KR20210024968A - 적재 장치의 제어 방법, 적재 장치 및 검사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 회전 방향의 위치 정렬을 고정밀도로 행하는 적재 장치의 제어 방법, 적재 장치 및 검사 장치를 제공한다. 피검사체를 적재하는 적재대와, 상기 적재대를 정역 회전 가능하게 지지하는 지지대와, 구동 모터의 회전 운동을 이동체의 직선 운동으로 변환하는 제1 운동 변환 기구, 상기 이동체의 직선 운동을 상기 적재대의 회전 운동으로 변환하는 제2 운동 변환 기구를 갖고, 상기 적재대를 회전시키는 회전 구동 기구와, 상기 회전 구동 기구를 제어하는 제어부를 구비하는 적재 장치의 제어 방법이며, 상기 이동체의 직선 이동량에 대한 상기 적재대의 구동 각도의 보정값을 산출하는 제1 보정 스텝과, 소정의 피치마다의 오차에 기초하여 보정값을 구하는 제2 보정 스텝과, 상기 제1 보정 스텝 및 상기 제2 보정 스텝에서 구한 보정값에 기초하여, 상기 적재대를 회전 구동시키는 구동 스텝을 갖는 적재 장치의 제어 방법.

Description

적재 장치의 제어 방법, 적재 장치 및 검사 장치{PLACEMENT APPARATUS CONTROL METHOD, PLACEMENT APPARATUS, AND INSPECTION APPARATUS}
본 개시는, 적재 장치의 제어 방법, 적재 장치 및 검사 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스가 형성된 웨이퍼를 적재 장치에 적재하고, 반도체 디바이스에 대하여, 테스터로부터 프로브 등을 통해서 전류를 공급함으로써, 반도체 디바이스의 전기적 특성을 검사하는 기판 검사 장치가 알려져 있다.
특허문헌 1에는, 회전 방향의 위치를 조정하는 피검사체의 적재 기구가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2010-74183호 공보
일 측면에서는, 본 개시는, 회전 방향의 위치 정렬을 고정밀도로 행하는 적재 장치의 제어 방법, 적재 장치 및 검사 장치를 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 일 양태에 의하면, 피검사체를 적재하는 적재대와, 상기 적재대를 정역 회전 가능하게 지지하는 지지대와, 구동 모터의 회전 운동을 이동체의 직선 운동으로 변환하는 제1 운동 변환 기구, 상기 이동체의 직선 운동을 상기 적재대의 회전 운동으로 변환하는 제2 운동 변환 기구를 갖고, 상기 적재대를 회전시키는 회전 구동 기구와, 상기 회전 구동 기구를 제어하는 제어부를 구비하는 적재 장치의 제어 방법이며, 상기 이동체의 직선 이동량에 대한 상기 적재대의 구동 각도의 보정값을 산출하는 제1 보정 스텝과, 소정의 피치마다의 오차에 기초하여 보정값을 구하는 제2 보정 스텝과, 상기 제1 보정 스텝 및 상기 제2 보정 스텝에서 구한 보정값에 기초하여, 상기 적재대를 회전 구동시키는 구동 스텝을 갖는 적재 장치의 제어 방법이 제공된다.
일 측면에 의하면, 회전 방향의 위치 정렬을 고정밀도로 행하는 적재 장치의 제어 방법, 적재 장치 및 검사 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 기판 검사 장치의 개략도이다.
도 2는 본 실시 형태에 따른 기판 검사 장치의 개략도이다.
도 3은 본 실시 형태에 따른 기판 검사 장치의 테스터 및 반송 스테이지의 설명도의 일례이다.
도 4는 본 실시 형태에 따른 반송 스테이지의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 5는 보정의 효과를 나타내는 그래프의 일례이다.
도 6은 이동체의 전진 시와 후퇴 시에 있어서의 오차를 설명하는 그래프의 일례이다.
도 7은 구동 제어부의 동작을 설명하는 흐름도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 개시를 실시하기 위한 형태에 대해서 설명한다. 각 도면에서, 동일 구성 부분에는 동일 부호를 붙이고, 중복된 설명을 생략하는 경우가 있다.
〔기판 검사 장치〕
본 발명의 실시 형태에 따른 기판 검사 장치에 대해서 설명한다. 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 검사 장치는, 복수 셀을 탑재하고, 복수 셀 각각이 독립적으로 동시에 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함)를 검사하는 것이 가능한 장치이다. 또한, 기판 검사 장치는, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 1매의 웨이퍼를 검사하는 장치이어도 된다.
도 1 및 도 2는, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 검사 장치의 개략도이다. 도 1은 기판 검사 장치의 수평 단면을 나타내고, 도 2는 도 1에서의 일점쇄선 1A-1B에서 절단한 단면을 나타낸다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판 검사 장치(10)는, 검사실(11)을 구비한다. 검사실(11)은, 검사 영역(12)과, 반출입 영역(13)과, 반송 영역(14)을 갖는다.
검사 영역(12)은, 웨이퍼(W)에 형성된 각 반도체 디바이스의 전기적 특성의 검사를 행하는 영역이다. 검사 영역(12)에는, 복수의 웨이퍼 검사용 인터페이스로서의 테스터(15)가 배치된다. 구체적으로는, 검사 영역(12)은, 수평하게 배열된 복수의 테스터(15)로 이루어지는 테스터 열의 다단 구조, 예를 들어 3단 구조를 갖고, 테스터 열 각각에 대응해서 1개의 테스터측 카메라(16)가 배치된다. 각 테스터측 카메라(16)는 대응하는 테스터 열을 따라 수평하게 이동하여, 테스터 열을 구성하는 각 테스터(15) 앞에 위치해서 반송 스테이지(적재 장치)(18)가 반송하는 웨이퍼(W) 등의 위치나 후술하는 척 톱(50)의 경사 정도를 확인한다.
반출입 영역(13)은, 검사실(11)에 대한 웨이퍼(W)의 반출입을 행하는 영역이다. 반출입 영역(13)은, 복수의 수용 공간(17)으로 구획되어 있다. 각 수용 공간(17)에는, 포트(17a), 얼라이너(17b), 로더(17c) 및 컨트롤러(17d)가 배치된다. 포트(17a)는, 복수의 웨이퍼(W)를 수용하는 용기인 FOUP를 받아들인다. 얼라이너(17b)는 웨이퍼(W)의 위치 정렬을 행한다. 로더(17c)는 프로브 카드의 반출입을 행한다. 컨트롤러(17d)는, 기판 검사 장치(10)의 각 부의 동작을 제어한다.
반송 영역(14)은, 검사 영역(12) 및 반출입 영역(13)의 사이에 마련된 영역이다. 반송 영역(14)에는, 반송 영역(14)뿐만 아니라 검사 영역(12)이나 반출입 영역(13)으로도 이동 가능한 반송 스테이지(18)가 배치된다. 반송 스테이지(18)는, 각 스테이지 열에 대응해서 1개씩 마련되어 있다. 반송 스테이지(18)는, 반출입 영역(13)의 포트(17a)로부터 웨이퍼(W)를 수취해서 각 테스터(15)로 반송한다. 또한, 반송 스테이지(18)는, 반도체 디바이스의 전기적 특성의 검사가 종료된 웨이퍼(W)를 각 테스터(15)로부터 포트(17a)로 반송한다.
기판 검사 장치(10)에서는, 각 테스터(15)가 반송된 웨이퍼(W)의 각 반도체 디바이스의 전기적 특성을 검사하는데, 반송 스테이지(18)가 하나의 테스터(15)를 향해서 웨이퍼(W)를 반송하고 있는 동안에 다른 테스터(15)는 다른 웨이퍼(W)의 각 반도체 디바이스의 전기적 특성을 검사할 수 있다. 그 때문에, 웨이퍼(W)의 검사 효율이 향상된다.
도 3은, 본 실시 형태에 따른 기판 검사 장치(10)의 테스터(15) 및 반송 스테이지(18)의 설명도의 일례이다. 도 3은, 반송 스테이지(18)가 웨이퍼(W)를 테스터(15)의 프로브 카드(19)에 맞닿게 한 상태를 도시한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 테스터(15)는, 장치 프레임(도시 생략)에 고정되는 포고 프레임(20) 상에 설치된다. 포고 프레임(20)의 하부에는, 프로브 카드(19)가 장착된다. 포고 프레임(20)에 대하여 상하 방향으로 이동 가능한 플랜지(22)가 포고 프레임(20)에 걸림 결합된다. 포고 프레임(20) 및 플랜지(22)의 사이에는 원통상의 벨로우즈(23)가 개재된다.
프로브 카드(19)는, 원판 형상을 갖는 본체(24)와, 본체(24)의 상면과 거의 같은 높이로 배치되는 다수의 전극(도시 생략)과, 본체(24)의 하면으로부터 도면 중 하방을 향해서 돌출되게 배치되는 다수의 콘택트 프로브(25)(접촉 단자)를 갖는다. 각 전극은 대응하는 각 콘택트 프로브(25)와 접속되고, 각 콘택트 프로브(25)는, 프로브 카드(19)에 웨이퍼(W)가 맞닿았을 때, 웨이퍼(W)에 형성된 각 반도체 디바이스의 전극 패드나 땜납 범프와 전기적으로 접촉한다. 다수의 콘택트 프로브(25)는, 예를 들어 웨이퍼(W)의 전체면에 일괄해서 접촉 가능하게 구성되어 있다. 이에 의해, 다수의 반도체 디바이스의 전기적 특성을 동시에 검사할 수 있으므로, 검사 시간을 단축할 수 있다.
포고 프레임(20)은, 대략 평판상의 본체(26)와, 본체(26)의 중앙부 부근에 뚫어 형성된 복수의 관통 구멍인 포고 블록 삽입 끼움 구멍(27)을 갖는다. 각 포고 블록 삽입 끼움 구멍(27)에는, 다수의 포고핀이 배열되어 형성되는 포고 블록(28)이 삽입 끼움된다. 포고 블록(28)은, 테스터(15)가 갖는 검사 회로(도시 생략)에 접속됨과 함께, 포고 프레임(20)에 장착된 프로브 카드(19)에서의 본체(24)의 상면의 다수의 전극에 접촉한다. 포고 블록(28)은, 전극에 접속되는 프로브 카드(19)의 각 콘택트 프로브(25)로 전류를 흘림과 함께, 웨이퍼(W)의 각 반도체 디바이스의 전기 회로로부터 각 콘택트 프로브(25)를 통해서 흘러 온 전류를 검사 회로를 향해서 흘린다.
플랜지(22)는, 원통상의 본체(22a)와, 본체(22a)의 하부에 형성된 원환상 부재로 이루어지는 맞닿음부(22b)를 갖고, 프로브 카드(19)를 둘러싸도록 배치된다. 플랜지(22)는, 척 톱(50)이 맞닿을 때까지는, 자중에 의해 맞닿음부(22b)의 하면이 프로브 카드(19)의 각 콘택트 프로브(25)의 선단보다도 하방에 위치하도록 하방으로 이동한다.
벨로우즈(23)는, 금속제의 주름 상자 구조체이며, 상하 방향으로 신축 가능하게 구성된다. 벨로우즈(23)의 하단 및 상단은, 각각 플랜지(22)의 맞닿음부(22b)의 상면 및 포고 프레임(20)의 하면에 밀착한다.
테스터(15)에서는, 포고 프레임(20) 및 베이스(21)의 사이의 공간이 시일 부재(30)로 밀봉되어, 공간이 진공화됨으로써 포고 프레임(20)이 베이스(21)에 장착된다. 프로브 카드(19) 및 포고 프레임(20)의 사이의 공간도 시일 부재(31)로 밀봉되어, 공간이 진공화됨으로써 프로브 카드(19)가 포고 프레임(20)에 장착된다.
반송 스테이지(18)는, 적재 장치의 일례이며, 후판 부재의 척 톱(50)과, 보텀 플레이트(52)를 갖는다. 척 톱(50)은 보텀 플레이트(52)에 적재되고, 척 톱(50)의 상면에는 웨이퍼(W)가 적재된다. 척 톱(50)은, 보텀 플레이트(52)에 진공 흡착되고, 웨이퍼(W)는 척 톱(50)에 진공 흡착된다. 따라서, 반송 스테이지(18)가 이동할 때, 웨이퍼(W)가 반송 스테이지(18)에 대하여 상대적으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 척 톱(50)이나 웨이퍼(W)의 보유 지지 방법은, 진공 흡착에 한정되지 않고, 척 톱(50)이나 웨이퍼(W)의 보텀 플레이트(52)에 대한 상대적인 이동을 방지할 수 있는 방법이면 되며, 예를 들어 전자 흡착이나 클램프에 의한 보유 지지이어도 된다. 또한, 척 톱(50)의 상면의 외주부에는 시일 부재(33)가 배치된다.
반송 스테이지(18)는 이동 가능하기 때문에, 테스터(15)의 프로브 카드(19)의 하방으로 이동해서 척 톱(50)에 적재된 웨이퍼(W)를 프로브 카드(19)에 대향시킬 수 있음과 함께, 테스터(15)를 향해서 이동시킬 수 있다. 척 톱(50)이 플랜지(22)의 맞닿음부(22b)에 맞닿고, 웨이퍼(W)가 프로브 카드(19)에 맞닿았을 때, 프로브 카드(19), 포고 프레임(20), 플랜지(22) 및 척 톱(50)에 의해 둘러싸이는 공간(S)이 형성된다. 공간(S)은, 벨로우즈(23) 및 시일 부재(33)에 의해 밀봉되어, 공간(S)이 진공화됨으로써 척 톱(50)이 프로브 카드(19)에 보유 지지되고, 척 톱(50)에 적재되는 웨이퍼(W)가 프로브 카드(19)에 맞닿는다. 이때, 웨이퍼(W)의 각 반도체 디바이스에서의 각 전극 패드나 각 땜납 범프와, 프로브 카드(19)의 각 콘택트 프로브(25)가 맞닿는다. 또한, 기판 검사 장치(10)에서는, 반송 스테이지(18)의 이동은 컨트롤러(17d)에 의해 제어되고, 컨트롤러(17d)는 반송 스테이지(18)의 위치나 이동량을 파악한다.
이어서, 반송 스테이지(18)에서의 척 톱(50)을 회전시키는 회전 구동 기구(60)에 대해서, 도 4를 사용해서 더 설명한다. 도 4는, 본 실시 형태에 따른 반송 스테이지(18)의 일례를 도시하는 평면도이다.
척 톱(50)은, 척 톱(50)의 적재면과 수직인 축을 회전축으로 해서, 보텀 플레이트(52)에 대하여 회전 가능하게 마련되어 있다. 보텀 플레이트(52)는, 척 톱(50)의 회전을 고정하는 고정 기구(도시하지 않음)를 갖고 있다. 고정 기구는, 예를 들어 척 톱(50)을 보텀 플레이트(52)에 진공 흡착함으로써, 척 톱(50)을 보텀 플레이트(52)에 고정하여, 척 톱(50)의 회전을 고정한다.
회전 구동 기구(60)는, 브래킷(61), 샤프트(62), 브래킷(63), 구동 모터(64), 커플링(65), 볼 나사(66), 너트를 갖는 이동체(67), 캠 종동절(68)을 갖고 있다.
척 톱(50)의 외주측에는, 브래킷(61)이 마련되어 있다. 브래킷(61)에는, 척 톱(50)의 직경 방향으로 연장되는 샤프트(62)가 마련되어 있다. 브래킷(61) 및 샤프트(62)는 척 톱(50)과 함께 회전한다. 또한, 샤프트(62)는, 캠 종동절(68)과 맞닿는 맞닿음면을 갖는다. 샤프트(62)의 맞닿음면은, 맞닿음면의 연장 상에 척 톱(50)의 회전축이 위치하도록 마련되어 있다.
보텀 플레이트(52)에는, 브래킷(63)이 마련되어 있다. 구동 모터(64)는, 브래킷(63)에 고정된다. 구동 모터(64)의 회전축은, 커플링(65)을 개재하여, 볼 나사(66)와 접속된다. 볼 나사(66)는, 브래킷(63)에 회전 가능하게 지지된다. 이동체(67)는, 볼 나사(66)와 나사 결합하는 너트(도시하지 않음)를 갖는다. 볼 나사(66)와 이동체(67)의 너트로, 구동 모터(64)의 회전 운동을 이동체(67)의 직선 운동으로 변환하는 볼 나사 기구(제1 운동 변환 기구)를 구성한다. 이에 의해, 구동 모터(64)를 정역 회전시킴으로써, 이동체(67)가 진퇴한다. 구동 모터(64)는, 회전축의 각도를 검출하는 인코더(도시하지 않음)를 구비하고 있다.
또한, 이하의 설명에서, 이동체(67)가 구동 모터(64)로부터 이격되는 방향을 전진, 이동체(67)가 구동 모터(64)에 접근하는 방향을 후퇴로서 설명한다. 또한, 구동 모터(64)가 정회전(시계 방향 회전, CW)했을 때 이동체(67)가 전진하고, 구동 모터(64)가 역회전(반시계 방향 회전, CCW)했을 때 이동체(67)가 후퇴하는 것으로 해서 설명한다.
이동체(67)에는, 캠 종동절(68)이 마련되어 있다. 캠 종동절(68)은, 샤프트(62)의 맞닿음면과 맞닿는다. 도 4에서 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 이동체(67)가 전진함으로써, 캠 종동절(68)이 샤프트(62)의 맞닿음면을 미끄럼 이동하고, 척 톱(50)이 반시계 방향으로 회전한다.
또한, 샤프트(62)와 이동체(67)의 사이에는, 스프링 등의 가압 부재(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 가압 부재는, 샤프트(62)를 이동체(67)측으로 끌어당기는 방향으로 가압한다. 이에 의해, 이동체(67)가 후퇴함으로써, 가압 부재에 의해 샤프트(62)가 이동체(67)측으로 끌어당겨지고, 척 톱(50)이 시계 방향으로 회전한다.
이와 같이, 캠 종동절(68), 샤프트(62), 가압 부재는, 이동체(67)의 직선 운동을 척 톱(50)의 회전 운동으로 변환하는 운동 변환 기구(제2 운동 변환 기구)를 구성한다.
이상과 같이, 회전 구동 기구(60)는, 구동 모터(64)를 제어함으로써, 척 톱(50)을 회전시킬 수 있다.
여기서, 도 4에 도시한 바와 같이, 캠 종동절(68)의 반경을 R로 하고, 척 톱(50)의 중심(회전축)과 캠 종동절(68)의 중심(회전축)의 거리를 B로 하고, 캠 종동절(68)의 직선 이동량을 X로 하고, 척 톱(50)의 구동 각도를 θ로 한다. 캠 종동절(68)의 직선 이동량 X와 척 톱(50)의 구동 각도 θ의 관계는, 이하의 식 (1)로 나타낼 수 있다. 또한, 반경(R) 및 거리(B)는, 설계값으로서 부여된다.
또한, 이하의 설명에서, 캠 종동절(68)의 직선 이동량 X는, 이동체(67)가 후퇴하는 방향을 정으로 하고, 이동체(67)가 전진하는 방향을 부로 하는 것으로 해서 설명한다. 또한, 척 톱(50)의 구동 각도 θ는, 척 톱(50)이 시계 방향으로 회전하는 방향을 정으로 하고, 척 톱(50)이 반시계 방향으로 회전하는 방향을 부로 하는 것으로 해서 설명한다. 또한, 도 4에서 실선으로 나타내는 상태를 직선 이동량 X=0으로 하고, 구동 각도 θ=0으로 하는 것으로 해서 설명한다. 또한, 도 4에서, 이점쇄선으로 나타내는 예는, 직선 이동량 X 및 구동 각도 θ의 값이 부인 경우의 일례를 나타내고 있다.
X=(Bsinθ+R)/cosθ-R … (1)
제어부(100)는, 보정부(110)와, 구동 제어부(120)를 갖고 있다. 또한, 제어부(100)는, 기판 검사 장치(10)의 컨트롤러(17d) 내에 마련되어 있어도 되고, 컨트롤러(17d)와는 별도로 마련되어 있어도 된다.
보정부(110)는, 직선 이동량 X에 대한 구동 각도 θ를 보정한다. 이에 의해, 목표로 하는 구동 각도 θ가 되도록 회전 구동 기구(60)를 제어했을 때, 목표로 하는 구동 각도 θ와 실제의 구동 각도 θ의 오차를 저감한다. 보정부(110)는, RB 보정부(111)와, 피치 오차 보정부(112)를 갖는다.
RB 보정부(111)는 RB 보정을 행한다. 여기서, RB 보정이란, 직선 이동량 X에 대한 구동 각도 θ의 보정을, 식 (1)의 계수인 반경(R) 및 거리(B)에 대해서 설계값으로부터 보정함으로써 행한다. RB 보정은, 구동 각도 θ의 전체 스트로크 범위 내에서 적용된다.
RB 보정에서의 반경(R) 및 거리(B)의 보정값을 구하는 방법의 일례에 대해서 설명한다. 또한, RB 보정의 개시 시에 있어서, 척 톱(50)에는, 테스터측 카메라(16)로 촬상함으로써 구동 각도 θ를 검출하기 위한 마커가 붙은 웨이퍼(W)가 적재되어 있다.
RB 보정부(111)는, 현재의 반경(R0)(설정값) 및 거리(B0)(설정값)와 관계식 (1)로부터, 척 톱(50)의 구동 각도 θ를 소정의 제1 각도(예를 들어, +1°) 회전시키는 직선 이동량 X를 산출한다. RB 보정부(111)는, 산출한 직선 이동량 X에 기초하여, 구동 모터(64)를 제어한다. RB 보정부(111)는, 테스터측 카메라(16)로 촬상한 웨이퍼(W)의 화상을 취득한다. RB 보정부(111)는, 취득한 화상에 기초하여, 화상 인식에 의해 구동 각도 θ의 실측값을 구한다.
마찬가지로, RB 보정부(111)는, 현재의 반경(R0)(설정값) 및 거리(B0)(설정값)와 관계식 (1)로부터, 척 톱(50)의 구동 각도 θ를 소정의 제2 각도(예를 들어, -1°) 회전시키는 직선 이동량 X를 산출한다. RB 보정부(111)는, 산출한 직선 이동량 X에 기초하여, 구동 모터(64)를 제어한다. RB 보정부(111)는, 테스터측 카메라(16)로 촬상한 웨이퍼(W)의 화상을 취득한다. RB 보정부(111)는, 취득한 화상에 기초하여, 화상 인식에 의해 구동 각도 θ의 실측값을 구한다.
또한, 제1 각도 및 제2 각도는, 예를 들어 얼라인먼트에 사용하는 범위의 최댓값 및 최솟값으로 해도 된다. 또한, 데이터를 취득하는 점은 2점(제1 각도, 제2 각도)에 한정되지 않고, 3점 이상이어도 된다.
RB 보정부(111)는, 구동 모터(64)의 인코더의 검출값으로부터 산출되는 직선 이동량 X의 실측값과, 웨이퍼(W)의 화상으로부터 화상 인식에 의해 산출한 구동 각도 θ의 실측값에 기초하여, 반경(R)의 보정값(RC) 및 거리(B)의 보정값(BC)을 구한다.
이어서, RB 보정부(111)는, 보정 후의 반경(R)(=R0+RC) 및 보정 후의 거리(B)(=B0+BC)와 관계식 (1)로부터, 척 톱(50)의 구동 각도 θ를 소정의 제1 각도(예를 들어, +1°) 회전시키는 직선 이동량 X를 산출한다. RB 보정부(111)는, 산출한 직선 이동량 X에 기초하여, 구동 모터(64)를 제어한다. RB 보정부(111)는, 테스터측 카메라(16)로 촬상한 웨이퍼(W)의 화상을 취득한다. RB 보정부(111)는, 취득한 화상에 기초하여, 화상 인식에 의해 구동 각도 θ의 실측값을 구한다.
마찬가지로, RB 보정부(111)는, 보정 후의 반경(R)(=R0+RC) 및 보정 후의 거리(B)(=B0+BC)와 관계식 (1)로부터, 척 톱(50)의 구동 각도 θ를 소정의 제2 각도(예를 들어, -1°) 회전시키는 직선 이동량 X를 산출한다. RB 보정부(111)는, 산출한 직선 이동량 X에 기초하여, 구동 모터(64)를 제어한다. RB 보정부(111)는, 테스터측 카메라(16)로 촬상한 웨이퍼(W)의 화상을 취득한다. RB 보정부(111)는, 취득한 화상에 기초하여, 화상 인식에 의해 구동 각도 θ의 실측값을 구한다.
RB 보정부(111)는, 제1 각도 및 제2 각도의 어느 경우든, 구동 각도 θ의 목표값(제1 각도, 제2 각도)과 구동 각도 θ의 실측값의 오차가 소정의 범위 내(예를 들어, ±1/100000°)에 수렴될 때까지, 반경(R) 및 거리(B)의 보정을 반복한다.
또한, 오차가 소정의 범위 내에 수렴되는 반경(R) 및 거리(B)가 얻어진 경우, 그 반경(R) 및 거리(B) 상태 그대로, 복수회(예를 들어 10회) 연속해서 데이터를 취득하여, 오차가 소정의 범위 내(예를 들어, ±1/100000°)에 수렴되는지 여부를 확인해도 된다. 오차가 소정의 범위 내에 수렴되지 않을 경우, 반경(R) 및 거리(B)의 보정을 다시 해도 된다.
이와 같이, RB 보정부(111)는, 반경(R)의 보정값(RC) 및 거리(B)의 보정값(BC)을 구할 수 있다.
도 5는, 보정의 효과를 나타내는 그래프의 일례이다. 횡축은, 구동 각도 θ를 나타낸다. 종축은 목표로 하는 구동 각도 θ와 실제의 구동 각도 θ의 오차를 나타낸다. 보정 전 구동의 파형을 일점쇄선으로 나타낸다. 보정 전 구동은, 식 (1)의 반경(R) 및 거리(B)로서, 설계값(R0, B0)을 사용해서 회전 구동 기구(60)를 제어한다. 보정 전 구동에 있어서는, 오차가 누적되고, 구동 각도 θ의 증대에 수반하여, 오차도 증대한다.
RB 보정 구동의 파형을 파선으로 나타낸다. RB 보정 구동은, 식 (1)의 반경(R) 및 거리(B)로서, RB 보정 후의 반경(R)(=R0+RC) 및 거리(B)(=B0+BC)를 사용해서 회전 구동 기구(60)를 제어한다. RB 보정 구동에 있어서는, 구동 각도 θ의 전체 스트로크 범위에 있어서, 누적 오차를 억제할 수 있다.
도 4로 돌아가서, 피치 오차 보정부(112)는 피치 오차 보정을 행한다. 여기서, 피치 오차 보정이란, 얼라인먼트에 사용하는 범위 내에서, 소정의 피치마다의 보정값을 갖는 보정값 테이블을 적용함으로써 행한다.
피치 오차 보정에서의 보정값 테이블을 구하는 방법의 일례에 대해서 설명한다. 또한, 피치 오차 보정의 개시 시에 있어서, 척 톱(50)에는, 테스터측 카메라(16)로 촬상함으로써 구동 각도 θ를 검출하기 위한 마커가 붙은 웨이퍼(W)가 적재되어 있다.
피치 오차 보정부(112)는, 얼라인먼트에 사용하는 범위(예를 들어, -1° 내지 +1°)에서, RB 보정 후의 관계식 (1)을 사용하여, 소정의 피치(예를 들어, -1/100000°)마다 척 톱(50)을 회전시켜, 테스터측 카메라(16)로 촬상한 웨이퍼(W)의 화상을 취득한다. 피치 오차 보정부(112)는, 취득한 화상에 기초하여, 화상 인식에 의해 구동 각도 θ의 실측값을 구한다. 피치 오차 보정부(112)는, 각 피치에서의 목표로 하는 구동 각도 θ와 실제의 구동 각도 θ의 오차를 구하고, 각 피치에서의 보정값이 대응지어진 보정값 테이블을 생성한다.
여기서, 도 5를 사용해서 더 설명한다. 파선으로 나타내는 RB 보정 구동의 파형은, 볼 나사(66)의 회전에 수반하여, 주기적인 오차가 생기고 있다. RB 보정 상에 피치 오차 보정을 적용한 구동 파형을 실선으로 나타낸다. RB 보정 상에 피치 오차 보정을 적용한 구동은, 얼라인먼트에 사용하는 범위 밖에서, RB 보정 구동과 마찬가지로, 식 (1)의 반경(R) 및 거리(B)로서, RB 보정 후의 반경(R)(=R0+RC) 및 거리(B)(=B0+BC)를 사용해서 회전 구동 기구(60)를 제어한다. 또한, 얼라인먼트에 사용하는 범위 내에서, RB 보정 구동에 더하여 피치 오차 보정을 행하는, 즉, 또한 보정값 테이블을 적용해서 회전 구동 기구(60)를 제어한다. 또한, 보정값 테이블에 기재된 피치간에 있어서는, 근접하는 2점의 보정값으로부터 보간해서 보정값을 도출한다. RB 보정 상에 피치 오차 보정을 적용한 구동에 있어서는, 얼라인먼트에 사용하는 범위 내에서, 볼 나사(66)의 회전에 수반하는 주기적인 오차를 캔슬하여, 오차를 더욱 저감할 수 있다.
기판 검사 장치(10)는, RB 보정에 사용하는 보정값(RC, BC)과, 피치 오차 보정에 사용하는 보정값 테이블을 사전에 취득한다. 기판 검사 장치(10)가 웨이퍼(W)를 검사할 때, 구동 제어부(120)는 보정부(110)에서 보정된 직선 이동량 X와 구동 각도 θ의 관계식에 기초하여, 구동 모터(64)를 제어함으로써, 척 톱(50)에 적재된 웨이퍼(W)를 고정밀도로 프로브 카드(19)에 위치 정렬할 수 있다.
도 6은, 이동체(67)의 전진 시와 후퇴 시에 있어서의 오차를 설명하는 그래프의 일례이다. 구동 모터(64)의 정회전(CW) 시를 실선으로 나타내고, 구동 모터(64)의 역회전(CCW) 시를 파선으로 나타낸다. 또한, 정회전(CW) 시와 역회전(CCW) 시의 차분인 로스트 모션을 일점쇄선으로 나타낸다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 구동 모터(64)의 정회전 시와 역회전 시에는, 이동체(67)의 동작에 차가 생기고 있다. 즉, 구동 모터(64)의 정회전 시에 대하여, 구동 모터(64)의 역회전 시에는, 이동체(67)의 동작이 일부 상실되어 있다. 이러한, 동작의 차는, 예를 들어 볼 나사(66)의 백래시나, 캠 종동절(68)과 샤프트(62)의 맞닿음 상태에 따라 발생한다.
이어서, 구동 제어부(120)에 의한 회전 구동 기구(60)의 제어에 대해서, 도 7을 사용해서 설명한다. 도 7은, 구동 제어부(120)의 동작을 설명하는 흐름도이다.
스텝 S101에서, 구동 제어부(120)는 구동 각도 θ의 구동 지령이 입력된다.
스텝 S102에서, 구동 제어부(120)는, 지령된 구동 각도 θ의 절댓값이 소정의 역치(예를 들어, 1000/10000°)보다 큰지 여부를 판정한다. 역치보다 큰 경우, 구동 제어부(120)의 처리는 스텝 S103으로 진행된다. 역치보다 크지 않을 경우, 구동 제어부(120)의 처리는 스텝 S105로 진행된다.
스텝 S103에서, 구동 제어부(120)는, 구동 지령이 대략 보정이라고 판정한다. 그리고, 스텝 S104에서, 구동 제어부(120)는, 척 톱(50)이 구동 각도 θ로 회전하도록 구동 모터(64)를 구동시킨다. 즉, 구동 제어부(120)는, RB 보정 상에 피치 오차 보정을 적용한 관계식에 기초하여, 구동 각도 θ가 되는 직선 이동량 X1을 구한다. 그리고, 구동 제어부(120)는, 이동체(67)가 직선 이동량 X1으로 이동하도록 구동 모터(64)를 구동한다.
스텝 S105에서, 구동 제어부(120)는, 구동 지령이 정밀 보정이라고 판정한다.
스텝 S106에서, 구동 제어부(120)는, 구동 지령의 구동 방향이 정회전(CW) 방향인지 여부를 판정한다. 구동 방향이 정회전(CW) 방향일 경우(S106·"예"), 구동 제어부(120)의 처리는, 스텝 S107로 진행된다. 구동 방향이 정회전(CW) 방향이 아닐 경우(S106·"아니오"), 구동 제어부(120)의 처리는 스텝 S108로 진행된다.
스텝 S107에서, 구동 제어부(120)는, 구동 지령에 기초하여, 척 톱(50)이 구동 각도 θ로 회전하도록 구동 모터(64)를 정회전(CW)시킨다. 이때, 구동 제어부(120)는, 구동 각도 θ/2로 척 톱(50)을 회전시키고, 또한 구동 각도 θ/2로 척 톱(50)을 회전시키는 2 스텝으로, 척 톱(50)을 구동 각도 θ로 회전시킨다. 즉, 구동 제어부(120)는, RB 보정 상에 피치 오차 보정을 적용한 관계식에 기초하여, 구동 각도 θ가 되는 직선 이동량 X2를 구한다. 그리고, 구동 제어부(120)는, 먼저, 이동체(67)가 직선 이동량 X2/2 이동하도록 구동 모터(64)를 구동한다. 그 후, 구동 제어부(120)는, 이동체(67)가 또한 직선 이동량 X2/2로 이동하도록 구동 모터(64)를 구동한다. 이에 의해, 이동체(67)를 직선 이동량X2로 이동시킨다.
스텝 S108에서, 구동 제어부(120)는, 척 톱(50)이 구동 각도 2θ로 회전하도록 구동 모터(64)를 역회전(CCW)시킨다. 즉, 구동 제어부(120)는, RB 보정 상에 피치 오차 보정을 적용한 관계식에 기초하여, 구동 각도 2θ가 되는 직선 이동량 X3을 구한다. 그리고, 구동 제어부(120)는, 이동체(67)가 직선 이동량 X3로 이동하도록 구동 모터(64)를 구동한다.
스텝 S109에서, 구동 제어부(120)는, 척 톱(50)이 구동 각도 -θ로 회전하도록 구동 모터(64)를 정회전(CW)시킨다. 이때, 구동 제어부(120)는, 구동 각도 -θ/2로 척 톱(50)을 회전시키고, 또한 구동 각도 -θ/2로 척 톱(50)을 회전시키는 2 스텝으로, 척 톱(50)을 구동 각도 θ로 회전시킨다. 즉, 구동 제어부(120)는, RB 보정 상에 피치 오차 보정을 적용한 관계식에 기초하여, 구동 각도 θ가 되는 직선 이동량 X4를 구한다. 그리고, 구동 제어부(120)는 먼저, 이동체(67)가 직선 이동량 X4/2 이동하도록 구동 모터(64)를 구동한다. 그 후, 구동 제어부(120)는, 이동체(67)가 또한 직선 이동량 X4/2로 이동하도록 구동 모터(64)를 구동한다. 이에 의해, 이동체(67)를 직선 이동량 X4로 이동시킨다.
이상, 구동 제어부(120)의 제어에 의하면, 대략 보정으로 판단한 경우에는, 구동 각도 θ의 구동 지령을 따라서 구동 모터(64)를 그대로 구동 제어한다. 이에 의해, 척 톱(50)의 회전이 완료될 때까지의 응답성을 높일 수 있다.
한편, 정밀 보정을 한다고 판단한 경우, 구동 종료 시에 있어서의 구동 모터(64)의 회전 방향을 정회전(CW) 방향으로 한다. 즉, 캠 종동절(68)이 샤프트(62)를 향해서 전진하는 방향으로 한다. 또한, 지령된 구동 각도 θ가, 구동 모터(64)의 역회전(CCW) 방향일 경우, 목표로 하는 구동 각도 θ를 초과하도록 구동 모터(64)의 역회전(CCW) 방향으로 구동한 후, 목표로 하는 구동 각도 θ가 되도록 구동 모터(64)의 회전 방향을 정회전(CW) 방향으로 구동한다. 이에 의해, 도 6에 도시한 바와 같은 정회전 시와 역회전 시에 있어서의 차의 발생을 방지하여, 위치 정렬 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 정밀 보정 시에는, 2 스텝으로 구동시킨다. 이에 의해, 1 스텝으로 구동하는 경우와 비교해서 관성력을 저감한다. 즉, 구동 모터(64)를 정지하여 볼 나사(66)의 회전을 정지해도, 관성력에 의해 이동체(67)가 약간 전진할 우려가 있다. 또한, 이동체(67)(캠 종동절(68))가 정지해도, 관성력에 의해 척 톱(50)이 약간 회전할 우려가 있다. 이에 대해, 2 스텝으로 구동함으로써, 관성력을 저감해서 오차를 보다 저감할 수 있다.
또한, 스텝 S107, S109에서, 구동 제어부(120)는, 2 스텝으로 구동시키는 것으로써 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 구동 제어부(120)는, 1 스텝으로 구동하는, 즉, 척 톱(50)을 구동 각도 θ로 한번에 회전시켜도 된다. 이 경우에도, 정회전 시와 역회전 시에 있어서의 차의 발생을 방지하여, 위치 정렬 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 스텝 S107, S109에서, 구동 제어부(120)는, 복수회 스텝으로 구동시키는, 예를 들어 N을 2 이상의 정수로 해서, 척 톱(50)을 구동 각도 θ/N로 회전시키는 처리를 N회 반복해도 된다. 이에 의해, 관성력을 저감해서 오차를 보다 저감할 수 있다. 또한, 복수회 스텝으로 구동할 때, 1회당 구동 각도는 등분일 경우에 한정되지 않고, 달라도 된다.
이상, 기판 검사 장치(10)에 의한 본 실시 형태의 성막 방법에 대해서 설명했지만, 본 개시는 상기 실시 형태 등에 한정되는 것은 아니며, 특허 청구 범위에 기재된 본 개시의 요지의 범위 내에서, 다양한 변형, 개량이 가능하다.
제2 운동 변환 기구는, 캠 종동절(68) 및 샤프트(62)로 구성되는 것으로서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 링크 기구이어도 된다.
구동 각도 θ의 실측값을 검출하는 위치 검출 장치로서, 테스터측 카메라(16)를 사용하는 것으로서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 다른 검출기를 사용해도 된다. 예를 들어, 척 톱(50)의 회전 각도를 검출하는 인코더(도시하지 않음)를 사용해도 된다.

Claims (10)

  1. 피검사체를 적재하는 적재대와,
    상기 적재대를 정역 회전 가능하게 지지하는 지지대와,
    구동 모터의 회전 운동을 이동체의 직선 운동으로 변환하는 제1 운동 변환 기구, 상기 이동체의 직선 운동을 상기 적재대의 회전 운동으로 변환하는 제2 운동 변환 기구를 갖고, 상기 적재대를 회전시키는 회전 구동 기구와,
    상기 회전 구동 기구를 제어하는 제어부를 구비하는 적재 장치의 제어 방법이며,
    상기 이동체의 직선 이동량에 대한 상기 적재대의 구동 각도의 보정값을 산출하는 제1 보정 스텝과,
    미리 정해진 피치마다의 오차에 기초하여 보정값을 구하는 제2 보정 스텝과,
    상기 제1 보정 스텝 및 상기 제2 보정 스텝에서 구한 보정값에 기초하여, 상기 적재대를 회전 구동시키는 구동 스텝
    을 포함하는 적재 장치의 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 보정 스텝은,
    상기 이동체의 직선 이동량과 상기 적재대의 구동 각도의 관계식에서의 계수를 보정하는, 적재 장치의 제어 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 보정 스텝은,
    얼라인먼트 범위 내에서, 미리 정해진 피치마다의 오차에 기초하여 보정값을 구하는, 적재 장치의 제어 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 스텝은,
    상기 적재대의 구동 각도에 기초하여, 정밀 보정인지 대략 보정인지를 판정하는, 적재 장치의 제어 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 스텝은,
    정밀 보정으로 판정한 경우, 상기 구동 모터의 회전 방향이 제1 방향으로 될 때에 위치 정렬을 종료하는, 적재 장치의 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 구동 스텝은,
    상기 구동 모터의 회전 방향이 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 될 경우,
    구동 각도를 초과해서 상기 구동 모터의 회전 방향을 상기 제2 방향으로 구동하는 스텝과,
    상기 구동 모터의 회전 방향을 상기 제1 방향으로 구동하는 스텝을 포함하는, 적재 장치의 제어 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 구동 모터의 회전 방향을 상기 제1 방향으로 구동시킬 때, 복수의 스텝으로 구동하는, 적재 장치의 제어 방법.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 운동 변환 기구는, 상기 이동체에 마련된 캠 종동절과, 상기 적재대에 마련된 샤프트를 포함하고,
    상기 구동 모터의 상기 제1 방향은, 상기 캠 종동절과 상기 샤프트가 서로 압박하는 방향으로 상기 이동체를 이동시키는, 적재 장치의 제어 방법.
  9. 피검사체를 적재하는 적재대와,
    상기 적재대를 정역 회전 가능하게 지지하는 지지대와,
    구동 모터의 회전 운동을 이동체의 직선 운동으로 변환하는 제1 운동 변환 기구, 상기 이동체의 직선 운동을 상기 적재대의 회전 운동으로 변환하는 제2 운동 변환 기구를 갖고, 상기 적재대를 회전시키는 회전 구동 기구와,
    상기 회전 구동 기구를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 이동체의 직선 이동량에 대한 상기 적재대의 구동 각도의 보정값을 산출하는 제1 보정 스텝과,
    미리 정해진 피치마다의 오차에 기초하여, 보정값을 구하는 제2 보정 스텝과,
    상기 제1 보정 스텝 및 상기 제2 보정 스텝에서 구한 보정값에 기초하여, 상기 적재대를 회전 구동시키는 구동 스텝을 실행하는,
    적재 장치.
  10. 제9항에 기재된 적재 장치를 구비하는, 검사 장치.
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