JPH11340306A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カセット回転機構を必要とせず、大口径のウ
ェーハに対しても簡単な機構によってウェーハノッチを
検出できるウェーハノッチ検出装置を備えた半導体製造
装置を提供する。 【解決手段】 ウェーハノッチ検出装置１０において、
回転独楽２１，２２，２３は、大口径のウェーハＬＷが
中心Ｏの周りで回転するように、ウェーハの外周をフラ
ンジ状プレート１２によって規制し、回転体１１の上で
ウェーハを支持する。回転独楽駆動機構４０は、回転独
楽のうちの一つを駆動して、回転独楽の上のウェーハを
回転させる。斜め検知型ファイバセンサ３０は、ファイ
バセンサ素子３１，３２を含み、ファイバセンサ素子３
１は、ウェーハの外縁の上方外側からウェーハの外縁部
分に斜めに光ＰＨを照射し、ファイバセンサ素子３２が
ウェーハノッチＮＣを通過する光を検出することによ
り、ウェーハノッチ検出装置１０は、ウェーハノッチの
位置を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ウェーハノッチ
検出装置を備えた半導体製造装置に関し、特に、大口径
のウェーハを水平に保持して回転させ、前記ウェーハの
外周に切り込まれたウェーハノッチの位置を検出する半
導体製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のウェーハノッチ検出装置
を備えた半導体製造装置は、ウェーハノッチ検出のため
に、多数枚のウェーハが水平および平行に収納されたカ
セットを、収納されたウェーハが垂直に立つように、カ
セット回転機構により回転させなければならない。回転
させられたカセットの中で垂直に立ったウェーハをカセ
ットの中で回転させつつ、ウェーハノッチを検出してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来の半導体製
造装置におけるウェーハノッチ検出装置は、多数枚のウ
ェーハを収納したカセットを回転させるカセット回転機
構を用いなければならず、ウェーハが最近のように大口
径になると機構的に大きな負担となっている。そこで、
カセットを回転せずにウェーハノッチを検出する方法が
ないか検討されているが、従来方法の変形では、検知時
間および占有スペースが大きく半導体製造装置に組み入
れることが容易でない。

【０００４】この発明は、上述の問題に鑑み、カセット
回転機構を必要とせず、大口径のウェーハに対しても簡
単な機構によってウェーハノッチ位置を検出できる半導
体製造装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ために、この発明は、それぞれが円錐台形状の回転体と
その大径の端面に固定されたフランジ状プレートとから
なる複数の回転独楽であって、前記フランジ状プレート
は、ウェーハがそれの中心を移動させないで回転するよ
うに、前記ウェーハの外周を規制するとともに、前記回
転体は、前記ウェーハを水平に支持できるように支持部
材により回転自在に取り付けられている複数の回転独楽
と、前記複数の回転独楽のうちの少なくとも一つに連結
され、連結された回転独楽を回転駆動する回転独楽駆動
機構手段と、前記複数の回転独楽の回転体の上で回転さ
せられる前記ウェーハの外縁部分に向けてセンサ光を照
射し、照射した光がウェーハノッチを通過することを検
出して前記ウェーハノッチの位置を検出する検知手段と
を有する。

【０００６】そして、この発明の実施の形態によれば、
この発明のウェーハノッチ検出装置（１０）は、それぞ
れが円錐台形状の回転体（１１）とその大径の端面に固
定されたフランジ状プレート（１２）とからなる複数の
回転独楽（２１，２２，２３）であって、前記フランジ
状プレート（１２）は、ウェーハ（ＬＷ）がそれの中心
（Ｏ）を移動させないで回転するように、前記ウェーハ
ＬＷの外周を規制するとともに、前記回転体（１１）
は、前記ウェーハ（ＬＷ）を水平に支持できるように支
持部材（１３，１４，１５）によって回転自在に取り付
けられている複数の回転独楽（２１，２２，２３）と、
前記複数の回転独楽（２１，２２，２３）のうちの少な
くとも一つに連結され、連結された回転独楽（２１）を
回転駆動する回転独楽駆動機構手段（４１，４２，４
３）と、前記複数の回転独楽（２１，２２，２３）の回
転体（１１）の上で回転させられる前記ウェーハ（Ｌ
Ｗ）の外縁の上方外側から前記ウェーハ（ＬＷ）の外縁
部分に向けて斜めに光（ＰＨ−センサ光）を照射し、照
射した光（ＰＨ）がウェーハノッチ（ＮＣ）を通過する
ことを検出して前記ウェーハノッチの位置を検出する斜
め検知型ファイバセンサ手段（３０；３１，３２）とを
有する。

【０００７】このような構成によれば、大口径のウェー
ハでも回転独楽駆動機構手段によって駆動される複数の
回転独楽の回転体の上に載置されれば、ウェーハは、回
転独楽に備えられたフランジ状プレートによって、一定
の位置に規制され、回転独楽に載って水平に回転する。
したがって、斜め検知型ファイバセンサ手段は、複数の
回転独楽の上で回転させられるウェーハの外縁の上方外
側から前記ウェーハの外縁部分に向けて斜めに光を照射
し、その外縁部を光が通過するとウェーハノッチ位置を
検出できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて添付図面に基づいて説明する。図１（ａ）は、この
発明に係わるウェーハノッチ検出装置が備えられた半導
体製造装置の実施の形態の一例を示す平面図、図１
（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ｏ−Ｃから見た断面図、図
１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｏ−Ｃから見た断面図、
図２（ａ）は、図１のウェーハノッチ検出装置のモータ
取り付け部分の構造を示す拡大図、図２（ｂ）は、図２
（ａ）の部分を分解したところを示す図、図３（ａ）
は、図１の斜め検知型ファイバセンサがウェーハにより
遮光状態にあるところを示す拡大断面図、図３（ｂ）
は、図１の斜め検知型ファイバセンサがウェーハのノッ
チ部を検出した状態にあるところを示す拡大断面図、図
４は、図１の回転独楽とウェーハ搬送プレートとの関係
を示す図である。

【０００９】図１において示されるように、ウェーハノ
ッチ検出装置１０は、大口径のウェーハＬＷの円周に沿
った外縁部分を支持するための３個の回転独楽２１，２
２，２３と、ウェーハＬＷの円周の一個所に切り込まれ
たノッチを検出するための斜め検知型ファイバセンサ３
０と、３個の回転独楽２１，２２，２３のうちのひとつ
（この例では、回転独楽２１）を回転駆動して、回転独
楽２１，２２，２３の上に載せられたウェーハＬＷを回
転させる回転独楽駆動機構４０とから構成されている。
３個の回転独楽２１，２２，２３のそれぞれは、回転軸
がウェーハＬＷの中心がくる位置Ｏを向いており、互い
の中心に向く相互間の角度は、上方から見たとき１２０
度となっている。

【００１０】図２に示されるように、回転独楽２１，２
２，２３のそれぞれは、円錐台形状をした回転体１１
と、回転体１１の直径の大きい側の円形端面に固定さ
れ、その円形端面より若干大きい直径をもった円形フラ
ンジ形状のフランジ状プレート１２と、回転体１１およ
びフランジ状プレート１２の回転中心を貫通する回転軸
１３と、回転体１１の両方の円形端面に近接して回転軸
１３に固定されたベアリング１４，１５とから構成され
ている。これら、回転体１１、プレート１２、回転軸１
３はウェーハと接触するため、それぞれテフロン（ＰＴ
ＥＦ）やアルミナなどからなり、これら三者１１，１
２，１３は、材料によっては一体化されていてもよい。
これらのうち、回転独楽２１においては、フランジ状プ
レート１２の側に突出している回転軸１３の端末がカッ
プリング４１によって、モータ４２の駆動軸４３に同軸
になるように結合されている。ベアリング１４，１５お
よびモータ４２の外周は、ベアリング１４，１５に支持
された回転独楽２１，２２，２３が自在に回転できるよ
うに、ウェーハノッチ検出装置１０のフレーム５０に固
定されている。

【００１１】図１および図２によって示されたウェーハ
ノッチ検出装置１０において、回転独楽２１，２２，２
３のそれぞれの回転体１１の上側の側面は、水平なウェ
ーハＬＷの下面に平行に接するように、また、その回転
軸１３は、回転独楽２１，２２，２３に載置されたウェ
ーハＬＷの中心位置Ｏを指すように傾けられている。こ
の傾きは、ウェーハＬＷをスムーズに回転させるためで
ある。この傾きを実現するために、回転体１１の側面の
延長上に形成される仮想頂角は、図２（ｂ）に示される
ように、１５．１８９°（回転体の大小の端面の直径
は、４０mmと３４．６７mmであり、高さは、２０mm）さ
れている。したがって、回転独楽駆動機構４０のモータ
４２が駆動されると、回転独楽２１が駆動され、ウェー
ハＬＷは、回転独楽２１，２２，２３に支持されるとと
もに、回転独楽２１との接触摩擦力により矢印ＲＲに示
される何れかの方向に中心位置Ｏの周りに回転させられ
る。

【００１２】この場合、回転独楽２１，２２，２３のそ
れぞれは、回転体１１の上に直径３００mmのウェーハＬ
Ｗが載置されたとき、ウェーハＬＷの中心位置Ｏから等
距離となる位置に配置されている。また、回転独楽２
１，２２，２３のフランジ状プレート１２の位置は、ウ
ェーハＬＷが中心位置Ｏの周りに回転できるように、ウ
ェーハＬＷの外縁から若干の余裕（例えば、１．３３m
m）をもつように決められている。したがって、ウェー
ハＬＷは、回転独楽２１，２２，２３の３つのフランジ
状プレート１２に規制される範囲内で自由に回転できる
こととなる。

【００１３】斜め検知型ファイバセンサ３０は、ファイ
バセンサ素子３１，３２を含んでおり、ファイバセンサ
素子３１は、先端部分から斜めに光ＰＨを出射し、ファ
イバセンサ素子３２は、その先端部分でファイバセンサ
素子３１からの光ＰＨを検知するように配置されてい
る。この場合、ファイバセンサ素子３１の先端部分は、
回転独楽２１，２２，２３の回転体１１の上に載せられ
て同一の中心の周りで水平に回転されるウェーハＬＷよ
り上方に配置されているが、ウェーハＬＷの外周よりも
外側に位置づけられており、ファイバセンサ素子３２の
先端部分は、ウェーハＬＷより下方で、ウェーハＬＷの
外周よりも内側に位置づけられている。したがって、フ
ァイバセンサ素子３１からの光ＰＨは、回転するウェー
ハＬＷの外縁部分、すなわち、ウェーハノッチが通過す
る部分に照射されている。斜め検知型ファイバセンサ３
０については、別の目的に使用されたものであるが、こ
の発明の出願人による特願平９−２９１５２１号に例が
記載されているが、光を斜めに出射させるためには、フ
ァイバセンサ素子の先端を斜めに切断したり、プリズム
を用いて出射光を屈折させたりすればよい。

【００１４】また、ファイバセンサ素子３１の他端は、
光を増幅して出力する増幅器（不図示）に接続されてお
り、ファイバセンサ素子３２の他端は、ファイバセンサ
素子３２の受光を検知するために受光した光を電気信号
に変換し増幅する増幅器に接続されている。したがっ
て、回転するウェーハＬＷの外縁部分にファイバセンサ
素子３１が光ＰＨを照射しているとき、照射した部分が
ウェーハノッチ以外の部分である場合には、図３（ａ）
のように、ファイバセンサ素子３１からの光ＰＨは、ウ
ェーハＬＷによって遮断され、ファイバセンサ素子３２
によって受光されないので、ウェーハノッチ検出装置１
０は、ノッチを検出していないと判断してウェーハＬＷ
の回転を継続させる。しかし、ファイバセンサ素子３１
か光ＰＨを照射した部分がウェーハノッチである場合に
は、図３（ｂ）のように、ファイバセンサ素子３１から
の光ＰＨは、ウェーハＬＷによって受光され、ウェーハ
ノッチ検出装置１０は、ウェーハノッチを検出したもの
と判断してウェーハＬＷの回転を停止させる。ウェーハ
はノッチ検出の後、ウェーハ搬送装置によりカセットに
戻されたり、そのまま成膜室へ搬送されたり、一時保管
用ウェーハ台に搬送されたりする。

【００１５】上述の３個の回転独楽２１，２２，２３
は、それぞれがウェーハＬＷの回転中心に向く場合の相
互間の角度は、上方から見たとき１２０度となっている
ことにより、ウェーハＬＷを回転独楽２１，２２，２３
の上に搬送し、あるいは、回転独楽２１，２２，２３の
上からカセットに搬送するためのウェーハ搬送プレート
５０は、図４に示されるように、ウェーハＬＷを安定に
支持できる形状とすることが可能となっている。また、
斜め検知型ファイバセンサ３０において、ファイバセン
サ素子３１の先端部分は、回転するウェーハＬＷより上
方に配置されているが、ウェーハＬＷの外周よりも外側
に位置づけられているので、ウェーハ搬送プレート６０
がウェーハＬＷを回転独楽２１，２２，２３の上に載置
する際に、ファイバセンサ素子３１に妨害されること無
しに、ウェーハＬＷを回転独楽２１，２２，２３の真上
から垂直に回転独楽２１，２２，２３の上に簡単に降下
させることができる。

【００１６】上述の例では、回転独楽２１，２２，２３
は、３つ配置するものとしたが、これ以上の数でもよ
い。しかし、その場合、ウェーハ搬送プレート５０の進
入に支障が無いように配置する必要があり、したがっ
て、回転独楽の間の角度は、同じ角度とはならない場合
もあるであろう。また、ウェーハＬＷの回転位置を規制
するために回転体１２と一体化されたフランジ状プレー
ト１２を用いたが、ウェーハＬＷの回転位置を規制する
ためには、回転体１２とは、別体のウェーハＬＷの回転
位置規制手段を配置してもよい（例えば、複数の回転可
能なシャフトで、上方に向いて若干開き、降下してくる
ウェーハＬＷを一定の位置に規制するものであってもよ
い）。

【００１７】以上のように、本発明によれば、大口径の
ウェーハであっても、回転独楽上に載置し、回転独楽を
回転独楽駆動機構手段によって駆動すれば、ウェーハ
は、回転独楽に備えられたフランジ状プレートによっ
て、一定の位置に規制され、回転独楽に載って水平に回
転する。したがって、斜め検知型ファイバセンサ手段が
複数の回転独楽の上で回転させられるウェーハの外縁の
上方外側から前記ウェーハの外縁部分に向けて斜めに光
を照射し、その外縁部を光が通過することを検出してウ
ェーハノッチ位置を検出できる。この場合、カセットを
回転させる機構は必要とせず、構造を簡単にすることが
できる。また、斜め検知型ファイバセンサは、検知用の
光を前記ウェーハの外縁の上方外側から前記ウェーハの
外縁部分に向けて照射しているので、前記ウェーハを前
記回転独楽の上に載置する際に、斜め検知型ファイバセ
ンに妨害されること無しに回転独楽の真上から垂直に回
転独楽の上に簡単に降下させることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上に詳述したように、この発明に係わ
る半導体製造装置は、それぞれが円錐台形状の回転体と
その大径の端面に固定されたフランジ状プレートとから
なり、ウェーハを回転体に載せて一定の位置で水平に回
転させる複数の回転独楽と、前記複数の回転独楽のうち
の少なくとも一つを回転させてウェーハを回転させる回
転独楽駆動機構手段と、回転する前記ウェーハの外縁部
分に向けてセンサ光を照射し、照射した光がウェーハノ
ッチを通過することを検出して前記ウェーハノッチの位
置を検出する検知手段とを有することにより、カセット
回転機構を必要とせず、大口径のウェーハに対しても簡
単な機構によってウェーハノッチ位置を検出できるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）はこの発明に係わる半導体製造装置にお
けるウェーハノッチ検出装置の実施の形態の一例を示す
平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ｏ−Ｃから見た断面図、
（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｏ−Ｃから見た断面図である。

【図２】（ａ）は図１のウェーハノッチ検出装置のモー
タ取り付け部分の構造を示す拡大図、（ｂ）は（ａ）の
部分を分解したところを示す図である。

【図３】（ａ）は図１の斜め検知型ファイバセンサがウ
ェーハにより遮光状態にあるところを示す拡大断面図、
（ｂ）は図１の斜め検知型ファイバセンサがウェーハの
ノッチ部を検出した状態にあるところを示す拡大断面図
である。

【図４】図１の回転独楽とウェーハ搬送プレートとの関
係を示す図である。

【符号の説明】

１０ ウェーハノッチ検出装置 １１ 回転体 １２ フランジ状プレート １３ 回転軸 １４，１５ ベアリング ２１，２２，２３ 回転独楽 ３０ 斜め検知型ファイバセンサ ３１，３２ ファイバセンサ素子 ４０ 回転独楽駆動機構 ４１ カップリング ４２ モータ ４３ 駆動軸 ６０ ウェーハ搬送プレート ＬＷ 大口径のウェーハ ＰＨ 光 ＮＣ ウェーハノッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれが円錐台形状の回転体とその大
   径の端面に固定されたフランジ状プレートとからなる複
   数の回転独楽であって、前記フランジ状プレートは、ウ
   ェーハがそれの中心を移動させないで回転するように、
   前記ウェーハの外周を規制するとともに、前記回転体
   は、前記ウェーハを水平に支持できるように支持部材に
   より回転自在に取り付けられている複数の回転独楽と、 前記複数の回転独楽のうちの少なくとも一つに連結さ
   れ、連結された回転独楽を回転駆動する回転独楽駆動機
   構手段と、 前記複数の回転独楽の回転体の上で回転させられる前記
   ウェーハの外縁部分に向けてセンサ光を照射し、照射し
   た光がウェーハノッチを通過することを検出して前記ウ
   ェーハノッチの位置を検出する検知手段とを有する半導
   体製造装置。