JPH0488655A - 半導体ウエーハの位置決め装置 - 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） 本発明は半導体ウェーハの製造・検査工程の設備に係わ
り、より詳しくは、コンパクトで、ごみの付着か少なく
、半導体ウェーハに汚染を与えない半導体ウェーハの位
置決め装置に関する。

（従来の技術） 直径３〜８ｉｎの半導体ウェーハは、通常１．５〜３ｍ
ｍ角のチップに切断され、ｒＣ化されるため、その製造
・検査工程では、オリエンテーション・フラット（以下
ＯＦとする）と称する外層切欠き部を、ウェーハの外周
から径方向に２〜５Ｍ程度に弓形またはＶ形に切除して
形成し、それを基準としてウェーハ上の位置を読み取り
、ウェーハの品質をチップ単位で管理される。そのため
半導体ウェーハの位置決めは、製造・検査工程で不可欠
な技術として重要視されている。

従来から用いられている半導体ウェーハの位置決め装置
の例を、第６図、第７＠に基づいて以下に説明する。第
６図は半導体ウェーハ検査装置の位置決め装置の例の平
面図を、第７図はその側面図を示し、ＯＦを待った半導
体ウェーハ（２）を検査台となるステージ（１）の上に
中心を合わせて載賞し、ステージ（１）を回転させて図
示しない検出器でＯＦの角度を検出するもので、ステー
ジ（１）の上部に中心を一致させた芯だしｌＮ四を設け
、半導体ウェーハ（２）の搬入方向Ｘ軸を対称に、Ｘ軸
から角度θ、の２本の中心線Ａ、Ｘ軸から角度θ、の２
本の中心線Ｂ、Ｘ軸から角度θ。の２本の中心線Ｃを描
き、中心線Ａ、中心線Ｂ上には半導体ウェーハ（２）の
半径に合わせてストッパーｑＦ５αηを、中心線Ｃ上に
は半導体ウェーハ（２）の直径りより若干大きい間隔Ｅ
でストッパー■を、芯だし板ｑＳの下面に垂設させる。

半導体ウェーハ（２）がＸ軸の←方向から図示しない搬
送装置例えばコンベアによって搬入されると、左右方向
のずれかある場合は、先ず左右のストッパー（至）で半
導体ウェーハ（１１の外層を当て、ずれを矯正されなか
ら最後にストッパーα：ｅ　ａ’ｎｌに半導体ウェーハ
（２）の外周を当て搬送を停止する。中心線Ａ１中心線
Ｂを決めるＸ軸がらの角度θ１、θ８はＯＦの大きさに
よって決められ、進行方向側にＯＦか来て外履か欠けて
いても、ストッパーｆｌｆ９Ｇ７）の４本の内少なくと
も２本のストッパーて半導体つ工−ハ（２）の外周を当
て、芯だしができるように角度θ１、θ８が設定される
。

（発明か解決しようとする課＠） 上記した半導体ウェーハの位置決め装置は、ステージの
上部に中心を一致させた芯だし板を設け、その芯だし板
の下面に、搬入と反対側に半導体ウェーハの半径の所に
４本のストッパーを垂設し、搬入側の左右に間隔か半導
体ウェーハの直径りより若干大きい２本のストッパーを
垂設し、２本のストッパーで搬入する半導体ウェーハの
左右の位置ずれを矯正し、４本のストッパーでＯＦの位
置に関係なく、半導体ウェーハをステージ上に中心を一
致させて停止させるようにした。

従って、対象とする半導体ウェーハの大きさか変わる場
合は、そのウェーハ直径りに合った位置に６本のストッ
パーを打ち変える必要があり、手間かかかると共に、ス
トッパーを打ち間違えが生しるという問題かある。また
、半導体ウェーハを搬入する方向か芯出し板によって決
まり、任意の方向から搬入することか出来ず、装置の構
成に制約か生しる欠点かある。また、６本のストッパー
を下面に垂設させた芯たし板が、半導体ウェーハの上部
に位置し、その下を半導体ウェーハが搬入されてストッ
パーで位置決めされるため、芯だし板やストッパーに付
着していたごみか半導体ウェーハ上に落ち、半導体ウェ
ーハを汚す恐れがある従って、半導体ウェーハの大きさ
に関係なく位置決めがてき、任意の方向から半導体ウェ
ーハを搬入することができ、装置が半導体ウェーハより
低い位置にあって半導体ウェーハをごみで汚す恐れかな
い半導体ウェーハの位置決め装置の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明に係わる半導体ウェーハの位置決め装置の要旨は
、半導体ウェーハをステージ上に合心させ載置する位置
決め装置てあって、巻取りと直線状巻出しが可能で、巻
出し剣先端に細い押し欅を垂直に上下動可能に緩挿して
有する５つの可撓材を、巻取り用の各円板にそれぞれ巻
き付けて、それら各円板を前記ステージに合心させた所
定径の円の以上に分散させて配置する一方、各可撓材を
ステージの中心に向け直線誘導しながら先端の押し棒を
半導体ウェーハの周縁に接触し得る位置に押し上げ誘導
する直線状のガイドを各円板に関連させてそれぞれ設け
、さらに、各円板の回転軸筒を一つのモータで駆動する
駆動伝達手段で連結して、各押し棒をステージの中心に
向かって同時に押し引き可能としてなり、全体として引
き戻しの待機姿勢ではステージ上の半導体ウェーハを含
む水平面の下方に位置する如く設けられていることを特
徴とする。

そして５つの可撓材間の角度が、互いに７２°かそれに
近い角度であること、また、同時に押し出す押し棒によ
り半導体ウェーハがステージ中心に合心したことを、駆
動モータの電流の変化で検出する合心検出手段を背しめ
ることは好ましい態様である。

さらに、半導体ウェーハの外層切欠き部位置角度を高精
度に検出するためとして、この切欠き部の存否を検出し
得る光学的検出センサを、何れかの１つの可撓材に対し
て、先端の押し棒より一定距離だけ押し出し側に位置さ
せて備えしめ、一方、半導体ウェーハをステージの中心
に合心した後、各押し棒を所定距離だけ引き戻し、次い
てステージを半導体ウェーハと一体に回転しながら前記
光学的検出センサを作動させる一連の動きの手段を備え
しめることが好ましい。

（作用） 本発明は、半導体ウェーハの位置決め装置を以上のよう
な構成にしたので、先ず、放射状可撓材を巻き付けた各
円板を１つの駆動モータで同時に引き側に回転させ、そ
の先端の押し棒の位置を最大ウェーハの径＋ずれ量以上
の円周に広げ、押し棒上端をステージの高さより下げた
状態で待機する。ステージ上にウェーハが積載されると
、放射状可撓材は駆動モータて同時に押し出され、５つ
の先端の押し棒は、その上端を急速にステージの高さよ
りは高くし、その位置を常に同一の円周上に保持して収
縮しながらステージ上に置かれた半導体ウェーハの外周
を押し棒により押し、ずれを矯正して半導体ウェーハを
ステージの中心に合わせる。

５つの放射状可撓材のなす角度は、互いに７２゜かそれ
に近い角度であることにより、ＯＦによって半導体ウェ
ーハの外周の切除された部分に放射状可撓材の先端の押
し欅の１本か位置して１本が欠けても、他の４本の押し
棒のなす角度が広い所でも７２×２°近くて１８０°よ
り小さいため、半導体ウェーハの外周の切除されない部
分を４本の押し棒で押すことかでき、ずれを矯正するこ
とができる。

また、半導体ウェーハの外周が押し棒により押されずれ
を矯正されると、可撓材を駆動するモータの駆動力を、
半導体ウェーハを押し潰すだけの力量か無いように設計
することによって、モータは停止し供給ｉ流は急激に増
大する。その供給電流の急変を検出してモータへの供給
電圧を遮断する。

また、光学的検出センサを作動させなから、ステージを
半導体ウェーハと一体で回転せしめることによって、外
周切欠き部の位置角度を容易に検出し得る。

（実施例） 本発明の実施例を第１図〜第５図に基づいて以下に説明
する。即ち、第１図は可撓材の一例である５つの放射状
テープの関係位置図で、（１）はステージ、（２）は直
径がＤ１〜Ｄ２の半導体ウェーハを示し、（３）−１〜
（３）−５は先端に押し棒（６）を持った放射状テープ
を巻き付けた円板で、それぞれの角度０１〜θ、は７２
°±αに配置されている。第２図は５つの円板の駆動説
明図で、円板（３１−１〜（３１−５に対応するブー１
月４）−１〜（４）〜５を直結し、１本のロープ（５）
を５つの放射状テープが同じ方向に押し引きするように
巻張し、空転ブー１月４）−６でステージ（１）か移動
するＹ方向のロープを避け、プーリ（４１−１の軸には
駆動モータを減速機を介して直結する。第３図、第４図
は放射状テープ組立の平面図と側面図で、円１　（３）
の外周に密着して巻かれたテープ（７）の端末は、円板
（３）の切り欠き部に小ネジ（９）で固設し、ガイドａ
αでテープ（７）か座屈しないように円板部と直線部を
精度よくガイドし、プーリ（４）を円板（３）に直結し
、５つのプーリ（４）の内の１つには駆動モータα３を
図示しない減速機を介して直結する。

テープ（ア）の先端に緩挿する押し欅（６）は、支持板
ｕｌｌの上面で案内されて放射線上を移動し、待機位置
では支持板Ｉｌｌのスロープ（１って降下する。第５図
は放射状テープ先端の側面図で、ステージ（１）上の半
導体ウェーハ（２）を押している押し棒（６）と、その
先に取り付けたＯＦ検出用の光学的検出センサ（１４を
示している。

ステージ（１）上に半導体ウェーハ（２）を搬入する場
合、放射状テープ（７）は巻き込み、押し棒（６）は最
大径Ｄ１の半導体ウェーハ（２）よりも外に広げ待機し
、Ｄ１〜Ｄ２の範囲の半導体ウェーハ（２）であれば芯
出しができるようにしている。また、待機位置て１−押
し棒（６）を下降させ、搬入する半導体ウェーハ（２）
か押し捧（６）に接触しないように配慮している。その
ため、半導体ウェーハ（２）を搬入する方法は自動でも
手動でもよく、搬入する方向け任意でよい。ステージ（
１）上に半導体ウェーハ（２）を置く時のｒｆｌ！度は
、感覚的な精度を基準とて実施例では±１０−とした。

従って、待機位置での押し棒（６）の直径は半導体ウェ
ーハ（２）の最大径Ｄ１＋（ｆＯＸ２）ａｉｍとした。

駆動モータｕ３を駆動しローブ（５）を１方向に移動さ
せると、５つのブー１月４）とはスリップか生じない角
度以上ローブ（５）を巻き付けているため、５つの円板
（３）に密接しガイド顛てガイドされる放射状テープ（
７）は同時に押し出される。放射状テープ（７）の先端
に緩挿する押し棒（６）は、最大径Ｄ１±ｌ０ＩＩＩＩ
Ｃに達する前に上昇し、その上端はステージ（ｌ上の半
導体ウェーハ（２）より高いため、確実に半導体ウェー
ハ（２）の外周を押し、５つの押し棒（６）の内少なく
とも４つの押し捧（６）か外周を押す時、半導体ウェー
ハ（２）は停止し、芯出しは完了する。半導体ウェーハ
（２）か停止すると、駆動モータ（１３も停止し、供給
電流は急激に増加する。その供給電流の変化、例えば微
分値を検出して駆動モータ（１３の供給電圧を遮断する
。次いて、駆動モータαＪを逆転し、ＯＦ検出センサα
ルの位置か半導体ウェーハ（２）の半径より若干小さい
所で止め、芯出し後別途ステージ（１）上に吸着される
半導体ウェーハ（２）を回転させると、ＯＦの切り欠き
部の始めと終わりか検出でき、芯出しが完了しているた
め切り欠き部の始めと終わりの中間かＯＦの中心として
求めることができる。ＯＦの検出か終了すると、再び、
駆動モータα３を逆転させ、放射状テープ（７）を円板
（３）に巻き込み、先端の押し棒（６）を待機位置まで
引き戻し、待機位置スイッチの作動で駆動モータα３を
停止させる。

なお、放射状テープ（７）は平らなものでは、座屈する
恐れのある場合は、コンベックスのように反りを持たせ
たものを用いることか出来る。また、ガイドを適切なも
のにすれば、任意の形状の可撓材が使用できる。

（発明の効果） 本発明になる半導体ウェーハの位置決め装置を、可撓材
例えば放射状テープを巻き付けた５つの円板を同時に引
き側に回転させ、その先端に緩挿する押し棒の位置を最
大ウェーハの径＋ずれ量販上まで広げ、押し棒上端をス
テージの高さより下げた状態で待機する。ステーン上に
半導体ウェーハか積載されると、放射状テープは１つの
駆動モータで同時に押し日し、５つの先端の押し欅は常
に間−の円周上て収縮しながら半導体ウェーハの外周を
押し、ずれを矯正して半導体ウェーハをステージの中心
に合わせるようにした。

従って、半導体ウェーハの大きさに関係なく位置決めか
できるため、半導体ウェーハの大きさが変わっても装置
の調整を変更する必要かなく、調整ミスの心配かなくな
った。

また、四方から下降させている押し棒を繰り出して芯出
しをするため、任意の方向から半導体ウェーハを搬入す
ることかでき、装置の構成が任意にてきコンパクトにす
ることかできた。

また、芯出し装置か半導体ウェーハより低い位置で構成
できるため、芯出し装置にごみか付着していても、半導
体ウェーハ上に落ちることかなく、半導体ウェーハをご
みて汚す恐れかなくなった従って、半導体ウェーハの大
きさに関係なく位置決めかでき、任意の方向から半導体
ウェーハを搬入することかでき、半導体ウェーハをごみ
で汚す恐れかなく、操作か簡便て確実になり、装置かコ
ンパクトになり、半導体ウェーハの品質を低下させるこ
とのない、宵用な、かつ、優れた半導体ウェーハの位置
決め装置を確立することか出来たのである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の半導体ウェーハ位置決め装置
であって、第１図は５つの放射状テープ関係位置図、第
２図は５つの円板の駆動説明図、第３図及び第４図は放
射状テープ組立の平面図及び側面図、第５図は放射状テ
ープ先端の側面図である。第６図及び第７図は従来の半
導体ウェーハ位置決め装置であって、第６図は半導体ウ
ェーハ検査装置の位置決め装置の例の平面図、第７図は
該装置例の側面図である。 ｆｌ）　　ステージ、（２）半導体ウェーハ、（３）放
射状テープ組立、（４）プーリー、（５）　　ロープ、
（６）押し棒、（７）−テープ、（８）円板、（９）　
　小ネジ、ａωガイド、Ｕ　　支持板、（＋３　　スロ
ープ、α３　駆動モータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体ウェーハをステージ上に合心させ載置する位
   置決め装置であって、巻取りと直線状巻出しが可能で、
   巻出し側先端に細い押し棒を垂直に上下動可能に緩挿し
   て有する５つの可撓材を、巻取り用の各円板にそれぞれ
   巻き付けて、それら各円板を前記ステージに合心させた
   所定径の円の周上に分散させて配置する一方、各可撓材
   をステージの中心に向け直線誘導しながら先端の押し棒
   を半導体ウェーハの周縁に接触し得る位置に押し上げ誘
   導する直線状のガイドを各円板に関連させてそれぞれ設
   け、さらに、各円板の回転軸筒を一つのモータで駆動す
   る駆動伝達手段で連結して、各押し棒をステージの中心
   に向かって同時に押し引き可能としてなり、全体として
   引き戻しの待機姿勢ではステージ上の半導体ウェーハを
   含む水平面の下方に位置する如く設けられていることを
   特徴とする半導体ウェーハの位置決め装置。 ２、ステージの中心に向かって放射状に配置する５つの
   可撓材間の角度は、互いに７２゜かそれに近い角度であ
   る特許請求の範囲第１項記載の半導体ウェーハの位置決
   め装置。 ３、ステージの中心に向かって同時に押し出す押し棒に
   より、半導体ウェーハがステージ中心に合心したことを
   、駆動モータの電流の変化で検出する合心検出手段を有
   する特許請求の範囲第１項記載の半導体ウェーハの位置
   決め装置。 ４、５つの可撓材の１つが、オリエンテーション・フラ
   ットの存否を検出し得る光学的検出センサを、先端の押
   し棒より一定距離だけ押し出し側に位置させて有し、一
   方、半導体ウェーハをステージの中心に合心した後、各
   押し棒を所定距離だけ引き戻し、次いでステージを半導
   体ウェーハと一体に回転しながら前記光学的検出センサ
   を作動させ、外周切欠き部の位置角度を検出する手段を
   有する特許請求の範囲第１項記載の半導体ウェーハの位
   置決め装置。