JPS63128640A - ウエハの自動調心装置 - 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９工への自動位置決め、特に自動調心装置に関
する。 〔技術環境〕 近年のウェハの自動調心装置はウェハのパターンの微細
化忙伴い高清浄化及び調心の高精度化が要求されている
。もともとウェハの自動調心装置は、集積回路の製造の
ための基本工程であるスピンコード等のウェハを回転さ
せる工程の中核をなす装置であるが、クエへのパターン
の微細化ニ伴いその清浄化は集積回路の生産の歩留まり
に重大な影響を与えている。又スピンコードではコート
するレジストを９工への上面に出来るだけ一様な厚さ・
に塗布する事が集積回路の生産の歩留まりの向上につな
がるが、調心が完全で無ければウニＩ・を回転させた際
に偏心によって振動が発生しやすくウェハの上面に塗布
するレジストの厚さＫむらが出来やすい。また振動によ
ってチリも発生しやすいので調心の高精度化も集積回路
の生産の歩留まりに重大な影響を与える。この様に近年
のウェハの自動調心装置は高清浄化及び調心の高精度化
が必要課題となっている。 〔従来の技術〕 従来の技術としては、例えばテフロン板等の治具で円形
にウェハの側面を押してウェハの中心位置を所定の位置
に合せる方法がある。 次に従来の技術の実施例について、図面を参照して詳細
に説明する。 第５図は従来の技術Ｑ実施例を示すウェハのスピナクス
テムの構成図である。第５図に示すクステムはウェハの
スピンコート工程の際にウェハを高速回転させるための
７ステムで、この／ステムは複数枚のウェハ３０を格納
しているローダ機構１０と、自動調心装置４００と、ス
ピナ機構７０と、ウェハ３０をローダ機構１０から自動
調心装置４００まで運ぶ搬送機構２０とを含んで構成さ
れる。カバー６０は／ステムを覆う覆いである。 第４図はローダ機構１０の詳細を示したものである。ロ
ーダ機構１０は複数枚の９エバ３０を格納する箱１１と
エレベータ機構１２とを含んで構成され、箱ＩＩは台１
３の所定の場所に固定されている。台１３はエレベータ
機構１２に直結していてエレベータ機構１２が上下する
と台１３と箱１１も一緒に上下する。 搬送機構２０は箱１１に格納されている一番下のウェハ
３０と台１３の間から自動調心装置４００までを結ぶ２
本の搬送ベルト２１と搬送ベルト２１を動かす搬送モー
タを含んで構成される。 第６図はスピナ機構７０と自動調心装置４００の詳細を
示したものである。スピナ機構７０は回転台７１と、回
転台７１の回転軸上で回転台７１に取り付けられている
上下運動をするアーム７２と、アーム７２の先端部に堆
り付けであるセンタリングテーブル７３とを含んで構成
される。アーム７２の内部は真空吸着用のパイプが通っ

【おり真空ボンダでパイプ内を減圧することでセンタリ
ングテーブル７３を介してウェハ３ｏの裏面を真空吸着
しウェハ３０をスピナ機構７０に保持する。 センタリング機構４２０は、対向する２枚のテフロン板
４２１と、テフロン板４２１を対向する水平方向に動か
す駆動７リンダ４２３と、テフロン板４２１と駆動シリ
ンダ４２３とを結合する台４２２と、ガイドレール４２
４とを含んで構成される。駆動シリンダ４２３は一般に
空圧シリンダが良く用いられる。２枚のテフロン板４２
１は搬送ベルト２１の上の同一水平面に位置しており、
向い合う面がウェハ３０と同じ径で半円形に削られたテ
フロン板である。又テフロン板４２１は、駆動シリンダ
４２３で対向する方向に動かされて２枚のテフロン板４
２１が合わさった際に、半円形に削られた部分で、中心
の位置が回転台７１の回転軸上に位置しウェハ３０と同
じ径の円形の穴を形成する。 次にクエへの位置を合せる方法について述べる。 初に箱１１に格納されている最下段のウェハ３０が搬送
ベル）２１こ乗るまでエレベータ機構１２を下げ、ウェ
ハ３０が搬送ベル）２１に乗った時点で搬送モータを動
かしてウェハ３０をセンタリングテーブル７３の上まで
運ぶ。センタリングテーブル７３を上に上げ９エバ３０
を搬送ベルト２１の上からテフロン板４２１の高さまで
持ち上げる。 テフロン板４２１を駆動シリンダ４２３で対向する方向
に動かして９エバ３０をテフロン板４２１の半円形に削
られた部分に挾み、合さったテフロン板４２１で形成さ
れる円形の穴にウェハ３０をはめ込む。この様にしてウ
ェハの中心位置を回転台７１の回転軸上に位置決めでき
る。 次にセンタリングテーブル７３を介してウェハ３０の裏
面を真空吸着して９エバ３０をスピナ機構７０に保持し
た後忙回転台７１を回転させてウェハ３０の中心を回転
中心としてウェハ３０を高速回転させる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上述した従来のウェハの自動調心装置はウェハの側面を
押す機構となっているのでチリが発生しやすく、また９
工バ上面の近くに治具を押しつけるのでチリがウェハの
上面に付着しやすいために集積回路の生産の歩留まりが
悪くなるという欠点があった。 またウェハは完全な円ではないってウェハの中心と重心
の位置は異なっているが、従来のウェハの自動調心装置
はウェハの中心を回転中心としている結果、偏心のため
に振動しやすいのでレジストを一様にコーティングしＫ
＜＜集積回路の生産の歩留まりが悪くなるという欠点が
あった。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明のウェハの自動調心装置は、鉛直方向の回転軸回
りに回転する回転台と％　　＝＝−−一−＝ウェハの裏
面を吸着して前記クエへを水平に保持するチャック部材
を有し前記チャック部材の位置を検出して位置信号を出
力する位置検出器と前記チャック部材を水平面内で移動
させる駆動手段とを持つた前記回転台に取り付けられた
移動機構と、前記チャック部材に加わる水平面内の力を
測定し力信号を出力する２次元カセンナと、□前記チャ
ック部材で９エバを保持して前記回転台を回転させた際
に、前記力信号と前記位置信号とで前記ウェハに加わる
水平面内の遠心力を算出し、前記遠心力とは逆方向に前
記チャック部材を駆動させる信号を前記駆動手段に送る
制御回路とＸを含んで構成される。 〔実施例〕 次に１本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。 第１図は本発明の一実施例を示すタエへのスピナ／ステ
ムの構成図である。第１図に示すシステムはウェハのス
ピンコート工程の際にウニハラ高速回転させるためのシ
ステムで、このシステムは複数枚のウェハ３ｏを格納し
ているローダ機構１０と、自動調心装置４ｏと、スピナ
機構８ｏと、ウェハ３０をローダ機構１ｏから自動調心
装置４゜まで運ぶ搬送機構２０とを含んで構成される。 カバー６０はシステムを覆う徨いである。ローダ機構１
０と搬送機構２ｏは従来の技術と同じ機構である。 第４図はローダ機＠１０の詳細を示したものである０ロ
一ダ機構１ｏは複数枚のウェハ３ｏを格納する箱１１と
エレベータ機構１２とを含んで構成され、箱１１は台１
３の所定の場所忙固定されている０台１３はエレベータ
機構１２に直結していてエレベータ機構１２が上下する
と台１３と箱１１も一緒に上下する。 搬送機構２０は箱１１に格納されている一番下の９エバ
３０と台１３の間から自動調心装置４゜までを結ぶ２本
の搬送ベルト２１と搬送ベルト２１を動かす搬送モータ
を含んで構成される。 第３図は自動調心装置４０とスピナ機構８ｏの詳細を示
したものである。自動調心装置４ｏは予め定められた鉛
直方向の回転軸４５を回転軸とする回転台４４と、回転
台４４に取り付けられたスカラ型マニピュレータ４３と
、２次元力七ンｆ４２と、制御装置４７、と真空ポンプ
とを含んで構成される。 スカラ型マニピュレータ４３は回転台４４に水平方向に
旋回するジ、インド４４１で一端を連結している水平方
向移動用アーム４３３と、水平方向移動用アーム４３３
の他端に水平方向く旋回すルシ、インド４４２で一端を
連結している水平方向移動用アーム４３２と、水平方向
移動用アーム４３２の他端忙鉛直方向に上下するジ、イ
ンドで連結しその先端にチャック４１を取り付けている
上下移動用アーム４３１とを含んで構成される。 スカラ型マニピュレータ４３の内部には真空吸着用のパ
イプが通っており、真空ボンダでバイブ内を減圧するこ
とでウェハ３０の裏面を真空吸着し、チャック４１を介
してウェハ３０をスカラ型マニピュレータ４３に保持す
る。ジ、インド４４１・４４２にはエンコーダが取り付
けてありジ、インド４４１・４４２の回転角を測定し角
度信号ａ・ｂを制御装置４７に送る。 ２次元カセンｔ４２はスカラ型マニピュレータ４３のチ
ャック４１のすぐ下に取り付けられており、チャック４
１に加わる水平方向のカを検出して、検出した力の力信
号Ｃを制御装置４７に送る。 スピナ機構８０は回転台４４の内側に位置しておシ、回
転台４４の回転軸４５と同一の回転軸を持つ回転台８１
ζ、回転台８１の回転軸上で回転台８１に取り付けられ
ている上下運動をするアーム８２と、アーム８２の先端
部に堆り付けであるセンタリングテーブル８３とを含ん
で構成される０アーム８２の内部は真空吸着用のパイプ
が通っており真空ポンプでバイブ内を減圧することでセ
ンタリングテーブル８３を介してウエノ１３０の裏面を
真空吸着し９エノＳ３０をスピナ機構８０＆Ｃ保持する
。 次に９エバの位置を合せる方法について述べる。 初に箱１１に格納されている最下段の９エノ・３０が搬
送ベルト２１に乗るまでエレベータ機構１２を下げ、９
エバ３０が搬送ベル）２１に乗った時点で搬送モータを
動かして９エノ１３０を自動調心装置４０のチャック４
１の上に来るまで運ぶ。上下移動用アーム４３１を上に
上げフェノ−３０の裏面の中心からはずれた場所にチャ
ック４１を吸着させてウェハ３０を搬送ベルト２１の上
から持上げる。次に回転台４４を所定の角速度で回転さ
せる。ウェハ３０はチャック４１を介してスカラ型マニ
ピュレータ４３に固定されているので、チャック４１に
はチャック４】自身に加わる遠心力ｅとウェハ３０に加
わる遠心力ｄの合力を受けるＯ遠心力ｅと遠心力ｄの合
力を２次元力センサ４２で測定し力信号Ｃを制御装置４
７に送る。 第２図は自動調心装置４０の信号の流れを示すプロ、り
図である。第２図に示す制御装置４７はチャック位置演
算部４フ１と、チャック遠心力演算部４７２と、ウエノ
１遠心力演算部４７３と、指令出力部４７４とを含んで
構成される。まず、チャック位置演算部４７１で角度信
号ａ−ｂからチャック４１の水平面内の位置を算出して
位置信号ｆをチャック遠心力演算部４７２に送る。チャ
。 り遠心力演算部４７２では位置信号ｆと回転台４４の回
転速度からチャック４１に加わる遠心力ｅを算出して力
信号ｇを９工／Ｓ遠心力演算部４７３に送る。ワエへ遠
心力演算部４７３では力信号ｇと力信号Ｃからウェハ３
０に加わる遠心力ｄを算出し力信号りを指令出力部４７
４に送る。指令出力部４７４ではスカラ型マニピュレー
タ４３に指令信号ｉを送って遠心力ｄとは逆の方向に遠
心力ｄが０になるまでスカラ型マニピュレータ４３を駆
動させる。一般にある回転軸回りに回転している剛体の
重心が受ける遠心力の方向と、回転面と回転軸の交点か
ら重心への偏心力向は等しいので、上記の方法で９エバ
３０を動かすことで９エノ−３０の重心３１を所定の回
転軸４５に合せることができる。 この様にしてウェハ３０の重心３１を回転軸４５に合せ
た後、スピナ機構８０の回転台８１を回転台４４と同じ
角速度で回し、センタリングテーブル８３を９エバ３０
の高さまで上げて、センタリングテーブル８３を介して
ウェハ３０の裏面を吸着して、ウェハ３０をスピナ機構
８０に保持する。 その後上下移動用アーム４３１を下げながらチャック４
１の吸着を止めて、自動調心装置４０からウェハ３０を
放し回転台４４０回転を止める。次にスピナ機＃Ｉ８０
の回転台８１を高速回転させて９エバ３０を重心３１回
りに高速回転させる。 本発明のり二ノ・の自動調心装置は、所定の回転軸の回
りにウェハを回転させた時に９二ノ１の裏面を吸着して
−る移動機構でフェノ・に加わる遠心力とは逆向きにウ
ェハを動かすことで調心するため、ウェハの側面に治具
等を接触させる操作が無くなるのでチリが発生しにくく
なり、またウエノ鴬の上面の近くに治具等を近づけなく
なるために９エノ・の上面にチリが付着しにくくなるの
で集積回路の生産の歩留まりが向上出来る。またウェハ
の重心を正確に回転中心と出来るために偏心による振動
がないので、スピンコードする際に塗布するレジストの
厚さＫむらが生じにくく集積回路の生産の歩留まりが向
上出来る。 〔発明の効果〕 本発明のウェハの自動調心装置は、所定の回転軸の回り
にウェハを回転させた時にウェハの裏面を吸着している
移動機構でウェハく加わる遠心力とは逆向きに９エバを
動かすことで調心するため、ウェハの側面に治具等を接
触させる操作が無くなるのでチリが発生しＫ＜＜なり、
また９エバの上面の近くに治具等を近づけなくなるため
にタエへの上面にチリが付着しにくくなるので集積回路
の生産歩留まりが向上出来るという効果がある。 また９エバの重心を正確に回転中心として求めることか
出来るために偏心による振動がないのでレジストを一様
にコーティングすることが可能になシ集積回路の生産の
歩留まシが向上出来るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すウエノ〜のスピナシス
テムの構成図、嬉２図は第１図に示すウェハの自動調心
装置の信号の流れを示すプロ、り図、第３図は第１図に
示すスピナ機構とウエノ１の自動調心装置の詳細図、第
４図は第１図に示すローダ機構の詳細図、第５図は従来
の技術の実施例を示すウェハのスピナシステムの構成図
、第６図は第５図に示すスピナ機構と９工への自動調心
装置の詳細図である。 １０・・・・・・ローダ機構、２０・・・・・・搬送機
構、３０・・・・・・ウェハ、４０・・・・・・自動調
心装置、４１・・・・・・チャック、４２・・・・・・
２次元力センサ、４３・・・・・・スカラ型マニピュレ
ータ、４４・・・・・・回転台、４５・・・・・・４４
０・・・・・・自動調心装置、８０・・・・・・スピナ
機構、８１・・・・・・回転台、８２・・・・・・アー
ム、８３・・・・・・センタリングテーブル。 気３図 荀５図 箔乙図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 鉛直方向の回転軸回りに回転する回転台と、ウェハの裏
   面を吸着して前記ウェハを水平に保持するチャック部材
   を有し前記チャック部材の位置を検出して位置信号を出
   力する位置検出器と前記チャック部材を水平面内で移動
   させる駆動手段とを持った前記回転台に取り付けられた
   移動機構と、前記チャック部材に加わる水平面内の力を
   測定し力信号を出力する２次元力センサと、 前記チャック部材でウェハを保持して前記回転台を回転
   させた際に前記力信号と前記位置信号とで前記ウェハに
   加わる水平面内の遠心力を算出し、前記遠心力とは逆方
   向に前記チャック部材を駆動させる信号を前記駆動手段
   に送る制御回路とを含んで構成される事を特徴とするウ
   ェハの自動調心装置。