JPS63266850A - 円形基板の位置決め装置 - 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） 本発明は半導体製造装置及び検査装置に於けるウェハ位
置決め装置に関するものである。

（発明の背景） 半導体分野に於けるウェハの大口径化に伴い、従来のオ
リエンテーションフラット付ウェハのみではなく、ノツ
チ付ウェハも使用される様になってきた。このため、フ
ォトリソグラフィ工程などのなかで両者が混在して用い
られる事がある。

ウェハを取り扱う各種装置に於いて用いられるウェハの
位置決め装置は、オリエンテーションフラット付ウェハ
専用かノツチ付ウェハ専用であり、前述の如く各々のウ
ェハが混在する状況に於いては、両方の位置決め装置を
個々に設けて使い分けるよりなかった。

（発明の目的） 本発明はこれらの欠点を解決し、オリエンチーシロン付
ウェハ、ノツチ付ウェハのいづれに対しても位置決めを
可能にするウェハ位置決め装置を得ることを目的とする
。

（実施例） 第１図、第２図は本発明の実施例によるウェハ位置決め
装置の構成を示す図である。第１図において、ベルト１
ａ〜１ｄによって搬送されたウェハ１５がプリアライメ
ント部分に来ると不図示のウェハセンサーによりベルト
の駆動が停止、不図示のベルト上下動機構によりウェハ
１５はテーブル２に載置される。テーブル２はウェハ載
置面上に真空吸着用溝及びエアーフロー溝を有し、回転
テーブル３及び不図示のステージ等への搬送手段との受
は渡しを行うための上下動機構を備えている。

つぎにテーブル２のエアフロー溝よりエアーを吹き出し
、ウェハ１５を浮かしながらテーブル２の周囲に放射状
に配置された４ａ〜４ｇの各ローラを回転テーブル３の
中心方向に駆動してウェハ１５を位置決めし、テーブル
２の中心に対して芯出しを行う。テーブル２の中心は穴
があって内部に回転テーブル３が配置されている。芯出
しの終わったウェハ１５はテーブル２の上下動機構によ
り回転テーブル３に受は渡される。この芯出し機構につ
いては特開昭５８−１８７１３号公報に開示された技術
がそのまま利用できる。

次に回転テーブル３に真空吸着されたウェハ１５が回転
を始めると、ウェハ１５の外周端の下面に配置された光
電式のオリエンテーションフラット検出センサー８ａま
たはノツチ検出センサー８ｂより出力が得られる。この
出力によりオリエンテーションフラット付ウェハ１３か
ノツチ付ウェハ１４かの判別を行い、また基準位置から
のオリエンテーションフラ・ント又はノツチの回転量を
検出し、回転テーブル３の回転を制御しておおよその位
置決めを行い、オリエンテーションフラットやノツチが
位置決めローラ５ａ、５ｂ、６に対向する位置で回転を
止める。ローラ５ａ、５ｂはオリエンテーションフラッ
トに当接するものであり、ローラ６はノツチに嵌入する
ものである。第１図中で想像線で示したウェハ１５は、
ウェハ回転時における位置を示し、実線で示したウェハ
１５”はウェハ位置決め時における位置、特にノツチ付
きウェハ１５°の位置を示す。

ここで第２図を参照して説明すると、ウェハ１５を回転
させるときは回転テーブル３の周囲のテーブル２が降下
し、ウェハ１５のフラットやノツチが各ローラ５ａ、５
ｂ、又はローラ６に対向して回転位置決めされた後は、
テーブル２が回転テーブル３よりも上方に上昇する。従
ってウェハの回転時と、ウェハのローラ５ａ、５ｂ又は
６への位置決め時とでは、その高さが若干具なることに
なる。また第２図中、オリエンテーションフラット検出
センサー８　ａ　ｓ又はノツチ検出センサー８ｂの上方
空間には、照明用光源と簡単な光学系とを一体にした投
光器１１が設けられている。

さて、ウェハ１５の位置決めは、ウェハを挟んだローラ
５ａ、５ｂ、又は６の反対側に配置された２つの可動ロ
ーラ７ａ、７ｂによって行なわれる。ローラ７ａ、７ｂ
はウェハの直径よりも短い距離だけ離れるように、一体
に保持され、不図示のリニアガイドに直進移動可能に設
けられる。このローラ７ａ、７ｂがウェハ１５の円周部
２ケ所を同時にローラ５ａ、５ｂ又は６の方へ押圧する
ことによって、ウェハはテーブル２上でエアフローされ
た状態でスライドし、ローラ５ａ、５ｂ。

又は６により位置決めされる。

本実施例で、可動ローラ７ａ、７ｂはフラット付きウェ
ハとノツチ付ウェハとの両方に対して共通に作用するも
のである。またローラ５ａ、５ｂはフラットに当接する
ものであるが、その際、ローラ６はフラットと干渉しな
いように配置され、逆にノツチ付ウェハの場合は、ロー
ラ６がノツチに嵌入したときノツチ周辺の円周端とロー
ラ５ａ。

５ｂとが干渉しないように配置されている。そこで各ロ
ーラ５ａ、５ｂ、６の配置について第３図に基づいて詳
述する。

第３図中の円弧１５は回転中のウェハを表わし、１５ａ
″は位置決め時のノツチ付ウェハを表わし、１５ｂ”は
位置決め時のフラット付ウェハを表わす。そしてノツチ
付ウェハ１５ａ”のノツチがローラ６に嵌入したとき、
ローラ５ａ、５ｂはウェハ１５ａ”の円周端から間隔Ｌ
２だけ離れるように定められ、フラット付ウェハ１５ｂ
゛のフラット（直線切欠き部）の離れた２ケ所がローラ
５ａ、５ｂに当接したとき、ローラ６ばそのフラットか
ら間隔り、だけ離れるように定められる。

尚、本実施例においてローラ６は２つのローラ５ａ、５
ｂの中間に設けられ、ノツチ付ウェハ１５ａ′、フラッ
ト付ウェハ１５ｂ°の双方に対して位置決め用の各ロー
ラ（５ａ、５ｂ、６．７ａ、７ｂ）がウェハの中心を径
方向に通る軸線に関して対称的になるように定められて
いる。そして本実施例では、ローラ７ａ、７ｂのウェハ
との当接点は、ウェハの円周に沿って約９０°だけ離れ
るように定められる。これはウェハのＸ方向とＸ方向と
の位置ずれを１：１にするためで、特にノツチ付ウェハ
に対して有効な配置である。

ところで、ウェハを位置決めする際、ウェハが正しく位
置決めされているか否かをチェックするために、光電的
な確認用のセンサー９ａ、９ｂ。

９ｃ、ｌＯａ、１０ｂがそれぞれ設けられている。

センサー９ａ、９ｂ、９ｃは第３図にも示すように、各
々固定配置のローラ５’ａ、５ｂ、６の近傍に設けられ
ている。センサー９ａ、９ｂ、９ｃの上方空間には不図
示の投光器が配置され、各センサーにほぼ平行な光を照
射する。さて、センサー９ａ、９ｂの各受光面ばローラ
５ａ、５ｂのフラット当接する側の下方に配置され、セ
ンサー９Ｃの受光面はノツチ付ウェハ１５ａ”の場合は
円周端で一部（又は全部）遮光され、フラット付ウェハ
１５ｂ’　の場合はフラットによって遮光されないよう
に配置される。

また、センサー１０ａ、１０ｂの各受光面は第１図中に
示すようにローラ７ａ、７ｂの円周端と当接する側の下
方に配置され、かつセンサー１０ａ、１０ｂはローラ７
ａ、７ｂの夫々との配置関係を保ったまま、ローラ７ａ
、７ｂと一体に直進移動する。さらにこのセンサー１０
ａ、１０ｂに対する投光器もローラ７ａ、７ｂの移動と
ともに一体に移動するように構成される。これらセンサ
ー１０ａ、１０ｂはローラ７ａ、７ｂがウェハ円周端と
当接しているとき、はぼ遮光されるように定められてい
る。

次に、上記構成の位置決め装置における制御系の一例を
第４図を参照して説明する。第４図において、主制御回
路２０は各種センサーからの信号を入力するとともに、
各種駆動部（モータ等）を制御するものである。まずモ
ータＭは回転テーブル３を回転させるもので、その駆動
は駆動回路２１によって行なわれる。モータＭの回転、
すなわち回転テーブル３の回転角度位置はロータリーエ
ンコーダ２２とカウンタ２３によって検出される。

駆動部２４はテーブル２を上下動させるためのもので、
駆動部２５は可動ローラ７ａ、７ｂを移動させるための
ものである。一方、フラット検出センサー８ａからの光
電信号は処理回路２６に入力し、ウェハのフラット部中
心が検出センサー８ａの上方に位置したとき、処理回路
２６は所定の検出信号を出力する。またノツチ検出セン
サー８ｂからの光電信号は処理回路２７に入力し、ウェ
ハのノツチが検出センサー８ｂの上方に位置したとき、
処理回路２７は所定の検出信号を出力する。

切替スイッチ２８は処理回路２６．２７の夫々からの検
出信号のうち、いずれか一方を選択して主制御回路２０
へ出力する。尚、ノツチ検出センサー８ｂは、２分割の
受光素子で構成され、分割れた受光素子からの２つの光
電信号の強度バランスをみることによって、ノツチが２
分割の境界線上に位置したか否かが正確に検出される。

さらに確認用の各センサー９ａ、９ｂ、９ｃ、１０ａ、
１０ｂの夫々からの光電信号は、不図示の処理回路を介
して主制御回路２０に入力する。

次に、本実施例の動作を説明する。まずノツチ付ウェハ
１５ａ”の場合は、前述のようにウェハがテーブル２上
にエアフローにより載置され、芯出し用のローラ４ａ〜
４ｇによってウェハをセンタリングし、続いてテーブル
２が駆動部２４の働きによって降下し、ウェハは回転テ
ーブル３上に受は渡される。切替スイッチ２８は第４図
中に示した位置にセットされ、モータＭの回転が開始さ
れる。主制御回路２０は処理回路２７からの検出信号を
入力した時点で、カウンタ２３からの回転位置情報を記
憶する。カウンタ２３は回転テーブル３が１回転するた
びにリセット（又は一定値にプリセット）されるため、
主制御回路２０はカウンタ２３からの回転位置情報のみ
に基づいて、記憶した位置情報との関係で、モータＭを
回転させて停止させる。これによりノツチがローラ６と
対向する位置にくる。次に再びテーブル２を上昇させて
、ウェハをテーブル２上に受は渡した後、駆動部２５に
よりローラ７ａ、７ｂをウェハ１５ａ′に向けて移動さ
せ、ウェハを第１図中の１５゛の位置まで移動させる。

このとき、ローラ７ａ、７ｂがほぼ所定距離だけ移動す
ると、ノツチはローラ６に嵌入するが、その状態は第５
図（Ａ）、（Ｂ）に示すようになる。第５図（λ）に示
すように、ローラ７　ａ　％　７　ｂがウェハ１５ａ”
を押圧してノツチの一部にローラ６が係合すると、ウェ
ハ１５ａ゛はわずかに回転して第５図（Ｂ）の状態で位
置決めが完了する。この位置決め完了時におけるローラ
７ａ、７ｂの位置は予めわかっているので、ローラ７ａ
、７ｂがその位置にきたとき、主制御回路２０はセンサ
ー９ｃ、１０ａ、１０ｂの各出力信号を確認する。第１
図中の配置からも明らかなように、ノツチ付ウェハが位
置決めされると、センサー１０ａ、１０ｂの光電出力の
レベルは零に近くなり、センサー９ｃの光電出力のレベ
ルは、予め定められた所定のレベル（又はほぼ零レベル
）になる。主制御回路２０はこれらのレベル関係をチェ
ックし、正しく位置決めされたか否かを判断する。もち
ろん、このとき他の２つのセンサー９ａ、９ｂの光電出
力のレベルをチェックして判断してもよい。またセンサ
ー９ａ。

９ｂ、９ｃの各出力レベルを比較することでノツチ付ウ
ェハだったか、フラット付ウェハだったかも再確認でき
る。

一方、フラット付ウェハの場合についても、フラットカ
ローラ５ａ、５ｂに対向するまでのシーケンスは全く同
様である。ただし、ウェハ回転中のフラット検出は検出
センサー８ａで行なうため、切替スイッチ２日は処理回
路２６側に切りかえられる。検出センサー８ａは、ウェ
ハの中ｔＬ−？こ向かう放射状に細長い受光面を有し、
フラットの中心部が検出センサー８ａの上方に位置する
と光電出力のレベルは最大となる。従って、そのレベル
が最大となる回転位置を記憶して、同様にモータＭを制
御すればよい。そしてフラット付きのウェハ１５ｂ’の
位置決めも、ローラ７ａ、７ｂの押圧動作により行なわ
れ、フラットがローラ５ａ、５ｂに当接することによっ
て位置決めが完了する。

このときの状態は第５図（Ｃ）、（Ｄ）に示され、ウェ
ハ１５ｂ°の回転位置決めで、フラットが２つのローラ
５ａ、５ｂに対してわずかに傾いていた場合も、第５図
（Ｃ）のようにウェハ１５ｂ′はわずかに回転し、第５
図（Ｄ）のような状態で安定する。

以上、本実施例の構成と動作について説明したが、本実
施例では２つのローラ７ａ、７ｂがノツチ付ウェハとフ
ラット付ウェハの両方に対して共通の押圧部材として働
くように設けられている。

このためローラ７ａ、７ｂはウェハの円周部の離れた２
ケ所の当接し、ウェハを押圧方向と、これに直交する方
向とに関してウェハを抱束するように定められ、ローラ
７ａ、７ｂがともにウェハに当接した状態ではウェハの
回転のみが許容される。

これによって本実施例ではノツチ付ウェハとフラット付
ウェハとの両方を高精度に位置決めすることができる。

以上、本実施例を説明したが、その他各種変形例も考え
られる。例えば、第１図、第３図に示したようにローラ
５ａ、５ｂに対してローラ６の径を小さくしておいたと
しても、ノツチのサイズ、ウェハ外形寸法等によっては
ノツチ付ウェハとフラット付ウェハとで各ローラ５ａ、
５ｂ、６が干渉してしまうこともある。その場合はロー
ラ５ａ。

５ｂ、又は６に退避機構を設け、ローラ５ａ、５ｂと、
ローラ６のいずれか一方が所定位置に配置されるように
すればよい。またサイズの異なるウェハに対応するため
に、位置決め用の各ローラの配置を変更可能にしておく
とよい。また、各ローラ５ａ、５ｂ、６のうち、ノツチ
に対してはローラ６で位置決めし、フラットに対しては
３つのローラ５ａ、５ｂ、６の全てで当接するようにし
てもよい。さらに、第１図中に示した芯出し用の可動ロ
ーラ４ｂの付近に固定の位置決め用のローラを設け、ロ
ーラ７ａの押圧方向をウェハの中心に向けるようにして
もよい。この場合、ウェハを押圧するのはローラ７ａの
みとなり、ノツチ付ウェハは、ローラ６とローラ４ｂ付
近に配置された固定のローラ（別設の固定ローラ七する
）との２つによって位置決めされ、フラット付ウェハは
ローラ５ａ、５ｂと別設の固定ローラとの３つによって
位置決めされる。このような構成であっても押圧部材と
してのローラ７ａを両方のウェハに対して兼用して使え
る。

また、本実施例の位置決め機構のうちローラ５ａ、５ｂ
、６．７ａ、７ｂ等は投影式露光装置（ウェハステッパ
ー）のウェハステージのウェハチャック上に設けるよう
にしてもよい。また半導体素子を作り込むウェハと全く
同じもので、Ｘ線露光用のマスクが作られるが、その場
合も全く同様にマスク（ウェハと同一外形）の位置決め
装置として本発明を適用できる。

以上の実施例に於いては、位置決めローラ、押しつけロ
ーラ、停止ローラなど、ウェハと接触する部材にはロー
ラを用いている。これはウェハの周方向の回動を防げな
い様にするためである。したがってウェハと接触する部
材はローラとは限らず、滑動しやすい素材、例えばフッ
素樹脂加工した金属片を用いても良い。

（発明の効果） 以上の様に本発明によれば、オリエンテーションフラッ
トやノツチ等の異なる種類の基準を持つ様々なウェハに
対して簡単な構成で正確な位置決めが可能である。

また、サイズの異なるウェハに対しても各々のローラを
取り付ける位置を変更する事により対応可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による位置決め装置の構成を示
す平面図、第２図は本発明の実施例の断面図、第３図は
位置決め用のローラ部と各種センサーの配置を詳細に示
す平面図、第４図は本実施例の装置の制御系を示す回路
ブロック図、第５図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は
本実施例の装置にょるウェハの位置決めの様子を示す図
である。 （主要部分の符号の説明） １ａ、ｌｂ、ｌｃ、１ｄ・・・ウェハ搬送ベルト２・・
・上下動ベルト ３・・・回転テーブル ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｇ−芯出しローラ ５ａ、５ｂ・・・オリエンテーションフラット付ウェハ
用位置決めローラ ６・・・ノツチ付ウェハ用位置決めローラ７ａ、７ｂ・
・・押し付はローラ ８ａ、８ｂ・・・センサー ＝　１６− ９ａ、　　９ｂ、　　９ｃ、　　１０ａ、　　１０ｂ・
−・チェックセンサー １１・・・投光器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　外周の一部を直線的に切欠いたフラット付きの円形基
   板と、外周の一部に凹部を設けたノッチ付きの円形基板
   とのいずれか一方を位置決めする装置において、 前記円形基板を載置する載置部材と；前記フラットに当
   接するように配置された第１の位置決め部材と；該第１
   の位置決め部材に対して所定の位置関係で配置され、前
   記ノッチと係合する第２の位置決め部材と；前記第１位
   置決め部材と第２位置決め部材の双方に関して前記円形
   基板を挟んだ反対側に配置され、前記フラット付きの円
   形基板と前記ノッチ付きの円形基板との双方でほぼ同一
   の円周端部を、前記第１位置決め部材、あるいは第２位
   置決め部材の方向に押圧する押圧部材とを有し、 前記第２位置決め部材により前記ノッチ付円形基板を位
   置決めするとき、前記第１位置決め部材が前記円形基板
   に当接しないように前記第１位置決め部材と第２位置決
   め部材を配置したことを特徴とする円形基板の位置決め
   装置。