KR101012076B1 - 위치 검출용 지그 - Google Patents

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토시유키 마츠모토
토모히데 미나미
유이치 도키
코지 마하라
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

좁은 반송로를 갖는 장치에 대해서도 반입이 가능한 위치 검출용 웨이퍼를 이용하여 반송 암의 반송처의 위치 조정을 실시한다. 위치 검출용 웨이퍼(S)는, 위치 조정의 목표물과의 사이의 정전 용량을 검출하는 정전 용량 검출 센서(50)를 갖는다. 정전 용량 검출 센서(50)는, 목표물과의 사이에서 정전 용량을 형성하는 복수의 정전 용량 검출 전극(52)과 정전 용량 검출 전극(52)과 통신하여, 정전 용량 검출 전극(52)에 의한 정전 용량의 검출을 제어하는 제어 회로(51)를 갖는다. 정전 용량 검출 전극(52)은, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면측에 설치되고, 제어 회로(51)는 표면측에 설치되어 있다.

Description

위치 검출용 지그{JIG FOR DETECTING POSITION}
본 발명은, 기판을 유지하여 기판을 반송(搬送)하는 반송 암의 반송처의 위치 조정을 실시하기 위한 위치 검출용 지그에 관한 것이다.
예를 들면, 반도체 디바이스의 제조 프로세스에 있어서의 포토리소그래피 공정은, 레지스트 도포 장치, 현상(現像) 처리 장치, 열 처리 장치 등의 복수의 장치가 탑재된 도포 현상 처리 시스템에서 실시되고 있다. 이 도포 현상 처리 시스템에는, 각 장치로의 웨이퍼의 반송을 실시하는 반송 장치가 설치되어 있다.
상기 반송 장치는 웨이퍼를 유지하는 반송 암을 가지고, 예를 들면, 해당 반송 암이 전후 방향, 좌우 방향 및 상하 방향으로 3 차원 이동하여, 웨이퍼를 각 장치로 반송하고 있다.
그런데, 각 장치의 소정의 위치로 웨이퍼가 반송되지 않으면, 예를 들면, 웨이퍼의 전달이 적절히 행해지지 않거나, 또는 웨이퍼의 처리가 적절히 실시되지 않는다. 이 때문에, 예를 들면, 도포 현상 처리 시스템의 기동 작업 시에는, 반송 암이 웨이퍼를 소정의 위치까지 반송하고 있는지의 여부를 확인하고, 웨이퍼가 반송된 위치가 이탈되어 있는 경우에는, 반송 암의 반송처의 위치 조정이 실시되고 있 다.
이 위치 조정의 방법으로서, 예를 들면, CCD 카메라가 탑재된 궤적 검출용 웨이퍼를 반송 암에 유지시키고, 반송 암에 의하여 궤적 검출용 웨이퍼를 반송하여, CCD 카메라에 의하여 반송 암의 반송처의 정지 위치를 검출하는 것이 제안되어져 있다(특허 문헌 1 참조).
[특허 문헌 1] 일본특허공개 2003-243479호 공보
그러나, 상술한 CCD 카메라 등의 광학계 기기는 초점 거리 또는 포커스의 조정 기구 등의 제약에 의하여, 상하 방향으로 두께가 필요하다. 이 때문에, 최근 박형화가 진행되어 반송구(搬送口)의 간극이 좁아지고 있는 장치에 대해서는, 예를 들면, 상기 궤적 검출용 웨이퍼를 반입할 수 없으며, 위치 조정 작업을 적정하게 실시할 수 없다.
본 발명은, 이러한 점에 비추어 보아 이루어진 것이며, 좁은 반송구를 갖는 장치에 대해서도 반입이 가능하고, 반송 암의 반송처의 위치 조정을 적정하게 실시할 수 있는 위치 검출용 지그를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 기판을 유지하여 반송하는 반송 암의 반송처의 위치 조정을 실시하기 위한 위치 검출용 지그로서, 반송 암이 반송 가능한 기판 형상을 가지고, 위치 조정의 목표물과의 사이의 정전 용량을 검출하는 정전 용량 검출 센서를 가지고, 상기 정전 용량 검출 센서는, 목표물과의 사이에서 정전 용량을 형성하는 복수의 정전 용량 검출 전극과, 상기 정전 용량 검출 전극과 통신하여, 정전 용량 검출 전극에 의한 정전 용량의 검출을 제어하는 제어 회로를 가지고, 상기 정전 용량 검출 전극은, 기판 형상의 이면측에 설치되고, 상기 제어 회로는, 기판 형상의 표면측에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 정전 용량 검출 센서에 의하여 목표물과의 사이의 정전 용량을 검출하고, 반송 암의 현재 상태의 반송처의 위치를 인식하여, 이에 기초하여 반송 암의 위치 조정을 실시할 수 있다. 그리고, 정전 용량 검출 센서의 정전 용량 검출 전극과 제어 회로는 매우 얇게 형성할 수 있으므로, 위치 검출용 지그를 대폭 박형화할 수 있다. 이 때문에, 위치 검출용 지그를 좁은 반송구를 갖는 장치에도 반입할 수 있어, 반송 암의 반송처의 위치 조정을 적정하게 실시할 수 있다. 또한, 정전 용량 검출 전극이 이면측에 설치되고, 제어 회로가 표면측에 설치되어 있으므로, 예를 들면, 정전 용량 검출 전극의 수 또는 배치, 형상의 자유도가 확대되고, 다양한 목표물에 대하여 최적의 정전 용량 검출 전극을 배치하여, 보다 높은 정밀도로 위치 조정을 실시할 수 있다.
상기 기판 형상에는, 이면측으로부터 표면측으로 통하는 복수의 통전로가 형성되고, 상기 각 정전 용량 검출 전극은, 상기 통전로를 통하여 상기 제어 회로에 접속되어 있어도 좋다.
상기 복수의 통전로는, 상기 기판 형상의 외주부에 형성되어 있어도 좋다.
상기 복수의 통전로는, 상기 기판 형상의 외주부에 환형상으로 배치되고, 상기 정전 용량 검출 전극은, 상기 통전로보다 상기 기판 형상의 이면의 중앙측에 배치되고, 상기 기판 형상의 이면에서, 상기 각 정전 용량 검출 전극과 각 도전로(導電路)를 접속하는 배선은 방사 형상으로 형성되어 있어도 좋다.
상기 각 정전 용량 검출 전극과 상기 제어 회로를 접속하는 각 배선에는, 정전 용량 검출 전극에 의하여 검출된 정전 용량의 신호를 증폭하는 증폭 회로가 설치되고, 상기 증폭 회로는, 상기 기판 형상의 표면 측에 설치되어 있어도 좋다.
상기 각 정전 용량 검출 전극과 상기 증폭 회로를 접속하는 각 배선과 상기 각 정전 용량 검출 전극은, 해당 배선 또는 정전 용량 검출 전극과 동일한 전위로 유지할 수 있는 가드 배선에 의하여 덮여 있어도 좋다.
상기 기판 형상의 표면측에는, 반송 암의 위치 조정을 실시하기 위한 외부의 제어부와 상기 제어 회로와의 사이에서 통신하는 무선 회로가 설치되어 있어도 좋다.
상기 정전 용량 검출 전극은, 상기 기판 형상의 이면측의 반송 암에 지지되는 위치에도 설치되어 있어도 좋다.
상기 정전 용량 검출 전극은, 포토리소그래피 공정에 의하여 형성되어 있어도 좋고, 또한, 스크린 인쇄 공정에 의하여 형성되어 있어도 좋다.
상기 기판 형상의 이면에는, 상기 정전 용량 검출 전극을 덮도록 절연재로 이루어진 보호막이 형성되어 있어도 좋다.
상기 반송 암의 반송처는 기판을 유지하여 회전시키는 회전 유지부로서, 상기 기판 형상의 이면측의 중심부에는, 기판 형상이 상기 회전 유지부에 유지되어 회전된 상태에서, 해당 기판 형상의 중심부의 가속도를 측정하는 가속도 센서가 설치되어 있어도 좋다. 또한, 상기 기판 형상의 표면측에는 상기 기판 형상 주위의 분위기의 습도를 측정하는 습도 센서가 설치되어 있어도 좋고, 또한, 상기 기판 형상 주위의 분위기의 온도를 측정하는 온도 센서가 설치되어 있어도 좋다.
본 발명에 의하면, 좁은 반송구를 갖는 장치에 대해서도 위치 검출용 지그를 반입하여, 반송 암의 반송처의 위치 조정을 적정하게 실시할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 일례에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 실시예에 따른 위치 검출용 지그로서의 위치 검출용 웨이퍼가 적용되는 기판 처리 시스템(1)의 구성의 개략을 나타낸 설명도이다.
예를 들면, 기판 처리 시스템(1)은, 웨이퍼(W)의 처리를 실시하는 복수의 처리 장치(10)와, 이들 처리 장치(10)에 대하여 웨이퍼(W)의 반송을 실시하는 반송 장치(11)를 구비하고 있다.
예를 들면, 반송 장치(11)는 반송 암(20)을 갖고 있다. 반송 암(20)은, 예를 들면, 선단이 대략 C 자 형상을 가지고 있다. 반송 암(20)의 C 자 형상 부분의 내측에는 복수의 지지부(20a)가 설치되어 있고, 이들 지지부(20a) 상에 웨이퍼(W)를 지지할 수 있다. 반송 암(20)은, 예를 들면, 기대(基臺)(21) 상에 설치된 레일(22)을 전후 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들면, 기대(21)는 상하 방향으로 연장되는 레일(23)에 장착되고, 그 레일(23)은 좌우 방향으로 연장되는 레일(24)에 장착되어 있다. 이들 구성에 의하여 반송 암(20)은, 전후 방향, 상하 방향 및 좌우 방향의 3 차원 방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 반송 장치(11)는, 웨이퍼(W)를 반송 암(20)으로 지지한 상태에서, 해당 반송 암(20)을 처리 장치(10) 내로 진입시켜, 웨이퍼(W)를 처리 장치(10) 내의 소정의 위치까지 반송할 수 있다.
또한, 반송 암(20)에 의한 웨이퍼(W)의 반송 위치는, 반송 암(20)의 동작을 제어하는 외부의 제어부(30)에 의하여 제어되고 있다.
처리 장치(10)는, 예를 들면, 도 2a에 도시한 바와 같이, 처리 용기(40) 내에 웨이퍼(W)를 재치하는 재치대(41)를 갖고 있다. 예를 들면, 재치대(41)의 상면의 중심부에는, 도 2b에 도시한 바와 같이, 위치 조정의 목표물로서의 중심 홀(42)이 형성되어 있다. 이 예에서, 예를 들면, 웨이퍼(W)의 적정한 반송 위치는 재치대(41)의 중앙부이며, 웨이퍼(W)의 중심이 중심 홀(42)에 맞도록 웨이퍼(W)를 반송할 필요가 있다. 처리 용기(40)의 일측면에는 반송 암(20)에 의하여 웨이퍼(W)를 반입출하기 위한 반송구(43)가 형성되어 있다.
이어서, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 구성에 대하여 설명한다. 도 3은, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 사시도이다. 위치 검출용 웨이퍼(S)는, 예를 들면, 제품 웨이퍼(W)와 동일한 형태이며 동일한 크기로 형성되어, 상기 반송 암(20)에 의하여 반송할 수 있다. 위치 검출용 웨이퍼(S)는, 예를 들면, 배선 패턴의 형성 또는 홀 가공이 용이한 세라믹, 실리콘 또는 수지 등에 의하여 형성되어 있다.
위치 검출용 웨이퍼(S)에는, 위치 조정의 목표물과의 사이의 정전 용량을 검출하는 정전 용량 검출 센서(50)가 설치되어 있다. 정전 용량 검출 센서(50)는 표면측에 제어 회로(51)를 갖고, 도 4에 도시한 바와 같이, 이면측에 복수의 정전 용량 검출 전극(52)을 갖고 있다.
정전 용량 검출 전극(52)은, 예를 들면, 도 4에 도시한 바와 같이, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면의 중앙부에, 종횡 방향으로 격자 형상으로 나란히 배치되어 있다. 정전 용량 검출 전극(52)은, 예를 들면, 사각 형상을 가지고, 예를 들면, 정전 용량을 형성하는 목표물(본 실시예에서는 중심 홀(42))보다 작은 직경을 가지고 있다. 또한, 서로 인접하는 정전 용량 검출 전극(52)끼리의 간격도 중심 홀(42)의 직경보다 작게 되어있다.
위치 검출용 웨이퍼(S)의 외주부에는, 이면측으로부터 표면측으로 상하 방향으로 통하는 복수의 통전로(60)가 형성되어 있다. 이들 통전로(60)는, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 외주부에 환형상으로 배치되어 있다. 각 정전 용량 검출 전극(52)은, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 직경 방향으로 연장되는 배선(61)에 의하여, 대응하는 통전로(60)에 접속되어 있다. 이에 의하여, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면측에는, 정전 용량 검출 전극(52)과 통전로(60)를 접속하는 복수 개의 배선(61)이 방사 형상으로 형성되어 있다.
배선(61)과 정전 용량 검출 전극(52)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 가드 배선(62)에 의하여 둘러싸여 있다. 배선(61)이 위치 검출용 웨이퍼(S)의 표면측으로 연장된 부분도 가드 배선(62)에 의하여 둘러싸여 있다. 가드 배선(62)은, 정전 용량의 검출 시에, 예를 들면, 제어 회로(51)에 의하여 배선(61) 또는 정전 용량 검출 전극(52)과 동일한 전위가 되도록 제어되어, 배선(61) 또는 정전 용량 검출 전극(52)을 통하는 전기 신호에 대한 외부로부터의 전계 등을 차단하여 기생 용량을 제거할 수 있다.
상기 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면측의 구조, 예를 들면, 정전 용량 검출 전극(52), 배선(61) 및 가드 배선(62)은, 성막, 노광, 현상, 에칭을 반복하는 포토리소그래피 공정에 의하여 형성되어 있다. 그리고, 이와 같이, 정전 용량 검출 전극(52), 배선(61) 및 가드 배선(62)은 포토리소그래피 공정으로 형성되므로, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면은 평탄하게 되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 표면측에는, 외주부의 각 통전로(60)와 중심부의 제어 회로(51)를 접속하는 복수 개의 배선(70)이 방사 형상으로 형성되어 있다. 각 배선(70)에는, 정전 용량 검출 전극(52)에 의하여 검출된 정전 용량의 신호를 증폭하는 증폭 회로(71)가 설치되어 있다. 각 증폭 회로(71)는 통전로(60)에 근접하여 배치되어 있다. 증폭 회로(71)와 도전로(60)와의 사이의 배선(70)에는 상술한 가드 배선(62)이 설치되어 있다.
제어 회로(51)는, 예를 들면, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 중앙부에 설치된 회로기판(A)에 형성되어 있다. 제어 회로(51)는, 각 정전 용량 검출 전극(52)에 대하여 전압 등의 신호를 송수신하고, 정전 용량 검출 전극(52)과 목표물의 사이의 정전 용량을 검출할 수 있다. 회로 기판(A) 상에는, 제어 회로(51)와 외부의 제어부(30)와의 사이를 무선으로 통신하는 무선 회로(80)가 설치되어 있다. 또한, 정전 용량 검출 전극(52), 제어 회로(51), 가드 배선(62) 및 무선 회로(80) 등의 전원은, 예를 들면, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 회로 기판(A)에 설치되어 있다.
예를 들면, 제어부(30)는, 위치 검출용 웨이퍼(S)로부터 각 정전 용량 검출 전극(52)의 정전 용량의 신호를 받고, 이들 정전 용량에 기초하여 위치 검출용 웨이퍼(S)에 대한 목표물인 중심 홀(42)의 위치를 특정할 수 있다. 예를 들면, 제어부(30)는, 각 정전 용량 검출 전극(52)에 의하여 검출되는 정전 용량의 값과, 위치 검출용 웨이퍼(S)에 대한 중심 홀(42)의 위치와의 관계를 사전에 파악해 두고, 그 관계로부터 위치 검출용 웨이퍼(S)의 중심점에 대한 중심 홀(42)의 좌표를 특정할 수 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 복수의 정전 용량 검출 전극(52)과 중심 홀(42)과의 위치 관계가 다르면, 각각의 정전 용량 검출 전극(52)과 중심 홀(42)을 포함하는 재치대(41) 상면과의 두 극간의 거리(D)가 변동하여 정전 용량이 변동된다(정전 용량(C) = Eo·B/D(Eo는 두 극간의 유전율, B는 정전 용량 검출 전극의 면적)). 이를 이용하여, 위치 검출용 웨이퍼(S)면 내의 복수의 정전 용량 검출 전극(52)의 정전 용량을 검출함으로써, 위치 검출용 웨이퍼(S)면 내의 중심 홀(42)의 위치를 특정할 수 있다.
또한, 제어부(30)는 특정한 중심 홀(42)의 좌표에 기초하여, 적정한 위치까지의 보정량을 산출하여, 반송 암(20)의 반송처의 위치 조정을 실시할 수 있다.
이어서, 이상과 같이 구성된 위치 검출용 웨이퍼(S)를 이용한 반송 암(20)의 반송처의 위치 조정 프로세스에 대하여 설명한다.
우선, 위치 검출용 웨이퍼(S)가 반송 암(20)에 지지된다. 이어서, 제어부(30)의 현재 상태의 반송처의 위치 설정에 따라, 도 7에 도시한 바와 같이, 반송 암(20)이 처리 장치(10)의 반송구(43)로부터 처리 용기(40) 내로 진입하고, 반송처인 재치대(41)의 중심부 상방에서 정지한다. 그 후, 예를 들면, 제어부(30)로부터의 지령에 의하여, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 정전 용량 검출 센서(50)가 작동하여, 각 정전 용량 검출 전극(52)과 중심 홀(42)을 포함하는 재치대(41)의 상면과의 사이의 정전 용량이 검출된다.
이 때, 각 정전 용량 검출 전극(52)에 의하여 검출된 정전 용량의 신호는 증폭 회로(71)에서 증폭되어 제어 회로(51)로 보내어진다. 제어 회로(51)는 각 정전 용량 검출 전극(52)으로부터의 정전 용량의 신호를 수신하고, 이들 정전 용량의 신호는 무선 회로(80)에 의하여 무선으로 제어부(30)로 보내어진다. 제어부(30)에서는, 사전에 설정되어 있는 각 정전 용량 검출 전극(52)의 정전 용량의 값과 위치 검출용 웨이퍼(S)에 대한 중심 홀(42)의 위치와의 관계로부터, 예를 들면, 도 8에 도시한 바와 같이, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 중심점(E)에 대한 중심 홀(42)의 좌표(x, y)가 산출된다.
이 산출된 중심 홀(42)의 좌표로부터 위치 검출용 웨이퍼(S)의 중심점(E)과 중심 홀(42)과의 이탈량(x, y)이 파악되고, 그 이탈량을 조정량으로 하여 반송 암(20)의 반송처의 위치 조정이 실시된다.
이상의 실시예에 의하면, 위치 검출용 웨이퍼(S)가 정전 용량 검출 센서(50)를 갖고, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면측에 복수의 정전 용량 검출 전극(52)이 설치되고, 표면 측에 제어 회로(51)가 설치되어 있다. 이 위치 검출용 웨이퍼(S)는, 종래와 같이 광학계의 기기를 사용하지 않고, 얇게 형성할 수 있는 정전 용량 검출 전극(52)과 제어 회로(51)를 이용하므로, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 전체 두께를 얇게 할 수 있다. 그 결과, 좁은 반송구(43)를 갖는 박형의 처리 장치(10)에도 반입할 수 있고, 처리 장치(10)에서의 반송 암(20)의 반송처의 위치 조정을 적정하게 실시할 수 있다. 또한, 정전 용량 검출 전극(52)을 이면측에 설치하고, 제어 회로(51)를 표면측에 설치하고 있으므로, 위치 조정의 목표물에 맞추어 정전 용량 검출 전극(52)의 수 또는 형상, 배치를 자유롭게 설정할 수 있다. 그 결과, 목표물의 위치 검출을 고(高)정밀도로 실시할 수 있게 되어, 반송 암(20)의 위치 조정을 높 은 정밀도로 실시할 수 있다.
또한, 제어 회로와 정전 용량 검출 전극을 동일한 면에 설치한 경우, 제어 회로에 의하여 발생되는 전계가 정전 용량 검출 전극의 주변의 전기장에 영향을 준다. 본 실시예에 의하면, 제어 회로(51)와 정전 용량 검출 전극(52)이 다른 면에 설치되어 있으므로, 제어 회로(51)에 의하여 발생되는 전계가 정전 용량 검출 전극(52)의 주변의 전기장에 영향을 미치는 것이 억제되어, 정전 용량 검출 전극(52)과 목표물과의 사이의 정전 용량을 보다 정확하게 측정할 수 있다. 이에 의하여, 위치 검출용 웨이퍼(S)에 의한 목표물의 위치 검출을 보다 고정밀도로 실시할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 증폭 회로(71) 또는 무선 회로(80)도 위치 검출용 웨이퍼(S)의 표면측에 설치되어 있으므로, 목표물의 위치 검출을 보다 고정밀도로 실시할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 비교적 두께가 있는 제어 회로(51) 등을 위치 검출용 웨이퍼(S)의 표면측에 설치하고, 이면측에는 두께가 얇은 정전 용량 검출 전극(52)만을 설치하였으므로, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면 전체의 평탄성이 높아진다. 이에 의하여, 예를 들면, 위치 검출용 웨이퍼(S)가 반송 암(20)에 수평으로 지지되기 쉬워지고, 그 결과, 복수의 정전 용량 검출 전극(52)을 이용한 목표물과의 사이의 정전 용량의 검출이 보다 정확하게 실시되어, 목표물의 위치 검출을 보다 안정적이고 고정밀도로 실시할 수 있다.
또한, 홀 가공이 간단한 위치 검출용 웨이퍼(S)의 외주부에 통전로(60)가 형성되어 있으므로, 이면의 정전 용량 검출 전극(52)과 표면의 제어 회로(51)와의 배 선에 의한 접속을 비교적 간단히 실시할 수 있다. 또한, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 외주부에 통전로(60)를 환형상으로 배치하고, 정전 용량 검출 전극(52)을 그 중심측에 배치하여, 통전로(60)와 정전 용량 검출 전극(52)과의 배선(61)을 방사 형상으로 형성하였으므로, 다수의 정전 용량 검출 전극(52)의 배선을 적정하게 실시할 수 있다. 또한, 정전 용량 검출 전극(52)이 많아져도 비교적 간단한 패턴으로 배선할 수 있으므로, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 제조 비용을 억제할 수 있다.
위치 검출용 웨이퍼(S)에는 증폭 회로(71)가 설치되었으므로, 정전 용량의 미소한 변동을 나타내는 신호도 검출할 수 있다. 따라서, 보다 고정밀도의 위치 검출이 가능해진다. 또한, 이 증폭 회로(71)를 위치 검출용 웨이퍼(S)의 표면측에 설치하였으므로, 이에 의해서도 이면의 정전 용량 검출 전극(52)의 배치의 자유도가 확보된다.
정전 용량 검출 전극(52)과 배선(61)의 주위에는 가드 배선(62)이 설치되었으므로, 배선(61) 또는 정전 용량 검출 전극(52)을 통하는 신호에 대한 외부로부터의 전계를 차단하여 기생 용량을 제거할 수 있다. 그 결과, 정전 용량의 미소한 변동을 나타내는 신호의 검출도 가능해져, 보다 고정밀도의 위치 검출이 가능해진다.
위치 검출용 웨이퍼(S)의 표면에 무선 회로(80)가 설치되었으므로, 정전 용량 검출 센서(50)에 의한 정전 용량의 검출 결과를 무선으로 제어부(30)로 송신할 수 있다. 또한, 제어부(30)로부터의 위치 검출용 웨이퍼(S)에 대한 동작 지령을 무선으로 실시할 수 있다. 이 때문에, 예를 들면, 좁은 장소로 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 암(20) 배선 등을 고려하지 않고 위치 조정을 실시할 수 있다.
이상의 실시예에서는, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면의 정전 용량 검출 전극(52)을 포토리소그래피 공정에 의하여 형성하므로, 정전 용량 검출 전극(52)을 매우 얇게 형성할 수 있다. 이 때문에, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면 전체의 평탄성이 보다 향상되고, 이에 의해, 예를 들면, 위치 검출용 웨이퍼(S)를 반송 암(20)에 지지시킨 때의 수평성이 보다 확보되기 쉬워진다. 그 결과, 복수의 정전 용량 검출 전극(52)에 의한 목표물의 위치 검출을 보다 안정적이고 고정밀도로 실시할 수 있다.
또한, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면측의 정전 용량 검출 전극(52), 배선(61) 및 가드 배선(62)은 모두 포토리소그래피 공정에 의하여 형성되므로, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면 전체의 평탄성은 더 높아진다. 이에 의해, 예를 들면, 위치 검출용 웨이퍼(S)가 반송 암(20)에 수평으로 지지되기 쉬어지고, 그 결과, 목표물의 위치 검출을 보다 안정적이고 고정도로 실시할 수 있다. 또한, 이와 같이 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면이 충분히 평탄해지면, 예를 들면, 반송암으로서, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면 전체를 지지하는 포크형의 반송 암을 이용한 경우에도, 위치 검출용 웨이퍼(S)는 수평으로 지지될 수 있다. 또한, 예를 들면, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면을 진공 흡착하는 경우에도, 해당 위치 검출용 웨이퍼(S)는 유용하다. 예를 들면, 위치 검출용 웨이퍼(S)가 반송되는 처리 장치(10)가 레지스트 도포 장치 또는 현상 장치 등인 경우, 통상적으로, 장치 내에는 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면을 진공 흡착하는 스핀 척이 설치되어 있다. 이러한 경우에도 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면이 충분히 평탄하므로, 스핀 척은 위치 검출용 웨이퍼(S)를 수평으로 진공 흡착할 수 있다. 또한, 예를 들면, 도 9에 도시한 바와 같이, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 중심부에 설치된 가속도 센서(100)에 의하여, 스핀 척에 흡착 유지되어 회전되는 상태로 위치 검출용 웨이퍼(S)의 중심부의 가속도를 측정하고, 스핀 척의 중심부에 대한 위치 검출용 웨이퍼(S)의 중심부의 상대 위치를 검출할 수 있다. 또한, 이러한 경우, 정전 용량 검출 전극(52)에 의하여 정전 용량을 검출하여 목표물의 위치를 검출한 후, 연속하여 스핀 척의 중심부에 대한 위치 검출용 웨이퍼(S)의 중심부의 상대 위치를 검출할 수도 있다. 따라서, 하나의 위치 검출용 웨이퍼(S)에서 두 종류의 위치 검출을 실시할 수 있으므로, 위치 검출용 웨이퍼(S)를 출입시킬 필요가 없으며, 처리 장치(10)의 조정 시간을 대폭 단축시킬 수 있다. 이와 같이, 본 실시예의 위치 검출용 웨이퍼(S)는 이면의 특정 영역(예를 들면, 상술한 스핀 척에 진공 흡착되는 영역)의 평탄성이 요구되는 경우에 특히 유리한 효과를 발휘할 수 있다.
이상의 실시예의 위치 검출용 웨이퍼(S)의 표면측에, 예를 들면, 도 10에 도시한 바와 같이, 습도 센서(110)가 추가로 설치되어 있어도 좋다. 습도 센서(110)는 회로 기판(A) 상에 설치되고, 위치 검출용 웨이퍼(S) 주위의 분위기의 습도를 측정할 수 있다. 여기서, 위치 검출용 웨이퍼(S) 주위의 분위기의 습도가 변동되면, 정전 용량 검출 전극(52)에 의하여 검출되는 정전 용량도 변동된다. 본 실시예에서는, 습도 센서(110)에서 측정된 습도에 기초하여, 정전 용량 검출 전극(52)에서 검출된 정전 용량을 보정할 수 있다. 이 보정은, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 제어 회로(51)에서 실시해도 좋고, 또는, 습도 센서(110)에서 측정된 습도를 무선 회 로(80)로부터 제어부(30)로 출력하여 제어부(30)에서 실시해도 좋다. 이러한 경우, 예를 들면, 위치 검출용 웨이퍼(S) 주위의 분위기의 습도가 변동된 경우에도, 정전 용량 검출 전극(52)과 목표물과의 정전 용량을 보다 정확하게 검출할 수 있고, 목표물의 위치 검출을 보다 고정밀도로 실시할 수 있다. 또한, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 표면측에는, 예를 들면, 도 10에 도시한 바와 같이, 온도 센서(120)가 추가로 설치되어 있어도 좋다. 온도 센서(120)는 회로 기판(A) 상에 설치되고, 위치 검출용 웨이퍼(S) 주위의 분위기의 온도를 측정할 수 있다. 그리고, 예를 들면, 온도 센서(120)가 소정의 온도를 측정한 경우에, 도시하지 않은 경보기가 알람을 발생시키게 할 수도 있다. 이렇게 하면, 예를 들면, 소정의 온도로서, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 제어 회로(51) 등의 디바이스가 손상을 받는 온도보다 낮은 온도를 설정해 두면, 알람이 발생됨으로써 디바이스의 손상을 회피할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 가속도 센서(100), 습도 센서(110) 및 온도 센서(120)가 하나의 위치 검출용 웨이퍼(S)에 설치되어 있었으나, 어느 하나 이상의 센서가 설치되어 있어도 좋다.
이상의 실시예에서의 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면측의 정전 용량 검출 전극(52)은 반송 암(20)에 지지된 위치에도 설치되어 있어도 좋다. 예를 들면, 도 11a에 도시한 바와 같이, 반송 암(20)의 지지부(20a)가 위치 검출용 웨이퍼(S)의 외주부의 4 개소를 지지하도록 설치되어 있는 경우에는, 도 11b에 도시한 바와 같이, 이들 지지부(20a)에 대응하는 위치에 각각 복수의 정전 용량 검출 전극(52)이 설치된다. 또한, 각 정전 용량 검출 전극(52)은, 상술한 바와 같이, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 표면측의 제어 회로(51)에 접속되어 있다.
이러한 경우, 예를 들면, 위치 조정 시에 위치 검출용 웨이퍼(S)가 반송 암(20)에 지지된 때에, 각 정전 용량 검출 전극(52)이 지지부(20a)와의 사이의 정전 용량을 검출한다. 이 정전 용량의 결과에 기초하여, 위치 검출용 웨이퍼(S)가 반송 암(20)의 적정한 위치에 적정한 방향으로 지지되어 있는지의 여부가 판정된다. 예를 들면, 정전 용량의 검출값과 사전에 요구되어 있는 그 적정값이 비교되어, 위치 검출용 웨이퍼(S)가 4 개소의 지지부(20a)에 적정하게 지지되고, 또한, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 θ 방향의 방향성이 적정한지의 여부가 판정된다. 이에 의하여, 위치 조정 작업 시에, 위치 검출용 웨이퍼(S)가 반송 암(20)의 적정한 위치에 적정한 방향으로 지지되어 있는지의 여부를 확인할 수 있어, 위치 검출용 웨이퍼(S)와 반송 암(20)과의 위치 관계를 확인할 수 있다. 그 결과, 반송 암(20)에 대한 위치 검출용 웨이퍼(S)의 위치를 조정하고 나서 위치 조정 작업을 실시할 수 있으므로, 상술한 위치 검출용 웨이퍼(S)에 의한 반송 암(20)의 반송처의 위치 검출을 보다 정확하게 실시할 수 있다.
이상의 실시예에서는, 통전로(60)는 위치 검출용 웨이퍼(S)의 외주부에 환형상으로 배치되어 있었으나, 예를 들면, 도 12에 도시한 바와 같이, 통전로(60)는 위치 검출용 웨이퍼(S)의 임의의 위치에 배치되어도 좋다. 예를 들면, 정전 용량 검출 전극(52)은, 상기 실시예에서 나타낸 바와 같이, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면의 중앙부에 종횡 방향으로 격자 형상으로 배열되어 배치되지 않고, 목표물의 위치에 따라 임의의 위치에 배치되는 경우가 있다. 또한, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 표면측의 제어 회로(51), 증폭 회로(71), 무선 회로(80), 회로 기판(A) 등의 디바이스도, 상기 실시예에서 나타낸 바와 같이, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 표면의 중앙부에 배치된다고 한정되지는 않는다. 본 실시예에서는, 이들 정전 용량 검출 전극(52) 또는 제어 회로(51) 등의 배치를 감안하여, 통전로(60)를 임의의 위치에 배치할 수 있다. 특히, 통전로(60) 간의 간격을, 인접하여 배치된 정전 용량 검출 전극(52) 간의 간격보다 크게 할 수 있으므로, 통전로(60)의 배치의 자유도가 증가된다.
이상의 실시예의 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면에는, 절연재로 이루어지는 보호막이 형성되어 있어도 좋다. 보호막은, 정전 용량 검출 전극(52), 배선(61) 및 가드 배선(62)을 덮도록 형성된다. 이에 의해, 정전 용량 검출 전극(52)이 금속 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 예를 들면, 다수 회의 사용에 의한 정전 용량 검출 전극(52)의 손상 등도 방지할 수 있다.
이상의 실시예에서는, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면측의 구조, 예를 들면, 정전 용량 검출 전극(52), 배선(61) 및 가드 배선(62)은 포토리소그래피 공정에 의하여 형성되어 있었으나, 스크린 인쇄 공정에 의하여 형성되어도 좋다. 여기서, 스크린 인쇄 공정이란, 스크린 제판에 묘화(描畵)된 패턴의 홀에 잉크를 충진하고, 스크린 제판에 묘화된 패턴을 피사체에 전사(轉寫)함으로써, 피사체에 소정의 패턴을 형성하는 공정이다. 본 실시예에서는, 정전 용량 검출 전극(52), 배선(61) 및 가드 배선(62)에 대응하는 소정의 패턴이 형성된 스크린 제판을 이용하여, 예를 들면, 은(銀) 잉크 또는 에폭시 잉크를 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면에 전사한다. 이렇게 하면, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면에 정전 용량 검출 전극(52), 배선(61) 및 가드 배선(62)이 소정의 위치에 형성된다. 이러한 경우에도, 스크린 인쇄 공정에 의하여 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면을 평탄하게 할 수 있다. 이에 의해, 예를 들면, 위치 검출용 웨이퍼(S)가 반송 암(20)에 수평으로 지지되기 쉬워지고, 그 결과, 목표물의 위치 검출을 보다 안정적이고 고정도로 실시할 수 있다. 이와 같이, 스크린 인쇄 공정을 실시한 경우, 상술한 포토리소그래피 공정을 실시한 경우의 효과와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면, 특허 청구의 범위에 기재된 사상의 범주 내에서 각종 변경예 또는 수정예를 도출해 낼 수 있음은 자명하며, 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
예를 들면, 이상의 실시예에서 기재한 위치 검출용 웨이퍼(S)의 이면의 정전 용량 검출 전극(52)의 수 또는 형상, 배치는, 위치 조정의 목표물에 따라 적절히 선택할 수 있다. 또한, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 표면의 증폭 회로(71) 또는 제어 회로(51)의 위치 또는 수도 상기 예에 한정되지 않는다. 또한, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 통전로(60)의 위치 또는 수도 상기 예에 한정되지 않는다. 또한, 목표물은 중심 홀(42)에 한정되지 않고, 요철이 있는 것이라면 다른 것이어도 좋다. 이상의 실시예에서의 위치 검출 웨이퍼(S)에 의한 위치 검출은 수평면 내의 위치였으나, 상하 방향의 위치도 검출할 수 있다. 또한, 위치 검출용 웨이퍼(S)의 표면측에는, 위치 조정을 위한 다른 기능을 수행하는 회로가 설치되어 있어도 좋다. 또한, 이상 의 실시예에서, 위치 검출용 지그는 웨이퍼형이었으나, 사각형 등의 다른 형상의 기판형이어도 좋다.
본 발명은, 좁은 반송구를 갖는 장치에 대해서도 반송 암의 반송처의 위치 조정을 적정하게 실시할 때에 유용하다.
도 1은 기판 처리 시스템의 개략을 나타낸 설명도이다.
도 2a는 처리 장치의 구성의 개략을 도시한 측면도이며, 도 2b는 처리 장치의 구성의 개략을 도시한 평면도이다.
도 3은 위치 검출용 웨이퍼의 사시도이다.
도 4는 위치 검출용 웨이퍼의 이면을 도시한 사시도이다.
도 5는 정전 용량 검출 전극과 배선이 가드 배선에 의하여 덮인 상태를 나타낸 설명도이다.
도 6은 위치 검출용 웨이퍼의 정전 용량 검출 전극과 재치대 표면의 사이의 거리를 나타낸 설명도이다.
도 7은 처리 장치 내로 반송 암이 진입한 상태를 나타낸 설명도이다.
도 8은 위치 검출용 웨이퍼의 중심점에 대한 중심 홀의 위치를 나타낸 설명도이다.
도 9는 표면측에 가속도 센서가 설치된 위치 검출용 웨이퍼의 사시도이다.
도 10은 표면측에 가속도 센서, 습도 센서 및 온도 센서가 설치된 위치 검출용 웨이퍼의 사시도이다.
도 11a는 반송 암의 지지부의 위치를 나타낸 설명도이며, 도 11b는 위치 검출용 웨이퍼의 정전 용량 검출 전극의 위치를 나타낸 설명도이다.
도 12는 통전로가 임의의 위치에 배치된 위치 검출용 웨이퍼의 이면을 나타낸 사시도이다.
*부호의 설명*
10 : 처리 장치
11 : 반송 장치
20 : 반송 암
50 : 정전 용량 검출 센서
51 : 제어 회로
52 : 정전 용량 검출 전극
71 : 증폭 회로
80 : 무선 회로
S : 위치 검출용 웨이퍼
W : 웨이퍼

Claims (14)

  1. 기판을 유지하여 반송하는 반송 암의 위치 조정을 실시하기 위한 위치 검출용 지그로서,
    위치 조정의 목표물과의 사이의 정전 용량을 검출하는 정전 용량 검출 센서를 가지고,
    상기 정전 용량 검출 센서는, 목표물과의 사이에서 정전 용량을 형성하는 복수의 정전 용량 검출 전극과, 상기 정전 용량 검출 전극과 통신하여, 정전 용량 검출 전극에 의한 정전 용량의 검출을 제어하는 제어 회로를 가지고,
    상기 정전 용량 검출 전극은, 상기 위치 검출용 지그의 이면측에 설치되고,
    상기 제어 회로는, 상기 위치 검출용 지그의 표면측에 설치되어 있으며,
    상기 위치 검출용 지그는 반송 암이 반송할 수 있도록 기판 형상인 것을 특징으로 하는 위치 검출용 지그.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 검출용 지그에는, 이면측으로부터 표면측으로 통하는 복수의 통전로가 형성되고,
    상기 각 정전 용량 검출 전극은, 상기 통전로를 통하여 상기 제어 회로에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출용 지그.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 통전로는 상기 위치 검출용 지그의 외주부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출용 지그.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 통전로는, 상기 위치 검출용 지그의 외주부에 환형상으로 배치되고,
    상기 정전 용량 검출 전극은, 상기 통전로보다 상기 위치 검출용 지그의 이면의 중앙측에 배치되고,
    상기 위치 검출용 지그의 이면에서, 상기 각 정전 용량 검출 전극과 각 통전로를 접속하는 배선은 방사 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출용 지그.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 정전 용량 검출 전극과 상기 제어 회로를 접속하는 각 배선에는, 정전 용량 검출 전극에 의하여 검출된 정전 용량의 신호를 증폭하는 증폭 회로가 설치되고,
    상기 증폭 회로는, 상기 위치 검출용 지그의 표면측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출용 지그.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 각 정전 용량 검출 전극과 상기 증폭 회로를 접속하는 각 배선과 상기 각 정전 용량 검출 전극은, 해당 배선 또는 정전 용량 검출 전극과 동일한 전위로 유지 가능한 가드 배선에 의하여 덮여 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출용 지그.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 검출용 지그의 표면측에는, 반송 암의 위치 조정을 실시하기 위한 외부의 제어부와 상기 제어 회로와의 사이에서 통신하는 무선 회로가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출용 지그.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정전 용량 검출 전극은, 상기 위치 검출용 지그의 이면측의 반송 암에 지지되는 위치에도 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출용 지그.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정전 용량 검출 전극은, 포토리소그래피 공정에 의하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출용 지그.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정전 용량 검출 전극은 스크린 인쇄 공정에 의하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출용 지그.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 검출용 지그의 이면에는 상기 정전 용량 검출 전극을 덮도록 절연재로 이루어진 보호막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출용 지그.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반송 암의 반송처는 기판을 유지하여 회전시키는 회전 유지부로서,
    상기 위치 검출용 지그의 표면측의 중심부에는, 위치 검출용 지그가 상기 회전 유지부에 유지되어 회전된 상태에서, 상기 위치 검출용 지그의 중심부의 가속도를 측정하는 가속도 센서가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출용 지그.
  13. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 검출용 지그의 표면측에는 상기 위치 검출용 지그 주위의 분위기의 습도를 측정하는 습도 센서가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출용 지그.
  14. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 검출용 지그의 표면측에는 상기 위치 검출용 지그 주위의 분위기의 온도를 측정하는 온도 센서가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출용 지그.
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