JPS5965429A - ウエハのプリアライメント装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体ウェハ（以下、単にウェハと言う）の加
工機械などに用い５れｂプリアライメント装置に関する
ものである。

〔、従来技術〕　　　　。

ウェハの加工、若しくは検査を行なう機械には該ウェハ
を精密に位置合わせする装置が設げられるが、この精密
位置合わせ装置を作動せしめるための準備として予め概
略的な位置、姿勢を合わすことが必要である。このため
、従来一般にプリアライメント装置が用いられる。

従来一般に用いられているプリアライメント装置を作動
原理的に大別すると欠配の２３類となるが、いずれもウ
ェハを０−ラに当接せしめて位置決め（姿勢決めを含む
、以下同様）を行なうものである。

第１図は上記２種類の従来形プリアライメント装置中の
一方の装置の作動原理説明図である。

１はほぼ円形のウェハ、２はその円周の一部を直ψ的に
切り欠いた形状のオリフラであり、Ｌはオリンラ長であ
る。

第１図−）に示すごとくウェハ１の円周に沿って当接す
るように３個のローラ３ａ〜１．３α−２゜６α−３が
設けられ、これに対向し１゛：同様に３個のローラ５６
−１　ｅ　３６−２　＋　５ｂ−５が設けられている。

これら６個ずつのＯ−ラは互いに相対的位装置を保った
まま、それぞれ往復矢印イロ、イロの如く接近・離間せ
しめ得る構造である。

前記の各６個のローラの間隔を適宜に設定しておくと、
これらのローラを矢印イ、イ′方向に接近させてウェハ
１を挾持せしめたとき、オリフラ２の位置の如何に拘ら
ずウェハ１の中心点０がほぼ位置決めされる。

一方、オリフラ長りよりも短か（・間隔に設けた１対の
ローラ４α、４ｂをウェハ１の中心点Ｏの方向に付勢し
た構造になっており、これら１対のローラ４ａ、　４ｂ
をウェハ１に押し−）けながら該ウェハ１を回転させる
。

オリフラ２がローラ４α、及び同４ｈに正対すると第１
図Ｖ３）の如く上記２個のロー：ｌはウェハの中心点Ｏ
に接近し、かつ、２個の【スーツの中心を結ぶ線ハニの
垂直２等分線がオリフラ１の中心点Ｏを通るようになる
。そしてウェハ１が回転して第１図（油の状態となる直
前においては上記の線ハニの垂直２等分線が点０から外
れる。

これによりオリフラ２がローラ４ａ、４ｂに正対した瞬
間を、同ローラ４α、４ｂの位置を検知することによっ
て検出される。

第２図は前記の２種類の従来形プリアライメント装置中
の他方の装置の作動原理説明図であ机 第２図（、ｑ）に示すごとく、１対のローラ４及びこれ
と適宜に離間［７た１個のローラ３によってウェハ１を
回転させて（回転方向の１例を矢印で示す）、オリフラ
２が１対のロー２４の双方に当接すると第２図（７３１
のようにローラ５を矢印ホの如くウェハ１に押しつげる
。これによりウェハ１の位置決めが為される。

第１図および第２図にそれぞれ示した従来形のプリアラ
イメント装置【おいては、いずれもローラがウェハ１の
外周に当接する。このためウェハ１が機械的に損傷を蒙
る虞れがある。

〔発明の目的〕

本発明は上記の事情に鑑みて為され、その目的とすると
ころはウェハに損傷を与える虞れ無く高能率でウェハの
概略的な位置決めを行ない得るプリアライメント装置を
提供するにある。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するため、本発明は、水平な直交２軸
方向に平行移動可能な環状のＸＹ平行移動テーブルと、
上記ＸＹ平行移動テーブルの中心に設置した回転テーブ
ルと、上記各テーブルの上面に形成した真空吸着手段と
を備え、かつ、上記の真空吸着手段に吸着されたウェハ
の外周を検出するように２個ずつ対向せしめて少なくと
も２対の光電素子を設けるとともに。

上記ウェハのオリ７う部を判定するようにオリフラ長以
内の距離に並べて少なくとも２個の光電素子を設けて、
ウェハな非接触的に検知しつつ概略位置ぎめし得るよう
に構成ｌ−たことを特徴とする。上記のごとく、ウェハ
に当接するローラを設げずに光電素子によって非接触的
にウェハを検出するので、ウェハがローラの当接によっ
て蒙る損傷は未然にかつ完全に防止することができる。

〔発明の実施例〕

次に本発明の一実施例を第３図乃至第６図について説明
する。

第３図は本発明のウェハのプリアライメント装置の平面
図である。第４図及び第５図は第３図の１−１断面図で
、それぞれ異なる作動状態描いた図である。

ＸＹ平行移動テーブル６は、ベース７に固定した直線ベ
アリング９によりＹテーブル８をＹ軸方向に案内すると
共に、上記Ｙテーブルに固定した直線ベアリング１４に
よりＸテーブル１６をＸ軸方向に案内し、かつ、Ｙ駆動
源１０によりボール１２を介してＹテーブルを図示上方
に駆動し得るように構成すると共に、Ｘ駆動源１５によ
りボール１７を介してＸテーブルを図示右方に駆動し得
るように構成し、その中央部に開口６αを設けである。

１１はＹテーブル８をボール１２に当接せしめるように
付勢するバネ、１６は同様ＶＣＸテ−プル１３をポール
１７に向けて付勢ゴるバネである。

上記のＸテーブル１３の上面にウェハ１を吸着するため
の真空溝１８が設けである。又、ウェハ１を移送するた
め、Ｘテーブル１３ニ形成した１対の溝１９に、互いに
平行な１対の・−ル）２０を張り渡しである。

ウェハ１は上記のベルト２ｏによ−１て送りこまれ、Ｘ
テーブル１３の上に載せられ（真空溝１８に吸着される
。第４図に示すようにＹテーブル８の空間２１とＸテー
ブル１６の空間２２にプラク・ソト２３がベース７に取
り付けられ１回転テーブル２４は直線回転ベアリング２
５により回転、上下摺動可能に取り付けられている。回
転テーブル２４の下方にはギヤ２６が切られ、ビニホン
２７とがみ合い、上下方向の動きを許容してモータ２Ｂ
Ｋより回転せしめ得る。モータ２８はプラク・ノド２３
に取り付けられている。回転テーブル２４の下方にボー
ル２９を介して駆動源６０が設けられ、この駆動源６０
によって回転テーブル２４を一ヒ下に駆動し得る。上記
の回転テーブル２４の上面にはウェハ１を吸Ｍするため
の真空溝３１を設けである。

第３図に示すよ５に、測定距離に対応して直線的に変化
する出力信号が得られるような機能を有する６個の光電
素子３３’−１、３６−２〜３５−６をウェハ取付位置
の周囲に放射状に、２個ずつ正対せしめて配設する。５
５−１．５５−２は。

オリフラ２の位置を検出するために並べて設置した１対
の光電素子である。この光電素子３５−１．３５−２に
よるオリフラ検出のメカニズムは第６図について後述す
る。３２は、ベルト２０によるウェハ１の送りこみ作動
の停止位置を検出するための光電スイッチである。

本実施例は以上のように構成しであるので、次に述べる
ようにしてプリアライメントを行ない得る。ウェハ１は
ベル＋２１７により搬送されＸＹ平行移動テーブル６上
に送りこまれ、光電スイッチ５２により端部を検出した
ときベル）２０の搬送を停止して該ベルト２ｏを下降さ
せ、ウェハ１をＸテーブル１３上に乗せかえる。真空溝
１８に真空を供給してウェハ１は吸着される。この時オ
リフラ２の位置がどの位置にあン）か不明のため、光電
素子３３−１　、５３−２　、３３−３　、３５−４゜
５５−５．３３−６の信号の組み合わせでＹ駆動源１０
、Ｘ駆動源１５に信号を与える。この光電素子はすべて
出力をウェハ１の径が小亡くなる方向にプラスとする。

そして、互いに対向する光電素子（３５−１と３５−４
　）　（３３−２Ｊ６！ｌ−５）（５５−３と３３−６
）の２個組をペアとし、２個の出力信号の和によりウェ
ハ１の径を測定する。

ウェハ１のオリフラ２が光電素子にかかる場合があり得
るので、ペアの出力の差が大きいベアは、無視し、他の
２組のペア九よりウエノ１１の径を測定する、例えば第
３図に示″４″如く光電素子５５−４にオリフラ２がか
かったとした場合２組のベア（３３−２と５５−５　）
　（３１−３と３５−６）を使用する。まず光電素子５
３−２と６６−５が同じ出力信号になる様出力信号の差
によりＸ方向の駆動源１５に信号を与えＸテーブル１３
を移動させ、上記の出力信号が一致したら１次に光電素
子３３−５と６３−６が同じ出力信号になる様出力信号
の差によりＹ方向の駆動源１０に信号を与えＹテーブル
８を移動させる。又、光電素子６３−５や５３−６にか
かった場合や、対向する光電素子５５−１　、３５−２
　、５５−５の場合でも同じ方法でまず、ＸＹ平行移動
テーブル６の平行移動しうる側から移動させ、その後、
他の方向を移動させる。この動作を繰り返し行なって精
度を上げ、ウェハ１を回転テーブル２４の中心に合わせ
ゐ。次に回転テーブル２４の駆動源３０によりウェハ１
の下面まで回転テーブル２４を上昇させ、真空溝３１に
真空を供給し、ＸＹ平行移動テーブル６の真空溝１８の
真空を開放し１回転テーブル２４にウェハ１を移し替え
、さらに回転テーブル２４を上昇させ第５図に示す如く
完全にＸＹ平行移動テーブル６からウェハ１を分離させ
た後、モータ２８を運転して第６図（，４１に示す如く
ウェハ１を回転させ、光電スイ・ノチ５４が第１７フラ
２を検出すると、充電素子５５−１．５５−２が検出を
開始し、信号の差を測定して同図（Ｂ）の如く２個の出
力信号が同一になるまでモータ２８を回転させ同一にな
るモータ２８を停止させる。これによりプリアライメン
トが完了し１次工程としての精密アライメントを行ない
得る状態となる。

上述の構造機能から明らかなように５本発明装置はウェ
ハの位置の検出、およびオリフラの方向の検出を非接触
的に行なうので、ローラの当接によるウェハの損傷を発
生する虞れが無い上に、上記の位置検出、方向検出を光
電的に行なうので制御作動が速やかであり、かつ、自動
制御装置の適用が容易で能率向上に貢献するところが太
きい。

以上１本発明の一実施例について説明したが次に上記と
異なる実施例、応用例シ１゛、ついて略述する。

前記の実施例ではＹテーブル８の上にＸテーブル１３を
搭載してＸＹ平行移動テーブル６を構成した。が、一体
のＸＹテーブルを用いてもよい。

前記の実施例ではウェハ１の搬送にベルト２０を用いた
が、エアー搬送することもできる。

前記の実施例ではウェハの径の検出に６個の光電素子３
３−１．３５−２〜６６−６を用いたが。

対向せしめた２対の光電素子を相互に直交せしめて計４
個の光電素子を用いて構成することもできる。この場合
は対向する１対の光電素子ごとにウェハ１の径を測定し
、双方の測定値が一致しないときは４個の光電素子の内
のいずれか１個がオリ７う２に対向しているものと判断
されるので回転テーブル２４を約４５°回転させて再測
定する。

前記の実施例ではＸＹ平行移動テーブル６は上下方向の
駆動ができず、回転テーブル２４を上下に駆動できるよ
うに構成したが、これを逆にしてもよい。また、双方の
テーブルを上下駆動しないで真空吸着の切り換えによっ
てウェハ１を受は渡しせしめることも可能である。この
構成はウェハ１に反りが少ない場合に適している。

前記の実施例では、ウェハの端部検出と、オリフラ部の
検出に光電スイッチを使用したが。

その場所に配置した充電素子の出力を所定のスレ・ソシ
ョルドにて２値化してウェハの有無スイ・・チと兼用し
ても実現可能である。

〔発明の効果〕

以上詳述したように１本発明によれば、ウェハに損傷を
与える虞れ無く高能率でウェハの概略的な位置決めをす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（，４１、（Ｂ１は従来形のウエノ為のプリアラ
イメント装置の１例の作動原理の説明図、第２図は同じ
く他の例の作動原理の説明図である。第６図乃至第６図
は本発明の一実施Ｇ？ｉを示し、第３図は平面図、第４
図及び第５図は作動説明を兼ねた７−１断面図、第６図
−）、囚）は作動原理説明図である。 １１ウエハ＋２１オリ７う、６ｒＸＹ平行移動テーブル
、７：ベース、８；Ｙツー−プル。 １０：Ｙ駆動源、１ｓｒＸテーブル、ｉ５＋ｘ駆動源２
０：ベルト、２４１回転テーブル、２６８ギヤ。 ２７：ビニオン、２８；モータ、３０＋駆動源、５２１
光電スイツチ、６５−１〜５５−６ｉ）ｕ電素子。 ３４；光電スイッチ、　５５−１．３５−２１光電素子
。 代理人弁理士　薄　出　利１と＊”′’Ｓ＞第１図（Ａ
） 第１図（Ｂ） オど図（八２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 水平な直交２軸方向に平行移動可能で中央に開口を有す
   るＸＹ平行移動テーブルと、上記ＸＹ平行移動テーブル
   の中心に設置１．た回転テーブルと、上記各テーブルの
   上面に形成した真空吸着手段とを備え、かつ、上記の真
   空吸着手段に吸着されたウェハの外周を検出するように
   ２個ずつ対向せしめて少なくとも２対の充電素子を設け
   るとともに、上記ウェハのナリフラ部を判定するように
   オリ７う長以内の距離ＶＣ並べて少なくとも２個の光電
   素子を設は−〔、ウェハな非接触的に検知しつつ概略位
   置ぎめし得るように構成したことを特徴とするウェハの
   １リアライメント装置。