KR20020049039A - 얼라이먼트 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼(5A, 5B)를 웨이퍼 반송로보트(4)으로부터 웨이퍼 반송장치(14)로 넘기는 웨이퍼 수수 포지션(P1)에 있어서, 비접촉 위치센서(21∼24)에 의해 검출된 4점의 웨이퍼 에지부에서 반도체 웨이퍼(5A, 5B)의 중심위치를 센터링하기 위한 보정량을 구하고, 반도체 웨이퍼(5A, 5B)의 중심위치를 센터링하는 얼라이먼트 장치이다.

Description

얼라이먼트 장치{ALIGNMENT APPARATUS}
기판검사장치는 반도체 웨이퍼의 표면을 검사하여, 반도체 웨이퍼 표면상의 결함부가 있으면, 이 결함부를 검출한다. 반도체 웨이퍼 표면상의 결함부는 예를 들면 손상, 결여, 표면얼룩, 오물, 먼지이다.
상기 기판검사장치는 복수의 반도체 웨이퍼를 수납하는 웨이퍼 캐리어와, 반도체 웨이퍼를 목시에 의해 검사하는 마크로 검사와 반도체 웨이퍼의 표면을 현미경에 의해 확대하여 검사하는 미크로 검사를 행하는 검사부와, 웨이퍼 캐리어에 수납되어 있는 반도체 웨이퍼를 취출하고 검사부로 넘기고, 상기 검사부에서 검사가 종료한 반도체 웨이퍼를 받아 다시 웨이퍼 캐리어에 되돌리는 로더부로 이루어져 있다.
검사부는 로더부에서 받은 반도체 웨이퍼를 마크로 검사의 포지션, 다음에 미크로 검사의 포지션으로 순환 이송하는 웨이퍼 반송장치를 구비하고 있다.
마크로 검사는 요동기구에 의해 반도체 웨이퍼를 회전, 요동시켜, 마크로 검사용의 조명을 반도체 웨이퍼의 표면에 조사한다. 검사원은 반도체 웨이퍼로부터의반사광, 산란광을 목시에 의해 관찰하여 결함부를 검출한다.
다음에, 미크로 검사는 마크로 검사에 의해 검출된 반도체 웨이퍼 표면상의 결함부를 현미경을 이용하여 확대한다. 상기 확대된 결함부의 상은 예를 들면 촬상장치에 의해 촬상되고, 또한 모니터에 표시된다. 이것에 의해, 검사원은 결함부의 종류나 크기 등을 관찰한다.
그런데, 마크로 검사에서는 반도체 웨이퍼를 회전, 요동 시키면서 검사원의 목시에 의해 관찰하기 때문에, 반도체 웨이퍼의 중심이 편심하고 있으면, 반도체 웨이퍼가 편심 회전하여 결함부를 검출하기 어려워진다.
따라서, 반도체 웨이퍼를 회전, 요동시켰을 때의 웨이퍼 중심의 편심동작은 감소시킬 필요가 있다.
이 때문에, 통상, 반도체 웨이퍼는 웨이퍼 중심의 센터링이 행하여지고, 검사부로 넘겨진다.
이 센터링방법은 다음과 같이 행하여진다.
직교 로보트가 로더부에 이용되는 경우에 관해서 설명한다. 직교 로보트는 X축방향으로 이동하는 암과, 이 X축방향에 대하여 직교하는 Y축방향으로 이동하는 암으로 이루어진다.
이 직교 로보트는 웨이퍼 캐리어로부터 반도체 웨이퍼를 취출하여 검사부로 넘긴다. 센터링은 웨이퍼 반송로중(웨이퍼 캐리어의 앞)에 마련한 복수의 센서를 반도체 웨이퍼가 가로 질렀을 때에, 반도체 웨이퍼의 웨이퍼 에지부를 4점에서 검출하여, 이 중의 3개의 에지정보에 따라서 반도체 웨이퍼의 웨이퍼 중심 어긋남 양을 구한다.
상기 반도체 웨이퍼를 검사장치로 수수(授受)할 때에, 반도체 웨이퍼의 웨이퍼 중심 어긋남 양을 보정하고, 웨이퍼 중심을 얼라이먼트한다.
웨이퍼 캐리어로부터 검사부에 반도체 웨이퍼를 반송하는 로더부에 직교 로보트를 이용하면, X, Y 암의 큰 이동스페이스가 필요하게 된다.
크린 룸에 설치되어 있는 검사장치에서는 반도체 웨이퍼의 반송속도나 로더부의 설치스페이스를 작게 하는 것이 요망되고 있는 것에서, 다관절의 웨이퍼 반송로보트가 이용된다.
이 다관절의 웨이퍼 반송로보트는 다관절 암을 회전시키는 동작과, 다관절 암을 신축하여 핸드의 위치를 전진, 후퇴시키는 동작과, 다관절 암을 승강시키는 동작을 행한다.
그렇지만, 다관절의 웨이퍼 반송로보트에서는 복수의 다관절 암을 신축·회전 이동 제어하고, 반도체 웨이퍼를 얼라이먼트하는 동작 제어가 복잡하게 된다. 또한, 웨이퍼 캐리어의 앞에서 웨이퍼 중심 어긋남 양을 구한 위치에서 검사장치의 수수(授受) 스테이션위치까지 멀고, 또한 웨이퍼 캐리어방향과 수수스테이션방향으로 회전 이동시키기 때문에, 정밀도 높게 센터링하기 어렵게 된다.
본 발명은 반도체 웨이퍼를 소정의 자세로 얼라이먼트하는 얼라이먼트 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 관련된 얼라이먼트 장치의 제 1의 실시 형태를 이용한 웨이퍼 검사장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 관련된 얼라이먼트 장치의 제 1의 실시 형태에 있어서의 각 비접촉 위치센서의 배치 위치를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 관련된 얼라이먼트 장치의 제 1의 실시 형태에 있어서의 비접촉 위치센서의 구체적인 구성도.
도 4는 본 발명에 관련된 얼라이먼트 장치의 제 2의 실시 형태에 있어서의 비접촉 위치센서의 구체적인 구성도.
도 5는 본 발명에 관련된 얼라이먼트 장치의 제 3의 실시 형태에 있어서의 비접촉 위치센서의 구체적인 구성도.
도 6은 본 발명에 관련된 얼라이먼트 장치의 제 4의 실시 형태에 있어서의 비접촉 위치센서의 구체적인 구성도.
도 7은 반도체 웨이퍼의 웨이퍼 에지부의 표리면측에 배치된 비접촉 위치센서를 도시한 도면.
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 대상물의 자세를 소정의 자세로 얼라이먼트 할 수 있는 얼라이먼트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 대상물을 소정의 자세로 얼라이먼트하는 얼라이먼트 장치에 있어서, 수납용기에 수납된 대상물을 설비 장치의 수수 위치에 반송하는 반송로보트와, 수수 위치에 마련되고, 대상물의 외주연을 검출하는 적어도 2개의 광학센서와, 이들 광학센서와 대상물을 상대적으로 이동하고, 광학센서의 시야범위내에 대상물의 외주연을 배치하는 이동수단과, 각 광학센서에 의해 검출된 외주연의 적어도 3개소의 위치정보에 따라 반송로보트를 제어하고, 대상물을 소정의 자세로 얼라이먼트하는 얼라이먼트 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 얼라이먼트 장치이다.
본 발명의 다른 관점에 의한 얼라이먼트 장치는 상기 본 발명의 얼라이먼트 장치에 있어서, 광학센서는 수수 위치의 정규의 중심위치를 중심으로 하여 복수의 대상물중 최대 외경의 대상물의 외주연에 대응하는 4개소에 고정 배치하고, 이동수단은 대상물의 에지를 각 광학센서에 포지셔닝하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 관점에 의한 얼라이먼트 장치는 상기 본 발명의 얼라이먼트 장치에 있어서, 광학센서는 수수 위치의 정규의 중심위치를 중심으로 하여 외경이 다른 복수의 대상물의 외주연에 대응하는 각 위치마다, 각각 4개소씩 동심원상에 고정 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 관점에 의한 얼라이먼트 장치는 상기 본 발명의 얼라이먼트 장치에 있어서, 이동기구부는 적어도 2개의 광학센서를 외경이 다른 복수의 대상물의 각 외주연에 대응하는 각 개소에 각각 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 관점에 의한 얼라이먼트 장치는 상기 본 발명의 얼라이먼트 장치에 있어서, 광학센서는 수수 위치의 정규의 중심위치를 중심으로하는 동심원상에 4개소 배치되고, 이동수단은 4개의 광학센서를 외경이 다른 복수의 대상물의 에지에 대응하는 동심원 위치로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 관점에 의한 얼라이먼트 장치는 상기 본 발명의 얼라이먼트 장치에 있어서, 광학센서는 수수 위치의 정규의 중심위치를 중심으로하는 최대 외경의 대상물의 외주연에 대응하는 동심원과, 상기 동심원상에 있어 작은 외경의 대상물의 상기 외주연이 교차하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 관점에 의한 얼라이먼트 장치는 상기 본 발명의 얼라이먼트 장치에 있어서, 이동기구부는 축방향으로 회전가능한 회전축과, 상기 회전축에 일단이 마련되고, 서로 연결되어 다관절 암을 구성하는 복수의 연결 암과, 이들 연결 암의 타단에 연결되고, 대상물을 지지하는 핸드로 이루어지는 다관절의 반송로보트인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 관점에 의한 얼라이먼트 장치는 상기 본 발명의 얼라이먼트 장치에 있어서, 광학센서는 낙사(落射) 텔레센트릭(telecentric)조명계를 갖춘 2차원 촬상소자로 이루어지고, 광학센서에 의해 취득된 대상물의 외주연의 2차원 화상에 대하여, 외주연과 직교하는 방향의 1라인 또는 복수라인의 화상데이터로부터 외주연의 위치정보를 구하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 얼라이먼트 장치는 수납용기에 수납된 대상물을 반송로보트에 의해 설비장치의 수수 위치로 반송할 때, 상기 수수 위치에 적어도 2개의 광학센서를 마련하고, 이들 광학센서와 대상물을 상대적으로 이동하고, 각 광학센서의 시야범위내에 대상물의 외주연을 배치하고, 각 광학센서에 의해 검출된 외주연의 적어도 3개소의 위치정보에 따라 반송로보트를 제어하고, 대상물을 소정의 자세로 얼라이먼트한다.
이하, 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관해 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 얼라이먼트 장치를 적용한 웨이퍼 검사장치의 구성도이다. 상기 웨이퍼 검사장치는 크게 나누어 로더부(1)와 검사부(2)로 이루어진다.
이들 로더부(1)와 검사부(2)는 각각 분리 독립하여 마련되어 있다. 로더부(1)는 정면측 F에서 보아 좌측으로 배치되고, 검사부(2)는 오른쪽에 배치되어 있다.
로더부(1)는 웨이퍼 캐리어(3)와 웨이퍼 반송로보트(4)로 이루어지고 있다. 웨이퍼 캐리어(3)에는 복수의 반도체 웨이퍼가 소정의 피치로 상하방향으로 수납되어 있다. 또한, 이들 반도체 웨이퍼(5)중 미검사의 반도체 웨이퍼(5)를 반도체 웨이퍼(5a)라 칭하고, 검사필의 반도체 웨이퍼(5)를 반도체 웨이퍼(5b)라 칭한다.
웨이퍼 반송로보트(4)는 웨이퍼 캐리어(3)내에 수납되어 있는 미검사의 반도체 웨이퍼(5a)를 취출하고 검사부(2)로 넘기고, 검사부(2)에서 검사필의 반도체 웨이퍼(b)를 받아 웨이퍼 캐리어(3)내에 수납한다.
웨이퍼 반송로보트(4)는 다관절의 로보트이다. 상기 웨이퍼 반송로보트(4)는 3개의 연결 암(6~8)을 연결하여 다관절 암을 구성하고 있다. 이들 연결 암(6∼8)중 일단측의 연결 암(6)은 회전축(9)에 접속되어 있다. 상기 회전축(9)은 축방향을 중심으로 화살표 a 방향으로 회전한다.
타단측의 연결 암(8)에는 핸드(10)가 연결되어 있다. 상기 핸드(10)는 반도체 웨이퍼(5)를 흡착 지지한다. 상기 핸드(10)는 회피부(11)와 흡착부(12)로 이루어지고 있다.
로보트 제어부(13)는 웨이퍼 반송로보트(4)를 동작 제어한다. 즉, 로보트 제어부(13)는 다관절 암을 회전축(9)를 중심으로 하여 화살표 a 방향으로 회전시키고, 또한 각 연결 암(6∼8)을 신축 동작시켜 핸드(10)를 전진, 후퇴시킨다.
검사부(2)는 마크로 검사와 미크로 검사를 행한다. 마크로 검사는 반도체 웨이퍼(5)를 목시에 의해 관찰하고, 반도체 웨이퍼(5)의 표면상의 결함부를 검출한다. 상기 결함부는 예를 들면 손상, 결여, 표면얼룩, 오물, 먼지이다.
미크로 검사는 마크로 검사에 의해 검출된 반도체 웨이퍼(5)의 표면상의 결함부를 현미경에 의해 확대하고 관찰하여, 결함부의 종류나 크기 등을 취득한다.
검사부(2)의 가대상에는 웨이퍼 반송장치(14)가 마련되어 있다. 상기 웨이퍼 반송장치(14)는 회전축(15)과, 상기 회전축(15)에 대하여 등각도(예를 들면 120도)마다 마련된 3개의 반송 암(16a, 16b, 16c)으로 이루어지고 있다.
이들 반송 암(16a, 16b, 16c)은 각각 L자 형상의 L형 핸드(17a, 17b, 17c)에 형성되어 있다. 이들 L형 핸드(17a, 17b, 17c)는 도 2에 도시한 바와 같이 서로 비교하여 장지(長指)(18)와 단지(短指)(19)를 가지고 있다.
이들 L형 핸드(17a, 17b, 17c)에는 복수의 흡착구멍(웨이퍼 척, 20)이 형성되어 있다. 이들 흡착구멍(12)은 흡인펌프 등의 흡인장치에 연결되어 있다.
또한, 도 2는 L형 핸드(17a)만을 도시하고 있지만, 다른 L형 핸드(17b, 17c)도 L형 핸드(17a)와 동일 구성이며, 그 설명은 생략한다.
웨이퍼 반송장치(14)는 회전축(15)을 중심으로 예를 들면 도면상 좌측(화살표 b 방향)으로 회전한다. 이것에 의해, 3개의 반송 암(16a, 16b, 16c)은 각각 웨이퍼 수수 포지션(P1)과, 마크로 검사포지션(P2)와, 미크로 검사 수수 포지션(P3)로 순환 이동한다.
웨이퍼 수수 포지션(P1)은 웨이퍼 반송로보트(4)와 웨이퍼 반송장치(14) 사이에서 반도체 웨이퍼(5)의 수수를 행하는 것이다.
웨이퍼 반송장치(14)는 3개의 반송 암(16a, 16b, 16c)의 어느 1개의 반송 암, 예를 들면 도 1에서는 반송 암(17a)이 포지셔닝된다.
이 때, 웨이퍼 반송로보트(4)는 로보트 제어부(13)의 제어에 의해 다음과 같이 동작한다. 웨이퍼 반송로보트(4)는 다관절 암을 늘려 핸드(10)를 반송 암(16a)의 L형 핸드(17a) 내에 끼워 넣는다. 웨이퍼 반송로보트(4)는 반도체 웨이퍼(5)를 지지하고 있는 핸드(10)를 예를 들면 L형 핸드(17a)의 윗쪽으로부터 아래쪽으로 하강시키는 것에 의해, 반도체 웨이퍼(5)를 L형 핸드(17a)로 넘긴다.
웨이퍼 수수 포지션(P1)의 중심위치는 웨이퍼 반송로보트(4)의 반송 스트로크 범위내에 마련되어 있다.
웨이퍼 수수 포지션(P1)에는 도 2에 도시한 바와 같이 4개의 비접촉 위치센서(광학센서, 21∼24)가 마련되어 있다. 이들 비접촉 위치센서(21∼24)는 반도체 웨이퍼(5)의 얼라이먼트용이다. 이들 비접촉 위치센서(21∼24)는 웨이퍼 수수 포지션(P1)에 포지셔닝되는 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)의 아래쪽에서, 또한 검사부(2)의 가대상에 고정되어 마련되어 있다.
4개의 비접촉 위치센서(21∼24)는 외경이 다른 복수의 반도체 웨이퍼(5),예를 들면 외경200mm의 반도체 웨이퍼(5A)와, 외경300mm의 반도체 웨이퍼(5B)와의 외주연(이하, 웨이퍼 에지부라 칭한다)에 따른 각 위치에 각각 배치되어 있다.
구체적으로 4개의 비접촉 위치센서(21∼24)는 웨이퍼 수수 포지션(P1)을 중심으로 외경300mm의 반도체 웨이퍼(5B)의 웨이퍼 에지 위치에 대응하는 동심원상에 배치되어 있다.
이들 비접촉 위치센서(21∼24)는 2개의 비접촉 위치센서(30과 31)의 페어와, 2개의 비접촉 위치센서(32와 33)의 페어를 형성한다.
외경200mm 또는 외경300mm의 반도체 웨이퍼(5A, 5B)를 핸드(10)에서 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우, 로보트 제어부(13)는 다음과 같이 웨이퍼 반송로보트(4)를 동작 제어한다.
즉, 외경200mm의 반도체 웨이퍼(5A)를 핸드(10)로부터 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우, 웨이퍼 반송로보트(4)는 다관절 암 및 핸드(10)를 도 2에 도시한 화살표 c 방향으로 왕복 이동 동작시켜, 핸드(10)상에 지지하고 있는 반도체 웨이퍼(5A)의 웨이퍼 에지부를 비접촉 위치센서((21 및 22))와, 비접촉 위치센서((23 및 24))의 윗쪽에 포지셔닝한다.
예를 들면, 웨이퍼 반송로보트(4)는 우선, 반도체 웨이퍼(5A)의 웨이퍼 에지부를 1페어의 비접촉 위치센서((21 및 22))의 윗쪽에 포지셔닝한다.
다음에, 웨이퍼 반송로보트(4)는 반도체 웨이퍼(5A)의 웨이퍼 에지부를 다른1페어의 비접촉 위치센서((23 및 24))의 윗쪽에 포지셔닝한다.
외경300mm의 반도체 웨이퍼(5B)를 핸드(10)에서 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우, 웨이퍼 반송로보트(4)는 다관절 암 및 핸드(10)를 이동 동작시키고, 반도체 웨이퍼(5B)의 웨이퍼 에지부가 4개의 비접촉 위치센서(21∼24)의 모든 검출시야내에 동시에 들어가도록, 반도체 웨이퍼(5B)를 포지셔닝한다.
이들 페어의 비접촉 위치센서(21과 22)의 간격, 및 비접촉 위치센서(23와 24)의 간격은 각각 예를 들면 외경200mm의 반도체 웨이퍼(5A)의 오리프라의 스팬 또는 핸드(10)의 네크의 폭보다도 길게 멀어져 있다.
도 3은 비접촉 위치센서(21∼24)의 구체적인 구성도이다. 이들 비접촉 위치센서(21∼24)는 낙사 텔레센트릭 조명 결상광학계를 이용하고 있다.
광원은 발광다이오드(LED, 25)이다. 상기 LED(25)는 LED 광을 출사한다. 상기 LED 광의 광로상에는 광로 분할소자로서 하프미러(26)가 마련되어 있다. 이 하프미러(26)의 반사 광로상에는 볼록 렌즈(27)가 마련되어 있다.
볼록 렌즈(27)는 콜리메이트 렌즈의 작용과 집광렌즈의 작용을 갖는다.
즉, 볼록 렌즈(27)는 LED(25)로부터 출사된 LED 광을 평행광으로 정형하여 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 웨이퍼 에지부에 조사한다(콜리메이트 렌즈의 작용).
볼록 렌즈(27)는 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 웨이퍼 에지부에서 반사한 LED 광을 집광한다(집광렌즈의 작용).
볼록 렌즈(27)의 집광광로상에는 조리개(28), 렌즈(29), 검출소자(30)가 마련되어 있다. 조리개(28)는 원형으로 형성되어 있다.
검출소자(30)는 복수의 고체촬상소자(CCD)를 2차원 평면형상으로 배열한 것으로, 예를 들면 CMOS가 이용된다.
검출소자(30)는 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 웨이퍼 에지부에서 반사한 LED 광을 촬상하고, 2차원의 화상신호를 출력한다.
얼라이먼트 제어부(31)는 4개의 비접촉 위치센서(21∼24)로부터 출력되는 각 화상신호를 입력하여 각각의 화상데이터를 작성하고, 이들 화상데이터에 있어서 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 웨이퍼 에지부와 직교하는 방향의 1라인 또는 복수라인의 CCD의 화상데이터(이하, 라인화상데이터라 칭한다)를 추출하고, 이 라인화상데이터로부터 합계 4점의 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 웨이퍼 에지부의 각 검출위치(좌표)를 구한다. 이 경우, CCD에서 출력되는 화상신호이기 때문에, 웨이퍼 에지부의 검출위치는 화소수로부터 용이하게 구할 수 있다.
얼라이먼트 제어부(31) 는 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 웨이퍼 에지부의 각 검출위치로부터 적어도 오리프라나 노치정보가 혼입하지 않는 3개의 웨이퍼 에지 위치정보(좌표)를 구하고, 이들 좌표로부터 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 중심위치를 구한다.
상기 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 중심위치는 원의 중심좌표를 구하는 주지의 방법으로부터 구할수 있다.
얼라이먼트 제어부(31)는 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 중심위치와 정규의 중심(웨이퍼 수수 포지션(P1)의 중심)을 비교하고, 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 중심위치의 정규의 중심에서의 어긋남 양을 구한다.
얼라이먼트 제어부(31)에 의해 요청된 어긋남 양은 로보트 제어부(13)에 보내진다. 로보트 제어부(13)는 어긋남 양에서 센터링하기 위한 보정량을 구하고, 이 보정량의 지령을 웨이퍼 반송로보트(4)에 부여한다.
웨이퍼 반송로보트(4)는 보정량에 따라 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 중심이 정규의 중심위치에 일치하도록 얼라이먼트한다.
검사부(2)의 가대상의 마크로 검사포지션(P2)에는 마크로 검사용 요동기구(32)와, 마크로 검사용 회전기구(33)가 마련되어 있다.
마크로 검사용 요동기구(32)는 반도체 웨이퍼(5)를 요동시키면서 표면 또는 이면을 검사원 Q의 목시에 의해 관찰한다.
또한, 마크로 검사용 요동기구(32)에 지지되어 있는 반도체 웨이퍼(5)에는 마크로 관찰용의 조명이 소정의 각도로 조사된다.
마크로 검사용 회전기구(33)는 반도체 웨이퍼(5)를 회전시키고, 또한 상하방향으로 이동시킨다.
미크로 검사부(34)는 검사부(2)의 가대상에 마련되어 있다. 상기 미크로 검사부(34)는 미크로 검사 수수 포지션(P3)에 포지셔닝된 핸드(17a, 17b 또는 17c) 상에 지지되어 있는 반도체 웨이퍼(5)를 받는다.
미크로 검사부(34)는 스테이지(35)와 현미경(36)을 갖고 있다. 스테이지(35)는 반도체 웨이퍼(5)를 흡착 지지하고, 또한 반도체 웨이퍼(5)를 이동시킨다.
현미경(36)은 스테이지(35)상에 흡착 지지된 반도체 웨이퍼(5)의 표면의 상을 확대하고, 그 확대상은 접안렌즈(37)로 관찰한다.
현미경에는 CCD 등의 촬상장치(38)가 설치되고, 그 모니터에 표시된다.
조작부(39)는 검사부(2)의 정면에 마련되어 있다. 상기 조작부(39)는 마크로 검사, 미크로 검사의 조작과, 이들 검사결과를 인풋하는 조작과, 검사장치 전체의 동작에 관한 데이터 등의 각종 데이터를 인풋하는 조작을 행한다.
다음에, 상기와 같이 구성된 장치의 작용에 관해서 설명한다.
우선, 예를 들면 웨이퍼 반송장치(14)의 핸드(17a)는 웨이퍼 수수 포지션(P1)에 포지셔닝되어 있다. 핸드(17b)는 마크로 검사포지션(P2)에 포지셔닝되어 있다. L형 핸드(17c)는 미크로 검사 수수 포지션(P3)에 포지셔닝되어 있다.
웨이퍼 수수 포지션(P1)에 있어서, 웨이퍼 반송로보트(4)는 회전축(9)을 중심으로 회전하여 다관절 암을 웨이퍼 캐리어(3)의 설치방향으로 향한다.
다음에, 웨이퍼 반송로보트(4)는 각 연결 암(6∼8)을 늘려 웨이퍼 캐리어(3)내에 수납되어 있는 미검사의 반도체 웨이퍼(5a)를 흡착 지지한다.
다음에, 웨이퍼 반송로보트(4)는 각 연결 암(6∼8) 및 핸드(10)를 단축하고, 계속해서 예를 들면 좌측으로 90도 회전하여 정지하고, 검사부(2)의 웨이퍼 수수 포지션(P1) 방향으로 다관절 암을 향한다.
다음에, 웨이퍼 반송로보트(4), 다시 각 연결 암(6∼8) 및 핸드(10)를 화살표 A 방향으로 늘려, 다관절 암을 검사부(2)의 좌측벽면에서 끼워 넣어, 웨이퍼 수수 포지션(P1)상에서 정지시킨다.
다음에, 로보트 제어부(13)는 외경200mm 또는 외경300mm의 반도체 웨이퍼(5A, 5B)를 핸드(10)로부터 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우, 다음과 같이 웨이퍼 반송로보트(4)를 동작 제어한다.
외경200mm의 반도체 웨이퍼(5A)를 핸드(10)로부터 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우, 웨이퍼 반송로보트(4)는 다관절 암 및 핸드(10)를 이동 동작시켜, 핸드(10)상에 지지하고 있는 반도체 웨이퍼(5A)의 위치를 화살표 c 방향으로 이동시킨다.
예를 들면, 웨이퍼 반송로보트(4)는 우선, 반도체 웨이퍼(5A)의 웨이퍼 에지부가 1페어의 비접촉 위치센서(21 및 22)의 윗쪽에 포지셔닝하고, 다음에 반도체 웨이퍼(5A)의 웨이퍼 에지부가 다른 1페어의 비접촉 위치센서(23 및 24)의 윗쪽에 포지셔닝한다.
이 때, 비접촉 위치센서(21 및 22)는 반도체 웨이퍼(5A)의 웨이퍼 에지부를 검출하고, 각 화상신호를 출력한다.
다음에, 비접촉 위치센서(23 및 24)는 반도체 웨이퍼(5A)의 웨이퍼 에지부를 검출하고, 각 화상신호를 출력한다.
한편, 외경300mm의 반도체 웨이퍼(5B)를 핸드(10)로부터 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우, 웨이퍼 반송로보트(4)는 다관절 암 및 핸드(10)를 이동동작시켜, 반도체 웨이퍼(5B)의 웨이퍼 에지부가 4개의 비접촉 위치센서(21∼24)의모든 검출시야내에 동시에 들어가도록, 반도체 웨이퍼(5B)를 포지셔닝한다.
이때 비접촉 위치센서(21∼24)는 동시에 반도체 웨이퍼(5A)의 웨이퍼 에지부를 검출하고, 각 화상신호를 출력한다.
이들 비접촉 위치센서(21∼24)의 동작은 다음과 같다.
4개의 각 비접촉 위치센서(21∼24)는 각각 LED(25)로부터 LED 광을 출사한다.
상기 LED 광은 하프미러(26)에서 반사하고, 볼록 렌즈(27)에 의해 평행광으로 정형되어 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 웨이퍼 에지부에 조사된다.
상기 웨이퍼 에지부에서의 반사광은 다시 볼록 렌즈(27)에 입사한다. 상기 웨이퍼 에지부에서의 반사광은 볼록 렌즈(27)에 의해 집광되고, 조리개(28), 렌즈(29)를 통해서 검출소자(30)에 입사한다.
상기 검출소자(30)는 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 웨이퍼 에지부의 상을 촬상하여 화상신호로서 출력한다.
다음에, 얼라이먼트 제어부(31)는 4개의 비접촉 위치센서(21∼24)로부터 출력되는 각 화상신호를 입력하여 각각의 화상데이터를 작성하고, 이들 화상데이터에 있어서의 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 웨이퍼 에지부와 직교하는 방향의 1라인의 CCD의 라인화상데이터를 추출하고, 상기 라인화상데이터로부터 합계4점의 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 웨이퍼 에지부의 각 검출위치를 구한다.
다음에, 얼라이먼트 제어부(31)는 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 웨이퍼 에지부의 각 검출위치로부터 적어도 오리프라나 노치정보가 혼입하지 않고 있는 3개의웨이퍼 에지부의 좌표를 구하고, 이들 좌표로부터 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 중심위치를 구한다.
다음에, 얼라이먼트 제어부(31)는 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 중심위치와 정규의 중심을 비교하고, 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 중심위치의 정규의 중심에서의 어긋남 양을 구한다.
다음에, 얼라이먼트 제어부(31)는 어긋남 양으로부터 센터링하기 위한 보정량을 구하고, 상기 보정량의 지령을 웨이퍼 반송로보트(4)에 부여한다.
웨이퍼 반송로보트(4)는 보정량에 따라 다관절 암 및 핸드(10)를 이동하고, 핸드(10)상에 지지하고 있는 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 중심위치를 얼라이먼트한다.
이 결과, 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)는 중심위치가 정규의 중심위치에 맞추어진다. 즉, 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)는 센터링된다.
다음에, 웨이퍼 반송로보트(4)는 반도체 웨이퍼(5a)에 대한 흡착을 해제하고, 핸드(10) 상의 반도체 웨이퍼(5a)를 L형 핸드(17a)로 넘긴다.
즉, 웨이퍼 반송로보트(4)는 반도체 웨이퍼(5a)를 지지하는 핸드(10)를 L형 핸드(17a)의 윗쪽에 배치하고, 다음에 하강시켜 반도체 웨이퍼(5a)를 L형 핸드(17a)로 넘긴다.
마크로 검사포지션(P2)에 있어서, L형 핸드(17b)에 흡착 지지되어 있는 반도체 웨이퍼(5A)는 마크로 검사용 요동기구(32)에 넘긴다.
미크로 검사 수수 포지션(P3)에 있어서, 미크로 검사부(34)는 L형 핸드(17c) 상에 지지되어 있는 반도체 웨이퍼(5a)를 받아 스테이지(35)상에 재치한다.
미크로 검사가 종료하면, 미크로 검사부(34)는 검사필의 반도체 웨이퍼(5b)를 내부에서 반출하고, L형 핸드(17c)상으로 넘긴다.
마크로 검사 및 미크로 검사가 종료하면, 웨이퍼 반송장치(14)는 다시 회전축(15)을 중심으로 예를 들면 도면상 좌로 회전한다.
이것에 의해, 웨이퍼 반송장치(14)의 L형 핸드(17a)가 마크로 검사포지션(P2)에 포지셔닝된다. L형 핸드(17b)가 미크로 검사 수수 포지션(P3)에 포지셔닝된다. L형 핸드(17c)가 웨이퍼 수수 포지션(P1)에 포지셔닝된다.
이후에, 웨이퍼 수수 포지션(P1)에 있어서 반도체 웨이퍼(5)의 수수가 행하여진다. 상기 웨이퍼 수수 포지션(P1)에서는 반도체 웨이퍼(5a)의 얼라이먼트가 행하여진다. 마크로 검사포지션(P2)에 있어서 마크로 검사가 행하여진다. 미크로 검사 수수 포지션(P3)에 있어서 미크로 검사가 행하여진다.
이와 같이 상기 제 1의 실시 형태에 있어서는 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)를 웨이퍼 반송로보트(4)로부터 웨이퍼 반송장치(14)로 넘기는 웨이퍼 수수 포지션(P1)에서 비접촉 위치센서(21∼24)에 의해 검출된 4점의 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 웨이퍼 에지부에서 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B) 의 중심위치를 센터링하기 위한 보정량을 구하고, 동일위치의 웨이퍼 수수 포지션(P1)에서 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 중심위치를 센터링한다.
따라서, 웨이퍼 반송로보트(4)는 다관절 암을 회전시키는 동작과, 다관절 암을 신축하여 핸드의 위치를 전진, 후퇴시키는 동작과, 다관절 암을 승강시키는 동작을 행한다.
상기 웨이퍼 반송로보트(4)를 이용하여도, 반경이 다른 복수 종류의 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 중심위치를 센터링하는 보정량은 간단한 연산처리에 의해 구할 수 있다.
이것에 의하여 마크로 검사시의 반도체 웨이퍼(5)의 회전 편심 동작을 감소할 수 있다. 마크로 관찰의 효율이 향상한다.
미크로 검사부(34)에 반도체 웨이퍼(5)를 넘겨 줄 때, 반도체 웨이퍼(5)는 소정의 얼라이먼트범위내, 즉, 미크로 검사부(34)의 스테이지(35)에 의한 얼라이먼트범위내에 넣을 수 있다. 미크로 검사부(34)에 있어서의 얼라이먼트시간은 단축할 수 있다.
4개의 비접촉 위치센서(21∼24)는 외경300mm의 반도체 웨이퍼(5B)의 웨이퍼 에지부에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 또한 2개의 비접촉 위치센서(21 및 22)과, 다른 2개의 비접촉 위치센서(23 및 24)는 각각 1페어로 하고 있다.
외경200mm의 반도체 웨이퍼(5A)의 경우, 웨이퍼 반송로보트(4)는 반도체 웨이퍼(5A)를 지지하고 있는 핸드(10)를 화살표 c 방향으로 왕복 이동시켜, 1페어의 비접촉 위치센서(21 및 22)와, 다른 비접촉 위치센서(23 및 24)에 포지셔닝한다.
따라서, 본 장치에서는 외경200mm과 300mm의 각 반도체 웨이퍼(5A, 5B)에 대하여 그 중심위치를 센터링할 수 있다.
반도체 웨이퍼(5A, 5B)의 얼라이먼트 동작은 반도체 웨이퍼(5A, 5B)를 수수하기 직전의 일련의 반송동작중에 할 수 있다. 이 얼라이먼트 동작은 외경200mm 또는 300mm의 각 반도체 웨이퍼(5A, 5B)의 어느 것이 반송되더라도, 이들 반도체 웨이퍼(5A, 5B)에 대응할 수 있다.
4개의 비접촉 위치센서(21∼24)는 낙사 텔레센트릭 조명 결상광학계를 이용하고 있다. 이들 비접촉 위치센서(21∼24)는 소형이며, 컴팩트하기 때문에, 웨이퍼 반송로보트(4) 및 웨이퍼 반송장치(14)의 동작에 영향을 주지 않는다.
반도체 웨이퍼(5)의 하면에 배치하는 것이 가능하다. 또한, 비접촉 위치센서(21∼24)는 반도체 웨이퍼(5)의 윗쪽에 투광부 또는 수광부를 마련하지 않기 때문에, 비접촉 위치센서(21∼24)는 반도체 제조공장에서의 다운플로우를 방해하지 않는다.
비접촉 위치센서(21∼24)는 텔레센트릭 조명을 사용하고 있기 때문에, 도 3에 도시한 바와 같이 각 비접촉 위치센서(21∼24)와 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)와의 간격 D가 변화되더라도, 항상 정확하게 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 웨이퍼 에지부를 검출할 수 있다.
4개의 비접촉 위치센서(21∼24)로부터 출력되는 CCD의 화상신호중 1라인 또는 복수라인의 화상데이터를 이용하기 때문에, 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 웨이퍼 에지부를 검출하는 화상처리속도가 빠르게 된다. 반도체 웨이퍼(5)의 마크로 검사 및 미크로 검사의 검사시간은 단축된다.
다음에, 본 발명의 제 2의 실시 형태에 관해서 설명한다.
이 제 2의 실시 형태는 상기 제 1의 실시 형태에 있어서의 얼라이먼트 장치의 구성을 바꾼 것이다.
따라서, 로더부(1) 및 검사부(2)는 상기 제 1의 실시 형태에 있어서의 로더부(1) 및 검사부(2)와 동일하기 때문에, 그 구성 및 작용의 설명은 중복을 피하기 위해서 생략한다.
도 4는 본 발명에 관련된 얼라이먼트 장치의 제 2의 실시 형태에 있어서의 비접촉 위치센서의 구체적인 구성도이다.
외경200mm의 반도체 웨이퍼(5a)가 포지셔닝되는 곳에는 2개의 비접촉 위치센서(40, 41)가 고정 배치되어 있다.
이들 비접촉 위치센서(40, 41)는 도 3에 도시한 비접촉 위치센서(21∼24)의 구성과 동일 구성이다.
따라서, 비접촉 위치센서(23, 24)는 외경200mm의 반도체 웨이퍼(5A)와 외경300mm의 반도체 웨이퍼(5B)의 각 웨이퍼 에지부의 검출의 겸용이 된다.
비접촉 위치센서(21, 22)는 외경300mm의 반도체 웨이퍼(5b)의 검출전용이 된다.
비접촉 위치센서(40, 41)는 외경200mm의 반도체 웨이퍼(5A)의 검출전용이 된다.
외경200mm 또는 외경300mm의 반도체 웨이퍼(5A, 5B)를 핸드(10)로부터 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우, 로보트 제어부(13)는 다음과 같이 웨이퍼반송로보트(4)를 동작 제어한다.
즉, 외경200mm의 반도체 웨이퍼(5A)를 핸드(10)로부터 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우, 웨이퍼 반송로보트(4)는 다관절 암 및 핸드(10)를 이동 동작시켜, 핸드(10)상에 지지하고 있는 반도체 웨이퍼(5A)의 위치를 4개의 비접촉 위치센서(23, 24, 40, 41)의 윗쪽에 포지셔닝한다.
외경3OOmm의 반도체 웨이퍼(5B)를 핸드(10)로부터 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우, 웨이퍼 반송로보트(4)는 다관절 암 및 핸드(10)를 이동동작시켜, 핸드(10)상에 지지하고 있는 반도체 웨이퍼(5b)의 위치를 4개의 비접촉 위치센서(21∼24)의 윗쪽에 포지셔닝한다.
얼라이먼트 제어부(31)는 다음 각 기능을 갖는다. 즉, 외경2O0mm의 반도체 웨이퍼(5A)를 핸드(10)로부터 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우, 얼라이먼트 제어부(31)는 4개의 비접촉 위치센서(23, 24, 40, 41)으로부터 출력되는 각 화상신호를 입력하여 각각의 화상데이터를 작성하고, 이들 화상데이터에 있어서의 반도체 웨이퍼(5A)의 웨이퍼 에지부와 직교하는 방향의 1라인 화상데이터를 추출하고, 이 라인화상데이터로부터 합계 4점의 반도체 웨이퍼(5A)의 웨이퍼 에지부의 각 검출위치를 구한다.
얼라이먼트 제어부(31)는 반도체 웨이퍼(5A)의 웨이퍼 에지부의 각 검출위치로부터 적어도 오리프라나 노치정보가 혼입하지 않고 있는 3개의 웨이퍼 에지 좌표를 구하고, 이들 좌표로부터 반도체 웨이퍼(5A)의 중심위치를 구한다.
얼라이먼트 제어부(31)는 반도체 웨이퍼(5A)의 중심위치와 정규의 중심을 비교하고, 반도체 웨이퍼(5A)의 중심위치의 정규의 중심에서의 어긋남 양을 구한다.
얼라이먼트 제어부(31)는 어긋남 양으로부터 센터링하기 위한 보정량을 구하고, 상기 보정량의 지령을 웨이퍼 반송로보트(4)에 부여한다.
한편, 외경300mm의 반도체 웨이퍼(5b)를 핸드(10)로부터 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우, 얼라이먼트 제어부(31)는 4개의 비접촉 위치센서 (21∼24)에서 출력되는 각 화상신호를 입력하여 각각의 화상데이터를 작성하고, 이들 화상데이터에 있어서의 반도체 웨이퍼(5B)의 웨이퍼 에지부와 직교하는 방향의 1라인화상데이터를 추출하고, 이 라인화상데이터에서 합계 4점의 반도체 웨이퍼(5B)의 웨이퍼 에지부의 각 검출위치를 구한다.
얼라이먼트 제어부(31)는 반도체 웨이퍼(5B)의 웨이퍼 에지부의 각 검출위치로부터 적어도 오리프라나 노치정보가 혼입하지 않고 있는 3개의 웨이퍼 에지 좌표를 구하고, 이들 좌표로부터 반도체 웨이퍼(5B)의 중심위치를 구한다.
얼라이먼트 제어부(31)는 반도체 웨이퍼(5B)의 중심위치와 정규의 중심을 비교하고, 반도체 웨이퍼(5B)의 중심위치의 정규의 중심에서의 어긋남 양을 구한다.
얼라이먼트 제어부(31)는 어긋남 양으로부터 센터링하기 위한 보정량을 구하고, 상기 보정량의 지령을 웨이퍼 반송로보트(4)에 부여한다.
웨이퍼 반송로보트(4)는 보정량에 따라 다관절 암 및 핸드(10)를 이동하고, 핸드(10)상에 지지하고 있는 반도체 웨이퍼(5B)의 중심위치를 얼라이먼트한다.
이와 같이 상기 제 2의 실시 형태에 있어서는 외경200mm의 반도체 웨이퍼(5A)와 외경300mm의 반도체 웨이퍼(5B)와의 겸용의 비접촉 위치센서(23, 24)와, 외경300mm의 반도체 웨이퍼(5B) 전용의 비접촉 위치센서(21, 22)와, 외경200mm의 반도체 웨이퍼(5A) 전용의 비접촉 위치센서(40, 41)를 마련하였다.
따라서, 이 제 2의 실시 형태에 있어서도 상기 제 1의 실시 형태의 작용 효과와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
제 2의 실시 형태는 상기 제 1의 실시 형태와 같이 외경20Omm의 반도체 웨이퍼(5A)를 비접촉 위치센서상에 포지셔닝시키기 위해서 왕복 이동시킬 필요가 없다. 이것에 의해, 제 2의 실시 형태는 상기 제 1의 실시 형태보다도 얼라이먼트의 시간을 단축할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제 3의 실시 형태에 관해서 설명한다.
이 제 3의 실시 형태는 상기 제 1의 실시 형태에 있어서의 얼라이먼트 장치의 구성을 바꾼 것이다.
따라서, 로더부(1) 및 검사부(2)는 상기 제 1의 실시 형태에 있어서의 로더부(1) 및 검사부(2)와 동일하기 때문에, 그 구성 및 작용의 설명은 중복을 피하기 위해 생략한다.
도 5는 본 발명에 관련된 얼라이먼트 장치의 제 3의 실시 형태에 있어서의 비접촉 위치센서의 구체적인 구성도이다.
2개의 비접촉 위치센서(21, 22)가 마련되어 있다. 이들 비접촉 위치센서(21, 22)는 페어로, 제 1과 제 2와 제 3의 검출위치 Q1, Q2, Q3에 이동 가능하다.
비접촉 위치센서(21, 22)의 이동은 검사부(2)의 가대상에 레일 등의 이동기구를 마련하는 것에 따라 실현할 수 있다.
제 1과 제 2의 검출위치 Q1, Q2는 외경3O0mm의 반도체 웨이퍼(5B)의 웨이퍼 에지부에 대응하는 위치이다.
제 2와 제 3의 검출위치 Q2, Q3은 외경200mm의 반도체 웨이퍼(5A)의 웨이퍼 에지부에 대응하는 위치이다.
이동기구부(42)는 외경200mm 또는 외경300mm의 반도체 웨이퍼(5A, 5B)를 핸드(10)로부터 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우, 다음과 같이 2개의 비접촉 위치센서(21, 22)를 이동 제어한다.
즉, 외경3O0mm의 반도체 웨이퍼(5B)를 핸드(10)로부터 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우, 이동기구부(42)는 2개의 비접촉 위치센서(21, 22)를 우선은 제 1의 검출위치 Q1에 포지셔닝하고, 다음에 제 2의 검출위치 Q2에 포지셔닝한다.
외경200mm의 반도체 웨이퍼(5a)를 핸드(10)로부터 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우, 이동기구부(42)는 2개의 비접촉 위치센서(21, 22)를 우선은 제 3의 검출위치 Q3에 포지셔닝하고, 다음에 제 2의 검출위치 Q2에 포지셔닝한다.
외경300mm의 반도체 웨이퍼(5B)를 핸드(10)로부터 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우, 이동기구부(42)는 2개의 비접촉 위치센서(21, 22)를 우선은 제 1의 검출위치 Q1에 포지셔닝하고, 다음에 제 2의 검출위치 Q2에 포지셔닝한다.
2개의 비접촉 위치센서(21, 22)는 제 1의 검출위치 Q1에 포지셔닝되었을 때, 반도체 웨이퍼(5B)의 웨이퍼 에지부를 검출하여 그 화상신호를 출력한다.
2개의 비접촉 위치센서(21, 22)는 제 2의 검출위치 Q2에 포지셔닝되었을 때, 반도체 웨이퍼(5B)의 웨이퍼 에지부를 검출하여 그 화상신호를 출력한다.
다음에, 얼라이먼트 제어부(31)는 4개의 비접촉 위치센서(21∼24)로부터 출력되는 각 화상신호를 입력하여 각각의 화상데이터를 작성하고, 이들 화상데이터에 있어서의 반도체 웨이퍼(5B)의 웨이퍼 에지부와 직교하는 방향의 1라인 화상데이터를 추출하고, 이 라인 화상데이터로부터 합계 4점의 반도체 웨이퍼(5B)의 웨이퍼 에지부의 각 검출위치를 구한다.
얼라이먼트 제어부(31)는 반도체 웨이퍼(5B)의 중심위치의 정규의 중심에서의 어긋남 양을 구하고, 상기 어긋남 양으로부터 센터링하기 위한 보정량을 구하고, 이 보정량의 지령을 웨이퍼 반송로보트(4)에 부여한다.
웨이퍼 반송로보트(4)는 보정량에 따라서 다관절 암 및 핸드(10)를 이동하고, 핸드(10)상에 지지하고 있는 반도체 웨이퍼(5B)의 중심위치를 얼라이먼트한다.
한편, 외경200mm의 반도체 웨이퍼(5A)를 핸드(10)로부터 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우, 이동기구부(42)는 2개의 비접촉 위치센서(21, 22)를 우선은 제 1의 검출위치 Q1에서 제 3의 검출위치 Q3에 포지셔닝하고, 다음에 제 2의 검출위치 Q2에 포지셔닝한다.
2개의 비접촉 위치센서(21, 22)는 제 3의 검출위치 Q3에 포지셔닝되었을 때, 반도체 웨이퍼(5A)의 웨이퍼 에지부를 검출하여 그 화상신호를 출력한다.
2개의 비접촉 위치센서(21, 22)는 제 2의 검출위치 Q2에 포지셔닝되었을 때, 반도체 웨이퍼(5B)의 웨이퍼 에지부를 검출하고 그 화상신호를 출력한다.
다음에, 얼라이먼트 제어부(31)는 2개의 비접촉 위치센서(21, 22)로부터 출력된 각 화상신호를 입력하여 각각의 화상데이터를 작성하고, 이들 화상데이터에 있어서의 반도체 웨이퍼(5A)의 웨이퍼 에지부와 직교하는 방향의 1라인화상데이터를 추출하고, 이 라인화상데이터로부터 합계 4점의 반도체 웨이퍼(5A)의 웨이퍼 에지부의 각 검출위치를 구한다.
이하, 상기와 같이, 얼라이먼트 제어부(31)는 반도체 웨이퍼(5A)의 중심위치의 정규의 중심에서의 어긋남 양을 구하고, 상기 어긋남 양으로부터 센터링하기 위한 보정량을 구하고, 상기 보정량의 지령을 웨이퍼 반송로보트(4)에 부여한다.
웨이퍼 반송로보트(4)는 보정량에 따라 다관절 암 및 핸드(10)를 이동하고, 핸드(10) 상에 지지하고 있는 반도체 웨이퍼(5A)의 중심위치를 얼라이먼트한다.
이와 같이 상기 제 3의 실시 형태에 있어서는 2개의 비접촉 위치센서(21, 22)를 외경200mm 또는 외경300mm의 반도체 웨이퍼(5A, 5B)에 따라 포지셔닝한다.
따라서, 이 제 3의 실시 형태에 있어서도 상기 제 1의 실시 형태의 작용 효과와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
2개의 비접촉 위치센서(21, 22)는 외경200mm과 외경300mm의 각 반도체 웨이퍼(5A, 5B)의 검출에 겸용할 수 있다. 검출부(2)의 가대상의 센서수가 감소할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제 4의 실시 형태에 관해서 설명한다.
이 제 4의 실시 형태는 상기 제 1의 실시 형태에 있어서의 얼라이먼트 장치의 구성을 바꾼 것이다.
따라서, 로더부(1) 및 검사부(2)는 상기 제 1의 실시 형태에 있어서의 로더부(1) 및 검사부(2)와 동일하기 때문에, 그 구성 및 작용의 설명은 중복을 피하기 위해서 생략한다.
도 6은 본 발명에 관련된 얼라이먼트 장치의 제 4의 실시 형태에 있어서의 비접촉 위치센서의 구체적인 구성도이다.
외경200mm의 반도체 웨이퍼(5A)가 포지셔닝되는 곳에는 4개의 비접촉 위치센서(43∼46)가 고정 배치되어 있다. 이들 비접촉 위치센서(43∼46)는 도 3에 도시한 비접촉 위치센서(21∼24)의 구성과 동일구성이다.
이들 비접촉 위치센서(43∼46)는 L형 핸드(16a)에 의해 검출시야가 방해받지 않는 곳에 배치된다.
외경300mm의 반도체 웨이퍼(5B)가 포지셔닝되는 곳에는 4개의 비접촉 위치센서(21∼24)가 고정 배치되어 있다.
이들 비접촉 위치센서(21∼24)와 비접촉 위치센서(43∼46)는 동심원상에 고정 배치되어 있다.
로보트 제어부(13)는 외경200mm 또는 외경300mm의 반도체 웨이퍼(5A, 5B)를핸드(10)로부터 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우, 다음과 같이 웨이퍼 반송로보트(4)를 동작 제어한다.
즉, 외경200mm의 반도체 웨이퍼(5A)를 핸드(10)로부터 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우, 웨이퍼 반송로보트(4)는 다관절 암 및 핸드(10)를 이동동작시켜, 핸드(10)상에 지지하고 있는 반도체 웨이퍼(5A)의 위치를 4개의 비접촉 위치센서(43∼46)의 윗쪽에 포지셔닝한다.
외경300mm의 반도체 웨이퍼(5B)를 핸드(10)로부터 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우, 웨이퍼 반송로보트(4)는 로보트 암 및 핸드(10)를 이동 동작시켜, 핸드(10) 상에 지지하고 있는 반도체 웨이퍼(5B)의 위치를 4개의 비접촉 위치센서(21∼24)의 윗쪽에 포지셔닝한다.
얼라이먼트 제어부(31)는 다음 각 기능을 갖는다. 즉, 외경200mm 또는 300mm의 반도체 웨이퍼(5A, 5B)를 핸드(10)로부터 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우, 얼라이먼트 제어부(31)는 4개의 비접촉 위치센서(43∼46 또는 21∼24)로부터 출력되는 각 화상신호를 입력하여 각각의 화상데이터를 작성하고, 이들 화상데이터에 있어서의 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 웨이퍼 에지부와 직교하는 방향의 1라인화상데이터를 추출하고, 이 라인화상데이터로부터 합계 4점의 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 웨이퍼 에지부의 각 검출위치를 구한다.
얼라이먼트 제어부(31)는 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 웨이퍼 에지부의 각 검출위치로부터 적어도 오리프라나 노치정보가 혼입하지 않고 있는 3개의 웨이퍼 에지 좌표를 구하고, 이들 좌표로부터 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 중심위치를 구한다.
얼라이먼트 제어부(31)는 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 중심위치와 정규의 중심을 비교하고, 반도체 웨이퍼(5A 또는 5B)의 중심위치의 정규의 중심에서의 어긋남 양을 구한다.
얼라이먼트 제어부(31)는 어긋남 양으로부터 센터링하기 위한 보정량을 구하고, 상기 보정량의 지령을 웨이퍼 반송로보트(4)에 부여한다.
웨이퍼 반송로보트(4)는 보정량에 따라 다관절 암 및 핸드(10)를 이동하고, 핸드(10) 상에 지지하고 있는 반도체 웨이퍼(5A)의 중심위치를 얼라이먼트한다.
이와 같이 상기 제 4의 실시 형태에 있어서는 외경200mm의 반도체 웨이퍼(5A)의 웨이퍼 에지부에 대응하는 위치에 4개의 비접촉 위치센서(43∼46)를 고정 배치하고, 외경3O0mm의 반도체 웨이퍼(5B)의 웨이퍼 에지부에 대응하는 위치에 4개의 비접촉 위치센서(21∼24)를 고정 배치했다.
따라서, 이 제 4의 실시 형태에 있어서도 상기 제 1의 실시 형태의 작용 효과와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 웨이퍼 반송로보트(4)는 외경200mm 또는 외경30Omm의 반도체 웨이퍼(5A, 5B)의 어느 하나를 L형 핸드(17a, 17b 또는 17c)로 넘기는 경우라도, 핸드(10)를 웨이퍼 수수 포지션(P1)상의 동일위치에서 정지한다.
따라서, 웨이퍼 반송로보트(4)는 외경200mm 또는 외경300mm의 반도체 웨이퍼(5A, 5B)에서 동작을 변경할 필요가 없다.
또한, 상기 제 4의 실시 형태는 다음과 같이 변형하여도 된다.
외경200mm의 반도체 웨이퍼(5A)를 검출하기 위한 4개의 비접촉 위치센서(43∼46)를 없애고, 4개의 비접촉 위치센서(21∼24)를 외경3OOmm의 반도체 웨이퍼(5B)의 웨이퍼 에지부를 검출하는 원래의 위치와, 외경200mm의 반도체 웨이퍼(5A)의 웨이퍼 에지부를 검출하는 위치 사이에 이동이 가능하게 한다.
또한, 본 발명은 상기 제 1 내지 제 4의 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 실시단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종으로 변형하는 것이 가능하다.
상기 제 1 내지 제 4의 실시 형태는 반도체 웨이퍼(5)의 아래쪽으로 비접촉 위치센서(21∼24)를 배치하고 있지만, 도 7에 도시한 바와 같이 비접촉 위치센서(21∼24)를 반도체 웨이퍼(5)의 표리면측에 배치하여도 된다.
본 발명장치는 웨이퍼 수수 포지션(P1)에 회전스테이지를 마련하고, 상기 회전스테이지에 지지된 반도체 웨이퍼(5)를 회전시켜, 비접촉 위치센서(21∼24)에 의해 검출된 웨이퍼 에지부의 위치정보에 따라 반도체 웨이퍼(5)의 자세를 제어하여도 된다.
본 발명은 예를 들면 반도체 웨이퍼, 또는 액정 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이의 글래스기판을 목시나 현미경을 이용하여 검사·측정하는 장치에 적용된다.
본 발명에 의하면, 반도체 웨이퍼 등의 웨이퍼 에지부를 복수개소에서 검출하는 적어도 2개의 광학센서를 마련했기 때문에, 이들 광학센서에 의해 검출된 웨이퍼 에지부의 각 위치에 따라서 반도체 웨이퍼를 소정의 자세로 얼라이먼트 할 수있다.

Claims (8)

  1. 대상물을 소정의 자세로 얼라이먼트하는 얼라이먼트 장치에 있어서,
    수납용기에 수납된 상기 대상물을 설비장치의 수수 위치로 반송하는 반송로보트와,
    상기 수수 위치에 마련되고, 상기 대상물의 외주연을 검출하는 적어도 2개의 광학센서와,
    이들 광학센서와 상기 대상물을 상대적으로 이동하고, 상기 광학센서의 시야범위내에 상기 대상물의 상기 외주연을 배치하는 이동수단과,
    상기 각 광학센서에 의해 검출된 상기 외주연의 적어도 3개소의 위치정보에 따라 상기 반송로보트를 제어하고, 상기 대상물을 상기 소정의 자세로 얼라이먼트하는 얼라이먼트 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 얼라이먼트 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광학센서는 상기 수수 위치의 정규의 중심위치를 중심으로 하여 복수의 상기 대상물중 최대 외경의 상기 대상물의 상기 외주연에 대응하는 4개소에 고정 배치하고,
    상기 이동수단은 상기 대상물의 상기 외주연을 상기 각 광학센서에 포지셔닝하는 것을 특징으로 하는 얼라이먼트 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 광학센서는 상기 수수 위치의 정규의 중심위치를 중심으로 하여 외경이 다른 복수의 상기 대상물의 상기 외주연에 대응하는 각 위치마다, 각각 4개소씩 동심원상에 고정 배치된 것을 특징으로 하는 얼라이먼트 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 이동기구부는 적어도 2개의 상기 광학센서를 외경이 다른 복수의 상기 대상물의 상기 각 외주연에 대응하는 각 개소에 각각 이동시키는 것을 특징으로 하는 얼라이먼트 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 광학센서는 상기 수수 위치의 정규의 중심위치를 중심으로하는 동심원상에 4개소 배치되고, 상기 이동수단은 상기 4개의 광학센서를 외경이 다른 복수의 대상물의 상기 외주연에 대응하는 동심원위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 얼라이먼트 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 광학센서는 상기 수수 위치의 정규의 중심위치를 중심으로 하는 최대 외경의 상기 대상물의 상기 외주연에 대응하는 동심원과, 상기 동심원상에 있어서 작은 외경의 상기 대상물의 상기 외주연이 교차하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 얼라이먼트 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 이동기구부는 축방향으로 회전가능한 회전축과,
    상기 회전축에 일단이 마련되고, 서로 연결되어 다관절 암을 구성하는 복수의 연결 암과,
    이들 연결 암의 타단에 연결되고, 상기 대상물을 지지하는 핸드로 이루어지는 다관절의 반송로보트인 것을 특징으로 하는 얼라이먼트 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 광학센서는 낙사 텔레센트릭조명계를 구비한 2차원촬상소자로 이루어지고, 상기 광학센서에 의해 취득된 상기 대상물의 외주연의 2차원화상에 대하여, 상기 외주연과 직교하는 방향의 1라인 또는 복수라인의 화상데이터로부터 상기 외주연의 위치정보를 구하는 것을 특징으로 하는 얼라이먼트 장치.
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