KR101381071B1 - 포지셔닝 지그 및 위치 조정 방법 - Google Patents

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도시히코 무츠지
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센주긴조쿠고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 반도체 웨이퍼를 반송구의 지지 플레이트 상에 적재했을 때, 당해 반도체 웨이퍼의 중심이 반송구의 개구부의 중심에 일치하는 위치에서 당해 반도체 웨이퍼를 재현성 좋게 지지할 수 있도록 하는 것이다.
반도체 웨이퍼(W1)를 반송하는 반송구의 개구부(9)에 대한 지지 플레이트(3)의 돌출 위치를 조정할 때에 사용되는 지그이며, 반도체 웨이퍼(W1)의 직경과 동등하게 가공된 직경의 원형부(11)를 갖고, 또한 원형부(11)의 소정의 위치로부터, 3방향 이상으로 돌출된 복수의 블레이드(12)를 갖는 본체부(10)와, 블레이드(12)의 각각에 설치되어 개구부(9)의 주연 부위에 걸림 결합되는 노크 핀(13)을 구비하고, 노크 핀(13)은 원형부(11)의 중심 C로부터 개구부(9)의 반경과 동등한 길이분 이상 이격된 위치에 세워 설치되고, 지지 플레이트(3)의 돌출 위치 조정 시, 본체부(10)의 노크 핀(13)이 개구부(9)의 주연 부위에 장착되는 것이다.

Description

포지셔닝 지그 및 위치 조정 방법 {POSITIONING JIG AND METHOD OF ADJUSTING POSITION}
본 발명은 열처리에 제공되는 반도체 웨이퍼를 적재하여 리플로우로로 반송할 때의 웨이퍼 반송용 트레이(반송구)에 적용 가능한 포지셔닝 지그 및 위치 조정 방법에 관한 것이다.
종래부터, 열처리 공정이나 반송 라인 등의 반도체 제조 공정에 있어서, 전용의 반송구가 사용되어, 다수의 반도체 웨이퍼(이하, 단순히 웨이퍼라고 함)가 반송되고 있다. 반송 대상의 웨이퍼의 사이즈는 반도체 제조 공정의 개개에서 다른 경우가 많다. 이로 인해, 웨이퍼 사이즈가 바뀔 때마다 반송구를 변경해야만 한다.
이 반송구의 변경 공정을 생략하기 위해, 1종류의 반송구로 복수의 사이즈의 웨이퍼를 반송 가능하게 한 반송구가 알려져 있다(특허문헌 1 및 2). 특허문헌 1에는 웨이퍼 포크가 개시되어 있다. 웨이퍼 포크에 따르면, 반송 대상의 웨이퍼의 직경의 대소에 따라서 보유 지지 핀을, 대응하는 고정 구멍에 고정하여, 복수의 사이즈의 웨이퍼 반송에 대응할 수 있도록 되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 소위 워킹 빔 방식의 웨이퍼 보유 지지대가 개시되어 있다. 웨이퍼 보유 지지대에 따르면, 수직 실린더 및 수평 실린더에 의해 상하 이동 및 수평 이동하는 반송 빔에 의해, 웨이퍼가 반송된다.
웨이퍼 보유 지지대에 관하여, 웨이퍼를 지지하는 핀의 키의 높이는, 적어도 3종류 이상이 준비되어 있다. 동일한 키의 높이의 핀은 동일한 원주 상에 배치되어 있다. 키의 높이가 다른 핀은 그 키의 높이의 순서대로 외측이 높아지도록 동심원 형상으로 배치되어, 반도체 웨이퍼의 크기에 대응한 키의 높이의 핀으로 반도체 웨이퍼가 지지된다. 반도체 웨이퍼는 다음으로 높은 핀에 접하여 위치 결정되도록 되어 있다.
또한, 복수의 사이즈의 웨이퍼 반송에 대응할 수 있도록 한 웨이퍼 반송구의 다른 예로서, 도 9에 도시한 바와 같은 것이 있다. 도 9는 종래예에 관한 반도체 웨이퍼 반송구(300)의 구성예를 도시하는 상면도이다. 도 9에 도시하는 반도체 웨이퍼 반송구(300)에 따르면, 베이스 플레이트(31)와, 반송 가이드(32)가 볼트(34) 등에 의해 접합되어 있다.
베이스 플레이트(31)의 중심부에는 반도체 웨이퍼(W1)의 직경보다도 작은 내경을 갖는 개구부(35)가 형성되고, 베이스 플레이트(31) 상에 동심원 형상으로, 반도체 웨이퍼(W1)를 보유 지지하기 위한 핀(36A, 36B, 36C) 및 위치 어긋남 방지용 가이드(37A, 37B, 37C)가 반도체 웨이퍼(W1)에 대해 3조 설치되어 있다.
또한, 반도체 웨이퍼(W1)의 직경보다도 큰 직경을 갖는 반도체 웨이퍼(W2)에 대응하여, 반도체 웨이퍼(W2)를 보유 지지하기 위한 핀(38A, 38B, 38C) 및 위치 어긋남 방지용 가이드(39A, 39B, 39C)가 반도체 웨이퍼(W2)에 대해 3조 설치되어 있다. 반도체 웨이퍼 반송구(300)는 도시하지 않은 반송 장치에 의해, 도면 중, 백색 화살표의 방향으로 반송된다.
일본 특허 출원 공개 평06-151550호 공보 일본 실용신안 출원 공개 소62-026037호 공보
특허문헌 1에 개시된 웨이퍼 포크, 특허문헌 2에 개시된 웨이퍼 보유 지지대 및 도 9에 도시한 종래예에 관한 반도체 웨이퍼 반송구(300)에 따르면, 웨이퍼를 가열할 때에, 웨이퍼의 표면이 웨이퍼 포크나, 웨이퍼 보유 지지대나, 반도체 웨이퍼 반송구(300)의 개구부(35) 등에 걸려 있는 부분에 대해서는, 웨이퍼 포크나, 웨이퍼 보유 지지대나, 베이스 플레이트(31)에 열이 빼앗겨, 이들에 걸려 있지 않은 다른 웨이퍼 부분에 비해 열 전달이 나빠져 버린다고 하는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명자들은 반도체 웨이퍼의 가열 시, 웨이퍼 표면으로의 균일 가열을 실현할 수 있도록 한 반도체 웨이퍼 반송구(이하, 단순히 개조예라고도 함)의 구조에 관하여, 현재, 특허 출원(일본 특허 출원 제2012-165817호)을 행하고 있다.
도 10에 도시하는 개조예에 관한 반도체 웨이퍼 반송구(200)에 따르면, 웨이퍼 표면으로의 균일 가열을 실현하기 위해, 도 9에 도시한 반도체 웨이퍼 반송구(300)의 개구부(35)보다도 큰 개구부(9)가 베이스 플레이트(1)에 형성되어 있다. 이 개구부(9)는 개조예의 반도체 웨이퍼 반송구(200)에서 취급하는 최대의 반도체 웨이퍼의 직경 φ보다도 큰 구경 d를 갖고 있다. 개조예는 도면 중 2점 쇄선으로 나타내는 반도체 웨이퍼를 반송하기 위해 베이스 플레이트(1)와, 4개의 지지 플레이트(3A, 3B, 3C, 3D)(이하, 부호 A 내지 D를 생략하는 경우도 있음)를 갖고 있다.
지지 플레이트(3A)에는 반도체 웨이퍼(W1)를 보유 지지하기 위한 핀(4A) 및 위치 어긋남 방지 및 보유 지지 겸용의 핀 가이드(5A)(이하, 부호 A 내지 D를 생략하는 경우도 있음)가 설치되어 있다. 지지 플레이트(3B 내지 3D)에도 동일한 핀(4)이나, 핀 가이드(5)가 설치되어 있다. 또한, 지지 플레이트(3)에는 반도체 웨이퍼(W1)의 직경보다도 큰 직경을 갖는 반도체 웨이퍼(W2)에 대응하여, 반도체 웨이퍼(W2)를 보유 지지하기 위한 핀(6) 및 위치 어긋남 방지 및 보유 지지 겸용의 핀 가이드(7)가 설치되어 있다.
지지 플레이트(3)는 베이스 플레이트(1)에 위치 조정 기구(40)를 갖고 있고, 개구부(9)의 내측 테두리 부위로부터 돌출된 위치에서 반도체 웨이퍼(W1이나, W2) 등을 지지하도록 위치의 조정을 할 수 있도록 되어 있다.
위치 조정 기구(40)는 8개의 홈부(41A 내지 41H)(이하, 부호 A 내지 H를 생략하는 경우도 있음)와, 1개의 홈부(41)마다 2개의 고정 비스(42, 43) 및 암나사(44, 45)로 구성되어 있다. 도 10에 도시하는 일례에서는, 위치 조정 기구(40)는 각도 45°마다 8개소 설치 가능하도록 홈부(41A 내지 41H)가 형성되어 있지만, 지지 플레이트(3A 내지 3D)에 대응하여 8개소로부터 각도 90°마다의 4개소가 선택된 홈부(41A 내지 41D)를 사용하여 위치 조정 기구(40)가 설치되어 있다.
홈부(41)는 개구부(9)의 중심 C를 향해 방사상으로 베이스 플레이트(1)에 일직선 형상으로 형성되어 있다. 홈부(41) 내에는 2개소의 암나사(44, 45)가 설치되어 있다. 홈부(41A 내지 41D)에 있어서, 고정 비스(42, 43)에 각각의 대응하는 암나사(44, 45)에 나사 결합된다. 고정 비스(42, 43)가 끼워 맞추어지는 지지 플레이트(3)의 구멍부는 긴 구멍 형상으로 개방되어 있다. 긴 구멍 형상의 개구는 홈부(41)를 따라서 지지 플레이트(3)를 슬라이드 가능하게 하기 위해서이다.
그런데, 개조예에 관한 반도체 웨이퍼 반송구(200)에 따르면, 새로운 과제가 발견되었다. 반도체 웨이퍼 반송구(200)의 지지 플레이트(3)에 설치된 핀(4, 6)과 핀 가이드(5, 7)를 치수 정밀도 양호하게 설치하였다고 해도 지지 플레이트(3)를 위치 조정 기구(40)에 설치할 때, 설치 작업을 행하는 작업자에 의해 미묘한 위치 어긋남을 일으키는 경우가 있다.
즉, 지지 플레이트(3)를 위치 조정 기구(40)로 설치할 때, 안정적으로 반도체 웨이퍼의 중심 C를 반도체 웨이퍼 반송구(200)의 중심 C에 맞출 수 없었다. 위치 어긋남을 일으킨 경우, 반도체 웨이퍼의 중심 C가 반도체 웨이퍼 반송구(200)의 중심 C로부터 어긋나 버리므로, 웨이퍼 표면으로의 가열이 불균일해져, 웨이퍼로의 솔더링 불량 등의 문제가 발생한다고 하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 과제를 해결한 것이며, 반도체 웨이퍼를 반송구의 지지 부재 상에 적재했을 때, 당해 반도체 웨이퍼의 중심이 반송구의 개구부의 중심에 일치하는 위치에서 당해 반도체 웨이퍼를 재현성 좋게 지지할 수 있도록 한 포지셔닝 지그 및 위치 조정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해, 청구항 1에 기재된 포지셔닝 지그는 소정의 크기의 반도체 웨이퍼의 직경보다도 큰 구경의 개구부가 형성된 본체 부재와, 소정의 길이를 갖고, 또한 상기 반도체 웨이퍼의 직경에 대응하여 배치된 복수의 핀 부재를 갖고, 또한 상기 개구부의 중심을 향해 슬라이드 가능하게 상기 본체 부재에 일직선 형상으로 설치되어, 상기 개구부의 내측 테두리 부위로부터 돌출된 위치에서 반도체 웨이퍼를 동심원 형상으로 지지하기 위한 위치 조정 기구를 구성하는, 적어도 3개 이상의 지지 부재를 구비하고, 상기 반도체 웨이퍼를 반송하는 반송구의 상기 개구부에 대한 상기 지지 부재의 돌출 위치를 조정할 때에 사용되는 포지셔닝 지그이며, 상기 반도체 웨이퍼의 직경과 동등하게 가공된 직경의 원형부를 갖고, 또한 상기 원형부의 소정의 위치로부터, 3방향 이상으로 돌출된 복수의 돌출부를 갖는 본체부와, 상기 돌출부의 각각에 설치되어 상기 개구부의 주연 부위에 걸림 결합되는 돌기부를 구비하고, 상기 돌기부는 상기 원형부의 중심으로부터 상기 개구부의 반경과 동등한 길이분 이상 이격된 위치에 세워 설치되고, 상기 원형부의 외측 테두리 부위에 상기 핀 부재를 접촉시키는 상기 지지 부재의 돌출 위치 조정 시, 상기 본체부의 돌기부가 상기 개구부의 주연 부위에 장착되는 것이다.
청구항 1에 관한 포지셔닝 지그에 따르면, 반도체 웨이퍼 반송구의 개구부의 중심과 반도체 웨이퍼의 직경과 동등하게 가공된 원형부의 중심이 일치하는 상태에서, 당해 원형부의 외측 테두리 부위에 지지 부재를 고정밀도로 위치 정렬할 수 있게 된다.
청구항 2에 기재된 포지셔닝 지그는 청구항 1에 있어서, 상기 돌기부에는 소정의 높이를 갖고, 또한 상기 반송구의 개구부의 외측 테두리 부위에 걸리는 부분과, 당해 개구부의 내측 테두리 부위에 끼워 맞추어지는 부분을 갖는 단차 핀이 사용되는 것이다.
청구항 3에 기재된 위치 조정 방법은, 소정의 크기의 반도체 웨이퍼의 직경보다도 큰 구경의 개구부가 형성된 본체 부재와, 소정의 길이를 갖고, 또한 상기 반도체 웨이퍼의 직경에 대응하여 배치된 복수의 핀 부재를 갖고, 또한 상기 개구부의 중심을 향해 슬라이드 가능하게 상기 본체 부재에 일직선 형상으로 설치되어, 상기 개구부의 내측 테두리 부위로부터 돌출된 위치에서 반도체 웨이퍼를 동심원 형상으로 지지하기 위한 위치 조정 기구를 구성하는, 적어도 3개 이상의 지지 부재를 구비하고, 상기 반도체 웨이퍼를 반송하는 반송구의 상기 개구부에 대한 상기 지지 부재의 돌출 위치를 조정하는 방법이며, 상기 반도체 웨이퍼의 직경과 동등하게 가공된 직경의 원형부를 갖고, 또한 상기 원형부의 소정의 위치로부터, 적어도 3방향으로 돌출된 3개의 돌출부를 갖는 본체부와, 상기 돌출부의 각각에 설치되어 상기 개구부의 외측 테두리 부위 및 내측 테두리 부위에 걸림 결합되는 돌기부를 구비하고, 상기 돌기부가, 상기 원형부의 중심으로부터 상기 개구부의 반경과 동등한 길이분 이상 이격된 위치에 세워 설치된 포지셔닝 지그를 준비하는 공정과, 준비된 상기 포지셔닝 지그를 상기 반송구의 개구부에 장착하는 공정과, 장착된 상기 포지셔닝 지그의 원형부의 외측 테두리 부위에 상기 핀 부재를 접촉하도록 상기 지지 부재의 위치를 조정하는 공정과, 조정 후의 상기 지지 부재를 상기 본체 부재에 고정하는 공정을 갖는 것이다.
청구항 1에 관한 포지셔닝 지그 및 청구항 3에 관한 위치 조정 방법에 따르면, 반도체 웨이퍼의 직경과 동등하게 가공된 원형부의 소정의 위치로부터, 3방향 이상으로 돌출된 복수의 돌출부의 각각에, 반송구의 개구부의 주연 부위에 걸림 결합되는 돌기부를 구비하고, 이 돌기부는 원형부의 중심으로부터 반송구의 개구부의 반경과 동등한 길이분 이상 이격된 위치에 세워 설치되고, 당해 원형부의 외측 테두리 부위에 핀 부재를 접촉시키는 지지 부재의 돌출 위치 조정 시, 본체부의 돌기부가 반송구의 개구부에 장착되는 것이다.
이 구성에 의해, 당해 포지셔닝 지그의 중심을 당해 반송구의 개구부의 중심에 맞출 수 있어, 당해 반송구의 개구부의 중심과 반도체 웨이퍼의 직경과 동등하게 가공된 원형부의 중심이 일치한 상태에서, 당해 원형부의 외측 테두리 부위에 지지 부재를 고정밀도로 위치 정렬할 수 있게 된다. 따라서, 반도체 웨이퍼를 지지 부재 상에 적재했을 때, 반송구의 개구부의 중심과 당해 반도체 웨이퍼의 중심이 일치하는 위치에서 당해 반도체 웨이퍼를 재현성 좋게 지지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 관한 실시 형태로서의 반도체 웨이퍼 반송구(200)의 포지셔닝 지그(100)의 구성예(제1)를 도시하는 사시도.
도 2는 포지셔닝 지그(100)의 구성예(제2)를 도시하는 이면측에서 본 사시도.
도 3은 포지셔닝 지그(100)의 장착예를 도시하는 사시도.
도 4는 노크 핀(13C) 등의 구성예 및 그 기능예를 도시하는 단면도.
도 5는 지지 플레이트(3A)의 위치 조정 기구(40)의 기능예를 도시하는 단면도.
도 6은 반도체 웨이퍼(W1)의 적재예를 도시하는 사시도.
도 7은 변형예로서의 포지셔닝 지그(100')의 구성예를 도시하는 상면도.
도 8은 변형예로서의 다른 포지셔닝 지그(100")의 구성예를 도시하는 상면도.
도 9는 종래예에 관한 반도체 웨이퍼 반송구(300)의 구성예를 도시하는 상면도.
도 10은 개조예로서의 반도체 웨이퍼 반송구(200)의 구성예를 도시하는 상면도.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명에 관한 실시 형태로서의 포지셔닝 지그 및 위치 조정 방법에 대해 설명한다. 도 1에 도시하는 포지셔닝 지그(100)는 직경 φ＝150㎜의 반도체 웨이퍼(W1)를 기준으로 하는 위치 정렬용 지그이며, 반도체 웨이퍼 반송구(200)의 개구부(9)에 대한 4개의 지지 부재의 각각의 돌출 위치를 조정할 때에 사용되는 것이다.
반도체 웨이퍼 반송구(200)는 도면 중 2점 쇄선으로 나타내는 반도체 웨이퍼(W1)를 반송하기 위해 베이스 플레이트(1)(본체 부재)와, 적어도 3개 이상의 지지 부재의 일례가 되는 4개의 지지 플레이트(3A, 3B, 3C, 3D)(이하, 부호 A 내지 D를 생략하는 경우도 있음)를 갖고 있다. 베이스 플레이트(1)에는 소정의 크기의 반도체 웨이퍼의 직경 φ보다도 큰 구경 d를 갖는 개구부(9)가 형성되어 있다. 소정의 크기의 반도체 웨이퍼를 W1, W2, W3(도시하지 않음)으로 했을 때, 각각 대응하는 직경 φ는, 예를 들어 150㎜, 200㎜ 및 300㎜이다. 개구부(9)의 구경 d는, 예를 들어 310㎜ 정도이다. 본 예에서는, 상술한 바와 같이 φ＝150㎜의 반도체 웨이퍼(W1)를 기준으로 하는 포지셔닝 지그(100)에 대해 이하 설명한다.
지지 플레이트(3)는 베이스 플레이트(1)에 위치 조정 기구(40)를 갖고 있고, 개구부(9)의 내측 테두리 부위로부터 돌출된 위치에서 반도체 웨이퍼(W1)를 지지하게 된다. 위치 조정 기구(40)는 홈부(41), 2개의 고정 비스(42, 43) 및 고정 비스(42, 43)가 나사 결합되는 암나사(44, 45)로 구성되어 있다. 위치 조정 기구(40)는 각도 45° 간격으로 8개소 설치 가능하도록 홈부(41A 내지 41H)가 형성되어 있지만, 이 예에서는 지지 플레이트(3A 내지 3D)에 대응하여 4개소의 홈부(41A 내지 41D)(이하, 부호 A 내지 D를 생략하는 경우도 있음)를 사용하고 있다. 위치 조정 기구(40)에 대해서는, 도 10에서 설명하고 있으므로, 여기서의 설명을 생략한다.
포지셔닝 지그(100)는 원형과 십자형을 1매의 평판 부재로부터 잘라낸 복합 형상의 본체부(10)를 갖고 있다. 본체부(10)는 반도체 웨이퍼의 직경 φ와 동등하게 가공된 직경 D의 원형부(11)를 갖고 있다. 원형부(11)의 직경 D는 직경 φ＝150㎜의 반도체 웨이퍼(W1)와 동일한 치수이다. 본 예의 경우, 직경 D는 150.8㎜로 하였다. 직경 φ＝150㎜의 반도체 웨이퍼의 경우, 원형부(11)의 직경 D는 직경 φ이 150.5 내지 151㎜의 범위에 들어가는 수치로 된다. 마찬가지로, 직경 φ＝200, 300㎜의 반도체 웨이퍼의 경우, 공차는 각각, 직경 φ가 200.5㎜ 내지 201㎜, 300.5㎜ 내지 301㎜ 범위에 들어가는 수치로 된다. 원형부(11)의 직경 D가 반도체 웨이퍼의 직경 φ보다도 큰 이유는 원형부(11)의 직경 D가 반도체 웨이퍼의 직경 φ보다도 작았던 경우, 반도체 웨이퍼를 포지셔닝 지그에 설치할 때, 클리어런스가 없으면 로봇 등에 의한 반도체 웨이퍼의 자동 탑재가 능숙하게 되지 않는 경우가 있기 때문이다. 평판 부재에는 소정의 두께를 가진 스테인리스(SUS)나, 알루미늄(Al) 등의 금속 소재가 사용된다.
본체부(10)는 3방향 이상으로 돌출된 복수의 돌출부의 일례를 구성하는 4개의 블레이드(12A, 12B, 12C, 12D)(이하, 부호 A 내지 D를 생략하는 경우도 있음)를 갖고 있다. 이 예에서 각각의 블레이드(12A 내지 12D)는 원형부(11)의 소정의 위치로부터 4방향(θ1＝90°마다)으로 돌출되어 있다(도 2 참조).
블레이드(12)에는 돌기부의 일례를 구성하는 노크 핀(13A 내지 13D)(이하, 부호 A 내지 D를 생략하는 경우도 있음)이 각각 설치되어, 개구부(9)의 주연 부위에 걸림 결합된다. 노크 핀(13)은 원형부(11)의 중심 C로부터 개구부(9)의 반경과 동등한 길이분 이상 이격된 위치에 세워 설치되고, 지지 플레이트(3)의 돌출 위치 조정 시, 블레이드(12)의 노크 핀(13)이 개구부(9)의 주연 부위에 장착되는 것이다. 노크 핀(13)에는 도 2나, 도 4에 도시한 바와 같은 단차 핀이 사용된다. 노크 핀(13)은 지그 본체와 동일한 SUS나 Al 등으로 구성된다.
노크 핀(13)은 소정의 높이 h를 갖고, 또한 블레이드(12)에 압입되는 상단 부분을 포함하는 반도체 웨이퍼 반송구(200)의 개구부(9)의 외측 테두리 부위에 걸리는 부분과, 당해 개구부(9)의 내측 테두리 부위에 끼워 맞추어지는 하단 부분을 갖고 있다. 노크 핀(13)의 하단 부분 및 압입되는 상단 부분을 제외한 높이는 4개소에서 통일되어 있다. 노크 핀(13)의 측에서 높이를 정렬시킴으로써, 반도체 웨이퍼 반송구(200)의 베이스 플레이트(1)에 대한 포지셔닝 지그(100)의 본체부(10)의 높이를 통일할 수 있게 된다. 환언하면, 베이스 플레이트(1)와 본체부(10)를 평행하게 유지할 수 있게 된다. 또한 당해 반송구에 포지셔닝 지그를 설치했을 때, 덜걱거리지 않도록, 노크 핀(13)은 당해 개구부(9)의 내측 테두리 부위에 대해 압입 경향이 있도록 삽입되는 위치에 설치되도록 되어 있다.
계속해서, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명에 관한 포지셔닝 지그(100)를 사용한 위치 조정 방법에 대해 설명한다. 이 예에서는, 직경 φ＝300㎜의 크기의 반도체 웨이퍼(W3)의 직경보다도 큰 구경 d＝310㎜ 정도의 개구부(9)가 형성된 베이스 플레이트(1)와, 이 베이스 플레이트(1)에 위치 조정 기구(40)를 갖고, 개구부(9)의 내측 테두리 부위로부터 돌출된 위치에서 반도체 웨이퍼를 지지하는, 적어도 3개 이상, 본 예에서는 4개의 지지 플레이트(3A 내지 3D)를 구비한 반도체 웨이퍼 반송구(200)에 있어서, 그 개구부(9)에 대한 지지 플레이트(3A 내지 3D)의 돌출 위치를 조정하는 경우를 전제로 한다.
이들을 조정 조건으로 하여, 우선, 도 2에 도시한 바와 같은 본 발명에 관한 포지셔닝 지그(100)를 준비한다(공정 1). 포지셔닝 지그(100)는 다음과 같이 형성한다. 예를 들어, 한편, 소정의 두께를 가진 스테인리스판이나 알루미늄판 등의 평판 부재를 준비하여, 반도체 웨이퍼(W1)의 직경 φ와 동등해지도록, 평판 부재로부터 직경 D의 원형부(11)를 잘라내는 동시에, 당해 원형부(11)의 소정의 위치로부터, 각도 90°마다(4방향) 블레이드(12A 내지 12D)를 잘라내도록 하여, 본체부(10)를 형성한다.
한편, 도 4에 도시하는 단차식 노크 핀(13A 내지 13D)을 준비한다. 노크 핀(13A 내지 13D)을 준비할 수 있으면, 블레이드(12A 내지 12D)에 핀 구멍을 개방한다. 핀 구멍의 개구 위치는 그 중심 C가 원형부(11)의 중심 C로부터 개구부(9)의 반경 d/2와 동등한 길이의 치수에 대해, 노크 핀(13A)의 최하단 부분의 막대 반경 Δd를 뺀 값 (d/2)－Δd로 설정된다.
노크 핀(13A)의 세워 설치 위치가 결정되면 드릴링 머신 등을 사용하여 구멍을 개방하여, 당해 노크 핀(13)을 압입한다. 이에 의해, 원형부(11)의 중심 C로부터 개구부(9)의 반경과 동등한 길이분 이상 이격된 위치에 노크 핀(13A)을 세워 설치할 수 있게 된다. 다른 노크 핀(13B 내지 13D)에 대해서도 마찬가지로 하여 대응하는 블레이드(12B 내지 12D)에 세워 설치함으로써, 포지셔닝 지그(100)가 얻어진다.
다음에, 준비된 포지셔닝 지그(100)를 반도체 웨이퍼 반송구(200)의 개구부(9)에 장착한다(공정 2). 이 예에서는, 도 1에 도시한 반도체 웨이퍼 반송구(200) 상으로부터 포지셔닝 지그(100)를 강하시켜, 도 3에 도시한 바와 같이 포지셔닝 지그(100)를 반도체 웨이퍼 반송구(200)에 장착한다.
이때, 노크 핀(13)이 개구부(9)의 외측 테두리 부위 및 내측 테두리 부위에 걸쳐서 걸림 결합된다. 이 예에서는, 높이 h의 노크 핀(13)의 상단 부분이, 도 4에 도시하는 반도체 웨이퍼 반송구(200)의 개구부(9)의 외측 테두리 부위에 위치하도록 끼워 맞추어진다. 이에 의해, 포지셔닝 지그(100)의 반도체 웨이퍼 반송구(200)로의 장착을 완료한다. 포지셔닝 지그(100)의 장착(조립 자체)은 특수 기능(숙련)을 필요로 하지 않아, 누구나 간단하게 할 수 있다.
또한, 포지셔닝 지그(100)를 사용하여 지지 플레이트(3)를 베이스 플레이트(1)로 설치할 때에, 치수 정밀도가 양호하고 확실하고, 또한 작업이 용이하고, 위치 결정 작업을 용이하게 행할 수 있도록, 본 예에서는, 포지셔닝 지그(100)의 하면과, 베이스 플레이트(1) 상면 사이의 높이 h1(도 4 참조)은 베이스 플레이트(1)로부터 반도체 웨이퍼(W1)를 보유 지지하기 위한 핀(4) 및 핀 가이드(5)에 관련되는 높이 h2, h3(도 5 참조)에 대해, 소정의 관계로 설정(h3>h1≥h2)된다.
그 후, 반도체 웨이퍼 반송구(200)에 장착된 포지셔닝 지그(100)의 원형부(11)의 외측 테두리 부위에 지지 플레이트(3)를 접촉하도록 위치를 조정한다(공정 3). 이 예에서는, 도 5에 도시하는 지지 플레이트(3A)의 2개의 고정 비스(42A, 43A)를 풀어, 베이스 플레이트(1)에 대해 당해 지지 플레이트(3A)가 홈부(41A)를 따라서 이동 가능한 상태로 한다.
다음에, 지지 플레이트(3A)의 위치 어긋남 방지 및 보유 지지 겸용의 핀 가이드(5A)가 포지셔닝 지그(100)의 원형부(11)에 접촉할 때까지, 그 홈부(41)를 따라서 지지 플레이트(3A)를 이동하여, 그 위치를 조정한다. 위치 어긋남 방지용 핀 가이드(5A)가 포지셔닝 지그(100)의 원형부(11)에 접촉한 시점에서, 2개의 고정 비스(42A, 43A)를 체결하여 지지 플레이트(3A)를 베이스 플레이트(1)에 고정한다(공정 4). 다른 3개의 지지 플레이트(3B 내지 3D)에 대해서도 마찬가지로 위치 조정 기구(40)를 조정한다.
이들에 의해, 개구부(9)의 중심 C와 반도체 웨이퍼(W1)의 직경 φ＝150㎜와 동등하게 가공된 원형부(11)의 중심 C가 일치한 상태에서, 당해 원형부(11)의 외측 테두리 부위에 4개의 지지 플레이트(3A, 3B, 3C, 3D)를 고정밀도로 위치 정렬할 수 있게 된다.
그 후, 도 3에 도시한 반도체 웨이퍼 반송구(200) 상으로부터 포지셔닝 지그(100)를 제거하여, 도 6에 도시한 바와 같이 반도체 웨이퍼(W1)를 지지 플레이트(3A, 3B, 3C, 3D) 상에 적재한다. 이에 의해, 반도체 웨이퍼(W1)의 중심 C가 반도체 웨이퍼 반송구(200)의 개구부(9)의 중심 C에 일치하는 위치에서 당해 반도체 웨이퍼(W1)를 재현성 좋게 지지할 수 있게 된다.
계속해서, 도 7 및 도 8을 참조하여, 변형예로서의 포지셔닝 지그(100', 100")에 대해 설명한다. 도 7에 도시하는 포지셔닝 지그(100')는 블레이드(12)가 3개인 경우이다. 블레이드(12A, 12B, 12C)가 직경 D＝150㎜의 원형부(11')의 주위에 있어서, 각도 θ2＝120°마다 돌출되어 있는 것이다. 블레이드(12A, 12B, 12C)에는 대응하는 위치에 노크 핀(13A 내지 13C)이 압입되어 있다.
이에 의해서도, 도 1에 도시한 개구부(9)의 중심 C와 반도체 웨이퍼(W1)의 직경과 동등하게 가공된 원형부(11')의 중심 C가 일치한 상태에서, 당해 원형부(11')의 외측 테두리 부위에 4개의 지지 플레이트(3A, 3B, 3C, 3D)를 고정밀도로 위치 정렬할 수 있게 된다.
도 8에 도시하는 포지셔닝 지그(100")는 블레이드(12)가 4개인 경우이며, 원형부(11")의 직경 D가 반도체 웨이퍼(W3)의 직경 φ＝300㎜와 동등하게 가공되어 있다. 블레이드(12A', 12B', 12C', 12D')가 원형부(11")의 주위에 있어서, 각도 θ1＝90°마다 돌출되어 있는 것이다. 블레이드(12A', 12B', 12C', 12D')에는 대응하는 위치에 노크 핀(13A, 13B, 13C, 13D)이 압입되어 있다.
이에 의해, 도 1에 도시한 개구부(9)의 중심 C와 반도체 웨이퍼(W3)의 직경 φ＝300㎜와 동등하게 가공된 원형부(11")의 중심 C가 일치한 상태에서, 당해 원형부(11")의 외측 테두리 부위에 4개의 지지 플레이트(3A, 3B, 3C, 3D)를 고정밀도로 위치 정렬할 수 있게 된다. 도시하지 않아도, 직경 φ＝200㎜의 반도체 웨이퍼(W2)의 직경과 동등하게 가공된 원형부를 갖는 포지셔닝 지그를 형성해도 된다.
이와 같이 실시 형태에 관한 포지셔닝 지그(100) 및 위치 조정 방법에 따르면, 반도체 웨이퍼(W1)의 직경과 동등하게 가공된 원형부(11) 등의 소정의 위치로부터 3방향 이상으로 돌출된 4개의 블레이드(12A 내지 12D)의 각각에, 반도체 웨이퍼 반송구(200)의 개구부(9)의 주연 부위에 걸림 결합되는 노크 핀(13)을 구비하고, 이 노크 핀(13)은 원형부(11)의 중심 C로부터 반도체 웨이퍼 반송구(200)의 개구부(9)의 반경과 동등한 길이분 이상 이격된 위치에 세워 설치되고, 돌출 위치 조정 시, 본체부(10)의 노크 핀(13)이 반도체 웨이퍼 반송구(200)의 개구부(9)에 장착되는 것이다.
이 구조에 의해, 당해 개구부(9)의 중심 C와 반도체 웨이퍼(W1)의 직경 φ＝150㎜와 동등하게 가공된 원형부(11)의 중심 C가 일치한 상태에서, 당해 원형부(11)의 외측 테두리 부위에 지지 플레이트(3A, 3B, 3C, 3D) 등을 고정밀도로 위치 정렬할 수 있게 된다. 따라서, 반도체 웨이퍼(W1)를 지지 플레이트(3A, 3B, 3C, 3D) 상에 적재했을 때, 당해 반도체 웨이퍼(W1)의 중심 C가 반도체 웨이퍼 반송구(200)의 개구부(9)의 중심 C에 일치하는 위치에서 당해 반도체 웨이퍼(W1)를 재현성 좋게 지지할 수 있게 된다.
또한, 지지 플레이트(3A, 3B, 3C, 3D)의 측에서, 200㎜용이나, 300㎜용 등의 반도체 웨이퍼(W2, W3)에 대응하는 각각의 핀 가이드 및 위치 어긋남 방지용 핀 가이드가 치수 공차를 포함시켜 고정밀도로 세워 설치되어 있는 경우에는, 직경 φ＝150㎜의 반도체 웨이퍼(W1)의 위치 정렬용 포지셔닝 지그(100)를 사용하는 것만으로, 자기 정합적으로 200㎜용이나, 300㎜용 등의 반도체 웨이퍼(W2, W3)의 포지셔닝을 할 수 있게 된다. 이에 의해, 1개의 포지셔닝 지그(100)로, 3종류의 사이즈의 반도체 웨이퍼(W1, W2, W3)의 위치 정렬에 대처할 수 있게 된다.
상세를 생략하면, 포지셔닝 지그(100)로서 반도체 웨이퍼의 직경을 200㎜ 또는 300㎜ 등으로 하여 사용하여, 지지 플레이트(3)의 베이스 플레이트(1)로의 위치 결정을 행하는 경우도, 포지셔닝 지그(100)의 하면과, 베이스 플레이트(1) 상면 사이의 높이는 베이스 플레이트(1)로부터 반도체 웨이퍼(W2, W3)를 보유 지지하기 위한 핀 및 핀 가이드에 관련되는 각각의 높이에 대해 상기한 소정의 관계로 설정하도록 하면 된다.
또한, 노크 핀(13A, 13B, 13C, 13D)에 관하여, 반도체 웨이퍼 반송구(200)의 개구부(9)에 장착하는 방법에 대해 설명하였지만, 이에 한정되는 경우는 없다. 물론, 베이스 플레이트(1)에 위치 치수 내기를 고정밀도로 행하여 개방된 핀 구멍부를 형성하여, 이 핀 구멍부에 노크 핀(13A, 13B, 13C, 13D)을 삽입하고, 포지셔닝 지그(100, 100', 100") 등을 반도체 웨이퍼 반송구(200)에 걸림 결합하는 방법을 채용해도 된다.
특히, 리플로우로를 포함시킨 반도체 웨이퍼(W1, W2, W3) 등의 트레이 반송 시스템을 구축하는 경우이며, 반도체 웨이퍼 반송구(200)로의 반도체 웨이퍼(W1, W2, W3) 등의 적재를 자동화하는 경우에, 경험자의 위치 조정 기구(40)를 사용한 위치 정렬 기량에 의존되는 일 없이, 베이스 플레이트(1)의 개구부(9)에 대한 지지 플레이트(3)를 용이하고 또한 간단하게 포지셔닝할 수 있게 된다. 이에 의해, 높은 위치 정렬 정밀도이고, 또한 편차가 작은 반도체 웨이퍼 반송구(200)를 제공할 수 있게 된다.
본 발명은 리플로우로를 포함시킨 트레이 반송 시스템에 있어서, 열처리되는 반도체 웨이퍼를 적재하여 리플로우로로 반송되어, 그 연속 생산 시에 웨이퍼 표면으로의 가열을 균일하게 행하는 웨이퍼 반송용 트레이에 적용하는 데 극히 적합하다.
1 : 베이스 플레이트(본체 부재)
2 : 반송 가이드
3, 3A, 3B, 3C, 3D : 지지 플레이트(지지 부재)
4, 4A, 4B, 4C, 4D : 핀
5, 5A, 5B, 5C, 5D : 핀 가이드
6, 6A, 6B, 6C, 6D : 핀
7, 7A, 7B, 7C, 7D : 핀 가이드
8, 34 : 볼트
9, 35 : 개구부
10 : 본체부
11, 11', 11" : 원형부
12, 12', 12A, 12B, 12C, 12D : 블레이드(돌출부)
13, 13A, 13B, 13C, 13D : 노크 핀(돌기부)
100, 100', 100" : 포지셔닝 지그
200 : 반도체 웨이퍼 반송구

Claims (3)

  1. 소정의 크기의 반도체 웨이퍼의 직경보다도 큰 구경의 개구부가 형성된 본체 부재와, 소정의 길이를 갖고, 또한 상기 반도체 웨이퍼의 직경에 대응하여 배치된 복수의 핀 부재를 갖고, 또한 상기 개구부의 중심을 향해 슬라이드 가능하게 상기 본체 부재에 일직선 형상으로 설치되어, 상기 개구부의 내측 테두리 부위로부터 돌출된 위치에서 반도체 웨이퍼를 동심원 형상으로 지지하기 위한 위치 조정 기구를 구성하는, 적어도 3개 이상의 지지 부재를 구비하고, 상기 반도체 웨이퍼를 반송하는 반송구의 상기 개구부에 대한 상기 지지 부재의 돌출 위치를 조정할 때에 사용되는 포지셔닝 지그이며,
    상기 반도체 웨이퍼의 직경과 동등하게 가공된 직경의 원형부를 갖고, 또한 상기 원형부의 소정의 위치로부터, 3방향 이상으로 돌출된 복수의 돌출부를 갖는 본체부와,
    상기 돌출부의 각각에 설치되어 상기 개구부의 주연 부위에 걸림 결합되는 돌기부를 구비하고,
    상기 돌기부는 상기 원형부의 중심으로부터 상기 개구부의 반경과 동등한 길이분 이상 이격된 위치에 세워 설치되고,
    상기 원형부의 외측 테두리 부위에 상기 핀 부재를 접촉시키는 상기 지지 부재의 돌출 위치 조정 시, 상기 본체부의 돌기부가 상기 개구부의 주연 부위에 장착되는, 포지셔닝 지그.
  2. 제1항에 있어서, 상기 돌기부에는,
    소정의 높이를 갖고, 또한 상기 반송구의 개구부의 외측 테두리 부위에 걸리는 부분과, 당해 개구부의 내측 테두리 부위에 끼워 맞추어지는 부분을 갖는 단차 핀이 사용되는, 포지셔닝 지그.
  3. 소정의 크기의 반도체 웨이퍼의 직경보다도 큰 구경의 개구부가 형성된 본체 부재와, 소정의 길이를 갖고, 또한 상기 반도체 웨이퍼의 직경에 대응하여 배치된 복수의 핀 부재를 갖고, 또한 상기 개구부의 중심을 향해 슬라이드 가능하게 상기 본체 부재에 일직선 형상으로 설치되어, 상기 개구부의 내측 테두리 부위로부터 돌출된 위치에서 반도체 웨이퍼를 동심원 형상으로 지지하기 위한 위치 조정 기구를 구성하는, 적어도 3개 이상의 지지 부재를 구비하고, 반도체 웨이퍼를 반송하는 반송구의 상기 개구부에 대한 상기 지지 부재의 돌출 위치를 조정하는 위치 조정 방법이며,
    상기 반도체 웨이퍼의 직경과 동등하게 가공된 직경의 원형부를 갖고, 또한 상기 원형부의 소정의 위치로부터, 적어도 3방향으로 돌출된 3개의 돌출부를 갖는 본체부와, 상기 돌출부의 각각에 설치되어 상기 개구부의 외측 테두리 부위 및 내측 테두리 부위에 걸림 결합되는 돌기부를 구비하고, 상기 돌기부가, 상기 원형부의 중심으로부터 상기 개구부의 반경과 동등한 길이분 이상 이격된 위치에 세워 설치된 포지셔닝 지그를 준비하는 공정과,
    준비된 상기 포지셔닝 지그를 상기 반송구의 개구부에 장착하는 공정과,
    장착된 상기 포지셔닝 지그의 원형부의 외측 테두리 부위에 상기 핀 부재를 접촉하도록 상기 지지 부재의 위치를 조정하는 공정과,
    조정 후의 상기 지지 부재를 상기 본체 부재에 고정하는 공정을 갖는, 위치 조정 방법.
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