基板对准装置及基板对准装置的控制方法
【专利摘要】基板对准装置(1)，具备：多个旋转台(4)，将多片基板水平且上下保持，且绕轴线旋转；旋转驱动装置(2)，使多个旋转台(4)同步旋转；传感器(13)，检测分别保持在多个旋转台(4)的基板的切口(90)；多个支承爪(50)，支承旋转台(4)上的基板的周缘部；支承爪驱动构造体(70)，使多个支承爪(50)在内方位置与外方位置之间个别地水平移动；以及升降装置(30)，使多个支承爪驱动构造体在高位置与低位置之间一起升降。基板对准装置(1)根据由传感器(13)分别检测的切口(90)的位置使旋转驱动装置(2)、支承爪驱动构造体(70)、及升降装置(30)进行既定的动作，该既定的动作包括仅将完成对准的基板从所述旋转台举起的基板举起动作，藉此使多个基板的切口(90)位于基准旋转角度位置。
【专利说明】
基板对准装置及基板对准装置的控制方法
技术领域
[0001]本发明是关于一种使多片基板的旋转角度位置一致的基板对准装置及基板对准装置的控制方法。
【背景技术】
[0002]在半导体制造工程中，为了对齐半导体晶圆的结晶方向，使用使多片半导体晶圆的旋转角度位置与基准旋转角度位置一致的基板对准装置(对准器)。因此，在半导体晶圆设有作为半导体晶圆的结晶方向的标记的切口(notch)。此基板对准装置的一例揭示在专利文献I;
专利文献I的基板对准装置，从一台旋转台的周缘沿着周方向竖设三根支持杆，在各支持杆设有彼此以等间隔在上下分离的五个支持销。以位于三根支持杆的相同高度的三个支持销支持一片半导体晶圆的周缘部。在三根支持杆的外侧，设有三根可升降自如且接近/离开旋转台的旋转中心轴的升起杆，在各升起杆设有彼此以等间隔在上下分离的五个升起销。相邻的升起销的上下间隔设定成比相邻的支持销的上下间隔小。在三根支持杆的外侧设有传感器杆，该传感器杆设有检测支持销所支持的五片半导体晶圆的切口的传感器。
[0003]—开始，各半导体晶圆被相同高度的三个支持销支持。在基板对准动作时，首先使旋转台旋转一次，以传感器检测切口，藉此检测所有半导体晶圆的切口的旋转角度位置、即自基准旋转角度位置的偏移角度，将旋转角度位置储存在内存。根据储存在内存的旋转角度位置使旋转台旋转，使位于最下方的半导体晶圆的旋转角度位置与基准旋转角度位置一致。接着，使三根升起杆朝向旋转台向内移动，以升起销举起对准已结束的位于最下方的半导体晶圆的形式使各升起杆上升。如上述，由于相邻的升起销的上下间隔比相邻的支持销的上下间隔小，因此能在仅升起位于最下方的半导体晶圆的状况下使其余四片半导体晶圆载置于支持销上。根据下一个储存的旋转角度位置，使旋转台旋转，进行从下数来第二片半导体晶圆对基准旋转角度位置的对准，与上述相同地用升起销升起半导体晶圆。以上述方式，依序使五片半导体晶圆的旋转角度位置与基准旋转角度位置一致。
[0004]现有技术文献:
专利文献:
专利文献1:日本特许公开2000-294619号公报。
【发明内容】
[0005]发明要解决的问题:在专利文献I的装置，多片半导体晶圆从位于最下方者依序对准旋转角度位置。即，在专利文献I的装置，无法以任意顺序进行半导体晶圆的旋转角度位置的对准；
然而，实际上多片半导体晶圆的偏移角度具有偏差。因此，在专利文献I的装置，针对多片半导体晶圆，会有从对准动作开始至结束为止耗时的情形；
本发明的目的在于提供一种能以任意顺序进行基板的旋转角度位置的对准的基板对准装置及基板对准装置的控制方法。
[0006]解决问题的手段:本发明某形态的基板对准装置，具备:多个旋转台，以将多个基板分别保持成水平且在上下方向彼此分离排列的方式在上下方向彼此分离配置，且设置为能绕着上下方向延伸的一个轴线旋转;旋转驱动装置，使多个所述旋转台同步旋转;多个标记位置检测部，检测分别保持在多个所述旋转台并旋转的多个基板的标记的旋转角度位置;多个支持爪组，支持应分别保持在多个所述旋转台的多个基板的周缘部;多个支持爪组驱动结构体，将多个所述支持爪组个别地支持且在位于比所述基板的外周靠近内侧的内方位置与位于比所述基板的外周靠近外侧的外方位置之间个别地移动;升降机构，使多个所述支持爪组驱动结构体在既定高度范围中的高位置与低位置之间一起升降;所述高位置及低位置分别是比多个所述支持爪组分别对应的旋转台所保持的基板高的位置及低的位置，且基于由多个所述标记位置检测部分别检测出的多个所述基板的标记位置，使所述旋转驱动装置、所述支持爪组驱动结构体及所述升降机构工作，以使多个所述基板的标记位于基准旋转角度位置。
[0007]根据此结构，藉由旋转驱动装置使多个旋转台同步旋转且藉由多个标记位置检测部检测分别保持在多个旋转台的多个基板的切口或定向平面等标记的旋转角度位置，首先使一个基板的标记的旋转角度位置与基准旋转角度位置一致(以下，称为对准)。将此已对准的基板对应的支持爪组藉由其对应的支持爪组驱动结构体位于内方位置，且将未对准的所有基板对应的支持爪组藉由分别对应的支持爪组驱动结构体分别位于外方位置。之后，藉由升降机构使多个支持爪组驱动结构体一起位于高位置后，仅对准已结束的基板从旋转台被举起(以下，称为基板举起)。之后，针对其余基板依序进行此对准及基板举起后，所有基板对准。以上述方式，针对多个基板，能以任意顺序进行标记的对准。因此，依据由多个标记位置检测部检测出的多个基板的标记的旋转角度位置选择对准的最佳顺序，藉此能以最短时间进行多个基板的标记的对准。
[0008]再者，也可具备被输入由该标记位置检测部检测的基板的标记的旋转角度位置、控制该旋转驱动装置与该支持爪组驱动结构体与该升降机构的控制部与记忆部；该控制部，进行:标记位置检测动作，藉由该旋转驱动装置使该多个旋转台同步旋转，且将藉由该多个标记位置检测部检测出的分别保持在该多个旋转台的多个基板的标记的旋转角度位置储存在该记忆部；以及基板依序对准动作，针对该多个基板依序进行对准与基板举起，该对准是使用储存在该记忆部的基板的标记的旋转角度位置，藉由该旋转驱动装置使该多个旋转台同步旋转，以使某个基板的标记的旋转角度位置位于该基准旋转角度位置，该基板举起是将此已对准的基板对应的支持爪组藉由其对应的支持爪组驱动结构体位于该内方位置，且将未对准的所有基板对应的支持爪组藉由分别对应的支持爪组驱动结构体分别位于该外方位置，之后，藉由该升降机构使该多个支持爪组驱动结构体一起位于该高位置，仅将已对准的基板从该旋转台举起。
[0009]依据此结构，藉由控制部的控制，可依序自动进行多片基板的旋转角度对准；
再者，也可该控制部进行基板承接动作与基板保持动作，在该基板保持动作之后进行该标记位置检测动作与该基板依序对准动作，该基板承接动作是藉由该升降机构使该多个支持爪组驱动结构体位于该高位置，且将该多个支持爪组藉由分别对应的该支持爪组驱动结构体位于该内方位置，该基板保持动作是在多个基板分别搬送载置于该基板承接动作结束后的状态下的该多个支持爪组后，藉由该升降机构使该多个支持爪组驱动结构体位于该低位置，将该多个基板分别保持在该多个旋转台。
[0010]依据此结构，藉由控制部的控制，可自动进行基板的承接及基板对旋转台的配置。
[0011]再者，也可该控制部基于储存在该记忆部的多个基板的标记的旋转角度位置运算进行所有基板的该对准所需的该旋转台的旋转量成为最小的该多个基板的对准顺序，在该基板依序对准动作，以该运算后的顺序对该多个基板进行该对准。
[0012]根据此结构，关于多个基板的顺序，能以最小时间进彳丁基板的对准。
[0013]再者，也可以是，该升降机构具备设置为在以所述一个轴线为中心的假想圆上在周方向隔着间隔往上下方向延伸的多个支柱、在各所述支柱分别设在与多个所述旋转台对应的高度位置的多个个别支持爪驱动结构体、及使多个所述支柱同步升降的升降装置；
各所述支持爪组包含分别支持应保持在分别对应的所述旋转台的基板的周方向的多个周缘部构成的多个支持爪；
各所述支持爪组驱动结构体，是由将分别对应的构成所述支持爪组的多个支持爪个别地支持且在所述内方位置与所述外方位置之间彼此同步分别移动的多个所述个别支持爪驱动结构体构成。
[0014]根据此结构，与上述相同，能以最短时间进行多个基板的标记的对准；
再者，也可具备:基体，以如下形式支持多个所述旋转台:使多个所述基板分别保持成水平且在上下方向彼此分离排列的方式在上下方向彼此分离且能使所述旋转台绕着上下方向延伸的一个轴线旋转;一个旋转驱动源；以及旋转驱动力传达机构，设置于所述基体，将所述旋转驱动源的旋转驱动力传达至多个所述旋转台，以使多个所述旋转台彼此同步旋转。
[0015]根据此结构，藉由设置旋转驱动力传达机构，能将旋转台的旋转驱动源配置在与旋转台分离的空间位置。藉此，能有充分的旋转驱动源设置空间。换言之，设置旋转驱动源时的设计自由度提尚；
本发明某形态的基板对准装置的控制方法，是用于基板对准装置，该基板对准装置具备:多个旋转台，以将多个基板分别保持成水平且在上下方向彼此分离排列的方式在上下方向彼此分离配置，且设置为能绕着上下方向延伸的一个轴线旋转;旋转驱动装置，使多个所述旋转台同步旋转；多个标记位置检测部，检测分别保持在多个所述旋转台并旋转的多个基板的标记的旋转角度位置;多个支持爪组，支持应分别保持在多个所述旋转台的多个基板的周缘部；多个支持爪组驱动结构体，将多个所述支持爪组个别地支持且在位于比所述基板的外周靠近内侧的内方位置与位于比所述基板的外周靠近外侧的外方位置之间个别地移动;升降机构，使多个所述支持爪组驱动结构体在既定高度范围中的高位置与低位置之间一起升降；控制部，被输入由所述标记位置检测部检测的基板的标记的旋转角度位置，控制所述旋转驱动装置、所述支持爪组驱动结构体和所述升降机构；以及记忆部;所述高位置及低位置分别是比多个所述支持爪组分别对应的旋转台所保持的基板高的位置及低的位置；
所述控制部，进行:
标记位置检测动作，藉由所述旋转驱动装置使多个所述旋转台同步旋转，且将藉由多个所述标记位置检测部检测出的分别保持在多个所述旋转台的多个基板的标记的旋转角度位置储存在所述记忆部；以及
基板依序对准动作，针对多个所述基板依序进行对准与基板举起，所述对准是使用储存在所述记忆部的基板的标记的旋转角度位置，藉由所述旋转驱动装置使多个所述旋转台同步旋转，以使某个基板的标记的旋转角度位置位于所述基准旋转角度位置，所述基板举起是将此已对准的基板对应的支持爪组藉由其对应的支持爪组驱动结构体位于所述内方位置，且将未对准的所有基板对应的支持爪组藉由分别对应的支持爪组驱动结构体分别位于所述外方位置，之后，藉由所述升降机构使多个所述支持爪组驱动结构体一起位于所述高位置，仅将已对准的基板从所述旋转台举起。
[0016]发明效果:从以上说明可明白，根据本发明，依据由多个标记位置检测部检测出的多个基板的标记的旋转角度位置选择对准的最佳顺序，藉此能以最短时间进行多个基板的标记的对准。
【附图说明】
[0017]
图1是示出使用本发明第I实施形态的基板对准装置的基板处理系统的整体结构的俯视图；
图2 (a )、( b)是示出半导体晶圆的标记的例的俯视图；
图3是示出基板对准装置的整体结构的俯视图；
图4是旋转台的立体图；
图5是从图3的Al方向观察支持杆的侧视图；
图6是支柱及旋转台的侧视图；
图7(a)、(b)是支持爪的放大图；
图8(a)、(b)是示出支柱及支持爪与旋转台的上下位置关系的放大图；
图9是传感器杆的放大侧视图；
图10是示出控制部的周边结构的方块图；
图11是支柱及旋转台的侧视图，示出基板举起动作；
图12是支柱及旋转台的侧视图，示出基板保持动作；
图13是支柱及旋转台的侧视图，示出再次的基板举起动作；
图14是示出第2实施形态的基板对准装置的动作的流程图；
图15是示出支持爪的变形例的图。
【具体实施方式】
[0018]以下，使用图详细说明本发明的实施形态。此外，在以下的记载，对相同或对应的要素在所有图标赋予相同的符号，以省略重复说明。又，在以下的记载，上下方向是指铅垂方向；
再者，作为基板虽例示圆盘状的半导体晶圆，但此基板并不限于半导体晶圆。例如，基板也可为半导体加工处理的薄型液晶显示器、有机EL显示器用的玻璃基板。又，半导体晶圆是半导体组件的基板材料，包含硅晶圆、碳化硅晶圆、蓝宝石晶圆等。在半导体晶圆具有结晶方向，欲由半导体加工处理必须使结晶方向对齐一定方向。在半导体晶圆处理时作为基准的旋转角度位置称为基准旋转角度位置；
(第I实施形态)
(基板处理系统的整体结构)
图1是示出使用本发明第I实施形态的基板对准装置的基板处理系统100的整体结构的俯视图；
如图1所不，基板处理系统100具备收纳多片半导体晶圆9的收纳部110、使半导体晶圆9的旋转角度位置与基准旋转角度位置一致的基板对准装置1、对半导体晶圆9施加热处理、薄膜形成处理等既定处理的处理装置120、及在收纳部110与基板对准装置I与处理装置120之间搬送半导体晶圆9的搬送机械臂130。搬送机械臂130与基板对准装置I是配置在处理装置120与收纳部110之间。收纳部110内的半导体晶圆9一开始旋转角度位置未一致，且也未施加既定处理。
[0019]搬送机械臂130的结构具备基台140、将多个可相互旋转的臂部连结而构成且可在水平面内旋转地设在基台140的臂体150、及设在臂体150的前端部且将多片半导体晶圆9以上下分离的状态保持的手部160。搬送机械臂130使臂体150旋转，以手部160从收纳部110内取出未处理的多片半导体晶圆9，将多片半导体晶圆9搬送至基板对准装置I。之后，搬送机械臂130使手部160从基板对准装置I退出。在多片半导体晶圆9以上下相隔间隔的状态收纳在基板对准装置I后，基板对准装置I使半导体晶圆9旋转，使多片半导体晶圆9的旋转角度位置与基准旋转角度位置一致。搬送机械臂130以手部160将旋转角度位置一致的多片半导体晶圆9从基板对准装置I取出，搬送至处理装置120。在处理装置120对半导体晶圆9施加处理后，搬送机械臂130以手部160取出半导体晶圆9，放回收纳部110。在以下的记载，虽例示基板对准装置I使五片半导体晶圆9的旋转角度位置与基准旋转角度位置一致，但半导体晶圆9的片数并不限于五片。
[0020]基板对准装置I为了使半导体晶圆9的旋转角度位置与基准旋转角度位置一致，在半导体晶圆9设有表示半导体晶圆9的结晶方向的标记。在此标记，例如图2 (a)所示，有设在半导体晶圆9的周缘的一个俯视V字形的缺口即切口90，或如图2(b)所示，有设在半导体晶圆9的周缘的直线状缺口即定向平面91(orientat1n f lat)。一边使半导体晶圆9在其延伸面内旋转一边在以设定于基准旋转角度位置的标记检测器检测出此标记的时点使半导体晶圆9的旋转停止，则半导体晶圆9与基准旋转角度位置一致。作为标记检测器，例示例如透光型传感器或反射型传感器；
或者，一边使半导体晶圆9在水平面内旋转一次一边由标记传感器侦测此标记，藉此可知一开始的半导体晶圆9的旋转角度位置从基准旋转角度位置偏移多少角度。根据此偏移量，使半导体晶圆9旋转以使各半导体晶圆9的切口 90或定向平面91与基准旋转角度位置一致。在以下的记载，作为标记例示切口 90。此外，基板为半导体晶圆以外的情况下，标记只要为表示用以对基板施加特定处理的旋转方向的既定姿势(旋转角度)即可；
(基板对准装置的整体结构)
图3是示出基板对准装置I的整体结构的俯视图。如图3所示，基板对准装置I的结构具备载置于地面的基体10、在基体10上设成在以上下延伸的一个轴线L为中心的假想圆上在周方向相隔间隔往上下方向延伸的三根支柱3、在上下设有检测半导体晶圆9的切口 90的多个传感器的传感器杆11、设成能以轴线L为中心旋转且在上下彼此隔着间隔配置的五个旋转台4、位于旋转台4的外侧的支持杆6、及使五个旋转台4同步旋转的旋转驱动装置2。在各旋转台4上载置有手部160所搬送的半导体晶圆9，在半导体晶圆9正确地载置于旋转台4上的状态，半导体晶圆9中心与轴线L 一致。支持杆6位于旋转台4上的半导体晶圆9的外侧。
[0021]旋转驱动装置2的结构具备设在支柱3的外侧且往上下延伸的二根旋转柱20、使二根旋转柱20中的一旋转柱20通过中间齿轮21旋转的一个旋转驱动源即马达M、及分别架设在二根旋转柱20与各旋转台4的无终端的正时皮带22。正时皮带22与五个旋转台4对应地上下设有五条，藉由正时皮带22构成本发明的「旋转驱动力传达机构」。马达M是由例如伺服马达构成；
图4是旋转台4的立体图。如图4所示，在旋转台4的下方设有承载台40，旋转台4可相对于承载台40旋转。从旋转台4的上表面设有多个承载突起41，半导体晶圆9载置于承载突起41的上表面。在半导体晶圆9载置于承载突起41的上表面的状态下，在半导体晶圆9的背面与旋转台4的上表面之间形成上下间隙。
[0022]图5是从图3的Al方向观察支持杆6的侧视图。为了方便图标，从下方仅示出二个旋转台4，但如前述，旋转台4在上下设有五个；
如图5所示，托架60从支持杆6与五个承载台40的各高度对应地朝向承载台40突出。在各托架60的前端部安装有承载台40，各承载台40及旋转台4以悬臂状态支持在对应的托架60。由于托架60位于旋转台4的下侧，因此不会与搬送至旋转台4的半导体晶圆9干涉；
如图3所示，由正时皮带22将旋转动力传送至旋转台4，以此能将马达M设在与旋转台4分离的空间位置。藉此，能有充分的马达M的设置空间。即，设置马达M时的设计自由度提高。
[0023]图6是支柱3及旋转台4的侧视图，为了方便说明，示出二根支柱3。如图6所示，各支柱3的结构具备承载支持应分别保持在旋转台4的半导体晶圆9的周缘部的支持爪50、及使各支持爪50往水平方向移动的支持爪驱动结构体70。支持爪驱动结构体70由例如汽缸构成。即，各支柱3与旋转台4的高度对应地在上下具备五个支持爪50，各支持爪50藉由与旋转台4的高度对应设置的五个支持爪驱动结构体70个别地水平驱动。支柱3如前述设有三个，因此以位于相同高度的三个支持爪50构成一个支持爪组5，藉由位于相同高度的三个支持爪驱动结构体70构成一个支持爪组驱动结构体7 ；
在各支柱3的下端部设有升降装置30，三个升降装置30使三根支柱3、五个支持爪组5及五个支持爪组驱动结构体7同步升降。升降装置30可举出例如汽缸或内设有齿条机构的马达，但并不限于这些。由三根支柱3、支持爪组驱动结构体7、升降装置30构成本发明的升降机构300。此外，升降机构300并不限于此。例如，也可构成为固定三根支柱3，在三根支柱3个别设置使五个支持爪驱动结构体70各自升降的升降装置，这些升降装置使分别对应的支持爪驱动结构体70彼此同步升降；
五个支持爪50虽藉由支持爪驱动结构体70个别地水平驱动，但由于安装在支柱3，因此与支柱3—体地升降。即，即使支持爪50可个别地水平移动，也不会升降。
[0024]图7(a)、(b)是藉由个别的支持爪驱动结构体70驱动的支持爪50的放大图。如图7(a)、(b)所示，支持爪50的结构一体地具备上表面水平且承载半导体晶圆9的周缘部下表面的承载片51、从承载片51的外侧的端部竖设且抑制半导体晶圆9朝向水平方向外偏移的纵壁52、及在水平方向出没自如地嵌入在支持爪驱动结构体70的爪本体53。支持爪50藉由支持爪驱动结构体70个别地驱动于图7(a)所示的承载片51的前端部位于比半导体晶圆9的外周靠近内侧的内方位置与图7(b)所示的承载片51的前端部位于比半导体晶圆9的外周靠近外侧的外方位置之间。
[0025]图8(a)、(b)是示出藉由升降装置30升降的支柱3及支持爪50与旋转台4的上下位置关系的放大图，示出位于最下方的支持爪50。然而，其他支持爪50与旋转台4的上下位置关系也相同；
如图8(a)、(b)所示，支持爪50，藉由升降装置30使支柱3升降的动作，在承载片51的上表面位于比各支持爪50对应的旋转台4所保持的半导体晶圆9的下表面靠近下侧的低位置(参照图8(a))与承载片51的上表面位于比旋转台4所保持的半导体晶圆9的下表面靠近上侧的高位置(参照图8(b))之间移动。因此，在支持爪驱动结构体70对应的支持爪50设定在内方位置的状态下，若升降装置30使支持爪50上升至高位置，则如图8(b)所示，支持爪50从旋转台4举起对应的旋转台4上的半导体晶圆9。藉此，即使旋转台4旋转，半导体晶圆9也不会旋转；
相对于此，在支持爪驱动结构体70对应的支持爪50设定在外方位置的状态下，由于承载片51的前端部位于比半导体晶圆9的外周靠近外侧，因此即使升降装置30使支持爪50上升至高位置，支持爪50也不会从旋转台4举起对应的半导体晶圆9。半导体晶圆9仍载置于旋转台4;
即，藉由同步驱动支持爪驱动结构体70与升降装置30，在支柱3上升时，能切换任意的支持爪50从对应的旋转台4将半导体晶圆9举起的状态与不举起的状态。
[0026]图9是传感器杆11的放大侧视图。如图9所示，在传感器杆11的侧面，半导体晶圆9的周缘部嵌入的五个凹口 12与半导体晶圆9的高度对应地在上下挖开设置。各凹口 12的开口朝向轴线L，以使藉由手部160搬送至旋转台4的半导体晶圆9能进入。在凹口 12设有检测半导体晶圆9的切口 90(参照图2(a))的传感器13。传感器13构成为例如具备隔着半导体晶圆9的周缘部彼此位于上下的发光组件14与受光组件15的透光型传感器。在半导体晶圆9旋转时，若来自发光组件14的光到达受光组件15，可知切口 90通过传感器13。切口 90被传感器13侦测的位置是切口 90的旋转角度位置；
即，藉由检测从一开始半导体晶圆9载置于旋转台4的状态至传感器13检测切口90为止的旋转台4的旋转角度，可知一开始的半导体晶圆从基准旋转角度位置偏移多少角度。传感器13构成本发明的「标记位置检测部」，发光组件14与受光组件15的上下位置也可与图9所示的位置相反。又，传感器13也可构成为在一方具备发光部与受光部、在另一方设置反射板结构的反射型传感器。又，凹口 12的上下长度是设定成即使半导体晶圆9在低位置与高位置之间升降也不会与发光组件14或受光组件15接触的长度。
[0027]图10是示出掌控基板对准装置I的控制动作的控制部8的周边结构的方块图。控制部8例如以一个CPU构成，但也可为多个CPU的组合，例如配置在基体10内。又，控制部8也可组合使用CPU与ASIC(Applicat1n Specific Integrated Circuit)；
在控制部8，除了传感器13、升降装置30、支持爪驱动结构体70、马达M以外，连接有储存半导体晶圆9的旋转角度位置的内存即记忆部80、储存有动作程序的R0M81、作为暂时记录信息的工作内存的RAM82。对五个旋转台4分别赋予识别号码，此识别号码储存在例如RAM82。控制部8使马达M工作，使所有旋转台4暂时旋转，针对所有半导体晶圆9，检测从一开始载置于旋转台4的状态至传感器13检测切口 90为止的旋转台4的旋转角度。旋转角度是藉由例如安装在马达M的主轴的旋转编码器等的旋转角度传感器检测，该检测值输入至控制部8。接着，控制部8就旋转台4分别将一开始载置于旋转台4的半导体晶圆9从基准旋转角度位置偏移多少角度的值储存在记忆部80。此值在后述对准动作时使用；
(基板对准装置的动作)
首先，参照图6及图8(a)、(b)说明基板承接动作。如图8(b)所示，控制部8使升降装置30工作，使所有支持爪组驱动结构体7—起位于高位置，且将所有支持爪组5藉由分别对应的支持爪组驱动结构体7位于内方位置(参照图8(b))。以下，将此动作称为基板承接动作。在此基板承接动作结束的状态下，搬送机械臂130使手部160进入基板对准装置1，将多个半导体晶圆9(此处为五片)分别搬送载置于多个(此处为五个)支持爪组5;
之后，如图6所示，控制部8使升降装置30工作，使所有支持爪组驱动结构体7—起位于低位置，将多个基板分别保持在多个(此处为五台)旋转台4。以下，将此动作称为基板保持动作；
接着，参照图6及图11至图13说明对准。在以上述方式将半导体晶圆9载置于所有旋转台4的图6所示的初始状态，半导体晶圆9的旋转角度位置具有偏差，S卩，半导体晶圆9未对齐基准旋转角度位置。在本实施形态的基板对准装置I，能使任意识别号码的旋转台4上的半导体晶圆9的旋转角度位置与基准旋转角度位置一致。将此半导体晶圆9的旋转角度位置与基准旋转角度位置一致的动作称为「对准」。在以下的说明，说明从图6所示的位于最上方的半导体晶圆9起依序使旋转角度位置与基准旋转角度位置一致的对准动作；
从图6所示的状态，控制部8使马达M工作，使所有旋转台4旋转一次，以所有传感器13检测所有半导体晶圆9的切口90。接着，在检测出切口90的时点，根据旋转角度传感器检测的马达M的旋转角度，检测切口 90的旋转角度位置。之后，控制部8使所有旋转台4停止，针对所有半导体晶圆9运算基准旋转角度位置与检测出切口 90的旋转角度位置的偏移，将此角度偏移量连同各半导体晶圆9对应的旋转台4的识别号码分别储存在记忆部80。将此称为「标记位置检测动作」。接着，控制部8从记忆部80读出位于最上方的半导体晶圆9的一开始的旋转角度位置与基准旋转角度位置的角度偏移量，使所有旋转台4仅旋转此角度偏移量。藉此，仅位于最上方的半导体晶圆9的旋转角度位置与基准旋转角度位置一致。即，位于最上方的半导体晶圆9「对准」。
[0028]接着，如图11所示，控制部8驱动支持爪组驱动结构体7，仅使位于最上方的支持爪组5位于内方位置，且使其他支持爪组5位于外方位置。在此状态下，使升降装置30工作，将所有支持爪组5设定在高位置。由于仅位于最上方的支持爪组5位于内方位置，其他支持爪组5位于外方位置，因此仅旋转角度位置与基准旋转角度位置一致的位于最上方的半导体晶圆9从旋转台4被举起，其他半导体晶圆9保持载置于旋转台4的状态。将此称为「基板举起动作」。
[0029]接着，在所有支持爪组5设定在高位置的状态下，控制部8从记忆部80读出从上数来第二个半导体晶圆9的角度偏移量。控制部8将之前旋转的位于最上方的旋转台4的旋转量与从上数来第二个半导体晶圆9的角度偏移量进行加减，运算使从上数来第二个旋转台4上的半导体晶圆9与基准旋转角度位置一致所需的旋转角度量。控制部8使马达M工作，使所有旋转台4仅旋转运算后的旋转角度量，以与上述相同的顺序，使从上数来第二个旋转台4上的半导体晶圆9的旋转角度位置与基准旋转角度位置一致。即，再次进行「对准」。由于位于最上方的半导体晶圆9被位于最上方的支持爪组5举起，因此即使所有旋转台4旋转，也不会旋转。在从上数来第二个半导体晶圆9与基准旋转角度位置一致后，使所有旋转台4停止；在此所有旋转台4停止的状态下，控制部8使升降装置30工作，如图12所示，使三根支柱3下降，将所有支持爪组5设定在低位置，将位于最上方的半导体晶圆9暂时载置于位于最上方的旋转台4上。将此称为「基板暂时保持动作」。
[0030]在此状态下，控制部8使从上数来第二个支持爪组驱动结构体7工作，使从上数来第二个支持爪组5位于内方位置。位于最上方的支持爪组5仍位于内方位置，位于最上方及从上数来第二个支持爪组5以外的支持爪组5仍位于外方位置；
接着，控制部8使升降装置30工作，如图13所示，使三根支柱3上升，将所有支持爪组5设定在高位置。旋转角度位置与基准旋转角度位置一致的位于最上方的半导体晶圆9及从上数来第二个半导体晶圆9被举起至高位置。换言之，再次进行「基板举起动作」；
以下，反复相同的顺序，使所有半导体晶圆9的旋转角度位置与基准旋转角度位置一致。即，直至最后的半导体晶圆的旋转角度对准动作结束前重复一个半导体晶圆的「对准」、半导体晶圆的「基板举起动作」、下一个半导体晶圆的「对准」、一个半导体晶圆的「基板暂时保持动作」、一个半导体晶圆与下一个半导体晶圆的「基板举起动作」。之后，搬送机械臂130藉由手部160从基板对准装置I取出所有半导体晶圆9。
[0031]藉由与多片半导体晶圆9的旋转角度位置对应地选择「对准」的最佳顺序，能在短时间进行多片半导体晶圆9的「对准」；
此外，在上述实施形态，虽例示使上下保持的多片半导体晶圆9从上依序「对准」的顺序，但也能以任意顺序使半导体晶圆9对准。此任意顺序可由作业员手动输入，也可由控制部8产生识别号码相关的随机数来决定；
(第2实施形态)
在本发明第2实施形态的基板对准装置1，能从自基准旋转角度位置的角度偏移量小的半导体晶圆9依序与基准旋转角度位置一致。藉此，能使所有半导体晶圆9的对准动作所需时间为最短。以下，使用图14的流程图说明此动作；
控制部8使马达M工作，使所有旋转台4暂时旋转，针对所有半导体晶圆9，将一开始的旋转角度位置从基准旋转角度位置偏移多少角度的值连同旋转台4的识别号码分别储存在记忆部80(步骤SI)。即，进行「标记位置检测动作」。接着，控制部8根据储存在记忆部80的旋转角度位置的偏移量，检测载置有旋转角度位置的角度偏移量最小的半导体晶圆9的识别号码的旋转台4，以下，依照旋转角度位置的角度偏移量变大的顺序排列旋转台4的识别号码(步骤S2)。
[0032]控制部8从记忆部80读出最小的角度偏移量，使所有旋转台4仅旋转此角度偏移量。藉此，仅旋转角度位置的角度偏移量最小的半导体晶圆9与基准旋转角度位置一致。即，被「对准」(步骤S3);
接着，控制部8驱动支持爪组驱动结构体7，仅使与旋转角度位置的角度偏移量最小的半导体晶圆9对应的支持爪组5位于内方位置，且使其他支持爪组5位于外方位置。在此状态下，使升降装置30工作，将所有支持爪组5设定在高位置。即，针对旋转角度位置的角度偏移量最小的半导体晶圆9进行「基板举起动作」(步骤S4)。
[0033]控制部8从记忆部80读出次小的角度偏移量，在所有支持爪组5设定在高位置的状态下，使马达M工作，使所有旋转台4仅旋转此角度偏移量。即，再次进行「对准」(步骤S5)。由于一开始对准的半导体晶圆9被对应的支持爪组5举起，因此即使所有旋转台4旋转，半导体晶圆9也不会旋转；
控制部8在使角度偏移量次小的半导体晶圆9与基准旋转角度位置一致后，使所有旋转台4停止；
在此所有旋转台4停止的状态下，控制部8驱动升降装置30，将所有支持爪组5设定在低位置，将一开始对准的半导体晶圆9暂时载置于对应的旋转台4上。即，进行「基板暂时保持动作」(步骤S6)。
[0034]在此状态下，控制部8驱动与角度偏移量次小的半导体晶圆9对应的支持爪组驱动结构体7，使与半导体晶圆9对应的支持爪组5位于内方位置；
接着，控制部8驱动升降装置30，将所有支持爪组5设定在高位置，旋转角度位置与基准旋转角度位置一致的一开始的半导体晶圆9及第二个对准的半导体晶圆9被举起至高位置。换言之，再次进行「基板举起动作」(步骤S7);
针对所有半导体晶圆9进行上述动作(步骤S8)。在所有半导体晶圆9对准后，藉由手部160从基板对准装置I取出所有半导体晶圆9。
[0035]在本实施形态的基板对准装置I，藉由控制部8的控制动作，能从自基准旋转角度位置的角度偏移量小的半导体晶圆9依序与基准旋转角度位置一致。藉此，能使所有半导体晶圆9的对准动作所需时间为最短，且不需人为操作即可自动进行对准动作；
此外，将传感器13设定在基准旋转角度位置，在传感器13检测出切口 90的时点使半导体晶圆9的旋转停止，则半导体晶圆9与基准旋转角度位置一致。此情形，无需将半导体晶圆9的角度偏移量储存至记忆部80;
又，在手部160搬送多片半导体晶圆9时，不将半导体晶圆9载置于位于高位置且内方位置的支持爪组5，使支持爪组5位于外方位置，载置于旋转台4上亦可；
(支持爪的变形例)
在上述记载，如图7(a)所示，半导体晶圆9由支持爪50的承载片51支持周缘部下表面。然而，也可替代此，如图15所示，将承载片51的内表面形成为第I斜面58与梯度比第I斜面58缓和的第2斜面59连续，以两斜面58，59的边界SM支持半导体晶圆9的周缘；
若为图15所示的结构，则在半导体晶圆9保持在承载片51时，在承载片51的第I斜面58滑动而载置于边界SM。藉此，半导体晶圆9的水平位置及水平姿势被校正而稳定地保持。又，由于承载片51与半导体晶圆9为线接触，因此承载片51与半导体晶圆9的接触面积小。藉此，减少异物附着在半导体晶圆9。
[0036]工业应用性:本发明适于用于使多片基板的旋转角度位置对准的基板对准装置、及基板对准装置的控制方法。
[0037]符号说明:
1:基板对准装置 2:旋转驱动装置 3:支柱
4:旋转台 5:支持爪组7:支持爪组驱动结构体8:控制部9:半导体晶圆30:升降装置50:支持爪
70:支持爪驱动结构体
80:内存
300:升降机构。
【主权项】
1.一种基板对准装置，具备: 多个旋转台，以将多个基板分别保持成水平且在上下方向彼此分离排列的方式在上下方向彼此分离配置，且设置为能绕着上下方向延伸的一个轴线旋转； 旋转驱动装置，使多个所述旋转台同步旋转； 多个标记位置检测部，检测分别保持在多个所述旋转台并旋转的多个基板的标记的旋转角度位置； 多个支持爪组，支持应分别保持在多个所述旋转台的多个基板的周缘部； 多个支持爪组驱动结构体，将多个所述支持爪组个别地支持且在位于比所述基板的外周靠近内侧的内方位置与位于比所述基板的外周靠近外侧的外方位置之间个别地移动； 升降机构，使多个所述支持爪组驱动结构体在既定高度范围中的高位置与低位置之间一起升降； 所述高位置及低位置分别是比多个所述支持爪组分别对应的旋转台所保持的基板高的位置及低的位置，且 基于由多个所述标记位置检测部分别检测出的多个所述基板的标记位置，使所述旋转驱动装置、所述支持爪组驱动结构体及所述升降机构工作，以使多个所述基板的标记位于基准旋转角度位置。2.根据权利要求1所述的基板对准装置，其进一步具备控制部与记忆部;所述控制部被输入由所述标记位置检测部检测出的基板的标记的旋转角度位置，控制所述旋转驱动装置与所述支持爪组驱动结构体与所述升降机构； 所述控制部，进行: 标记位置检测动作，藉由所述旋转驱动装置使多个所述旋转台同步旋转，且将藉由多个所述标记位置检测部检测出的分别保持在多个所述旋转台的多个基板的标记的旋转角度位置储存在所述记忆部；以及 基板依序对准动作，针对多个所述基板依序进行对准与基板举起，所述对准是使用储存在所述记忆部的基板的标记的旋转角度位置，藉由所述旋转驱动装置使多个所述旋转台同步旋转，以使某个基板的标记的旋转角度位置位于所述基准旋转角度位置，所述基板举起是将此已对准的基板对应的支持爪组藉由其对应的支持爪组驱动结构体位于所述内方位置，且将未对准的所有基板对应的支持爪组藉由分别对应的支持爪组驱动结构体分别位于所述外方位置，之后，藉由所述升降机构使多个所述支持爪组驱动结构体一起位于所述高位置，仅将已对准的基板从所述旋转台举起。3.根据权利要求2所述的基板对准装置，其特征在于，所述控制部，在前一次的基板举起之后，藉由所述升降机构使多个所述支持爪组驱动结构体一起位于所述低位置，之后，藉由所述支持爪组驱动结构体及所述升降机构仅将已对准的基板从所述旋转台举起，以进行第2次以后的所述基板举起。4.根据权利要求2或3所述的基板对准装置，其特征在于，所述控制部进行基板承接动作与基板保持动作，在所述基板保持动作之后进行所述标记位置检测动作与所述基板依序对准动作，所述基板承接动作是藉由所述升降机构使多个所述支持爪组驱动结构体位于所述高位置，且将多个所述支持爪组藉由分别对应的所述支持爪组驱动结构体位于所述内方位置，所述基板保持动作是在多个基板分别搬送载置在所述基板承接动作结束后的状态下的多个所述支持爪组后，藉由所述升降机构使多个所述支持爪组驱动结构体位于所述低位置，将多个所述基板分别保持在多个所述旋转台。5.根据权利要求2至4中任一项所述的基板对准装置，其特征在于，所述控制部基于储存在所述记忆部的多个基板的标记的旋转角度位置，运算进行所有基板的所述对准所需的所述旋转台的旋转量为最小的多个所述基板的对准顺序，在所述基板依序对准动作中，以所运算的所述顺序对多个所述基板进行所述对准。6.根据权利要求1至5中任一项所述的基板对准装置，其特征在于，所述升降机构具备设置为在以所述一个轴线为中心的假想圆上在周方向隔着间隔往上下方向延伸的多个支柱、在各所述支柱分别设在与多个所述旋转台对应的高度位置的多个个别支持爪驱动结构体、及使多个所述支柱同步升降的升降装置； 各所述支持爪组包含分别支持应保持在分别对应的所述旋转台的基板的周方向的多个周缘部构成的多个支持爪； 各所述支持爪组驱动结构体，是由将分别对应的构成所述支持爪组的多个支持爪个别地支持且在所述内方位置与所述外方位置之间彼此同步分别移动的多个所述个别支持爪驱动结构体构成。7.根据权利要求1至6中任一项所述的基板对准装置，其具备: 基体，以如下形式支持多个所述旋转台:使多个所述基板分别保持成水平且在上下方向彼此分离排列的方式在上下方向彼此分离且能使所述旋转台绕着上下方向延伸的一个轴线旋转； 一个旋转驱动源；以及 旋转驱动力传达机构，设置于所述基体，将所述旋转驱动源的旋转驱动力传达至多个所述旋转台，以使多个所述旋转台彼此同步旋转。8.一种基板对准装置的控制方法，所述基板对准装置，具备: 多个旋转台，以将多个基板分别保持成水平且在上下方向彼此分离排列的方式在上下方向彼此分离配置，且设置为能绕着上下方向延伸的一个轴线旋转； 旋转驱动装置，使多个所述旋转台同步旋转； 多个标记位置检测部，检测分别保持在多个所述旋转台并旋转的多个基板的标记的旋转角度位置； 多个支持爪组，支持应分别保持在多个所述旋转台的多个基板的周缘部； 多个支持爪组驱动结构体，将多个所述支持爪组间个别地支持且在位于比所述基板的外周靠近内侧的内方位置与位于比所述基板的外周靠近外侧的外方位置之间个别地移动；升降机构，使多个所述支持爪组驱动结构体在既定高度范围中的高位置与低位置之间一起升降； 控制部，被输入由所述标记位置检测部检测的基板的标记的旋转角度位置，控制所述旋转驱动装置、所述支持爪组驱动结构体和所述升降机构；以及记忆部； 所述高位置及低位置分别是比多个所述支持爪组分别对应的旋转台所保持的基板高的位置及低的位置； 其特征在于， 所述控制部，进行: 标记位置检测动作，藉由所述旋转驱动装置使多个所述旋转台同步旋转，且将藉由多个所述标记位置检测部检测出的分别保持在多个所述旋转台的多个基板的标记的旋转角度位置储存在所述记忆部；以及 基板依序对准动作，针对多个所述基板依序进行对准与基板举起，所述对准是使用储存在所述记忆部的基板的标记的旋转角度位置，藉由所述旋转驱动装置使多个所述旋转台同步旋转，以使某个基板的标记的旋转角度位置位于所述基准旋转角度位置，所述基板举起是将此已对准的基板对应的支持爪组藉由其对应的支持爪组驱动结构体位于所述内方位置，且将未对准的所有基板对应的支持爪组藉由分别对应的支持爪组驱动结构体分别位于所述外方位置，之后，藉由所述升降机构使多个所述支持爪组驱动结构体一起位于所述高位置，仅将已对准的基板从所述旋转台举起。
【文档编号】H01L21/68GK105981155SQ201480068130
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2014年12月15日
【发明人】福岛崇行
【申请人】川崎重工业株式会社