JPH0573346B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体ウエーハのノツチ合わせ機構に関し、ウ
エーハに設けられたノツチに基準にして向きを揃
えることを目的とし、 駆動源により回転する駆動ローラと、ばね材に
より構成されたアームと、支持手段とを有し、前
記アームの上方の端部には、ウエーハの端面と弾
接しながら滑らかに摺動し、かつウエーハに設け
られたノツチに嵌合可能な凸部が設けられ、前記
アームのほぼ中央部には、伝達ローラが回動自在
に軸支され、前記凸部がウエーハの端面に接触し
て押圧されたときに、アームが撓曲されるととも
に、ウエーハの端面と駆動ローラとの間隙に伝達
ローラが圧接されて、駆動ローラの回転に追動し
て伝達ローラとウエーハとが回転するようにし、
一方、凸部がウエーハに設けられたノツチに嵌合
したときには、アームの撓曲が解かれるととも
に、ウエーハの端面と駆動ローラとの間隙から伝
達ローラが後退して、伝達ローラとウエーハとの
回転が停止するように、アームの下方の端部が支
持手段に固定されるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ウエーハに設けられたノツチを用い
たノツチ合わせ機構に関する。

近年、エレクトロニクスの発展は目ざましいも
のがあるが、その発展は、半導体デバイスの技術
革新に負うところが大きい。

中でも、シリコン半導体を用いた集積回路の大
規模・高集積化は、異常なまでに急速に推移して
おり、１チツプ内に集積される素子数は、メモリ
素子の容量に換算して、数年単位で４倍に拡大し
ている。

それに伴い、シリコンウエーハからデバイスに
仕上げるまでの一連の工程、いわゆるウエーハプ
ロセスにおいて、一枚のウエーハから如何に効率
よく、しかも多数の良品チツプを得るかが重要な
課題となつている。

シリコン半導体に例をとると、一般に、シリコ
ンのインゴツトの側面には、ウエーハに輪切りに
する前の段階で、結晶の方位を示すためにオリエ
ンテーシヨンフラツト（以下、オリフラと略称）
と呼ばれる方位と幅をもつた面が設けられる。

従つて、そのインゴツトを輪切りにしたウエー
ハにも、円板状のウエーハの周辺の一部が平らに
切欠きされたオリフラが、切欠けとして残つてい
る。

しかし、最近では、より多数のチツプを得るた
めには、この切欠きも面積的に不経済であるなど
の理由から、オリフラに代わつて、ノツチと呼ば
れる窪みの切欠きを設けるようになつてきてい
る。

このオリフラやノツチなどの切欠きは、例え
ば、ウエーハプロセスの中で、露光装置や検査装
置などにウエーハを１枚ずつ載置する際に、位置
決めの基準面として流用され、そのための装置も
提案されている（特開昭62−94952）。

一方、シリコンウエーハは、一連のウエーハプ
ロセスの中で、キヤリアと呼ばれる保管具により
取り扱われることが一般的である。

そして、一連のウエーハプロセスの各々の工程
を効率よく行うために、そのキヤリアの中に保持
されるウエーハは、従来、オリフラを基準にし
て、規定の向きに保持されていた。

しかし、ウエーハの向きを１枚ずつ揃えるので
は、ウエーハプロエス効率を著しく損なうので、
オリフラを利用して、機械的に向きを揃えること
が行われている。

そこで、オリフラからノツチに変わつても、機
械的にノツチ合わせを行うよい機構の開発が強く
望まれている。

〔従来の技術〕

第３図はウエーハのオリフラとノツチの説明
図、第４図は従来のオリフラを用いた位置合わせ
方法の一例である。

第３図Ａは、オリフラ９を示し、例えば、ウエ
ーハ５の搬入に際しては、オリフラ９の長さや結
晶面方位との関係などの細目が規格として決めら
れている。

オリフラ９の長さ、ウエーハ５の大きさなどに
もよるが、一方標準規格化されており、例えば、
30mmないし50mm程度の値である。

一方、同図Ｂは、オリフラに代わるノツチを示
す。

ノツチ６の窪みの大きさは、できるだけウエー
ハ５の有効面積が大きくできるように、例えば、
幅が２mm、切り込みの長さが４mm程度の小さいも
のである。

第４図に示したように、オリフラ９を用いて、
位置合わせを行う場合には、オリフラ９がウエー
ハ５の周辺を一部切欠いたものなので、ウエーハ
５をウエーハガイド１１に沿つて駆動ローラ２で
転動させ、オリフラ９の部分で駆動ローラ２との
接触が絶たれて停止するという簡便な方法で可能
である。

ウエーハ５が、図示していないが、キヤリアな
どに複数枚保持されている場合には、駆動ローラ
２を長くして、それぞれのウエーハ５に接触して
転動させるようにすれば、１つの動力源で一括位
置合わせも可能である。

しかし、ノツチの場合には、このような簡単な
方法で位置合わせを行うことはできない。

〔発明が解決しようとする課題〕

上で述べたように、ウエーハの向きを揃えるこ
と、しかもキヤリアに保持されているウエーハの
向きを揃えることは、ウエーハプロセスの効率化
の上からも是非必要であり、しかも、手作業で１
枚ずつ揃えるのではなく、一括して向きを揃える
ことも必要である。

従来、オリフラが設けてあるウエーハに対して
は、簡便な方法により、一括位置合わせも可能で
あつたが、オリフラに代わつてノツチを設けたウ
エーハに対しては、特に一括して位置合わせを行
う方法が実現していない問題があつた。

〔課題を解決するための手段〕

上で述べた課題は、駆動源により回転する駆動
ローラと、ばね材により構成されたアームと、支
持手段とを有し、前記アーム上方の端部には、ウ
エーハの端面と弾接しながら滑らかに摺動し、か
つウエーハに設けられたノツチに嵌合可能な凸部
が設けられ、前記アームのほぼ中央部には、伝達
ローラが回動自在に軸支され、前記凸部が前記ウ
エーハの端面に接触して押圧されたときには、ア
ームが撓曲されるとともに、ウエーハの端面と駆
動ローラとの間隙に伝達ローラが圧接されて、駆
動ローラの回転に追動して伝達ローラとウエーハ
が回転するようにし、一方、凸部がウエーハに設
けられたノツチに嵌合したときには、アームの撓
曲が解かれるとともに、ウエーハの端面と駆動ロ
ーラとの間隙間から伝達ローラが後退して、伝達
ローラとウエーハとの回転が停止するように、ア
ームの下方の端部が支持手段に固定されるように
構成したノツチ合わせ機構により達成できる。

〔作用〕

本発明では、第１図Ａおよび同図Ｂに示したよ
うに、ウエーハ５の底の部分を利用して、向きを
揃えるようにしている。

すなわち、ウエーハ５の端面によりアーム３の
凸部７が押圧されると、支持手段４を中心として
アーム３が撓み、伝達ローラ８が駆動ローラ２と
ウエーハ５との間隙に圧接されて、ウエーハ５が
回転するようにしている。

また、第１図Ｃに示したように、凸部７がウエ
ーハ５に設けられたノツチ６に嵌まつて浮き上が
り、アーム３の撓みが解ければ、伝達ローラ８が
後退して、駆動ローラ２から間隙ａができるよう
に離れ、回転が止まるようにしている。

従つて、ノツチ６がどの位置にあつても、ウエ
ーハ５が１回転する時間内にウエーハ５の位置を
規定の位置の揃えることができる。

さらに、本発明のノツチ合わせ機構１を複数個
連設すれば、ノツチ６の位置が不規則な状態で保
持された複数枚のウエーハ５を、一括して揃える
こともできる。

この場合にも、凸部７がノツチ６に嵌まつたウ
エーハ５から順次回転が停止し、ウエーハ５が１
回転する時間内に、全部のウエーハ５の向きを一
括して揃えることができることになる。

このように、本発明のノツチ合わせ機構１は、
ウエーハ５の底の部分の周辺を利用して向きを揃
えるので、ウエーハ５を、例えば５mm程度の小さ
な間隔で保持する従来から用いられているキヤリ
アにそのまゝ適用できる特徴がある。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例説明図、第２図は本
発明の他の実施例説明図である。

実施例 １ 第１図のノツチ合わせ機構１において、駆動ロ
ーラ２は、直径36mmのシリコンゴムを表面に被覆
した金属ローラを使用した。

アーム３は、厚さ0.2mm、幅が４mmのばね性の
ある不錆鋼板を加工して製作した。

凸部７は、ウエーハ５に設けられた幅２mm、切
り込みの深さが４mmのノツチ６に緩く嵌合するよ
うに、高さを４mmに起曲してウエーハ５と摺動し
易いように二重に重ね曲げし、かつ凸部７からウ
エーハ５の端面が逃げないように、Ｖ型にした。

伝達ローラ８は、直径20mmで、ウエーハ５を汚
さないようポリアセタール製とし、ウエーハ５の
端面がローラの表面から逃げないように、幅が１
mm、深さが１mmのＵ溝を設け、アーム３に回動自
在に軸支した。

支持手段４は直径３mmに不錆鋼棒を使用し、ア
ーム３を固定した。

一方、キヤリア１０は、直径が150mmの半導体
シリコンのウエーハ５が保持できる大きさのポリ
プロピレン製で、ウエーハ５は斜めに設けたウエ
ーハガイド１１に乗つて保持されるようにした。

ウエーハ５の厚さは、ほぼ0.7mmなので、ウエ
ーハ５はウエーハガイド１１と摺動しながらよく
回転する。

図示してないが、側板に駆動ローラ２の軸を軸
支してモータで回転するようにした。

また、支持手段４は、凸部７がウエーハ５の端
面で押されるとアーム３が撓んで、伝達ローラ８
と駆動ローラ２とが接触して回転し、凸部７がノ
ツチ６に嵌まつて浮き上がつたときには、伝達ロ
ーラー８が駆動ローラ２から離れて回転が止まる
ように、調整して側板に固着した。

このようにして製作した本発明にノツチ合わせ
機構１を、ウエーハ５を保持したキヤリア１０の
下に配置し、ウエーハ５の周速が50mm／秒になる
ように、駆動ローラ２を回転させ、動作の確認を
行つたところ、よい結果が得られた。

実施例 ２ 第２図は、本発明のノツチ合わせ機構を複数個
連設し、複数枚のウエーハを一括して位置合わせ
する機構を示した図である。

同図において、複数ローラ２と支持手段４と
は、図示してないが、25枚のウエーハ５が、4.76
mm間隔で保持きるポリプロピレン製のキヤリア１
０に適用できるように、130mmの長さにした。

実施例１と同様の仕様で製作したアーム３を、
4.76mm間隔で25個並べて支持手段４に固定した。

ウエーハ５のノツチ６が不規則な位置になるよ
うに、図示してないが、キヤリアに並べ、その下
にノツチ合わせ機構１を配置して、ウエーハ５の
周速が50mm／秒になるように、駆動ローラ２を回
転させ、動作の確認を行つた。

その結果、ウエーハ５が一回転する約10秒間
で、25枚全てのウエーハ５のノツチ６が、凸部７
の位置で揃い、所期の好結果が得られた。

本実施例では、伝達ローラ８を１個用いたノツ
チ合わせ機構１を用いたが、ウエーハ５が大形化
の方向にあるので、例えば、伝達ローラ８を２個
用いてアーム３の凸部７を結合した、抱合せ型の
機構も、本発明と同一の原理の一変形として実施
可能である。

また、ウエーハ５やノツチ６などの大きさに関
連するアーム３の大きさや凸部７の形状、あるい
は駆動ローラ２や伝達ローラ８などの直径や材質
などには、種々の変形が可能である。

さらに、キヤリア１０やウエーハガイド１１な
どの形状、あるいは、一括でノツチ合わせする際
のウエーハ５の枚数やウエーハ５を回転させる速
度なども、本発明の原理に直接関係ない。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の半導体ウエーハの
ノツチ合わせ機構によれば、ウエーハの大形化や
チツプの取り数を増やすなどの目的で、従来ウエ
ーハに設けられていたオリフラがノツチに代わる
傾向に対応できる。

そして、本発明の半導体ウエーハのノツチ合わ
せ機構は、原理的には、ノツチが設けられた１枚
のウエーハにも適用できるが、特に、キヤリアに
複数枚保持されているウエーハのノツチを一括し
て合わせることに対して、本機構を如何ようにも
拡張して適用できることが大きな特徴である。

従つて、ウエーハプロセスの中で、適宜ウエー
ハをキヤリアに保持し、次の工程に移る前に、極
めて容易な操作で、しかも数秒の短時間にウエー
ハの向きを一括して揃えることができるので、工
程の合理化に大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例説明図、第２図は本
発明の他の実施例説明図、第３図はオリエンテー
シヨンフラツト（オリフラ）とノツチの説明図、
第４図はオリフラを用いた位置合わせ方法の一例
説明図、である。 図において、１はノツチ合わせ機構、２は駆動
ローラ、３はアーム、４は支持手段、５はウエー
ハ、６はノツチ、７は凸部、８は伝達ローラ、で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動源により回転する駆動ローラ２と、ばね
   材により構成されたアーム３と、支持手段４とを
   有し、 該アーム３の上方の端部には、ウエーハ５の端
   面と弾接しながら滑らかに摺動し、かつ該ウエー
   ハ５に設けられたノツチ６に嵌合可能な凸部７が
   設けられ、 前記アーム３のほぼ中央部には、伝達ローラ８
   が回動自在に軸支され、 前記凸部７が前記ウエーハ５の端面に接触して
   押圧されたときには、前記アーム３が撓曲される
   とともに、該ウエーハ５の端面と前記駆動ローラ
   ２との間隙に前記伝達ローラ８が圧接されて、該
   駆動ローラ２の回転に追動して該伝達ローラ８と
   該ウエーハ５とが回転するようにし、一方、前記
   凸部７が前記ウエーハ５に設けられた前記ノツチ
   ６に嵌合したときには、前記アーム３の撓曲が解
   かれるとともに、該ウエーハ５の端面と前記駆動
   ローラ２との間隙から前記伝達ローラ８が後退し
   て、該記伝達ローラ８と該ウエーハ５との回転が
   停止するように、前記アーム３の下方の端部が前
   記支持手段４に固定されていることを特徴とする
   半導体ウエーハのノツチ合わせ機構。