KR20200001966A - 얼라인먼트 장치, 반도체 웨이퍼 처리장치 및 얼라인먼트 방법 - Google Patents

얼라인먼트 장치, 반도체 웨이퍼 처리장치 및 얼라인먼트 방법 Download PDF

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Abstract

(과제) 본 발명은, 얼라인먼트 장치의 재치대에 웨이퍼를 실어서 지지하는 경우에, 안정된 지지를 가능하게 하고, 또한 패드부재의 부착이나 제거 등의 교환작업을 쉽게 할 수 있는 얼라인먼트 장치를 제공한다.
(해결수단) 웨이퍼의 노치부를, 둘레방향에 있어서의 소정의 위치로 위치맞춤하기 위한 얼라인먼트 장치는, 웨이퍼를 지지하는 복수의 재치대와, 재치대를 회전이동시키는 복수의 이동유닛과, 웨이퍼의 노치부의 둘레방향 위치를 검출하는 복수의 노치부 검출수단과, 이동유닛을 통하여 수평면 내에 있어서의 각 재치대의 위치를 제어하는 컨트롤러를 구비하고 있다. 재치대(202a)는, 재치대 본체부(301)와, 재치대 본체부(301)의 개구부(302)에 부착되어서 웨이퍼를 지지하는 패드부재(1)를 구비하고 있다. 패드부재(1)는, 개구부(302)에 부착되고 그 중앙부에 관통구멍(5)을 구비하는 본체부(2)와, 패드부재(1)의 선단측에 형성되고 웨이퍼에 접촉되는 제1고리부(31A)와, 제1고리부(31A) 및 본체부(2)와 일체로 형성되고 본체부의 외측을 향해서 연장되어 형성되는 제1돌출부(32A)를 구비하고 있다.

Description

얼라인먼트 장치, 반도체 웨이퍼 처리장치 및 얼라인먼트 방법{ALIGNMENT DEVICE, SEMICONDUCTOR WAFER PROCESSING DEVICE, AND ALIGNMENT METHOD}
본 발명은, 웨이퍼(wafer)의 위치결정을 하는 얼라인먼트 장치(alignment 裝置)에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 얼라인먼트 장치를 구비한 반도체 웨이퍼 처리장치(半導體 wafer 處理裝置), 얼라인먼트 장치를 사용하는 얼라인먼트 방법(alignment 方法)에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 디바이스(半導體 device)의 제조공정에 있어서는, 피처리기판(被處理基板)인 반도체 웨이퍼(半導體 wafer)(이하에서, 웨이퍼라고 한다)에 포토레지스트(photoresist)를 도포하고, 회로의 패턴(pattern)을 새기는 패터닝공정(patterning工程)이나, 다양한 막(膜)을 형성하는 성막공정(成膜工程)이나, 웨이퍼 상의 불필요한 부분이나 막을 제거하는 에칭공정(etching工程) 등의 일련의 처리공정(處理工程)이 실시되고 있다.
웨이퍼에 소정의 처리를 실시하는 경우에, 패터닝공정에서는 당연하지만, 다른 공정에서도, 웨이퍼의 결정방위(結晶方位)를 소정의 방향으로 지지한 상태로 소정의 처리를 하는 것이 바람직하다. 이 때문에 일반적으로, 웨이퍼의 엣지(edge)에 U자모양 또는 V자모양으로 절단한 노치(notch)를 형성하고, 처리되는 웨이퍼의 노치의 둘레방향 위치를 노치 검출센서(notch 檢出sensor)에 의하여 검출하고, 이 검출 데이터에 의거하여 노치의 위치를 소정의 둘레방향의 위치에 맞추어 위치결정(즉, 얼라인먼트)하는 얼라인먼트 장치가 사용되고 있다. 이렇게 하여, 웨이퍼의 방위를 소정의 방향으로 지지된 상태의 복수의 웨이퍼는 로봇(robot)에 의하여 다음의 처리공정으로 반송된다.
그런데 이러한 얼라인먼트 장치는, 소터(sorter)라고 불리는 특수한 장치 내에 설치되어 사용되는 경우가 있다. 이 소터(소팅장치(sorting裝置))는, 예를 들면 2개의 로드포트(load port)와, 1대 혹은 2대의 웨이퍼 반송로봇(wafer 搬送robot)과, 1대 혹은 2대의 얼라인먼트 장치를 구비하고 있다. 각 로드포트는, 복수의 웨이퍼를 수용하는 용기(예를 들면, FOUP)의 뚜껑을, 외기의 유입을 차단한 상태하에서 개폐하는 뚜껑 개폐기구를 구비한다. 여기에서 일방(一方)의 로드포트에는, 방위가 가지런하지 않은 복수의 웨이퍼를 수용한 FOUP가 재치(載置)된다. 그리고 타방(他方)의 로드포트에는, 비어있는 FOUP가 재치된다. 로봇은, 일방의 로드포트의 FOUP로부터 방위가 기지런하지 않은 복수의 웨이퍼 중의 1장(혹은 2장)을 뽑아내어 얼라인먼트 장치로 이송한다. 그리고 얼라인먼트 장치가 웨이퍼의 방위를 소정의 방향으로 정돈하고, 그 후에 로봇이, 이 웨이퍼를 얼라인먼트 장치로부터 꺼내어, 대기하는 타방의 로드포트의 FOUP로 이송한다. 이 작업을 반복함으로써, 일방의 로드포트에 있어서의 FOUP 내의 웨이퍼는, 타방의 로드포트에 있어서의 FOUP 내로 방위가 소정의 방향으로 정돈된 상태로 바뀌어 옮겨진다.
현재, 소터에서는 얼라인먼트 장치를 2대 구비하는 경우가 있다. 그러나 이 경우에, 단순하게 1대 증가시켜 2대를 나란히 설치하는 경우에서는, 소터의 풋프린트(footprint)의 증가를 초래하여, 장치의 스루풋(throughput)을 감소시켜 버린다.
또한 얼라인먼트 장치에는, 웨이퍼의 방위를 정확하게 맞추는 것에 부가하여, 웨이퍼에 각인되어 있는 ID를 읽어내는 경우도 있다.
그런데 소터에, 얼라인먼트 장치를 2대 탑재시키는 대신에 1대로 2장의 웨이퍼를 위치맞춤할 수 있는 얼라인먼트 장치(이하, Ｗ웨이퍼 얼라인먼트 장치라고 한다)를 탑재시키는 경우가 고려된다.
이 얼라인먼트 장치는, 1대의 장치본체(裝置本體)에 대하여 2대의 재치대(載置臺), 2개의 노치 검출수단 및 2개의 ID 읽기수단이 설치되기 때문에, 일반적으로 장치가 복잡화됨과 아울러 장치의 비용이 상승한다.
Ｗ웨이퍼 얼라인먼트 장치의 예로서, 특허문헌1에 기재되어 있는 것이 있다. 특허문헌1에 기재되어 있는 얼라인먼트 장치에서는, 웨이퍼를 반송하는 로봇이 2장의 웨이퍼를 동시에 상하방향으로 포갠 상태로 얼라인먼트 장치로 이송하고, 얼라인먼트 장치에 있어서 2장의 웨이퍼를 동시에 위치맞춤하고, 계속하여 로봇이 2장의 웨이퍼를 동시에 얼라인먼트 장치로부터 꺼냄으로써 얼라인먼트 시간을 짧게 하고 있다.
: 일본국 특허 제5452166호 공보 : 일본국 특허 제4720790호 공보 : 일본국 실용신안등록 제2586261호 공보 : 일본국 특허 제5379589호 공보
그러나 특허문헌1에 기재되어 있는 얼라인먼트 장치에서는, 2장의 웨이퍼가 수평방향으로 횡배열된 상태로 얼라인먼트되기 때문에 로봇이 얼라인먼트 장치에 2장의 웨이퍼를 이송한 후, 및 로봇이 얼라인먼트 장치로부터 2장의 웨이퍼를 꺼내기 전에 2장의 웨이퍼의 지지자세를 변경할 필요가 있다. 그 결과로, 장치의 스루풋이 떨어져 버린다.
또한 특허문헌1에 기재되어 있는 얼라인먼트 장치에서는, 얼라인먼트 장치로부터 로봇이 웨이퍼를 꺼낼 때에, 로봇측에서 아암의 위치조정이 필요한 구조로 되어 있다. 즉 로봇의 아암의 웨이퍼 재치부(핸드)의 중심과, 얼라인먼트 장치 상의 웨이퍼 중심이 일치하도록, 얼라인먼트 장치에서 검출한 웨이퍼 중심의 정보를 바탕으로 로봇이 웨이퍼마다 아암을 미세조정하여, 웨이퍼를 꺼내는 구조로 되어 있다. 그 때문에, 이 미세조정의 시간이 로스(loss)가 되어 장치의 스루풋이 떨어진다는 문제가 있다.
또한 특허문헌1에 기재되어 있는 얼라인먼트 장치에서는, 웨이퍼에 각인된 ID를 읽어내는 수단이 분명하지 않아, 이 ID 읽기수단을 웨이퍼 1장에 대해서 1대로 하여 단순하게 장착하게 되면, 얼라인먼트 장치 전체의 크기가 커지고 또한 ID 읽기장치는 고가(高價)이기 때문에 얼라인먼트 장치의 비용이 상승한다.
또한 Ｗ웨이퍼 얼라인먼트 장치의 다른 예로서, 특허문헌2에 기재되어 있는 것이 있다. 특허문헌2에 기재되어 있는 얼라인먼트 장치는, 1대의 얼라인먼트 장치로 2장의 웨이퍼를 위치맞춤할 수 있는 점, 2장의 웨이퍼를 웨이퍼 반송로봇으로 한번에 반송할 수 있는 점에서 특허문헌1의 얼라인먼트 장치와 동일하지만, 다음의 점에서 다르게 되어 있다.
즉 특허문헌2에 기재되어 있는 얼라인먼트 장치는, 웨이퍼를 실어서 파지(把持)하는 그립부(grip部)(재치대에 상당)를 동축(同軸) 상에 3층 갖고 있다. 그리고 어느 하나의 2층의 그립부에 파지된 2장의 웨이퍼는, 별개로 회전되는 것은 아니고, 2장이 함께 회전되어 각각의 웨이퍼의 노치의 위치가 검출된다. 다만 검출된 노치의 위치의 정보에 의거해서 이루어지는 2장의 웨이퍼의 얼라인먼트는, 동시에 이루어지는 것은 아니고 별개로 이루어진다. 우선, 첫번째의 웨이퍼의 위치맞춤이 이루어지면, 이 웨이퍼가 꺼내지고, 새로운 세번째의 웨이퍼가 나머지 층의 그립부에 실려서 파지된다. 계속하여 두번째의 웨이퍼와 세번째의 웨이퍼가 함께 회전하여 두번째의 웨이퍼의 위치맞춤이 이루어진다. 이하에서 상세한 동작의 설명을 생략하지만, 이 얼라인먼트 장치에서는 어느 하나의 2층의 그립부에 파지된 2장의 웨이퍼는, 함께 회전하여 각각의 노치위치의 검출이 이루어지지만, 동시에 얼라인먼트되지 않는다.
이와 같이 특허문헌2에 기재되어 있는 얼라인먼트 장치에서는, 2장의 웨이퍼의 위치맞춤이 동시에 이루어지지 않으므로, 이 점에서 장치의 스루풋 향상의 여지가 또한 남아 있다.
또한 특허문헌2에 기재되어 있는 얼라인먼트 장치에서는, 웨이퍼의 ID 읽기장치가 웨이퍼마다 별개로 재치되는 구조이므로, 장치가 대형화되어 장치비용이 상승한다는 문제도 있다.
또한 얼라인먼트 장치에 설치되어 웨이퍼가 재치되는 재치대는, 재치대를 구성하고 있는 부재를 직접 깎아서 형성하는 것이거나, 천연고무나 합성고무 등의 탄성재료에 의해 성형된 패드(pad)를 재치대에 장착하는 것이 알려져 있다.
이러한 패드가 사용되는 예로서, 특허문헌3은, 부착부(附着部)와, 부착부에 계속되는 근본부(根本部)와, 근본부로부터 일체적(一體的)으로 연속하도록 설치된 스커트부(skirt部)를 구비한 흡착용 패드(吸着用 pad)를 개시하고 있다. 근본부는, 대략 원형의 단면을 갖고, 그 외주의 직경이 서서히 커져서 스커트부로 계속되고 있다. 스커트부는, 근본부보다 큰 대략 원형단면을 나타내고, 스커트부의 시점에서부터 종점에 이르는 옷단부는, 스커트부의 시점으로부터 종점에 걸쳐서 서서히 얇게 되어 일체적으로 형성되어 있다. 스커트부의 내부 바닥면에서 워크와 접하는 면의 대략 중심부에는, 스커트부 바닥면으로부터 개구(開口)까지 도달하는 관통구멍(貫通孔)이 형성되어 있다.
특허문헌4는, 기판 반송장치(基板 搬送裝置)의 반송아암(搬送arm)에 형성된 제1부착구멍(第1附着孔)에 부착되고, 반송아암의 진공흡인로에 연결되어 기판을 반송아암에 진공흡착하는 진공흡착패드(眞空吸着pad)를 개시하고 있다.
그러나 상기와 같은 패드를 사용한 재치대에 의해 웨이퍼를 지지하는 경우에는 다음과 같은 문제가 있다.
특허문헌3의 흡착용 패드는, 스커트부의 옷단부를 두껍게 함으로써 워크와의 접촉부분을 적게하는 것이다. 그런데 최근에 있어서, 흡착용 패드와 워크의 접촉면적은 점점 작아지는 경향이 있어, 그 대응이 요구되고 있다.
특허문헌4의 진공흡착패드는, 반송아암의 부착구멍에 밀봉부재를 사이에 두고 부착되어 있어, 밀봉부재에 의해 기밀성을 확보하고 있다. 그 때문에, 진공흡착패드의 교환 시에 밀봉부재도 교환할 필요가 있고, 진공흡착패드의 교환작업이 번거롭게 된다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 얼라인먼트 장치의 재치대에 웨이퍼를 실어서 지지하는 경우에, 안정된 지지를 가능하게 하고 또한 패드부재(pad部材)의 부착이나 제거 등의 교환작업을 쉽게 할 수 있는 얼라인먼트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 1대의 얼라인먼트 장치에서 복수의 웨이퍼를 동시에 위치맞춤할 수 있고, 복수의 웨이퍼의 ID를 읽어낼 수도 있는 얼라인먼트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은, 장치가 콤팩트(compact)하고, 비용이 싸고, 장치의 스루풋도 높고, 또한 이웃하는 복수의 웨이퍼가 간섭되지 않고, 안전하게 얼라인먼트 및 ID읽기를 할 수 있는 얼라인먼트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은, 이러한 얼라인먼트 장치를 구비한 반도체 웨이퍼 처리장치, 얼라인먼트 장치를 사용하는 얼라인먼트 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 얼라인먼트 장치는,
웨이퍼의 엣지에 형성된 노치부를, 둘레방향에 있어서의 소정의 위치에 위치맞춤하기 위한 얼라인먼트 장치로서,
상기 웨이퍼가 재치되고, 수평면 내에 나란하게 배치된 복수의 재치대와,
상기 재치대를 각각 회전시킴과 아울러, 상기 수평면 내에 있어서의 소정의 방향으로 각각 이동시키는 복수의 이동유닛과,
상기 재치대에 대응시켜서 설치되고, 상기 재치대에 재치된 상기 웨이퍼의 상기 엣지에 설치된 상기 노치부의 둘레방향 위치를 각각 검출하는 복수의 노치부 검출수단과,
상기 노치부 검출수단에 의해 상기 웨이퍼에 있어서의 상기 둘레방향 위치를 각각 검출하고, 검출된 상기 둘레방향 위치의 정보에 의거하여 상기 둘레방향 위치를 소정의 둘레방향에 있어서의 위치로 각각 위치맞움하기 위하여 상기 재치대에 재치된 상기 웨이퍼를 상기 이동유닛에 의해 각각 회전시킬 때에, 상기 웨이퍼 상호간의 간섭을 방지하도록 상기 이동유닛을 통하여 수평면 내에 있어서의 각 재치대의 위치를 제어하는 컨트롤러를
구비하고,
복수의 상기 재치대는 각각, 재치대 본체부와, 상기 재치대 본체부에 형성된 개구부에 부착되고 상기 웨이퍼를 지지하는 패드부재를 구비하고,
상기 패드부재는,
상기 개구부에 부착되고, 그 중앙부에 관통구멍을 갖는 본체부와,
상기 패드부재의 선단측에 형성되고, 상기 웨이퍼에 접촉되는 제1고리부와,
상기 제1고리부 및 상기 본체부와 일체로 형성되고, 상기 본체부의 외측을 향해서 연장되어 형성되는 제1돌출부를
구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 패드를 찌그러지도록 변형시키면서 얼라인먼트 장치의 재치대 본체부에 형성된 개구부(패드 부착구멍)에 삽입할 수 있기 때문에, 개구부에 패드의 부착 및 제거작업이 쉽게 된다.
또한 본 발명의 얼라인먼트 장치에 있어서,
상기 패드부재는,
상기 패드부재의 후단측에 설치되고, 상기 제1고리부와 동일한 형상으로 형성된 제2고리부와,
상기 제2고리부 및 상기 본체부와 일체로 형성되고, 상기 본체부에 착좌되는 제2돌출부를 더 구비하고 있어도 좋다.
이 구성에 의하면, 제1고리부와 제2고리부가 대칭구조이기 때문에 제1고리부와 제2고리부의 어느 것을 웨이퍼와 접촉하는 쪽으로 하여도 좋다. 또한 얼라인먼트 장치에 패드를 부착할 때의 잘못된 설치를 방지할 수 있어, 패드의 부착 용이성을 높일 수 있다.
또한 본 발명의 얼라인먼트 장치에 있어서,
상기 패드부재는,
상기 패드부재의 후단측에 상기 본체부와 일체로 형성되고, 상기 본체부의 외측을 향해서 연장되어 형성되는 제3돌출부를 더 구비하고 있어도 좋다.
이 구성에 의하면, 제3돌출부를 구비함으로써 패드를 재치대 본체부의 개구부에 쉽게 부착할 수 있다.
또한 본 발명의 얼라인먼트 장치에 있어서,
상기 재치대 본체부는, 그 내부에, 일단부가 상기 개구부와 서로 통하게 되고 타단부가 흡배기유닛에 접속되는 통로부를 갖고 있어도 좋다.
이 구성에 의하면, 흡착이 없이 사이클 타임이 부족한 경우 등에는, 흡배기유닛을 별개로 설치해서 통로부를 통하여 진공처리를 함으로써, 확실하게 웨이퍼를 지지할 수 있다.
또한 본 발명의 얼라인먼트 장치에 있어서,
상기 본체부는 원통부재이고,
상기 제1돌출부는, 상기 제1고리부측으로부터 상기 본체부측을 향해서 직경이 커지는 테이퍼부를 구비하고 있어도 좋다.
또한 본 발명의 얼라인먼트 장치에 있어서,
상기 제2돌출부는, 상기 제2고리부측으로부터 상기 본체부측을 향해서 직경이 커지는 테이퍼부를 구비하고 있어도 좋다.
이들의 구성에 의하면, 패드를 재치대 본체부의 개구부에 쉽게 부착할 수 있다.
또한 본 발명의 얼라인먼트 장치에 있어서,
상기 패드부재는, 상기 재치대 본체부를 상기 제1돌출부 및 상기 제2돌출부에 의하여 협지시킴으로써 상기 재치대 본체부에 부착되어도 좋다.
이 구성에 의하면, 얼라인먼트 장치로부터의 패드의 탈락을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 얼라인먼트 장치에 있어서,
상기 패드부재는, 상기 재치대 본체부를 상기 제1돌출부 및 상기 제3돌출부에 의하여 협지시킴으로써 상기 재치대 본체부에 부착되어도 좋다.
이 구성에 의하면, 얼라인먼트 장치로부터의 패드의 탈락을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 얼라인먼트 장치에 있어서,
상기 패드부재는, 수지조성물에 도전성입자를 분산시켜서 이루어지는 도전성수지로 구성되어 있어도 좋다.
이 구성에 의하면, 웨이퍼의 대전, 나아가서는 웨이퍼의 스파크를 방지할 수 있음과 아울러, 웨이퍼에 있어서 파티클 부착을 억제할 수 있다.
또한 본 발명의 얼라인먼트 장치에 있어서,
상기 제1고리부의 외경이, 상기 본체부의 외경보다 작게 되도록 형성되어 있어도 좋다.
이 구성에 의하면, 웨이퍼와 패드의 접촉면(제1고리부)의 접촉면적을 작게 할 수 있기 때문에, 웨이퍼에 패드가 접촉함에 기인하는 웨이퍼에 있어서 파티클의 부착을 억제할 수 있다.
또한 본 발명의 얼라인먼트 장치는,
상기 재치대 상호간의 중간위치에 설치되는 ID 읽기수단을 더 구비하고,
상기 컨트롤러는, 상기 재치대에 재치된 상기 웨이퍼를 상기 이동유닛에 의해 각각 회전시켜서, 상기 웨이퍼에 있어서의 상기 노치부의 상기 둘레방향 위치를 상기 노치부 검출수단에 의해 각각 검출함과 아울러, 상기 웨이퍼 상호간의 간섭을 방지하도록, 상기 이동유닛을 통하여 수평면 내에 있어서의 각 재치대의 위치를 제어하면서, 상기 웨이퍼의 주연부에 부착된 ID를 상기 ID 읽기수단에 의해 읽어내도록 구성되어 있어도 좋다.
또한 본 발명의 얼라인먼트 장치에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 재치대에 재치된 상기 웨이퍼를 상기 이동유닛에 의해 각각 회전시킬 때에, 상기 웨이퍼 상호간의 간섭을 방지하도록, 상기 이동유닛을 통하여 수평면 내에 있어서의 각 재치대의 위치제어를 하는 인터록수단을 구비하고 있어도 좋다.
또한 본 발명의 얼라인먼트 장치에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 재치대에 재치된 상기 웨이퍼에 있어서의 상기 ID를 상기 ID 읽기수단에 의해 각각 읽어낼 때에, 상기 웨이퍼 상호간의 간섭을 방지하도록, 하나의 상기 웨이퍼의 ID를 읽어내는 제어, 상기 이동유닛을 통하여 수평면 내에 있어서의 각 재치대의 위치제어, 및 다른 상기 웨이퍼의 ID를 읽어내는 제어를 하는 인터록수단을 구비하고 있어도 좋다.
또한 본 발명의 얼라인먼트 장치에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 재치대에 재치된 상기 웨이퍼에 있어서의 상기 ID를 상기 ID 읽기수단에 의해 각각 읽어낼 때에, 상기 웨이퍼 상호간의 간섭을 방지하도록, 상기 이동유닛을 통하여 수평면 내에 있어서의 각 재치대의 위치제어, 및 상기 웨이퍼의 각 ID를 시간차로 교대로 읽어내는 제어를 하는 인터록수단을 구비하고 있어도 좋다.
또한 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 반도체 웨이퍼 처리장치는,
상기 구성의 얼라인먼트 장치를 구비한 반도체 웨이퍼 처리장치로서,
반송장치를 더 구비하고,
상기 반송장치는, 상기 얼라인먼트 장치의 수평면 내에 나란하게 배치된 복수의 상기 재치대의 각각에, 상기 웨이퍼를 투입 및 꺼낼 수 있도록 구성되어 있다.
또한 본 발명의 반도체 웨이퍼 처리장치에 있어서,
상기 반송장치는 더블아암 로봇이어도 좋다.
또한 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 얼라인먼트 방법은,
상기 구성의 얼라인먼트 장치를 사용하는 상기 웨이퍼의 위치맞춤을 위한 얼라인먼트 방법으로서,
복수의 상기 웨이퍼를, 상기 수평면 내에 나란하게 배치된 복수의 상기 재치대에 대하여 각각 반입하는 웨이퍼 반입공정과,
복수의 상기 재치대에 각각 부착된 상기 패드부재에 의해 상기 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지지공정과,
상기 각 재치대를 회전시킴과 아울러, 상기 각 재치대 상의 상기 웨이퍼의 상기 노치부를 검출하는 노치부 검출공정과,
상기 각 재치대를 더 회전시켜서, 상기 노치부 검출공정에 있어서 검출된 상기 노치부의 위치를, 소정의 둘레방향에 있어서의 위치로 이동시키는 위치맞춤공정과,
상기 위치맞춤공정에 있어서의 상기 웨이퍼가 이동할 때에, 상기 웨이퍼 상호간의 간섭을 방지하도록, 상기 각 재치대의 위치를 제어하는 제1위치 제어공정과,
복수의 상기 재치대 상의 상기 웨이퍼를, 외부반출장치에 의해 상기 얼라인먼트 장치의 외로 꺼내도록, 복수의 상기 재치대에 대하여 각각 반출하는 웨이퍼 반출공정을
포함한다.
또한 본 발명의 얼라인먼트 방법에 있어서,
하나의 상기 재치대의 에어리어에 있어서의 상기 웨이퍼 반입공정, 상기 웨이퍼 반출공정 또는 상기 노치부 검출공정과, 다른 상기 재치대의 에어리어에 있어서의 상기 웨이퍼 반입공정, 상기 웨이퍼 반출공정 또는 상기 노치부 검출공정을 연속적으로 또는 일부를 중첩시켜서 하여도 좋다.
또한 본 발명의 얼라인먼트 방법에 있어서,
상기 노치부 검출공정에 있어서 상기 재치대에 대한 상기 웨이퍼의 위치 어긋남량이 규정범위 외라고 판정되었을 때에, 당해 웨이퍼는 상기 얼라인먼트 장치로부터 꺼내져도 좋다.
또한 본 발명의 얼라인먼트 방법에 있어서,
복수의 상기 웨이퍼에 각각 부착된 ID를, 복수의 상기 재치대 상호간의 중간위치에 설치되는 ID 읽기수단에 의해 읽어내는 ID 읽기공정을 더 포함하여도 좋다.
또한 본 발명의 얼라인먼트 방법에 있어서,
상기 ID 읽기공정에 있어서, 웨이퍼 상호간의 간섭을 방지하도록, 상기 각 재치대의 위치를 제어하는 제2위치 제어공정을 더 포함하여도 좋다.
또한 본 발명의 얼라인먼트 방법에 있어서,
상기 ID 읽기공정에 있어서, 상기 웨이퍼 상호간의 간섭을 방지하도록, 하나의 상기 웨이퍼에 대해서 상기 ID 읽기공정을 실시하고 있는 사이에 다른 상기 웨이퍼의 상기 ID 읽기수단으로의 이동을 제한하고, 하나의 상기 웨이퍼의 ID읽기 종료 후에 다른 상기 웨이퍼의 상기 ID 읽기수단으로의 이동이 가능하도록 하는 제2위치 제어공정을 더 포함하여도 좋다.
또한 본 발명의 얼라인먼트 방법에 있어서,
상기 ID 읽기공정 후에, 수평면 내에 있어서 상기 재치대를, 상기 웨이퍼를 꺼내는 인출위치로 이동시켜서, 상기 위치맞춤공정을 하여도 좋다.
본 발명에 의하면, 얼라인먼트 장치의 재치대에 웨이퍼를 실어서 지지하는 경우에, 안정된 지지를 가능하게 하고 또한 패드부재의 부착이나 제거 등의 교환작업을 쉽게 할 수 있는 얼라인먼트 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 복수의 웨이퍼를 동시에 위치맞춤할 수 있고, 장치의 크기가 콤팩트하고, 비용이 싸고, 장치의 스루풋을 향상시킨 얼라인먼트 장치를 제공할 수 있다. 또한 위치맞춤 동작 중이나 ID읽기 동작 중에, 고가의 웨이퍼 상호간이 충돌해서 파손되는 사고를 방지할 수 있다.
도1은, 본 발명에 관한 패드의 사시도이다.
도2는, 패드의 정면도이다.
도3은, 패드의 평면도이다.
도4는, 도3의 IV-IV선의 단면도이다.
도5는, 본 발명의 얼라인먼트 장치가 설치되는 소터의 평면도이다.
도6은, 본 발명의 얼라인먼트 장치의 사시도이다.
도7은, 얼라인먼트 장치의 기대 상자체의 천장판과 전판과 우측판을 제거하여 볼 때의, 동 얼라인먼트 장치의 내부의 확대 사시도이다.
도8은, 얼라인먼트 장치에 2장의 웨이퍼가 재치된 상태의 사시도로서, 1장의 웨이퍼를 상상선(2점쇄선)으로 나타내는 사시도이다.
도9는, 얼라인먼트 장치의 재치대의 일례를 나타내는 사시도이다.
도10은, 웨이퍼가 재치된 재치대를 나타내는 도면이다.
도11은, 도9의 XI-XI선의 단면도이다.
도12a는, 2장의 웨이퍼를 수취한 직후의 얼라인먼트 장치의 평면도이다.
도12b는, 1장의 웨이퍼가 ID 읽기위치에 있을 때의 얼라인먼트 장치의 평면도이다.
도12c는, 1장의 웨이퍼가 웨이퍼 인출위치에 있을 때의 얼라인먼트 장치의 평면도이다.
도13은, 얼라인먼트 장치에 있어서의 위치맞춤 동작과 ID읽기 동작의 플로우차트이다.
도14는, 본 발명에 관한 패드의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도15는, 본 발명에 관한 패드의 변형예를 나타내는 부분확대 정면도이다.
도16은, 본 발명에 관한 패드의 변형예를 나타내는 부분확대 정면도이다.
도17은, 본 발명에 관한 패드의 변형예를 나타내는 부분확대 정면도이다.
이하에서, 본 발명의 실시형태에 관한 얼라인먼트 장치(alignment 裝置) 및 패드부재(pad部材)에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
우선, 도1부터 도4를 참조하여 실시형태에 관한 패드(1)(패드부재의 일례)에 대해서 설명한다. 패드(1)는, 예를 들면 반도체 소자(半導體 素子)를 제조하기 위한 재료인 웨이퍼(wafer)를 지지하는 부품으로서 사용된다. 패드(1)는, 웨이퍼의 엣지(edge)에 형성된 노치부(notch部)를, 둘레방향에 있어서의 소정의 위치에 위치맞춤하기 위한 얼라인먼트 장치에 설치되고, 웨이퍼가 재치(載置)되는 복수의 재치대(載置臺)에 부착되어 사용될 수 있다. 얼라인먼트 장치의 상세(詳細)는 후술한다.
도1부터 도4에 나타나 있는 바와 같이 패드(1)는, 중앙부에 형성되는 본체부(本體部)(2)와, 본체부(2)의 높이방향(도2 중에서는 상하방향)에 있어서의 양단부(兩端部)에 형성되는 지지부(支持部)(3)를 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서의 지지부(3)는, 본체부(2)의 일방(一方)의 단부(端部)(예를 들면, 도2, 4에 있어서 상단부(上端部))에 형성되는 제1지지부(第1支持部)(3A)와, 제1지지부(3A)와 반대측의 단부(예를 들면 도2, 4에 있어서 하단부(下端部))에 형성되는 제2지지부(第2支持部)(3B)를 포함하고 있다. 본체부(2)와 지지부(3A, 3B)는 일체적(一體的)으로 형성되어 있다.
본체부(2)는 원통형으로 형성되어 있다. 본체부(2)의 높이는, 예를 들면 후술하는 개구부(開口部)(302)(도11을 참조)에 있어서의 재치대 본체부(載置臺 本體部)(301)의 두께(도11 중에서는 상하방향 높이)와 대략 동일하게 되도록 설정되어 있다. 본체부(2)의 높이는, 예를 들면 1∼2mm 정도이다. 또한 본체부(2)의 외경(外徑)(R1)은, 후술하는 개구부(302)(도11을 참조)의 내경과 동일한 직경 또는 동일한 직경보다 약간 크게 형성된다. 바람직하게 본체부(2)의 외경(R1)은, 개구부(302)의 내경과 동일한 직경보다 약간 크게 형성된다. 이에 따라 후술하는 패드(1)를 부착할 때에, 개구부(302)에 대한 본체부(2)의 밀착도(密着度)가 높아진다.
본체부(2)의 중앙부 및 지지부(3(3A, 3B))의 중앙부에는, 본체부(2)와 지지부(3(3A, 3B))를 서로 통하도록 관통구멍(貫通孔)(5)이 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서의 관통구멍(5)은, 원형단면이고 패드(1)의 높이방향으로 똑같은 지름을 구비하고 있다.
지지부(3(3A, 3B))는, 대상부재인 웨이퍼 등을 지지(재치)할 때에 당해 웨이퍼 등에 접촉하는 고리부(環部)(31(31A, 31B))를 구비하고 있다. 고리부(31(31A, 31B))는, 관통구멍(5)의 테두리부에 있어서 고리모양으로 형성되어 있다. 고리부(31A)와 고리부(31B)는, 대략 동일한 형상이어도 좋지만, 본 실시형태에서는 동일한 직경의 원형모양으로 형성되어 있다. 고리부(31(31A, 31B))의 외경(R2)은 본체부(2)의 외경(R1)보다 작게 되도록 형성되어 있다. 바꿔 말하면, 고리부(31(31A, 31B))의 외경(R2)은 관통구멍(5)의 지름(R4)(도4를 참조)보다 약간 크게(후술하는 지름방향 폭(W)의 값으로) 형성된다. 고리부(31(31A, 31B))는, 본체부(2)의 높이방향과 직교하도록 대략 평탄면이 되도록 형성되어 있다. 웨이퍼는, 제1지지부(3A)의 고리부(31A)(제1고리부(第1環部)의 일례) 또는 제2지지부(3B)의 고리부(31B)(제2고리부의 일례)의 어느 일방에 접촉한 상태로 지지된다.
지지부(3(3A, 3B))는, 그 고리부(31(31A, 31B))와 본체부(2) 사이에, 본체부(2) 및 고리부(31(31A, 31B))와 일체로 형성된 돌출부(突出部)(32(32A, 32B))를 구비하고 있다. 돌출부(32(32A, 32B))는, 테이퍼부(taper部)(33(33A, 33B))와, 착좌면(着座面)(34(34A, 34B))으로 구성되어 있다. 테이퍼부(33(33A, 33B))는, 고리부(31)(31A, 31Ｂ)측에서 본체부(2)측을 향해서 직경이 커지도록 형성되어 있다. 착좌면(34(34A, 34B))은, 돌출부(32(32A, 32B))에 있어서의 본체부(2)와 접촉하는 부분에 형성되고, 본체부(2)의 높이방향과 직교하는 면과 평행하게 형성되어 있다. 즉 돌출부(32(32A, 32B))의 외경(R3)은 본체부(2)의 외경(R1)보다 크게 되도록 형성되어 있다. 착좌면(34(34A, 34B))은, 패드(1)가 재치대(202a, 202b)에 부착되었을 때에, 재치대(202a, 202b)의 일부분에 접촉하는 면이다.
이와 같이 지지부(3(3A, 3B))는 원뿔대형으로 형성되어 있다. 본체부(2)의 상단부에 형성되어 있는 제1지지부(3A)는, 고리부(31A)를 향함에 따라 지름이 작게 되도록 형성되어 있다. 또한 본체부(2)의 하단부에 형성되어 있는 제2지지부(3B)는, 고리부(31B)을 향함에 따라 지름이 작게 되도록 형성되어 있다. 제1지지부(3A)와 제2지지부(3B)는, 그들의 사이에 본체부(2)를 사이에 두고 대칭구조가 되도록 형성되어 있다. 또한 도면에 나타내는 것을 생략하지만, 패드(1)의 저면도는 도3에 나타내는 평면도와 동일하게 된다. 또한 패드(1)의 배면도 및 좌우 측면도는 도2에 나타내는 정면도와 동일하게 된다.
고리부(31(31A, 31B))의 면적은, 예를 들면 0.1∼1제곱밀리미터(mm2) 이하가 되도록 형성된다. 고리부(31(31A, 31B))의 면적이 0.1mm2 미만이면, 웨이퍼와의 접촉불량을 발생시킬 가능성이 있다. 한편 고리부(31(31A, 31B))의 면적이 1mm2보다 크면, 웨이퍼에 대한 파티클부착(particle附着)이 문제가 될 가능성이 있다. 예를 들면 관통구멍(5)의 지름(R4)이 4mm로 형성되어 있는 경우, 고리부(31(31A, 31B))의 지름방향 폭(W)은 0.01mm∼0.065mm가 되도록 형성되어 있다. 또한 고리부(31(31A, 31B))의 면적은, 전 패드(1)와 웨이퍼에 허용 가능한 접촉 총면적 S, 즉 패드(1)의 수에 의해 변경된다. 전 패드(1)와 웨이퍼에 허용 가능한 접촉 총면적 S를 일정하게 했을 경우, 패드(1)의 수가 1개, 2개, 3개, ...로 증가함에 따라, 1개당 고리부(31(31A, 31B))의 면적은 S, S/2, S/3, ...로 작아진다. 바꿔 말하면, 전 패드(1)와 웨이퍼에 허용 가능한 접촉 총면적 S가 결정되고 또한 얼라인먼트 장치(200)의 각 재치대(202a, 202b)에 부착되는 전 패드(1)의 수가 결정되었을 때에, 고리부(31(31A, 31B))의 면적이 일의적(一義的)으로 정해진다.
구체적으로는, 예를 들면 접촉 총면적 S가 3mm2 이하, 패드(1)의 총수가 3개, 관통구멍(5)의 지름(R4)이 4mm, 고리부(31(31A, 31B))의 외경(R2)이 4.13mm일 때에, 고리부(31(31A, 31B))의 지름방향 폭(W)은 0.065mm가 된다. 이 때에, 고리부(31(31A, 31B))의 면적은 0.83mm2, 고리부(31)의 총면적은 2.49mm2가 되어, 접촉 총면적 S(3mm2 이하)를 만족한다. 또한 예를 들면 접촉 총면적 S가 0.5mm2 이하, 패드(1)의 총수가 3개, 관통구멍(5)의 지름(R4)이 4mm, 고리부(31(31A, 31B))의 외경(R2)이 4.02mm일 때에, 고리부(31(31A, 31B))의 지름방향 폭(W)은 0.01mm가 된다. 이 때에, 고리부(31(31A, 31B))의 면적은 0.13mm2, 고리부(31)의 총면적은 0.39mm2가 되어, 접촉 총면적 S(0.5mm2 이하)를 만족한다.
패드(1)를 구성하는 본체부(2) 및 지지부(3(3A, 3B))는, 수지조성물(樹脂組成物)에 도전성입자(導電性粒子)를 분산시켜서 이루어진 도전성수지(導電性樹脂)로 구성되어 있다. 본체부(2) 및 지지부(3(3A, 3B))는, 예를 들면 폴리테트라 플루오로에틸렌, 퍼플루오로 알콕시알칸, 에틸렌 테트라플루오로 에틸렌코폴리머 등의 불소수지(弗素樹脂) 등에 의해 제작될 수 있다. 수지조성물로서는, 이 이외에, 반도체 웨이퍼를 핸들링(handling)하는 로봇핸드(robot hand)의 패드에 관용적으로 사용되고 있는 수지가 모두 적용될 수 있다.
다음에, 도5∼도13을 참조하여, 패드(1)가 부착된 재치대(202a, 202b)를 구비한 얼라인먼트 장치(200)에 대해서 설명한다.
본 실시형태에 관한 얼라인먼트 장치(200)는, 반도체 웨이퍼 처리장치(半導體 wafer 處理裝置)에 구비되어 있고, 이 처리장치 내에 설치되는 반송장치(搬送裝置)(로봇(robot))로부터 수취한 웨이퍼를 위치마춤함과 아울러, 웨이퍼의 주연부(周緣部)에 부착된 ID를 읽기 위한 장치이다. 웨이퍼의 위치맞춤은, 웨이퍼의 엣지에 형성된 노치부(노치나 오리엔테이션 플랫(orientation flat) 등)의 둘레방향 위치를, 둘레방향에 있어서의 소정의 위치로 위치맞춤함으로써 이루어진다.
(소터(sorter))
이러한 얼라인먼트 장치(200)는, 실제로는 소터라고 불리는 특수한 장치 내에 설치되어 사용된다. 이 소터는 반도체 웨이퍼 처리장치에 웨이퍼를 반입하거나 반출하는 위치에 배치된다. 도5는 소터(101)를 나타내는 평면도이다.
도5에 나타나 있는 바와 같이 소터(101)는, 그 전면(前面)에 2개의 로드포트(load port)(105a, 105b)가 부착되고, 그 내부에 1대의 웨이퍼 반송로봇(103)과, 1대의 얼라인먼트 장치(200)를 구비하고 있다. 얼라인먼트 장치(200)는, 소터(101)의 내부공간에 있어서의 단부(도5 중에서는 좌측단부)에 설치되어 있다. 로봇(103)은, 얼라인먼트 장치(200)의 나머지 공간 내를 주행하여 웨이퍼(102)를 반송한다. 로봇(103)은, 더블아암형(double arm型)의 로봇(더블아암 로봇(double arm robot))으로서, 한 쌍의 아암(104)을 구비한다.
소터(101)의 내부와 2대의 로드포트(105a, 105b) 사이에는, 뚜껑 개폐기구가 각각 삽입되어 설치되어 있고, 복수의 웨이퍼(102)를 수용하는 용기(예를 들면 FOUP)가 이들의 로드포트에 재치되었을 때에, 그들의 용기의 뚜껑을 외기의 유입을 차단한 상태 하에서 연다. 이에 따라 FOUP의 내부공간 및 소터(101)의 내부공간은 항상 깨끗한 작업환경으로 지지된다.
여기에서, 일방의 로드포트(105a)에, 방위(方位)가 가지런하지 않은 복수의 웨이퍼(102)를 수용한 일방의 FOUP가 재치되면, 이 FOUP는 뚜껑 개폐기구에 의해 그 뚜껑이 열린다. 로봇(103)은, 이 FOUP 내에서 2장의 웨이퍼(102)를 꺼내고, 이것를 얼라인먼트 장치(200)로 이송한다. 얼라인먼트 장치(200)는, 2장의 웨이퍼(102)의 방위를 소정의 방향으로 정돈함과 아울러, 각 웨이퍼(102)에 각인되어 있는 ID를 읽어낸다.
여기에서 웨이퍼(102)의 「방위」란, 웨이퍼(102)에 있어서의 결정방위(結晶方位)이다. 또한 본 실시형태에 있어서는 웨이퍼(102)의 「방위」란, 웨이퍼(102)에 있어서의 노치부의 「둘레방향 위치」와 동일한 의미인 것으로 한다. 또한 웨이퍼(102)의 방위를 「소정의 방향으로 정돈한다」란, 이 「둘레방향 위치」를 「소정의 위치(기준위치)로 위치를 부여한다」는 것이고, 이에 따라 웨이퍼(102)의 얼라인먼트는 완료된다.
계속하여 로봇(103)은, 방위가 소정의 방향으로 정돈된 2장의 웨이퍼(102)를 얼라인먼트 장치(200)로부터 꺼내고, 이들의 웨이퍼(102)를 타방(他方)의 로드포트(105b)에 있어서의 타방의 FOUP로 이송한다.
타방의 FOUP는, 방위가 소정의 방향으로 정돈된 웨이퍼(102)가 소정의 갯수를 수용한 시점에서 뚜껑 개폐기구에 의해 그 뚜껑이 닫히고, 외부로봇에 의하여 다음 처리공정으로 반송된다.
(얼라인먼트 장치)
다음에, 얼라인먼트 장치(200)의 구조를 도6∼도8를 참조하여 상세히 설명한다.
얼라인먼트 장치(200)는, 그 위에 웨이퍼(102a, 102b)(도8을 참조)가 재치되는 2개의 재치대(202a, 202b)와, 2개의 이동유닛(移動unit)(204a, 204b)과, 2개의 노치부 검출수단(notch部 檢出手段)(206a, 206b)과, 1개의 ID 읽기수단(ID reading手段)(208)과, 컨트롤러(controller)(210)(도7을 참조)를 구비하고 있다. 재치대(202a, 202b)는 수평면 내에 나란하게 배치되어 있다. 이동유닛(204a, 204b)은, 재치대(202a, 202b)를 각각 회전시킴과 아울러, 수평면 내에 있어서의 소정의 방향으로 각각 이동시키도록 구성되어 있다. 노치부 검출수단(206a, 206b)은, 재치대(202a, 202b)에 대응시켜서 설치되고, 재치대(202a, 202b)에 재치된 웨이퍼(102a, 102b)의 엣지에 형성된 노치부(112)(도8, 도9를 참조)의 둘레방향 위치를 각각 검출한다. ID 읽기수단(208)은 각 웨이퍼(102a, 102b)의 ID를 읽어낸다.
또한 도8에서, 재치대(202a)에 재치된 웨이퍼(102a)는 그 윤곽만이 2점쇄선으로 그려져 있다. 이는 웨이퍼(102a)와 재치대(202a)의 위치관계를 이해하기 쉽게 하기 위한 것이다. 또한 도7의 부호(215)는 컨트롤러(210)로부터 각종 기기로 연장되는 배선을 나타낸다.
재치대(202a, 202b)는, 얼라인먼트 장치(200)의 상자형 기대(211)의 천장판(211a)에 형성된 개구(230a, 230b)로부터 돌출시켜 배치되고, 그 위에 재치되는 웨이퍼(102a, 102b)를 흡착해서 지지하는 패드(1)(도6 등에서는 도면에 나타내는 것을 생략)를 구비하고 있다.
노치부 검출수단(206a, 206b)은 얼라인먼트 장치(200)의 좌우 양단부에 구비되어 있다. 노치부 검출수단(206a, 206b)의 C자모양의 노치부(후술)의 각 상반부는, 재치대(202a, 202b)와 동일하게 얼라인먼트 장치(200)의 상자형 기대(211)의 천장판(211a)에 형성된 개구(232a, 232b)로부터 돌출하도록 배치되어 있다.
ID 읽기수단(208)은 2개의 이동유닛(204a, 204b)의 중간위치에 구비되어 있다. 더 상세하게 ID 읽기수단(208)은, 2개의 이동유닛(204a, 204b)의 중간위치로서, 상자형 기대(211)의 천장판(211a)에 형성된 네모난 구멍의 바로 아래에 구비되어 있다. ID 읽기수단(208)은, 그 구멍을 통하여 웨이퍼(102)의 주연부에 부착된 ID를 읽어낼 수 있도록 구성되어 있다. 여기에서 웨이퍼(102)의 주연부란, 웨이퍼(102)의 엣지를 포함하는 웨이퍼(102)의 외주 가장자리부를 가리킨다.
(이동유닛의 상세구조)
다음에, 이동유닛(204a, 204b)의 구조를 도7을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한 이동유닛(204a)과 이동유닛(204b)은, 동일한 구조로서, 좌우대칭으로만 배치되는 것이다. 따라서 이하에 있어서 상세한 설명은, 이동유닛(204a)만에 대하여 하고 이동유닛(204b)에 관한 설명은 생략한다.
도7 중에, 화살표(X) 및 화살표(Y)는 서로 직교하는 수평방향을 나타내며, 화살표(X)는 제1수평방향이 되는 폭방향을 나타내고, 화살표(Y)는 제2수평방향이 되는 깊이방향을 나타내고 있다.
이동유닛(204a)은, 재치대(202a) 위에 웨이퍼(102a)를 실은 상태로 재치대(202a)를 회전시킴과 아울러, 수평면 내에 있어서의 소정의 방향으로 재치대(202a)를 이동시키는 역할을 담당하는 재치대 구동기구이다. 이동유닛(204a)은, 재치대 구동모터(224a)와, X축 슬라이더(216a)와, Y축 슬라이더(220a)를 구비하고 있다.
재치대 구동모터(224a)는, Y축 슬라이더(220a)의 하면에 설치됨과 아울러, 그 출력축(241)이 Y축 슬라이더(220a)에 형성된 개구(도면에는 나타내지 않는다)로부터 돌출시켜서 설치되어 있다. 출력축(241)의 선단은 재치대(202a)에 연결되어 있고, 재치대 구동모터(224a)의 회전에 의하여 재치대(202a)가 회전된다. 또한 재치대 구동모터(224a)는, X축 슬라이더(216a)의 중앙에 형성된 개구(OP1)를 통과하도록 삽입된다. 이에 따라 Y축 슬라이더(220a)의 이동에 따라, 재치대 구동모터(224a)가 X축 슬라이더(216a)와 간섭할 우려가 없다.
또한 Y축 슬라이더(220a)는, X축 슬라이더(216a) 위에 설치된 좌우 한 쌍의 Y축 리니어가이드(221a, 221a) 위를, Y축방향으로 Y축구동 볼나사유닛(Y軸驅動 ball螺絲unit)(223a)에 의해 구동되어 슬라이딩한다.
Y축구동 볼나사유닛(223a)은 X축 슬라이더(216a)에 브래킷을 통하여 고정되어 있다. Y축 구동모터(222a)의 회전에 의하여 Y축구동 볼나사유닛(223a)의 볼나사가 체결방향으로 진행하여, Y축 슬라이더(220a)가 상기와 같이 좌우 한 쌍의 Y축 리니어가이드(221a, 221a) 위를 슬라이딩하여 Y축방향으로 이동하도록 구성되어 있다.
또한 X축 슬라이더(216a)는, 상자형 기대(211)의 후벽에 설치된 상하 한 쌍의 X축 리니어가이드(217a, 217a) 위를, X축방향으로 X축구동 볼나사유닛(219a)에 의해 구동되어 슬라이딩한다.
X축구동 볼나사유닛(219a)는 상자형 기대(211)의 좌측벽에 부착되어 고정되어 있다. X축 구동모터(218a)의 회전에 의하여 X축구동 볼나사유닛(219a)의 볼나사가 체결방향으로 진행하여, X축 슬라이더(216a)가 상기와 같이 상하 한 쌍의 X축 리니어가이드(217a, 217a) 위를 슬라이딩하여 X축방향으로 이동하도록 구성되어 있다.
(이동유닛의 동작)
이동유닛(204a)은, 컨트롤러(210)에 의하여 재치대 구동모터(224a)를 제어하여 웨이퍼(102a)를 실은 재치대(202a)를 회전시킴과 아울러, 컨트롤러(210)에 의하여 X축 구동모터(218a)와 Y축 구동모터(222a)를 제어하여 X축 슬라이더(216a)와 Y축 슬라이더(220a)를 수평면 내에 있어서의 소정의 방향으로 이동시킨다. 그 결과로, 웨이퍼(102a)를 실은 재치대(202a)가 수평면 내에 있어서의 소정의 방향으로 이동 가능하게 된다.
(노치부 검출수단의 상세구조)
노치부 검출수단(206a, 206b)에는, 도7에 나타나 있는 바와 같이 세로방향으로 긴 4각형상의 부품의 길이방향 중앙부에 노치(291)가 형성되어 있고, 전체의 외형모양이 C자모양으로 구성되어 있다. 그리고 노치부 검출수단(206a, 206b)은 이 노치(291)가 대향하도록 배치되어 있다. 재치대(202a, 202b)에 재치되어 회전되는 웨이퍼(102a, 102b)의 엣지가, 이 노치(291)의 부분을 통과한다(도8을 참조). 노치(291)에 면하는, 노치부 검출수단(206a, 206b)에 있어서의 상방의 부분 또는 하방의 부분의 일방에는, 레이저광 투사부(laser光 投射部)가 설치되고, 타방에 레이저광 수광부(laser光 受光部)가 설치되어 있다.
(노치부 검출수단의 동작)
노치부 검출수단(206a, 206b)은, 그 레이저광 투사부로부터 투사된 레이저광을, 노치(291)를 통과하면서 회전하는 웨이퍼(102a, 102b)의 엣지에 각각 조사(照射)한다. 이에 따라, 웨이퍼(102)에 있어서의 엣지의 외형모양의 변화가 연속적으로 검지(檢知)된다. 그리고 엣지를 통과하여 수광부에서 수광된 레이저광의 광량의 변화에 의하여 엣지에 형성된 노치부(노치나 오리엔테이션 플랫 등)가 검지됨과 아울러, 그 둘레방향 위치가 검출된다. 동시에 미리 알고 있는 웨이퍼(102a, 102b)의 지름과, 노치(291)를 회전통과하는 웨이퍼(102a, 102b)의 입사각도 및 입사깊이에 의해 웨이퍼(102a, 102b)의 각 중심위치가 각각 검출된다.
(재치대에 패드가 부착된 상태의 상세구조)
다음에 도9부터 도11을 참조하여, 패드(1)가 부착된 상태의 재치대(202a, 202b)에 대해서 설명한다.
도9는 패드(1)가 부착된 재치대(202a)를 나타내는 사시도이다. 도10은 웨이퍼가 재치된 상태의 재치대(202a)를 나타내는 도면이다. 도11은 패드(1)가 부착된 재치대(202a)의 XI-XI선의 단면도이다. 전술한 바와 같이 재치대(202a, 202b)는 대략 동일한 구조를 구비하고 있기 때문에, 이하에서는 대표로 재치대(202a)에 대해서 설명한다.
도9 및 도10에 나타나 있는 바와 같이 재치대(202a)에는, 웨이퍼(102a)를 지지하기 위한 패드(1)가 복수(본 실시형태에서는 3개) 부착되어 있다. 또한 재치대(202a)는, 도면에 나타내는 것을 생략한 흡배기유닛(吸排氣unit)을 구비하고 있고, 각 패드(1)는 흡배기유닛에 접속된다. 재치대(202a)에 부착된 패드(1)는, 웨이퍼(102a)를 진공흡착함으로써 재치대(202a)에 대하여 웨이퍼(102a)가 위치어긋남를 일으키거나 재치대(202a)로부터 낙하하지 않도록 웨이퍼(102a)를 지지한다. 재치대(202a)는 예를 들면 알루미나 등의 세라믹 재료로 구성되어 있다.
도11에 나타나 있는 바와 같이 재치대(202a)는, 재치대 본체부(301)와, 패드(1)를 부착하기 위한 개구부(302)와, 개구부(302)와 서로 통하는 통로부(通路部)(303)(흡배기유닛의 일부)와, 웨이퍼(102a)가 실린 측의 면인 재치면(304)을 갖고 있다.
개구부(302)는, 재치대 본체부(301)에 있어서 웨이퍼(102a)가 지지되는 측의 면인 재치면(304)(도11에 있어서의 상면)에 형성되는 구멍으로서, 통로부(303)와 서로 통하게 된다. 본 실시형태에 있어서의 개구부(302)는, 단면이 원형이고, 개구부(302)에 있어서의 재치대 본체부(301)의 두께방향으로 똑같은 지름을 갖고 있다. 개구부(302)의 지름은 패드(1)의 본체부(2)의 외경(R1)과 대략 동일하도록 형성되어 있다.
통로부(303)는, 재치대 본체부(301)에 있어서의 재치면(304)의 반대측의 면(이면)(305)에 형성된 홈을 뚜껑부재(밀봉부재)(306)로 밀봉하여 이루어진다. 뚜껑부재(밀봉부재)(306)에 있어서의 통로부(303)와 반대측의 면은, 기대(307)에 의해 지지되어 있다. 통로부(303)의 단부(도11 중에서는 좌단부)는, 도면에 나타내는 것을 생략한 흡배기유닛에 접속되어 있다.
패드(1)의 어느 일방의 지지부(3(3A 또는 3B))를, 재치대 본체부(301)의 재치면(304)측으로부터 개구부(302) 내에 탄성변형시키면서 삽입시킨다. 이 때에, 돌출부(32(32A, 32B))는 테이퍼부(33(33A, 33B))를 구비하고 있기 때문에, 지지부(3(3A 또는 3B))는 자동으로 조심(調心)되면서 개구부(302) 내로 인도된다. 그리고 돌출부(32(32A, 32B))의 최대 직경부분(321)(도11을 참조)이, 본체부(2)측으로 접혀지면서 탄성변형되고, 개구부(302)를 완전하게 통과한 후에는 원래의 형상으로 탄성변형됨으로써, 지지부(3(3A 또는 3B))가 개구부(302)의 하부 가장자리에 밀착된다. 예를 들면 제2지지부(3B)를 개구부(302)에 삽입시키는 경우에, 제2지지부(3B)의 돌출부(32B)(테이퍼부(33B))가 개구부(302)에 삽입되어, 제2지지부(3B)(고리부(31B) 및 돌출부(32B))가 통로부(303) 내에 배치된다. 이에 따라, 통로부(303) 내에 배치된 제2지지부(3B)의 착좌면(34B)이 통로부(303)의 내벽면(도11에 있어서 통로부(303)의 상면)에 접촉(착좌)된다.
이 때에 패드(1)의 본체부(2)는, 개구부(302)의 내주면에 접촉되어 쌍방이 밀착된다. 또한 제1지지부(3A)는, 개구부(302) 내에 삽입되지 않고 개구부(302)의 외부(도11에 있어서 재치면(304)보다 상측)에 배치되어, 제1지지부(3A)의 착좌면(34A)이 재치면(304)에 접촉된 상태로 부착된다. 즉 재치대 본체부(301)를 제1지지부(3A)의 돌출부(32A) 및 제2지지부(3B)의 돌출부(32B)에 의하여 협지(挾持)함으로써, 패드(1)가 재치대 본체부(301)에 확실하게 밀착된 상태로 부착된다. 이와 같이 재치대(202a)에 부착된 패드(1)는, 제1지지부(3A)의 돌출부(32A)와 제2지지부(3B)의 돌출부(32B)에 의하여 부착위치가 적정한 위치로 규정된다.
패드(1)가 개구부(302)를 통하여 재치대(202a)에 부착되면, 패드(1)의 관통구멍(5)과 재치대(202a)의 통로부(303)가 서로 통하게 된다. 이 상태로 흡배기유닛의 동작에 의하여 관통구멍(5) 내 및 통로부(303) 내의 공기를 진공으로 처리함으로써, 웨이퍼(102a)는 재치대(202a)에 부착된 패드(1)의 고리부(31A) 위에 진공흡착된다.
또한 본 실시형태에 있어서는, 1개의 재치대(202a)에는 3개의 패드(1)가 부착되어 있다. 그 때문에, 재치대(202a)에 있어서의 패드(1)(고리부(31A))와 웨이퍼(102a)의 접촉면적은 3mm2 이하가 된다.
(얼라인먼트 방법(alignment 方法))
다음에 웨이퍼(102a, 102b)의 얼라인먼트 방법을, 얼라인먼트 장치(200)의 동작에 따라 도12a∼도12c를 참조하고 도13의 플로우차트를 따라 공정 순으로 상세하게 설명한다. 본 얼라인먼트 방법이란, 얼라인먼트 장치(200)에 웨이퍼(102a, 102b)를 이송하고 나서, 얼라인먼트 장치(200)에 있어서 웨이퍼(102a, 102b)의 노치부(112)를 검출하고, 웨이퍼(102a, 102b)의 ID를 읽어내며, 웨이퍼(102a, 102b)의 위치맞춤을 하고, 최후에 얼라인먼트 장치(200)로부터 웨이퍼(102a, 102b)를 꺼낼 때까지의 공정이다. 또한 도13에서는, 웨이퍼(102a)를 「제1웨이퍼」, 웨이퍼(102b)를 「제2웨이퍼」, 재치대(202a)를 「제1재치대」라고 각각 호칭하고 있다.
(웨이퍼 이송공정-웨이퍼의 수취)
우선 얼라인먼트 장치(200)에 있어서, 웨이퍼(102a, 102b)가 로봇(103)(도5를 참조)에 의하여 그 재치대(202a, 202b)에 각각 이송(투입)된다(스텝(S1)).
도12a는 웨이퍼(102a, 102b)가 얼라인먼트 장치(200)로 이송된 직후의 얼라인먼트 장치(200)의 상태를 나타내고 있다. 재치대(202a, 202b) 위에 수취된 웨이퍼(102a, 102b)는, 재치대(202a, 202b)에 각각 부착된 패드(1)(도9를 참조) 위에 진공흡착된다.
또한 도12a에서는, 웨이퍼(102a)와 재치대(202a)의 위치관계를 알기 쉽게 하기 위하여, 재치대(202a)에 재치된 웨이퍼(102a)는 그 윤곽만이 2점쇄선으로 그려져 있다. 또한 재치대(202b)는 도면에 나타내는 것이 생략되어 있다. 도12b, 도12c에 대해서도, 동일하게 그리면서 또한 도면에 나타내는 것을 생략하고 있다.
이렇게 하여 얼라인먼트 장치(200)에 웨이퍼(102a, 102b)가 재치되었을 때에, 도12a에 나타나 있는 바와 같이 웨이퍼(102a)를 수취한 재치대(202a)는, 그 초기위치(원점 : 개구(230a)의 중앙)에 있다. 이에 대하여 재치대(202a) 위의 웨이퍼(102a)는, 보통 그 중심위치(102ac)가 재치대(202a)의 중심위치(202ac)로부터 편심된 위치에 있다. 이와 같이 2개의 중심위치(102ac, 202ac)가 편심된 상태는, 웨이퍼(102b)와 재치대(202b)에 관해서도 동일하다.
(노치부 검출공정(notch部 檢出工程)-웨이퍼의 노치부와 중심위치의 검출)
계속하여 얼라인먼트 장치(200)는, 웨이퍼(102a, 102b)에 있어서의 각 노치부(112)와 각 중심위치(102ac, 102bc)를 검출한다(스텝(S2)).
이 검출은 다음과 같이 하여 이루어진다. 즉 컨트롤러(210)가 이동유닛(204a, 204b)을 통하여 재치대(202a, 202b)를 회전시켜서, 재치대(202a, 202b) 위에 재치된 웨이퍼(102a, 102b)를 회전시킨다. 동시에, 컨트롤러(210)가, 노치부 검출수단(206a, 206b)에 의해 노치부 검출수단(206a, 206b)의 노치(291) 내를 회전하면서 통과하는 웨이퍼(102a, 102b)의 엣지에 형성된 각 노치부(112)의 둘레방향 위치와, 웨이퍼(102a, 102b)의 각 중심위치(102ac, 102bc)를 검출한다. 이들의 검출은, 2장의 웨이퍼(102a, 102b)에 대하여 동일한 시퀀스(sequence)로 동시에 병행하여 이루어진다.
여기에서, 웨이퍼(102a, 102b)에 있어서의 각 노치부(112)의 둘레방향 위치란, 재치대(202a, 202b)의 회전각도의 원점에 대한 각 노치부(112)의 상대위치이다. 또한 웨이퍼(102a, 102b)의 각 중심위치(102ac, 102bc)란, 재치대(202a, 202b)의 각 중심위치(202ac, 202bc)에 대한 상대위치이다.
계속하여 컨트롤러(210)는, 검출된 웨이퍼(102a, 102b)의 중심위치(102ac, 102bc)가 미리 정해진 규정치의 범위에 들어 있는지 아닌지를 판정한다(스텝(S3)).
웨이퍼(102a, 102b)의 중심위치(102ac, 102bc)가 규정치의 범위 외라고 판정된 경우(스텝(S3)의 No)에는, 컨트롤러(210)는 해당되는 웨이퍼의 중심위치의 위치 어긋남량이 규정범위 외라고 판정하고, 당해 웨이퍼를 이상(異常)으로 간주한다. 그리고 컨트롤러(210)는, 얼라인먼트 장치(200)의 동작을 정지하고 알람(alarm)을 발(發)한다. 이 경우에, 이상으로 간주된 웨이퍼가 얼라인먼트 장치(200)로부터 꺼내지고, 웨이퍼 이송공정이 재시도된다.
또한 이러한 판정 및 판정에 의거하는 장치동작은, 스텝(S2)의 실행 중에 이루어지는 경우도 있다.
(ID 읽기공정-웨이퍼의 ID읽기)
한편, 스텝(S3)에 있어서, 웨이퍼(102a, 102b)의 중심위치(102ac, 102bc)가 미리 정해진 규정치의 범위에 들어 있다고 판정된 경우에는(스텝(S3)의 Yes), 얼라인먼트 장치(200)는 웨이퍼(102a, 102b)의 ID읽기를 한다(스텝(S4)∼스텝(S6)).
도12b는 웨이퍼(102a)가 ID 읽기위치로 이동한 상태를 나타내고 있다. 이하에서는, 도12b를 사용하여 얼라인먼트 장치(200)가 웨이퍼(102a)의 ID를 읽어내는 동작을 설명한다.
(ID읽기의 준비공정)
우선, 얼라인먼트 장치(200)는 웨이퍼(102a)의 ID읽기를 한다. 이 때에 웨이퍼(102a)를 ID 읽기위치로 이동시키기 전에, 컨트롤러(210)는 웨이퍼(102b)가 ID 읽기위치의 외에 있는가 아닌가를 판정한다(스텝(S4)).
웨이퍼(102b)가 ID 읽기위치의 외에 없다(ID 읽기위치에 있다)고 판정된 경우에는(스텝(S4)의 No), 웨이퍼(102a, 102b) 상호간의 간섭을 방지하도록 컨트롤러(210)는, 웨이퍼(102a)를 ID 읽기위치로 이동시키는 것을 대기시키고 웨이퍼(102b)를 이동시킨다. 구체적으로 컨트롤러(210)는, 이동유닛(204b)을 통하여 수평면 내에 있어서의 재치대(202b)의 위치를 제어하여, 재치대(202b)에 재치된 웨이퍼(102b)를 ID 읽기위치의 외로 이동시킨다.
또한 웨이퍼(102a)를 일정시간 대기시켜도, 또한 웨이퍼(102b)가 ID 읽기위치에 있다고 판정되었을 때에는, 컨트롤러(210)는 얼라인먼트 장치(200)의 동작을 정지하고 알람을 발한다.
(ID읽기의 본공정)
이러한 ID읽기의 준비공정을 거쳐서, 웨이퍼(102b)가 ID 읽기위치의 외에 있다(ID 읽기위치에 없다)고 판정된 경우에는(스텝(S4)의 Yes), 컨트롤러(210)는 웨이퍼(102a)를 ID 읽기위치로 이동시킨다(스텝(S5)).
이 이동은 다음과 같이 하여 이루어진다. 즉 컨트롤러(210)는, 이전의 노치부 검출공정에서 취득한 웨이퍼(102a)의 노치부(112)의 둘레방향 위치 및 웨이퍼(102a)의 중심위치(102ac)에 관한 데이터에 의거하여 이동유닛(204a)을 통하여 X축 구동모터(218a), Y축 구동모터(222a), 재치대 구동모터(224a)를 제어한다. 그리고 컨트롤러(210)는, 웨이퍼(102a)의 주연부에 각인된 ID의 부분이, ID 읽기수단(208)의 바로 위에 오도록 재치대(202a)를 수평이동 및 회전이동시킨다. 이에 따라 웨이퍼(102a)의 ID 읽기위치로 이동된다. 웨이퍼의 ID는, 규격상 웨이퍼에 있어서의 노치부로부터 소정각도 떨어진 위치에 각인되어 있기 때문에, 이러한 제어가 가능하다.
이렇게 하여 웨이퍼(102a)가 ID 읽기위치에 이르면, 컨트롤러(210)는 ID 읽기수단(208)에 의하여 웨이퍼(102a)의 ID를 읽어낸다(스텝(S6)).
계속하여 컨트롤러(210)는, ID 읽기수단(208)이 웨이퍼(102a)의 ID를 읽어낼 수 있는지 아닌지의 판정을 한다(스텝(S7)). 웨이퍼(102a)의 ID를 정확하게 읽어낼 수 없는 경우에는(스텝(S7)의 No), 컨트롤러(210)는 ID읽기의 재시도를 지시한다. 이에 따라 ID읽기를 확실하게 하고 있다.
한편 웨이퍼(102a)의 ID를 정확하게 읽어낼 수 있는 경우에는(스텝(S7)의 Yes), 컨트롤러(210)는, 이동유닛(204a)을 통하여 수평면 내에 있어서의 재치대(202a)의 위치를 제어하여 웨이퍼(102a)를, 다음의 웨이퍼 인출을 위한 위치로 이동시킨다. 동시에 컨트롤러(210)는, 이동유닛(204b)을 통하여 수평면 내에 있어서의 재치대(202b)의 위치를 제어하여, 웨이퍼(102b)가 ID 읽기위치에 있도록 웨이퍼(102b)를 이동시킨다.
(웨이퍼 상호간의 간섭방지 인터록-제2위치 제어)
다음에 웨이퍼(102a)가 ID 읽기공정에 있을 때에, 웨이퍼(102a, 102b) 상호간의 간섭을 방지하는 수단에 대해서 설명한다.
상기와 같이 컨트롤러(210)는, ID읽기의 준비공정(스텝(S4))에 있어서 ID 읽기위치로의 웨이퍼(102a)의 이동을 대기시키고 있는 사이에, 웨이퍼(102a, 102b) 상호간의 간섭을 방지하도록, 이동유닛(204b)을 통하여 수평면 내에 있어서의 재치대(202b)의 위치를 제어한다. 이에 따라 컨트롤러(210)는, 재치대(202b)에 재치된 웨이퍼(102b)를 ID 읽기위치의 외로 이동시킨다. 여기에서 컨트롤러(210)는, 웨이퍼(102a, 102b) 상호간의 간섭을 방지하도록, 이동유닛(204a, 204b)을 통하여 수평면 내에 있어서의 재치대(202a, 202b)의 위치를 제어하는 인터록기능(interlock機能)을 갖고 있다.
그리고 본 실시형태의 얼라인먼트 방법은, 이 기능에 의거한 인터록공정을 포함하고 있다. 상기의 ID읽기의 준비공정(스텝(S4))에 있어서의 웨이퍼(102b)의 ID 읽기위치로부터의 대피이동도 또한, 이 기능을 활용한 일례이다. ID 읽기공정에 있어서 이 기능을 활용하기 위해서 특히 준비된 공정을, 본 명세서에 있어서는 「제2위치 제어공정」이라고 부르고 있다.
또한 이 인터록기능은, 웨이퍼 상호간의 간섭방지 뿐만 아니라, 그 시퀀스에 의하여 ID 읽기수단(208)의 위치에 반드시 1장의 웨이퍼가 오기 때문에, 2장의 웨이퍼의 ID가 동시에 읽혀지는 것을 방지하는 경우에도 기여한다.
또한 본 실시형태의 얼라인먼트 장치(200)에 있어서도, 컨트롤러(210)에 이 인터록기능에 의거하는 인터록수단이 실장(實裝)되어 있다.
여기에서 「제2위치 제어공정」에서 채용되는 인터록방법을 예시하여 설명한다. 인터록방법으로서, 다음의(1)∼(3)과 같은 방법이 예시된다.
(1) 컨트롤러(210)는, 2장의 웨이퍼(102a, 102b) 상호간의 간섭을 방지하도록, 이동유닛(204a, 204b)을 통하여 수평면 내에 있어서의 각 재치대(202a, 202b)의 위치제어를 한다.
또한 컨트롤러(210)에 의한 각 재치대(202a, 202b)의 위치제어는, 컨트롤러(210)가 재치대(202a, 202b)의 중심위치(202ac, 202bc)의 이력(履歷)을 기억하고 있기 때문에 가능하다.
(2) 이 방법은, 상기의 본 실시형태에서 채용되어 있는 방법으로서, 방법(1)의 구체화된 예이다. 예를 들면 컨트롤러(210)는, 2장의 웨이퍼(102a, 102b) 상호간의 간섭을 방지하도록, 하나의 웨이퍼(102a)의 ID를 읽어내는 제어, 이동유닛(204a, 204b)을 통한 수평면 내에 있어서의 각 재치대(202a, 202b)의 위치제어, 및 다른 웨이퍼(102b)의 ID를 읽어내는 제어를 한다. 이에 따라 컨트롤러(210)는, 하나의 웨이퍼(102a)에 대해서 ID 읽기공정을 실시하고 있는 사이에 다른 웨이퍼(102b)의 ID 읽기수단(208)으로의 이동을 제한하고, 하나의 웨이퍼(102a)의 ID읽기의 종료 후에 다른 웨이퍼(102b)를 ID 읽기수단(208)으로 이동시킬 수 있다.
(3) 컨트롤러(210)는, 2장의 웨이퍼(102a, 102b) 상호간의 간섭을 방지하도록, 이동유닛(204a, 204b)을 통한 수평면 내에 있어서의 재치대(202a, 202b)의 위치제어 및 웨이퍼(102a, 102b)의 각 ID를 시간차(時間差)로 교대로 읽어내는 제어를 하여도 좋다.
(위치맞춤공정, 웨이퍼 반출공정-웨이퍼(102)의 위치맞춤과 인출)
스텝(S6) 및 스텝(S7)에 있어서 웨이퍼(102a)의 ID읽기가 완료되면, 계속하여 컨트롤러(210)는, 이 웨이퍼(102a)를 웨이퍼 인출위치로 이동시켜서, 웨이퍼(102a)에 있어서의 노치부(112)의 위치맞춤을 한다(스텝(S8)).
도12c는 웨이퍼(102a)가 웨이퍼 인출위치로 이동되어, 웨이퍼(102a)의 노치부(112)의 위치맞춤이 이루어진 직후의 상태를 나타내고 있다.
웨이퍼(102a)의 웨이퍼 인출위치로의 이동과 웨이퍼(102a)의 노치부(112)의 위치맞춤은, 다음과 같이 하여 이루어진다. 컨트롤러(210)는, 이전의 노치부 검출공정에서 취득한, 웨이퍼(102a)에 있어서의 노치부(112)의 둘레방향 위치 및 웨이퍼(102a)의 중심위치(102ac)에 관한 데이터에 의거하여 이동유닛(204a)을 통하여 X축 구동모터(218a), Y축 구동모터(222a), 재치대 구동모터(224a)를 제어한다. 이에 따라 웨이퍼(102a)는, 로봇(103)의 아암(104)이 웨이퍼(102a)를 꺼낼 수 있는 위치로 이동됨과 아울러, 노치부(112)가 둘레방향에 있어서의 소정의 위치에 오도록 회전된다.
이에 따라 웨이퍼(102a)의 얼라인먼트(위치맞춤)가 완료됨과 아울러 웨이퍼(102a)가 로봇(103)에 의해 꺼내져, 얼라인먼트 장치(200)의 재치대(202a)에 대하여 새로운 웨이퍼를 이송할 준비가 이루어진다.
(여러 위치 간의 관계)
다음에 웨이퍼(102a)의 얼라인먼트위치와 인출위치, 재치대(202a)의 초기위치, 「둘레방향에 있어서의 소정의 위치」간의 관계에 대해서 상세하게 설명한다.
상기와 같이 웨이퍼(102a)에 있어서의 노치부(112)는, 웨이퍼(102a)의 인출위치로 위치맞춤된다. 바꾸어 말하면, 인출위치에 있어서의 웨이퍼(102a)는, 그 노치부(112)가 도5에 있어서의 로봇(103)측(도5 중의 우측)에 위치하고 또한 그 방향이 소정의 방위(도12c 중의 Y방향)으로 정돈된다. 또한 이 노치부(112)의 X방향에 있어서의 위치는, 도12c에 나타나 있는 바와 같이 개구(230a)의 중심(도12a에 있어서의 재치대(202a)의 초기위치)과 동일한 위치에 설정되어 있다. 이 때에 재치대(202a)에 웨이퍼(102a)를 이송했을 때의 쌍방의 상대위치에 따라서는, 도12c에 나타나 있는 바와 같이 재치대(202a)의 중심위치(202ac)와 웨이퍼(102a)의 중심위치(102ac)가 일치하지 않는 경우도 있다.
이 웨이퍼(102a)의 인출위치가, 웨이퍼(102a)의 위치맞춤을 할 때의 「둘레방향에 있어서의 소정의 위치」가 된다.
이러한 상태(위치와 자세가 정돈된 얼라인먼트 완료상태)에서, 웨이퍼(102a)는 로봇(103)에 의해 정확하게 꺼내지는 것을 기다리게 된다. 따라서 웨이퍼(102a)가 로봇(103)에 의해 꺼내질 때에는, 웨이퍼(102a)의 중심위치(102ac)와, 로봇(103)의 아암(104)의 웨이퍼 재치부의 중심위치는 일치하고 있다. 그 결과, 이들 2개의 중심위치를 맞추기 위해서 로봇(103)이 웨이퍼 수취위치를 미세조정할 필요가 없고, 웨이퍼 반입·반출시간의 로스(loss)가 없어져, 장치의 스루풋(throughput)을 향상시킬 수 있다.
(웨이퍼 상호간의 간섭방지 인터록-제1위치제어)
다음에, 웨이퍼(102a)가 위치맞춤공정에 있을 때에 웨이퍼(102a, 102b) 상호간의 간섭을 방지하는 수단에 대해서 설명한다.
웨이퍼(102a)는 웨이퍼 인출위치로 이동되면서, 웨이퍼(102a)에 있어서의 노치부(112)의 위치맞춤이 이루어진다. 이 때에, 상기한 바와 같이 재치대(202)의 중심위치(202ac)와 웨이퍼(102a)의 중심위치(102ac)가 일치하지 않는 경우가 있다. 이 경우에 재치대(202a)의 중심위치(202ac)는, 도12c에 나타나 있는 바와 같이 웨이퍼(102a)의 중심위치(102ac)으로부터 어긋난 위치에 있다. 따라서 웨이퍼(102a)는, 노치부(112)의 위치맞춤을 위하여 회전할 때에 편심상태로 회전된다.
한편 웨이퍼(102b)는, 재치대(202b) 위에 있고, 웨이퍼 이송공정에 있거나, ID읽기의 준비공정에 있거나,(도면에 나타내는 것과 다르지만) ID 읽기공정에 있거나, 위치맞춤공정에 있거나, 웨이퍼 인출공정에 있다. 경우에 따라서는, 작업의 순서가 틀려서, 노치부 검출공정에 있는 경우도 있을 수 있다. 어느 공정에 있어도, 웨이퍼(102b)와 재치대(202b)가 편심상태에 있는 경우가, 웨이퍼(102a)와 재치대(202a)의 경우(도12a~도12c를 참조)와 동일할 수 있다.
따라서 웨이퍼(102a)와 웨이퍼(102b)의 어느 일방 혹은 쌍방이 어느 하나의 처리공정을 위하여 회전될 때에, 이들의 웨이퍼가 간섭하지 않도록하는 수단을 강구해 두는 것이 불가결하다.
본 실시형태의 얼라인먼트 방법에서의 웨이퍼의 위치맞춤공정에 있어서는, 이러한 수단으로서, 전에 말한 컨트롤러(210)의 「인터록기능」이 활용되고 있다. 그를 위하여 특별히 준비된 공정을, 본 명세서에 있어서는 「제1위치 제어공정」이라고 부르고 있다.
여기에서 「제1위치 제어공정」에서 채용되는 인터록방법은, 「제2위치 제어공정」에서 채용되는 인터록방법(1)과 동일하며, 컨트롤러(210)는, 2장의 웨이퍼(102a, 102b) 상호간의 간섭을 방지하도록, 이동유닛(204a, 204b)을 통하여 수평면 내에 있어서의 각 재치대(202a, 202b)의 위치제어를 한다.
(얼라인먼트 방법에 있어서의 각종 실시패턴(實施pattern))
다음에 본 실시형태의 얼라인먼트 방법에 있어서의 각종 공정을 조합한 실시의 각종 패턴에 대해서 설명한다.
얼라인먼트 장치(200)에 구비되고 수평면 내에 나란하게 배치된 2개의 재치대(202a, 202b)는, 컨트롤러(210)에 의하여 독립적으로 제어될 수 있다. 따라서 본 실시형태에 관한 얼라인먼트 방법은, 이들의 재치대에 재치되는 웨이퍼(102a, 102b)에 대하여 ID 읽기공정 이외의 공정에서, 독립적으로 각종의 공정을 실시할 수 있다. 또한 본 실시형태에 관한 얼라인먼트 방법에 있어서, 웨이퍼(102a, 102b)에 대하여 이루어진 과거의 공정의 이력에 의해서는, 독립적으로 각종의 공정을 실시할 수밖에 없는 경우도 있다.
본 실시형태에 관한 얼라인먼트 방법은, 재치대(202a)의 에어리어(area)에 있어서의 웨이퍼(102a)의 이송공정, 웨이퍼(102a)의 인출공정 또는 웨이퍼(102a)의 노치부 검출공정과, 재치대(202b)의 에어리어에 있어서의 웨이퍼(102b)의 이송공정, 웨이퍼(102b)의 인출공정 또는 웨이퍼(102b)의 노치부 검출공정을 연속적으로 또는 일부를 중첩시켜서 하는 것이 가능하다. 이들의 공정을 각종으로 조합하여 실시하는 경우에, 이들의 공정을 실행하는 기기(로봇, 노치부 검출수단)의 각 동작의 조합에는, 각종 패턴이 있을 수 있다.
이하에서, 이러한 각종 패턴 중에, 전형적인 예를 열거하여 설명한다.
또한 후술하는 패턴(3)은, 본 실시형태의 변형예로서, 3개의 재치대(202a, 202b, 202c)가 구비되는 경우의 예이다.
패턴(1)은, 재치대(202a)의 에어리어에 있어서의 웨이퍼(102a)의 이송동작 또는 웨이퍼(102a)의 인출동작과, 재치대(202b)의 에어리어에 있어서의, 재치된 웨이퍼(102b)의 노치부(112)의 검출동작을 연속적으로 또는 일부를 중첩시켜서 하는 것이다.
패턴(2)은, 재치대(202a)의 에어리어에 있어서의, 재치된 웨이퍼(102a)의 노치부(112)의 검출동작과, 재치대(202b)의 에어리어에 있어서의, 재치된 웨이퍼(102b)의 노치부(112)의 검출동작을 연속적으로 또는 일부를 중첩시켜서 하는 것이다.
패턴(3)은, 재치대(202a)의 에어리어에 있어서의 웨이퍼(102a)의 이송동작과, 재치대(202b)의 에어리어에 있어서의 웨이퍼(102b)의 인출동작과, 재치대(202c)의 에어리어에 있어서의, 재치된 웨이퍼(102c)의 노치부(112)의 검출동작을 연속적으로 또는 일부를 중첩시켜서 하는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시형태에 관한 얼라인먼트 장치(200)는, 웨이퍼(102a, 102b)가 재치되고 수평면 내에 나란하게 배치된 2개의 재치대(202a, 202b)와, 재치대(202a, 202b)를 각각 회전이동시키는 이동유닛(204a, 204b)과, 재치대(202a, 202b)에 재치된 웨이퍼(102a, 102b)의 엣지에 설치된 노치부(112)의 둘레방향 위치를 각각 검출하는 2개의 노치부 검출수단(206a, 206b)과, 웨이퍼(102a, 102b)의 노치부(112)의 둘레방향 위치를 소정위치로 각각 위치맞춤할 때의 웨이퍼(102a, 102b) 상호간의 간섭을 방지하도록, 이동유닛(204a, 204b)을 통하여 수평면 내에 있어서의 각 재치대(202a, 202b)의 위치를 제어하는 컨트롤러(210)를 구비하고 있다. 재치대(202a, 202b)는 각각, 재치대 본체부(301)와, 재치대 본체부(301)에 형성된 개구부(302)에 부착되어서 웨이퍼(102a, 102b)를 지지하는 패드(1)를 구비하고 있다. 패드(1)는, 개구부(302)에 부착되고 그 중앙부에 관통구멍(5)을 갖는 본체부(2)와, 패드(1)의 단부에 형성되고 웨이퍼(102a, 102b)에 접촉되는 고리부(31)와, 고리부(31) 및 본체부(2)와 일체로 형성되고 본체부(2)의 외측을 향해서 연장되어 형성되는 돌출부(32)를 구비하고 있다. 그리고 고리부(31)의 외경(R2)이, 본체부(2)의 외경(R1)보다 작게 되도록 형성되어 있다. 이 구성에 의하면, 웨이퍼(102a, 102b)와 패드(1)의 고리부(31A)의 접촉면적을 작게할 수 있다. 그 때문에, 웨이퍼(102a, 102b)와 패드(1)가 접촉함에 기인하는 웨이퍼(102a, 102b)에 대한 파티클의 부착을 억제할 수 있다. 또한 이 구성에 의하면, 패드 부착구멍인 재치대 본체부(301)의 개구부(302)에 패드(1)를 찌그러지도록 변형시키면서 삽입하는 것만으로, 얼라인먼트 장치(200)에 패드(1)를 부착할 수 있다. 이 때문에, 개구부(302)에 대한 패드(1)의 부착 및 제거 시에 특별한 기구나 부재는 필요하지 않다. 따라서 부착·제거작업이 쉬움과 아울러, 부착·제거에 따르는 부재비용은 제로(zero)가 된다. 또한 패드(1)는 도전성입자를 포함하는 수지조성물로 구성되기 때문에, 패드(1)를 웨이퍼에 접촉시킴으로써 웨이퍼에 대전(帶電)되어 있는 정전기(靜電氣)가 어스(earth)된다. 그 결과, 패드(1)와 웨이퍼 사이에서 스파크가 발생할 우려가 없게 된다. 나아가서는, 웨이퍼의 파손의 우려가 없어져 웨이퍼의 수율(收率)이 향상된다.
또한 본 실시형태의 얼라인먼트 장치(200)에 있어서 고리부(31)는, 패드(1)의 선단측(先端側)에 형성된 고리부(31A)(제1고리부의 일례)와, 패드(1)의 후단측(後端側)에 형성되고 고리부(31A)와 동일한 형상으로 형성된 고리부(31B)(제2고리부의 일례)를 포함하고, 돌출부(32)는, 고리부(31A) 및 본체부(2)와 일체로 형성된 돌출부(32A)(제1돌출부(第1突出部)의 일례)와, 고리부(31B) 및 본체부(2)와 일체로 형성된 돌출부(32B)(제2돌출부의 일례)를 포함한다. 이와 같이 고리부(31A)와 고리부(31B)가 대칭구조이기 때문에, 고리부(31A)와 고리부(31B)의 어느 쪽을 웨이퍼와 접촉하는 쪽으로 하여도 좋다. 또한 돌출부(32A)와 돌출부(32B)도 대칭구조이기 때문에, 얼라인먼트 장치(200)에 패드(1)를 부착할 때의 잘못된 설치를 방지할 수 있어 패드(1)의 부착이 쉽다.
또한 본 실시형태의 얼라인먼트 장치(200)에 있어서 재치대 본체부(301)는, 그 내부에, 일단부(一端部)가 개구부(302)와 서로 통하게 되고 타단부(他端部)가 흡배기유닛에 접속되는 통로부(303)를 갖고 있다. 이에 따라 흡착 없음 등과 같이 웨이퍼 반송의 사이클타임이 부족한 경우나 흡착력이 부족한 경우 등에는, 흡배기유닛을 별개로 설치해서 통로부(303)를 통하여 진공처리를 함으로써, 확실하게 웨이퍼(102a, 102b)를 지지한 상태로 이송할 수 있다.
또한 본 실시형태의 얼라인먼트 장치(200)에 있어서 패드(1)가 재치대 본체부(301)에 부착되었을 때에, 재치대 본체부(301)가 돌출부(32A) 및 돌출부(32B)에 의하여 협지되어, 재치대 본체부(301)에 패드(1)가 확실하게 밀착된 상태로 지지된다. 이에 따라 얼라인먼트 장치(200)로부터의 패드(1)의 탈락을 방지할 수 있다.
또한 본 실시형태에 관한 얼라인먼트 장치(200)에 의하면, 사용에 의하여 패드(1)가 마모되었을 때는, 얼라인먼트 장치(200) 자체를 교환할 필요없이 패드(1)만을 부착하여 교환하면 좋다. 또한 그 교환 시에 특별한 기구나 부재 등은 필요하지 않아, 수작업으로 간단하게 제거·부착을 할 수 있다. 또한 패드(1)는, 초기 부착할 때에는 표리(表裏)가 프리(free)하여, 처음에 패드(1)를 부착해서 표면측(表面側)을 사용한 후에, 일단 패드(1)를 떼어내어 반대의 이면측(裏面側)(통로부(303) 내에 위치하고 있던 측)을 다시 사용할 수 있다. 그 때문에, 교환작업에 관련되는 소요시간을 대폭적으로 감소할 수 있고, 또한 교환에 필요한 부재비용은 없이, 또한 1개의 패드(1)를 2회 사용할 수 있다.
또한 본 실시형태에 관한 패드(1)에 의하면, 패드(1)를 얼라인먼트 장치(200)에 부착할 때에, 예를 들면 특허문헌2에 개시되는 진공흡착패드와 같은 밀봉부재 등의 장착이 필요하지 않기 때문에 패드(1)의 교환작업이 더 쉽게 된다.
또한 본 실시형태의 얼라인먼트 장치(200)는, 상기한 바와 같이 구성되어 작동하기 때문에, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
(1) 본 실시형태의 얼라인먼트 장치(200)는, 복수의 웨이퍼(102a, 102b)를 동시에 위치맞춤할 수 있고, 또한 ID 읽기수단(208)을 구비하면서, 장치의 크기가 콤팩트(compact)하여, 비용이 싸고 장치의 스루풋이 높다.
(2) 본 실시형태의 얼라인먼트 장치(200)는, 위치맞춤 동작(웨이퍼(102a, 102b)에 있어서의 노치부(112)의 둘레방향 위치 검출동작 및 위치맞춤 동작) 중이거나 ID 읽기동작 중에, 비싼 웨이퍼(102a, 102b) 상호간이 충돌하여 파손되는 사고를 방지할 수 있다. 또한 본 실시형태의 얼라인먼트 장치(200)는, 각 재치대(202a, 202b)에 재치된 웨이퍼(102a, 102b)의 ID가 동시에 읽혀지는 것을 방지할 수 있어, 각 웨이퍼(102a, 102b)의 처리이력(處理履歷)이 혼란하게 되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 실시형태의 반도체 웨이퍼 처리장치(소터(101)를 포함한다)는, 상기한 바와 같이 구성되어 작동하기 때문에, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 실시형태의 반도체 웨이퍼 처리장치는 얼라인먼트 장치(200)에 부가하여 로봇(103)을 더 구비하고 있고, 로봇(103)은, 얼라인먼트 장치(200)의 수평면 내에 나란하게 배치된 복수의 재치대(202a, 202b)의 각각에 웨이퍼(102a, 102b)를 투입(이송)하고 또한 꺼낼 수 있도록 되어 있다. 그 때문에, 웨이퍼(102a, 102b)의 얼라인먼트 및 반입·반출의 처리속도가 빨라지게 되어, 장치의 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또한 더블아암 타입(double arm type)의 로봇(103)을 사용함으로써 로봇(103)과 얼라인먼트 장치(200) 사이에서 웨이퍼를 반입·반출할 때에, 한번에 2장의 웨이퍼(102a, 102b)를 인출 및 이송할 수 있어 장치의 스루풋을 더 향상시킬 수 있다.
또한 본 실시형태의 얼라인먼트 방법은, 상기한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
(1) 본 실시형태의 얼라인먼트 방법에 의하면, 복수의 웨이퍼(102a, 102b)를 동시에 위치맞춤할 수 있고 또한 ID 읽기공정을 포함하기 때문에, 장치의 크기가 콤팩트하여, 비용이 싸고 장치의 스루풋이 높다.
(2) 본 실시형태의 얼라인먼트 방법에 의하면, 위치맞춤 동작 중이거나 ID 읽기동작 중에, 비싼 웨이퍼(102a, 102b) 상호간이 충돌하여 파손되는 사고를 방지할 수 있다. 또한 본 실시형태의 얼라인먼트 방법에 의하면, 각 재치대(202a, 202b)에 재치된 웨이퍼(102a, 102b)의 ID가 동시에 읽혀지는 것을 방지할 수 있어, 각 웨이퍼(102a, 102b)의 처리이력이 혼란하게 되는 것을 방지할 수 있다.
(3) 본 실시형태의 얼라인먼트 방법에 의하면, 복수의 재치대(202a, 202b)가, ID 읽기공정 이외의 공정에서, 각각 다른 재치대(202b, 202a)의 공정과 관계없이 독립하여 자유롭게 공정을 실시할 수 있다. 이 때문에, 얼라인먼트 장치(200)에의 웨이퍼의 이송, 인출의 자유도를 높힐 수 있어, 장치의 스루풋을 더 향상시킬 수 있다.
(4) 본 실시형태의 얼라인먼트 방법에 의하면, 웨이퍼 이송공정에 있어서 어떤 트러블에 의하여 웨이퍼(102a, 102b)가 정상이 아닌 위치에 놓여진 경우에도, 후공정으로 진행하여 웨이퍼(102a, 102b) 상호간이 충돌하여 파손되는 등의 사고를 방지할 수 있다.
(5) 본 실시형태의 얼라인먼트 방법에 의하면, 웨이퍼(102a, 102b)의 중심위치(102ac, 102bc)와 로봇(103)의 아암의 웨이퍼 재치부(핸드)의 중심위치를 맞출 수 있다. 그 때문에, 로봇(103)이 웨이퍼 수취위치를 미세조정할 필요가 없고, 얼라인먼트 장치(200)와 로봇(103) 사이의 웨이퍼 반입·반출시간의 로스가 없게 되어, 장치의 스루풋을 더 향상시킬 수 있다.
(본 실시형태의 변형예)
상기 실시형태에 있어서는, 고리부(31)와 돌출부(32)로 구성되는 지지부(3)를 본체부(2)의 양단부에 형성하는 구성으로 했지만 이것에 한정되지 않는다. 지지부(3)는, 본체부(2)의 적어도 일방의 단부에 형성되어 있는 구성이어도 좋다. 예를 들면 도14에 나타내는 패드(1A)와 같이, 상기 실시형태의 지지부(3)와 다른 형상의 지지부를, 재치대 본체부(301) 내에 삽입되는 쪽의 본체부(2)의 단부(도14 중의 하단부)에 형성하여도 좋다. 구체적으로는, 패드(1A)에 있어서 재치대 본체부(301) 내에 삽입되는 쪽의 지지부(3BA)는, 본체부(2)의 외측을 향해서 연장되어 형성되는 돌출부(32BA)(제3돌출부의 일례)를 구비하고 있다. 돌출부(32BA)는, 관통구멍(5)의 가장자리부에 있어서 본체부(2)의 높이방향과 직교하는 면과 평행하게 형성된 면(35BA)과, 면(35BA)의 외단부에서 본체부(2)측을 향해서 수직으로 형성된 면(33BA)과, 돌출부(32BA)에 있어서의 본체부(2)와 접촉하는 부분에 형성되어 본체부(2)의 높이방향과 직교하는 면과 평행하게 형성된 면(착좌면)(34BA)으로 구성되어 있다. 이 구성에 의해서도, 본체부(2)의 양단의 돌출부(32A, 32BA)에 의해 재치대 본체부(301)를 협지함으로써, 패드(1A)가 얼라인먼트 장치(200)에 확실하게 밀착된 상태로 부착 가능하게 된다. 이 때문에 얼라인먼트 장치(200)로부터의 패드(1A)의 탈락을 방지할 수 있다.
또한 상기 실시형태에서는, 본체부(2)의 형상을 원기둥형으로 했지만 이것에 한정되지 않는다. 본체부(2)는, 개구부(302)의 형상에 따라 적절하게 선택되어, 예를 들면 4각기둥, 다각기둥 등의 각기둥형이어도 좋다.
또한 상기 실시형태에서는, 지지부(3(3A, 3B))의 형상을 원뿔대형으로 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 지지부(3)도 또한 개구부(302)의 형상에 따라 적절하게 선택되어, 예를 들면 각뿔대형 등이어도 좋다.
또한 상기 실시형태에서는, 고리부(31(31A, 31B))를 본체부(2)의 축방향과 직교하는 대략 평탄한 형상으로 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 고리부(31(31A, 31B))는, 예를 들면 내측으로(관통구멍(5)에 근접함에 따라) 돌출부(32)(32A,32Ｂ)측을 향해서 서서히 경사지는 경사면 또는 외측으로(관통구멍(5)로부터 멀어짐에 따라) 돌출부(32)(32A,32Ｂ)측을 향해서 서서히 경사지는 경사면으로 하여 형성되어 있어도 좋다. 전자의 경우에는 고리부(31(31A, 31B))에 있어서의 외주 가장자리부가 웨이퍼와 접촉되고, 후자의 경우에는 고리부(31(31A, 31B))에 있어서의 내주 가장자리부가 웨이퍼와 접촉된다.
또한 상기 실시형태에서 테이퍼부(33(33A, 33B))는, 정면에서 볼 때의 능선형상이 직선모양으로 되도록 형성되어 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면 정면에서 볼 때의 능선형상이 상방을 향하는 볼록형의 아치모양(arch狀)의 테이퍼부(33C)(도15를 참조) 또는 하방을 향하는 오목형의 아치모양의 테이퍼부(33D)(도16을 참조)이어도 좋다. 또한 테이퍼부는, 연속적이지 않아도 좋고, 정면에서 볼 때의 능선형상이 단차모양의 테이퍼부(33E)(도17을 참조)이어도 좋다.
또한 예를 들면 ID 읽기수단(208)을 삭제하고, ID 읽기공정을 폐지하여 위치맞춤을 하여도 좋다. 다만, 이 경우에 ID 읽기수단(208)은 다른 장소에 설치된다.
또한 상기한 실시형태에서는, 얼라인먼트 장치(200)에 재치대를 2개(재치대(202a, 202b)) 설치한 경우를 예로 들어서 설명을 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 얼라인먼트 장치에 재치대를 3개 이상 설치하여도 좋다. 이 경우에는, 증가하는 재치대의 수에 따라 ID 읽기수단(208)의 수가 증가한다.
또한 재치대가 1개만 설치된 얼라인먼트 장치에 있어서도, 상기 실시형태의 패드(1)를 당해 재치대에 부착하는 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 있어서도, 웨이퍼와 패드(1)의 고리부(31A)의 접촉면적을 작게할 수 있기 때문에, 웨이퍼에 대한 파티클의 부착을 억제할 수 있고 또한 재치대 본체부에 패드(1)의 부착 및 제거작업이 쉽게 된다는 효과를 상기한 실시형태와 동일하게 발휘할 수 있다.
또한 노치부 검출수단(206a, 206b)으로서 레이저센서를 사용하는 경우를 예로 들어서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 반사형 센서 등 각종 센서로 하여도 좋다.
또한 본 발명은, 상기한 실시형태에 한정되지 않고, 적절하게 변형, 개량 등을 자유롭게 할 수 있다. 그 외에 상기한 실시형태에 있어서의 각 구성요소의 재질, 형상, 치수, 수치, 형태, 수, 배치장소 등은, 본 발명을 달성할 수 있는 것이면 임의적이어서, 한정되지 않는다.
1 패드
2 본체부
3 지지부
3A 제1지지부
3B 제2지지부
5 관통구멍
31(31A, 31B) 고리부(제1고리부, 제2고리부의 일례)
32(32A, 32B) 돌출부(제1돌출부, 제2돌출부의 일례)
33(33A, 33B) 테이퍼부
34(34A, 34B) 착좌면
101 소터
102(102a, 102b) 웨이퍼
103 반송장치(로봇)
104 아암
105a, 105b 로드포트
112 노치부
200 얼라인먼트 장치
202a, 202b 재치대
204a, 204b 이동유닛
206a, 206b 노치부 검출수단
208 ID 읽기수단
210 컨트롤러
291 노치
301 재치대 본체부
302 개구부
303 통로부
304 재치면

Claims (23)

  1. 웨이퍼(wafer)의 엣지(edge)에 형성된 노치부(notch部)를, 둘레방향에 있어서의 소정의 위치로 위치맞춤하기 위한 얼라인먼트 장치(alignment 裝置)로서,
    상기 웨이퍼가 재치(載置)되고, 수평면 내에 나란하게 배치된 복수의 재치대(載置臺)와,
    상기 재치대를 각각 회전시킴과 아울러, 상기 수평면 내에 있어서의 소정의 방향으로 각각 이동시키는 복수의 이동유닛(移動unit)과,
    상기 재치대에 대응시켜서 설치되고, 상기 재치대에 재치된 상기 웨이퍼의 상기 엣지에 형성된 상기 노치부의 둘레방향 위치를 각각 검출하는 복수의 노치부 검출수단(notch部 檢出手段)과,
    상기 노치부 검출수단에 의해 상기 웨이퍼에 있어서의 상기 둘레방향 위치를 각각 검출하고, 검출된 상기 둘레방향 위치의 정보에 의거하여 상기 둘레방향 위치를 소정의 둘레방향에 있어서의 위치로 각각 위치맞춤하기 위하여 상기 재치대에 재치된 상기 웨이퍼를 상기 이동유닛에 의해 각각 회전시킬 때에, 상기 웨이퍼 상호간의 간섭을 방지하도록 상기 이동유닛을 통하여 수평면 내에 있어서의 각 재치대의 위치를 제어하는 컨트롤러(controller)를
    구비하고,
    복수의 상기 재치대는 각각, 재치대 본체부(載置臺 本體部)와, 상기 재치대 본체부에 형성된 개구부(開口部)에 부착되고 상기 웨이퍼를 지지하는 패드부재(pad部材)를 구비하고,
    상기 패드부재는,
    상기 개구부에 부착되고, 그 중앙부에 관통구멍(貫通孔)을 갖는 본체부(本體部)와,
    상기 패드부재의 선단측(先端側)에 형성되고, 상기 웨이퍼에 접촉되는 제1고리부(第1環部)와,
    상기 제1고리부 및 상기 본체부와 일체(一體)로 형성되고, 상기 본체부의 외측(外側)을 향해서 연장되어 형성되는 제1돌출부(第1突出部)를
    구비하고 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패드부재는,
    상기 패드부재의 후단측(後端側)에 형성되고, 상기 제1고리부와 동일한 형상으로 형성된 제2고리부와,
    상기 제2고리부 및 상기 본체부와 일체로 형성되고, 상기 재치대 본체부에 착좌(着座)되는 제2돌출부를
    더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 패드부재는,
    상기 패드부재의 후단측에 상기 본체부와 일체로 형성되고, 상기 본체부의 외측을 향해서 연장되어 형성되는 제3돌출부를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 재치대 본체부는, 그 내부에, 일단부(一端部)가 상기 개구부와 서로 통하게 되고 타단부(他端部)가 흡배기유닛(吸排氣unit)에 접속되는 통로부(通路部)를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 본체부는 원통부재이고,
    상기 제1돌출부는, 상기 제1고리부측으로부터 상기 본체부측을 향해서 직경이 커지는 테이퍼부(taper部)를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 본체부는 원통부재이고,
    상기 제2돌출부는, 상기 제2고리부측으로부터 상기 본체부측을 향해서 직경이 커지는 테이퍼부를 갖고 있는 것을
    특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 패드부재는, 상기 재치대 본체부를 상기 제1돌출부 및 상기 제2돌출부에 의하여 협지(挾持)시킴으로써 상기 재치대 본체부에 부착되는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 패드부재는, 상기 재치대 본체부를 상기 제1돌출부 및 상기 제3돌출부에 의하여 협지시킴으로써 상기 재치대 본체부에 부착되는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 패드부재는, 수지조성물(樹脂組成物)에 도전성입자(導電性粒子)를 분산시켜서 이루어지는 도전성수지(導電性樹脂)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1고리부의 외경(外徑)이, 상기 본체부의 외경보다 작게 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 재치대 상호간의 중간위치에 설치되는 ID 읽기수단(ID reading手段)을 더 구비하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 재치대에 재치된 상기 웨이퍼를 상기 이동유닛에 의해 각각 회전시켜서, 상기 웨이퍼에 있어서의 상기 노치부의 상기 둘레방향 위치를 상기 노치부 검출수단에 의해 각각 검출함과 아울러, 상기 웨이퍼 상호간의 간섭을 방지하도록, 상기 이동유닛을 통하여 수평면 내에 있어서의 각 재치대의 위치를 제어하면서, 상기 웨이퍼의 주연부(周緣部)에 부착된 ID를 상기 ID 읽기수단에 의해 읽어내도록 구성되어 있는
    것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 재치대에 재치된 상기 웨이퍼를 상기 이동유닛에 의해 각각 회전시킬 때에, 상기 웨이퍼 상호간의 간섭을 방지하도록, 상기 이동유닛을 통하여 수평면 내에 있어서의 각 재치대의 위치제어를 하는 인터록수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 재치대에 재치된 상기 웨이퍼에 있어서의 상기 ID를 상기 ID 읽기수단에 의해 각각 읽어낼 때에, 상기 웨이퍼 상호간의 간섭을 방지하도록, 하나의 상기 웨이퍼의 ID를 읽어내는 제어, 상기 이동유닛을 통하여 수평면 내에 있어서의 각 재치대의 위치제어, 및 다른 상기 웨이퍼의 ID를 읽어내는 제어를 하는 인터록수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 재치대에 재치된 상기 웨이퍼에 있어서의 상기 ID를 상기 ID 읽기수단에 의해 각각 읽어낼 때에, 상기 웨이퍼 상호간의 간섭을 방지하도록, 상기 이동유닛을 통하여 수평면 내에 있어서의 각 재치대의 위치제어, 및 상기 웨이퍼의 각 ID를 시간차(時間差)로 교대로 읽어내는 제어를 하는 인터록수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  15. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 기재되어 있는 얼라인먼트 장치를 구비한 반도체 웨이퍼 처리장치(半導體 wafer 處理裝置)로서,
    반송장치(搬送裝置)를 더 구비하고,
    상기 반송장치는, 상기 얼라인먼트 장치의 수평면 내에 나란하게 배치된 복수의 상기 재치대의 각각에, 상기 웨이퍼를 투입 및 꺼낼 수 있도록 구성되어 있는
    것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 반송장치는 더블아암 로봇(double arm robot)인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리장치.
  17. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 기재되어 있는 얼라인먼트 장치를 사용하는 상기 웨이퍼의 위치맞춤을 위한 얼라인먼트 방법(alignment 方法)으로서,
    복수의 상기 웨이퍼를, 상기 수평면 내에 나란하게 배치된 복수의 상기 재치대에 대하여 각각 반입하는 웨이퍼 반입공정(wafer 搬入工程)과,
    복수의 상기 재치대에 각각 부착된 상기 패드부재에 의해 상기 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지지공정(wafer 支持工程)과,
    상기 각 재치대를 회전시킴과 아울러, 상기 각 재치대 상의 상기 웨이퍼의 상기 노치부를 검출하는 노치부 검출공정(notch部 檢出工程)과,
    상기 각 재치대를 더 회전시켜서, 상기 노치부 검출공정에 있어서 검출된 상기 웨이퍼에 있어서의 상기 노치부의 위치를, 소정의 둘레방향에 있어서의 위치로 이동시키는 위치맞춤공정과,
    상기 위치맞춤공정에 있어서의 상기 웨이퍼가 이동할 때에, 상기 웨이퍼 상호간의 간섭을 방지하도록, 상기 각 재치대의 위치를 제어하는 제1위치 제어공정과,
    복수의 상기 재치대 상의 상기 웨이퍼를, 외부 반출장치에 의해 상기 얼라인먼트 장치의 밖으로 꺼내도록, 복수의 상기 재치대에 대하여 각각 반출하는 웨이퍼 반출공정(wafer 搬出工程)을
    포함하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    하나의 상기 재치대의 에어리어(area)에 있어서의 상기 웨이퍼 반입공정, 상기 웨이퍼 반출공정 또는 상기 노치부 검출공정과, 다른 상기 재치대의 에어리어에 있어서의 상기 웨이퍼 반입공정, 상기 웨이퍼 반출공정 또는 상기 노치부 검출공정을 연속적으로 또는 일부를 중첩시켜서 하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 노치부 검출공정에 있어서 상기 재치대에 대한 상기 웨이퍼의 위치 어긋남량이 규정범위 외라고 판정되었을 때에, 상기 웨이퍼는, 상기 얼라인먼트 장치로부터 꺼내지는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    복수의 상기 웨이퍼에 각각 부착된 ID를, 복수의 상기 재치대 상호간의 중간위치에 설치되는 ID 읽기수단에 의해 읽어내는 ID 읽기공정(ID reading工程)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 ID 읽기공정에 있어서, 상기 웨이퍼 상호간의 간섭을 방지하도록, 상기 각 재치대의 위치를 제어하는 제2위치 제어공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 ID 읽기공정에 있어서, 상기 웨이퍼 상호간의 간섭을 방지하도록, 하나의 상기 웨이퍼에 대해서 상기 ID 읽기공정을 실시하고 있는 사이에 다른 상기 웨이퍼의 상기 ID 읽기수단으로의 이동을 제한하고, 하나의 상기 웨이퍼의 ID읽기 종료 후에 다른 상기 웨이퍼의 상기 ID 읽기수단으로의 이동이 가능하도록 하는 제2위치 제어공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 ID 읽기공정 후에, 수평면 내에 있어서 상기 재치대를, 상기 웨이퍼를 꺼내는 인출위치로 이동시켜서, 상기 위치맞춤공정을 하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.
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