JP2828050B2 - 切欠部位置合わせ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、切欠部位置合わせ
装置に関し、特に、半導体ウェハ等の複数の被整列体の
外周部に形成された切欠部を所定方向に位置合わせする
ための切欠部位置合わせ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体製造工程においては、複
数枚の半導体ウェハ（以下、ウェハという。）を同時に
処理するため、各ウェハを同一方向に合わせておく必要
がある。各ウェハの外周部には、結晶方位の判別及び位
置合わせを容易にするため、微小の切欠部であるノッチ
や直線状の切欠部であるオリエンテーションフラット
（以下、オリフラという。）が形成されており、これら
の切欠部の位置合わせを行うための種々の装置が、従来
から提案されている。

【０００３】従来の切欠部位置合わせ装置は、例えば、
特開平５ー１２１５２８号公報、特開平７ー２３５５８
７号公報等に開示されているが、代表的な従来の装置を
図５に示す。

【０００４】図５に示すように、従来の切欠部位置合わ
せ装置Ｂは、ウェハ２０を回転させるためのモータロー
ラ２１と、ウェハ２０を支持するガイドローラ２２と、
ウェハ２０に形成されたノッチ２３を機械的に検出し、
ノッチ２３の位置決めを行うノッチストップガイド２４
と、ノッチ２３がノッチストップガイド２４に係合され
ているときにウェハ２０を保持するウェハガイド２５
と、モータローラ２１、ガイドローラ２２、ノッチスト
ップガイド２４及びウェハガイド２５を収納するロケー
タ２６と、ロケータ２６の上部に設けられ、ウェハ収納
用のキャリア２７の有無を検出するキャリアセンサ２８
と、を有する。モータローラ２１、ガイドローラ２２、
ノッチストップガイド２４及びウェハガイド２５は、ロ
ケータ２６内に組み込まれたカム機構によって連結され
る。

【０００５】次に、この切欠部位置合わせ装置Ｂの動作
について説明する。複数枚のウェハ２０を収納したキャ
リア２７がロケータ２６にセットされると、ロケータ２
６の上部に設けられたキャリアセンサ２８がＯＮし、ア
ライメントが開始される。まず、モータローラ２１、ガ
イドローラ２２、ノッチストップガイド２４及びウェハ
ガイド２５が、ロケータ２６内に組み込まれたカム機構
によって上部に持ち上げられる。このときキャリア２７
に収納されているウェハ２０も同時にキャリア２７内で
持ち上げられる。

【０００６】次いで、モータローラ２１が回転し、それ
によって、ウェハ２０は、その外周部がノッチストップ
ガイド２４に接触した状態で回転される。そして、ウェ
ハ２０が所定角度回転すると、ウェハ２０のノッチ２３
がノッチストップガイド２４に係合される。モータロー
ラ２１の回転時間は、ウェハ２０の面内のノッチ２３
が、ノッチストップガイド２４を起点として一回転させ
るのに必要な時間だけ、回転するようにタイマー等で設
定されている。この動作により複数枚のウェハ２０のノ
ッチ２３がノッチストップガイド２４に係合されて整列
される。

【０００７】次いで、ウェハ２０は、ノッチストップガ
イド２４上で整列したまま、ウェハガイド２５で保持さ
れ、かつ、モータローラ２１との接触を避ける状態にな
る。

【０００８】次いで、ロケータ２６内に組み込まれたカ
ム機構により、ノッチストップガイド２４とウェハガイ
ド２５が下降し、ウェハ２０はモータローラ２１とガイ
ドローラ２２に接触し、保持される状態になる。

【０００９】最後に、モータローラ２１が回転し、任意
の角度でノッチ２３の位置を合わせた後、モータローラ
２１を停止させる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の装置Ｂでは、ア
ライメントを開始し、ウェハ２０のノッチ２３がノッチ
ストップガイド２４に係合されるまでの間、ウェハ２０
の外周部がノッチストップガイド２４に接触された状態
で、ウェハ２０をモータローラ２１によって回転させる
ため、ノッチストップガイド２４とウェハ２０が擦れる
ことになる。また、ノッチ２３が検出されたウェハ２０
は、他のウェハのノッチ位置を検出している間でもモー
タローラ２１と接触している。その結果、摩擦によりウ
ェハ２０上に形成された膜が剥がれたり、ウェハ２０が
損傷して、パーティクルが発生し、そのパーティクルが
ウェハ２０面上に付着して、デバイスの歩留まりを低下
させるという問題があった。

【００１１】また、従来の装置Ｂでは、ノッチ合わせと
ウェハの枚数のカウントを同時に行うことができないた
め、ノッチ合わせ工程とウェハ枚数のカウント工程を別
々に行う必要があった。そのため、自動搬送によりウェ
ハの枚数をカウントさせるポジションにキャリア２７を
移動させなければならず、作業効率を低下させるという
問題があった。

【００１２】本発明は、アライメントが完了した時点で
ウェハへのパーティクル付着量を極力低下させることが
できる切欠部位置合わせ装置を提供することを目的とす
る。本発明は又、切欠部位置合わせ工程とウェハ枚数の
カウント工程を同時に行うことができ、作業効率を向上
させることができる切欠部位置合わせ装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、外周部に切欠
部を備えた被整列体を回転させる回転手段と、被整列体
の外周部を保持し、かつ移動可能な保持手段と、被整列
体の切欠部を光学的に検出する光学検出手段と、その光
学検出手段によって被整列体の切欠部を検出すると、そ
の検出信号に基づき、被整列体が前記保持手段によって
保持され、かつ回転手段から離脱される位置まで前記保
持手段を移動させるように制御する制御手段と、を有す
ることを特徴とするものである。

【００１４】本発明によれば、被整列体は、回転手段に
よって回転され、光学検出手段は被整列体に形成された
切欠部を検出する。光学検出手段が切欠部を検出する
と、制御手段は、その検出信号に基づき、被整列体が前
記保持手段によって保持され、かつ回転手段から離脱さ
れる位置まで前記保持手段を移動させるので、被整列体
と回転手段とは被接触の状態になる。

【００１５】本発明は又、外周部に切欠部を備え並列状
に配置された複数の被整列体を回転させる回転手段と、
各被整列体の外周部を保持し、かつ移動可能な複数の保
持手段と、各被整列体の切欠部を光学的に検出する複数
の光学検出手段と、その各光学検出手段によって被整列
体の切欠部を検出すると、その検出信号に基づき、被整
列体が前記保持手段によって保持され、かつ回転手段か
ら離脱される位置まで前記保持手段を移動させるように
制御するとともに、各光学検出手段の入力状態が変化し
た回数から被整列体の数をカウントする制御手段と、を
有することを特徴とするものである。

【００１６】本発明によれば、制御手段は、光学検出手
段からの検出信号に基づき保持手段を移動させて、切欠
部の位置合わせを行うとともに、光学検出手段の入力状
態が変化した回数から被整列体の数をカウントするの
で、切欠部位置合わせ工程と被整列体の枚数のカウント
工程を同時に行うことができる。

【００１７】被整列体は、例えば半導体ウェハであり、
切欠部は、例えば、半導体ウェハに形成されるノッチ又
はオリエンテーションフラットである。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態
の構成を示す側面図であり、図２は、本発明の動作を説
明するための側面図であり、図３は、本発明の実施の形
態の構成を示す平面図であり、図４は、本発明の実施の
形態の構成を示す正面図である。

【００１９】図１に示すように、本発明に係る切欠部位
置合わせ装置Ａは、ウェハ１に形成されたノッチ２を検
出するためにキャリア３のピッチに沿って設けられる光
学センサ４と、ウェハ１を保持しながら上昇させるため
のウェハチャック５と、ウェハチャック５を垂直方向に
伸縮可能に移動させるシリンダ６と、シリンダ６の駆動
用の電磁弁７とを有し、光学センサ４及びウェハチャッ
ク５は、図３及び図４に示すように、１バッチのウェハ
枚数分装備されている。切欠部位置合わせ装置Ａは又、
ウェハ１を回転させるためのローラ８と、光学センサ
４、ウェハチャック５、シリンダ６を収納するロケータ
９と、ロケータ９の上部に設けられ、ウェハ収納用のキ
ャリア３の有無を検出するキャリアセンサ１０と、光学
センサ４及び電磁弁７を制御するためのシーケンサ１１
を有する。

【００２０】ローラ８は、駆動源である駆動モータ１２
によって回転される。その場合、例えば、駆動モータ１
２の回転軸に取り付けられる歯車（図示せず）と、ロー
ラ８に取り付けられる歯車（図示せず）とが噛合するこ
とにより、駆動モータ１２からの回転力がローラ８に伝
達するようになっている。ローラ８は、ロケータ９に組
み込まれたカム機構（図示せず）に連結されている。

【００２１】光学センサ４は、例えば図４に示すよう
に、くし歯型センサが用いられる。光学センサ４は、ウ
ェハ１の外周部が投光器と光電素子との間に位置するよ
うに配置され、投光器からウェハ１の外周部に向かって
光を照射して、その光量の変化を光電素子で検出するこ
とにより、ノッチ２であるか否かを検出する。光学セン
サ４は、キャリア３に収納されたウェハ１に対応する位
置に設置されており、ウェハ１面内のノッチ２が光学セ
ンサ４を通過しない限り、ＯＦＦ状態であり、ノッチ２
が光学センサ４を通過した瞬間にＯＮ状態に切り換わる
ように設定される。

【００２２】シリンダ６は、本実施の形態では空圧式シ
リンダ装置が用いられるが、液圧式シリンダ装置でもよ
い。

【００２３】シーケンサ１１には、各光学センサ４が、
ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換わった回数を計数する
ためのカウンタ１３を備え、このカウンタ１３により、
ウェハ１の枚数をカウントする。

【００２４】次に、本発明に係る切欠部位置合わせ装置
Ａの動作について説明する。キャリア３をロケータ９上
にセットすると、ロケータ９の上部に設けられたキャリ
アセンサ１０がＯＮ状態になり、、図２（Ａ）に示すよ
うに、ローラ８がロケータ９に組み込まれたカム機構に
よって持ち上げられる。このとき、キャリア３に保持さ
れているウェハ１も同時にキャリア３内で持ち上げら
れ、ローラ８は、ウェハ１と接触する。光学センサ４
は、ロケータ９に組み込まれたカム機構により、ウェハ
１の外周部を検出する高さまで上昇する。

【００２５】次いで、駆動モータ１２を駆動させてロー
ラ８を回転させることにより、ウェハ１に回転力が伝達
され、ウェハ１は矢印方向に回転する。ウェハ１の外周
部のノッチ２が光学センサ４を通過した瞬間、光学セン
サ４は、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換わる。この切
換信号を入力したシーケンサ１１は、電磁弁７を開状態
に作動させ、シリンダ６にエアを送り込み、ウェハチャ
ック５を上昇させる。図２（Ｂ）に示すように、ウェハ
チャック５はウェハ１を保持したまま上昇し、ウェハ１
はローラ８から離脱して、ローラ８とウェハ１は、非接
触な状態となる。従って、他のウェハ１´のノッチを位
置合わせしているときは、すでにノッチ２の位置合わせ
が完了しているウェハ１は、ローラ８と接触しないで待
機することになる。

【００２６】ローラ８は、ノッチ２が光学センサ４を起
点として１周させるのに必要な時間回転されるようにタ
イマー等で設定されている。キャリア３に収納されてい
る複数枚のウェハ１は、ノッチ２が検出された時点で次
々とウェハチャック５に保持されながら上昇されてゆ
く。

【００２７】また、シーケンサ１１内のカウンタ１３
は、光学センサ４がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換わ
った回数をカウントすることにより、ウェハ１の枚数を
計算する。ウェハ１の枚数のカウントはキャリア３内の
すべてのウェハ１のノッチ２が位置合わせされたときに
完了する。

【００２８】本発明によれば、ノッチ２を検出されたウ
ェハ１はウェハチャック５により、持ち上げられ、他の
ウェハ１のノッチ位置を検出している最中に、ローラ８
と非接触の状態になる。従って、ウェハ１とローラ８と
の接触時間が短くなり、かつ回転によるキャリア３とウ
ェハ１との擦れる時間が短くなるため、ウェハ１へのパ
ーティクルの付着を低減させることができ、デバイスの
歩留まりを向上させることができる。

【００２９】また、シーケンサ１１のカウンタ１３によ
って回転中に光学センサ４の入力状態が変化した回数を
カウントすることにより、ウェハ１の枚数も同時に計算
できるので、切欠部位置合わせ工程とウェハ枚数カウン
ト工程を同時に行うことができ、作業効率を向上させる
ことができる。高スループットを要求される装置には、
ロスタイムを低減できるので特に有効である。

【００３０】なお、本発明の切欠部位置合わせ装置は、
熱処理装置、プラズマエッチング装置、ＣＶＤ装置等の
各種装置に設けることができる。

【００３１】本発明は、上記実施の形態に限定されるこ
とはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範
囲内において、種々の変更が可能である。例えば、上記
の実施の形態では、ノッチ２の位置合わせを例にして説
明されているが、ウェハ１に直線状のオリフラが形成さ
れている場合には、オリフラの位置合わせを行う際に
も、本発明を適用することができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、光学検出手段が切欠部
を検出すると、その検出信号に基づき、制御手段は、被
整列体が保持手段によって保持され、かつ回転手段から
離脱される位置まで前記保持手段を移動させるので、被
整列体と回転手段とは被接触の状態になる。従って、被
整列体と回転手段との接触時間が短くなり、被整列体へ
のパーティクルの付着を低減させることができ、被整列
体の歩留まりを向上させることができる。

【００３３】また、制御手段が、光学検出手段からの検
出信号に基づき保持手段を移動させて、切欠部の位置合
わせを行うとともに、光学検出手段の入力状態が変化し
た回数から被整列体の数をカウントする場合には、切欠
部位置合わせ工程と被整列体の枚数のカウント工程を同
時に行うことができるので、作業効率を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す側面図である。

【図２】本発明の動作を説明するための側面図である。

【図３】本発明の実施の形態を示す平面図である。

【図４】本発明の実施の形態を示す正面図である。

【図５】従来の装置を示す側面図である。

【符号の説明】

Ａ：切欠部位置合わせ装置 １：ウェハ（被整列体） ２：ノッチ（切欠部） ３：キャリア ４：光学センサ（光学検出手段） ５：ウェハチャック（保持手段） ６：シリンダ ７：電磁弁 ８：ローラ（回転手段） ９：ロケータ １０：キャリアセンサ １１：シーケンサ（制御手段）

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周部に切欠部を備えた被整列体を回転さ
   せる回転手段と、 前記被整列体の外周部を保持し、かつ移動可能な保持手
   段と、 前記被整列体の切欠部を光学的に検出する光学検出手段
   と、 その光学検出手段によって被整列体の切欠部を検出する
   と、その検出信号に基づき、被整列体が前記保持手段に
   よって保持され、かつ回転手段から離脱される位置まで
   前記保持手段を移動させるように制御する制御手段と、 を有することを特徴とする切欠部位置合わせ装置。
2. 【請求項２】外周部に切欠部を備え並列状に配置された
   複数の被整列体を回転させる回転手段と、 前記各被整列体の外周部を保持し、かつ移動可能な複数
   の保持手段と、 前記各被整列体の切欠部を光学的に検出する複数の光学
   検出手段と、 その各光学検出手段によって被整列体の切欠部を検出す
   ると、その検出信号に基づき、被整列体が前記保持手段
   によって保持され、かつ回転手段から離脱される位置ま
   で前記保持手段を移動させるように制御するとともに、
   各光学検出手段の入力状態が変化した回数から被整列体
   の数をカウントする制御手段と、 を有することを特徴とする切欠部位置合わせ装置。
3. 【請求項３】前記被整列体は、半導体ウェハであること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の切欠部位置合わせ
   装置。
4. 【請求項４】前記切欠部は、半導体ウェハに形成される
   ノッチであることを特徴とする請求項３に記載の切欠部
   位置合わせ装置。
5. 【請求項５】前記切欠部は、半導体ウェハに形成される
   オリエンテーションフラットであることを特徴とする請
   求項３に記載の切欠部位置合わせ装置。