JPH0735394Y2 - ウエハ位置決め装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、ウエハディスクを有する例えばイオン注入
装置等の半導体製造装置に用いられて、そのウエハディ
スク上に搬送されたウエハの位置ずれを修正するウエハ
位置決め装置に関する。

〔従来の技術〕

イオン注入装置等の半導体製造装置においては、ウエハ
は、幾つかのウエハ載置部、例えばウエハカセット、オ
リエンテーションフラット合わせ部、ウエハストッカ
ー、ウエハディスク等の間を、例えば搬送アームのよう
なウエハ搬送手段によって順次搬送される。

〔考案が解決しようとする課題〕

その場合、ウエハの搬送は殆どが真空中で行われるが、
特に真空中では真空チャックのようなものが使用できな
いため搬送アーム上でのウエハの固定を完全に行うのが
難しく、また上記のような各ウエハ載置部において搬送
アームとの間でウエハの受け渡しが行われるため、搬送
や受け渡しの際の機械的な衝撃等によってウエハが正規
の位置から徐々に位置ずれを起こす可能性があり、それ
を放置しておくと種々の不具合が発生する。

特に、位置ずれを起こしたままでウエハをウエハディス
クに装着しようとすると、ウエハがそれを挟持するため
のクランパーからはみ出す等して、装着ミスやウエハの
割れ等が起こり易くなる。

そこでこの考案は、ウエハディスク上に搬送されたウエ
ハの位置ずれを修正することができるウエハ位置決め装
置を提供することを主たる目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この考案のウエハ位置決め装置は、真空容器と、この真
空容器内に収納されたウエハディスクとを備え、しかも
このウエハディスクが、当該ウエハディスク表面との間
にウエハを挟んで保持するリング状のクランパーと、こ
のクランパーの周縁部下部に対応する位置に配置された
複数のクランパー昇降ピン用穴と、この各クランパー昇
降ピン用穴よりもクランパーの中心寄りにあってクラン
パーと同心状に配置された複数のウエハ昇降ピン用穴
と、このウエハ昇降ピン用穴の周囲であってしかも各ク
ランパー昇降ピン用穴と干渉しない位置にクランパーと
同心状かつクランパーの中心に対して放射状に配置され
た複数の長穴とを当該ウエハディスクの周縁部の複数個
所に有する装置に用いられるものであって、ウエハディ
スク表面の予め定められたウエハ着脱個所の下側に位置
する真空容器の部分に取り付けられた真空シール機能を
有する軸受と、この軸受を貫通する二重軸であって、互
いに独立して動くことのできる外軸および内軸から成
り、かつその中心線がウエハ着脱個所に位置したクラン
パーの中心を通るものと、この二重軸の内軸の真空容器
内側端部に立てて取り付けられていて、内軸の上昇によ
って、ウエハ着脱個所に位置した各ウエハ昇降ピン用穴
をそれぞれ貫通してウエハを上昇させ、内軸の下降によ
ってウエハディスクよりも下側に位置する複数本のウエ
ハ昇降ピンと、二重軸の外軸に軸受を介して回転しない
ように取り付けられた支持板と、この支持板上に立てて
取り付けられていて、外軸の上昇によって、ウエハ着脱
個所に位置した各クランパー昇降ピン用穴をそれぞれ貫
通してクランパーを上昇させ、外軸の下降によってウエ
ハディスクよりも下側に位置する複数本のクランパー昇
降ピンと、支持板の周縁部上に設けられていて、支持板
上より外方に突出するものであって、そのものの先端部
が二重軸の中心線に対して放射状にそれぞれスライドす
る複数のスライド板と、この各スライド板上の先端部
に、ウエハ昇降ピン上に載置されるウエハの周囲を取り
囲むように立てて取り付けられていて、二重軸の外軸の
上昇によって、ウエハ着脱個所に位置した各長穴をそれ
ぞれ貫通し、外軸の下降によってウエハディスクよりも
下側に位置する複数本の位置決めピンと、二重軸の外軸
と各スライド板との間に設けられていて、外軸の回転運
動を、各スライド板上の先端部に取り付けられた各位置
決めピンの前記中心線に対する放射状で等距離のスライ
ド運動に変換するリンク機構と、真空容器外に設けられ
ていて、二重軸の内軸を昇降させる第１の駆動源と、真
空容器外に設けられていて、二重軸の外軸を往復回転さ
せる第２の駆動源と、真空容器外に設けられていて、二
重軸の内軸、外軸およびそれらに取り付けられたものを
一括して昇降させる第３の駆動源とを備えており、かつ
前記リンク機構は、前記支持板の下方において二重軸の
外軸に取り付けられたリンク部支持板と、このリンク部
支持板の周縁部にピンを介して回動自在に取り付けられ
た複数のリンクと、この各リンクと各スライド板との間
にそれぞれ設けられていて各リンクと各スライド板とを
それぞれ連結する複数の連結棒とを有することを特徴と
する。

〔作用〕

第２の駆動源によって二重軸の外軸を所定方向に回転さ
せると、外側に広がっていた各位置決めピンは、リンク
機構および各スライド板を介して、二重軸の中心線に対
して、即ちクランパーの中心に対して、放射状にかつ互
いに同じ距離だけ内側に移動する。その結果、ウエハ昇
降ピン上に載置されたウエハは、その中心がクランパー
の中心と一致するように動かされ、それによってウエハ
の位置ずれが修正される。

〔実施例〕

第１図は、この考案の一実施例に係るウエハ位置決め装
置を示す図である。第２図は、第１図の線II−II方向に
見た図である。第３図は、第１図の線III−III方向に見
た図である。

このウエハ位置決め装置は、真空容器32と、この真空容
器32内に収納された次のようなウエハディスク２とを備
える装置、例えばイオン注入装置等の半導体製造装置に
用いられるものである。

ウエハディスク２は、その表面周縁部の複数個所に（図
には一個所のみ示す）、当該ウエハディスク表面との間
にウエハ６を挟んで保持するリング状のクランパー４
と、このクランパー４の周縁部下部に対応する位置に配
置された複数（この例では二つ）のクランパー昇降ピン
用穴2cと、この各クランパー昇降ピン用穴2cよりもクラ
ンパー４の中心寄りにあってクランパー４と同心状に配
置された複数（この例では四つ）のウエハ昇降ピン用穴
2bと、このウエハ昇降ピン用穴2bの周囲であってしかも
各クランパー昇降ピン用穴2cと干渉しない位置にクラン
パー４と同心状かつクランパー４の中心に対して放射状
に配置された複数（この例では六つ）の長穴2aとをそれ
ぞれ有している。

真空容器32には、ウエハディスク表面の予め定められた
ウエハ着脱個所の下側に位置する部分に、真空シール機
能を有する軸受30が取り付けられている。

この軸受30を、二重軸33が貫通している。この二重軸33
は、互いに独立して動くことのできる外軸34および内軸
36から成り、かつその中心線37が前記ウエハ着脱個所に
位置したクランパー４の中心を通るように配置されてい
る。

この二重軸33の内軸36の真空容器内側端部には、内軸36
の上昇によって、ウエハ着脱個所に位置した各ウエハ昇
降ピン用穴2bをそれぞれ貫通してウエハ６を上昇させ、
内軸36の下降によってウエハディスク２よりも下側に位
置する複数本（この例では４本）のウエハ昇降ピン10が
立てて取り付けられている。このウエハ昇降ピン10は、
内軸36の上下動に応じて矢印Ｂのように上下して、搬送
アーム等のウエハ搬送手段（図示省略）との間でウエハ
６の受け渡しを行うことができる。

二重軸33の外軸34の先端部には、軸受20を介して、支持
板18が、外軸34が回転してもそれが回転しないように取
り付けられている。

この支持板18上には、外軸34の上昇によって、ウエハ着
脱個所に位置した各クランパー昇降ピン用穴2cをそれぞ
れ貫通してクランパー４を上昇させ、外軸34の下降によ
ってウエハディスク２よりも下側に位置する複数本（こ
の例では２本）のクランパー昇降ピン８が立てて取り付
けられている。このクランパー昇降ピン８は、外軸34の
矢印Ｄに示すような昇降によって、ウエハディスク２上
のクランパー４を上下させることができる。

支持板18の周縁部上には、支持板18上より外方に突出す
るスライド板14をそれぞれ有していて、その先端部を二
重軸33の中心線37に対して矢印Ｇのように放射状にそれ
ぞれスライドさせる複数（この例では六つ）のスライド
ユニット16が取り付けられている。

各スライド板14上の先端部に、それぞれ、位置決めピン
12が、ウエハ昇降ピン10上に載置されるウエハ６の周囲
を取り囲むように立てて取り付けられている。各位置決
めピン12は、二重軸33の外軸34の上昇によって、ウエハ
着脱個所に位置した各長穴2aをそれぞれ貫通し、外軸34
の下降によってウエハディスク２よりも下側に位置す
る。

二重軸33の外軸34と各スライド板14の間には、外軸34の
回転運動を、各スライド板14上の先端部に取り付けられ
た各位置決めピン12の、前記中心線37に対する放射状で
等距離のスライド運動に変換するリンク機構が設けられ
ている。即ち、外軸34には、上記支持板18の下側に、リ
ンク部支持板28が取り付けられており、それの周縁部に
はピン26を介して複数（この例では六つ）のリンク24が
回転自在に取り付けられており、各リンク24は連結棒22
によってスライド板14にそれぞれ連結されている。これ
らによってリンク機構が構成されており、外軸34のＦの
ような回転運動は、このリンク機構によって、位置決め
ピン12の矢印Ｇのような同心状の、即ち中心線37に対す
る放射状で互いに等距離のスライド運動に変換される。

一方、真空容器32の外側には、二重軸33の内軸36を矢印
Ａのように昇降させる第１の駆動源と、外軸34を矢印Ｆ
のように往復回転させる第２の駆動源と、二重軸33の内
軸36、外軸34およびそれらに取り付けられたものを一括
して矢印ＣおよびＤのように昇降させる第３の駆動源と
が設けられている。

これを詳述すると、真空容器32の外側には、複数本のガ
イド軸40が立設されており、それに昇降板38が上下動自
在に取り付けられている。

この昇降板38には、軸受39を介して、外軸34の端部が回
転自在に取り付けられている。また昇降板38には二つの
シリンダー44、46が背中合わせになるように取り付けら
れている。一方のシリンダー44は、第１の駆動源を構成
するものであり、その軸は内軸36に連結されている。他
方のシリンダー44は、第３の駆動源を構成するものであ
り、その軸48はガイド軸40間をつなぐ固定板42に連結さ
れている。更に昇降板38には、第２の駆動源を構成する
シリンダー50が取り付けられており、その軸52は外軸34
の側部にリンク部53によって連結されている。

従って、シリンダー44を動作させることによって内軸36
のみを矢印Ａのように上下に動かすことができ、シリン
ダー46を動作させることによって、その軸48が固定され
ているため、当該シリンダー46のケーシング側、ひいて
はそれに結合された全てのもの、例えばシリンダー44、
昇降板38、二重軸33、シリンダー50等を矢印ＣおよびＤ
のように上下させることができ、シリンダー50を動作さ
せてその軸52を矢印Ｅのように動かすことによって、外
軸34を矢印Ｆのように左右に所定角度だけ回転させるこ
とができる。

第１図の装置の具体的な動作例を説明すると、まず、ウ
エハディスク２にウエハ５を装着するために、シリンダ
ー46を動作させて二重軸33を上昇させ、クランパー昇降
ピン８によってクランパー４を上昇させてウエハディス
ク２との間を開く。

その状態で、ウエハ６を、クランパー４とウエハディス
ク２との間に例えば搬送アーム等の搬送手段（図示省
略）によって搬入し、この例ではシンダー44によって内
軸36ひいてはウエハ昇降ピン10を上昇させることによっ
てウエハ６をこれで受け取る。即ち、ウエハ昇降ピン10
上にウエハ６を載置する。第１図等はこの状態を示す。

次いで、シリンダー50を動作させて外軸34を所定方向
に、より具体的には第３図中の実線で示す矢印Ｆ方向に
回転させる。そうすると、それまで外側に広がっていた
各位置決めピン12は、第１図等に２点鎖線で示すよう
に、リンク24等を介して、かつスライドユニット16等に
ガイドされて、二重軸33の中心線37に対して、即ちクラ
ンパー４の中心に対して、放射状にかつ互いに同じ距離
だけ内側に移動する。

その結果、ウエハ昇降ピン10上にウエハ６が位置ずれし
て載置されていても、各位置決めピン12の上記のような
動きによって、ウエハ６は正規の位置、即ちその中心が
クランパー４の中心に一致する位置に動かされ、それに
よってウエハ６の位置ずれが修正される。

その後は、シリンダー46を動作させて二重軸33を降下さ
せると、クランパー昇降ピン８、10および位置決めピン
12がウエハディスク２の下側まで降下し、それに伴って
クランパー４も降下し、それによってウエハ６はクラン
パー４とウエハディスク２との間に挟持されて装着が完
了する。

ウエハディスク２上の他のクランパー４の部分にウエハ
６を装着する場合は、ウエハディスク２を所定角度だけ
回転させた後、上記と同様の動作を順次繰り返せば良
い。

このようにこの実施例においては、ウエハ昇降ピン10上
にウエハ10が位置ずれして載置されても、その位置ずれ
が修正されるので、ウエハ６はウエハディスク２上の正
規の位置に載置され、クランパー４からのはみ出しが防
止され、その結果ウエハ６の装着ミスやその割れ等が起
こるのが防止される。

ちなみに、真空中においてウエハ６の装着ミス等が起こ
ると、いちいち真空容器32内を大気圧状態に戻して処置
する必要があるため、非常に手間と時間とがかかるが、
このウエハ位置決め装置を設けることによってそのよう
な装着ミス等が起こるのを防止することができ、これが
生産性の向上等にもつながる。

尚、位置決めピン12等の数は３本以上であれば良いが、
この実施例のように６本程度設けると、ウエハ６のオリ
エンテーションフラット6a（第２図参照）に関係無く、
その位置ずれを修正することができる。

また、ウエハ６の搬送に使用する手段は、必ずしも搬送
アームに限られるものではなく、例えば搬送ベルトのよ
うな他の搬送手段でも良い。

〔考案の効果〕

以上のようにこの考案によれば、次のような効果を奏す
ることができる。

複数本の位置決めピンを、ウエハ着脱個所に位置し
たクランパーの中心を通る二重軸の中心線に対して、放
射状にかつ互いに同じ距離だけ動かすことができるの
で、ウエハ昇降ピン上に載置されたウエハの位置ずれを
修正することができ、かつその修正した状態でウエハを
クランパーによってウエハディスク上に保持することが
できる。このように、実際にウエハを処理するウエハデ
ィスク上で、ウエハを、位置ずれ修正後直ちにクランパ
ーで保持することができるので、ウエハの位置ずれに伴
う装着ミスや割れ等の不具合が起こるのを確実に防止す
ることができる。

ウエハおよびクランパーの昇降機構とウエハの位置
ずれ修正機構とを一つの装置にまとめており、しかもそ
れらの構成要素を、ウエハ着脱個所の下側に設けられた
二重軸の近傍にしかも当該二重軸の軸方向に配置してい
るので、構成が簡略化されると共に占有面積も少なくて
済む。

ウエハディスクに装着する複数枚のウエハに対し
て、一つのウエハ位置決め装置によって、ウエハの位置
ずれ修正および保持動作を行うことができ、そのような
装置を多数設けずに済むので、この考案のウエハ位置決
め装置を設けた装置全体の構成を大幅に簡略化すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例に係るウエハ位置決め装
置を示す図である。第２図は、第１図の線II−II方向に
見た図である。第３図は、第１図の線III−III方向に見
た図である。 ２……ウエハディスク、2a……長穴、2b……ウエハ昇降
ピン用穴、2c……クランパー昇降ピン用穴、４……クラ
ンパー、６……ウエハ、８……クランパー昇降ピン、10
……ウエハ昇降ピン、12……位置決めピン、14……スラ
イド板、16……スライドユニット、18……支持板、20…
…軸受、24……リンク、30……軸受、32……真空容器、
33……二重軸、34……外軸、36……内軸、37……中心
線、44,46,50……シリンダー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】真空容器と、この真空容器内に収納された
   ウエハディスクとを備え、しかもこのウエハディスク
   が、当該ウエハディスク表面との間にウエハを挟んで保
   持するリング状のクランパーと、このクランパーの周縁
   部下部に対応する位置に配置された複数のクランパー昇
   降ピン用穴と、この各クランパー昇降ピン用穴よりもク
   ランパーの中心寄りにあってクランパーと同心状に配置
   された複数のウエハ昇降ピン用穴と、このウエハ昇降ピ
   ン用穴の周囲であってしかも各クランパー昇降ピン用穴
   と干渉しない位置にクランパーと同心状かつクランパー
   の中心に対して放射状に配置された複数の長穴とを当該
   ウエハディスクの周縁部の複数個所に有する装置に用い
   られるものであって、ウエハディスク表面の予め定めら
   れたウエハ着脱個所の下側に位置する真空容器の部分に
   取り付けられた真空シール機能を有する軸受と、この軸
   受を貫通する二重軸であって、互いに独立して動くこと
   のできる外軸および内軸から成り、かつその中心線がウ
   エハ着脱個所に位置したクランパーの中心を通るもの
   と、この二重軸の内軸の真空容器内側端部に立てて取り
   付けられていて、内軸の上昇によって、ウエハ着脱個所
   に位置した各ウエハ昇降ピン用穴をそれぞれ貫通してウ
   エハを上昇させ、内軸の下降によってウエハディスクよ
   りも下側に位置する複数本のウエハ昇降ピンと、二重軸
   の外軸に軸受を介して回転しないように取り付けられた
   支持板と、この支持板上に立てて取り付けられていて、
   外軸の上昇によって、ウエハ着脱個所に位置した各クラ
   ンパー昇降ピン用穴をそれぞれ貫通してクランパーを上
   昇させ、外軸の下降によってウエハディスクよりも下側
   に位置する複数本のクランパー昇降ピンと、支持板の周
   縁部上に設けられていて、支持板上より外方に突出する
   ものであって、そのものの先端部が二重軸の中心線に対
   して放射状にそれぞれスライドする複数のスライド板
   と、この各スライド板上の先端部に、ウエハ昇降ピン上
   に載置されるウエハの周囲を取り囲むように立てて取り
   付けられていて、二重軸の外軸の上昇によって、ウエハ
   着脱個所に位置した各長穴をそれぞれ貫通し、外軸の下
   降によってウエハディスクよりも下側に位置する複数本
   の位置決めピンと、二重軸の外軸と各スライド板との間
   に設けられていて、外軸の回転運動を、各スライド板上
   の先端部に取り付けられた各位置決めピンの前記中心線
   に対する放射状で等距離のスライド運動に変換するリン
   ク機構と、真空容器外に設けられていて、二重軸の内軸
   を昇降させる第１の駆動源と、真空容器外に設けられて
   いて、二重軸の外軸を往復回転させる第２の駆動源と、
   真空容器外に設けられていて、二重軸の内軸、外軸およ
   びそれらに取り付けられたものを一括して昇降させる第
   ３の駆動源とを備えており、かつ前記リンク機構は、前
   記支持板の下方において二重軸の外軸に取り付けられた
   リンク部支持板と、このリンク部支持板の周縁部にピン
   を介して回動自在に取り付けられた複数のリンクと、こ
   の各リンクと各スライド板との間にそれぞれ設けられて
   いて各リンクと各スライド板とをそれぞれ連結する複数
   の連結棒とを有することを特徴とするウエハ位置決め装
   置。