JPH03266451A - ウエハーの自動オリエンテーションフラットアライメント装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体用ウェハーを露光その池のために台に
載置固定する場合における、ウニＡ−の自動オリエンテ
ーションフラットアライメント装置に関するものである
。

（従来の技術） 半導体用ウェハーの自動オリエンテーションフラットア
ライメント装置として、例えば、第８〜９図に示したも
のか知られている。

第８〜９図において、３１はウニＡ−を載置固定するチ
ャック盤で、前記ウェハーを固定するための吸気孔３２
が設けられている。このチャ・ツク盤３１はパルスモー
タ３３に収り付けられている。

３４ａ　３４ｂはチャック盤３１の両側に相対して配置
された一対のプッシャーで、互いに近くなる方向と遠く
なる方向とにアクチュエータ（図示省略）で駆動するよ
うに構成され、かつプッシャー３４ａ３４ｂの相対した
面が曲面にされ、かつこれらの曲面の曲率が、チャック
盤３１に載置されるウニＡ−外周の曲率に適合するよう
に形成されている。

すなわち、チャック盤３１に載置されるウエノ１−の大
きさが変わると、それに合わせてプッシャー３４ａ、　
３４ｂが交換される。そして、ブツシャ−３４ａ。

３４ｂは、これらでウェハーを挾持することで、ウェハ
ーをチャック盤３１上でスライドさせて、その中心をチ
ャック盤３１の中心に一致させることが可能なように配
置されている。

３５はウェハーのオリエンテーションフラットを検出す
るセンサーで、これは発光体３６ａ、　３６ａと受光体
３６ｂとで構成されている。３７はウェハー、３８はオ
リエンテーションフラットである。

このアライメント装置によるウェハーのオリエンテーシ
ョンフラットのアライメントは、ウェハー３７をチャッ
ク盤３１に載置する。そして、プッシャー３４ａ、　３
４ｂを近くなる方向に移動させて、これらの前記曲面で
ウェハー３７を両側から挾持する。

これによってプッシャー３４ａ、　３４ｂの相対する方
向と、この方向と直交方向にウェハー３７をチャック盤
３１上でスライドさせて、ウェハー３７の中心をチャッ
ク盤３１の中心に一致させる６そして、前記吸気孔３２
からの吸気でチャック盤３１にウェハー３７を固定して
、プッシャー３４ａ、　３４ｂのそれぞれを後退させる
。

次に、パルスモータ３３でチャック盤３１を回転させて
、センサー３５でオリエンテーションフラット３８を検
出し、それを定位置に置くものである。

（発明か解決しようとする課題） 前記従来のアライメント装置は、チャック盤３１に載置
したウェハー３７を、その両側から一対のプッシャー３
４ａ、３４ｂで挾持して、ウェハー３７をチャック盤３
１上でスライドさせて、ウェハー３７の中心をチャック
盤３１の中心に一致させる。

したがって、ウェハー３７にブツシャ−３４ａ、　３４
ｂが接触し、かつそれらがウェハー３７から分離するこ
と、及びチャック盤３１上でウェハー３７かスライドす
ることによる摩擦で塵が発生する問題かある。

また、ウェハー３７か割れるおそれもある。

一方、半導体のメモリー容量は近時−層大きくなり、Ｉ
Ｍ〜４Ｍ程度にも移行しようとしている。

このため、半導体製造に使用されるクリーンルームの清
浄度は、クラス１００からクラス１０が要求されている
。このような高い清浄度を達成するためには、クリーン
ルームを無人化し、各種の装置からの発塵は皆無にする
ことが要求される。

しかし、従来の調整装置は、前記のように発塵量が多く
、クリーンルームの前記清浄度を達成することに対して
障害になる。

また、チャック盤３１に載置されるウェハー３７の直径
に対応してプッシャー３４ａ、　３４ｂを交換すること
が必要な問題もある。

本発明は、上記のような課題を解決するものであって、
ウェハーに対する他の物の接触をなくし、かつウェハー
と他の物との摩擦をなくして塵の発生をほぼなくすると
ともに、固定するウェハーの大きさが変わっても、部品
の交換などが不必要であり、かつウェハーが割れるおそ
れがないウェハーの自動オリエンテーションフラットア
ライメント装置をうることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明のウェハーの自動オリエンテーションフラットア
ライメント装置は、ウェハーを吸着固定する断面円形の
調整台が、一対のスライド機構を直交する２方向にスラ
イドするように配置して構成されたＸ／Ｙ方向スライド
装置を介して回転用アクチュエータに取付けられ、かつ
調整台の径方向の側部に、調整台に近くまたはそれから
遠くなる方向に移動し、ウェハーが固定された前記調整
台をＸ／Ｙ方向に移動させるプッシャーが配置され、か
つ調整台に吸着固定されたウェハーの端部位置を、それ
に接触することなく検出する検出装置が設けられ、この
検出装置が検出したデータに基づいて、前記プッシャー
を移動させることを特徴とするものである。

前記Ｘ／Ｙ方向スライド装置を構成する一対のスライド
ｅｌｌ楕としては、溝体とそれにスライド可能にはめ込
まれる棒状体とからなるもの、または内周にベアリンク
を設けたパイプ体にスライドバーをスライド可能に挿通
したものなどの任意のスライド機構か使用できる。

前記ブツシャ−の移動手段は、ねじ軸の回転、またはク
ランクアーム状に、回転運動を直線運動に変換するもの
などの任意の手段を採用することとができる。この移動
手段を作動させる駆動手段は、移動手段に対応して定め
るものである。ウェハ一端部の検出装置は、ＬＥＤなと
の発光体とその受光体などで構成する。

（作用） このアライメント装置は、その調整台にウェハーをまず
吸着固定して、回転用アクチュエータの軸心に対する前
記ウェハーの偏心距離を検出装置で検出し、この偏心距
離に基づいてブツシャ−を移動させて調整台を押し、調
整台と共にそれに固定されたウェハーをＸ／Ｙ方向スラ
イド装置で移動させることを、調整台の回転でウェハー
の位置を変えて複数回行うことによって、ウェハーの中
心を回転アクチュエータの軸心に一致させるものである
。

このように、ウェハーを調整台に固定して、調整台と共
にウェハーを移動させるから、ウェハーの位置調整にお
いて、ウェハーと調整台には摩擦がまったく生じないと
ともに、ウェハーに触れることはまったく不要であるか
ら、塵の発生がほぼなくなり、かつウェハーが割れるこ
とはない。また、ウェハーに触れる必要かないから、調
整台に固定されるウェハーの大きさが異なっても、調整
装置の部品を交換することも不要である。

（実施例コ 本発明のウェハーの自動オリエンテーションフラットア
ライメント装置の実施例を第１〜４図について説明する
。

第１〜４図において、■は回転用アクチュエータとして
のパルスモータで、そのシャフト２にテーブル３か固着
されている。４はテーブル３上に設けられたスライド機
構で、これはテーブル３上に平行に固着された一対のレ
ール４ａ、４ｂに、溝状のスライド体４ｃ　、　４ｄを
スライド可能にかみ合わせて構成されている。５は前記
スライド機構４上に設けられたスライドｌ！ｌ横で、こ
れはスライド体４Ｃ，４ｄのスライド方向に直交させて
、それらの上に平行に固着された一対のレール５ａ、５
ｂに、溝状のスライド体５ｃ、５ｄをスライド可能にか
み合わせて構成されており、これらのスライドｉ楕４．
５でＸ　／　Ｙ方向スライド装置６が構成されている。

７は断面円形に形成された調整台で、これは前記スライ
ド体５ｃ、５ｄ上に固着されている。８は調整台７に設
けられた吸気孔で、これらから空気を吸気装置（図示省
略）で吸引して、調整台７に載置されたウェハーを固定
するように構成されている。

９は調整台７の径方向の側部に配置されたプッシャー、
１０はプッシャー９に突設されたパイプ体で、その内周
に形成されたねじＩＱａにねじ軸１１がかみ合っている
。１２はねじ軸１１を回転させるパルスモータである。

前記ブツシャ−９はやや長く形成され、かつ調整台７と
相対する面をほぼ直線にして、その任意の位置で調整台
７を押すことか可能になっている。

１３は調整台７の全周に突設された円板状の被検出体で
、その端部位置を検出するセンサー１４か前記パイプ体
１０に固着されている。このセンサ１４による被検出体
１３の端部の検出で、調整台７とプッシャー９との位置
関係を検出する。センサ１４は、発光体と受光体などで
構成されている。

１５は調整台７に載置固定されたウェハーの端部位１を
検出する検出装置で、これはウェハーの大きさに対応し
て、例えば、４インチ用、５インチ用、６インチ用、８
インチ用として並べて配置された赤色ＬＥＤなとの発光
体１６ａ、　１６ｂ、　１６ｃ、　１６ｄと、これらの
光線が入力されるラインセンサ１７とで構成されている
。１８はウェハー、１９はオリエンテーションフラット
である。

このアライメント装置によるウェハー１８のアライメン
トは、例えば、シャフト２の軸心から調整台７の半径に
対応する寸法離れた位置に１ツシヤー９を置く。そして
、パルスモータ１て′調整台７を１回転させると、調整
台７かプッシャー９に接して、調整台７がＸ／Ｙ方向ス
ライド装置６で移動し、シャフト２の軸心Ｃに調整台７
の軸心がほぼ一致するから、例えば、４インチのウェハ
ー１８を、その中心を前記調整台７の軸心にほぼ合わせ
て載置し、吸気孔８から吸気をして、ウェハー１８を調
整台７に固定する。

次に、４インチ用発光体１６ａの光線をラインセンサ１
７で受光し、ウェハー１８の端部位置を検出して、シャ
フト２の軸心Ｃに対するウェハー１８の偏心距離を求め
る。

例えは、第３図に示したように、ラインセンサ１７の基
準位置０にウェハー１８の端部が重なった状態であると
すると、基準位置０からウェハー１８の端部までの距、
Ｉｄを検出して、この検出圧Ｍｄに対応して制御装置（
図示省略）でパルスモータＵを回転させ、プッシャー９
を前進させて調整台７を押す。すると、ＦＡＮ台７がス
ライド機構４．５のスライドで移動する。

なお、プッシャー９を前進させる前に、それが調整台７
から離れているときは、それをセンサ１４が検出して、
そのデータが前記制御装置に入力されており、この距離
に対応する距離をもパルスモータ［が調整台７を移動さ
せるから、前記検出圧Ｍｄに対応した距離を調整台７が
移動して、それに固定されたウェハー１８を移動させる
。

また、第４図に示したように、ラインセンサ１７の基準
位１０からウェハー１８の端部が離れているときは、こ
の離れた距Ｍｄを検出し、この検出距離ｄに対応して、
調整台７を移動させる。このときの８Ｍ台７の移動は、
前記検出圧［ｄに対応して、パルスモータνの作動で、
調整台７からブツシャ−９を離し、調整台７の回転で、
それをプッシャー９に接触させて移動させる。

なお、前記検出距離ｄを検出し、調整台７を１８０度回
転させてから、ブツシャ−９の前進で調整台７を移動さ
せてもよい。

次に、調整台７を９０度回転させてから、前記のように
、発光体１６ａとラインセンサ１７でウェハー１８の端
部を検出して、その検出距離に対応して調整台７を移動
させて、シャフト２の軸心Ｃに調整台７に固定されたウ
ェハー１８の中心を一致させるものである。

シャフト２の軸心Ｃとウェハー１８中心の一致の確認は
、調整台７を回転させてウェハー１８の全周端部を発光
体１６ａとラインセンサ１７で検出することによる。こ
の確認でウェハー１８の偏心か検出されると、それを前
記のようにして調整する。

固定位置の調整が終了したウェハー１８のオリエンテー
ションフラット１９の調整は、それを発光体１６ａとラ
インセンサ１７で検出してから、Ｊ［台７を所要の角度
回転させるものである。

このように、このアライメント装置は、ウェハー１８を
まず調整台７に固定して、このウェハー１８を調整台７
と共に移動させて、ウェハー１８の位置を調整するもの
であって、ウェハー１８のみの移動は不要であるから、
ウェハー１８の移動による摩擦などによる発塵、及びウ
ェハー１８に他の物が接触することによる発塵のおそれ
はない。

また、ウェハー１８に他物が接触することによるウェハ
ー１８の割れのおそれもないとともに、調整台７に載置
するウェハー１８の大きさが変わっても、アライメント
装置の一部の部品を交換するようなことも不要であって
、任意の大きさのウェハー１８のアライメントをするこ
とができる。

なお、Ｘ／Ｙ方向スライド装置６の作動時に、これから
異物が発生する可能性があるが、これはウェハーに直接
付かないように物理的に遮蔽され、かつクリンルームを
汚染しないためにケーシングされるものである。

この実施例のように、調整台７に円板状の被検出体１３
を突設し、その端部位置を検出するセンサー１４を設け
ておけは、調整台７とプッシャー９との位置ｒＩＡｇＡ
を検出することができ、プッシャー９の移動距離の決定
に対して適するか、ブツシャ−９の移動距離の決定は、
それを調整台７に接触させた状態にしてから行うことも
できるから、被検出体１３とセンサー１４を設けること
は任意になしうるちのである。

第５図はスライド＠横４の別実縄例を示すものである。

このスライド８１Ｍ４は、パイプ体２１内にスライドパ
ー２２が挿通されたものであって、スライドパー２２の
スライドをスムーズにするため、パイプ体２１の内部に
ベアリング（図示省略）が設けられている。スライドａ
梢５も、前記と同じ構造にすることができる。

第６〜７図はプッシャー９の移動手段の別実施例である
。

第６〜７図において、２３はパルスモータで、そのシャ
フト２４に回転板２５が固着されている。２６はアーム
で、その端部か調整台７を押すプッシャー９に、他端が
回転板２５の偏心位置にそれぞれ回転可能に取り付けら
れている。２７ａ、２７ｂはレールで、これらにスライ
ド可能に取り付けられた清秋のスライド体２８ａ、　２
８ｂが、プッシャー９に固着されている。

このブツシャ−９の移動手段は、パルスモータ２３で回
転板２５を回転させると、アーム２６が進退運動をして
レール２７ａ、　２７ｂに沿ってプッシャー９を移動さ
せるものである。

（発明の効果） 本発明のウェハーの自動オリエンテーションフラットア
ライメント装置は、上記のように、ウェハーを吸着固定
する調整台をＸ／Ｙ方向スライド装置を介して回転用ア
クチュエータに取り付け、この調整台をブツシャ−で押
してｘ／Ｙ方向スライド装置に沿って移動させるもので
あって、この調整台の移動で、それに固定したウェハー
を同時に移動させることを可能にして、ウェハーの中心
を回転用アクチュエータの軸心に一致させるものである
。

したがって、ウェハー位置を調整するために、それを移
動させる場合に、ウェハーが他の物に接したり、他の物
との間に摩擦か生じることはまったくなく、ウェハーと
他の物との摩擦などに起因する発塵をなくすることがで
きる。

そして、ウェハーの移動はすべて調整台を介して行われ
、このウェハーの移動に対して、ウェハーに接触するこ
とはまったく不要であるから、ウェハーに接触すること
による発塵、及びウェハーを割るおそれもまったくなく
、ウェハーの取扱いが極めて容易である。

このように、ウェハーの移動などによる発塵がほとんど
ないから、クリーンルーム内の清浄度を向上させること
に寄与することかできる。

また、ウェハーは調整台に載１して固定するのみである
から、調整台に載置するウェハーの大きさが変わること
によって、このアライメント装置の一部の部品などを交
換することも不要であり、アライメント装置の取扱いも
容易である。

【図面の簡単な説明】 第１〜４図は本発明の実施例を示し、第１図は一部を断
面した正面図、第２図は一部を省略した平面図、第３図
と第４図は調整状態の説明図、第５図はスライド機構の
別実施例の斜視図、第６〜７図はブツシャ−の移動手段
の別実施例を示し、第６図は平面図、第７図は正面図、
第８〜９図は従来例を示し、第８図は正面図、第９図は
平面図である。 １：パルスモータ、４・５ニスライドＩ！！横、６：Ｘ
／Ｙ方向スライド装置、７：調整台、９：プッシャー、
１２：パルスモータ、１５：検出装置。 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ウェハーを吸着固定する断面円形の調整台が、一対のス
   ライド機構を直交する２方向にスライドするように配置
   して構成されたＸ／Ｙ方向スライド装置を介して回転用
   アクチュエータに取付けられ、かつ調整台の径方向の側
   部に、調整台に近くまたはそれから遠くなる方向に移動
   し、ウェハーが固定された前記調整台をＸ／Ｙ方向に移
   動させるプッシャーが配置され、かつ調整台に吸着固定
   されたウェハーの端部位置を、それに接触することなく
   検出する検出装置が設けられ、この検出装置が検出した
   データに基づいて、前記プッシャーを移動させるウェハ
   ーの自動オリエンテーションフラットアライメント装置
   。