JPH0334218B2 - - Google Patents

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
置であつて、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
即ちウエハに所要パターンの回路を形成する露光
が行なわれる。ウエハを露光処理部へ正しくセツ
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→中心出し→搬送→
OF出し→完了の順である。ここでOFとはオリエ
ンテーシヨンフラツト（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とされた。しか
し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現実に反するこ
とになつている。

またウエハは１種ではなく、種々の形態に分
れ、円形のものでは２、３及び４インチの各サイ
ズが使用されるが、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。それ故従来と装置は専用機である。しか
しウエ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、極く少数個の回路
しか製造しない場合や、異なるサイズのウエハを
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。

（技術的課題） 本発明は前述の欠点乃至問題点を鑑みなされた
ものでその課題とするところは、装置が占有する
単位面積当りの価格が低く押えることができるよ
うにするため、幾つかの作業が並行して、無駄が
なく高い効率で適確に行なえるようにすることで
ある。

なお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） 前記課題を解決するため本発明は、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
る経路に沿つて、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つて
走行することで、試料を搬送させるガイドベルト
とを設置し、前記処理部にて試料外周に係止し該
試料を係止位置で自転させガイドレール近くの基
準面に前記基準辺を当てるためのピンを搬送経路
より出没可能に設け、前記基準面に基準辺が正規
に接触したときにこれを検出し、かつガイドベル
トの走行を停止させるためのセンサを前記基準面
に設けるという手段を講じたものである。

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
するピンの位置を変える連動機構とを備えること
によつて、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。

（作用） 前記の如く構成された本発明の装置に於て、基
準辺を有する試料、実施例によればOF部を有す
るウエハＷは、OF部と向きがランダムなまま搬
送機構１０によりプリアライメント部Ａへ送ら
れ、同部Ａに到り、搬送系路上に突出しているピ
ン２１に係止し、その位置でガイドベルト１４に
より自転する。自転によりウエハＷのOF部が基
準面２５に線接触した状態となり、それで試料の
位置決めがなされたことになる訳である。そこで
OF部が基準面２５に線接触すると、それはセン
サ２５ｃにより検出され、検出信号により搬送機
構１０が停止して位置決め状態が保持され、次工
程へ進められ、また復帰して搬送機構により搬出
されることとなる。なお位置決め後露光工程へ進
む実施例の場合、Ｚ軸ステージ３８により正確に
上昇するのでウエハＷには受け渡しによるずれが
起らない。

（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
であるウエハＷは第１図中左側のキヤリア（収納
カセツト）２から取り出されて右方へ搬送され、
露光後右側のキヤリア３へ収められる。

各キヤリアはウエハサイズに応じて大きさの異
なるもの２₁〜２₃，３₁〜３₃が用意され、ウエハ
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の段状キヤリア受け６ａ，７ａに嵌
合させて立てて取付けられる。キヤリア内は幅方
向の多数の仕切りによりウエハ収容区画８が多数
形成され、かつ端面には搬送機構１０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はキヤリア受けを設けた昇降台６，７を
昇降させるもので、搬入側はキヤリア内のウエハ
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、各図正面より見て左が搬入側、右
が搬出側である。

搬送機構１０は試料であるウエハＷを搬入側キ
ヤリアより取出し、露光処理部３０を経て搬出側
キヤ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、該搬送機構１０は第４
図、第５図に示すように搬入側キヤリア内に先端
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、搬出側キヤ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、ウエハＷの一
側を支えるガイドレール１３と、ウエハＷの他側
を支えるガイドベルト１４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
エハを安定にキヤリアより取り出し運べるように
狭い間隔で並行したベルト対より成り、各ベルト
対の先端部はキヤリア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１
４とは試料であるウエハ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
ウエ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はウエ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
ウエハ端縁の位置を規定する垂直なガイド面１３
ｂとを有し、ガイドベルト１４はウエハの他側で
荷重を負担する、適当な摩擦のある材料によつて
形成されている。１４ａはガイドベルトに沿つた
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は夫々
の外側に設けられた支持部材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はタンバツクル型のね
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
ウエハＷを停止させてプリアライメントを行なう
ためのピン２１がガイドレール１３とガイドベル
ト１４の間でガイドベルト１４寄りに設けられて
いる。つまりピン２１は、ウエハＷがプリアライ
メント位置Ｐの中心にセツトされるように、ウエ
ハＷの端縁に係止する位置に於て搬送経路に突出
し、かつ露光後のウエ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の作動と連動しウエハサイズが変わ
つても常に中心出しが行なえるように連動機構２
２によつて位置を変える。２３はそのためにピン
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、ピン
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、試料であるウエハＷのOF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
抵抗の大なストツパー２５ａと抵抗の小さい接触
片２５ｂを有し、ストツパー部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。従つてウエハＷのOF部が該面２５
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
れはウエハ他側に窒素ガス等不活性な気体を吹付
けて軽いウエ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はその送気チユーブ、
２８は気流を下向する偏向板を示す。

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をセツトする載
置盤３２の下面に、マスク３１とウエハＷとの平
行出しを行なうキヤリブレータ３３が前進後退可
能に設けられている。３４はキヤリブレータ３３
のスライドレール、３５はキヤリブレータ３３の
駆動索機構を示す（第３図）。露光部３０の真下
には、ウエハ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、Ｚ軸ステージ３
８、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３７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、
４６，４７は観察顕微鏡、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エハ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、ウエハ
に限定されることもない。

以上の構成に於て、先ず試料である多数のウエ
ハＷを収めた搬入側キヤリア２及び空の搬出側キ
ヤリア３を夫々の昇降機構にセツトする。その際
ウエ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、かつピン２１を連動して適切に位置決めされ
る。

ウエハＷは未露光側キヤリア２の下から１枚ず
つ搬入ベルト１１によつて引出され、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
によつては数度或いはそれ以下しか回転しないこ
ともある。例示の場合ウエハＷの一側の端縁はガ
イドレール１３の垂直はガイド面１３ｂに当り、
回転しながら移動する。

ウエハ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ピン２１に端縁が当り
ながらもなお回転を続け、基準辺であるOF部が
基準面２５に線接触したきにその接触抵抗により
回転が止むように構成されている。即ち基準面２
５の接触片２５ｂはそれまでのウエハの点接触回
転を助けるが、停止のためのはストツパー２５ａ
の摩擦が安定に寄与する。回転停止によりプリア
ライメントは完了するので、基準面２５に基準辺
OF部が線接触することによりセンサ２５ｃが
ONになりその信号を受けて制御部のCPUは搬送
機構１０のモータ動作を直ちに停止させる。次い
でウエハＷはＺ軸ステージ３８によりマスク３１
へ向つて上昇し、そこでパターン露光のための処
理が行なわれる。

露光終了後ウエハＷは再び搬送機構１０におろ
され、搬出側キヤリア３へ向けて送り出される
が、このときピン２１は下降位置にありウエハと
は干渉しない。搬出側キヤリア３には上の段から
順にウエハが詰められ、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） このように本発明によれば、ウエハのような試
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OF面のような基準辺を
基準面に当てて（OF出し）プリアライメントを
行ないかつそれがなされたことを検出してガイド
ベルトの走行を停止させるので、従来のように搬
入、中心出し、OF出し、搬出の各機構を独立に
直列配置し、各機構間で試料の受け渡しを行なう
場合と比較して、占専面積が格段に小さくなりク
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。

特に本発明によれば、試料を搬送する過程にプ
リアライメント装置が設定されており、該位置の
ピンに試料が係止され、ガイドベルトにより自転
後その基準辺がガイドレールに基準面に正規に接
触すると、ガイドベルトの走行が直ちに停止し、
正規の位置決め状態に保持され、ずれることがな
いので、高精度かつ高い効率で作業が行なえる効
果を奏する。

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
置で止めるピ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軸とウエハ、マスク等の関係を示
す断面説明図、第１０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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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つて、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
   送経路に沿つて走行することで、試料を搬送させ
   るガイドベルトとを設置し、前記処理部にて試料
   外周に係止し該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前記基準辺を当てるための
   ピンを搬送経路より出没可能に設け、前記基準面
   に基準辺が正規に接触したときにこれを検出し、
   かつガイドベルトの走行を停止させるためのセン
   サを前記基準面に設けた試料処理用プリアライメ
   ント装置。 ２ サイズの異なる試料の処理のために、処理部
   に於る各サイズの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。