KR20100109451A

KR20100109451A - 오리엔테이션 플랫 지정 방법, 오리엔테이션 플랫 검출 장치 및 오리엔테이션 플랫 지정용 프로그램을 기록한 기록 매체

Info

Publication number: KR20100109451A
Application number: KR1020100027917A
Authority: KR
Inventors: 가오리 아라이
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2010-10-08
Also published as: JP2010239060A; US8700206B2; KR101300852B1; US20100249986A1

Abstract

본 발명은 동일 길이의 오리엔테이션 플랫이 복수개 혼재해 있어도 동일 길이의 오리엔테이션 플랫 중 어느 하나를 기준 오리엔테이션 플랫으로서 확실하게 지정할 수 있는 오리엔테이션 플랫 지정 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 오리엔테이션 플랫 지정 방법은, 반도체 웨이퍼(W)를 회전시켜 3 개소의 오리엔테이션 플랫 1, 2, 3을 각각 검출하고, 3개소의 오리엔테이션 플랫 1, 2, 3의 사이에 있는 3개소의 원호 1, 2, 3의 길이를 각각 구한 후, 3개소의 원호 1, 2, 3의 길이 중 최장의 원호 2의 오른쪽 옆에 있는 오리엔테이션 플랫을 기준 오리엔테이션 플랫으로서 지정하기 때문에, 동일 길이의 원호가 복수개 존재하여도 기준 오리엔테이션 플랫을 확실하게 지정할 수 있다.

Description

오리엔테이션 플랫 지정 방법, 오리엔테이션 플랫 검출 장치 및 오리엔테이션 플랫 지정용 프로그램을 기록한 기록 매체{METHOD FOR APPOINTING ORIENTATION FLAT, APPARATUS FOR DETECTING ORIENTATION FLAT, AND RECORDING MEDIUM HAVING PROGRAM FOR APPOINTING ORIENTATION FLAT RECORDED THEREIN}

본 발명은 오리엔테이션 플랫 지정 방법, 오리엔테이션 플랫 검출 장치, 및 오리엔테이션 플랫 지정용 프로그램에 관한 것이며, 더욱 자세하게는, 동일한 크기의 오리엔테이션 플랫을 적어도 2개 갖는 반도체 웨이퍼를 프리얼라인먼트할 때에 그 기준이 되는 오리엔테이션 플랫을 지정하는 오리엔테이션 플랫 지정 방법, 오리엔테이션 플랫 검출 장치, 및 오리엔테이션 플랫 지정용 프로그램에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼의 다양한 처리 공정에서는, 반도체 웨이퍼에 소정의 처리를 실시하기 전에, 반도체 웨이퍼를 소정의 방향으로 정렬하는, 소위 프리얼라인먼트(pre-alignment)를 수행하고 있다. 반도체 웨이퍼의 프리얼라인먼트에는 반도체 웨이퍼의 외주에 형성된 오리엔테이션 플랫을 사용한다. 그러나, 반도체 웨이퍼 중에는 복수의 오리엔테이션 플랫을 갖는 반도체 웨이퍼가 있다.

예컨대, 특허문헌 1에는, 본래의 오리엔테이션 플랫[메인 오리엔테이션 플랫] 이외에도 별개의 오리엔테이션 플랫[서브 오리엔테이션 플랫]을 제공하여, 서브 오리엔테이션 플랫을 반도체 웨이퍼의 표리를 판별하기 위한 마킹으로서 사용하는 기술이 기재되어 있다. 이 기술에서는, 잉곳에서 반도체 웨이퍼를 잘라내기 전에 잉곳의 외주면에 오리엔테이션 플랫용의 메인 노취부와는 별개의 나선형의 서브 노취부를 제공하며, 반도체 웨이퍼를 잘라냈을 때에 형성되는 메인 오리엔테이션 플랫과 서브 오리엔테이션 플랫과의 거리에 따라 시드측에서 잘라낸 순서를 특정하고, 그것에 의해 반도체 웨이퍼의 표리를 판별한다. 즉, 이 기술에서는 메인 오리엔테이션 플랫과 서브 오리엔테이션 플랫을 각각의 크기에 의해 명확하게 식별할 수 있다.

또한, 특허문헌 2에는 반도체 웨이퍼의 표리를 판별하기 위해 메인 오리엔테이션 플랫과 2개의 서브 오리엔테이션 플랫을 이용하여 반도체 웨이퍼의 표리를 판별하는 기술에 대해서 기재되어 있다. 이 기술에서는 메인 오리엔테이션 플랫을 2개의 촬상 수단으로 촬상하며 1개의 서브 오리엔테이션 플랫 또는 서브 오리엔테이션 플랫에 대향하는 원호 부분을 1개의 촬상 수단으로 촬상하고, 후자의 촬상 수단으로 촬상하는 촬상 부분이 직선인지 곡선인지에 따라 반도체 웨이퍼의 표리를 판별한다. 이 기술에서도 메인 오리엔테이션 플랫과 복수의 서브 오리엔테이션 플랫을 각각 크기에 의해 식별할 수 있다.

특허문헌 1, 2에 기재된 기술은 모두 메인 오리엔테이션 플랫과 서브 오리엔테이션 플랫을 이용하는 반도체 웨이퍼의 표리 판별에 관한 기술이다. 따라서, 메인 오리엔테이션 플랫을 프리얼라인먼트에 사용하는 것을 전제로 하고 있다. 그러나, 종래의 프리얼라인먼트에서는, 동일 크기의 오리엔테이션 플랫이 복수개 있는 경우에는 오리엔테이션 플랫의 크기가 동일하기 때문에, 프리얼라인먼트 시에 어느 하나의 오리엔테이션 플랫을 프리얼라인먼트용의 오리엔테이션 플랫으로서 지정할 수 없는 경우도 있다.

그래서, 복수의 오리엔테이션 플랫을 갖는 반도체 웨이퍼에 대한 종래의 프리얼라인먼트 방법에 대해서, 도 7 및 도 8을 참조하면서 간단하게 설명한다. 예컨대 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이 3개의 오리엔테이션 플랫이 형성된 반도체 웨이퍼(W)를 프리얼라인먼트할 때에는, 반도체 웨이퍼(W)를 프리얼라인먼트용의 회전체(R) 상에 배치하고, 회전체(R)를 통해 반도체 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 이때, 회전체(R)의 근방에 배치된 발광 소자와 수광 소자를 갖는 광학 센서를 이용하여 반도체 웨이퍼(W)의 오리엔테이션 플랫을 검출한다. 즉, 발광 소자로부터의 광선이 회전하는 반도체 웨이퍼(W)의 오리엔테이션 플랫의 외측을 통과하고, 통과한 광량을 수광 소자로 검출한다. 이때, 제어 장치에서는, 수광 소자의 검출 신호에 기초하여 오리엔테이션 플랫의 크기를 결정한다. 수광 소자의 검출 광량이 클수록 오리엔테이션 플랫도 커지며, 이들 양자는 상호 비례 관계에 있다. 도 7의 (b)는 오리엔테이션 플랫의 검출 위치와 수광 소자의 검출 광량과의 관계를 나타내는 그래프이다. 이 도면에서, 횡축은 반도체 웨이퍼(W)의 전체 둘레의 좌표 위치를 나타내고, 종축은 수광 소자의 검출 광량을 나타낸다. 그래프의 피크 면적은 반도체 웨이퍼(W)의 오리엔테이션 플랫의 외측을 통과한 광선의 광량을 나타내고, 오리엔테이션 플랫에 의한 노취부의 면적 크기에 대응한다. 종래의 프리얼라인먼트에서는 가장 큰 오리엔테이션 플랫이 프리얼라인먼트용의 기준 오리엔테이션 플랫으로서 사용된다.

종래의 프리얼라인먼트 방법을 도 8에 나타내는 흐름도에 기초하여 설명하면 이하와 같다. 우선 반도체 웨이퍼(W)의 외주를 광학 센서로 검출하여 반도체 웨이퍼(W)의 외주 데이터를 취득한다(단계 S101). 계속해서, 반도체 웨이퍼(W)의 외주 데이터에 기초하여 반도체 웨이퍼(W)의 중심의 회전체(R)의 중심으로부터의 편심 성분(편심각, 편심량)을 산출한다(단계 S102). 계속해서, 편심량이 큰지 여부를 판단하고(단계 S103), 편심량이 큰 경우에는 편심량을 보정한 후(단계 S104), 단계 S101로 되돌아가 전술한 동작을 반복한다. 편심량이 보정된 상태가 되면, 단계 S103에서 반도체 웨이퍼(W)의 중심과 회전체(R)의 중심이 일치한다고 판단하고, 광학 센서를 이용하여 오리엔테이션 플랫의 수를 검출한다(단계 S105). 또한, 단계 S102에서의 편심 성분의 산출 방법으로서는, 일본 특허 제2796296호의 웨이퍼의 프리얼라인먼트 방법에 채용되는 방법을 이용할 수 있다.

계속해서, 광학 센서의 검출 결과에 기초하여 오리엔테이션 플랫의 수가 제로인지 여부를 판단하고(단계 S106), 오리엔테이션 플랫의 수가 제로가 아니라고 판단하면, 도 7의 (b)에 나타내는 그래프의 데이터를 참조하여 오리엔테이션 플랫의 위치를 특정한 후(단계 S107), 각 오리엔테이션 플랫의 길이를 산출한다(단계 S108). 계속해서, 지정 플랫 No가 오리엔테이션 플랫수보다 상위인지 여부를 판단하고(단계 S109), 상위가 아니면 가장 긴 오리엔테이션 플랫을 기준 오리엔테이션 플랫으로서 설정한다(단계 S110). 기준 오리엔테이션 플랫이 설정된 후, 기준 오리엔테이션 플랫에 대하여 지정 플랫 No로 설정되어 있는 오리엔테이션 플랫을 검출한 후(단계 S111), 검출된 오리엔테이션 플랫 위치에 회전체(R)의 각도를 맞추고(단계 S112), 프리얼라인먼트를 종료한다. 단계 S106에서 오리엔테이션 플랫수가 제로일 때, 혹은 단계 S109에서 지정 플랫 No가 오리엔테이션 플랫수보다 상위일 때에는 에러가 되어 얼라인먼트를 중단한다. 또한, 지정 플랫 No란, 기준이 되는 오리엔테이션 플랫(또는 기준이 되는 원호)을 1번째로 하여, 시계 바늘 방향으로 세어 몇번째의 오리엔테이션 플랫에 각도를 맞출지를 지시하는 파라미터를 말한다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평성 제02-130850호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2004-356411호 공보

그러나, 반도체 웨이퍼(W)를 프리얼라인먼트할 때에, 종래와 같이 오리엔테이션 플랫의 길이를 기준으로 하여 기준 오리엔테이션 플랫을 지정하는 방법에 있어서, 동일 길이의 오리엔테이션 플랫이 복수개 존재하는 경우에는 오리엔테이션 플랫이 동일 길이이기 때문에 기준 오리엔테이션 플랫을 지정할 수 없다고 하는 과제가 있었다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 동일 길이의 오리엔테이션 플랫이 복수개 존재하여도 동일 길이의 오리엔테이션 플랫 중 어느 하나를 기준 오리엔테이션 플랫으로서 확실하게 지정할 수 있는 오리엔테이션 플랫 지정 방법, 오리엔테이션 플랫 검출 장치, 및 오리엔테이션 플랫 지정용 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 청구항 1에 기재된 오리엔테이션 플랫 지정 방법은, 복수의 오리엔테이션 플랫이 형성된 반도체 웨이퍼에 미리 정해진 처리를 실시하기 위한 프리얼라인먼트를 수행할 때에, 상기 복수의 오리엔테이션 플랫 중 하나를 기준 오리엔테이션 플랫으로서 지정하는 방법으로서, 상기 반도체 웨이퍼를 회전시켜 상기 복수의 오리엔테이션 플랫을 각각 검출하는 제1 공정과, 상기 복수의 오리엔테이션 플랫 사이에 있는 복수의 원호 길이를 각각 구하는 제2 공정과, 상기 복수의 원호 중 최장의 원호 길이를 설정하고, 그 옆에 있는 오리엔테이션 플랫을 상기 기준 오리엔테이션 플랫으로서 지정하는 제3 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 청구항 2에 기재된 오리엔테이션 플랫 지정 방법은, 청구항 1에 기재된 발명에 있어서, 상기 제1 공정에서, 광학 센서를 이용하여, 상기 복수의 오리엔테이션 플랫의 외측을 통과하는 광선의 검출 광량에 기초하여 오리엔테이션 플랫을 각각 검출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 청구항 3에 기재된 오리엔테이션 플랫 지정 방법은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 발명에 있어서, 상기 제2 공정에서, 상기 광량이 일정량 차단된 간격에 기초하여 상기 반도체 웨이퍼의 원호 길이를 검출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 청구항 4에 기재된 오리엔테이션 플랫 검출 장치는, 복수의 오리엔테이션 플랫이 형성된 반도체 웨이퍼에 미리 정해진 처리를 실시하기 위한 프리얼라인먼트를 수행할 때에, 상기 복수의 오리엔테이션 플랫 중 하나를 기준 오리엔테이션 플랫으로서 지정하는 오리엔테이션 플랫 검출 장치로서, 상기 반도체 웨이퍼를 지지하여 회전시키는 회전체와, 상기 회전체를 통해 회전하는 상기 반도체 웨이퍼의 오리엔테이션의 외측을 통과하는 광선의 광량을 검출하는 광학 센서와, 상기 광학 센서가 상기 광선을 일정량 검출하지 않는 동안의 상기 회전체의 회전량에 기초하여 상기 반도체 웨이퍼의 최장의 원호 길이를 설정하고, 상기 최장의 원호 길이에 기초하여 상기 기준 오리엔테이션 플랫을 지정하는 제어 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 청구항 5에 기재된 오리엔테이션 플랫 검출 장치는, 청구항 4에 기재된 발명에 있어서, 상기 제어 장치가 상기 광학 센서의 수광량에 기초하여 상기 복수의 오리엔테이션 플랫을 구하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 청구항 6에 기재된 오리엔테이션 플랫 검출 장치는, 청구항 4 또는 청구항 5에 기재된 발명에 있어서, 상기 광학 센서가, 상기 회전체의 근방이며 또한 상기 반도체 웨이퍼의 상하에 배치된 한쌍의 발광 소자와 수광 소자를 가지고, 상기 복수의 오리엔테이션 플랫의 외측을 통과하는 상기 발광 소자로부터의 광선을 검출하는 상기 수광 소자의 검출 광량에 기초하여 상기 복수의 오리엔테이션 플랫을 검출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 청구항 7에 기재된 오리엔테이션 플랫 지정용 프로그램은, 컴퓨터를 구동시켜, 복수의 오리엔테이션 플랫이 형성된 반도체 웨이퍼에 미리 정해진 처리를 실시하기 위한 프리얼라인먼트를 수행할 때에, 상기 복수의 오리엔테이션 플랫 중 하나를 기준 오리엔테이션 플랫으로서 지정하는 방법을 실행하는 프로그램으로서, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재한 오리엔테이션 플랫 지정 방법을 실행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 동일 길이의 오리엔테이션 플랫이 복수개 존재하여도 동일 길이의 오리엔테이션 플랫 중 어느 하나를 기준 오리엔테이션 플랫으로서 확실하게 지정할 수 있는 오리엔테이션 플랫 지정 방법, 오리엔테이션 플랫 검출 장치, 및 오리엔테이션 플랫 지정용 프로그램을 제공할 수 있다.

도 1의 (a), (b)는 각각 본 발명의 오리엔테이션 플랫 지정 방법이 적용되는 검사 장치의 일례를 나타내는 구성도이며, (a)는 프로버실(室)의 일부를 파단하여 나타내는 정면도이고, (b)는 평면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 검사 장치에 이용되는 본 발명의 오리엔테이션 플랫 검출 장치의 일 실시형태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 오리엔테이션 플랫 검출 장치에 이용되는 수광 센서의 수광량과 전압의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 오리엔테이션 플랫 검출 장치에 이용되는 회전체의 회전 각도와 편심한 반도체 웨이퍼에 대한 수광 센서의 수광량을 나타내는 전압의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5의 (a), (b)는 각각 본 발명의 오리엔테이션 플랫 지정 방법의 원리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 6은 본 발명의 오리엔테이션 플랫 지정 방법의 일 실시형태를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7의 (a), (b)는 각각 종래의 오리엔테이션 플랫 지정 방법의 원리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 8은 종래의 오리엔테이션 플랫 지정 방법의 일 실시형태를 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 도 1∼도 6에 나타내는 실시형태에 기초하여 본 발명을 설명한다.

우선, 본 발명의 오리엔테이션 플랫 지정 방법의 일 실시형태를 실행하기 위해 이용되는 검사 장치에 대해서 설명한다. 이 검사 장치는, 예컨대 도 1에 나타내는 바와 같이, 피검사체(예컨대, 반도체 웨이퍼)(W)를 카세트 단위로 수납하고, 검사에 의거하여 카세트(C) 내의 반도체 웨이퍼(W)를 반송하는 로더실(室)(1)과, 로더실(1)에 인접하며, 로더실(1)로부터 반송된 반도체 웨이퍼(W)의 전기적 특성을 검사하는 프로버실(室)(2)과, 로더실(1) 및 프로버실(2) 각각에 설치된 복수의 기기를 제어하는 제어 장치(3)를 구비하고, 프로버실(2)에서 반도체 웨이퍼(W)에 형성된 복수의 디바이스의 전기적 특성을 검사하도록 구성되어 있다.

로더실(1)은, 복수의 반도체 웨이퍼(W)를 카세트 단위로 수납하는 수납부(4)와, 카세트(C)로부터 반도체 웨이퍼(W)를 1장씩 반입반출하는 웨이퍼 반송 기구(5)와, 반도체 웨이퍼(W)의 프리얼라인먼트를 수행하는 프리얼라인먼트 기구(6)를 구비한다. 로더실(1)에서는, 제어 장치(3)의 제어 하에서, 웨이퍼 반송 기구(5)가 카세트(C)로부터 반도체 웨이퍼(W)를 꺼내어 프리얼라인먼트 기구(6)에 인도한 후, 프리얼라인먼트 기구(6)를 통해 반도체 웨이퍼(W)를 프리얼라인먼트하고, 그 반도체 웨이퍼(W)를 프리얼라인먼트 기구(6)로부터 프로버실(2)에 반송한다. 또한, 웨이퍼 반송 기구(5)는 프로버실(2)로부터 검사 후의 반도체 웨이퍼(W)를 수취하여 카세트(C)의 원래의 장소에 수납한다.

한편, 프로버실(2)은, 반도체 웨이퍼(W)가 배치되는 이동 가능한 배치대(7)와, 배치대(7)의 상방에 배치되며 또한 복수의 프로브(8A)를 갖는 프로브 카드(8)와, 반도체 웨이퍼(W)의 전극 패드와 복수의 프로브(8A)를 얼라인먼트하는 얼라인먼트 기구(9)를 구비한다. 프로버실(2)에서는, 제어 장치(3)의 제어 하에서, 배치대(7)가 웨이퍼 반송 기구(5)로부터 반도체 웨이퍼(W)를 수취한 후, 얼라인먼트 기구(9)와 협동하여 반도체 웨이퍼(W)와 프로브 카드(8)를 얼라인먼트하고, 반도체 웨이퍼(W)의 전극 패드와 프로브 카드(8)의 프로브(8A)를 전기적으로 접촉시켜 반도체 웨이퍼(W)에 형성된 복수의 디바이스의 전기적 특성을 검사한다. 검사 후에는 웨이퍼 반송 기구(5)가 배치대(7) 상의 반도체 웨이퍼(W)를 수취한다.

그리고, 본 실시형태의 오리엔테이션 플랫 검출 장치는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 로더실(1) 내에 배치된 프리얼라인먼트 기구(6)와, 프리얼라인먼트 기구(6)를 제어하는 제어 장치(3)를 구비한다. 오리엔테이션 플랫 검출 장치는, 전술한 바와 같이 제어 장치(3)의 제어 하에서 웨이퍼 반송 기구(5)로부터 수취한 반도체 웨이퍼(W)를 프리얼라인먼트 기구(6)에서 프리얼라인먼트하는 동안에, 반도체 웨이퍼(W)의 복수의 오리엔테이션 플랫 및 복수의 오리엔테이션 플랫의 사이에 있는 원호 길이를 검출하고, 또한 기준 오리엔테이션 플랫을 지정하도록 구성되어 있다.

웨이퍼 반송 기구(5)는, 도 2에 나타내는 바와 같이 소정 간격을 두고 수평으로 연장되는 상하 2단의 반송 아암(5A)과, 이들 반송 아암(5A)을 선회, 승강시키는 구동 기구(도시하지 않음)를 가지며, 상하의 반송 아암(5A)을 통해 반도체 웨이퍼(W)를 반송하도록 구성된다. 또한, 프리얼라인먼트 기구(6)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 반도체 웨이퍼(W)를 지지하여 회전시키는 회전체(6A)와, 이 회전체(6A)의 근방에 설치된 광학 센서(6B)를 구비하며, 반도체 웨이퍼(W)를 지지하는 회전체(6A)가 회전하는 동안에, 광학 센서(6B)가 회전체(6A) 상의 반도체 웨이퍼(W)의 오리엔테이션 플랫을 검출하고, 반도체 웨이퍼(W)를 프리얼라인먼트하도록 구성되어 있다.

광학 센서(6B)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 회전체(6A)에서 지지된 반도체 웨이퍼(W)의 하방에 배치된 발광 소자(6C)와, 발광 소자(6C)와 쌍을 이루어 반도체 웨이퍼(W)의 상방에 배치된 수광 소자(6D)를 가지며, 반도체 웨이퍼(W)가 회전체(6A)를 통해 회전하는 동안에, 발광 소자(6C)로부터의 광선(L)이 반도체 웨이퍼(W)의 오리엔테이션 플랫의 외측을 통과하는 동안의 광선(L)의 수광량을 수광 소자(6D)로 검출함으로써, 반도체 웨이퍼(W)의 오리엔테이션 플랫을 검출하도록 구성되어 있다. 발광 소자(6C)와 수광 소자(6D)는 반도체 웨이퍼(W)의 내측으로부터 외측을 향하여 직경 방향으로 복수개 배치되고, 크기가 다른 반도체 웨이퍼(W), 예컨대 200 ㎜의 반도체 웨이퍼나 300 ㎜의 반도체 웨이퍼(W)라도 각각의 오리엔테이션 플랫을 검출하도록 배치된다. 또한, 웨이퍼 반송 기구(5)의 반송 아암(5A)에는 발광 소자(6C)로부터의 광선(L)이 통과하는 구멍(5B)이 형성되어 있다.

오리엔테이션 플랫의 크기는 예컨대 도 3에 나타내는 바와 같이 수광 소자(6D)의 수광량과 비례하는 관계에 있다. 즉, 도 3에서, 반도체 웨이퍼(W)의 점선 부분은 오리엔테이션 플랫에 의한 반도체 웨이퍼(W)의 노취부를 나타낸다. 오리엔테이션 플랫의 길이가 길수록, 즉 오리엔테이션 플랫에 의한 반도체 웨이퍼(W)의 노취부의 면적이 클수록 수광 소자(6D)에 의한 수광량에 기초한 전압이 높아진다. 이 비례 관계를 이용함으로써 오리엔테이션 플랫의 크기, 나아가서는 오리엔테이션 플랫의 길이를 결정할 수 있다.

도 3에 나타내는 관계를 취득하기 위해서는, 반도체 웨이퍼(W)의 중심과 회전체(6A)의 중심을 일치시키지 않으면 안 된다. 반도체 웨이퍼(W)가 회전체(6A) 상에 편심하여 배치되어 있으면, 수광 소자(6D)에 의한 수광량이 예컨대 도 4의 그래프에 파형으로 나타내는 바와 같이 반도체 웨이퍼(W)의 회전에 따라 변동한다. 반도체 웨이퍼(W)에 편심이 없으면, 광학 센서(6B)에 의한 수광량이 변동하지 않고 일정값이 된다. 따라서, 반도체 웨이퍼(W)의 얼라인먼트에 앞서 광학 센서(6B)에 의한 수광량이 일정값이 되도록 회전체(6A)에 대한 반도체 웨이퍼(W)의 편심을 보정해 둔다. 반도체 웨이퍼(W)의 회전체(6A)에서의 편심을 보정한 후, 반도체 웨이퍼(W)의 기준 오리엔테이션 플랫을 지정하게 된다.

그리고, 제어 장치(3)는, 중앙 연산 처리부와, 본 발명의 오리엔테이션 플랫 지정 방법을 실행하기 위한 프로그램을 포함한 각종 프로그램이 기억된 프로그램 기억부와, 다양한 데이터를 기억하는 기억부를 구비하고, 중앙 연산 처리부와 프로그램 기억부의 사이에서, 그리고 기억부와의 사이에서 신호를 송수신하여 로더실(1) 및 프로버실(2) 각각의 기기를 제어한다.

계속해서, 도 5의 (a)에 나타내는 반도체 웨이퍼(W)의 프리얼라인먼트에 앞서 수행되는 본 실시형태의 오리엔테이션 플랫 지정 방법에 대해서 설명한다. 반도체 웨이퍼(W)로서는, 종래 기술에서 설명한 반도체 웨이퍼(W)와 동일한 것을 사용한다. 본 실시형태에서는, 반도체 웨이퍼(W)를 회전시켜 3개소의 오리엔테이션 플랫 1, 2, 3[도 5의 (a), (b) 참조]을 각각 검출하는 공정과, 3개소의 오리엔테이션 플랫 1, 2, 3의 사이에 있는 3개소의 원호 1, 2, 3의 길이를 각각 구하는 공정과, 3개소의 원호 1, 2, 3[도 5의 (a), (b) 참조]의 길이 중 최장의 원호 2의 옆에 있는 오리엔테이션 플랫을 기준 오리엔테이션 플랫으로서 지정하는 공정을 포함한다.

그래서, 전술한 본 실시형태의 오리엔테이션 플랫 지정 방법을 실시할 때에는, 컴퓨터(제어 장치)를 구동시키면, 제어 장치(3)에서는 중앙 연산 처리부, 프로그램 기억부 및 기억부가 교대로 송수신을 반복하여, 도 6에 나타내는 각 공정을 실행하여 본 실시형태의 오리엔테이션 플랫 지정 방법을 실행한다.

즉, 도 6에 나타내는 바와 같이, 반도체 웨이퍼(W)가 회전체(6A)를 통해 반시계 방향으로 회전하는 동안에, 광학 센서(6B)를 이용하여 반도체 웨이퍼(W)의 외주 데이터를 취득한 후(단계 S1), 반도체 웨이퍼(W)의 외주 데이터에 기초하여 반도체 웨이퍼(W)의 회전체(6A)에 대한 편심 성분을 산출한다(단계 S2). 편심 성분은, 도 4에 나타내는 바와 같이 반도체 웨이퍼의 중심의 어긋남에 의한 파형의 물결 성분으로서 나타난다. 단계 S2에서 산출된 편심 성분이 큰지 여부를 판단하고(단계 S3), 편심 성분이 큰 경우에는 편심을 보정한 후(단계 S4), 단계 S1로 되돌아가, 단계 3까지의 단계를 반복한다. 단계 S3에서 편심량이 보정되었다고 판단하면, 광학 센서(6B)를 이용하여 오리엔테이션 플랫의 수를 검출한 후(단계 S5), 오리엔테이션 플랫의 수가 제로인지 여부를 판단한다(단계 S6). 단계 S1에서 단계 S6까지는 종래 기술에서 설명한 방법에 따라 실행되고, 단계 S7 이후가 본 실시형태의 특징이 나타나는 공정이다.

즉, 단계 S6에서 오리엔테이션 플랫의 수가 제로가 아니라고 판단하면, 정확한 원호의 길이를 구하기 위해, 미리 지정한 오리엔테이션 플랫의 길이 이하의 오리엔테이션 플랫 데이터(예컨대, 노이즈, 반도체 웨이퍼의 파편 등의 오리엔테이션 플랫 이외의 데이터)를 삭제한다(단계 S7). 그 후, 지정 플랫 No가 오리엔테이션 플랫수보다 상위인지 여부를 판단하고(단계 S8), 지정 플랫 No가 오리엔테이션 플랫수보다 상위가 아니라고 판단하면, 도 5의 (b)에 나타내는 피크 위치에 기초하여 각 오리엔테이션 플랫 1, 2, 3[도 5의 (a) 참조] 각각의 위치를 특정한 후(단계 S9), 각 오리엔테이션 플랫 1, 2, 3의 사이의 원호의 길이[도 5의 (b)에 나타내는 피크 이외의 직선 부분]를 산출한다(단계 S10).

여기서, 원호의 길이를 산출하는 방법에 대해서 설명한다. 예컨대 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이 그래프의 피크 정점의 위치 및 피크 양단의 위치는 각각의 좌표 위치로서 이미 산출되어, 반도체 웨이퍼(W)의 데이터로서 기억부에 저장되어 있다. 그래서, 이 데이터를 이용하여 우단의 오리엔테이션 플랫 위치로부터 좌단의 오리엔테이션 플랫 위치까지의 길이를 전체 둘레의 길이로 한 뒤에, 각 피크의 정점의 위치 좌표를 데이터의 좌단부터 순차 검색한다. 피크의 위치 좌표는, 위치 좌표 데이터의 기울기가 상승에서 하강으로 변하는 이변점이 좌표 위치가 된다. 피크의 양단 위치의 위치 좌표는, 피크의 정점의 좌표 위치에서 좌우로의 위치 좌표 데이터의 변화를 조사해, 위치 좌표 데이터가 최하층부 부근에 존재하는 위치 좌표값이 된다.

전술한 바와 같이 산출된 3개소의 원호 1, 2, 3 중에 최장의 원호가 있는지 여부를 원호 길이의 산출 데이터에 기초하여 판단하고(단계 S11), 도 5에서는 최장의 원호 2가 있기 때문에, 그 최장의 원호 2의 오른쪽 옆에 있는 오리엔테이션 플랫 1을 기준 오리엔테이션 플랫으로서 설정한다(단계 S12). 그리고, 기준 오리엔테이션 플랫에 대하여 지정 플랫 No로 설정되어 있는 오리엔테이션 플랫을 검출하고(단계 S13), 검출된 오리엔테이션 플랫의 위치에 회전체(6A)의 각도를 맞추어(단계 S14), 프리얼라인먼트를 종료한다.

또한, 단계 S6에서 오리엔테이션 플랫수가 제로일 때, 단계 S8에서 지정 플랫 No가 오리엔테이션 플랫수보다 상위일 때, 혹은 단계 S11에서 최장 원호 길이가 복수개 존재할 때에는 에러가 되어 프리얼라인먼트를 중단하며 경보를 발생시킨다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시형태에 따르면, 반도체 웨이퍼(W)를 지지하여 회전시키는 회전체(6A)와, 회전체(6A)를 통해 회전하는 반도체 웨이퍼(W)의 복수의 오리엔테이션 플랫의 외측을 통과하는 광선(L)의 광량을 검출하는 광학 센서(6B)와, 광학 센서(6B)가 광선(L)을 일정량 검출하지 않는 동안의 회전체(6A)의 회전량에 기초하여 반도체 웨이퍼(W)의 최장의 원호 길이를 설정하고, 최장의 원호 길이에 기초하여 기준 오리엔테이션 플랫을 지정하는 제어 장치(3)를 구비한 오리엔테이션 플랫 검출 장치를 이용함으로써, 반도체 웨이퍼(W)를 회전시켜 3개소의 오리엔테이션 플랫 1, 2, 3을 각각 검출하고, 3부분의 오리엔테이션 플랫 1, 2, 3의 사이에 있는 3개소의 원호 1, 2, 3의 길이를 각각 구한 후, 3개소의 원호 1, 2, 3의 길이 중 최장의 원호 2의 오른쪽 옆에 있는 오리엔테이션 플랫을 기준 오리엔테이션 플랫으로서 지정하기 때문에, 동일 길이의 원호가 복수개 존재하여도 기준 오리엔테이션 플랫을 확실하게 지정할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 광학 센서(6B)를 이용하여, 3개소의 오리엔테이션 플랫 1, 2, 3의 외측을 통과하는 광선(L)의 검출 광량에 기초하여 오리엔테이션 플랫을 각각 검출하기 때문에, 오리엔테이션 플랫 1, 2, 3의 크기를 확실하게 검출할 수 있다. 또한, 광학 센서(6B)에 의한 검출 광량이 두절된 간격에 기초하여 반도체 웨이퍼의 원호 길이를 검출하기 때문에, 각 원호 1, 2, 3의 길이를 확실하게 검출할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 조금도 제한되지 않으며, 필요에 따라 각 구성 요소를 적절하게 설계 변경할 수 있다. 예컨대 상기 실시형태에서는 본 발명을 검사 장치에 적용한 경우에 대해서 설명하였지만, 검사 장치 이외의 반도체 웨이퍼의 처리 장치에도 적용할 수 있다.

본 발명은 반도체 웨이퍼의 검사 장치 등의 처리 장치에 적합하게 이용할 수 있다.

6: 프리얼라인먼트 기구 6A: 회전체
6B: 광학 센서 6C: 발광 소자
6D: 수광 소자 W: 반도체 웨이퍼

Claims

복수의 오리엔테이션 플랫이 형성된 반도체 웨이퍼에 미리 정해진 처리를 실시하기 위한 프리얼라인먼트를 수행할 때에, 상기 복수의 오리엔테이션 플랫 중 하나를 기준 오리엔테이션 플랫으로서 지정하는 방법에 있어서,
상기 반도체 웨이퍼를 회전시켜 상기 복수의 오리엔테이션 플랫을 각각 검출하는 제1 공정과,
상기 복수의 오리엔테이션 플랫 사이에 있는 복수의 원호 길이를 각각 구하는 제2 공정과,
상기 복수의 원호 길이 중 최장의 원호 길이를 설정하고, 그 옆에 있는 오리엔테이션 플랫을 상기 기준 오리엔테이션 플랫으로서 지정하는 제3 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 오리엔테이션 플랫 지정 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 공정에서는, 광학 센서를 이용하여, 상기 복수의 오리엔테이션 플랫의 외측을 통과하는 광선의 검출 광량에 기초하여 오리엔테이션 플랫을 각각 검출하는 것을 특징으로 하는 오리엔테이션 플랫 지정 방법.
제2항에 있어서, 상기 제2 공정에서는, 상기 광량이 일정량 차단된 간격에 기초하여 상기 반도체 웨이퍼의 원호 길이를 검출하는 것을 특징으로 하는 오리엔테이션 플랫 지정 방법.
복수의 오리엔테이션 플랫이 형성된 반도체 웨이퍼에 미리 정해진 처리를 실시하기 위한 프리얼라인먼트를 수행할 때에, 상기 복수의 오리엔테이션 플랫 중 하나를 기준 오리엔테이션 플랫으로서 지정하는 오리엔테이션 플랫 검출 장치에 있어서,
상기 반도체 웨이퍼를 지지하여 회전시키는 회전체와,
상기 회전체를 통해 회전하는 상기 반도체 웨이퍼의 오리엔테이션 플랫의 외측을 통과하는 광선의 광량을 검출하는 광학 센서와,
상기 광학 센서가 상기 광선을 일정량 검출하지 않는 동안의 상기 회전체의 회전량에 기초하여 상기 반도체 웨이퍼의 최장의 원호 길이를 설정하고, 상기 최장의 원호 길이에 기초하여 상기 기준 오리엔테이션 플랫을 지정하는 제어 장치
를 구비하는 것을 특징으로 하는 오리엔테이션 플랫 검출 장치.
제4항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 광학 센서의 수광량에 기초하여 상기 복수의 오리엔테이션 플랫을 구하는 것을 특징으로 하는 오리엔테이션 플랫 검출 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 광학 센서는, 상기 회전체의 근방이며 또한 상기 반도체 웨이퍼의 상하에 배치된 한쌍의 발광 소자와 수광 소자를 가지고, 상기 복수의 오리엔테이션 플랫의 외측을 통과하는 상기 발광 소자로부터의 광선을 검출하는 상기 수광 소자의 검출 광량에 기초하여 상기 복수의 오리엔테이션 플랫을 검출하는 것을 특징으로 하는 오리엔테이션 플랫 검출 장치.
컴퓨터를 구동시켜, 복수의 오리엔테이션 플랫이 형성된 반도체 웨이퍼에 미리 정해진 처리를 실시하기 위한 프리얼라인먼트를 수행할 때에, 상기 복수의 오리엔테이션 플랫 중 하나를 기준 오리엔테이션 플랫으로서 지정하는 방법을 실행하는 오리엔테이션 플랫 지정용 프로그램을 기록한 기록 매체에 있어서, 상기 프로그램은 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재한 오리엔테이션 플랫 지정 방법을 실행하는 것을 특징으로 하는 오리엔테이션 플랫 지정용 프로그램을 기록한 기록 매체.