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 지지 부재 및 어버트먼트 핀중 어느 하나 이상은 공통 플레이트에 놓여지며, 이는 바람직하게는 경사가능하다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 장치는 기판을 수용하기 위하여 실질적으로 수평한 평면을 형성하는 제 2 지지부를 갖는다. 이와 관련하여, 제 1 지지부 및 제 2 지지부는 바람직하게는 서로에 대하여 이동가능하여 하나의 지지부로부터 다른 지지부까지 기판을 이송하도록 하고, 기판을 수평한 위치에서 경사진 위치로 옮기도록 한다. 제 2 지지부는 바람직하게는 수평 평면을 형성하며 바람직하게는 둥근 지지면을 갖는 두개 이상의 제 2 지지 부재를 가져 기판과 지지 부재 사이에서의 상대적인 이동중에 지지 부재의 에지에 대하여 기판이 손상되는 것을 피하도록 한다.
본 발명의 간단한 실시예에 따라, 제 2 지지 부재는 고정되어 일체로 된다. 이와 관련하여, 제 2 지지 부재는 바람직하게는 제 1 지지 부재 및 어버트먼트 핀중 어느 하나 이상이 설치되는 플레이트내의 개구를 관통한다.
다른 실시예에 따라, 제 2 지지 부재는 플레이트와 함께 플레이트에 상대적으로 이동가능하여 플레이트가 경사지는 동안에 기판을 제 2 지지 부재로부터 제 1 지지 부재로 이송하거나 그 반대로 이송할 수 있고, 기판과 제 2 지지 부재 사이에서 가능한 낮은 수준의 상대적인 이동이 가능하다. 또한, 이러한 방식에서 제 2 지지 부재의 지지면이 항상 기판의 지지면에 실질적으로 평행하게 될 수 있다. 이와 관련하여, 지지 부재는 바람직하게는 기판에서 멀어지는 방향으로 편향된다.
상이한 직경을 갖는 기판에 정렬 장치를 자동으로 적용할 수 있게 하기 위하여, 장치에는 바람직하게는 기판 직경을 측정하기 위한 장치가 제공된다. 어버트먼트 핀 사이의 간격은 바람직하게는 기판 직경의 함수에 따라 조절가능하여 상이한 직경을 갖는 기판에 대하여 기판의 중심점의 정확한 위치 설정이 일정하게 되는 방식으로 달성되도록 한다.
본 발명의 일실시예에 따라, 기판의 회전을 제공하기 위하여 제 1 지지 부재는 바람직하게는 웨이퍼의 중심점과 일치하는 공통 중심점 주위로 회전가능하다. 제 1 지지 부재의 회전으로 인하여, 기판과 지지 부재 사이의 상대적 이동은 회전하는 동안에 피할 수 있고, 이로써 기판의 손상 위험이 감소된다. 이와 관련하여, 제 1 지지 부재는 바람직하게는 회전가능한 부재에 놓여진다.
상이한 기판 직경을 갖는 기판이 존재하는 곳에서, 정렬되는 동안 기판 직경의 함수에 따른 어버트먼트 핀의 조절을 통하여 중심점의 일정한 위치 설정이 영향 받지 않을 정도로 기판의 중심점은 상이한 위치에서 설정된다. 그리하여, 정렬된 후에 기판 처리 장치에서 중심 설정된 방식으로 기판을 확실히 수용하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따라, 처리 장치의 이동은 기판 직경의 함수에 따라 제어된다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 기판과 처리 장치 사이의 중심 설정은 제 1 지지부 및 제 2 지지부의 동시 이동을 위한 장치에 의하여 기판 직경의 함수에 따라 달성된다. 이렇게 하면, 제 1 지지부가 다시 경사진 이후에, 상이한 직경을 갖는 기판에 대하여 일정하게 되는 기판 중심점의 정확한 위치 설정이 달성되므로 처리 장치를 특별하게 제어하는 문제가 해소된다.
또한, 본 발명의 목적은 디스크형 기판, 특히 반도체 웨이퍼를 정렬 방법으로써 달성되는데, 이는 정렬 장치 위에 기판을 놓는 단계와, 기판을 수평면에 대하여 경사진 위치 및 기판이 경사로 인해 하나 이상의 어버트먼트에 놓이는 위치로 기판을 이동시키기 위해 정렬 장치의 이동가능한 제 1 지지부를 수평면에 대하여 경사진 위치로 이동시키는 단계, 특히 경사지게 하는 단계와, 그리고 검출 유니트에 의해 감시되는 규정된 회전 위치로 기판을 회전시키는 단계로써 달성된다. 이는 장치와 관련되어 이미 언급한 장점을 가져오며, 하나의 일련 단계들로 이루어진 특히 간단하고 경제적인 기판 정렬을 가능하게 한다. 지지부의 이동, 특히 경사지는 단계에 의하여, 기판은 초기에 실질적으로 수평한 위치에서 정렬 장치에 놓여질 수 있으며, 이는 종래 장치의 경우와 유사하다. 이는 본 발명에 따른 방법이 기판 이송을 위한 기존의 기판 처리 장치와 양호하게 양립될 수 있게 한다.
기판의 양호한 안내를 확실하게 하며 기판과 다른 부재 사이의 상대적 이동의 감소를 확실하게 하기 위하여, 지지부와 어버트먼트는 바람직하게는 함께 이동 된다.
기판이 간단하게 회전되기 위하여, 바람직하게는 어버트먼트중 하나 이상의 어버트먼트 부재가 회전됨으로써 기판이 회전된다. 이와 관련하여, 가능한 일정한 회전을 위하여, 바람직하게는 두개의 이격된 어버트먼트 부재가 회전된다.
기판의 회전은 바람직하게는 검출 유니트에 의해 결정된 기판의 정렬의 함수에 따라 제어되어 기판이 회전 방향으로 적절하고 정확하게 위치 설정되는 것을 확실시 하도록 한다.
기판의 직경은 특징적으로 결정되며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 어버트먼트 부재 사이의 간격은 직경의 함수에 따라 조절된다. 이는 기판의 직경과는 무관하게 기판의 중심점이 정확하고 일정하게 설정될 수 있게 한다. 기판과 지지부 사이의 상대적 이동을 피하기 위하여, 기판은 바람직하게는 지지부의 회전에 의하여 회전된다.
본 발명의 일실시예에 따라, 기판 처리 장치의 이동은 기판을 중심 설정된 방식으로 확실하게 수용하기 위하여 기판의 직경의 함수에 따라 제어된다. 다른 실시예에 따라, 중심 설정된 방식으로 기판을 수용하기 위하여, 제 1 지지부가 다시 경사진 이후에, 기판 직경의 함수에 따라 일방향으로 제 1 또는 제 2 지지부의 지지 부재를 동시에 이동시킴으로써 달성된다.
도 1a와 도 1b는 본 발명에 따른 장치의 개략적인 측면도와 평면도,
도 2a와 도 2b는 장치 위에 반도체 웨이퍼가 놓여진 도 1과 유사한 개략적인 측면도와 평면도,
도 3은 개시 위치에서 도 2a의 장치의 개략적인 측면도,
도 4는 두번째 경사진 위치에서 도 3의 장치의 개략적인 측면도,
도 5는 장치가 경사진 위치에서의 평면도,
도 6은 상이한 직경을 갖는 반도체 웨이퍼가 본 발명의 장치의 비-이동식 어버트먼트에 대하여 놓인 상태에서 반도체 웨이퍼의 개략도,
도 7은 상이한 직경을 갖는 반도체 웨이퍼가 본 발명의 장치의 이동식 어버트먼트에 대하여 놓인 상태에서 반도체 웨이퍼의 개략도,
도 8은 도 1에 따른 본 발명의 장치의 확대도,
도 9는 본 발명에 따른 정렬 장치의 다른 실시예의 개략적인 측면도,
도 10은 경사진 위치에서 도 9에 따른 장치의 개략적인 측면도,
도 11a 내지 도 11d는 장치의 연속적인 작동을 도시한 종래 정렬 장치의 개략적인 측면도,
도 12는 종래 정렬 장치에서 정렬 과정 이전과 이후의 표면 스캐닝 결과를 도시한 도면.
도 1a와 도 1b는 각각 디스크형 반도체 웨이퍼(12; 도 2에 도시됨)의 정렬을 위한 장치(10)의 개략적인 측면도와 평면도이다. 장치(10)는, 이후에 도시되는 바와 같이, 경사가능한 플레이트(14)를 갖는다. 플레이트(14)는 하부로부터 플레이트(14)를 관통하여 연장된 3개의 타원형 개구(16)를 갖는다. 3개의 지지 핀(18)은 플레이트(14)의 개구(16)를 통해 연장하며 미도시된 베이스 플레이트에 고정된다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 지지 핀(18)은 반도체 웨이퍼(12)를 수용하기 위하여 실질적으로 수평한 지지 평면을 갖는 3점 지지의 형태이다. 플레이트(14)의 상면(20)에는 3개의 테프론 디스크(22; Teflon disk)가 놓여지며, 이후에 설명되는 바와 같이, 플레이트(14)가 수평면에 대하여 경사졌을 때 반도체 웨이퍼(12)에 대한 지지 부재로서 역할을 한다. 3개의 핀(18)과 3개의 디스크(22) 대신에 지지 평면을 형성하며 웨이퍼의 확실한 지지를 허용하는 각각 두개의 신장형 부재를 제공할 수 있다.
또한, 플레이트(14) 상에는 두개의 회전식 어버트먼트 핀(24)이 제공된다. 어버트먼트 핀(24)은 미도시된 구동 기구에 의해 회전가능하며, 이로써 두개의 핀은 공통 구동 벨트에 의해 상호 연결되어 두개의 핀이 동시에 회전하도록 한다.
도 3은 개시 위치에서 웨이퍼(12)가 놓여진 장치(10)의 개략적 측면도이다. 웨이퍼(12)는 지지 핀(18)에 놓이며, 플레이트(14)는 수평 방위를 갖는다.
도 4는 다른 위치에서의 장치(10)를 도시한다. 플레이트(14)는 수평면에 대하여 경사져 있으므로 웨이퍼(12)는 고정된 지지 핀(18)에 더이상 놓여지지 않게 되고 테프론 디스크(22)에 놓여지며 웨이퍼도 경사 위치에 놓이게 된다. 경사로 인하여, 그리고 테프론이 낮은 마찰 저항을 갖는다는 사실의 결과로써, 웨이퍼(12)는 어버트먼트 핀(24)에 대하여 미끄러지며 도 5의 평면도에서 나타나는 바와 같이 핀 사이에서 중심 설정된다. 이러한 위치에서, 도 5의 평면도에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(12)를 중심 축선에 대하여 회전시키기 위하여 어버트먼트 핀(24)이 회 전된다.
반도체 웨이퍼는 일반적으로 노치라고도 알려진 식별부 또는 플랫이라고도 알려진 평탄부를 가지며, 이를 참조하여 웨이퍼의 결정체 방향을 결정한다. 장치(10)는, 예컨대 카메라 또는 CCD 어레이 또는 이미지 센서와 같은 미도시된 센서 장치를 가지며, 이는 전술한 바와 같이 웨이퍼가 중심 축선에 대하여 회전하는 동안에 웨이퍼의 식별부를 인식하며 위치를 결정할 수 있는 위치에 놓여진다. 소정의 웨이퍼(12) 결정체를 정렬시키기 위하여, 웨이퍼의 식별부가 센서 장치에 의해 인식된 규정 위치로 회전하는 방식으로 웨이퍼의 회전이 제어된다. 그리하여, 회전은 센서에 의해 결정된 식별부의 위치를 참조로 하여 제어된다.
식별부가 규정된 위치에 있는 경우, 반도체 웨이퍼는 공간적으로 정렬될 뿐 아니라 결정체 방향으로도 정렬된다. 이후 플레이트(14)는 다시 경사지고, 그 결과 웨이퍼(12)는 다시 지지 핀(18) 위에 놓여진다. 이후, 웨이퍼(12)는 결정체 방향에 대해서도 정렬되는 지지 핀(18)위에서의 정확한 결정 위치에 놓여진다. 웨이퍼(12)의 제거를 위하여, 웨이퍼를 중심 설정된 방식으로 수용하며 이후의 다른 공정을 위해 이송되는 방식으로 기판 처리 장치가 웨이퍼를 아래로 이동시킨다.
전술한 실시예에서, 어버트먼트 핀(24)은 플레이트(14) 위에 국부적으로 고정된다. 상이한 직경을 갖는 반도체 웨이퍼가 장치(10)에 놓여지며 이어서 정렬되고, 도 6에 도시된 바와 같이 각 웨이퍼의 중심점은 상이한 위치에 놓여진다. 작은 직경을 갖는 웨이퍼에서는, 웨이퍼의 중심점이 어버트먼트 핀(24)을 관통하는 직선(A)에 더욱 가깝게 접근한다.
웨이퍼의 직경과 그에 따른 중심점을 정확하게 결정하기 위하여, 방위 설정 이후에, 웨이퍼의 직경을 측정하기 위한 센서가 제공된다. 이러한 기능은, 예컨대 카메라 또는 CCD 어레이 또는 이미지 센서와 같은 정렬 센서에 의해 수행된다. 플레이트(14)의 길이 척도는 카메라 또는 CCD 어레이 또는 이미지 센서에 의해 판독되고, 그 결과 웨이퍼 직경이 알려진다. 반도체 웨이퍼의 제거를 위한 처리 장치의 이동은 앞서 결정된 직경의 함수에 따라 제어되므로 장치는 항상 정확하게 중심 설정된 방식으로 웨이퍼를 수용한다. 물론, 웨이퍼 직경을 결정하는 다른 방식도 가능하다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 개략적을 보인 것으로, 이에 따라서 실질적으로 동일한 요소들이 첫번째 실시예와 같이 구비된다. 측면에서 고정된 한쌍의 어버트먼트 핀(24) 대신에, 어버트먼트 핀(24)이 측면에서 이동가능하도록 플레이트(14)에 설치된다. 도 7에서 검은 점(ㆍ)으로 도시된 제 1 위치로부터 원(ｏ)으로 표시된 제 2위치로 어버트먼트 핀(24)이 측면 이동한 결과에 따라, 상이한 직경을 갖는 반도체 웨이퍼는 웨이퍼의 중심점이 항상 동일한 위치에 놓여지는 방식으로 수용될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 기판의 중심점이 규정된 점에 놓이도록 웨이퍼의 직경을 다시 결정할 필요가 있으며, 이어서 어버트먼트 핀을 측면으로 이동시킬 필요가 있다. 이는 웨이퍼를 중심 설정된 방식으로 수용하기 위하여 웨이퍼의 직경과는 무관하게 기판 처리 장치가 항상 동일한 위치로 이동되는 장점을 야기한다. 또한, 이는 테프론 디스크(22)에 대한 웨이퍼의 중심 설정이 웨이퍼의 직경과는 무관해질 수 있다. 이와 관련하여, 테프론 디스크(22)는 원호 위에 놓여지는 방식으로 정렬될 수 있으며, 이 중심점은 웨이퍼의 중심점과 일치한다. 테프론 디스크는 예컨대, 회전식 턴테이블 또는 회전가능한 원형 링과 같은 회전가능한 부재에 놓여지기 때문에, 웨이퍼의 회전과 그에 따른 웨이퍼의 노치 또는 플랫에 대한 정렬이 테프론 디스크에 의해 영향을 받는다. 이러한 방법에서, 특히 테프론 디스크와 웨이퍼 사이의 마찰은 피할 수 있는데, 이는 회전하는 동안 웨이퍼와 디스크 사이의 상대적인 이동이 발생되지 않기 때문이다.
웨이퍼의 직경과 무관하게 처리 장치에 대한 웨이퍼의 중심 설정을 위하여, 지지 핀(18) 또는 테프론 디스크(22), 즉 경사 플레이트의 선형 이동이 가능하다.
다른 실시예에서, 기판 직경의 함수에 따라 제 1 지지부가 다시 경사진 이후에 제 1 지지부 또는 제 2 지지부의 지지 부재를 동시에 일방향으로 이동시킴으로써 중심 설정된 방식으로 기판의 수용이 달성된다.
도 8은 도 14의 장치(10)의 플레이트(14)가 정렬 과정 이후에 어떻게 다시 경사지는 지에 대하여 도시하고 있다. 도 8에 도시된 위치에서, 웨이퍼(12)는 지지 핀(18)중 하나에 부분적으로 수용되며 테프론 디스크(22)중 하나에 부분적으로 놓여진다. 이와 관련하여, 플레이트(14)의 경사 이동중에, 도면에 원으로 둘러싸인 테프론 디스크(22)의 에지뿐만 아니라 도면에 원으로 둘러싸인 지지 핀(18)의 에지 사이에서 상대적인 이동이 발생하는데, 이는 웨이퍼가 어버트먼트 핀(24)에 의해서 오른쪽을 향해 눌려지기 때문이다. 이는 웨이퍼 표면의 긁힘이나 바람직하지 않은 입자를 형성할 수 있다.
그리하여, 미도시된 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 테프론 디스크(22)의 에지뿐만 아니라 지지 핀(18)의 에지, 또는 그들의 전체 지지 표면의 에지는 모나 지 않게 둥글게 함으로써 핀과 디스크 위에서 웨이퍼의 롤링이 달성된다. 특히, 지지 핀의 에지와 테프론 디스크의 에지로 인한 긁힘은 피할 수 있다.
도 9와 도 10은 반도체 웨이퍼(32)의 정렬을 위한 다른 장치(30)를 도시한다. 장치(30)는 베이스 플레이트(34)와 경사판(36)을 가지며, 이는 선회 연결부(37)에 의해 피봇가능하게 상호 연결된다.
제 1 실시예에서와 같이, 회전가능한 어버트먼트 핀(38)이 경사판(36)에 설치되어 미도시된 장치에 의해 중심 축선 주위로 회전가능하게 된다. 제 1지지 핀(40)뿐만 아니라 제 2지지 핀(42)도 경사판(36) 위에 놓여진다. 3개의 제 1지지 핀(40)과 3개의 제 2지지 핀(42)이 제공되며, 이들 각각은 반도체 웨이퍼(32)에 대하여 3점 지지의 형태이다.
지지 핀(40)은 경사판(36)을 관통하여 연장되며 경사판(36)에 대하여 상대적으로 이동가능하다. 경사판(36)에 대한 지지 핀(40)의 이동은 경사판(36)의 위와 아래에 각각 놓여지는 상부 및 하부 정지부 또는 제한 디스크(44, 46)에 의해 제한된다. 하부 제한 디스크(46)와 경사판(36)의 하부면 사이에는 스프링(48)이 개재되어 지지 핀(40)을 하방 즉, 반도체 웨이퍼(32)로부터 이탈되게 편향시킨다. 지지 핀(40)은 도 9에 도시된 바와 같이 경사판(36)이 제 1 위치에서 베이스 플레이트(34)의 상부면에 접촉되는 베이스 또는 풋(50)을 가지며 경사판(36)을 통해 스프링의 장력 또는 바이어스에 대항하여 지지 핀(40)을 상방으로 가압한다. 도 9에 도시된 제 1 위치에서, 지지 핀(40)은 지지 핀(42)에 의해 형성된 지지 평면 위에 놓이는 실질적으로 수평한 지지 평면을 형성한다.
경사판(36)이 베이스 플레이트(34)에 대하여 경사지는 경우, 지지 핀(40)의 풋(50)은 베이스 플레이트(34)의 상부면으로부터 이동하여 이탈되고, 지지 핀(40)은 스프링의 바이어스에 의하여 기판으로부터 이동하여 이탈된다. 이러한 이동은 도 10에 도시된 바와 같이 상부 제한 디스크(44)에 의해 제한된다. 이러한 위치에서, 지지 핀(40)에 의해 형성된 지지 평면은 지지 핀(42)에 의해 형성되는 지지 평면의 아래에 놓여지므로 기판은 지지 핀(42) 위에 놓여진 상태이다. 이러한 위치에서, 웨이퍼(32)는 어버트먼트 핀(38)에 대하여 미끄러지고 제 1 실시예에서와 같이, 어버트먼트 핀들 사이에서 중심 설정되면서 전술한 바와 같이 정렬된다.
정렬된 이후에, 경사판(36)은 다시 경사지고, 그 결과 풋(50) 또는 지지 핀(40)은 베이스 플레이트(34)와 맞물리게 되고, 핀은 스프링의 바이어스에 대항하면서 반도체 웨이퍼(32)의 방향으로 가압된다. 지지 핀(40)의 풋(50)은 모나지 않게 둥글게 되어 있으므로 다시 경사지는 동안에 베이스 플레이트 위에서 롤링되며 경사판(36) 내측에서 핀이 비스듬하게 되는 것이 방지된다. 지지 핀(40)이 경사판(36)을 따라 경사지기 때문에, 핀의 지지 표면은 웨이퍼 표면과 항상 평행하고, 이로써 다시 경사지는 동안에 지지 핀(40)과 웨이퍼(32) 사이의 상대적인 이동뿐만 아니라 단지 한개의 핀 위에서 웨이퍼가 변위되는 것을 방지할 수 있다.
비록 본 발명이 바람직한 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명은 여기에 제한되는 것은 아니다. 특히, 실시예의 지지 핀(18, 40)은 배제 가능하며, 그 결과 반도체 웨이퍼는 테프론 디스크(22) 또는 지지 핀(42) 위에 직접적으로 놓여지게 된다. 이는 경사 가능한 플레이트가 전혀 필요치 않게 된다. 경사진 지지 평면은 지지 부재 사이의 수직 방향으로 상대적인 이동에 의해 달성될 수 있다. 또한, 반도체 웨이퍼는 수평면에 대하여 경사진 평면을 형성하는 고정된 지지 장치 위에 놓여질 수 있다. 이러한 경우에는, 웨이퍼를 경사진 위치에 놓여지게 하며 지지 장치 위에 놓게 하는 웨이퍼 처리 장치가 필요하게 된다. 웨이퍼 위의 입자 집적에 대한 문제는 입자 흡입 장치를 제공하여 감소되는데, 특히 플레이트가 경사진 상태에서 웨이퍼 위에서 발견되는 입자를 하방향으로 흡입한다.

Claims (35)

  1. 디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치로서,
    정렬 감지 유니트,
    지지 평면을 형성하며 상기 기판을 수용하기 위한 하나 이상의 이동가능한 제 1 지지부,
    수평면에 대하여 경사지는 위치로 상기 지지 평면을 이동시키기 위하여 상기 수평면에 대하여 상기 하나 이상의 제 1 지지부를 경사지게 하기 위한 장치,
    상기 기판을 수용하기 위해 실질적인 수평 지지부를 형성하는 제 2 지지부,
    경사로 인해 상기 기판이 이동 가능하게 되는 것을 방지하는 어버트먼트 수단, 및
    상기 기판의 회전을 위한 회전 수단을 포함하며,
    상기 제 1 지지부가 경사 위치로 이동할 때 실질적으로 수평한 배향으로 상기 제 2 지지부 위에 배치되는 기판이 상기 제 2 지지부로부터 상승되어 상기 수평면에 대해 경사지는 위치로 이동하도록, 상기 하나 이상의 제 1 지지부 및 상기 제 2 지지부가 서로에 대하여 이동가능한,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제 1 지지부에는 상기 지지 평면을 형성하는 두 개 이상의 제 1 지지 부재가 제공되는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 지지 부재에는, 적어도 지지 영역에, 낮은 마찰을 갖는 재질이 제공되는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지 부재의 지지 영역이 둥글게 되어 있는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 어버트먼트 수단이 경사가능한,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 어버트먼트 수단에는 서로 이격되는 두 개 이상의 어버트먼트 핀이 제공되는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    하나 이상의 상기 어버트먼트 핀이 회전가능하게 장착되는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 어버트먼트 핀이 동시에 회전되는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 정렬 감지 유니트에 의한 결정되는 상기 기판 정렬의 함수로서 상기 회전 장치의 회전을 제어하기 위한 수단을 더 포함하는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 어버트먼트 핀 및 상기 지지 부재들 중 하나 이상이 공통 플레이트에 놓여지는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 공통 플레이트가 경사가능한,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 지지부에는 상기 수평한 지지부를 형성하는 두 개 이상의 제 2 지지 부재가 제공되는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 지지 부재가 고정되는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 공통 플레이트에는 개구가 제공되고, 상기 제 2 지지 부재가 상기 개구를 통하여 연장하는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 지지 부재는 상기 공통 플레이트와 함께 이동가능하며 그리고 상대적으로 이동가능한,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 지지 부재는 상기 기판으로부터 멀어지는 방향으로 편향되는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 직경을 측정하기 위한 장치가 제공되는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  18. 제 6 항에 있어서,
    상기 기판의 직경을 측정하기 위한 장치, 및 상기 기판의 직경의 함수로서 상기 어버트먼트 핀들 사이의 간격을 조정가능하게 설정하는 수단을 더 포함하는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  19. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 지지 부재를 공통 중심점을 중심으로 회전하기 위한 수단을 더 포함하는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  20. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 지지 부재가 회전가능한 부재 위에 배치되는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 이송을 위한 기판 처리 장치가 제공되고, 상기 기판 처리 장치의 이동이 상기 기판의 직경의 함수에 따라 제어가능한,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  22. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 지지 부재 및 상기 제 2 지지 부재 중 하나 이상을 상기 기판의 직경의 함수로서 하나의 방향으로 이동하기 위한 수단을 더 포함하는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  23. 디스크형 기판을 정렬하기 위한 방법으로서,
    상기 기판을 정렬 장치의 제 2 지지부 위에 배치하는 단계로서, 상기 제 2 지지부는 실질적으로 수평한 평면을 형성하는, 기판 배치 단계,
    상기 제 2 지지부로부터 상기 기판을 상승시켜 상기 기판을 수평면에 대해 경사지는 위치로 이동시키기 위해, 상기 수평면에 대해 경사지는 위치로 상기 정렬 장치의 이동가능한 제 1 지지부를 이동시키는 단계로서, 상기 경사로 인해 상기 기판이 하나 이상의 어버트먼트에 기대어져 놓이는, 이동가능한 제 1 지지부 이동 단계,
    규정된 회전 위치로 상기 기판을 회전시키는 단계, 및
    감지 유니트로 상기 회전된 위치를 감시하는 단계를 포함하는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 지지부 및 상기 하나 이상의 어버트먼트가 공통으로 함께 이동하는 단계를 더 포함하는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 규정된 회전 위치로 상기 기판을 회전시키는 단계는 상기 하나 이상의 어버트먼트의 하나 이상의 어버트먼트 부재를 회전시킴으로써 상기 기판을 회전시키는 단계를 포함하는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    서로로부터 이격되는 두 개 이상의 어버트먼트 부재를 회전시키는 단계를 더 포함하는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 방법.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 규정된 회전 위치로 상기 기판을 회전시키는 단계는 상기 감지 유니트에 의해 결정되는 상기 기판 정렬의 함수로서 상기 기판을 회전시키는 단계를 포함하는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 방법.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 기판의 직경을 결정하는 단계를 더 포함하는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 기판의 상기 직경의 함수로서 상기 어버트먼트 부재들 사이의 간격을 조정하는 단계를 더 포함하는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 방법.
  30. 제 23 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 제 1 지지부를 회전시킴으로써 회전하는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 방법.
  31. 제 28 항에 있어서,
    기판 처리 장치가 제공되며, 상기 기판의 상기 직경의 함수로서 상기 기판 처리 장치의 이동을 제어하는 단계를 더 포함하는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 방법.
  32. 제 28 항에 있어서,
    상기 기판 직경의 함수로서 하나의 방향으로 상기 제 1 지지부 및 상기 제 2 지지부 중 하나 이상을 이동시키는 단계를 더 포함하는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 방법.
  33. 제 23 항에 있어서,
    상기 수평면에 대해 경사지는 상기 위치로 상기 제 1 지지부를 경사시키는 단계를 더 포함하는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 방법.
  34. 디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치로서,
    정렬 감지 유니트,
    상기 기판을 지지하기 위한 제1 지지부,
    개시 위치와 상기 제 1 지지부가 수평면에 대해 경사지는 경사 위치 사이로 상기 제 1 지지부를 이동시키기 위한 경사 장치로서, 이 경사 장치에 의해 상기 제 1 지지부 상에 지지되는 기판이 상기 수평면에 대해 경사지는, 경사 장치,
    상기 기판을 지지하기 위한 제 2 지지부,
    경사로 인해 상기 기판이 이동하는 것을 방지하는 어버트먼트 수단, 및
    상기 기판의 회전을 위한 회전 수단을 포함하며,
    상기 제 1 지지부와 상기 제 2 지지부 중 상기 기판이 초기에 지지되는 하나의 지지부의 위치가 상대적으로 높은 위치로부터 상대적으로 낮은 위치로 변화하는 방식으로, 상기 제 1 지지부와 상기 제 2 지지부 사이의 상기 기판이 상기 제 1 지지부 및 상기 제 2 지지부의 서로에 대한 이동에 의해 이송되며,
    상기 상대적으로 높은 위치에서는, 상기 제 1 지지부와 상기 제 2 지지부 중 상기 기판이 초기에 지지되는 하나의 지지부가 상기 제 1 지지부와 상기 제 2 지지부 중 다른 하나의 지지부 위쪽에서 상기 기판을 지지하며,
    상기 상대적으로 낮은 위치에서는, 상기 제 1 지지부와 상기 제 2 지지부 중 상기 기판이 초기에 지지되는 하나의 지지부가 상기 제 1 지지부와 상기 제 2 지지부 중 다른 하나의 지지부 아래쪽에 있으며,
    그 결과, 상기 제 1 지지부와 상기 제 2 지지부 중 상기 기판이 초기에 지지되는 하나의 지지부의 상기 상대적으로 높은 위치로부터 상기 상대적으로 낮은 위치로의 위치의 변화 동안, 상기 제 1 지지부와 상기 제 2 지지부 중 상기 다른 하나는 상기 기판이 초기에 지지되는 상기 제 1 지지부와 상기 제 2 지지부 중 각각 하나의 지지부로부터 상기 기판을 수용하여 상기 기판을 지지하는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 경사 장치에 의한 상기 개시 위치로부터 상기 경사 위치로의 상기 제 1 지지부의 이동에 의해 상기 제 1 지지부와 상기 제 2 지지부 중 상기 기판이 초기에 지지되는 하나의 지지부의 상기 상대적으로 높은 위치로부터 상기 상대적으로 낮은 위치로 위치가 변화되도록, 상기 제 1 지지부와 상기 제 2 지지부가 서로에 대해 배치되고,
    상기 제 1 지지부와 상기 제 2 지지부 중 상기 기판이 초기에 지지되는 하나의 지지부가 상기 제 2 지지부인 경우, 상기 제 1 지지부가 상기 개시 위치에 있을 때 상기 제 2 지지부가 상기 제 1 지지부 보다 상대적으로 높은 위치로부터 상기 제 1 지지부가 상기 경사 위치에 있을 때 상기 제 2 지지부가 상기 제 1 지지부 보다 상대적으로 낮은 위치로 상기 제 2 지지부의 위치의 변화에 의해 상기 개시 위치로부터 상기 경사진 위치로 상기 경사 장치에 의한 상기 제 1 지지부의 이동 동안, 상기 제 1 지지부가 상기 기판을 수용한 후 지지하는,
    디스크형 기판을 정렬하기 위한 장치.
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