JP2016063058A - Centering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、円形状のウェハをセンタリングするセンタリング装置に関する。 The present invention relates to a centering apparatus for centering a circular wafer.
従来、半導体製造工程において、ウェハの位置あわせを行うためにアライナ装置を用いており、そのアライナ装置において、ウェハのセンタリングを行うことがあった。そのウェハのセンタリングは、通常、ウェハの側面(エッジ)に複数の方向からガイド等を機械的に当接させることによって行っていた。(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in a semiconductor manufacturing process, an aligner device is used to align a wafer, and the aligner device sometimes performs wafer centering. The centering of the wafer is usually performed by mechanically bringing a guide or the like into contact with the side surface (edge) of the wafer from a plurality of directions. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、従来のアライナ装置においては、ウェハに対して機械的にガイド等を押し当てることになり、その力によってウェハが湾曲したり、欠損したりする可能性があるという問題があった。 However, the conventional aligner apparatus mechanically presses a guide or the like against the wafer, and there is a problem that the wafer may be bent or broken by the force.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ガイド等をウェハに対して機械的に当接させることなく、ウェハをセンタリングすることができる装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus capable of centering a wafer without mechanically bringing a guide or the like into contact with the wafer.
上記目的を達成するため、本発明によるセンタリング装置は、気体を供給する気体供給部と、気体供給部によって供給された気体の吹き出し口を有する円形状の底面と、底面の外縁端から上方に向かって延び、上方ほど内径が大きくなる形状を有する側面とを含むウェハガイドと、を備え、気体供給部によって供給された気体が、ウェハガイド内で浮遊している円形状のウェハの外周縁と、ウェハガイドの側面との間を通過することによって、ウェハがセンタリングされる、ものである。
このような構成により、ウェハの外周縁とウェハガイドの側面との間を通過する気体によって、ウェハがウェハガイドの中心位置に保持させることになり、ウェハに対してガイド等を機械的に当接させることなく、ウェハのセンタリングを実現できる。その結果、センタリングの際に、ウェハを破損させる可能性を低減することができる。
In order to achieve the above object, a centering device according to the present invention includes a gas supply unit for supplying gas, a circular bottom surface having a gas outlet supplied by the gas supply unit, and an upper edge from the outer edge of the bottom surface. And a wafer guide including a side surface having a shape with an inner diameter increasing toward the top, and the outer periphery of the circular wafer in which the gas supplied by the gas supply unit is floating in the wafer guide; The wafer is centered by passing between the side surfaces of the wafer guide.
With such a configuration, the wafer is held at the center position of the wafer guide by the gas passing between the outer peripheral edge of the wafer and the side surface of the wafer guide, and the guide or the like is mechanically brought into contact with the wafer. The centering of the wafer can be realized without causing it. As a result, the possibility of damaging the wafer during centering can be reduced.
また、本発明によるセンタリング装置では、ウェハガイド内のウェハを浮遊した状態で底面方向に吸着する非接触の吸着パッドをさらに備えてもよい。
このような構成により、気体の吹き上げによるウェハの振動を抑えることができる。
The centering device according to the present invention may further include a non-contact suction pad that sucks the wafer in the wafer guide in the bottom direction while floating.
With such a configuration, it is possible to suppress wafer vibration due to gas blowing.
また、本発明によるセンタリング装置では、吸着パッドをウェハガイドの底面に垂直な方向に昇降させる昇降部をさらに備え、気体供給部が気体を供給している際に、ウェハを吸着している吸着パッドが昇降部によって底面に向かって移動されることによって、ウェハがセンタリングされてもよい。
ウェハがウェハガイドの底面に近づくにつれて、ウェハの外周縁とウェハガイドの側面との隙間が狭くなる。したがって、このような構成により、ウェハを底面に向けて移動させることによって、より高い精度でウェハのセンタリングを実現できるようになる。
In the centering device according to the present invention, the suction pad further includes an elevating part that raises and lowers the suction pad in a direction perpendicular to the bottom surface of the wafer guide, and sucks the wafer when the gas supply part supplies gas. The wafer may be centered by being moved toward the bottom by the elevating unit.
As the wafer approaches the bottom surface of the wafer guide, the gap between the outer peripheral edge of the wafer and the side surface of the wafer guide becomes narrower. Therefore, with such a configuration, the wafer can be centered with higher accuracy by moving the wafer toward the bottom surface.
また、本発明によるセンタリング装置では、ウェハガイドの底面の面積は、センタリング対象となるウェハの面積よりも小さくてもよい。
このような構成により、例えば、ウェハをウェハガイドの底面方向に移動させた際に、ウェハの外周縁とウェハガイドの側面との間が狭くなるウェハの高さが存在することになる。したがって、その高さにおいて、ウェハを高い精度でセンタリングすることができるようになる。
In the centering device according to the present invention, the area of the bottom surface of the wafer guide may be smaller than the area of the wafer to be centered.
With such a configuration, for example, when the wafer is moved toward the bottom surface of the wafer guide, the height of the wafer becomes narrower between the outer peripheral edge of the wafer and the side surface of the wafer guide. Therefore, the wafer can be centered with high accuracy at that height.
本発明によるセンタリング装置によれば、ウェハの側面に機械的に接触することなく、ウェハのセンタリングを実現することができる。 According to the centering device of the present invention, wafer centering can be realized without mechanical contact with the side surface of the wafer.
以下、本発明によるセンタリング装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。本発明の実施の形態によるセンタリング装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態によるセンタリング装置は、浮遊しているウェハを、気体を用いてセンタリングするものである。 Hereinafter, a centering device according to the present invention will be described using embodiments. Note that, in the following embodiments, the components given the same reference numerals are the same or equivalent, and repetitive description may be omitted. A centering device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The centering apparatus according to the present embodiment is for centering a floating wafer using a gas.
図1は、本実施の形態によるセンタリング装置1を示す断面模式図であり、図2は、センタリング装置1の斜視図である。このセンタリング装置1は、ウェハ2をセンタリングするものであり、例えば、アライナ装置におけるウェハ2のセンタリングに用いられてもよい。
図1において、本実施の形態によるセンタリング装置1は、気体供給部11と、ウェハガイド12と、吸着パッド13と、昇降部14とを備える。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a centering device 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a perspective view of the centering device 1. The centering device 1 is for centering the
In FIG. 1, the centering device 1 according to the present embodiment includes a gas supply unit 11, a
気体供給部11は、気体を供給する。その気体は、通常、空気であるが、センタリング装置1が所定のチャンバ等に設置されている場合には、その雰囲気ガスであってもよい。また、気体供給部11は、その他の気体を供給してもよい。気体供給部11は、例えば、送風手段によって実現できる。また、気体供給部11によって供給される気体は、図1で示されるように、通気管11aを介してウェハガイド12に供給されてもよい。なお、気体供給部11が供給する気体の流量は、通常、一定であるが、吸着パッド13の高さ等に応じて変化してもよい。
The gas supply unit 11 supplies gas. The gas is usually air, but may be the atmospheric gas when the centering device 1 is installed in a predetermined chamber or the like. Moreover, the gas supply part 11 may supply other gas. The gas supply part 11 is realizable by a ventilation means, for example. Moreover, the gas supplied by the gas supply part 11 may be supplied to the
ウェハガイド12は、底面12aと、側面12bとを備えている。底面12aは、円形状であり、気体供給部11によって供給された気体の吹き出し口12cを有している。その吹き出し口12cは、複数の孔によって構成されてもよく、円環状のもの、または、円弧状のものであってもよい。その吹き出し口12cは、底面12aの中心に対する円周上に等配されていることが好適である。また、底面12aに複数の吹き出し口12cが設けられている場合に、各吹き出し口12cから同じ流量の気体が吹き出ることが好適である。側面12bは、底面12aの外縁端から上方に向かって延びており、その外縁端を囲むように構成されている。また、側面12bは、上方ほど内径が大きくなる形状を有している。すなわち、側面12bは、底面12aを取り囲むすり鉢状の壁面である。なお、底面12aに平行な平面における側面12bの横断面は円形状であり、その円形状である断面形状と底面12aとは、底面12aに垂直な方向から見たときに同心となることが好適である。図3は、ウェハ2とウェハガイド12との隙間を示す、底面12aの中心を通る平面における縦断面図である。図3では、側面12bの内面(ウェハ2側の面)が直線である場合について示しているが、そうでなくてもよい。例えば、側面12bの内面は、上方ほど直径の増加の程度が小さくなるように、椀状に湾曲していてもよい。また、底面12aの面積は、センタリング対象となるウェハ2の面積よりも小さくてもよく、または、そうでなくてもよい。また、ウェハ2がセンタリングされる高さにおける、ウェハ2と側面12bとのなす角度(図3の縦断面図で示されるように、通常、底面12aに平行な平面と、側面12bとのなす角度となる)は、例えば、45度程度であってもよく、45度より小さくてもよく、または、その他の角度であってもよい。その角度が90度に近い場合には、側面12bに沿って流れる気体によってウェハ2が振動されやすくなるという観点からは、その角度は60度より小さいことが好適であり、45度より小さいことがさらに好適である。その角度は、例えば、30度から45度の範囲内であってもよい。
The
吸着パッド13は、ウェハガイド12内のウェハ2を浮遊した状態で底面方向に吸着する非接触の吸着パッドである。吸着パッド13は、供給エアをノズルから吹き出すことにより、ウェハ2に接触することなくウェハ2を吸着する。吸着パッド13の吸着方式は、例えば、ベルヌーイ方式であってもよく、サイクロン方式であってもよい。吸着パッド13についてはすでに公知であり、その詳細な説明を省略する。
The
昇降部14は、吸着パッド13をウェハガイド12の底面12aに垂直な方向、すなわち、図2の両矢印の方向に昇降させる。その昇降の機構は問わない。昇降部14は、例えば、ラック・アンド・ピニオンを有していてもよく、ボールねじを有していてもよい。ラック・アンド・ピニオンを有する昇降部14は、例えば、モータ等によってピニオンを回転させることによって、ラックに接続された吸着パッド13を昇降させてもよい。ボールねじを有する昇降部14は、例えば、モータ等によってねじ軸を回転させることによって、ナットに接続された吸着パッド13を昇降させてもよい。
The elevating unit 14 elevates and lowers the
次に、本実施の形態によるセンタリング装置1によって、ウェハ2をセンタリングする方法について説明する。
ウェハガイド12に配置されたウェハ2は、吸着パッド13によって吸着されることによって、吸着パッド13と一定の距離を保って浮遊した状態で保持される。また、昇降部14は、吸着パッド13を上昇させておく。その際に、ウェハ2が側面12bの上端を超えない範囲において、吸着パッド13が上昇されてもよい。そのような状況において気体供給部11からの気体が通気管11aと吹き出し口12cとを介してウェハガイド12の底面12aに供給されると、その気体は、図3で示されるように、ウェハガイド12内で浮遊しているウェハ2の外周縁と、ウェハガイド12の側面12bとの間を通過して排出される。そのように、排出される気体が側面12bに沿って流れ、側面12bとウェハ2との間に隙間を作るため、気体が供給されている間は、ウェハ2が側面12bと接触することはない。そのような状況において、例えば、図4で示されるように、ウェハ2がウェハガイド12の中心からある方向に偏った場合、ウェハ2が寄っているウェハガイド12の箇所では、ウェハ2の外周縁と側面12bとの間の面積が小さくなり、気体供給部11から供給される気体の圧力が高くなる。一方、ウェハ2が離れているウェハガイド12の箇所では、ウェハ2の外周縁と側面12bとの間の面積が大きくなり、気体供給部11から供給される気体の圧力が低くなる。その結果、圧力の高い方から低い方に向かう力がウェハ2に働き、図4中の矢印で示されるように、ウェハ2がウェハガイド12の中央に移動することになる。このようにして、ウェハ2がセンタリングされる。
Next, a method for centering the
The
気体供給部11によって気体が供給されている際に、昇降部14は、ウェハ2を吸着している吸着パッド13を底面12aに向かって移動させる。その結果、ウェハ2の外周縁と、側面12bとの隙間が狭くなり、ウェハ2がより精度高くセンタリングされることになる。なお、吸着パッド13で吸着されているウェハ2と、側面12bとの間に、供給された気体の通過できる隙間が存在する範囲内において、昇降部14による吸着パッド13の移動が行われることが好適である。したがって、どこまで移動が行われるのかについては、ウェハ2の直径と、側面12bの傾きとに応じて決まっていてもよい。なお、ウェハ2が底面12aに向かって移動させることによって、ウェハ2の外周縁と、側面12bとの隙間が小さくなる。その結果、両者の隙間が大きい状態でセンタリングを行うよりも、精度の高いセンタリングを実現できることになる。また、センタリングが行われた後には、気体供給部11からの気体の供給を停止してもよい。
When the gas is supplied by the gas supply unit 11, the elevating unit 14 moves the
上述のような一連の処理を行うため、センタリング装置1は、各構成要素を制御する図示しない制御部を備えていてもよい。例えば、その制御部は、まず、センタリング対象のウェハ2が吸着パッド13で吸着されている状況において、昇降部14を制御し、ウェハ2を上方に移動させる。なお、あらかじめ吸着パッド13を上昇させた後に、その吸着パッド13にウェハ2を吸着させるようにしてもよい。次に、その制御部は、気体供給部11による気体の供給を開始させ、その気体の供給が継続している際に、昇降部14によって、ウェハ2をあらかじめ決められた位置まで下降させる。このようにして、ウェハ2のセンタリングを行うことができる。
In order to perform a series of processes as described above, the centering device 1 may include a control unit (not shown) that controls each component. For example, the control unit first controls the elevating unit 14 to move the
以上のように、本実施の形態によるセンタリング装置1によれば、ウェハ2にガイド等を物理的に接触させることなく、ウェハ2のセンタリングを実現することができる。その結果、センタリングの際にウェハ2を破損させる可能性を低減させることができる。また、非接触の吸着パッド13によってウェハ2を吸着した状態でセンタリングを行うことによって、気体供給部11から供給された気体によってウェハ2が振動することを防止できる。また、ウェハガイド12の底面12aの直径よりも大きい直径を有するウェハ2を底面12aに向けて下降させながらセンタリングを行う場合には、適切な位置までウェハ2を下降させることによって、精度の高いセンタリングを実現することができる。また、ウェハ2の直径がウェハガイド12の底面12aの直径よりも大きい場合には、想定外の事態によってウェハ2が浮遊しなくなったとしても、ウェハ2の表面が底面12aに接触して損傷することを回避できうることになる。
As described above, according to the centering device 1 according to the present embodiment, centering of the
なお、本実施の形態では、ウェハガイド12の底面12aの面積が、センタリング対象となるウェハ2の面積よりも小さい場合について主に説明したが、そうでなくてもよい。例えば、ウェハガイド12の底面12aの面積は、センタリング対象となるウェハ2の面積と略同じか、または大きくてもよい。後者の場合であっても、底面12aの面積は、ウェハ2の面積よりもあまり大きすぎないことが好適である。
In the present embodiment, the case where the area of the
また、本実施の形態では、昇降部14が吸着パッド13を下降させることによってウェハ2のセンタリングが行われる場合について説明したが、そうでなくてもよい。吸着パッド13を移動させることなく、一定の高さで保持されているウェハ2を、気体供給部11から供給される気体によってセンタリングしてもよい。その場合には、センタリング装置1は、昇降部14を備えていなくてもよい。
In the present embodiment, the case where the centering of the
また、本実施の形態では、非接触の吸着パッド13によってウェハ2を底面12aの方向に吸着している状態で、そのウェハ2のセンタリングを行う場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、気体供給部11から供給される気体によって、ウェハガイド12内で適切にセンタリング対象のウェハ2を浮遊させることができる場合には、吸着パッド13を用いることなく、ウェハ2のセンタリングを行ってもよい。例えば、気体供給部11から供給された気体がウェハ2と底面12aとの間に溜まることによって、ウェハ2を浮遊させることができる。その場合には、センタリング装置1は、吸着パッド13を備えていなくてもよい。
Further, in the present embodiment, the case where the
また、本実施の形態では、気体供給部11から吹き出し口12cまで、通気管11aを介して気体が送られる場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、底面12aの裏面側に気体を収容可能な室が設けられており、気体供給部11は、その室に気体を供給し、その室の気体が、底面12aに設けられた複数の孔である吹き出し口12cを介してウェハガイド12の内側に供給されてもよい。
Moreover, although the case where gas was sent via the
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible, and it goes without saying that these are also included in the scope of the present invention.
以上より、本発明によるセンタリング装置によれば、ウェハに損傷を与えることなく、ウェハをセンタリングできるという効果が得られ、例えば、アライメント装置においてウェハをセンタリングさせる装置等として有用である。 As described above, according to the centering device of the present invention, the effect that the wafer can be centered without damaging the wafer is obtained, and it is useful, for example, as a device for centering the wafer in the alignment device.
1 センタリング装置
2 ウェハ
11 気体供給部
12 ウェハガイド
12a 底面
12b 側面
13 吸着パッド
14 昇降部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Centering
Claims (4)
前記気体供給部によって供給された気体の吹き出し口を有する円形状の底面と、当該底面の外縁端から上方に向かって延び、上方ほど内径が大きくなる形状を有する側面とを含むウェハガイドと、を備え、
前記気体供給部によって供給された気体が、前記ウェハガイド内で浮遊している円形状のウェハの外周縁と、前記ウェハガイドの側面との間を通過することによって、当該ウェハがセンタリングされる、センタリング装置。 A gas supply unit for supplying gas;
A wafer guide including a circular bottom surface having a gas outlet supplied by the gas supply unit, and a side surface extending upward from the outer edge of the bottom surface and having a shape with an inner diameter increasing toward the upper side. Prepared,
The gas supplied by the gas supply unit passes between the outer peripheral edge of the circular wafer floating in the wafer guide and the side surface of the wafer guide, whereby the wafer is centered. Centering device.
前記気体供給部が気体を供給している際に、ウェハを吸着している前記吸着パッドが前記昇降部によって底面に向かって移動されることによって、当該ウェハがセンタリングされる、請求項2記載のセンタリング装置。 An elevating part that elevates and lowers the suction pad in a direction perpendicular to the bottom surface of the wafer guide;
The wafer is centered by moving the suction pad that sucks the wafer toward the bottom surface by the elevating part when the gas supply unit supplies gas. Centering device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014189594A JP2016063058A (en) | 2014-09-18 | 2014-09-18 | Centering device |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110718496A (en) * | 2019-09-20 | 2020-01-21 | 深圳市矽电半导体设备有限公司 | Wafer center alignment method |
CN113353349A (en) * | 2020-03-06 | 2021-09-07 | 赛努斯科技有限公司 | Centering device |
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2014
- 2014-09-18 JP JP2014189594A patent/JP2016063058A/en active Pending
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