JPS6276643A - ウエハの非接触位置決め装置 - Google Patents
ウエハの非接触位置決め装置Info
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- JPS6276643A JPS6276643A JP21477485A JP21477485A JPS6276643A JP S6276643 A JPS6276643 A JP S6276643A JP 21477485 A JP21477485 A JP 21477485A JP 21477485 A JP21477485 A JP 21477485A JP S6276643 A JPS6276643 A JP S6276643A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明はウェハの非接触位置決め装置に関する。
今日、集積回路の高密度化は進むばかりで、その集積回
路のベースとなるウェハの製造もそれに伴ってますます
高い精密度が要求されてきている。 そして製造工程上、パターン露光器で製造された後のウ
ェハは、次の工程として、顕？ｆｉ鏡その他の測定器へ
搬送されてその精密度を厳密に検査測定されるようにな
っている。そして、この検査測定時におけるウェハの測
定器へのセット〔位置決め〕も、ウェハ上の非常に微小
な測定目標を検査測定するため、製造時と同様に非常に
高精度で行われなくてはならないものである。 ところで、この検査測定時においてウェハの正確な位置
決めを為し得るため、ウェハには「オリフラ（オリエン
テーションフラット）」と呼ばれる直線状の切欠き部が
形成されているので、ウェハの中心位置決め操作〔セン
タリング〕と、このオリフラを所定の方向へ位置合わせ
させる操作〔オリフラ合わせ〕の双方を正確且つ確実に
行わなくてはならない。 そこで、そのようなウェハの位置決めを高精度で行える
装置が必要となるが、この種の装置としては、既に光学
機器メーカーより幾つかの装置が製造販売されており、
これら従来のものは基本的には第５図に示されるような
位置決め手段を採用している。 １は供給力セントで、図示してないが２５枚のウェハ２
を上下多段式に収納可能であり、全体が上下に移動自在
とされている。この供給カセット１内のウェハ２は搬送
ベルト３にて１枚づつ取出され、またウェハ２が１枚取
出されるごとに供給カセット１が下方へ一段づつ下がっ
て次のウェハ２を取出す準備を整えるようになっている
。 そして搬送ベルト３にて取出されたウェハ２は、そのま
ま搬送ベルト３にて搬送され、搬送ベルト３の他端側に
ある湾曲ガイド部４へ当接せしめられる。この湾曲ガイ
ド部４の内側面５はウェハ２の湾曲周縁部６に相応する
湾曲度となっており、ウェハ２はその湾曲周縁部６をこ
の内側面５へ当接させることにより、ウェハ２の中心点
Ｓを常に一定位置へ位置決め〔センタリング〕せんとす
るものである。 ７はオプトセンサーで、ウェハ２のオリフラ８の位置（
向き）検出を行うために湾曲ガイド部６の内側隣接位置
に２ケ所設けられている。そしてこのオプトセンサー７
は図示せぬ回転機構を作動させて、センタリングされた
後のウェハ２を回動させ、オリフラ８を一定の方向へ位
置合わせ〔オリフラ合わせ〕できる。 このように、センタリング及びオリフラ合わせの双方が
行われてはじめてウェハ２は全体的に位置決めされたこ
とになる。位置決めの済んだウェハ２は、３本のアーム
９ａ〜９ｃを持つ移動装置１０の１本のアーム９ａにて
下側から持ち上げられ、そのまま正確に回転して測定ス
テージ１１まで運ばれる。ウェハ２は既に正確な位置決
めが為されているので、測定ステージ１１へは常に同じ
位置にセントされ、測定ステージ１１での測定を容易且
つ正確に行うことができる。 測定ステージ１１での測定が終了したウェハ２は、移動
装置１０の同じアーム９ａにて別の搬送ベルト１２上に
運ばれ、そのまま搬送されて収納カセット１３へ収納さ
れていく。移動装置１０は３本のアーム９ａ〜９ｃを有
するので、以上の操作は順次連続して行われるものであ
る。
路のベースとなるウェハの製造もそれに伴ってますます
高い精密度が要求されてきている。 そして製造工程上、パターン露光器で製造された後のウ
ェハは、次の工程として、顕？ｆｉ鏡その他の測定器へ
搬送されてその精密度を厳密に検査測定されるようにな
っている。そして、この検査測定時におけるウェハの測
定器へのセット〔位置決め〕も、ウェハ上の非常に微小
な測定目標を検査測定するため、製造時と同様に非常に
高精度で行われなくてはならないものである。 ところで、この検査測定時においてウェハの正確な位置
決めを為し得るため、ウェハには「オリフラ（オリエン
テーションフラット）」と呼ばれる直線状の切欠き部が
形成されているので、ウェハの中心位置決め操作〔セン
タリング〕と、このオリフラを所定の方向へ位置合わせ
させる操作〔オリフラ合わせ〕の双方を正確且つ確実に
行わなくてはならない。 そこで、そのようなウェハの位置決めを高精度で行える
装置が必要となるが、この種の装置としては、既に光学
機器メーカーより幾つかの装置が製造販売されており、
これら従来のものは基本的には第５図に示されるような
位置決め手段を採用している。 １は供給力セントで、図示してないが２５枚のウェハ２
を上下多段式に収納可能であり、全体が上下に移動自在
とされている。この供給カセット１内のウェハ２は搬送
ベルト３にて１枚づつ取出され、またウェハ２が１枚取
出されるごとに供給カセット１が下方へ一段づつ下がっ
て次のウェハ２を取出す準備を整えるようになっている
。 そして搬送ベルト３にて取出されたウェハ２は、そのま
ま搬送ベルト３にて搬送され、搬送ベルト３の他端側に
ある湾曲ガイド部４へ当接せしめられる。この湾曲ガイ
ド部４の内側面５はウェハ２の湾曲周縁部６に相応する
湾曲度となっており、ウェハ２はその湾曲周縁部６をこ
の内側面５へ当接させることにより、ウェハ２の中心点
Ｓを常に一定位置へ位置決め〔センタリング〕せんとす
るものである。 ７はオプトセンサーで、ウェハ２のオリフラ８の位置（
向き）検出を行うために湾曲ガイド部６の内側隣接位置
に２ケ所設けられている。そしてこのオプトセンサー７
は図示せぬ回転機構を作動させて、センタリングされた
後のウェハ２を回動させ、オリフラ８を一定の方向へ位
置合わせ〔オリフラ合わせ〕できる。 このように、センタリング及びオリフラ合わせの双方が
行われてはじめてウェハ２は全体的に位置決めされたこ
とになる。位置決めの済んだウェハ２は、３本のアーム
９ａ〜９ｃを持つ移動装置１０の１本のアーム９ａにて
下側から持ち上げられ、そのまま正確に回転して測定ス
テージ１１まで運ばれる。ウェハ２は既に正確な位置決
めが為されているので、測定ステージ１１へは常に同じ
位置にセントされ、測定ステージ１１での測定を容易且
つ正確に行うことができる。 測定ステージ１１での測定が終了したウェハ２は、移動
装置１０の同じアーム９ａにて別の搬送ベルト１２上に
運ばれ、そのまま搬送されて収納カセット１３へ収納さ
れていく。移動装置１０は３本のアーム９ａ〜９ｃを有
するので、以上の操作は順次連続して行われるものであ
る。
しかしながらこのような従来の装置にあっては、ウェハ
２の湾曲周縁部６を湾曲ガイド部４の内側面５へ当接さ
せることによって、つまり機械（メカ）的な当接によっ
てウェハ２のセンタリングを図っていたため、そのセン
タリング精度にはおのずと限界があり、従ってオプトセ
ンサー７で正確なオリフラ合わせを行ったとしても、ウ
ェハ２の全体的な位置決め精度はある程度までしか期待
できないものであった。 この発明はこのような従来の技術に着目して成されたも
ので、ウェハの全体的な位置決めをより高精度で行うこ
とのできるウェハの非接触位置決め装置を提供せんとす
るものである。
２の湾曲周縁部６を湾曲ガイド部４の内側面５へ当接さ
せることによって、つまり機械（メカ）的な当接によっ
てウェハ２のセンタリングを図っていたため、そのセン
タリング精度にはおのずと限界があり、従ってオプトセ
ンサー７で正確なオリフラ合わせを行ったとしても、ウ
ェハ２の全体的な位置決め精度はある程度までしか期待
できないものであった。 この発明はこのような従来の技術に着目して成されたも
ので、ウェハの全体的な位置決めをより高精度で行うこ
とのできるウェハの非接触位置決め装置を提供せんとす
るものである。
上記の目的を達成するためのこの発明の構成を、実施例
に対応する第１図〜第４図〔特に第１図〕を用いて説明
する。 光源２７、プリズム２８、コリメータレンズ３０により
「８１基準光照射機構」が構成され、単一の光源２７か
ら４本の第１基準光Ａが取り出されている。この第１基
準光八はセンタリング用で、支持部３６上で水平載置さ
れているウェハ２０の湾曲周縁部５２を各々照射するよ
うに、基準軸αから同じ距離を隔てて通過する互いに平
行で光量の等しい光としである。 ３３は「第１基準光検出機構」としての光センサーで、
ウェハ２０の湾曲周縁部５２にて第１基準光八が遮蔽さ
れる割合を検出し、その割合を変位信号として出力する
ものである。 ３９は「水平移動機構」としてのＸＹスライダー装置で
、光センサ−３３からの変位信号を受けて、ウェハ２０
の湾曲周縁部５２にて第１基準光Ａが遮蔽される割合を
全て等しくすべき方向へ、支持部３６をウェハ２０ごと
水平移動させ、ウェハ２０の中心点Ｓと第１基準光Ａの
基準軸αとを合致・位置決めするものである。 そして、光源２７、プリズム２９、コリメータレンズ３
１により「第２基準光照射機構」が構成され、単一の光
源２７から２本の第２基準光Ｂが取り出されている。こ
の第２基準光Ｂはオリフラ合わせ用で、支持部３６上で
水平載置されているウェハ２０のオリフラ３２を各々照
射するように、基準直線β上を通過する互いに平行で光
量の等しい光としである。 ３５は「第２基準光検出機構」としての光センサーで、
ウェハ２０のオリフラ３２にて第２基準光Ｂが遮蔽され
る割合を検出し、その割合を変位信号として、出力する
ものである。 そして、５３は１゛回動機構」としての回動装置で、光
センサ−３５からの変位信号を受けて、ウェハ２０のオ
リフラ３２にて第２基準光が遮蔽される割合を全て等し
くすべき方向へ、前記支持部３６をウェハ２０ごと回動
させ、ウェハ２０のオリフラ３２を第２基準光Ｂの基準
直線βと平行に位置合わせするものである。
に対応する第１図〜第４図〔特に第１図〕を用いて説明
する。 光源２７、プリズム２８、コリメータレンズ３０により
「８１基準光照射機構」が構成され、単一の光源２７か
ら４本の第１基準光Ａが取り出されている。この第１基
準光八はセンタリング用で、支持部３６上で水平載置さ
れているウェハ２０の湾曲周縁部５２を各々照射するよ
うに、基準軸αから同じ距離を隔てて通過する互いに平
行で光量の等しい光としである。 ３３は「第１基準光検出機構」としての光センサーで、
ウェハ２０の湾曲周縁部５２にて第１基準光八が遮蔽さ
れる割合を検出し、その割合を変位信号として出力する
ものである。 ３９は「水平移動機構」としてのＸＹスライダー装置で
、光センサ−３３からの変位信号を受けて、ウェハ２０
の湾曲周縁部５２にて第１基準光Ａが遮蔽される割合を
全て等しくすべき方向へ、支持部３６をウェハ２０ごと
水平移動させ、ウェハ２０の中心点Ｓと第１基準光Ａの
基準軸αとを合致・位置決めするものである。 そして、光源２７、プリズム２９、コリメータレンズ３
１により「第２基準光照射機構」が構成され、単一の光
源２７から２本の第２基準光Ｂが取り出されている。こ
の第２基準光Ｂはオリフラ合わせ用で、支持部３６上で
水平載置されているウェハ２０のオリフラ３２を各々照
射するように、基準直線β上を通過する互いに平行で光
量の等しい光としである。 ３５は「第２基準光検出機構」としての光センサーで、
ウェハ２０のオリフラ３２にて第２基準光Ｂが遮蔽され
る割合を検出し、その割合を変位信号として、出力する
ものである。 そして、５３は１゛回動機構」としての回動装置で、光
センサ−３５からの変位信号を受けて、ウェハ２０のオ
リフラ３２にて第２基準光が遮蔽される割合を全て等し
くすべき方向へ、前記支持部３６をウェハ２０ごと回動
させ、ウェハ２０のオリフラ３２を第２基準光Ｂの基準
直線βと平行に位置合わせするものである。
先ず、ウェハ２０を既知の搬送手段によって４本の第１
基準光Ａ内へ仮セットする。この時点においては、ウェ
ハ２０の中心点Ｓ位置とオリフラ３２の位置（向き）は
、共に正規の位置から多少ズした状態にある〔第３図参
照〕。従って、４本の第１基準光Ａが湾曲周縁部５２に
より遮蔽される割合もその第１基準光Ａによって各々相
違している。そしてその相違の度合により受光量も各光
センサ−３３ごとに違ってくるので、各光センサ−３３
からはその受光量の度合（バランス）に見合う変位信号
が出力される。次に、この変位信号を受けてｘｙスライ
ダー装置３９が、第１基準光Ａにおける遮蔽割合を全て
等しくすべき方向へ、つまり各光センサ−３３における
受光量を全て等しくする方向へ、前記支持部３６をウェ
ハ２０ごと水平移動させるので、ウェハ２０の中心点Ｓ
は常に第１基準光Ａの基準軸αへ合致・位置決めされる
ことになる〔第４図参照〕。 また、第１基準光Ａの場合と同様に、２本の第２基準光
Ｂがウェハ２０のオリフラ３２により遮蔽される割合も
、最初の仮セットの段階では各々相違しているので、各
光センサ−３５ごとに受光量が相違し、各光センサ−３
５からはその受光量の割合（バランス）に見合う変位信
号が出力される。そしてこの変位信号を受けて、回動装
置５３が第２基準光Ｂにおける遮蔽割合を全て等しくす
べく方向へ、つまり２つの光センサ−３５における受光
量を等しくする方向へ、前記支持部３６をウェハ２０ご
と回動させるので、オリフラ３２は第２基準光Ｂの基準
直線βと平行に位置合わせされることになる。 このように、ウェハ２０の中心点Ｓは常に第１基準光Ａ
の基準軸αに合致・位置決めされることになり、且つ、
オリフラ３２が第２基準光Ｂの基準直線βと平行に位置
合わせさせるのでオリフラ３２の向きが決定され、従っ
てウェハ２０は全体として正確な位置決めが為されるこ
とになり、顕微鏡による測定検査その他を容易且つ確実
に行うことができる。
基準光Ａ内へ仮セットする。この時点においては、ウェ
ハ２０の中心点Ｓ位置とオリフラ３２の位置（向き）は
、共に正規の位置から多少ズした状態にある〔第３図参
照〕。従って、４本の第１基準光Ａが湾曲周縁部５２に
より遮蔽される割合もその第１基準光Ａによって各々相
違している。そしてその相違の度合により受光量も各光
センサ−３３ごとに違ってくるので、各光センサ−３３
からはその受光量の度合（バランス）に見合う変位信号
が出力される。次に、この変位信号を受けてｘｙスライ
ダー装置３９が、第１基準光Ａにおける遮蔽割合を全て
等しくすべき方向へ、つまり各光センサ−３３における
受光量を全て等しくする方向へ、前記支持部３６をウェ
ハ２０ごと水平移動させるので、ウェハ２０の中心点Ｓ
は常に第１基準光Ａの基準軸αへ合致・位置決めされる
ことになる〔第４図参照〕。 また、第１基準光Ａの場合と同様に、２本の第２基準光
Ｂがウェハ２０のオリフラ３２により遮蔽される割合も
、最初の仮セットの段階では各々相違しているので、各
光センサ−３５ごとに受光量が相違し、各光センサ−３
５からはその受光量の割合（バランス）に見合う変位信
号が出力される。そしてこの変位信号を受けて、回動装
置５３が第２基準光Ｂにおける遮蔽割合を全て等しくす
べく方向へ、つまり２つの光センサ−３５における受光
量を等しくする方向へ、前記支持部３６をウェハ２０ご
と回動させるので、オリフラ３２は第２基準光Ｂの基準
直線βと平行に位置合わせされることになる。 このように、ウェハ２０の中心点Ｓは常に第１基準光Ａ
の基準軸αに合致・位置決めされることになり、且つ、
オリフラ３２が第２基準光Ｂの基準直線βと平行に位置
合わせさせるのでオリフラ３２の向きが決定され、従っ
てウェハ２０は全体として正確な位置決めが為されるこ
とになり、顕微鏡による測定検査その他を容易且つ確実
に行うことができる。
以下、この発明の好適な一実施例を第１図〜第４図を参
照して説明する。 尚、説明の都合上、この発明に係るウェハの非接触位置
決め装置の詳細を説明する前に、このウェハの非接触位
置決め装置を組み込んだウェハ搬送装置の全体的な構造
及び動作を第２図を用いて先に説明する。 このウェハ搬送装置１４は、主に供給部１５、位置決め
セット部１６、測定部１７、収納部１８から成っている
。供給部１５には上下多段収納式の供給カセット１９が
備えられており、この供給カセット１９内のウェハ２０
は、１枚づつ供給用アーム２１にて位置決めセット部１
６へ搬送可能とされている。この供給用アーム２１はＬ
型形状をしており、供給部１５と位置決めセット部１６
との間を往復移動するものである。また、先端には複数
の真空吸引孔２２が備えられており、供給カセット１９
内のウェハ２０を、下側から真空吸着にて取り出してそ
のまま位置決めセット部１６まで搬送し、そこで真空吸
引を解除してウェハ２０を位置決めセント部１６上に仮
セットするものである。 次に、この位置決めセント部１６に仮セットされたウェ
ハ２０は、そこで後述する位置決め手段によりセンタリ
ング及びオリフラ合わせの双方が高精度で行われて全体
的な位置決めが為されるものである。 位置決めセット部１６にて正確に位置決めされたウェハ
２０は、次に回転アーム２３にて測定部１７へ搬送され
る。この回転アーム２３は全体が「ヘラ」形状をしたも
ので、その先端には先の供給アーム２１と同様に真空吸
引孔２４が複数備えられてあり、位置決めされた後のウ
ェハ２０を下側から真空吸着したまま持ち上げ、そのま
ま水平に回転してウェハ２０を測定部１７上にセットす
るものである。この回転アーム２３はウェハ２０をほと
んど位置ズレなくできるもので、位置決めセット部１６
にて正確に位置決めされたウェハ２０をそのまま高精度
で測定部１７上の常に同じ位置ヘセソトするものである
。 そして、測定部１７にて検査測定が終了したウェハ２０
は再度回転アーム２３て位置決めセット部１６へ戻され
る。そして位置決めセット部１６へ戻されたこのウェハ
２０は、先の供給アーム２１と同じ構造をした収納アー
ム２５にて収納部１８の収納カセット２６内へ収納され
る。このウェハ搬送装置１４は、以上説明した操作を順
次繰り返して行うものである。 さて次に、このウェハ搬送装置１４の主要部分である「
ウェハの非接触位置決め装置」としての位置決めセント
部１６の構造を説明する。 ２７は光源で、この単一の光源２７から４つのプリズム
２８により４本の第１基準光Ａが等角度（９０度）で取
り出され、更に別に設けた１つのプリズム２９から２本
の第２基準光Ｂが取り出されている。そして取り出され
た第１基準光Ａ及び第２基準光Ｂは対応するコリメータ
レンズ３０．３１にて各々平行光線にされる。また、第
１基準光八同士は互いに平行であると共に光量も等しく
、一定の基準軸αから同じ距離を隔てて通過すると共に
、この基準軸αともそれぞれ平行である。第２基準光Ｂ
も、ちょうどウェハ２０のオリフラ３２を照射すべく設
定された基準直線β上を通過するようにされている。そ
して、上記説明した構造のうち、その機能上、第１基準
光Ａを得るための光源２７、プリズム２８、コリメータ
レンズ３０を「第１基準光照射機構」とし、第２基準光
Ｂを得るための光源２７、プリズム２９、コリメータレ
ンズ３１を「第２基準光照射機構」としている。 ３３は「第１基準光検出機構」としての光センサーで、
四角形状をしており、構造は太陽電池と同じで受光量に
相応する電流を変位信号として出力するようになってい
る。この光センサ−３３は４インチ径のウェハ２０用で
、その外側には５インチ径用の光センサ−３４も備えら
れており、ウェハ２０の大きさに合わせて選択的に使用
できるようになっている。「第２基準光検出機構」とし
ての光センサ−３５も、先の光センサ−３３と構造は同
であるが、形状は各々長円形状でやや光センサー３３よ
りも小サイズである。 ３６は支持部で、ウェハ２０を水平載置するもので、そ
の先端載置面３７には中央に真空吸引孔３８が備えれて
おり、ウェハ２０を下側から真空吸着により固定できる
ようになっている。 ３９は「水平移動機構」としてのＸＹスライダー装置で
、このＸＹスライダー装置３９のＸスライダー４０にお
ける可動部４１の上面に前記支持部３６の下端が固定さ
れている。このＸスライダー４０の可動部４１には伝達
ロッド４２が水平に備えられていると共に、この可動部
４１自体は伝達ロッド４２が備えである方へ、図示せぬ
内蔵スプリングにより常に固定部４３に対して付勢力が
付与されている。そしてこの伝達ロッド４２の先端部は
サーボモータ４４にて回転するカム４５により、内蔵ス
プリングの付勢方向とは逆方向に押出自在されるので、
可動部４１はサーボモータ４４の回転量及び回転方向に
相応する水平移動ができるようになっている。また、こ
のＸスライダー４０の固定部４３は、互いに直角交差方
向にあるＸスライダー４６の上面に固定されている。こ
のＸスライダー４６の可動部４７にも伝達ロッド４８が
水平に備えられたおり、サーボモータ４９にて回転する
カム５０により、先のＸスライダー４０の場合と同様、
固定部５１に対して水平移動自在とされている。このよ
うな構造をしたＸＹスライダー装置３９は前記第１基準
光Ａ用の光センサ−３３からの変位信号を受けて作動す
るもので、しかも光センサ−３３での受光量を全て等し
くする方向、即ちウェハ２０の湾曲周縁部５２にて第１
基準光Ａが遮蔽される割合を全て等しくする方向へ、前
記支持部３６を水平移動させるものである。 そして更に、このＸＹスライダー装置３９の下方には「
回動機構」として回動装置５３が備えられである。即ち
、Ｘスライダー４６の固定部５１下面には、下端に回転
ギヤ５４を備えた回動シャフト５５が固定されている。 この回転ギヤ５４にはサーボモータ５６から伝達ベルト
５７が掛は回されており、支持部３６とＸＹスライダー
装置３９の双方を同時に回動できるようになっている。 以上がこの回動装置５３の構成である。このような構造
をした回動装置５３は前記第２基準光Ｂ用の光センサ−
３５からの変位信号を受けて作動するもので、しかも光
センサ−３５での受光量を全て等しくする方向、即ちウ
ェハ２０のオリフラ３２にて第２基準光Ｂが遮蔽される
割合を全て等しくする方向へ、前記支持部３６を先のＸ
Ｙスライダー装置３９ごと回動させるものである。 次に、この位置決めセット部１６における動作を説明す
る。 先ず、ウェハ２０が回転アーム２３にて４本の第１基準
光Ａ内へ仮セットされる。この時点においては、ウェハ
２０の中心点Ｓ位置とオリフラ３２の位置（向き）は、
共に正規の位置から多少ズした状態にある〔第３図参照
〕。従って、第１基準光Ａ用の光センサ−３３での受光
量が各々光センサ−３３ごとに相違するので、ＸＹスラ
イダー装置３９が作動して、その受光量を全て等しくす
べき方向へ、Ｘスライダー４０とＸスライダー４６との
水平移動が合成されて支持部３６をウニノλ２０ごと水
平移動させる。従って、ウェハ２０は４本の第１基準光
Ａの真中に位置することになるので、ウェハ２０のφ′
心点Ｓは常に第１基準光Ａの基準軸αへ合致・位置決め
〔センタリング〕されることになる〔第４図参照〕。こ
のようにウェハ２０のセンタリングに関しては、光セン
サ−３３での受光量にてＸ？スライダー装置３９を作動
さセるので、光源２７から取り出される第１基準光Ａの
光量は必ず同じでなければならない。またこの発明にお
いては、上記の如く単一光源２７から各々の第１基準光
Ａを取り出したことろに１つの特徴がある。つまり、４
本の第１基準光Ａに対して各々対応する４つの光源を設
定したのでは、長期使用時における各光源での光量（照
度）低下の相違が原因となって、第１基準光Ａの正確な
遮蔽度合を検出できなくなるからです。この発明では光
源２７が１つ（単一）なので、長期使用その他によりた
とえこの光源２７の光量（照度）が低下したとしても４
本の第１基準光Ａにおける各々の光量が均等に低下する
ので光センサ−３３における受光量の検出に影響を与え
ることはない。 また、第１基準光Ａの場合と同様に、第２基準光Ｂ用の
光センサ−３５での受光量も最初の状態では各々相違し
ているので、回動装置５３のサーボモータ５６が回転し
その受光量を全て等しくすべき方向へ、回動シャフト５
５を回動させる。従って、支持部３６も一緒にウェハ２
０ごと回動するので、オリフラ３２は常に第２基準光Ｂ
を結ぶ基準直線βと平行になるように位置合わせさせら
れ、オリフラ３２は基準直線βに対応して常に同じ方向
を向くように位置合わせさせられる。このオリフラ合わ
せにおいても光センサ−３５における受光量が一番大事
なので、各第２基準光Ｂの光量も必ず等しくなければな
らない。従って、この第２基準光Ｂも必ず単一の光源か
ら取り出さなければならず、この実施例のように第１基
準光Ａと同じ光源２７から取り出してもよいし、また１
つであれば別の単一光源から取り出してもよい。 このように、ウェハ２０の中心点Ｓは常に第１基準光Ａ
の基準軸αに位置決めされることになり、且つオリフラ
３２も第２基準光Ｂの基準直線βに対して常に平行に位
置合わせされるので、ウェハ２０は全体として正確な位
置決めが為され、顕微鏡による測定検査その他を容易且
つ確実に行うことができるものである。 尚、以上の説明において第１基準光Ａを４本取り出す例
を示したが、第１基準光Ａは少な（とも３本あればウェ
ハ２０のセンタリングを行うことができる。同様に第２
基準光Ｂも基準直線βを通過するものであればよく、少
な（とも２本以上あればオリフラ３２の位置合わせを行
うことができる。更に、光センサ−３３，３４，３５と
しては透過検出式のものを採用したが、基準光Ａ、Ｂの
照射方向によっては反射検出式のものを採用しても構わ
ない。 【効 果］ この発明に係るウェハの非接触位置決め装置は以上説明
してきた如き内容のものであって、ウェハのセンタリン
グ及びオリフラ合わせの双方を、非接触の光学的位置決
め手段により行うので、従来の機械（メカ）的位置決め
に比べてウェハ全体の位置決め精度を格段と向上させる
ことができ、ウェハの顕微鏡による測定検査その他を容
易且つ確実に行うことができるという効果がある。 また、センタリング用の基準光とオリフラ合わせ用の基
準光は、共に単一の光源から各々取り出されるので、光
源の光量（照度）低下などに依る影響を受けることなく
、高精度で確実な位置合わせを長期間行うことができ、
メンテナンス上も有利である。 更に、この発明の実施例によれば水平移動機構及び回動
機構に、動作スピードの速いサーボモータを採用したの
で、位置決め速度が非常に速（、ウェハの数が多くても
短時間で位置決め処理を行うことができ、検査測定の能
率アップを図ることができる。
照して説明する。 尚、説明の都合上、この発明に係るウェハの非接触位置
決め装置の詳細を説明する前に、このウェハの非接触位
置決め装置を組み込んだウェハ搬送装置の全体的な構造
及び動作を第２図を用いて先に説明する。 このウェハ搬送装置１４は、主に供給部１５、位置決め
セット部１６、測定部１７、収納部１８から成っている
。供給部１５には上下多段収納式の供給カセット１９が
備えられており、この供給カセット１９内のウェハ２０
は、１枚づつ供給用アーム２１にて位置決めセット部１
６へ搬送可能とされている。この供給用アーム２１はＬ
型形状をしており、供給部１５と位置決めセット部１６
との間を往復移動するものである。また、先端には複数
の真空吸引孔２２が備えられており、供給カセット１９
内のウェハ２０を、下側から真空吸着にて取り出してそ
のまま位置決めセット部１６まで搬送し、そこで真空吸
引を解除してウェハ２０を位置決めセント部１６上に仮
セットするものである。 次に、この位置決めセント部１６に仮セットされたウェ
ハ２０は、そこで後述する位置決め手段によりセンタリ
ング及びオリフラ合わせの双方が高精度で行われて全体
的な位置決めが為されるものである。 位置決めセット部１６にて正確に位置決めされたウェハ
２０は、次に回転アーム２３にて測定部１７へ搬送され
る。この回転アーム２３は全体が「ヘラ」形状をしたも
ので、その先端には先の供給アーム２１と同様に真空吸
引孔２４が複数備えられてあり、位置決めされた後のウ
ェハ２０を下側から真空吸着したまま持ち上げ、そのま
ま水平に回転してウェハ２０を測定部１７上にセットす
るものである。この回転アーム２３はウェハ２０をほと
んど位置ズレなくできるもので、位置決めセット部１６
にて正確に位置決めされたウェハ２０をそのまま高精度
で測定部１７上の常に同じ位置ヘセソトするものである
。 そして、測定部１７にて検査測定が終了したウェハ２０
は再度回転アーム２３て位置決めセット部１６へ戻され
る。そして位置決めセット部１６へ戻されたこのウェハ
２０は、先の供給アーム２１と同じ構造をした収納アー
ム２５にて収納部１８の収納カセット２６内へ収納され
る。このウェハ搬送装置１４は、以上説明した操作を順
次繰り返して行うものである。 さて次に、このウェハ搬送装置１４の主要部分である「
ウェハの非接触位置決め装置」としての位置決めセント
部１６の構造を説明する。 ２７は光源で、この単一の光源２７から４つのプリズム
２８により４本の第１基準光Ａが等角度（９０度）で取
り出され、更に別に設けた１つのプリズム２９から２本
の第２基準光Ｂが取り出されている。そして取り出され
た第１基準光Ａ及び第２基準光Ｂは対応するコリメータ
レンズ３０．３１にて各々平行光線にされる。また、第
１基準光八同士は互いに平行であると共に光量も等しく
、一定の基準軸αから同じ距離を隔てて通過すると共に
、この基準軸αともそれぞれ平行である。第２基準光Ｂ
も、ちょうどウェハ２０のオリフラ３２を照射すべく設
定された基準直線β上を通過するようにされている。そ
して、上記説明した構造のうち、その機能上、第１基準
光Ａを得るための光源２７、プリズム２８、コリメータ
レンズ３０を「第１基準光照射機構」とし、第２基準光
Ｂを得るための光源２７、プリズム２９、コリメータレ
ンズ３１を「第２基準光照射機構」としている。 ３３は「第１基準光検出機構」としての光センサーで、
四角形状をしており、構造は太陽電池と同じで受光量に
相応する電流を変位信号として出力するようになってい
る。この光センサ−３３は４インチ径のウェハ２０用で
、その外側には５インチ径用の光センサ−３４も備えら
れており、ウェハ２０の大きさに合わせて選択的に使用
できるようになっている。「第２基準光検出機構」とし
ての光センサ−３５も、先の光センサ−３３と構造は同
であるが、形状は各々長円形状でやや光センサー３３よ
りも小サイズである。 ３６は支持部で、ウェハ２０を水平載置するもので、そ
の先端載置面３７には中央に真空吸引孔３８が備えれて
おり、ウェハ２０を下側から真空吸着により固定できる
ようになっている。 ３９は「水平移動機構」としてのＸＹスライダー装置で
、このＸＹスライダー装置３９のＸスライダー４０にお
ける可動部４１の上面に前記支持部３６の下端が固定さ
れている。このＸスライダー４０の可動部４１には伝達
ロッド４２が水平に備えられていると共に、この可動部
４１自体は伝達ロッド４２が備えである方へ、図示せぬ
内蔵スプリングにより常に固定部４３に対して付勢力が
付与されている。そしてこの伝達ロッド４２の先端部は
サーボモータ４４にて回転するカム４５により、内蔵ス
プリングの付勢方向とは逆方向に押出自在されるので、
可動部４１はサーボモータ４４の回転量及び回転方向に
相応する水平移動ができるようになっている。また、こ
のＸスライダー４０の固定部４３は、互いに直角交差方
向にあるＸスライダー４６の上面に固定されている。こ
のＸスライダー４６の可動部４７にも伝達ロッド４８が
水平に備えられたおり、サーボモータ４９にて回転する
カム５０により、先のＸスライダー４０の場合と同様、
固定部５１に対して水平移動自在とされている。このよ
うな構造をしたＸＹスライダー装置３９は前記第１基準
光Ａ用の光センサ−３３からの変位信号を受けて作動す
るもので、しかも光センサ−３３での受光量を全て等し
くする方向、即ちウェハ２０の湾曲周縁部５２にて第１
基準光Ａが遮蔽される割合を全て等しくする方向へ、前
記支持部３６を水平移動させるものである。 そして更に、このＸＹスライダー装置３９の下方には「
回動機構」として回動装置５３が備えられである。即ち
、Ｘスライダー４６の固定部５１下面には、下端に回転
ギヤ５４を備えた回動シャフト５５が固定されている。 この回転ギヤ５４にはサーボモータ５６から伝達ベルト
５７が掛は回されており、支持部３６とＸＹスライダー
装置３９の双方を同時に回動できるようになっている。 以上がこの回動装置５３の構成である。このような構造
をした回動装置５３は前記第２基準光Ｂ用の光センサ−
３５からの変位信号を受けて作動するもので、しかも光
センサ−３５での受光量を全て等しくする方向、即ちウ
ェハ２０のオリフラ３２にて第２基準光Ｂが遮蔽される
割合を全て等しくする方向へ、前記支持部３６を先のＸ
Ｙスライダー装置３９ごと回動させるものである。 次に、この位置決めセット部１６における動作を説明す
る。 先ず、ウェハ２０が回転アーム２３にて４本の第１基準
光Ａ内へ仮セットされる。この時点においては、ウェハ
２０の中心点Ｓ位置とオリフラ３２の位置（向き）は、
共に正規の位置から多少ズした状態にある〔第３図参照
〕。従って、第１基準光Ａ用の光センサ−３３での受光
量が各々光センサ−３３ごとに相違するので、ＸＹスラ
イダー装置３９が作動して、その受光量を全て等しくす
べき方向へ、Ｘスライダー４０とＸスライダー４６との
水平移動が合成されて支持部３６をウニノλ２０ごと水
平移動させる。従って、ウェハ２０は４本の第１基準光
Ａの真中に位置することになるので、ウェハ２０のφ′
心点Ｓは常に第１基準光Ａの基準軸αへ合致・位置決め
〔センタリング〕されることになる〔第４図参照〕。こ
のようにウェハ２０のセンタリングに関しては、光セン
サ−３３での受光量にてＸ？スライダー装置３９を作動
さセるので、光源２７から取り出される第１基準光Ａの
光量は必ず同じでなければならない。またこの発明にお
いては、上記の如く単一光源２７から各々の第１基準光
Ａを取り出したことろに１つの特徴がある。つまり、４
本の第１基準光Ａに対して各々対応する４つの光源を設
定したのでは、長期使用時における各光源での光量（照
度）低下の相違が原因となって、第１基準光Ａの正確な
遮蔽度合を検出できなくなるからです。この発明では光
源２７が１つ（単一）なので、長期使用その他によりた
とえこの光源２７の光量（照度）が低下したとしても４
本の第１基準光Ａにおける各々の光量が均等に低下する
ので光センサ−３３における受光量の検出に影響を与え
ることはない。 また、第１基準光Ａの場合と同様に、第２基準光Ｂ用の
光センサ−３５での受光量も最初の状態では各々相違し
ているので、回動装置５３のサーボモータ５６が回転し
その受光量を全て等しくすべき方向へ、回動シャフト５
５を回動させる。従って、支持部３６も一緒にウェハ２
０ごと回動するので、オリフラ３２は常に第２基準光Ｂ
を結ぶ基準直線βと平行になるように位置合わせさせら
れ、オリフラ３２は基準直線βに対応して常に同じ方向
を向くように位置合わせさせられる。このオリフラ合わ
せにおいても光センサ−３５における受光量が一番大事
なので、各第２基準光Ｂの光量も必ず等しくなければな
らない。従って、この第２基準光Ｂも必ず単一の光源か
ら取り出さなければならず、この実施例のように第１基
準光Ａと同じ光源２７から取り出してもよいし、また１
つであれば別の単一光源から取り出してもよい。 このように、ウェハ２０の中心点Ｓは常に第１基準光Ａ
の基準軸αに位置決めされることになり、且つオリフラ
３２も第２基準光Ｂの基準直線βに対して常に平行に位
置合わせされるので、ウェハ２０は全体として正確な位
置決めが為され、顕微鏡による測定検査その他を容易且
つ確実に行うことができるものである。 尚、以上の説明において第１基準光Ａを４本取り出す例
を示したが、第１基準光Ａは少な（とも３本あればウェ
ハ２０のセンタリングを行うことができる。同様に第２
基準光Ｂも基準直線βを通過するものであればよく、少
な（とも２本以上あればオリフラ３２の位置合わせを行
うことができる。更に、光センサ−３３，３４，３５と
しては透過検出式のものを採用したが、基準光Ａ、Ｂの
照射方向によっては反射検出式のものを採用しても構わ
ない。 【効 果］ この発明に係るウェハの非接触位置決め装置は以上説明
してきた如き内容のものであって、ウェハのセンタリン
グ及びオリフラ合わせの双方を、非接触の光学的位置決
め手段により行うので、従来の機械（メカ）的位置決め
に比べてウェハ全体の位置決め精度を格段と向上させる
ことができ、ウェハの顕微鏡による測定検査その他を容
易且つ確実に行うことができるという効果がある。 また、センタリング用の基準光とオリフラ合わせ用の基
準光は、共に単一の光源から各々取り出されるので、光
源の光量（照度）低下などに依る影響を受けることなく
、高精度で確実な位置合わせを長期間行うことができ、
メンテナンス上も有利である。 更に、この発明の実施例によれば水平移動機構及び回動
機構に、動作スピードの速いサーボモータを採用したの
で、位置決め速度が非常に速（、ウェハの数が多くても
短時間で位置決め処理を行うことができ、検査測定の能
率アップを図ることができる。
第１図はこの発明の一実施例に係るウェハの非接触位置
決め装置を示す全体構造図、 第２図は第１図に示したウェハの非接触位置決め装置を
位置決めセット部として組み込んだウェハ搬送装置の概
略平面図、 第３図は位置決め前のウェハを示す平面図、第４図は位
置決め後のウェハを示す平面図、そして 第５図はこの発明の従来例を示す概略平面図である。 ２．２０ ・−ウェハ ６．５２− 湾曲周縁部 ８．３２ ・−オリフラ ２７ ・−光源 ３３．３４− 光センサ− 〔第１基準光検出機構〕 ３５ ・−・ 光センサ− 〔第２基準光検出機構〕 ３６ ・−支持部 ３９ − ＸＹスライダー装置 〔水平移動機構〕 ５３− 回動装置〔回動機構〕 Ａ ・・・ 第１基準光 Ｂ ・−第２基準光 α −・・ 基準軸 β ・−基準直線 Ｓ −・−中心点 第〉図 （第１基準光＃畠お１再）
決め装置を示す全体構造図、 第２図は第１図に示したウェハの非接触位置決め装置を
位置決めセット部として組み込んだウェハ搬送装置の概
略平面図、 第３図は位置決め前のウェハを示す平面図、第４図は位
置決め後のウェハを示す平面図、そして 第５図はこの発明の従来例を示す概略平面図である。 ２．２０ ・−ウェハ ６．５２− 湾曲周縁部 ８．３２ ・−オリフラ ２７ ・−光源 ３３．３４− 光センサ− 〔第１基準光検出機構〕 ３５ ・−・ 光センサ− 〔第２基準光検出機構〕 ３６ ・−支持部 ３９ − ＸＹスライダー装置 〔水平移動機構〕 ５３− 回動装置〔回動機構〕 Ａ ・・・ 第１基準光 Ｂ ・−第２基準光 α −・・ 基準軸 β ・−基準直線 Ｓ −・−中心点 第〉図 （第１基準光＃畠お１再）
Claims (1)
- 基準軸から同じ距離を隔てて通過する互いに平行で光量
の等しいセンタリング用の第１基準光を単一光源から少
なくとも３本以上取り出し、且つ該第１基準光を支持部
上で水平載置されているウェハの湾曲周縁部へ各々照射
する第１基準光照射機構と、前記湾曲周縁部にて第１基
準光が遮蔽される割合を検出し、その割合を変位信号と
して出力する第１基準光検出機構と、該第１基準光検出
機構からの変位信号を受けて、ウェハの湾曲周縁部にて
第１基準光が遮蔽される割合を全て等しくすべき方向へ
前記支持部をウェハごと水平移動させ、ウェハの中心点
と第１基準光の基準軸とを合致・位置決めせしめる水平
移動機構と、そして基準直線上を通過する互いに平行で
光量の等しいオリフラ合わせ用の第２基準光を前記第１
基準光の光源又は別の単一光源から少なくとも２本以上
取り出し、且つ該第２基準光を支持部上で水平載置され
ているウェハのオリフラへ各々照射する第２基準光照射
機構と、前記オリフラにて第２基準光が遮蔽される割合
を検出し、その割合を変位信号として出力する第２基準
光検出機構と、該第２基準光検出機構からの変位信号を
受けて、ウェハのオリフラにて第２基準光が遮蔽される
割合を全て等しくすべき方向へ前記支持部をウェハごと
回動させ、ウェハのオリフラを第２基準光の基準直線と
平行に位置合わせする回動機構と、から成ることを特徴
とするウェハの非接触位置決め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21477485A JPS6276643A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | ウエハの非接触位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21477485A JPS6276643A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | ウエハの非接触位置決め装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6276643A true JPS6276643A (ja) | 1987-04-08 |
| JPH0224380B2 JPH0224380B2 (ja) | 1990-05-29 |
Family
ID=16661310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21477485A Granted JPS6276643A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | ウエハの非接触位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6276643A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01106440A (ja) * | 1987-10-20 | 1989-04-24 | Fujitsu Ltd | ウエハ位置決め装置 |
| US6677602B1 (en) * | 2000-08-18 | 2004-01-13 | Sensys Instruments Corporation | Notch and flat sensor for wafer alignment |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0592714U (ja) * | 1992-05-12 | 1993-12-17 | 株式会社中山製鋼所 | 鋼板の超音波探傷試験作業機 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59208849A (ja) * | 1983-05-13 | 1984-11-27 | Hitachi Ltd | 板状物の位置合わせ方法および装置 |
| JPS6132539A (ja) * | 1984-07-25 | 1986-02-15 | Hitachi Ltd | ウエハ位置決め装置 |
-
1985
- 1985-09-30 JP JP21477485A patent/JPS6276643A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59208849A (ja) * | 1983-05-13 | 1984-11-27 | Hitachi Ltd | 板状物の位置合わせ方法および装置 |
| JPS6132539A (ja) * | 1984-07-25 | 1986-02-15 | Hitachi Ltd | ウエハ位置決め装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01106440A (ja) * | 1987-10-20 | 1989-04-24 | Fujitsu Ltd | ウエハ位置決め装置 |
| US6677602B1 (en) * | 2000-08-18 | 2004-01-13 | Sensys Instruments Corporation | Notch and flat sensor for wafer alignment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0224380B2 (ja) | 1990-05-29 |
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