KR102378310B1 - 기판 홀더, 전자 디바이스 제조 장치에 있어서 기판을 반송하는 반송 시스템, 및 전자 디바이스 제조 장치 - Google Patents

기판 홀더, 전자 디바이스 제조 장치에 있어서 기판을 반송하는 반송 시스템, 및 전자 디바이스 제조 장치 Download PDF

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Abstract

휨 상태를 가진 기판을 확실하게 반송할 수 있는 반송 시스템을 제공한다. 반송 시스템은, 기판(WF)이 탑재되는 상부 핸드(237)를 구비한다. 상부 핸드(273)가, 기부(132)와, 기부(132)의 표면 상에 배치된 적어도 하나의 돌기부(134)를 구비한다. 돌기부(134)가, 기판(WF)을 진공에 의해 흡착하기 위한 진공 구멍을 갖는다. 진공 구멍은, 돌기부(134)의 정상부에 개구(138)를 갖는다. 돌기부(134)의 정상부는, 기부(132)의 표면에 대하여 높이가 고정되어 있다. 돌기부(134)의 정상부에, 기판(WF)을 진공에 의해 흡착한다.

Description

기판 홀더, 전자 디바이스 제조 장치에 있어서 기판을 반송하는 반송 시스템, 및 전자 디바이스 제조 장치
본 발명은 반도체 기판을 도금 처리하는 도금 장치에 사용되는 기판 홀더, 전자 디바이스 제조 장치에 있어서 기판을 반송하는 반송 시스템, 및 전자 디바이스 제조 장치에 관한 것이다.
기판을 반송하는 반송 시스템은, 여러 가지 전자 디바이스 제조 장치에 있어서 사용되고 있다. 전자 디바이스 제조 장치의 일례로서, 반도체 웨이퍼 등의 피도금체(기판)의 표면에 도금을 행하는 도금 장치가 있다. 도금 장치는, 웨이퍼의 표면에 마련된 미세한 배선용 홈이나 홀, 레지스트 개구부에 도금막을 형성하거나, 반도체 웨이퍼의 표면에 패키지의 전극 등과 전기적으로 접속되는 범프(돌기상 전극)를 형성하거나 한다.
본 발명은, 또한 기판을 지지하는 기판 지지 부재나, 도금 장치 등에 적합한 기판 홀더에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 전자 디바이스 제조 장치는, 기판을 처리하는 것이기 때문에, 기판 처리 장치라고 칭할 수도 있다.
도금 장치는, 예를 들어 반도체 칩 등의 소위 3차원 실장에 사용되는 인터포저 또는 스페이서를 제조할 때 사용된다. 인터포저 또는 스페이서는, 내부에 상하로 관통되는 다수의 비아 플러그를 갖고, 비아 플러그는, 도금에 의해 비아 홀을 매립함으로써 형성된다. 도금 장치에서는, 기판을 기판 홀더에 설치하고, 그 기판 홀더를 도금조에 침지시켜 도금한다.
도금 처리되는 기판은, 처리 전에는 카세트에 수납되어 있다. 기판을 반송하는 반송용 로봇은, 카세트로부터 기판을 드라이 핸드에 탑재하여 기판 홀더로 반송한다. 드라이 핸드라고 칭하는 이유는, 도금 처리 전의 건조한 기판을 탑재하기 때문이다. 기판은, 기판 홀더에 탑재된 상태에서, 도금 처리를 받는다. 도금 처리 후, 기판을 반송하는 반송용 로봇은, 기판 홀더로부터 취출된 기판을, 웨트 핸드에 탑재하여, 스핀 린스 드라이어로 반송한다. 스핀 린스 드라이어는, 기판을 고속 회전시켜 건조시킨다. 웨트 핸드라고 칭하는 이유는, 도금 처리 후의 습한 기판을 반송하기 때문이다. 도금 장치 및 기판 홀더는, 일본 특허 공개 제2013-155405호 등에 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2013-155405호
종래에는 문제가 되지 않았던, 휨 상태나 다양한 두께를 가진 기판을, 도금 장치 등의 전자 디바이스 제조 장치에 있어서 처리할 것이 요청되고 있다. 그리고, 이러한 다양한 휨 상태나 다양한 두께를 가진 기판을, 드라이 핸드, 웨트 핸드 및 기판 지지 부재 등으로 보유 지지하면, 기판이 드라이 핸드, 웨트 핸드 및 기판 지지 부재 등의 위에서 뜨거나 하기 때문에 잘 보유 지지하지 못하는 경우가 있음을 알게 되었다. 또한, 기판 홀더로도 기판 외주부의 시일이나 콘택트가 잘 되지 않는 경우도 있음을 알게 되었다. 즉, 종래의 장치에서는, 기판의 휨에 기인하여, 드라이 핸드나 기판 홀더 등에서, 흡착 에러나 기판 외주가 뜨는 등의 문제가 발생하여, 기판의 낙하 또는 다른 손상이 있었다.
구체적으로는, 전자 디바이스를 제조할 때, 반송 로봇을 통하여, 복수의 제조 스텝에 걸쳐, 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼, 유리판 등)이 이동된다. 기판을 신속히 반송함으로써, 처리량을 증대시킬 수 있고, 따라서 제조 비용을 저감시킬 수 있다. 그러나, 기판은, 완성되기 전이라도 상당한 가치를 갖게 된다. 따라서, 기판이 제조 스텝으로 진행될 때, 기판의 낙하 또는 다른 손상을 피하는 것이 중요하다.
또한, 기판을, 종래의 기판 홀더에 보유 지지한 채, 도금액 중에 침지시켜 도금하면, 기판 홀더가 수압이나 패들 교반의 유체력을 받아 기판에 부분적으로 불균일한 압력이 가해진다. 휘어 있는 기판은, 원래 내부 응력이 가해지고 있기 때문에 균열되기 쉽고, 이들 압력이 기판의 균열로 이어지고 있음이 발명자들의 검토에 의해 알게 되었다.
본 발명은, 이러한 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적은, 휨 상태를 가진 기판을, 종래보다 안정적으로 반송할 수 있는 반송 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 다른 목적으로서, 휘어 있는 기판을 보유 지지한 채, 도금액 중에 침지시켰을 때, 기판의 균열을 방지할 수 있는 기판 홀더를 제공하는 것이다.
또한, 다른 목적으로서, 휨 상태를 가진 기판을, 종래보다 안정적으로 지지할 수 있는 기판 지지 부재를 제공하는 것이다.
또한, 다른 목적으로서, 휨 상태를 가진 기판 등의 대상물이, 반송 장치 등의 소정의 위치에 올바르게 탑재되어 있음을 검지할 수 있는 검출 시스템을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 제1 형태에서는, 상기 다른 과제를 해결하기 위해, 기판의 외주부를 끼움 지지하여 상기 기판을 탈착 가능하게 보유 지지하는 제1 보유 지지 부재 및 제2 보유 지지 부재를 갖는 기판 홀더에 있어서, 상기 제1 보유 지지 부재는, 상기 기판이 탑재되는 지지부를 갖고, 상기 지지부는, 상기 지지부의 주변부에 위치하여 상기 기판의 상기 외주부를 끼움 지지하는 에지부와, 상기 에지부 이외의 오목부를 갖고, 상기 오목부는, 상기 에지부에 대하여 오목하게 패여 있고, 상기 기판 홀더는, 상기 오목부로부터 상기 기판을 향하는 방향으로, 상기 기판에 힘을 가하는 기판 보유 지지 부재를 갖는 것을 특징으로 하는, 기판 홀더라고 하는 구성을 취하고 있다.
본 실시 형태에서는, 기판에 가해지는 수압에 저항하기 위해, 기판을 지지하는 백사이드 서포트인 기판 보유 지지 부재를 구비하고 있다. 따라서, 휘어 있는 기판을 보유 지지한 채, 도금액 중에 침지시켰을 때, 수압에 의해 휨양이 증가하는 것을 방지할 수 있어, 기판의 균열을 방지할 수 있다.
또한, 기판의 휨양이란, 기판을 수평면 상에 두었을 때, 기판의 상면(또는 하면)에 관하여, 수평면으로부터의 거리의 최댓값과 최솟값의 차이다. 예를 들어, 산형으로 휘어 있는 경우, 기판의 중앙부가 수평면으로부터의 거리가 크고, 기판의 외주부가 수평면으로부터의 거리가 작다. 기판의 중앙부가 낮고 기판의 외주부가 높은(이하에서는 「둥근 그릇형(또는 골짜기형)으로 휘어 있다」고 칭함) 경우, 기판의 중앙부가 수평면으로부터의 거리가 작고, 기판의 외주부가 수평면으로부터의 거리가 크다.
제2 형태에서는, 상기 오목부는 관통 구멍을 갖고, 상기 관통 구멍에 상기 기판 보유 지지 부재가 배치되는, 기판 홀더라고 하는 구성을 취하고 있다.
제3 형태에서는, 상기 기판 보유 지지 부재는, 상기 관통 구멍 내를, 상기 오목부로부터 상기 기판을 향하는 방향으로, 및/또는 상기 기판으로부터 상기 오목부를 향하는 방향으로 이동 가능한 기판 홀더라고 하는 구성을 취하고 있다.
제4 형태에서는, 상기 기판 보유 지지 부재가 상기 기판과 접촉하는 부분과, 상기 에지부가 상기 기판과 접촉하는 부분은, 상기 오목부 상의 점에서, 상기 오목부로부터 상기 기판을 향하는 방향으로 계측한 높이가 동일한, 기판 홀더라고 하는 구성을 취하고 있다.
제5 형태에서는, 상기 기판 보유 지지 부재는, 상기 오목부와 상기 기판의 사이에 배치되는 탄성 부재인 기판 홀더라고 하는 구성을 취하고 있다.
제6 형태에서는, 상기 기판 보유 지지 부재는, 적어도 하나의 가변 길이 부재를 갖고, 상기 가변 길이 부재는, 상기 오목부와 상기 기판의 사이에 배치되고, 상기 오목부로부터 상기 기판을 향하는 방향의 길이가 조정 가능하고, 상기 가변 길이 부재의 길이는, 상기 오목부와 상기 기판의 사이의 거리에 따라 조정되는 기판 홀더라고 하는 구성을 취하고 있다.
제7 형태에서는, 상기 기판 보유 지지 부재 및 상기 제1 보유 지지 부재는, 상기 기판을 향하는 방향의 길이가 조정 가능하게 되도록, 각각 탄성체로 지지된 기판 홀더라고 하는 구성을 취하고 있다.
제8 형태에서는, 기판의 외주부를 끼움 지지하여 상기 기판을 탈착 가능하게 보유 지지하는 제1 보유 지지 부재 및 제2 보유 지지 부재를 갖는 기판 홀더에 있어서, 상기 기판 홀더는 가변 길이 부재를 갖고, 상기 가변 길이 부재는, 길이가 조정 가능하고, 상기 기판에 맞닿아 상기 기판에 힘을 가하는 것이 가능한, 기판 홀더라고 하는 구성을 취하고 있다.
제9 형태에서는, 상기 가변 길이 부재와 상기 기판의 사이의 접촉 압력을 검지할 수 있는 압력 센서를 구비하고 있는, 기판 홀더라고 하는 구성을 취하고 있다.
제10 형태에서는, 상기 압력 센서가 검출하는 압력에 기초하여, 상기 압력을 조정할 수 있는 조정 기구를 갖는 기판 홀더라고 하는 구성을 취하고 있다.
제11 형태에서는, 상기 기판 홀더를 사용한, 상기 기판을 전해 도금하는 도금 장치라고 하는 구성을 취하고 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위해, 제12 형태에서는, 전자 디바이스 제조 장치에 있어서 기판을 반송하는 반송 시스템이며, 상기 반송 시스템은, 상기 기판이 탑재되는 핸드부를 구비하고, 상기 핸드부가, 기부와, 상기 기부의 표면 상에 배치된 적어도 하나의 돌기부를 구비하고, 상기 돌기부가, 상기 기판을 진공에 의해 흡착하기 위한 진공 구멍을 갖고, 상기 진공 구멍은, 상기 돌기부의 정상부에 개구를 갖고, 상기 돌기부의 상기 정상부는, 상기 기부의 상기 표면에 대하여 높이가 고정되어 있고, 상기 돌기부의 상기 정상부에, 상기 기판을 진공에 의해 흡착하는 반송 시스템이라고 하는 구성을 취하고 있다.
핸드부는, 예를 들어 드라이 핸드로서 사용할 수 있지만, 본 실시 형태에서는, 핸드부는, 기판의 휨을 고려하여 돌기부를 구비하고 있기 때문에, 기부의 표면보다 돌기부의 정상부가 높아진다. 이 때문에, 기판의 중앙부가 높고 기판의 외주부가 낮은(이하에서는 「산형으로 휘어 있다」고 칭함) 경우, 산형으로 휘어 핸드부에 탑재되어 있는 기판의 중앙부를, 종래보다 안정적으로 보유 지지할 수 있다. 이 결과, 산형으로 휘어 있는 기판을, 종래보다 안정적으로 반송할 수 있다. 왜냐하면, 핸드부가 평면상이며 돌기부가 없고, 평면 상에 진공 구멍의 개구가 있는 경우와 비교하면, 돌기부의 정상부에 개구가 있는 편이, 산형의 중앙부에 개구가 가까워, 진공 흡착력이 커지기 때문이다.
기판을 진공에 의해 흡착할 때, 흡착부에 주름 상자를 사용하여, 흡착부의 높이를 조정하여, 기판의 휨과의 적합성을 향상시킬 수도 있다. 그러나, 주름 상자를 사용한 경우, 흡착부의 구조가 복잡화되어, 비용이 증가하게 된다.
제13 형태에서는, 상기 돌기부의 상기 정상부는, 상기 기부의 상기 표면에 대하여 1mm 내지 2mm의 높이를 갖고 있는 반송 시스템이라고 하는 구성을 취하고 있다.
제14 형태에서는, 상기 기부 및 상기 돌기부의 전체 높이가 5mm 이하인 반송 시스템이라고 하는 구성을 취하고 있다.
제15 형태에서는, 상기 돌기부는, 상기 표면의 중앙부에 배치되는 반송 시스템이라고 하는 구성을 취하고 있다.
제16 형태에서는, 전자 디바이스 제조 장치에 있어서 기판을 반송하는 반송 시스템이며, 상기 반송 시스템은, 상기 기판이 탑재되는 핸드부를 구비하고, 상기 핸드부는, 상기 기판이 탑재되는 지지부와, 상기 지지부의 외주에 배치된 주위벽부를 갖고, 상기 지지부는, 상기 지지부의 주변부에 위치하는 에지부와, 상기 에지부 이외의 오목부를 갖고, 상기 오목부는, 상기 에지부에 대하여 오목하게 패여 있고, 상기 핸드부는, 적어도 2개의 포크부를 구비하고, 상기 주위벽부의 적어도 일부 및 상기 오목부의 적어도 일부는, 상기 포크부에 마련되어 있는, 반송 시스템이라고 하는 구성을 취하고 있다.
핸드부는, 예를 들어 웨트 핸드로서 사용할 수 있지만, 본 실시 형태에서는, 핸드부는, 기판의 휨을 고려하여 오목부를 구비하고 있기 때문에, 에지부보다 오목부가 낮아진다. 따라서, 둥근 그릇형으로 휘어 포크부에 탑재되어 있는 기판의 주변부가 에지부에 접촉하기 때문에, 기판의 주변부를, 종래보다 안정적으로 보유 지지할 수 있다. 이 결과, 둥근 그릇형으로 휘어 있는 기판을, 종래보다 안정적으로 반송할 수 있다. 왜냐하면, 핸드부가 평면상이며 오목부가 없는 경우, 둥근 그릇형의 주변부는 핸드부와 접촉하지 않지만, 본 형태와 같이 오목부가 있는 경우, 둥근 그릇형의 주변부가 에지부에 접촉하여, 기판이 안정되기 때문이다.
제17 형태에서는, 상기 오목부의 패임부는 1mm 내지 2mm의 깊이를 갖고 있는 반송 시스템이라고 하는 구성을 취하고 있다.
제18 형태에서는, 상기 전자 디바이스 제조 장치는, 상기 기판을 전해 도금하는 도금 장치라고 하는 구성을 취하고 있다.
제19 형태에서는, 판을 지지하는 기판 지지 부재이며, 기부와, 상기 기부의 표면 상에 마련되고, 상기 기판이 탑재되는 지지부와, 상기 기부의 표면 상에 배치된 돌기부를 구비하고, 상기 돌기부가, 상기 기판을 진공에 의해 흡착하기 위한 진공 구멍을 갖고, 상기 진공 구멍은, 상기 돌기부의 정상부에 개구를 갖고, 상기 돌기부의 상기 정상부는, 상기 기부의 상기 표면에 대하여 높이가 고정되어 있고, 상기 돌기부의 상기 정상부에, 상기 기판을 진공에 의해 흡착하는 기판 지지 부재라고 하는 구성을 취하고 있다.
기판 지지 부재는, 예를 들어 웨이퍼 얼라이너의 회전 스테이지로서 사용할 수 있다. 본 형태에 따르면, 기부는, 기판의 휨을 고려하여 지지부를 구비하고 있기 때문에, 지지부보다 기부의 표면이 낮아진다. 따라서, 둥근 그릇형으로 휘어 기판 지지 부재에 지지되어 있는 기판의 주변부가 지지부에 접촉하기 때문에, 기판의 주변부를, 종래보다 안정적으로 보유 지지할 수 있다.
또한, 기부의 표면 상에 돌기부가 배치되어 있고, 돌기부가, 기판을 진공에 의해 흡착하기 위한 진공 구멍을 갖는 경우, 기판을 흡착하여, 종래보다 안정적으로 보유 지지할 수 있다.
제20 형태에서는, 상기 돌기부는 상기 기부의 중앙부에 배치되는, 기판 지지 부재라고 하는 구성을 취하고 있다.
제21 형태에서는, 상기 지지부는 적어도 3개 마련되는, 기판 지지 부재라고 하는 구성을 취하고 있다.
제22 형태에서는, 기판을 지지하는 기판 지지 부재이며, 기부를 구비하고, 상기 기부가, 상기 기판을 진공에 의해 흡착하기 위한 진공 구멍을 갖고, 상기 진공 구멍은, 상기 기부의 정상부에 개구를 갖고, 상기 기부의 상기 정상부에, 상기 기판을 진공에 의해 흡착하는 기판 지지 부재라고 하는 구성을 취하고 있다.
본 형태에 따르면, 산형으로 휘어 기부에 지지되어 있는 기판의 중앙부 등이 기부에 접촉하고, 기부가, 기판을 진공에 의해 흡착하기 위한 진공 구멍을 갖기 때문에, 기판을 흡착하여, 기판의 중앙부 등을, 종래보다 안정적으로 보유 지지할 수 있다.
제23 형태에서는, 탑재부에 탑재된 대상물의 위치를 검출하는 검출 시스템이며, 상기 대상물의 위치를 검출하기 위한 검출광을 출력 가능한 발광부와, 상기 발광부로부터 상기 탑재부로 직접 입사하는 상기 검출광이 상기 탑재부에 의해 반사되어 생성되는 반사광을 검출 가능한 위치에 배치되는 검출부를 갖고, 상기 탑재부로 직접 입사하는 상기 검출광과, 상기 검출부에 의해 검출되는 상기 반사광에 의해 생성되는 평면에 있어서, 상기 탑재부로 직접 입사하는 상기 검출광에 관하여, 상기 반사광과 상기 대상물은 반대측에 위치하는, 검출 시스템이라고 하는 구성을 취하고 있다.
제24 형태에서는, 탑재부에 탑재된 대상물의 위치를 검출하는 검출 시스템이며, 상기 대상물의 위치를 검출하기 위한 검출광을 출력 가능한 발광부와, 상기 발광부로부터 상기 탑재부로 직접 입사하는 상기 검출광이 상기 탑재부에 의해 반사되어 생성되는 반사광을 검출 가능한 위치에 배치되는 검출부를 갖고, 상기 탑재부로 직접 입사하는 상기 검출광과, 상기 검출부에 의해 검출되는 상기 반사광에 의해 생성되는 평면에 있어서, 상기 반사광에 관하여, 상기 탑재부로 직접 입사하는 상기 검출광과 상기 대상물은 반대측에 위치하는, 검출 시스템이라고 하는 구성을 취하고 있다.
제23 형태 또는 제24 형태의 검출 시스템에 따르면, 휨 상태를 가진 대상물이, 반송 장치 등의 소정의 위치에 올바르게 탑재되어 있는 것을 검지할 수 있다.
제25 형태에서는, 제23 형태 또는 제24 형태의 검출 시스템을 갖는, 상기 대상물을 반송하는 반송 장치라고 하는 구성을 취하고 있다.
제26 형태에서는, 제23 형태 또는 제24 형태의 검출 시스템을 갖고, 상기 대상물은 기판인, 상기 기판을 전해 도금하는 도금 장치라고 하는 구성을 취하고 있다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태의 핸드부 및 기판 홀더를 구비한 도금 장치의 전체 배치도이다.
도 2는, 도 1에 도시하는 도금 장치에 구비되어 있는 기판 홀더의 평면도이다.
도 3은, 도 2에 도시하는 기판 홀더의 제2 보유 지지 부재를 개방한 상태를 가상선으로 도시하는 우측면도이다.
도 4는, 도 2의 A-A선 확대 단면도이다.
도 5는, 도 2의 B-B선 확대 단면도이다.
도 6은, 휨양 판정부(170C)에서의 처리 플로를 도시한다.
도 7은, 측정부(110)에서의 기판의 휨양의 측정 방법을 도시한다.
도 8은, 기판의 휨양의 다른 측정 방법을 도시한다.
도 9는, 기판의 휨양의 다른 측정 방법을 도시한다.
도 10a는, 기판 반송 장치(22)를 도시하는 도면이다.
도 10b는, 기판 반송 장치(22)를 도시하는 도면이다.
도 10c는, 기판 반송 장치(22)를 도시하는 도면이다.
도 10d는, 기판 반송 장치(22)를 도시하는 도면이다.
도 11은, 도 10c에 도시하는 단면 AA에 있어서의 상단 핸드(237)의 단면도를 도시한다.
도 12는, 웨트 핸드의 단부의 구조를 도시하는 도면이다.
도 13은, 도금액 중에 침지시켰을 때, 기판의 균열을 방지할 수 있는 기판 홀더(18)의 설명도이다.
도 14는, 휨이 없는 상태로 시정하는 것이 바람직하지 않은 경우에 적용할 수 있는 기판 보유 지지 부재인 탄성 부재(190)를 도시하는 도면이다.
도 15는, 휨이 없는 상태로 시정하는 것이 바람직하지 않은 경우에 적용할 수 있는 다른 기판 보유 지지 부재를 도시하는 도면이다.
도 16은, 섬 형상의 가변 길이 부재(192)의 예를 도시하는 도면이다.
도 17은, 기판 보유 지지 부재의 효과를 설명하기 위한 실험 데이터를 표시하는 그래프이다.
도 18은, 기판 보유 지지 부재의 효과를 설명하기 위한 실험 데이터를 표시하는 그래프이다.
도 19는, 로크 기구의 동작을 설명하는 도면이다.
도 20은, 기판(WF)의 변형이 어느 정도 개선되는지를 설명하는 그래프이다.
도 21은, 에어압 부하 조정 기구를 도시한다.
도 22는, 에어압 부하 조정 기구를 도시한다.
도 23은, 기판(WF)을 탑재한 기판 지지 부재(262)를 도시한다.
도 24는, 기판(WF)을 탑재한 기판 지지 부재의 다른 실시 형태를 도시한다.
도 25는, 기판(WF)을 탑재한 기판 지지 부재의 또 다른 실시 형태를 도시한다.
도 26은, 수평 센서의 동작을 설명하는 도면이다.
도 27은, 휨 상태를 가진 기판(WF)이, 기판 홀더(18)의 소정의 위치에 올바르게 탑재되어 있음에도 불구하고, 잘못 검출되는 예를 도시하는 도면이다.
도 28은, 가동 베이스에 탑재된 기판의 위치를 검출하는 검출 시스템의 동작을 도시하는 도면이다.
도 29는, 가동 베이스에 탑재된 기판의 위치를 검출하는 검출 시스템을 도시하는 도면이다.
도 30은, 가동 베이스에 탑재된 기판의 위치를 검출하는 다른 검출 시스템을 도시하는 도면이다.
도 31은, 도 30에 도시하는 검출 시스템의 동작을 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 각 실시 형태에 있어서, 동일 또는 상당하는 부재에는 동일 부호를 붙여 중복된 설명을 생략한다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태의 기판 홀더를 사용한 도금 처리를 행하는 도금 장치의 전체 배치도를 도시한다. 이 도금 장치는, 휨양이 작은 기판을 선택하는 휨양 판정부(170C)와, 기판 홀더(18)에 기판을 로드하거나, 또는 기판 홀더(18)로부터 기판을 언로드하는 로드/언로드부(170A)와, 기판을 처리하는 처리부(170B)로 크게 나누어진다. 본 실시 형태에 있어서, 기판은 원형, 혹은 다각형의 반도체 기판이어도 되며, 기판의 두께는, 예를 들어 1mm 정도여도 된다. 또한, 기판이 휘어 있는 상태란, 기판이 수평면을 따른 기복이 없는 균일한 평판상은 아니라는 것을 말한다. 기판의 휨양이란, 기판을 수평면 상에 두었을 때, 기판의 상면(또는 하면)에 관하여, 수평면으로부터의 거리의 최댓값과 최솟값의 차이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 로드/언로드부(170A)에는, 반도체 웨이퍼 등의 기판(WF)을 수납한 카세트(10)를 탑재하는 2대의 카세트 테이블(12)과, 기판(WF)의 오리엔테이션 플랫이나 노치 등의 위치를 소정의 방향으로 맞추는 얼라이너(14)와, 도금 처리 후의 기판(WF)을 고속 회전시켜 건조시키는 스핀 드라이어(16)가 구비되어 있다. 또한, 얼라이너(14)와 스핀 드라이어(16)의 근처에는, 기판 홀더(18)를 적재하고 기판(WF)의 기판 홀더(18)와의 착탈을 행하는 기판 착탈부(20)가 마련된다. 카세트 테이블(12)과, 얼라이너(14)와, 스핀 드라이어(16)와, 기판 착탈부(20)의 중앙에는, 이들 사이에서 기판(WF)을 반송하는 반송용 로봇으로 이루어지는 기판 반송 장치(반송 시스템)(22)가 배치되어 있다.
그리고, 처리부(170B)에는, 기판 착탈부(20)측으로부터 순서대로, 기판 홀더(18)의 보관 및 일시 가배치를 행하는 스토커(웨건)(24), 기판(WF)을 순수에 침지시키는 프리웨트조(26), 기판(WF)의 표면에 형성한 시드층 등의 표면의 산화막을 에칭 제거하는 프리소크조(28), 기판(WF)의 표면을 순수로 세정하는 제1 수세조(30a), 세정 후의 기판(WF)의 물기 제거를 행하는 블로우조(32), 제2 수세조(30b) 및 도금조(34)가 순서대로 배치되어 있다. 이 도금조(34)는, 오버플로조(36)의 내부에 복수의 도금 유닛(38)을 수납하여 구성되고, 각 도금 유닛(38)은, 내부에 1개의 기판 홀더(18)를 수납하여, 구리 도금 등의 도금을 실시하도록 되어 있다.
또한, 이들 각 기기의 측방에 위치하여, 이들 각 기기의 사이에서 기판 홀더(18)를 기판(WF)과 함께 반송하는, 예를 들어 리니어 모터 방식을 채용한 기판 홀더 반송부(40)가 구비되어 있다. 이 기판 홀더 반송부(40)는, 기판 착탈부(20)와 스토커(24)의 사이에서 기판(WF)을 반송하는 제1 트랜스포터(42)와, 스토커(24), 프리웨트조(26), 프리소크조(28), 수세조(30a, 30b), 블로우조(32) 및 도금조(34)의 사이에서 기판(WF)을 반송하는 제2 트랜스포터(44)를 갖고 있다.
또한, 이 기판 홀더 반송부(40)의 오버플로조(36)를 사이에 둔 반대측에는, 각 도금 유닛(38)의 내부에 위치하여 도금액을 교반하는 교반봉으로서의 패들(도시하지 않음)을 구동하는 패들 구동 장치(46)가 배치되어 있다.
기판 착탈부(20)는, 레일(50)을 따라 슬라이드 가능한 평판상의 2개의 적재 플레이트(52)를 구비하고 있다. 이 적재 플레이트(52)의 각각에 1개, 합계 2개의 기판 홀더(18)를 수평 상태에서 병렬로 적재한다. 2개의 기판 홀더(18) 중 한쪽 기판 홀더(18)와 기판 반송 장치(22)의 사이에서 기판(WF)의 수수를 행한다. 그 후, 이 적재 플레이트(52)를 횡방향으로 슬라이드시켜, 다른 쪽 기판 홀더(18)와 기판 반송 장치(22)의 사이에서 기판(WF)의 수수를 행한다.
기판 홀더(18)는, 기판의 도금 처리 시에, 기판의 단부 및 이면을 도금액으로부터 시일하고 피도금면을 노출시켜 보유 지지한다. 또한, 기판 홀더(18)는, 기판의 피도금면의 주연부와 접촉하고, 외부 전원으로부터 급전하기 위한 접점을 구비해도 된다. 기판 홀더(18)는, 도금 처리 전에 스토커(24)(웨건)에 수납되고, 도금 처리 시에는 기판 홀더 반송부(40)에 의해, 기판 반송 장치(22), 도금 처리부의 사이로 이동하고, 도금 처리 후에 웨건에 다시 수납된다. 도금 장치에 있어서는, 기판 홀더(18)에 보유 지지된 기판을 도금조(34)의 도금액에 연직 방향으로 침지하고, 도금액을 도금조(34)의 밑에서 주입하여 오버플로시키면서 도금이 행해진다. 도금조(34)는, 이미 설명한 바와 같이 복수의 도금 유닛(38)을 갖는 것이 바람직하며, 각각의 도금 유닛(38)에서는, 1매의 기판을 보유 지지한 1개의 기판 홀더(18)가 도금액에 수직으로 침지되어, 도금된다. 각각의 도금 유닛(38)에는 기판 홀더(18)의 삽입부, 기판 홀더(18)로의 통전부, 애노드, 패들 교반 장치, 차폐판을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 애노드는 애노드 홀더에 설치하여 사용하고, 기판과 대향하는 애노드의 노출면은 기판과 동심원상으로 되어 있다. 기판 홀더(18)에 보유 지지된 기판은, 도금 처리부의 각 처리조 내의 처리 유체에 의해 처리가 행해진다.
기판 홀더(18)에 보유 지지된 기판은, 도금 처리부의 각 처리조 내의 처리 유체에 의해 처리가 행해진다.
도금 처리부의 각 처리조의 배치는, 예를 들어 도금액을 2액 사용하는 타입의 도금 장치로 하는 경우에는, 공정순으로, 전수세조, 전처리조, 린스조, 제1 도금조, 린스조, 제2 도금조, 린스조, 블로우조와 같은 배치로 해도 되고, 다른 구성으로 해도 된다. 각 처리조의 배치는 공정순(X→X' 방향)으로 배치하는 것이, 여분의 반송 경로를 없애는 측면에서 바람직하다. 도금 장치 내부의, 조의 종류, 조의 수, 조의 배치는, 기판의 처리 목적에 따라 자유롭게 선택 가능하다.
기판 홀더 반송부(40)의 제1 트랜스포터(42), 제2 트랜스포터(44)는 기판 홀더를 현가하는 암을 갖고, 암은 기판 홀더(18)를 수직 자세로 보유 지지하기 위한 리프터를 갖는다. 기판 홀더 반송부는, 주행축을 따라, 기판 착탈부(20), 도금 처리부의 사이를 리니어 모터 등의 반송 기구(도시하지 않음)에 의해 이동 가능하다. 기판 홀더 반송부(40)는, 기판 홀더(18)를 수직 자세로 보유 지지하여 반송한다. 기판 홀더를 수납하는 스토커는, 복수의 기판 홀더(18)를 수직 상태로 수납할 수 있다.
이어서, 기판 홀더(18)의 상세에 대하여 설명한다. 기판 홀더(18)는, 도 2 내지 도 5에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 염화비닐로 만들어지며 직사각형 평판상의 제1 보유 지지 부재(고정 보유 지지 부재)(54)와, 이 제1 보유 지지 부재(54)에 힌지(56)를 통하여 개폐 가능하게 설치한 제2 보유 지지 부재(가동 보유 지지 부재)(58)를 갖고 있다.
이 제2 보유 지지 부재(58)는, 기부(60)와 링상의 시일 홀더(62)를 갖고, 예를 들어 염화비닐제이며, 하기의 누름 링(72)과의 미끄러짐을 좋게 하고 있다. 시일 홀더(62)의 제1 보유 지지 부재(54)와 대향하는 면에는, 기판 홀더(18)로 기판(WF)을 보유 지지하였을 때, 기판(WF)의 외주부의 기판 시일 라인(64)을 따라 기판(WF)의 외주부에 압접하여 이곳을 시일하는 기판 시일 부재(66)가 내측으로 돌출되어 설치되어 있다. 또한, 시일 홀더(62)의 제1 보유 지지 부재(54)와 대향하는 면에는, 기판 시일 부재(66)의 외측 위치에서 제1 보유 지지 부재(54)의 하기 지지 베이스(80)에 압접하여 이곳을 시일하는 홀더 시일 부재(68)가 설치되어 있다.
기판 시일 부재(66) 및 홀더 시일 부재(68)는, 시일 홀더(62)와, 시일 홀더(62)에 볼트 등의 체결구를 통하여 설치되는 고정 링(70)의 사이에 끼움 지지되어 시일 홀더(62)에 설치되어 있다. 기판 시일 부재(66)의 시일 홀더(62)와의 맞닿음면(상면)에는, 기판 시일 부재(66)와 시일 홀더(62)의 사이를 시일하는 돌출부(66a)가 마련되어 있다.
제2 보유 지지 부재(58)의 시일 홀더(62)의 외주부에는 단차부가 마련되고, 이 단차부에, 누름 링(72)이 스페이서(74)를 통하여 회전 가능하게 장착되어 있다. 누름 링(72)은, 시일 홀더(62)의 측면에 외측으로 돌출되도록 설치된 누름판(도시하지 않음)에 의해, 시일 홀더(62)로부터 분리할 수 없도록 장착되어 있다. 이 누름 링(72)은, 산에 대하여 내식성이 우수하고, 충분한 강성을 갖는, 예를 들어 티타늄으로 구성된다. 스페이서(74)는, 누름 링(72)이 원활하게 회전할 수 있도록, 마찰 계수가 낮은 재료, 예를 들어 PTEF로 구성되어 있다.
제1 보유 지지 부재(54)는, 대략 평판 형상이며, 기판 홀더(18)로 기판(WF)을 보유 지지하였을 때 홀더 시일 부재(68)와 압접되어 제2 보유 지지 부재(58)와의 사이를 시일하는 지지 베이스(80)를 갖는다. 또한 제1 보유 지지 부재(54)는, 이 지지 베이스(80)와 서로 분리된 대략 원판상의 가동 베이스(지지부)(82)를 갖고 있다. 누름 링(72)의 외측에 위치하고, 제1 보유 지지 부재(54)의 지지 베이스(80)에는, 내측으로 돌출되는 돌출부를 갖는 역L자상의 클램퍼(84)가 원주 방향을 따라 등간격으로 기립 설치되어 있다. 한편, 누름 링(72)의 원주 방향을 따른 클램퍼(84)와 대향하는 위치에는, 외측으로 돌출되는 돌기부(72a)가 마련되어 있다. 그리고, 클램퍼(84)의 내측 돌출부의 하면 및 누름 링(72)의 돌기부(72a)의 상면은, 회전 방향을 따라 서로 역방향으로 경사지는 테이퍼면으로 되어 있다. 누름 링(72)의 원주 방향을 따른 복수 개소(예를 들어 4개소)에는, 상방으로 돌출되는 돌기(72b)가 마련되어 있다. 이에 의해, 회전 핀(도시하지 않음)을 회전시켜 돌기(72b)를 옆에서 눌러 돌림으로써, 누름 링(72)을 회전시킬 수 있다.
기판(WF)의 끼움 지지는 이하의 수순으로 행해진다. 도 3에 가상선으로 나타내는 바와 같이, 제2 보유 지지 부재(58)를 개방한 상태에서, 제1 보유 지지 부재(54)의 중앙부에 기판(WF)을 삽입하고, 힌지(56)를 통하여 제2 보유 지지 부재(58)를 폐쇄한다. 그리고, 누름 링(72)을 시계 방향으로 회전시켜, 누름 링(72)의 돌기부(72a)를 클램퍼(84)의 내측 돌출부의 내부로 미끄러져 들어가게 한다. 이 결과, 누름 링(72)의 돌기부(72a)와 클램퍼(84)에 각각 마련한 테이퍼면을 통하여, 제1 보유 지지 부재(54)와 제2 보유 지지 부재(58)를 서로 체결하여 로크한다. 로크를 풀 때에는, 누름 링(72)을 반시계 방향으로 회전시켜, 역L자상의 클램퍼(84)의 내측 돌출부로부터 누름 링(72)의 돌기부(72a)를 뽑아낸다. 이와 같이 하여 로크를 풀 수 있다.
가동 베이스(82)는, 기판 홀더(18)로 기판(WF)을 보유 지지하였을 때, 기판(WF)의 외주부와 맞닿아 기판(WF)을 지지하는 링상의 에지부(82a)를 갖고 있다. 에지부(82a)는, 압축 스프링(86)을 통하여, 지지 베이스(80)에 근접하는 방향으로 이동 가능하게 지지 베이스(80)에 설치되어 있다. 에지부(82a)는, 압축 스프링(86)의 가압력(스프링력)에 의해, 지지 베이스(80)로부터 이격되는 방향으로 가압된다. 두께가 상이한 기판(WF)을 기판 홀더(18)로 보유 지지하였을 때, 기판(WF)의 두께에 따라, 가동 베이스(82)가 지지 베이스(80)로 근접하는 방향으로 이동함으로써, 기판(WF)의 두께를 흡수하는 두께 흡수 기구(88)가 구성되어 있다.
가동 베이스(82)의 주연부 상면에는, 기판(W)의 외주 단부를 가이드하여 기판(W)의 가동 베이스(82)에 대한 위치 결정을 행하는 기판 가이드(82e)가 구비되어 있다. 기판(WF)을 기판 홀더(18)로 보유 지지하기에 앞서, 기판(WF)을 가동 베이스(82)의 지지면(82a)에 지지할 때, 기판(WF)의 외주 단부가 기판 가이드(82e)로 안내되어, 기판(WF)의 가동 베이스(82)에 대한 위치 결정이 행해진다.
여기서, 도금액의 종류는, 특별히 한정되는 일은 없고, 용도에 따라 여러 가지 도금액이 사용된다. 예를 들어, TSV(Through-Silicon Via, Si 관통 전극)용 도금 프로세스인 경우의 도금액을 사용할 수 있다.
또한, 도금액으로서는, Cu 배선을 갖는 기판의 표면에 금속막을 형성하기 위한 CoWB(코발트ㆍ텅스텐ㆍ붕소)나 CoWP(코발트ㆍ텅스텐ㆍ인) 등을 포함하는 도금액이 사용되어도 된다. 또한, 절연막 내에 Cu가 확산되는 것을 방지하기 위해, Cu 배선이 형성되기 전에 기판의 표면이나 기판의 오목부의 표면에 마련되는 배리어막을 형성하기 위한 도금액, 예를 들어 CoWB나 Ta(탄탈륨)를 포함하는 도금액이 사용되어도 된다.
이상과 같이 구성되는 도금 처리 장치를 복수 포함하는 도금 처리 시스템은, 상술한 각 부를 제어하도록 구성된 컨트롤러(도시하지 않음)를 갖는다. 컨트롤러는, 소정의 프로그램을 저장한 메모리(도시하지 않음)와, 메모리의 프로그램을 실행하는 CPU(Central Processing Unit)(도시하지 않음)와, CPU가 프로그램을 실행함으로써 실현되는 제어부(도시하지 않음)를 갖는다. 제어부는, 예를 들어 기판 반송 장치(22)의 반송 제어, 기판 홀더 반송부(40)의 반송 제어, 도금조(34)에 있어서의 도금 전류 및 도금 시간의 제어 등을 행할 수 있다. 또한, 컨트롤러는, 도금 장치 및 그 밖의 관련 장치를 통괄 제어하는 도시하지 않은 상위 컨트롤러와 통신 가능하게 구성되며, 상위 컨트롤러가 갖는 데이터베이스와 데이터의 교환을 행할 수 있다. 여기서, 메모리를 구성하는 기억 매체는, 각종 설정 데이터나 후술하는 도금 처리 프로그램 등의 각종 프로그램을 저장하고 있다. 기억 매체로서는, 컴퓨터로 판독 가능한 ROM이나 RAM 등의 메모리나, 하드 디스크, CD-ROM, DVD-ROM이나 플렉시블 디스크 등의 디스크상 기억 매체 등의 공지된 것이 사용될 수 있다.
본 실시 형태에서는, 도금 장치 내에 마련한 휨양 판정부(170C)에서, 휨양이 작은 기판을 선택한다. 선택된 기판을 카세트 테이블(12)에 격납한다. 휨양 판정부(170C)는, 기판의 휨양의 측정을 실시하는 측정부(110)와, FOUP(Front-Opening Unified Pod, 후프)(112)를 갖는다. FOUP는, 300mm 웨이퍼용의 반송ㆍ보관을 목적으로 한 캐리어이며, 정면 개구식 카세트 일체형 반송ㆍ보관 상자이다. 휨양 판정부(170C)에서의 처리 플로를 도 6에 도시한다.
측정부(110)는, FOUP(112)로부터 취출한 기판의 휨양의 측정을 실시한다(스텝 114). 또한, FOUP(112)와 측정부(110)의 사이의 기판의 반송, 및 측정부(110)와 카세트 테이블(12)의 사이의 기판의 반송은, 도시하지 않은 반송 로봇에 의해 행해진다. 측정한 기판의 휨양이 역치 미만인지 여부를 판정한다(스텝 116). 역치로서는, 예를 들어 2mm로 한다. 기판의 휨양이 역치 미만일 때에는, 그 기판을 기판 홀더(18)에 탑재하여 도금을 실시하기 위해, 카세트 테이블(12)로 보낸다(스텝 118). 기판의 휨양이 역치 이상일 때에는, 당해 기판에 대해서는, 제어부에 대하여, 에러를 내고, FOUP(112)로 기판을 되돌린다(스텝 120). 이에 의해, 휨이 큰 기판(WF)에 관해서는, 균열되기 전에 처리를 중지할 수 있다.
이어서, 측정부(110)에서의 기판의 휨양의 측정 방법을 도 7에 의해 설명한다. 회전 스테이지(122) 상에 기판(WF)을 탑재하고, 기판(WF)을 회전시킨다. 거리 센서(124)로 기판(WF)의 휨양을 측정한다. 거리 센서(124)는, 기판(WF)의 외주 상에 배치한다. 거리 센서(124)는, 거리 센서(124)와 기판(WF)의 거리를 판독한다. 거리 센서(124)는, 또한 기판(WF)의 측정 개시점에서의 거리 센서(124)와 기판(WF)의 거리를 기준으로 하여, 기판(WF)의 외주 상의 거리의 변화량을 컨트롤러에 출력한다. 컨트롤러는, 기판(WF)의 외주 상의 거리의 변화량이, 도 6에 관하여 전술한 바와 같이, 어떠한 역치 이상인 경우, 도금 처리를 행하지 않기 때문에, 기판(WF)을 기판 홀더에 탑재하지 않는다.
도 7의 (a)에 도시하는 실시예에서는, 거리 센서(124)는 고정되어 있기 때문에, 기판(WF)의 외주 상의 거리의 변화량만을 측정한다. 도 7의 (b)에 도시하는 실시예에서는, 기판(WF)을 회전시키면서, 거리 센서(124)는 기판(WF) 상을, 기판(WF)의 반경 방향으로 움직인다. 따라서, 거리 센서(124)는, 기판(WF)의 원주 방향과 반경 방향의 거리의 변화량을 측정한다. 또한, 거리 센서(124)를 이동시키는 대신에, 복수의 거리 센서(124)를 반경 방향으로 배치해도 된다. 외주 상의 거리의 변화량만을 측정하는 경우, 기판(WF)의 전체로서는 휨이 있지만, 외주 상에서는 휨이 검출되지 않는 경우가 있을 수 있다. 예를 들어, 기판이 산형이나 둥근 그릇형으로 휘어 있는 경우이다. 기판이 둥근 그릇형으로 휘어 있는 경우에는, 거리 센서(124)와 회전 스테이지(122)의 상면의 거리를 미리 측정해 두면, 휨이 검출된다. 그러나 기판이 산형으로 휘어 있는 경우에는, 외주 상의 거리의 변화량의 측정만으로는 휨이 검출되지 않는다. 외주 상의 측정만으로는 휨이 검출되지 않는 경우도 고려하면, 거리 센서(124)는, 기판(WF)의 원주 방향과 반경 방향의 거리의 변화량을 측정하는 것이 바람직하다.
거리 센서(124)로서는, 예를 들어 레이저 거리계를 사용할 수 있다. 레이저 거리계는, 조사한 광이 측정 대상에서 반사되어 수광될 때까지의 시간을 계측하여, 거리를 측정한다. 측정 방법의 차이에 따라 「위상차 거리 방식」과 「펄스 전파 방식」이 있다.
도 8에, 기판(WF)의 휨양의 다른 측정 방법을 도시한다. 도 8에서는, 기판(WF)의 반경에 걸쳐 측정할 수 있는 프로파일 계측기(126)를 사용하고 있다. 프로파일 계측기(126)는 고정되어 있다. 본 측정 방법에서는, 휨양 판정부(170C)를 마련하지 않고, 도 1에 도시하는 얼라이너(14) 등의 스테이지 상에서 기판(WF)을 회전시켜, 기판(WF)의 외주 상의 거리의 변화량의 프로파일을 계측하고 있다. 도 8의 (b)에 기판(WF)의 전체에 걸친 거리의 변화량의 측정 결과인 프로파일의 일례를 도시한다. 도 8의 (b)는, 하나의 직경 상의 거리의 변화량의 측정 결과이다. 횡축이 기판(WF)의 당해 직경 상의 위치를 나타내고, 종축이 거리의 변화량이다. 컨트롤러는, 기판의 외주 상 또는 기판의 전체에 걸친 거리의 변화량으로부터 기판의 휨양을 결정한다. 이미 설명한 바와 같이, 어떠한 일정한 휨양을 갖는 기판(WF), 예를 들어 2mm의 휨양을 갖는 기판(WF)은 처리하지 않는다. 판정부(170C)를 마련하여, 판정부(170C)에 있어서, 프로파일 계측기(126)를 사용해도 된다.
도 9에, 기판(WF)의 휨양의 다른 측정 방법을 도시한다. 도 9에서는, 기판(WF)을 기판 홀더(18)의 가동 베이스(82)에 탑재하였을 때, 기판(WF)의 외주 상을 거리 센서(124)로 주사하여, 기판(WF)과 거리 센서(124)의 거리를 측정한다. 본 측정 방법에서는, 휨양 판정부(170C)를 마련하지 않고, 적재 플레이트(52) 상에서 거리 센서(124)를 기판(WF)의 외주 상을 회전시켜, 기판(WF)의 전체에 걸친 거리의 변화량의 프로파일을 계측한다. 또한, 복수의 센서(124)를 기판(WF)의 외주 상에 배치하고, 거리 센서(124)는 고정해 두기로 해도 된다. 거리 센서(124)와 가동 베이스(82)의 에지부(82a)의 상면(128)의 거리를 미리 측정해 두면, 외주 상에 휨이 있는 경우에는, 외주 상의 휨이 검출된다.
도 9의 (a)는, 기판(WF)이 둥근 그릇형(골짜기형)으로 휘어 있는 예이고, 도 9의 (b)는, 기판(WF)이 산형으로 휘어 있는 예이다. 도 9의 (a), 도 9의 (b)는, 휨양이 역치 미만인 예이다. 도 9의 (a), 도 9의 (b)는, 가동 베이스(82)가, 기판(WF)의 외주부에 위치하는 기판(WF)의 이면과 접촉하는 에지부(82a)와, 에지부(82a) 이외의 오목부(130)를 갖는 예이다. 오목부(130)는, 기판(WF)의 이면으로부터 멀어지는 방향으로, 에지부(82a)에 대하여 오목하게 패여 있다. 오목하게 파인 곳의 깊이는, 예를 들어 2.5mm이다.
도 9의 (c)는, 가동 베이스(82)가, 상기 오목부(130)를 갖지 않는 비교예이다. 오목부(130)를 갖는 경우에는, 휨양이 역치 이내인 경우에는, 도 9의 (a), 도 9의 (b)에 도시하는 바와 같이, 산형이라도 골짜기형이라도 도금할 수 있다. 한편, 오목부(130)를 갖지 않는 도 9의 (c)의 경우이며, 휨이 골짜기형인 경우, 에지부(82a)에 이미 설명한 바와 같이, 기판(WF)을 보유 지지하기 위한 힘이 가해지기 때문에, 기판(WF)에 변형이 발생하고, 파손될 가능성이, 도 9의 (a)의 경우보다 커진다. 도 9의 (a), 도 9의 (b)의 경우, 에지부(82a)에 이미 설명한 바와 같이, 기판(WF)을 보유 지지하기 위한 힘이 가해져도, 기판(WF)에 변형이 발생할 가능성은 낮다.
이어서, 휨양이 역치 이하인 기판(WF)을 탑재하는 드라이 핸드 및 웨트 핸드에 대하여 설명한다. 로드/언로드부(170A)에서의 기판(WF)의 반송에 있어서는, 기판(WF)이 드라이인 것과 웨트인 것이 혼재한다. 이 때문에, 이 로드/언로드부(170A)에 사용하는 기판 반송 장치(반송 시스템)(22)는, 2조의 암이며 2 핸드 방식의 것을 탑재하기로 하였다. 도 10a는, 기판 반송 장치(22)를 도시하는 평면도(단 상단 핸드(237)(핸드부)가 기판(WF)을 보유 지지한 상태를 도시하고 있음)이며, 도 10b는, 기판 반송 장치(22)의 측면도(기판(WF)을 보유 지지하지 않는 상태), 도 10c는, 기판 반송 장치(22)의 상단 핸드(237)의 주요부 평면도(기판(WF)을 보유 지지한 상태), 도 10d는, 기판 반송 장치(22)의 하단 핸드(핸드부)(241)의 주요부 평면도(기판(WF)을 보유 지지한 상태)이다. 도 10a 내지 도 10d에 도시하는 바와 같이, 기판 반송 장치(22)는, 기판 반송 장치 본체(231) 상에 설치한 복수의 관절을 갖는 복수(2조)의 암(233, 235) 중 한쪽 암(233)의 선단에, 상단 핸드(237)를 설치하고 있다. 기판 반송 장치(22)는, 다른 쪽 암(235)의 선단에 하단 핸드(241)를 설치하고 있다.
상단 핸드(237)는, 드라이한 기판(WF)을 카세트 테이블(12)로부터 적재 플레이트(52)로 반송하는 드라이 핸드이다. 상단 핸드(237)에는, 기판(WF)의 표면이 상측이 되도록 탑재되고, 상단 핸드(237)의 두께는 10mm 이하이며, 기판(WF)의 이면을 진공 흡착한다. 하단 핸드(241)는, 도금 처리부(170B)로부터 적재 플레이트(52)로 반송된 기판(W)을 스핀 드라이어(16)로 반송하는 웨트 핸드이다. 하단 핸드(241)에는, 기판(WF)의 표면이 하측이 되도록 탑재된다. 기판(WF)은, 주위벽부(152)로 둘러싸인 지지부(220)에 탑재된다.
상단 핸드(237)가, 기부(132)와, 기부(132)의 표면 상에 배치된 2개의 돌기부(134)를 구비한다. 기부(132)는 2개의 포크로 형성된다. 기부(132)는, 3개 이상의 포크로 구성되어도 된다. 돌기부(134)가, 도시하지 않은 진공원에 연통되어 있는 진공 구멍(136)을 갖고, 진공 구멍(136)은, 돌기부(134)의 정상부에 개구(138)를 갖고, 돌기부(134)의 정상부는, 기부(132)의 표면(140)에 대하여 높이가 고정되어 있다. 돌기부(134)의 정상부에, 기판(WF)을 진공에 의해 흡착한다. 돌기부(134)의 정상부는, 기부(132)의 표면에 대하여 1mm 내지 2mm의 높이(142)(도 11에 도시함)를 갖고 있다. 돌기부(134)는, 표면(140)의 중앙부에 배치된다. 진공 흡착하는 상단 핸드(237)는, 흡착되는 기판(WF)의 휨양이 2mm 이하인 것을 고려하여, 기부(132)의 표면에 대하여 돌기부(134)는 2mm 높게 되어 있다. 도 11에, 도 10c에 도시하는 단면 AA에 있어서의 상단 핸드(237)의 단면도를 도시한다.
하단 핸드(핸드부)(241)는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 탑재되는 기판(WF)의 휨양이 2mm 이하인 것을 고려하여, 기판(WF)의 하면(이면(144))에 대향하는 부분(오목부(130))을 에지부(157)에 대하여 2mm 파내려가 있다. 기판(WF)은, 표면(148)과, 이면(144)과, 기판(WF)의 외주부에 위치하는 측면(150)을 갖는다. 하단 핸드(241)는, 기판(WF)의 이면(144)과 대향하고 있고 기판(WF)을 탑재하는 지지부(220)와, 기판(WF)의 측면(150)에 대향하고 있고 지지부(220)의 외주에 배치된 주위벽부(152)를 갖는다.
지지부(220)는, 기판(WF)의 외주부(160)에 위치하는 이면(144)과 접촉하는 에지부(157)와, 에지부(157) 이외의 오목부(130)를 갖는다. 오목부(130)는, 이면(144)으로부터 멀어지는 방향으로, 에지부(157)에 대하여 오목하게 패여 있다. 하단 핸드(241)는 2개의 포크(156)로 형성된다. 하단 핸드(241)는, 3개 이상의 포크로 구성되어도 된다. 주위벽부(152)는, 포크부(156)에 마련되어 있다. 오목부(130)의 패임부는 1mm 내지 2mm의 깊이(158)를 갖고 있다. 깊이(158)는 0.5mm 이상이 바람직하다.
이어서, 휘어 있는 기판을 보유 지지한 채, 도금액 중에 침지시켰을 때, 기판의 균열을 방지할 수 있는 기판 홀더(18)에 대하여, 도 13에 의해 설명한다. 기판 홀더(18)는, 도 2 내지 도 5에 있어서 상세하게 설명한 바와 같이, 기판(WF)의 외주부(160)를 끼움 지지하여 기판(WF)을 탈착 가능하게 보유 지지하는 제1 보유 지지 부재(54) 및 제2 보유 지지 부재(58)를 갖는다. 제1 보유 지지 부재(54)는, 기판(WF)의 이면(144)과 대향하는 가동 베이스(82)를 갖는다. 기판 홀더(18)는, 가동 베이스(82)로부터 기판(WF)을 향하는 방향으로, 제1 보유 지지 부재(54)에 대향하는 기판(WF)의 이면(144)에 대하여, 힘을 가하는 기판 보유 지지 부재(백사이드 서포트)(162)를 갖는다. 기판 보유 지지 부재(백사이드 서포트)(162)는, 기판 중앙부에 대응하는 위치에 1개 마련할 수도 있지만, 기판 중앙부 부근에 주위 방향으로 균등하게 적어도 3개 마련하도록 해도 된다. 일 실시 형태에 있어서는, 기판 보유 지지 부재(백사이드 서포트)(162)는, 제1 보유 지지 부재(54)와 판 스프링 등의 탄성 부재(184)로 연결되어, 기판면에 대하여 수직 방향으로 신축 가능하게 고정될 수 있다. 탄성 부재(184)는 주위 방향으로 균등하게 적어도 3개 배치할 수 있다. 또한, 가동 베이스(82)는, 제1 보유 지지 부재(54)와 판 스프링 등의 탄성 부재(86)로 연결되어, 기판면에 대하여 수직 방향으로 신축 가능하게 고정될 수 있다. 탄성 부재(86)는 주위 방향으로 균등하게 적어도 3개 배치할 수 있다. 적합하게는, 기판(WF)을 파지할 때, 가동 베이스(82)가 내려감과 함께 중앙의 기판 보유 지지 부재(162)가 돌출되어 외주와 동일한 높이가 되도록, 탄성 부재(86) 및 탄성 부재(184)의 각각의 길이가 조정된다. 또한, 기판(WF)의 휨 정도가 작거나 하는 등의 경우에는, 기판 보유 지지 부재(162)의 돌출량을 그다지 확보할 필요가 없기 때문에, 탄성 부재(86)를 마련하는 것 대신에 단순한 연결 부재를 마련하고, 탄성 부재(184)만을 마련하도록 할 수 있다. 또한, 제1 보유 지지 부재(54)에 대하여 가동 베이스(82) 및/또는 기판 보유 지지 부재(162)가 탄성체로 연결되어 있기 때문에, 기판의 휨과 같은 피유지물의 요철의 영향을 흡수할 수 있을 뿐만 아니라, 두께가 있는 기판(WF)이라도, 기판의 두께의 영향을 흡수하면서 이것을 보유 지지할 수 있다. 또한, 예를 들어 기판의 두께가 얇은 경우에는, 본 실시 형태에 있어서의 기판 홀더에서는, 전술한 기판(WF)의 두께를 흡수하는 두께 흡수 기구(88)를 마련하지 않도록 할 수도 있다.
기판(WF)의 이면(144)측에 존재하는 공간(164)은, 시일되어 있는 공간(164)이기 때문에, 공간(164) 내의 압력은 수압보다 낮다. 기판 홀더(18)는, 도금 처리 시에 기판(WF)의 표면(148)에 가해지는 수압에 저항하기 위한 기판 보유 지지 부재(162)를 갖는다. 이 때문에, 기판(WF)의 균열을 방지할 수 있다.
가동 베이스(82)는 관통 구멍(172)을 갖는다. 관통 구멍(172)의 개구부(174)는, 기판(WF)의 이면(144)에 대향하고 있다. 관통 구멍(172)에 기판 보유 지지 부재(162)가 배치된다. 가동 베이스(82)는, 기판(WF)의 외주부(160)에 위치하는 이면(144)과 접촉하는 에지부(82a)와, 에지부(82a) 이외의 오목부(130)를 갖는다. 오목부(130)는, 이면(144)으로부터 멀어지는 방향으로, 에지부(82a)에 대하여 오목하게 패여 있다.
도 13의 (a)는, 기판(WF)이 제1 보유 지지 부재(54)에 놓이고, 제2 보유 지지 부재(58)가 기판(WF)을 끼움 지지하기 전의 상태이다. 도 13의 (b)는, 기판(WF)이 제2 보유 지지 부재(58)에 의해 끼움 지지된 후의 상태이다. 도 13의 (a)는, 기판 보유 지지 부재(162)의 하부에는 스프링(184)이 있고, 스프링(184)은, 기판 보유 지지 부재 본체(186)를 기판(WF) 쪽으로 누를 수 있다. 도 13의 (a)에 도시하는 바와 같이, 제2 보유 지지 부재(58)가 제1 보유 지지 부재(54)에 압박되기 전에는, 기판 보유 지지 부재 본체(186)가 이면(144)과 접촉하는 부분(180)이 오목부(130) 표면으로부터 노출되지 않도록, 걸림부(188)에 의해 기판 보유 지지 부재 본체(186)가 걸려져 있다. 기판 보유 지지 부재 본체(186)는, 관통 구멍(172) 내를, 오목부(130)로부터 기판(WF)을 향하는 방향으로, 및 기판(WF)으로부터 오목부(130)를 향하는 방향으로 이동 가능하다.
도 13의 (b)에 있어서는, 기판 보유 지지 부재 본체(186)가 이면(144)을 눌러, 기판(WF)의 휨을 시정하고 있다. 이 때문에, 기판 보유 지지 부재 본체(186)가 이면(144)과 접촉하는 부분(180)과, 에지부(82a)가 이면(144)과 접촉하는 부분은, 오목부(130) 상의 점에서, 오목부(130)로부터 기판(WF)을 향하는 방향으로 계측한 높이(182)가 동일하다. 즉, 기판(WF)을 파지할 때, 가동 베이스(82)가 내려가고, 중앙의 기판 보유 지지 부재(162)가 돌출되어, 외주와 동일한 높이가 된다.
또한, 기판의 휨양이 기지이며, 또한 일정한 경우에는, 외주와 동일한 높이가 아니라, 그 기지의 휨양을 고려하여 기판을 지지할 수 있는 높이가 되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상술한 바와 같이, 기판을 종래의 기판 홀더에 보유 지지한 채, 도금액 중에 침지시켜 도금할 때, 기판의 상부와 하부에서 상이한 수압이 가해짐에 따른 차압의 영향이나, 패들 교반의 유체력에 기인한, 내부 응력의 증가나 휨양의 증가에 의한, 기판의 균열도 우려된다. 특히, 예를 들어 두께가 1mm 정도의 얇은 기판일 때에는, 균열의 우려가 현재화되기 쉬웠다. 본 실시 형태에서는, 기판(WF)에 가해지는 수압에 저항하기 위해, 기판(WF)을 이면으로부터 지지하는 백사이드 서포트인 기판 보유 지지 부재(162)를 구비하고 있다. 또한, 제1 보유 지지 부재(54)에 대하여 가동 베이스(82) 및/또는 기판 보유 지지 부재(162)가 탄성체로 연결된, 휨 흡수 기구를 갖고 있다. 따라서, 휘어 있는 기판(WF)을 보유 지지한 채, 도금액 중에 침지시켰을 때, 수압에 의해 휨양이 증가하는 것을 방지할 수 있어, 기판의 균열을 방지할 수 있다. 또한, 기판 홀더에 보유 지지되었을 때에는 그다지 휘어 있지 않은 기판(WF)이라도, 기판 홀더에 보유 지지된 상태의 기판(WF)을 도금액에 침지시킨 후에, 수압의 영향으로 도금액 중에서 휨이 발생해 버리는 것을 방지할 수 있기 때문에, 도금 처리 중에서의 기판의 균열이 생기는 것을 유효하게 방지할 수 있다.
도 13의 (b)에 있어서는, 기판(WF)은, 휨이 없는 상태로 시정되어 있지만, 기판(WF)의 휨이 큰 경우에는, 휨이 없는 상태로 시정하는 것이 바람직하지 않은 경우가 있다. 도 14에, 휨이 없는 상태로 시정하는 것이 바람직하지 않은 경우에 적용하는 것이 바람직한 기판 보유 지지 부재인 탄성 부재(190)를 도시한다. 탄성 부재(190)는, 가동 베이스(82)의 오목부(130)와, 기판(WF)의 이면(144)의 사이에 배치된다. 탄성 부재(190)는, 예를 들어 에어백이며, 이면(144)으로부터 기판(WF)을 서포트한다. 탄성 부재(190)는, 기판(WF)을 일정한 압력으로 지지할 수 있다.
도 14는, 산형으로 휜 기판의 경우이지만, 둥근 그릇형으로 휜 기판의 경우에는, 에어백을 기판의 외주부에 배치한다. 예를 들어, 도너츠형 에어백에 의해, 기판의 외주부에 있어서, 도 14에 있어서 상방으로 누르도록(돌출시키도록) 기판의 외주부에 압력을 가하여, 기판을 둥근 그릇형으로 변형시켜, 기판을 지지한다. 사전에 도 7, 도 8에 있어서 설명한 방법에 의해 측정한 프로파일 데이터를 사용하여, 도너츠형 에어백의 높이를 조정하여, 기판을 지지한다. 이와 같이 하여, 기판에 가해지는 부하를 경감시키며, 또한 기판을 이측으로부터 지지할 수 있다.
도 15에, 휨이 없는 상태로 시정하는 것이 바람직하지 않은 경우에 적용하는 것이 바람직한 다른 기판 보유 지지 부재를 도시한다. 이 기판 보유 지지 부재는, 탄성 부재(190)와 마찬가지로, 수압에 저항하기 위한 백사이드 서포트이다. 기판 보유 지지 부재는, 본 도면의 경우, 5개의 가변 길이 부재(192)를 갖는다. 가변 길이 부재(192)는, 가동 베이스(82)의 오목부(130)와, 기판(WF)의 이면(144)의 사이에 배치되고, 가동 베이스(82)의 오목부(130)로부터 기판(WF)을 향하는 방향의 길이(294)가 조정 가능하다. 가변 길이 부재(192)는 예를 들어 핀 형상이다.
가변 길이 부재(192)의 길이(294)는, 가변 길이 부재(192)가 설치되어 있는 장소의, 가동 베이스(82)의 오목부(130)와 기판(WF)의 이면(144)의 사이의 거리에 따라 조정된다. 이 거리에, 통상은, 가변 길이 부재(192)의 길이(294)를 일치시킨다. 조정 방법은, 사전에 도 7, 도 8에 있어서 설명한 방법에 의해 측정한 프로파일 데이터를 사용하여, 그 프로파일에 맞도록 밑에서 가변 길이 부재(192)를 소정 치수 돌출시킨다. 구체적으로는, 측정한 프로파일 데이터는, 전술한 도금 장치의 컨트롤러(도시하지 않음)의 메모리에 기억되고, CPU가 프로그램을 실행하여, 기판 홀더(18)에 마련된, 복수의 가변 길이 부재(192)의 각각의 길이를 조정하도록 제어한다.
돌출량의 조정 기구로서는, 가변 길이 부재(192)의 밑에서 가변 길이 부재(192)에 에어압이나 스프링력을 부하함과 함께, 당해 에어압이나 스프링력을 조정하는 에어압 부하 조정 기구나 스프링력 부하 조정 기구를 사용할 수 있다. 그 밖에, 코일에 의한 전자력을 이용한 전자기 액추에이터나, 압전 효과를 이용한 압전 액추에이터도, 조정 기구로서 사용할 수 있다. 또한, 가변 길이 부재(192)의 하부에 나사를 마련하고, 나사의 회전 각도를 조정함으로써 가변 길이 부재(192)의 길이를 조정하는 방법도 가능하다.
에어압이나 스프링력을 조정하는 에어압 부하 조정 기구의 예를 다음에 설명한다. 도 21은, 에어압 부하 조정 기구(240)를 도시한다. 도 21의 (a)는, 기판(WF)이 기판 홀더(18)에 탑재되어 있을 때의 에어압 부하 조정 기구(240)를 도시한다. 도 21의 (b)는, 기판(WF)이 기판 홀더(18)에 탑재되기 전의 에어압 부하 조정 기구(240)를 도시한다.
에어압 부하 조정 기구(240)는, 실린더(244) 내에 가변 길이 부재(192)의 일부를 수납하고, 가변 길이 부재(192)의 상부는, 실린더(244)의 외부에 있다. 가변 길이 부재(192)는 핀 형상이다. 가변 길이 부재(192)의 정상부(246)가 기판(WF)의 이면(하면)에 접촉한다. 스프링(242)이, 가변 길이 부재(192)의 플랜지(248)와, 실린더(244)의 상면(250)의 사이에 배치된다. 스프링(242)은 가변 길이 부재(192)를, 하방으로 밀어내리는 힘을 발생시킨다. 실린더(244)의 하부에 마련한 흡기구(252)로부터 에어가 실린더(244) 내로 공급된다. 실린더(244) 내의 에어의 압력을 제어함으로써, 가변 길이 부재(192)의 돌출량이 제어된다.
도 21의 (b)에 도시하는 바와 같이, 기판(WF)을 탑재하기 전에는, 흡기구(252)로부터 에어를 빼고, 스프링(242)의 힘으로 가변 길이 부재(192)를 하방으로 내린다. 도 21의 (a)에 도시하는 바와 같이, 기판(WF)을 탑재한 후에는, 흡기구(252)로부터 에어를 넣고, 에어압의 힘으로 가변 길이 부재(192)를 상방으로 올린다. 스프링력과 에어압의 대소 관계에 따라 돌출량이 제어된다.
도 21은, 가변 길이 부재(192)의 정상부(246)에 압력 센서(254)를 마련하고 있다. 압력 센서(254)는, 가변 길이 부재(192)와 기판(WF)의 사이에 작용하는 압력을 검지한다. 압력 센서(254)로 검지한, 가변 길이 부재(192)와 기판(WF)의 사이에 작용하는 압력을 사용하여, 실린더(244) 내의 에어압을 조정한다. 이에 의해, 가변 길이 부재(192)와 기판(WF)의 사이에 작용하는 압력을 조정할 수 있다. 압력 센서(254)에 의해, 가변 길이 부재(192)와 기판(WF)의 사이에 작용하는 압력을 피드백 제어할 수 있다. 압력 센서(254)는, 예를 들어 피에조 저항 효과를 이용한 반도체 압력 센서이다.
또한, 도 21의 예에 있어서, 압력 센서(254)에 의한 실린더(244) 내의 에어압을 제어하는 것은 반드시 필요하지는 않다. 압력 센서(254)를 사용하지 않고, 소정의 에어압을 갖는 에어를 공급하는 것으로 해도 된다.
도 22는, 에어압 부하 조정 기구(240)의 다른 실시예를 도시한다. 도 22의 (a)는, 기판(WF)이 기판 홀더(18)에 탑재되어 있을 때의 에어압 부하 조정 기구(240)를 도시한다. 도 22의 (b)는, 기판(WF)이 기판 홀더(18)에 탑재되기 전의 에어압 부하 조정 기구(240)를 도시한다. 이 에어압 부하 조정 기구(240)는, 고정 길이 방식(고정 스프링력 방식)이다. 기판을 탑재하기 전에 에어의 압력으로 가변 길이 부재(192)를 밀어내린다. 기판(WF)이 클램프됨과 함께, 에어를 빼고, 가변 길이 부재(192)를 스프링(242)에 의해 밀어올린다.
스프링(242)이, 가변 길이 부재(192)의 플랜지(248)와, 실린더(244)의 하면(256)의 사이에 배치된다. 스프링(242)은 가변 길이 부재(192)를, 상방으로 밀어올리는 힘을 발생시킨다. 실린더(244)의 상부에 마련한 흡기구(252)로부터 에어가 실린더(244) 내로 공급된다.
도 22의 (b)에 도시하는 바와 같이, 기판(WF)을 탑재하기 전에는, 흡기구(252)로부터 에어를 공급하고, 에어압의 힘으로 가변 길이 부재(192)를 하방으로 내린다. 도 22의 (a)에 도시하는 바와 같이, 기판(WF)을 탑재한 후에는, 흡기구(252)로부터 에어를 빼고, 스프링(242)의 힘으로 가변 길이 부재(192)를 상방으로 올린다. 가변 길이 부재(192)의 돌출량은 스프링력만으로 결정된다.
도 14, 도 15에서는, 산형으로 휜 기판(WF)에 탄성 부재(190)나 가변 길이 부재(192)를 적용한 예를 도시하지만, 골짜기형으로 휜 기판(WF)에도 마찬가지로 탄성 부재(190)나 가변 길이 부재(192)를 적용할 수 있다.
도 15에 있어서, 가변 길이 부재(192)의 선단에 압력 센서를 설치하여, 가변 길이 부재(192)와 기판(WF)의 이면(144)의 사이의 접촉압을 측정하도록 해도 된다. 그리고 접촉압이 소정의 크기가 될 때까지, 가변 길이 부재(192)를 이면(144)을 향하여 돌출시키고, 그 위치에 가변 길이 부재(192)를 고정한다. 이 경우에는, 상기한 프로파일 데이터를 사용하지 않고, 가변 길이 부재(192)의 위치를 설정할 수 있다. 도금 중에, 접촉압이 소정값 이상으로 변동되었을 때에는, 제어부는, 에러 신호를 표시 및/또는 출력한다. 제어부는 에러 신호를 축적해도 된다. 제어부는, 접촉압이 일정해지도록, 도금 중에 가변 길이 부재(192)의 위치를 제어해도 된다.
도 15에 있어서의 가변 길이 부재(192)는, 핀 형상 또는 섬 형상으로 할 수 있다. 섬 형상의 가변 길이 부재(192)의 예를 도 16에 도시한다. 도 16은, 가동 베이스(82)의 평면도이다. 도 16에 있어서는, 가변 길이 부재(192)가 가동 베이스(82)에 동심원상으로 배열되어 있다. 내측의 원주 상에 배치된 가변 길이 부재(192a)는, 2개의 가변 길이 부재(192a)로 이루어진다. 외측의 원주 상에 배치된 가변 길이 부재(192b)는, 6개의 가변 길이 부재(192b)로 이루어진다. 가변 길이 부재(192b)의 움직임을 가이드하기 위해, 가이드(202)가 가변 길이 부재(192b)의 주위에 균등하게 6개 배치되어 있다.
도 13 내지 도 16에 도시하는 실시예에서는, 가동 베이스(82)는, 모두 오목부(130)를 갖는다. 한편, 도 9의 (c)에 도시하는 예에서는, 가동 베이스(82)는 오목부를 갖지 않는다. 오목부를 갖지 않고 전체면이 편평한 경우, 도금 종료 후, 어떠한 문제에 의해 기판 홀더 내에 액이 진입한 경우, 기판(WF)을 가동 베이스(82)로부터 이격할 때, 가동 베이스(82)의 표면에 기판(WF)이 간극없이 부착된다. 이것은, 가동 베이스(82)의 표면과 기판(WF)의 사이에 액이 들어가기 때문이다. 도 13 내지 도 16에 도시하는 바와 같이, 기판 보유 지지 부재를 마련하면, 가동 베이스(82)의 표면에 기판(WF)이 간극없이 부착되는 것을 방지할 수 있다고 하는 이점이 있다.
도 17, 도 18에, 기판 보유 지지 부재의 효과를 설명하기 위한 실험 데이터를 표시하는 그래프를 도시한다. 도 17의 (a), 도 17의 (b)는, 기판 보유 지지 부재가 없을 때의 도금 시의 기판(WF)에 생기는 변형 데이터이다. 도 17의 (a)에서는, 횡축은 도금 개시로부터의 경과 시간을 나타내고, 종축은 변형량을 μST로 나타낸 것이다. 도 17의 (b)에서는, 횡축은 도금 개시 시로부터의 도금의 두께를 나타내고, 도금 개시 시의 두께는 0㎛이며, 종축은 변형량을 μST로 나타낸 것이다. 도 18은, 기판 보유 지지 부재가 있을 때의 도금 시의 기판(WF)에 생기는 변형 데이터이다. 도 18에서는, 횡축은 도금 개시로부터의 경과 시간을 나타내고, 종축은 변형량을 μST로 나타낸 것이다.
도 17의 (a)로부터, 도금 개시 시에 변형이 「0」이며, 도금 개시와 동시에 기판(WF)에 액압이 걸리기 때문에, 변형이 급격하게 발생한다. 그 크기는 -150μST 내지 -200μST이다. 변형은, 도 17의 (b)에 도시하는 바와 같이 -51.9μST까지 증가한다. 도 18은, 도 13에 도시하는 기판 보유 지지 부재(162)를 사용하였을 때의 변형이다. 그래프(194)가 기판 보유 지지 부재(162)를 사용하였을 때의 변형이고, 그래프(196)가 기판 보유 지지 부재(162)를 사용하지 않았을 때의 변형이다. 그래프(194)는, 패들의 왕복수가 상이한 3개의 그래프로 이루어진다. 패들의 왕복수를 rpm으로 나타냈을 때, 왕복수가 375rpm, 300rpm, 225rpm일 때의 그래프이다. 그래프(196)는, 패들의 왕복수가 상이한 6개의 그래프로 이루어진다. 그래프(196)에 있어서, 상측의 실선의 그래프와 하측의 실선의 그래프가 대응하고, 이들은 패들의 왕복수가 375rpm일 때의 그래프이다. 마찬가지로 상측의 점선의 그래프와 하측의 점선의 그래프가 대응하고, 이들은 패들의 왕복수가 300rpm일 때의 그래프이며, 상측의 일점쇄선의 그래프와 하측의 일점쇄선의 그래프가 대응하고, 이들은 패들의 왕복수가 225rpm일 때의 그래프이다. 이들 그래프는, 상측의 그래프가 각각의 패들 왕복수일 때의 변형의 최댓값이고, 하측의 그래프가 각각의 패들 왕복수일 때의 변형의 최솟값이다. 기판 보유 지지 부재(162)를 사용하지 않을 때에는, 패들의 운동의 영향을 받아, 변형의 변동이 단시간 동안에 크게 생기기 때문에, 측정된 변형에 큰 폭이 생긴다. 그래프(194)와 그래프(196)를 비교하면, 변형이 -130μST로부터 -20μST로 개선되었음을 알 수 있다.
그런데, 이미 설명한 바와 같이, 기판(WF)을 기판 홀더(18)에 설치할 때에는, 제1 보유 지지 부재(54)에 기판(WF)을 삽입하고, 제2 보유 지지 부재(58)를 폐쇄한다. 그리고, 로크 기구가, 제2 보유 지지 부재(58)의 구성 요소인 누름 링(72)(구체적으로는, 시일 홀더(62)의 구성 요소인 누름 링(72))을 하방으로 누른다. 다음으로 로크 기구가, 누름 링(72)을 시계 방향으로 회전시켜, 누름 링(72)의 돌기부(72a)를 클램퍼(84)의 내측 돌출부의 내부로 미끄러져 들어가게 한다. 이와 같이 하여 제1 보유 지지 부재(54)와 제2 보유 지지 부재(58)를 서로 체결하여 로크한다. 로크 후, 로크 기구는 누름 링(72)으로부터 이격된다.
로크를 푸는 경우에는, 회전 방향이 상이한 것 이외에는 유사한 조작을 행한다. 즉, 로크 기구가, 누름 링(72)을 하방으로 누른다. 다음으로 로크 기구가, 누름 링(72)을 반시계 방향으로 회전시켜, 누름 링(72)의 돌기부(72a)를 클램퍼(84)의 내측 돌출부의 내부로부터 낸다. 이에 의해, 제1 보유 지지 부재(54)와 제2 보유 지지 부재(58)를 개방한다. 그 후, 로크 기구는, 누름 링(72)으로부터 이격된다.
로크하는 경우에 로크 종료 후, 및 로크를 푸는 경우에 로크 해방 후, 로크 기구가 누름 링(72)으로부터 이격되는 속도를 저속으로 함으로써, 기판(WF)에 생기는 변형을 줄일 수 있다. 이것에 대하여 도 19, 도 29에 의해 설명한다. 도 19의 (a) 및 도 19의 (b)는 로크하는 경우를 도시하며, 도 19의 (a)는, 로크 기구가 누름 링(72)으로부터 이격되는 속도가 고속인 경우이다. 도 19의 (b)는, 로크 기구가 누름 링(72)으로부터 이격되는 속도가 저속인 경우이다.
도 19의 (a)에 의해, 로크 기구가 시일 홀더(62)로부터 이격되는 속도가 고속인 경우의 수순을 설명한다. 로크 기구(204)가, 시일 홀더(62)에 걸림 결합하고(S10), 시일 홀더(62)와 함께, 속도 2500mm/min으로 하강한다(S12). 기판(WF)에 로크 기구(204)가 접근하면, 속도를 떨어뜨려 속도 50mm/min으로 하강한다(S14). 시일 홀더(62)가 기판(WF)에 접촉하면, 시일 홀더(62)를 더 하방으로 누르고(S16), 다음으로 누름 링(72)을 시계 방향으로 회전시켜, 누름 링(72)의 돌기부(72a)를 클램퍼(84)의 내측 돌출부의 내부로 미끄러져 들어가게 한다(S18). 그 후, 로크 기구(204)는, 누름 링(72)으로부터 속도 3000mm/min이라고 하는 고속으로 이격된다(S20).
도 19의 (b)에 의해, 로크 기구(204)가 누름 링(72)으로부터 이격되는 속도가 저속인 경우의 수순을 설명한다. 수순 S10부터 수순 S18까지는, 도 19의 (a)와 동일하다. 수순 S18 후, 로크 기구는, 누름 링(72)으로부터 속도 50mm/min이라고 하는 저속으로 이격된다(S22). 로크 기구(204)가 링(72)으로부터 완전히 이격된 후에, 로크 기구(204)는, 도 19의 (a)의 수순 S20과 마찬가지로, 누름 링(72)으로부터 속도 3000mm/min이라고 하는 고속으로 이격된다(S24).
도 20에 의해, 도 19의 (a)와 도 19의 (b)에 있어서, 기판(WF)의 변형이 어느 정도 개선되는지를 설명한다. 도 20의 (a), 도 20의 (c)는, 로크 기구가 시일 홀더(62)로부터 이격되는 속도가 고속인 경우, 도 20의 (b)는, 로크 기구가 시일 홀더(62)로부터 이격되는 속도가 저속인 경우의 변형을 도시한다. 도 20의 (a), 도 20의 (c)는 도 19의 (a)에 대응하고, 도 20의 (b)는 도 19의 (b)에 대응한다. 도 20의 (a) 내지 도 20의 (c)의 횡축은 시간, 종축은 변형을 나타낸다. 도 20의 (a), 도 20의 (c)는, 로크 기구가 시일 홀더(62)로부터 이격되는 속도가 동일하지만, 로크 기구의 모터의 토크가 상이하다.
점(206)은, 시일 홀더(62)가 기판(WF)에 접촉하였을 때의 변형을 나타낸다. 변형이 「0μST」로부터 「100μST」로 급상승한다. 점(208)은, 시일 홀더(62)가 기판(WF)으로부터 이격되었을 때의 변형을 나타낸다. 변형이 「50μST」로부터 「-25μST」로 저하된다. 변형이 "정"에서 "부"로 된 것은, 기판(WF)의 휨의 방향이 반전되었음을 의미한다. 즉, 기판(WF)에 큰 변형이 발생하였음을 의미한다. 점(206)에 나타내는 「별표」는, 이때 기판(WF)에 큰 충격력이 가해졌음을 나타낸다.
한편, 점(210)은, 시일 홀더(62)가 기판(WF)으로부터 이격되었을 때의 변형을 나타내지만, 변형이 「50μST」로부터 「0μST」로 저하된다. 변형이 "정"에서 "0"이 된 것은, 기판(WF)의 휨의 방향이 반전되지 않았음을 의미한다. 즉, 기판(WF)에 큰 변형이 발생하지 않았음을 의미한다.
도 20의 (d) 내지 도 20의 (f)는, 도 20의 (a) 내지 도 20의 (c)에 대응하고, 도 20의 (a) 내지 도 20의 (c)에 있어서의, 시일 홀더(62)가 기판(WF)으로부터 이격될 때의 속도(212), 모터 토크(214), 점(208, 210)에 있어서의 변형의 최댓값(216)과 최솟값(218)을 나타낸다.
이어서, 기판(WF)의 오리엔테이션 플랫이나 노치 등의 위치를 소정의 방향으로 맞추는 얼라이너(14)의 회전 스테이지부 등에 적용할 수 있는 기판 지지 부재에 대하여, 도 23에 의해 설명한다. 도 23의 (a)는, 기판(WF)을 탑재한 기판 지지 부재(262)의 평면도를 도시한다. 도 23의 (b)는, 도 23의 (a)의 AA 단면도를 도시한다. 이 기판 지지 부재(262)는, 둥근 그릇형으로 휜 기판(WF)을 안정적으로 흡착할 수 있는 것이다.
본 실시 형태의, 기판(WF)을 지지하는 기판 지지 부재(262)는, 기부(258)와, 기부(258)의 표면(272) 상에 마련되고, 기판(WF)이 탑재되는 3개의 지지부(260)와, 기부(258)의 표면(272) 상에 배치된 돌기부(진공 척부)(264)를 구비한다. 기판 지지 부재(262)의 외경은 기판(WF)의 외주의 노치 검출이나 외주 검출을 위해, 기판(WF)의 직경보다 작은 직경을 갖는다.
돌기부(264)가, 기판(WF)을 진공에 의해 흡착하기 위한 진공 구멍(266)을 갖는다. 진공 구멍(266)은, 돌기부(264)의 정상부(268)에 개구(270)를 갖는다. 돌기부(264)의 정상부(268)는, 기부(258)의 표면(272)에 대하여 높이(274)가 고정되어 있다. 돌기부(264)의 정상부(268)에, 기판(WF)을 진공에 의해 흡착한다. 진공 구멍(266)은, 진공 펌프인 진공원(276)에 접속되어 있다.
돌기부(268)는, 기부(258)의 중앙부에 배치된다. 지지부(260)는, 본 실시 형태에서는 3개 마련되지만, 3개 이상이면 된다. 기판 지지 부재(262)는 기판(WF)의 외주에 접하도록 3개소에, 기판의 지지부(260)를 구비하고 있다. 이 기판 지지 부재(262)는, 둥근 그릇형으로 휜 기판(WF)을 안정적으로 흡착할 수 있다.
이어서, 얼라이너(14)의 스테이지부 등에 적용할 수 있는 기판 지지 부재의 다른 실시 형태에 대하여, 도 24에 의해 설명한다. 도 24의 (a)는, 기판 지지 부재(278)의 평면도를 도시한다. 도 24의 (b)는, 기판(WF)을 탑재하였을 때의 도 24의 (a)의 AA 단면도를 도시한다. 이 기판 지지 부재(278)는, 산형으로 휜 기판(WF)을 안정적으로 흡착할 수 있는 것이다.
본 실시 형태의 기판(WF)을 지지하는 기판 지지 부재(278)는, 기부(280)와, 기부(280)가 기판(WF)을 진공에 의해 흡착하기 위한 진공 구멍(266)을 갖는다. 진공 구멍(266)은, 기부(280)의 정상부(282)에 개구(284)를 갖는다. 기부(280)의 정상부(282)에, 기판(WF)을 진공에 의해 흡착한다. 기판(WF)의 중앙에 접촉하는 부분에, 지지부(286)로부터 돌출되어 있는 돌기부인 기부(280)를 구비한다. 기부(280)의 정상부(282)에 진공 흡착을 위한 개구(284)가 있다. 진공 구멍(266)은 진공원(276)에 접속되어 있다. 이 기판 지지 부재는, 산형으로 휜 기판을 안정적으로 흡착할 수 있다.
이어서, 얼라이너(14)의 스테이지부 등에 적용할 수 있는 기판 지지 부재의 또 다른 실시 형태에 대하여, 도 25에 의해 설명한다. 도 25의 (a)는, 기판 지지 부재(288)의 평면도를 도시한다. 도 25의 (b)는, 기판(WF)을 탑재하였을 때의 도 25의 (a)의 AA 단면도를 도시한다. 이 기판 지지 부재(288)는, 산형으로 휜 기판(WF)을 안정적으로 흡착할 수 있는 것이다.
본 실시 형태의, 기판(WF)을 지지하는 기판 지지 부재(288)는, 기부(290)와, 기부(290)가 기판(WF)을 진공에 의해 흡착하기 위한 진공 구멍(292)을 갖는다. 진공 구멍(292)은, 기부(290)의 정상부(296)에 개구(298)를 갖는다. 기부(290)의 정상부(296)에, 기판(WF)을 진공에 의해 흡착한다. 기판(WF)의 중앙에 접촉하는 부분에, 지지부(286)로부터 돌출되어 있는 돌기부인 기부(290)를 구비한다. 기부(290)의 정상부(296)에 진공 흡착을 위한 개구(298)가 있다. 이 기판 지지 부재는, 산형으로 휜 기판을 안정적으로 흡착할 수 있다. 진공 구멍(292)은 진공 구멍(266)에 접속되어 있다. 진공 구멍(266)은 진공원(276)에 접속되어 있다.
이어서, 휨 상태를 가진 기판(WF)이, 반송 장치(기판 홀더(18)) 등의 소정의 위치에 올바르게 탑재되어 있음을 검지할 수 있는 검출 시스템에 대하여 설명한다. 반송용 기판 지지 부재 상에 기판(WF)이 올바르게 배치되어 있는지를 검지하기 위해 수평 센서를 사용할 수 있다. 최초로, 휨 상태를 갖지 않는 기판(WF)인 경우에 적용할 수 있는 수평 센서의 동작에 대하여, 도 26에 의해 설명한다. 휨 상태를 갖는 기판(WF)인 경우에 적용할 수 있는 수평 센서의 동작에 대해서는 후술한다.
이미 설명한 바와 같이, 기판(WF)을 기판 홀더(18)로 보유 지지하기에 앞서, 기판(WF)을 가동 베이스(82)의 지지면(82a)에 지지할 때, 기판(WF)의 외주 단부가 기판 가이드(82e)로 안내되어, 기판(WF)이 가동 베이스(82)에 설치된다. 도 26의 (a)는, 가동 베이스(82) 상의 올바른 위치에, 휨 상태를 갖지 않는 기판(WF)이 설치되어 있는 경우의 수평 센서의 동작에 대한 설명도이다. 도 26의 (b)는, 가동 베이스(82) 상의 부적절한 위치에, 휨 상태를 갖지 않는 기판(WF)이 설치되어 있는 경우의 수평 센서의 동작에 대한 설명도이다.
도 26의 (a)에 도시하는 바와 같이, 수평 센서의 발광부(300)는, 기판(WF)의 약간 위에, 광선(302)을 통과시키도록 광선(302)을 발광시킨다. 광선(302)은, 수평 센서의 검출부(304)에 의해 검출된다. 도 26의 (b)에 도시하는 바와 같이, 가동 베이스(82) 상의 부적절한 위치에, 구체적으로는 기판 가이드(82e) 상에, 휨 상태를 갖지 않는 기판(WF)이 설치되어 있는 경우, 광선(302)은 기판(WF)에 의해 차단된다. 검출부(304)는, 광선(302)을 검출하지 않기 때문에, 가동 베이스(82) 상의 부적절한 위치에, 기판(WF)이 설치되어 있음을 검지할 수 있다. 또한, 발광부(300)와 검출부(304)는, 기판 가이드(82e)에 의해 광선(302)이 차단되지 않는 위치에 배치된다.
발광부(300)와 검출부(304)는, 기판(WF)의 2개의 직경 상에 배치하는 것이 바람직하다. 2개의 직경이 이루는 각도는 90도가 바람직하지만, 0도보다 크면 된다. 또한, 발광부(300)와 검출부(304)는, 기판(WF)의 직경 이외의 직선 상에 배치해도 된다. 수평 검출 시스템에 따르면, 기판(WF)을 반송할 때의 스테이지의 정확한 위치에 기판(WF)을 놓을 수 있으므로, 예를 들어 반송 시의 기판(WF)의 탈락을 방지할 수 있다.
도 26에서는, 기판의 약간 위에 광선(302)을 통과시켜, 기판의 적재 위치의 어긋남(혹은, 기판이 수평으로 얹어져 있는지 여부)을 검지하고 있다. 그러나, 휜 기판(WF)(예를 들어, 상측 방향으로 휘어 있는 형상의 산형 형상의 기판)에서는, 올바르게 배치되어 있는지 여부를 검지하지 못하는 경우가 있다. 이것에 대하여 도 27에 의해 설명한다.
도 27은, 휨 상태를 가진 기판(WF)이, 기판 홀더(18)의 소정의 위치에 올바르게 탑재되어 있음에도 불구하고, 잘못 검출되는 예를 도시하는 도면이다. 도 27에 도시하는 바와 같이, 가동 베이스(82) 상의 올바른 위치에, 휨 상태를 갖는 기판(WF)이 설치되어 있는 경우, 광선(302)은 기판(WF)에 의해 차단된다. 검출부(304)는, 광선(302)을 검출하지 않기 때문에, 가동 베이스(82) 상의 부적절한 위치에, 기판(WF)이 설치되어 있다고 잘못 검출한다.
이러한 문제를 해결할 수 있는, 가동 베이스(82)(탑재부)에 탑재된 기판의 위치를 검출하는 검출 시스템(312)에 대하여, 도 28에 의해 설명한다. 검출 시스템(312)은, 휨 상태를 갖는 기판(WF), 및 휨 상태를 갖지 않는 기판(WF)의 양쪽에 대하여, 기판의 위치를 올바르게 검출할 수 있다. 검출 시스템(312)은, 기판(WF)의 외주에 검출광(314)을 조사하고, 가동 베이스(82) 또는 기판(WF)에 의해 반사된 검출광(314)을 검출 시스템(312)에서 검지한다. 상세는 후술하지만, 검출광(314)이 기판(WF)에 의해 차단되었을 때, 위치가 부적절하다고 판정한다.
검출 시스템(312)에서는, 기판(WF)의 약간 위에 광선(302)이 통과하는 도 26의 방식과는 달리, 기판(WF)의 단부(316)에 대해서만 검출 시스템(312)으로부터 광선(314)을 조사한다. 검출 시스템(312)으로부터의 광선(314)을 기판(WF)이 차단하였을 때 위치가 어긋나 있다고 판정한다. 이와 같이 하여, 기판의 탑재 위치의 어긋남을 검지할 수 있다.
검출 시스템(312)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 기판(WF)의 주위의 3개소 이상에 설치하면 된다. 도 2에서는, 4개의 검출 시스템(312)이 배치되어 있다. 3개소 이상 설치된 검출 시스템(312) 모두가, 기판(WF)이 올바른 위치에 있다고 판정하면, 후술하는 바와 같이 기판(WF) 전체가, 올바른 위치에 있다고 판정할 수 있다. 도 28의 (a)는, 휨 상태를 갖는 기판(WF)이 올바른 위치에 있을 때의 예를, 2개의 검출 시스템(312)만을 도시하여 나타낸 도면이다. 2개의 검출 시스템(312)은 모두 기판(WF)이 올바른 위치에 있다고 판정한다.
도 28의 (b)는, 휨 상태를 갖는 기판(WF)이 잘못된 위치에 있을 때의 예를, 2개의 검출 시스템(312)만을 도시하여 나타낸 도면이다. 2개의 검출 시스템(312) 중, 검출 시스템(312b)은, 검출 시스템(312)으로부터의 광선(314)을 기판(WF)이 차단하지 않기 때문에, 기판(WF)이 올바른 위치에 있다고 판정한다. 검출 시스템(312a)은, 검출 시스템(312)으로부터의 광선(314)을 기판(WF)이 차단하기 때문에, 기판(WF)이 올바른 위치에 없다고 판정한다.
도 29에 검출 시스템(312)의 구성을 도시한다. 가동 베이스(82)(탑재부)에 탑재된 기판(대상물)(WF)의 위치를 검출하는 검출 시스템(312)은, 기판의 위치를 검출하기 위한 검출광을 출력하는 발광부(318)를 갖는다. 검출 시스템(312)은 검출부(320)를 갖는다. 검출부(320)는, 발광부(318)로부터 가동 베이스(82)로 직접 입사하는 검출광(314)이 가동 베이스(82)에 의해 반사되어 생성되는 반사광(322)을 검출 가능한 위치에 배치된다.
가동 베이스(82)로 직접 입사하는 검출광(314)과, 검출부(320)에 의해 검출되는 반사광(322)에 의해 생성되는 평면에 있어서, 가동 베이스(82)로 직접 입사하는 검출광(314)에 관하여, 반사광(322)과 기판(WF)은 반대측에 위치한다. 당해 평면은, 도 29의 경우, 도 29가 기재되어 있는 평면이다. 기판(WF)은, 그 일부가 기재되어 있다. 기판(324)은 올바른 위치에 있고, 기판(326) 내지 기판(330)은, 이 순서로 위치 어긋남이 크게 되어 있다. 화살표(332)는, 올바른 위치로부터의 기판(330)의 위치의 어긋남양을 나타낸다.
반사광(322)은, 기판(WF)에 의해 차단되는 일이 없는 광선(314)이 반사된 것이다. 반사광(322)을 검출한 경우에는, 기판은 올바른 위치에 있다. 반사광(326a) 내지 반사광(330a)은, 각각 기판(326) 내지 기판(330)에 의해 차단되어 반사된 광선을 나타낸다. 반사광(326a)은, 기판(WF)에 의해 반사된 후에, 가동 베이스(82)에 의해 반사된 광선이다. 반사광(328a, 330a)은, 기판(WF)에 의해 반사된 후에, 가동 베이스(82)에 의해 반사되지 않는 광선이다. 반사광(328a)은, 검출부(320)에 의해 검출된다. 반사광(330a)은, 검출부(320)에 의해 검출되지 않는다.
기판(WF)의 어긋남양이 어느 정도인지에 따라, 검출부(320)의 어느 위치로 입사하는지가 상이하다. 따라서, 검출부(320)의 어느 위치로 입사하는지에 따라, 기판(WF)의 어긋남양(기판(WF)의 위치)을 검출할 수 있다. 상이한 위치에서 광을 수광하는 검출부(320)의 예로서, 라인 센서나 CCD 센서 등의, 복수의 수광 소자가 평면 내에 배치된 이미지 센서를 사용할 수 있다.
반사광(322)이 검출부(320)로 입사하는 위치를 기준으로 하여, 본 도면에 도시하는 바와 같이, 반사광(326a)이 입사하는 측의 검출부(320)의 위치를 「+(플러스)」라고 하고, 반사광(328a)이 입사하는 측의 검출부(320)의 위치를 「-(마이너스)」라고 한다. 이와 같이 결정한 경우, 반사광(326a)을 검출하였을 때, 즉 미소한 위치 어긋남 시에 플러스값이 나온다. 반사광(322)과 반사광(326a)은, 위치가 접근해 있기 때문에, 접근 정도에 따라서는, 반사광(326a)을 올바른 위치의 기판(WF)에 따른 것이라고 오인하는 경우가 있다. 반사광(330a)의 경우에는, 검출부(320)로의 입사가 없기 때문에, 기판(WF)의 위치가 어긋나 있다고 정확하게 인식할 수 있다. 반사광(322)과 반사광(330a)의 경우에만, 가장 정확하게 기판(WF)의 위치를 판정할 수 있기 때문에, 본 도면의 경우, 측정값이, 반사광(322)과 반사광(330a)인 경우 이외에서는, 약간 안정되지 않는다.
보다 안정된 측정이 가능한 다른 실시 형태에 관한 검출 시스템(312)의 구성을 도 30에 도시한다. 가동 베이스(82)(탑재부)에 탑재된 기판(대상물)(WF)의 위치를 검출하는 검출 시스템(312)은, 기판의 위치를 검출하기 위한 검출광을 출력하는 발광부(318)를 갖는다. 검출 시스템(312)은 검출부(320)를 갖는다. 검출부(320)는, 발광부(318)로부터 가동 베이스(82)로 직접 입사하는 검출광(314)이 가동 베이스(82)에 의해 반사되어 생성되는 반사광(322)을 검출 가능한 위치에 배치된다.
가동 베이스(82)로 직접 입사하는 검출광(314)과, 검출부(320)에 의해 검출되는 반사광(322)에 의해 생성되는 평면에 있어서, 반사광(322)에 관하여, 가동 베이스(82)로 직접 입사하는 검출광(314)과 기판(WF)은 반대측에 위치한다. 당해 평면은, 도 30의 경우, 도 30이 기재되어 있는 평면이다. 기판(WF)은, 그 일부가 기재되어 있다. 기판(324)은 올바른 위치에 있고, 기판(326) 내지 기판(328)은, 이 순서로 위치 어긋남이 크게 되어 있다. 화살표(332)는, 올바른 위치로부터의 기판(328)의 위치의 어긋남양을 나타낸다.
반사광(322)은, 기판(WF)에 의해 차단되는 일이 없다. 반사광(322)을 검출한 경우에는, 기판은 올바른 위치에 있다. 반사광(326a) 내지 반사광(328a)은, 각각 기판(326) 내지 기판(328)에 의해 차단되어 반사된 광선을 나타낸다. 반사광(326a, 328a)은, 가동 베이스(82)에 의해 반사된 후에, 기판(WF)에 의해 반사된 광선이다. 반사광(326a)은, 검출부(320)에 의해 검출된다. 반사광(328a)은, 검출부(320)에 의해 검출되지 않는다.
기판(WF)의 어긋남양이 어느 정도인지에 따라, 검출부(320)의 어느 위치로 입사하는지가 상이하다. 따라서, 검출부(320)의 어느 위치로 입사하는지에 따라, 기판(WF)의 어긋남양(기판(WF)의 위치)을 검출할 수 있다. 상이한 위치에서 광을 수광하는 검출부(320)의 예로서, 라인 센서나 CCD 센서 등의, 복수의 수광 소자가 평면 내에 배치된 이미지 센서를 사용할 수 있다.
반사광(322)이 검출부(320)로 입사하는 위치를 기준으로 하여, 본 도면에 도시하는 바와 같이, 반사광(326a)이 입사하는 검출부(320)의 위치를 「-(마이너스)」라고 하고, 광선이 입사하는 일이 없는 검출부(320)의 위치를 「+(플러스)」라고 한다. 이와 같이 결정한 경우, 반사광(326a)을 검출하였을 때, 즉 미소한 위치 어긋남 시에 마이너스값이 나온다.
도 30의 검출 시스템(312)은, 도 29의 검출 시스템(312)과 동일한 구성으로 할 수 있다. 상이한 점은, 기판(WF)이나 가동 베이스(82)의 위치 관계이다. 도 29와 도 30을 비교하면, 검출 시스템(312)은, 상하를 반대로 한 것 같은 관계에 있다.
도 29와 도 30의 차이는, 검출 시스템(312)의 설치가 반전되어 있고, 도 29에서는, 기판(WF)에서 반사된 후에 가동 베이스(82)에서 반사된다. 한편, 도 30에서는, 가동 베이스(82)에서 반사된 후에, 기판(WF)에서 반사된다. 기판(WF)에서의 반사는, 기판(WF)의 표면 형상 등이 복잡하기 때문에, 간섭이 생긴다. 도 29와 도 30의 제1 차이는, 도 29에서는, 기판(324) 내지 기판(328)이라고 하는 범위에서 검출부(320)는 수광하여 위치 어긋남의 크기를 인식하지만, 도 30에서는, 기판(324) 내지 기판(326)이라고 하는 좁은 범위에서만 검출부(320)는 수광하여 위치 어긋남의 크기를 인식한다고 하는 점이다. 도 30에서는, 기판(328)의 위치에서는, 검출부(320)는 수광하지 않기 때문에, 위치가 어긋나 있다고 명확하게 인식할 수 있고, 도 29에 비하여, 고정밀도로 위치 어긋남을 인식할 수 있다. 도 29에서는, 기판(WF)이 기판(328)보다 더 위치 어긋남을 일으켰을 때, 비로소, 검출부(320)는 수광하지 않게 되고, 위치 어긋남을 명확하게 인식할 수 있다.
도 29와 도 30의 제2 차이는, 도 29에서는, 검출부(320)의 「플러스」와 「마이너스」의 양쪽이라고 하는 범위에서, 검출부(320)는 수광하지만, 도 30에서는, 검출부(320)의 「마이너스」만의 좁은 범위에서, 검출부(320)는 수광한다고 하는 점이다. 도 29에서는, 검출부(320)는 「플러스」와 「마이너스」의 양쪽이라고 하는 넓은 범위에서, 기판(324) 내지 기판(328)이라고 하는 넓은 범위의 위치 어긋남을 검출하기 때문에, 위치 어긋남의 크기를 판정할 때의 정밀도가 도 30보다 저하된다. 검출부(320)로 입사하는 광은, 확산을 갖고 입사하는 광이기 때문에, 광의 강도 분포의 최댓값의 위치에서 기판(WF)의 위치를 판정할 때, 위치의 판정 정밀도가 저하된다. 도 30에서는, 기판(324) 내지 기판(326)이라고 하는 좁은 범위에서만 검출부(320)는 수광하기 때문에, 광의 강도 분포의 최댓값의 위치에서 기판(WF)의 위치를 판정할 때, 오차가 생긴다고 해도, 측정해야 할 기판(WF)의 위치의 오차가 처음부터 작다.
이 점에 대하여 더 설명한다. 도 29의 방식에서는, 위에서, 기판(WF)의 하부에 있는 가동 베이스(82)에 대하여 광을 조사하고, 기판(WF)에서 반사된 후에 가동 베이스(82)에서 반사된다. 기판(326)과 기판(328)에 의해 각각 반사된 반사광(326a)과 반사광(328a)이, 검출부(320)에서 수광되는 위치를 대비하면 알 수 있는 바와 같이, 기판(WF)의 위치가 그저 약간 어긋나 있기만 해서는, 광이 크게 상이한 위치로 산란된다. 광이 크게 산란되기 때문에, 반사광의 분포 영역이 넓어지고, 검출부(320)로 적절하게 반사광이 들어오지 않는다. 즉, 기판(WF)의 위치의 작은 변화에 따라 광선의 경로가 크게 바뀐다. 그리고, 검출부(320)의 「플러스」와 「마이너스」의 양쪽이라고 하는 넓은 범위에서 검지가 행해진다. 기판(326) 내지 기판(328)이라고 하는 기판(WF)의 넓은 범위에서의 위치 어긋남을, 검출부(320)의 넓은 범위에서 검지한다. 검출부(320)로 입사하는 광은, 큰 확산(광의 분포의 폭이 넓고, 강도적으로 예리한 피크를 갖지 않는 분포)을 갖고 입사하는 광이기 때문에, 광의 강도 분포의 최댓값의 위치에서 기판(WF)의 위치를 판정할 때, 위치의 판정 정밀도가 저하된다. 결과로서, 기판(WF)의 미묘한 위치의 어긋남을 인식하는 것이, 도 30보다 곤란하다. 도 29에서는, 기판(WF)의 위치를 미세 조정하는 것이 도 30보다 곤란하다.
도 29에 있어서, 기판(326)과 기판(324)의 위치를 식별하는 경우, 즉 기판의 위치가 보다 외주에 가까운 기판(326)과, 보다 내주에 가까운 기판(324)의 위치를 식별하는 경우, 수광한 광의 파형의, 강도적으로 최대인 피크가 어디에 위치하는지를 인식한다. 인식한 위치에 따라 기판의 미세한 위치가 어디에 있는지를 특정한다. 그러나, 도 29에 있어서, 반사광(322)과 반사광(326a)을 대비하면 알 수 있는 바와 같이, 기판(326)의 위치에서, 기판을 외측으로 약간 이동시키기만 해서는, 반사광이 크게 산란된다. 기판(326)의 위치에서는, 반사광의 분포 영역이 넓어지고, 반사광의 일부는, 검출부(320)의 외부로 입사할 가능성이 있다. 적절하게 반사광이 검출부(320)로 들어오지 않는다. 이 상태는, 정확한 측정이 불가능한 상태이기 때문에, 검출부(320)에 있어서, 플러스값을 출력하고, 에러 발생으로 한다.
한편, 도 30에서는, 가동 베이스(82)에서 반사시킨 후에, 기판(WF)에서 반사시킨다고 하는 방식을 채용하고 있기 때문에, 이미 설명한 바와 같이, 반사광의 분포 영역을 한정할 수 있다. 이와 같이, 도 30에서는, 기판(WF)의 위치 어긋남이 적은 위치, 즉 올바른 위치로부터 근거리점에서만 수광하고 있고, 기판(328)이나 기판(330)의 위치에서는, 반사광을 검출하는 일이 없다. 도 29에 비하여, 도 30에서는 쓸데없는 반사광을 취하는 일이 없다.
도 30의 검출 시스템(312)의 경우, 다음과 같은 이점이 도 29의 검출 시스템(312)과 비교되어 있다. 즉, 1. 검출부(320)의 플러스 영역으로 광선이 들어가지 않기 때문에, 에러가 감소한다. 이것은, 기판(WF)의 위치가 크게 어긋났을 때의 반사광이 도 30에 도시하는 바와 같이 검출부(320)로 들어가는 일이 없기 때문이다. 마이너스 영역에서만 검지하기 때문에, 수치 변동 영역을 알기 쉬워져, 위치 어긋남의 판별이 쉬워진다. 2. 도 29에서는 반사광(328a)을 검지하지만, 도 30에서는 반사광(328a)은 검지하지 않는다. 즉, 어긋남이 적은 경우만 검지한다. 최근거리점만 수광함으로써 쓸데없는 광원을 거두지 않는다. 검지 범위를 한정함으로써 수치가 안정된다. 3. 상기의 1, 2에 의해 미소한 기판(WF)의 위치 어긋남을 검지 가능하다.
도 29를 도 30으로 변경하는 경우, 검출 시스템(312)을 설치하기 위한 설치 브래킷을 교환하기만 해도 된다. 이 때문에, 변경이 용이하다.
도 30의 일부를 확대한 도면을 도 31에 도시한다. 도 30에서는, 기판(WF)이 어긋난 위치를 가상선으로 나타내었다. 도 31에서는, 어긋난 위치에 있는 기판(WF)의 위치를 동일하게 하여, 어긋난 위치의 기판(WF)에 의한 광선의 경로를 도시한다. 광선(334) 이외에는, 도 30에 기재한 광선이다. 광선(334)에 관해서는, 이하의 사실을 알 수 있다. 광선(334) 및 그 근방의 광선인 경우, 일정 이상의 간섭이 생겨, 2차 반사가 일어나고, 수광 각도가 바뀐다. 이 결과, 보다 근거리(보다 어긋남이 적은 위치)에서 반사ㆍ수광하였다고 검출부(320)에서 인식되고, 어긋난 위치를 나타내는 수치가, 실제의 어긋난 위치보다 가까운 값을 나타낸다.
또한, 수평 센서와 검출 시스템(312)의 양쪽을 사용하는 방식도 가능하다. 이 방식에서는, 기판(WF)의 약간 위로 수평 센서로부터 광선을 도 27에 도시하는 바와 같이 조사하고, 그래서 에러가 생겼을 때, 이어서 기판(WF)의 약간 위가 아니라, 기판(WF)의 외주에 대하여, 검출 시스템(312)으로부터의 검출광을 쪼인다. 검출 시스템(312)으로부터의 광을 도 29 또는 도 30과 같이 기판(WF)이 차단하였을 때 「에러」로 하는 것이어도 된다. 이 수순에 따르면, 기판이 상향 또는 하향으로 휘어 있는지를 판정할 수 있음과 함께, 기판의 적재 위치의 어긋남을 검지할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 상술한 발명의 실시 형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이지, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않고, 변경, 개량될 수 있음과 함께, 본 발명에는 그 등가물이 포함되는 것은 물론이다. 또한, 상술한 과제 중 적어도 일부를 해결할 수 있는 범위, 또는 효과 중 적어도 일부를 발휘하는 범위에 있어서, 특허청구범위 및 명세서에 기재된 각 구성 요소의 임의의 조합, 또는 생략이 가능하다.
10: 카세트
12: 카세트 테이블
14: 얼라이너
16: 스핀 드라이어
18: 기판 홀더
20: 기판 착탈부
22: 기판 반송 장치
24: 스토커
38: 유닛
40: 기판 홀더 반송부
42: 제1 트랜스포터
44: 제2 트랜스포터
46: 패들 구동 장치
54: 제1 보유 지지 부재
58: 제2 보유 지지 부재
60: 기부
82: 가동 베이스
122: 회전 스테이지
124: 거리 센서
126: 프로파일 계측기
130: 오목부
132: 기부
134: 돌기부
136: 진공 구멍
152: 주위벽부
156: 포크부
157: 에지부
160: 외주부
162: 기판 보유 지지 부재
172: 관통 구멍
174: 개구부
186: 기판 보유 지지 부재 본체
188: 걸림부
190: 탄성 부재
192: 가변 길이 부재
233, 235: 암
237: 상단 핸드
241: 하단 핸드
72a: 돌기부
82a: 에지부
170B: 처리부
170C: 판정부
192a, 192b: 가변 길이 부재

Claims (26)

  1. 기판의 외주부를 끼움 지지하여 상기 기판을 탈착 가능하게 보유 지지하는 제1 보유 지지 부재 및 제2 보유 지지 부재를 갖는 기판 홀더에 있어서,
    상기 제1 보유 지지 부재는, 상기 기판이 탑재되는 지지부를 갖고, 상기 지지부는, 상기 지지부의 주변부에 위치하여 상기 기판의 상기 외주부를 끼움 지지하는 에지부와, 상기 에지부 이외의 오목부를 갖고, 상기 오목부는, 상기 에지부에 대하여 오목하게 패여 있고,
    상기 기판 홀더는, 상기 오목부로부터 상기 기판을 향하는 방향으로, 상기 기판에 힘을 가하는 기판 보유 지지 부재를 갖고,
    상기 기판 보유 지지 부재는, 상기 에지부로부터 이격되어, 상기 오목부와 상기 기판의 이면 사이에 배치되고,
    상기 기판 보유 지지 부재는 상기 기판의 중앙부에 마련되어 상기 기판과 접촉하거나, 또는 상기 기판 보유 지지 부재는 상기 기판의 중앙부 부근에서 주위 방향으로 균등하게 적어도 3개 마련되어 상기 기판과 접촉하는 것을 특징으로 하는 기판 홀더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오목부는 관통 구멍을 갖고, 상기 관통 구멍에 상기 기판 보유 지지 부재가 배치되는, 기판 홀더.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판 보유 지지 부재는, 상기 관통 구멍 내를, 상기 오목부로부터 상기 기판을 향하는 방향으로, 및/또는 상기 기판으로부터 상기 오목부를 향하는 방향으로 이동 가능한, 기판 홀더.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 기판 보유 지지 부재가 상기 기판과 접촉하는 부분과, 상기 에지부가 상기 기판과 접촉하는 부분은, 상기 오목부 상의 점에서, 상기 오목부로부터 상기 기판을 향하는 방향으로 계측한 높이가 동일한, 기판 홀더.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판 보유 지지 부재는, 상기 오목부와 상기 기판의 사이에 배치되는 탄성 부재인, 기판 홀더.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판 보유 지지 부재는, 적어도 하나의 가변 길이 부재를 갖고, 상기 가변 길이 부재는, 상기 오목부와 상기 기판의 사이에 배치되고, 상기 오목부로부터 상기 기판을 향하는 방향의 길이가 조정 가능하고,
    상기 가변 길이 부재의 길이는, 상기 오목부와 상기 기판의 사이의 거리에 따라 조정되는, 기판 홀더.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 보유 지지 부재 및 상기 제1 보유 지지 부재는, 상기 기판을 향하는 방향의 길이가 조정 가능하게 되도록 각각 탄성체로 지지된, 기판 홀더.
  8. 기판의 외주부를 끼움 지지하여 상기 기판을 탈착 가능하게 보유 지지하는 제1 보유 지지 부재 및 제2 보유 지지 부재를 갖는 기판 홀더에 있어서,
    상기 제1 보유 지지 부재는, 상기 기판이 탑재되는 지지부를 갖고, 상기 지지부는, 상기 지지부의 주변부에 위치하여 상기 기판의 상기 외주부를 끼움 지지하는 에지부와, 상기 에지부 이외의 오목부를 갖고, 상기 오목부는, 상기 에지부에 대하여 오목하게 패여 있고,
    상기 기판 홀더는 가변 길이 부재를 갖고,
    상기 가변 길이 부재는, 길이가 조정 가능하고, 상기 기판에 맞닿아 상기 기판에 힘을 가하는 것이 가능하고,
    상기 가변 길이 부재는 상기 에지부로부터 이격되어, 상기 오목부와 상기 기판의 이면 사이에 배치되고,
    상기 가변 길이 부재는 상기 기판의 중앙부에서 상기 기판과 접촉하거나, 또는 상기 가변 길이 부재는 동심원상으로 배열되는 적어도 2개의 가변 길이 부재를 가지고 상기 기판과 접촉하는 기판 홀더.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가변 길이 부재와 상기 기판의 사이의 접촉 압력을 검지할 수 있는 압력 센서를 구비하고 있는, 기판 홀더.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 압력 센서가 검출하는 압력에 기초하여, 상기 압력을 조정할 수 있는 조정 기구를 갖는, 기판 홀더.
  11. 제1항 내지 제3항, 제5항 내지 제6항 및 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 기판 홀더를 갖는, 상기 기판을 전해 도금하는 도금 장치.
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