KR20010039706A - 반도체 기판 정렬 장치 및 그 방법 - Google Patents

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KR20010039706A
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야마기시다까유끼
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도미노 후꾸미
닛본 에이. 에스. 엠 가부시끼가이샤
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Abstract

배면을 오염시키지 않고, 반도체 기판의 위치 정렬이 가능한 정렬 장치 및 방법을 제공한다. 노치 또는 오리엔테이션 플랩을 에지부에 구비하는 원형의 반도체 기판을 임의로 위치 정렬하는 정렬 장치는 플레이트에 회전가능하게 피봇지지되고, 적어도 3개의 스핀들 수단과, 스핀들 수단의 각 선단에 부착된 반도체 기판을 유지하는 유지 수단과 스핀들을 회전시키기 위한 회전 기구와, 노치 또는 오리엔테이션 플랩을 검출하기 위한 센서로 구성된다. 반도체 기판은 그 에지부가 유지 수단의 각각과 접하는 것에 의해 유지된다. 스핀들 수단이 회전하면 유지 수단에 의해 유지된 반도체 기판은 그 축선을 중심으로 회전한다.

Description

반도체 기판 정렬 장치 및 그 방법{SEMICONDUCTOR SUBSTRATE ALIGNER APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 반도체 기판을 임의로 위치 정렬하는 장치에 관한 것이고, 특히, 반도체 기판의 에지부에 설치된 노치 또는 오리엔테이션 플랩을 임의로 위치 정렬하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래, 반도체 제조 장치내 또는 반도체 장치 사이의 반도체 기판의 반송중에 반도체 기판의 노치 또는 오리엔테이션 플랩을 임의로 위치 정렬하는 장치가 이용되어 왔다. 보통 그와 같은 장치는 진공 흡착 장치가 반도체 기판의 이면에 진공 흡착하고, 노치 또는 오리엔테이션 플랩이 임의의 위치에 도달하도록 반도체 기판을 회전시키는 것이었다.
그러나, 최근의 디바이스의 초미세화 및 고밀도화의 요구에 따라, 반도체 기판의 이면에 대한 입자 오염이 문제가 되어 왔다.
진공 흡착 장치에 의한 방법에서는 진공 패트의 오물, 또는 거기에서 생기는 입자, 또는 진공 흡착 장치로부터의 입자의 역확산등에 의해 반도체 기판의 이면을 오염시켜버린다.
따라서, 본 발명의 목적은, 반도체 기판의 이면을 오염시키는 일 없이 노치 또는 오리엔테이션 플랩을 임의로 위치 정렬하는 것이 가능한 정렬 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 단순한 구조에 의해 신속히 위치 정렬이 완료되고, 위치 정렬된 반도체 기판을 정확히 반송할 수 있는 상기 정렬 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하는 본 발명의 장치는 노치 또는 오리엔테이션 플랩을 에지부에 구비하는 원형의 반도체 기판을 임의로 위치 정렬하는 정렬 장치이다. 이 장치는, 플레이트에 회전가능하게 피봇지지된 적어도 3개의 스핀들 수단과, 스핀들 수단의 각 선단에 부착된 반도체 기판을 유지하는 유지 수단과, 스핀들 수단을 회전시키기 위한 회전 기구와, 노치 또는 오리엔테이션 플랩을 검출하기 위한 센서로 구성된다.
반도체 기판은 그 에지부가 유지 수단의 각각과 접함으로써 유지된다. 스핀들 수단이 회전하면, 유지 수단에 의해 유지된 반도체 기판도 그 축선을 중심으로 회전한다.
유지 수단은 테이퍼 형상의 롤러부를 가지는 것으로 반도체 기판의 에지부와 신속하고 또한 확실하게 접할 수 있다.
롤러부는 바람직하게 그 축선 방향의 선단에 구면 또는 테이퍼 형상으로 이루어지는 가이드부를 갖고, 이 가이드부에 의해 반도체 기판은 롤러부로 유도될 수 있다.
유지 수단은 스핀들 수단의 선단에 그 축선 방향으로만 이동가능하게 부착되고, 또한 유지 수단과 스핀들 수단 사이에 탄성 부재가 개재하는 것이 바람직하다.
회전 기구는 바람직하게 스핀들 수단을 회전시키는 펄스 모터를 포함하고, 그 펄스 모터의 회전은 센서로부터의 신호에 의해 제어된다.
센서는, 반도체 기판의 노치 또는 오리엔테이션 플랩을 검출하고, 그 노치 또는 오리엔테이션 플랩이 소정의 위치에 도달할 때까지 반도체 기판을 회전시키도록 펄스 모터에 신호를 송신한다.
상기 본 발명의 장치를 사용하여 반도체 기판을 임의로 위치 정렬하는 본 발명의 방법은 우선 반도체 기판을 그 에지부가 유지 수단의 각각과 접하는 위치로 반송한다. 다음에, 회전 기구를 기동하고, 스핀들 수단을 회전시켜 유지 수단에 의해 유지된 반도체 기판을 그 축선을 중심으로 회전시킨다. 센서는, 노치 또는 오리엔테이션 플랩을 검출한다. 검출한 신호에 의거하여 회전 기구에 의해서 스핀들 수단을 회전시켜 반도체 기판을 소정의 위치까지 회전시킨다. 이리 하여, 반도체 기판의 위치 정렬이 완료된다.
도1은 본 발명의 바람직한 실시예의 사시도.
도2는 본 발명의 바람직한 실시예의 측면도.
도3은 플로우팅 기구를 가지는 유지 수단 및 스핀들의 일부 절결된 측면도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 정렬 장치
2 : 가이드부
3 : 롤러
4 : 펄스 모터
5 : 타이밍 벨트
6 : 센서
7 : 스핀들
8 : 플레이트
9 : 반도체 기판
10 : 다이 시트
10' : 다리부
11 : 풀리
12 : 너트
13 : 롤러의 테이퍼 형상의 견부
14 : 베어링
15 : 커버
30 : (플로우팅 기구를 가진) 유지 수단
31 : 롤러
32 : 원통부
33 : 스프링
34 : 구멍
35 : 홈
36 : 가이드 핀
이하, 도면을 참조하면서 본 발명을 설명한다.
도1 및 도2는 각각 본 발명에 관한 정렬 장치의 바람직한 실시예의 사시도 및 측면도이다.
이 정렬 장치(1)에는, 플레이트(8)가 다리부(10')(도1에서는, 전방의 하나가 도시되어 있음)를 거쳐서 다이 시트(10)에 고정되어 있다. 이 다이 시트(10)는, 플레이트(8)나 관련된 제어 장치 등을 설치하는데만 쓰이고, 반도체 제조 장치에 정렬 장치를 직접 조립할 때는 불필요해진다.
플레이트(8)의 대략 네 구석에 4개의 스핀들(7)이 피봇지지되어 있다. 스핀들(7)은 이하에서 설명하는 바와 같이 원형의 반도체 기판(9)을 각각에 의해 지지할 수 있는 위치에 있다. 도2에 잘 도시한 바와 같이 스핀들(7)은 플레이트(8)에 개방된 구멍내에 설치된 베어링(14)을 거쳐서 플레이트(8)에 부착되어 있다.
플레이트(8)의 구멍으로부터 돌출된 스핀들(7)의 하방에는 너트(12)가 부착되어 있고, 그 상방은 커버(15)가 부착되어 있다. 따라서, 스핀들(7)은 플레이트(8)에 회전가능하게 피봇지지된다.
스핀들(7)의 각 선단에는 유지 수단이 설치되어 있다. 이 유지 수단은 구면이나 테이퍼 형상으로 이루어지는 가이드부(2) 및 이에 연결되는 테이퍼 형상의 견부(13)를 가지는 롤러(3)로 이루어진다.
도시되어 있는 바와 같이 반도체 기판(9)은, 그 에지부가 스핀들(7)에 설치된 유지 수단의 롤러(3)의 테이퍼 형상의 견부(13)의 각각에 접하여 유지되지만, 반도체 기판(9)이 반송 수단(도시하지 않음)에 의해, 이들 견부(13)로 반송되었을 때, 그때 다소의 위치 오차가 있더라도 가이드부(2)의 경사진 측면에 따라서 견부(13)로 유도된다.
가이드부는 이를 위한 것이기 때문에, 혹시 반송 수단이 반도체 기판(9)을 롤러의 견부(13)의 각각에 배치할 수 있을 때는 가이드부는 불필요해진다.
상기한 바와 같이, 반도체 기판(9)이 유지 수단의 롤러(3)의 견부(13)의 각각에 배치되고, 스핀들(7)이 회전하여 유지 수단의 롤러(3)가 회전하면, 그 회전과 연동하여, 견부(13)에 접하여 지지된 반도체 기판(9)도 그 축선을 중심으로하여 회전할 수 있다.
이와 같이 롤러(3)는 반도체 기판(9)의 에지부와 접하여, 롤러(3)의 회전을 반도체 기판(9)에 전달하는 것으로부터 접촉시의 손상의 경감, 회전중인 양자의 슬립의 방지를 위해 고무 라이닝이 실시되는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이, 유지 수단은 반도체 기판(9)을 유지하여 회전시키기 위한 것이므로 적어도 3개면 된다(이것이 부착되는 스핀들의 수도 같음).
또, 유지 수단(즉, 스핀들)이 3개인 경우는, 반도체 기판(9)의 에지부는 유지 수단의 각각의 롤러(3)에 접하지만, 4개 이상 있을 때는, 반도체 기판의 에지부와 접하지 않는 롤러(3)가 있는 경우가 있다. 이와 같은 경우, 스핀들의 회전이 유지 수단을 거쳐서 반도체 기판으로 전달되기 어렵게 되고 반도체 기판의 회전이 불안정하게 된다.
이러한 것을 방지하기 위해서, 적어도 하나의 유지 부재에 플로우팅 기구를 설치하는 것이 바람직하다.
이 플로우팅 기구는 도3에 간략하게 도시되어 있다
이 플로우팅 기구를 구비하는 유지 수단(30)의 롤러(31)의 하방에, 스핀들(7)의 상방을 수납할 수 있는 중공의 원통부(32)가 신장되어 있다. 한편, 스핀들(7)의 선단내측에는 스프링(33)을 수납할 수 있는 구멍(34)이 형성되어 있다.
스프링(33)은 유지 수단(30)이 하방으로 압박되면 상방으로 밀어 올리는 작용을 완수한다.
원통부(32)가 스핀들(7)에 대하여 축선 방향으로는 이동가능하지만, 상호 회전할 수 없도록, 원통부(32)의 측면에 축선에 따라서 홈(35)이 형성되어, 그 홈(35)을 관통하여, 상호 회전하는 것을 방지하는 가이드 핀(36)이 스핀들(7)에 고정되어 있다.
이 플로우팅 기구가, 예를 들면 하나의 유지 수단에 조립되면, 그 유지 수단은 다른 유지 수단보다 위로 돌출된 상태가 된다. 그 때문에, 반송된 반도체 기판은 최초에 그 플로우팅 기구를 갖는 유지 수단의 롤러와 접한다. 그 롤러는 반도체 기판의 중량에 의해, 반도체 기판의 에지부가 다른 유지 수단의 롤러에 접할 때까지 늘어져 있지만, 스프링(33)의 반발력에 의해 반도체 기판의 에지부와 접촉을 계속하고, 따라서 모든 롤러가 반도체 기판의 에지부와 접할 수 있다.
스핀들(7)의 각각의 하단에는 도2에 잘 도시되어 있는 바와 같이 풀리(11)가 부착되어 있다. 이들 풀리(11)에 타이밍 벨트(5)가 걸려져 있다. 타이밍 벨트(5)는 또한 플레이트(8)의 이면에 고정되어 있는 펄스 모터(4)에도 걸려있다. 따라서, 펄스 모터(4)가 기동하면, 타이밍 벨트(5)를 거쳐서 4개의 스핀들이 회전한다. 따라서, 펄스 모터(4)의 회전이 각 스핀들에 동기로 전달된다.
펄스 모터(4)의 회전은 타이밍 벨트 대신에 기어를 이용하여 스핀들에 전달 할 수도 있다.
도시한 실시예에서는, 타이밍 벨트를 사용하여 4개의 스핀들을 회전시키는 것으로 하고 있지만, 하나의 스핀들을 회전 구동(이 경우는, 타이밍 벨트는 불필요함)함으로써, 그 위에 위치하는 반도체 기판을 회전시키는 것도 가능하지만, 보다 확실한 회전을 위해서는 대각선으로 위치하는 2개의 스핀들을 회전 구동시키는 것이 바람직하다(이 경우는 회전 구동되는 스핀들에 타이밍 벨트가 걸리는 것으로 된다).
도1에 도시된 바와 같이 4개의 롤러(3)상에 반도체 기판(9)이 배치되었을 때, 그 반도체 기판(9)의 에지부에 있는 노치 또는 오리엔테이션 플랩을 검출하기위해서, 반도체 기판(9)의 에지부의 상하에 센서(6)가 플레이트(8)에 설치되어 있다. 센서의 상부 소자로부터 방출된 빛의 일부는 반도체 기판에 의해 차단된다(도1에 있어서 일점 쇄선으로 그려진 면으로 도시되어 있다). 반도체 기판이 회전하여 노치 또는 오리엔테이션 플랩이 센서(6)의 장소를 통과하면, 빛이 차단되는 양이 변화하고, 그것은 하부 소자에 의해 검지된다. 이와 같이 하여, 반도체 기판의 노치 또는 오리엔테이션 플랩의 위치가 센서에 의해 검출된다.
센서(6)는 반도체 기판(9)의 노치 또는 오리엔테이션 플랩을 검출한 후, 펄스 모터(4)에 신호를 송신하고, 펄스 모터(4)는 펄스 제어에 의해 소정 횟수 회전한다. 그 회전은 타이밍 벨트를 거쳐서 스핀들(7)에 전달되고, 스핀들에 부착된 유지 수단의 롤러가 회전하여 노치 또는 오리엔테이션 플랩이 소정의 위치에 도달할 때까지 반도체 기판(9)이 롤러(3)와 연동하여 회전한다.
이 실시예에서는 하나의 센서(6)가 설치되어 있지만, 여러개 설치하더라도 좋다.
다음에 반도체 기판을 임의로 정렬하는 방법을 설명한다.
우선, 반도체 기판(9)은 반송 수단(도시하지 않음)에 의해서 유지 수단의 상방 근방까지 반송된다. 다음에 반송 수단이 천천히 수직 하방으로 강하하여, 반도체 기판(9)은 가이드부(2) 사이에 삽입된다. 가이드부(2)는 반도체 기판(9)을 테이퍼 형상의 롤러(3)의 견부(13)로 유도한다. 반도체 기판을 가이드부 사이에 삽입할 때, 약간 위치어긋남이 발생했다고 해도 반도체 기판은 가이드부에 의해서 가이드되어 롤러상에 놓인다. 이것은 반도체 기판의 중심 설정도 행한 것으로 된다.
펄스 모터(4)를 구동하면, 타이밍 벨트(5)를 거쳐서, 4개의 스핀들(7)이 동기로 회전한다. 따라서, 스핀들에 설치된 유지 수단도 회전하고, 이 회전에 연동하여, 그 위의 반도체 기판(9)이 그 축선을 중심으로 회전한다.
반도체 기판(9)의 노치 또는 오리엔테이션 플랩이 센서(6)의 장소를 통과하면, 센서(6)는 그것을 검출한다. 그리고, 거기에서 노치 또는 오리엔테이션 플랩이 소정의 위치에 도달하는 데 필요한 회전수만큼 회전시키기 위한 신호를 펄스 모터(4)에 송신한다.
유지 수단의 회전에 연동하여 반도체 기판(9)이 회전하고 있는 사이에 반송 수단은 반도체 기판(9)의 하측으로 대기하고 있어도 좋다.
펄스 모터(4)가 소정수 회전함으로써, 노치 또는 오리엔테이션 플랩이 소정의 위치에 도달하여, 반도체 기판의 정렬이 완료된다. 반송 수단은 상승하여 정렬되고, 중심 설정된 반도체 기판(9)을 지지하면서, 다음 처리 단계로 반도체 기판(9)을 이동시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 반도체 기판의 이면과의 면접촉이 없이, 반도체 기판의 위치 정렬이 이뤄지기 때문에, 진공 흡착에 의한 반도체 기판의 이면의 입자 오염의 문제가 해결되었다. 또한, 반도체 기판의 위치 정렬과 동시에 중심설정도 행할 수 있기 때문에 다음 반도체 기판의 반송도 정확히 행할 수 있다.

Claims (12)

  1. 노치 또는 오리엔테이션 플랩을 에지부에 구비하는 원형의 반도체 기판을 임의로 위치 정렬하는 정렬 장치에 있어서,
    플레이트에 회전가능하게 피봇 지지된 적어도 3개의 스핀들 수단과,
    상기 스핀들 수단의 각 선단에 부착된 상기 반도체 기판을 유지하는 유지 수단과,
    상기 스핀들 수단을 회전시키기 위한 회전 기구와,
    상기 노치 또는 오리엔테이션 플랩을 검출하기 위한 센서를 포함하고,
    상기 반도체 기판은, 그 에지부가 상기 유지 수단의 각각과 접하는 것에 의해 유지되고,
    상기 스핀들 수단이 회전하면, 상기 유지 수단에 의해 유지된 상기 반도체 기판은 그 축선을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 정렬 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유지 수단은 테이퍼 형상의 롤러부를 지니고,
    상기 롤러부가 상기 반도체 기판의 에지부와 접하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 정렬 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 롤러부는, 그 축선 방향의 선단에 구면 또는 테이퍼 형상으로 이루어지는 가이드부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 정렬 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유지 수단은, 상기 스핀들 수단의 선단에 그 축선 방향으로만 이동가능하게 부착되고,
    상기 유지 수단과 상기 스핀들 수단 사이에 탄성 부재가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 정렬 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 회전 기구는 상기 스핀들 수단을 회전시키는 펄스 모터를 포함하고, 상기 펄스 모터의 회전은 상기 센서로부터의 신호에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 정렬 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 스핀들 수단의 각각에 풀리가 설치되고,
    상기 풀리에는 타이밍 벨트가 걸리고,
    상기 펄스 모터의 회전은 상기 타이밍 벨트를 거쳐서 상기 풀리에 전달되는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 정렬 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 센서는, 상기 반도체 기판의 노치 또는 오리엔테이션 플랩을 검출한 후, 그 노치 또는 오리엔테이션 플랩이 소정의 위치에 도달할 때까지, 상기 반도체 기판을 회전시키도록 상기 펄스 모터에 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 정렬 장치.
  8. 플레이트에 회전가능하게 피봇지지된 적어도 3개의 스핀들 수단과, 상기 스핀들 수단의 각 선단에 고정된 반도체 기판을 유지하기 위한 유지 수단과, 상기 스핀들을 회전시키기 위한 회전 기구와, 상기 반도체 기판의 에지부에 있는 노치 또는 오리엔테이션 플랩을 검출하기 위한 센서로 구성되는 장치를 사용하여 반도체 기판을 임의의 위치에 정렬하는 방법에 있어서,
    상기 반도체 기판을 에지부가 상기 유지 수단의 각각과 접하는 위치로 반송하는 단계와,
    상기 회전 기구를 기동하고, 상기 스핀들 수단을 회전시킴으로써, 상기 유지 수단에 의해 유지된 상기 반도체 기판을 그 축선을 중심으로 회전시키는 단계와,
    상기 센서에 의해서 상기 노치 또는 오리엔테이션 플랩을 검출하는 단계와,
    검출한 신호에 의거하여 상기 회전 기구에 의해서 상기 스핀들 수단을 회전시켜 상기 반도체 기판을 소정의 위치까지 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 위치 정렬 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 회전 기구는 상기 스핀들 수단을 회전시키는 펄스 모터를 포함하고,
    상기 펄스 모터의 회전은 상기 센서로부터의 신호에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 위치 정렬 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 센서는, 상기 노치 또는 오리엔테이션 플랩을 검출하고, 그 노치 또는 오리엔테이션 플랩이 소정의 위치에 도달할 때까지 상기 반도체 기판을 회전시키도록 상기 펄스 모터에 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 위치 정렬 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 기판 반송 수단에 의해서 상기 반도체 기판은 그 에지부가 상기 유지 수단의 각각과 접하는 위치로 반송되는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 위치 정렬 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기판 반송 수단은 상기 반도체 기판을 상기 유지 수단에 반송한 후 그대로 대기하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 위치 정렬 방법.
KR1020000038769A 1999-07-08 2000-07-07 반도체 기판 정렬 장치 및 그 방법 KR20010039706A (ko)

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