JPH02188940A - 試料処理用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】 （産業上の利用分野） 本発明は試料処理のためのプリアライメント装置であっ
て、例えば集積回路を光学的に作り出す工程等に於て、
試料とマスクの位置決めの前段階としての作業を行なう
に適したものである。

（従来の技術） この工程では、単結晶シリコン等よりなる試料即ちウェ
ハに所要パターンの回路を形成する露光が行なわれる。

ウェハな露光処理部へ正しくセットするため、搬送工程
に於てプリアライメント（露光ステージ上への大まかな
位置決め）が行なわれ、その過程は一般に搬送→中心比
し→搬送−ＯＦ出し→完了の順である。ここでＯＦとは
オリエンテーションフラット（Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ
　Ｆｌａｔ）即ち位置決めのために平坦化された基準辺
を意味する。プリアライメントを前記各過程順に行なう
ため、従来は夫々専用の機構が必要である。

（技術的課題） 従来の半導体製造装置では、各機構部が直列に並ぶため
、全体として大きな面積が必要になり、この種の装置が
設備されるクリーンルームでは面積当りの価格が非常に
高いという実情に反する結果になっている。

また作業性の面から見ても、各機構部でウェハに一つ一
つ作業を行なうことになるため効率が損なわれ、無駄も
多い。

さらにウェハは１種ではなく、種々の形態に分れ、円形
のものでは大きさについても２．３及び４インチの各サ
イズが使用されるが、そのサイズ相違に対応して調整を
行なうような機構は、従来、の装置には殆んど見られな
い。しかしウェハはその全面を利用して多数個の回路を
形成するものばかりとは限らず、極（少数個の回路しか
製造しない場合や、異なるサイズのウェハを交換的に用
いる多品種少量生産の要求もある。このような場合従来
の装置では大きな無駄が出ることになる。

本発明の目的は前述の欠点乃至問題点を解決することに
あり、装置が占有する単位面積当りの価格を低く押える
ことができ、また幾つかの作業が並行して行なえること
により、無駄がなく高い効率で工程を進行させることが
できる試料処理用プリアライメント装置を提供するもの
である。

さらに異なるサイズの試料が用いられる多品種少量生産
に適したプリアライメント装置の提供も本発明の目的の
一つである。

（技術的手段） 前記の目的は、薄片よりなり、外周に基準辺を備えた試
料を処理部へ搬送する経路に沿って、試料の一側を支え
るガイドレールと、試料の他側を支えながら搬送経路に
沿って移動することで、試料を搬送させるガイドベルト
とを夫々基台上に配置し、処理部にて試料端縁に係止し
試料を係止位置で自転させガイドレール近くの基準面に
基準辺を当てるビンを搬送経路より出没可能に設けた構
成によって達成することができる。

また、処理部に於る試料中心を基準として、ガイドレー
ルとガイドベルトの間隔を均等に拡縮するサイズ調整機
構と、該調整機構に連動し、試料を処理部の定位置に停
めるために試料端縁に係止するビンの位置を変える連動
機構とを備えることによって、サイズの異なる試料に非
常に容易に対応することができる。

（実施例） 以下図面を参照して説明する。

第１図乃至第３図には半導体製造装置の露光処理部全体
が示されており、本発明のプリアライメント装置Ａは基
台１の略中央部に設置され、試料であるウェハＷは第１
図中左側のキャリア（収納カセット）２から取り出され
て右方へ搬送され、露光後右側のキャリア３へ収められ
る。

各キャリアはウェハサイズに応じて大きさの異なるもの
２１〜２−１３＋〜３．が用意され、ウェハ自動供給の
ため基台１の正面左右に設置された昇降機構４．５の段
状キャリア受け６ａ、７ａに嵌合させて立てて取付けら
れる。キャリア内は幅方向の多数の仕切りによりウェハ
収容区画８が多数形成され、かつ端面には搬送機構ＩＯ
を入り込ませる切欠９が形成されている（第５図）。昇
降機構４．５はキャリア受けを設けた昇降台６．７を昇
降させるもので、搬入側はキャリア内のウェハを下から
上へ順に取出させるために下降し、搬出側は逆に下の区
画８から順に埋めるために上昇する設定であり、各回正
面より見て左が搬入側、右が搬出側である。

搬送機構１０は試料であるウェハＷを搬入側キャリアよ
り取出し、露光処理部３０を経て搬出側キャリアに挿込
むため水平状態で搬送する。本発明に於るガイドレール
１３とガイドベルト１４とはその一部を兼ねており、該
機構ｌＯは第４図、第５図に示すように搬入側キャリア
内に先端部が突出する、２個の並行ベルトよりなる搬入
ベルト１１と、搬出側キャリア内に先端部が突出する、
２個の並行ベルトよりなる搬出ベルト１２及び両ベルト
１１．１２間を連絡し、ウェハＷの一側を支えるガイド
レール１３と、ウェハＷの他側を支えるガイドベルト１
４とから構成されている。

搬入、搬出両ベルト１１％１２は夫々最小のウェハを安
定にキャリアより取り出し運べる狭い間隔の並行ベルト
より成り、各ベルト対の先端部はキャリア２．３内に夫
々突出している。

これに対しガイドレール１３とガイドベルト１４とは試
料であるウェハＷを最も離れた両側で支えるもので、後
述するサイズ調整機構２０によりウェハサイズに応じて
その間隔の調整が可能である。ガイドレール１３はウェ
ハの一側で荷重を負担する水平なレール面１３ａと、そ
の面の外側でウェハ端縁の位置を規定する垂直なガイド
面１３ｂとを有し、ガイドベルト１４はウェハの他側で
荷重を負担する、適当な摩擦のある材料によって形成さ
れている。

１４ａはガイドベルトに沿った外れ止めを示す。搬入、
搬出両ベルト１１．１２とこのガイドベルト１４とは同
じ材料で形成できる。ガイドレール１３とガイドベルト
１４は支持部材１５．１６を介して、搬送経路の方向に
対して直交配置された複数の軌条１７．１８に移動可能
に架装されており、かつ各支持部材１５．１６はタンバ
ックル型のねじを有する回転軸１９と螺合していること
により、回転軸の作動で間隔が変えられる。これら支持
部材１５〜回転軸１９はサイズ調整機構２０の主要部を
構成する。

搬送経路の略中央部にはプリアライメント位置Ｐが設定
されており、搬送されて来た試料であるウェハＷを停止
させてプリアライメントを行なうためのビン２１がガイ
ドレール１３とガイドベルト１４の間に設けられている
ピン２１はウェハＷがプリアライメント位置の中心にセ
ットされるようにウェハＷの端縁に係止するため搬送経
路に突出し、かつ露光後のウェハを通過させるために経
路下へ下降するようにエア駆動され、かつまた前記調整
機構２０の作動と連動しウェハサイズが変わっても常に
中心出しが行なえるように連動機構２２によって位置を
変える。２３はそのためにビン２１の移動経路を規定す
るため、支持部材１５側に固定されたガイド溝、２４は
調整機構２０を取付けた部材２９に取付けられた連動部
材で、ビン係合溝２４ａを有する。

プリアライメント位置Ｐのガイドレール近傍には、試料
であるウェハＷの計部即ち基準辺を当てる基準面２５が
設けられており、基準面２５は抵抗の大なストッパー２
５ａと抵抗の小さい接触片２５ｂを有し、ストッパ一部
２５ａにプリアライメント完了でＯＮになる反射型セン
サ２５ｃを設けている。従ってウェハＷの計部が該面２
５に線接触するとプリアライメントが完了する。基準面
２５の反対側にはノズル２６が設けられ、これはウェハ
他側に窒素ガス等不活性な気体を吹付けて軽いウェハを
用いる場合ベルトとの接触抵抗を増すものであるが、同
時にダストの除去又は付着防止の利点もある。２７はそ
の送気チューブ、２８は気流を下向にする偏向板を示す
。

露光処理部３０はプリアライメント位置Ｐの真上に設け
られており、マスク３１をセットする載置盤３２の下面
に、マスク３１とウェハＷとの平行出しを行なうキャリ
ブレータ３３が前進後退可能に設けられている。３４は
キャリブレータ３３のスライドレール、３５はキャリア
ブレーク３３の駆動索機構を示す（第３図）。露光部３
０の真下には、ウェハＷを載せる試料台３６が配置され
ており、該試料台３６はθ軸３７．２軸ステージ３８、
Ｙ軸ステージ３９及びＸ軸ステージ４０により、互いに
直角なＸＹＺ軸方向へ移動可能でかつ所望の傾斜角θが
得られるように基台１に設置されている。４１は試料台
３６の下面の球面、４２はθ軸側の球面受けで、θ軸３
７上に設けられている。

各図中４５は露光処理部３０のランプハウス、４６．４
７は観察顕微鏡で、ＣＣＤカメラ４８を有する。４９１
・・・は各部の駆動源であるモータを示す。この実施例
では試料が円形のウェハＷである場合について説明、図
示がなされている。しかし本発明は試料の回転を修正し
て位置決めをするものであるので、基準となる辺を有す
る試料であれば円形である必要はない。また試料自体、
ウェハに限定されることもない。

（作用） 以上の如く構成された本発明の作用を各部の作動ととも
に説明すると、先ず試料である多数のウェハＷを収めた
搬入側キャリア２及び空の搬出側キャリア３を夫々の昇
降機構にセットする。その際ウェハのサイズを装置の操
作部に於て設定すると、モータ駆動によりガイドレール
１３とガイドベルト１４が動いて自動的に適正な間隔に
調整され、かつビン２１も連動して適切に位置決めされ
る。

ウェハＷは未露光側キャリア２の下から１枚ずつ搬入ベ
ルト１１によって引出され、ガイドレール１３とガイド
ベルト１４に移ると１本のガイドベルト１４により引か
れてプリアライメント位置方向へ回転しながら搬送され
る。なお試料の形状によっては数度或いはそれ以下しか
回転しないこともある。

例示の場合ウェハＷの一側の端縁はガイドレール１３の
垂直なガイド面１３ｂに当り、回転しながら移動する。

ウェハＷがプリアライメント部Ｐに達すると、搬送経路
上に突出しているビン２１に端縁が当りながら回転を続
け、基準辺である計部が基準面２５に線接触したときに
その接触抵抗により回転が止む。

この基準面２５の接触片２５ｂはそれまでのウニへ〇点
接触回転を助けるもので、停止後はストッパー２５ａの
摩擦が安定を高める。回転が止まったときベルト１４と
ウェハＷはスリップ状態である。

回転停止によりプリアライメントは完了し、これにより
センサ２５ｃがＯＮになりその信号を受けて制御部のＣ
ＰＵは搬送機構１０のモータ動作を直ちに停止させる。

次いでウェハＷはＺ軸ステージ３８によりマスク３１へ
向って上昇し、そこでパターン露光のための処理が行な
われる。

露光終了後ウェハＷは再び搬送機構１０におろされ、搬
出側キャリア３へ向けて送り出されるが、このときビン
２１は下降位置にありウェハとは干渉しない。搬出側キ
ャリア３には上の段から順にウェハが詰められ、昇降機
構５はそのための位置出しを行ない徐々に上昇する。

（効果） こめように本発明によれば、ウェハのような試料を搬送
する過程でその搬送作用を利用して試料を所定のプリア
ライメント位置に置き（中心出し）、かつ回転させなが
ら０１面のような基準辺を基準面に当てて（叶出し）プ
リアライメントを行なうことができるので、従来のよう
に搬入、中心出し、叶出し、搬出の各機構を独立に直列
配置した場合と比較して、６専面積が格段に小さ（なり
クリーンルーム内の面積利用効率を著しく向上すること
ができる。

また、試料を搬送する過程が既にプリアライメント作業
の一部を実行することになるので作業効率も高められる
。

さらにガイドベルトとガイドレールの間隔調整が可能で
あり、かつそれに連動して試料を所定位置で止めるビン
を適切に位置決めできるので、異なるサイズの試料を用
いることが可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので第１図は実施例のた
めに例示した半導体製造装置の正面図、第２図は右側面
図、第３図は平面図、第４図は本発明に係るプリアライ
メント装置部の平面図、第５図はその正面図、第６図は
要部拡大平面図、第７図はサイズ調整機構の断面図、第
８図は試料上に気体を噴射するノズル部の断面図、第９
図は露光状態に於るθ軸とウェハ、マスク等の関係な示
す断面説明図、第１Ｏ図はサイズ調整機構の正面図、第
１１図は同じく右側面図である。 図面の浄書（内′谷に変更なし） 第１ 図 第３図 第２図 第６図 第８閃 ！！７図 第９図 第９図 第１１図 （自発）手続ネ甫正書 １．事件の表示 平成１年 特願 第８８７５号 ２゜発明の名称 試料処理用プリアライメント装置 ３、補正をする者 名 称 測英舎株式会社 ５、補正の対象 図 面 ６、補正の内容 別紙の通り、願書に最初に添附した図面（全図）の浄書
（内容に変更なし）を提出する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）薄片よりなり、外周に基準辺を備えた試料を処理
   部へ搬送する経路に沿って、試料の一側を支えるガイド
   レールと、試料の他側を支えながら搬送経路に沿って移
   動することで、試料を搬送させるガイドベルトとを夫々
   基台上に配置し、処理部にて試料端縁に係止し試料を係
   止位置で自転させガイドレール近くの基準面に基準辺を
   当てるピンを搬送経路より出没可能に設けた試料処理用
   プリアライメント装置。
2. （２）処理部に於る試料中心を基準として、ガイドレー
   ルとガイドベルトの間隔を均等に拡縮するサイズ調整機
   構と、該調整機構に連動し、試料を処理部の定位置に停
   めるために試料端縁に係止するピンの位置を変える連動
   機構とを備えた請求項第１項記載の試料処理用プリアラ
   イメント装置。