JPH09312324A - 半導体ウエハの位置修正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウエハの位置合わせ時に発塵すること
を防止できかつスループットが良好で小型化が容易な半
導体ウエハの位置修正装置を提供する。 【解決手段】 半導体ウエハ１を回転させるための少な
くとも２つのローラが設けられており、このローラ２の
外径Ｗ₁ はオリエンテーションノッチ１ａの開口部の寸
法Ｗ₂ よりも大きくなるように設定されている。そして
オリエンテーションノッチ１ａを検出するためのノッチ
検出装置３が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハの位
置修正装置に関し、より特定的には、複数枚の半導体ウ
エハの各々をウエハカセットに収納保持された状態でオ
リエンテーションノッチを同一方向に揃えるための半導
体ウエハの位置修正装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置などにおいては、複数の
半導体ウエハを次々に処理する必要から、複数枚の半導
体ウエハは、ウエハカセット内に棚状に収納される。そ
してこのカセット内から半導体ウエハが１枚ずつ取出さ
れて、ウエハチャックなどに装着され、必要な処理工程
が施される。そして必要な処理工程が終了した後、ウエ
ハチャックから別のウエハカセット内へ半導体ウエハが
再度収納される。

【０００３】ところで半導体ウエハには、その結晶方向
を識別するためのオリエンテーションノッチもしくはオ
リエンテーションフラット面が設けられている。

【０００４】カセット内に半導体ウエハが収納保持され
た状態でオリエンテーションノッチの位置が揃っていな
い場合には、上述の半導体ウエハのカセットからの取出
もしくはカセット内への挿入時において半導体ウエハ搬
出器がオリエンテーションノッチ部を掴むことにより半
導体ウエハに欠けもしくは欠損が生じたりする。また半
導体製造における成膜処理の際、オリエンテーションノ
ッチがウエハ保持に接触することにより成膜異常が生
じ、ウエハの欠損や発塵が生じる場合がある。

【０００５】この欠損などを防止するため、カセット内
に収納保持された複数枚の半導体ウエハのオリエンテー
ションノッチは互いに所定位置に揃えられていることが
必要である。

【０００６】以下、この半導体ウエハのオリエンテーシ
ョンノッチの位置を備えるための従来の半導体ウエハの
位置修正装置を図を用いて説明する。

【０００７】図１４は、従来の半導体ウエハの位置修正
装置の構成を概略的に示す斜視図である。図１４を参照
して、ウエハカセット４内に収納保持された複数枚の半
導体ウエハ１のオリエンテーションノッチ１ａを揃える
ための位置修正装置として、ローラ１０２が設けられて
いる。このローラ１０２の直径Ｗ₁ は、オリエンテーシ
ョンノッチ１ａの開口部寸法Ｗ₂ よりも小さくなるよう
に設定されている。

【０００８】次に、従来の半導体ウエハの位置修正装置
における半導体ウエハの位置揃えの方法について説明す
る。

【０００９】図１５と図１６とは、従来の半導体ウエハ
の位置修正装置による位置修正の方法を示す工程図であ
る。

【００１０】図１５を参照して、ウエハカセット４の下
部からローラ１０２が半導体ウエハ１の外周端面に接触
させられる。次にこのローラ１０２を回転させることに
より、半導体ウエハ１が回転させられる。

【００１１】図１６を参照して、オリエンテーションノ
ッチ１ａがローラ１０２に達すると、ローラ１０２はオ
リエンテーションノッチ１ａ内に入り込み、半導体ウエ
ハ１の端面とローラ１０２との摩擦が小さくなる。これ
により、半導体ウエハ１の回転が止まり、複数個の半導
体ウエハのオリエンテーションノッチ１ａの位置を揃え
ることが可能となる。またオリエンテーションノッチ１
ａの位置を揃えることにより、半導体ウエハの結晶方位
を揃えることが可能となる。

【００１２】また半導体ウエハのオリエンテーションノ
ッチ１ａを揃える方法として、以下の方法もある。

【００１３】その方法は、たとえば半導体ウエハ１をウ
エハカセット４から１枚ずつ取出し、回転系と光学式な
どによるオリエンテーション検出機能を有する外部の装
置にて方位を揃えた後、ウエハカセットに戻す方法であ
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】近年、半導体装置の構
造は微細化の一途を辿り、半導体製造プロセスにおける
発塵の防止が重要な課題である。

【００１５】しかし、従来の半導体ウエハの位置修正装
置では、図１５に示すように半導体ウエハ１は、１つの
ローラ１０２により回転支持されている。このため、半
導体ウエハ１は、その回転時において不安定な状態にあ
り、ウエハカセット４の内溝５に接することになる。こ
のように半導体ウエハ１が内溝５と接した状態で回転す
るため、摩擦によって、ウエハ１もしくはウエハカセッ
ト４から発塵する危険性がある。

【００１６】また半導体ウエハ１にオリエンテーション
ノッチ１ａを設ける場合、このオリエンテーションノッ
チ１ａの端面を鏡面化することは非常に難しい。このた
め、オリエンテーションノッチ１ａの端面は、鏡面化さ
れた表面と比較して比較的凹凸の多い状態となってい
る。このため、図１６に示すようにローラ１０２がオリ
エンテーションノッチ１ａ内に入り込み、この端面と接
触すると、それにより発塵する可能性が大きい。

【００１７】また、半導体ウエハを半導体カセットから
１枚ずつ取出し外部の装置にて方位を揃える方法では、
半導体ウエハを１枚ずつ処理するためスループットが悪
く、装置が大型化するという問題点がある。

【００１８】それゆえ、本発明の目的は、半導体ウエハ
の位置合わせ時に発塵することを防止でき、かつスルー
プットが良好で、小型化が容易な半導体ウエハの位置修
正装置を提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の位置合わせ修正
装置は、複数枚の半導体ウエハの各々がウエハカセット
に収納保持された状態で半導体ウエハに形成されたオリ
エンテーションノッチを同一方向に揃えるための半導体
ウエハの位置修正装置であって、少なくとも２個のロー
ラと、検出手段とを備えている。少なくとも２個のロー
ラは、半導体ウエハに当接可能で、半導体ウエハを円周
方向に回転させる。検出手段は、オリエンテーションノ
ッチの位置を検出し、その検出時にローラの回転を停止
させる。少なくとも２個のローラの外径は、オリエンテ
ーションノッチの開口部寸法よりも大きい。

【００２０】本発明の半導体ウエハの位置修正装置で
は、半導体ウエハは、少なくとも２個のローラにより回
転支持されるため、安定な状態で回転する。このため、
回転ウエハがウエハカセットの内溝に接しながら回転す
ることが防止され、それによる発塵を防止できる。

【００２１】またローラが、オリエンテーションノッチ
の開口部の寸法よりも大きい外径を有しているため、オ
リエンテーションノッチの端面に接することはない。よ
って、ローラとオリエンテーションノッチの端面とが接
触することによる発塵は防止される。

【００２２】また、半導体ウエハをウエハカセット内に
収納保持した状態でオリエンテーションノッチの位置を
揃えることが可能である。このため、１枚ずつ半導体ウ
エハをウエハカセット内から取出してオリエンテーショ
ンノッチの位置を揃える必要がないため、スループット
が良好で、かつ装置が大型化することもない。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図に基づいて説明する。

【００２４】実施の形態１ 図１は、本発明の実施の形態１における半導体ウエハの
位置修正装置の構成を概略的に示す斜視図である。本実
施の形態の位置修正装置は、ウエハカセット４内に収納
保持された半導体ウエハ１を回転させるための少なくと
も２つのローラ２と、半導体ウエハ１に設けられたオリ
エンテーションノッチを検出するためのノッチ検出装置
３とを有している。

【００２５】２個のローラ２の直径Ｗ₁ は、オリエンテ
ーションノッチ１ａの開口部の寸法Ｗ₂ よりも大きくな
るように設定されている。またローラ２は、各半導体ウ
エハごとに２個ずつ設けられており、各ウエハごとに独
立に回転する。

【００２６】次に、本実施の形態の半導体ウエハの位置
修正装置による位置修正の方法について説明する。

【００２７】図２と図３とは、本発明の実施の形態１に
おける半導体ウエハの位置修正装置の位置修正方法を工
程順に示す概略正面図である。まず図２を参照して、ウ
エハカセット４の下部からローラ２が半導体ウエハ１の
外周端面に接触させられる。そして、ローラ２が回転す
ることにより、半導体ウエハ１が回転する。ローラ２は
１枚の半導体ウエハ１に対して少なくとも２個設けられ
ているため、半導体ウエハ１はローラ２によって安定に
回転支持されている。このため、半導体ウエハ１は、ウ
エハカセット４の内溝５に接することなく回転する。

【００２８】図３を参照して、この回転により、半導体
ウエハ１のオリエンテーションノッチ１ａの位置がノッ
チ検出装置３によって検出された時点で、半導体ウエハ
１の回転が停止する。これらの動作を各半導体ウエハに
対し行なうことにより、複数枚の半導体ウエハのオリエ
ンテーションノッチの位置を揃えることが可能となる。

【００２９】本実施の形態の半導体ウエハの位置修正装
置では、半導体ウエハ１は、少なくとも２個のローラ２
により回転支持されるため、安定な状態で回転する。こ
のため、半導体ウエハ１がウエハカセット４の内溝５に
接しながら回転することが防止され、それによる発塵は
防止される。

【００３０】またローラ２が、オリエンテーションノッ
チ１ａの開口部の寸法Ｗ₂ よりも大きい外径（直径）Ｗ
₁ を有している。よって、オリエンテーションノッチ１
ａの端面にローラ２が接することはない。したがって、
ローラ２とオリエンテーションノッチ１ａの端面とが接
触することによる発塵は防止される。

【００３１】また、半導体ウエハ１をウエハカセット４
内に収納保持した状態で、複数枚の半導体ウエハ１の各
オリエンテーションノッチ１ａの位置を揃えることが可
能である。このため、１枚ずつ半導体ウエハ１をウエハ
カセット４内から取出してオリエンテーションノッチ１
ａを揃える必要がないため、スループットが良好で、か
つ装置が大型化することもない。

【００３２】実施の形態２ 以下、実施の形態１におけるノッチ検出方法の一例を説
明する。

【００３３】図４は、実施の形態２におけるノッチ検出
装置の具体的構成を示す概略正面図である。図４を参照
して、本実施の形態のノッチ検出装置は、半導体ウエハ
１の外周端面に光を照射するための発光装置７と、半導
体ウエハ１の外周端縁から反射した光を受取るための受
光装置８とを有している。

【００３４】ここで、発光装置７から発せられた光９が
半導体ウエハ１のオリエンテーションノッチ１ａ以外の
部分にあたる場合には、その反射光１０は受光装置８に
入射する。そして半導体ウエハ１が回転し、図５に示す
ように発光装置７から発せられた光９がオリエンテーシ
ョンノッチ１ａにあたると、反射光１０は受光装置８に
入射しなくなる。

【００３５】このように受光装置８への入射光の有無に
より、オリエンテーションノッチ１ａの検出が可能とな
る。

【００３６】実施の形態３ 以下、実施の形態１におけるノッチ検出方法の他の例に
ついて説明する。

【００３７】図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形
態３におけるノッチ検出装置の具体的構成を示す概略正
面図と概略斜視図である。図６（ａ）、（ｂ）を参照し
て、ノッチ検出装置は、実施の形態２と同様、発光装置
７と受光装置８とを有している。

【００３８】本実施の形態では、実施の形態２と比較し
て、発光装置７から発せられた光の照射位置が異なる。
つまり、本実施の形態では、発光装置７から発せられた
光９は、半導体ウエハ１の外周近傍における表面に照射
される。

【００３９】発光装置７から発せられた光９がオリエン
テーションノッチ１ａ以外の表面にあたる場合には、そ
の反射光１０は受光装置８に入射する。そして半導体ウ
エハ１が回転し、図７（ａ）、（ｂ）に示すように発光
装置７から発せられた光９がオリエンテーションノッチ
１ａにあたると、反射光は受光装置８に入射しなくな
る。

【００４０】このように、受光装置８への入射光の有無
により、オリエンテーションノッチ１ａの検出が可能と
なる。

【００４１】実施の形態４ 以下、実施の形態１におけるノッチ検出方法のさらに他
の例を示す。

【００４２】図８は、本発明の実施の形態４におけるノ
ッチ検出装置の具体的構成を示す概略斜視図である。図
８を参照して、ノッチ検出装置は、２枚の金属板１１
と、容量測定器１２とを有している。２枚の金属板１１
は、半導体ウエハ１の外周近傍における表面を挟むよう
に設置されている。

【００４３】２枚の金属板１１の間にオリエンテーショ
ンノッチ１ａがない場合には、２枚の金属板１１の間に
半導体ウエハ１が挟まれることとなる。このため、金属
板１１の間に半導体ウエハ１がない場合と比較して半導
体ウエハ１の比誘電率（シリコンの場合は１１．９）の
分だけ２枚の金属板１１に蓄えられる容量は大きくな
る。

【００４４】また２枚の金属板１１の間に図９に示すよ
うにオリエンテーションノッチ１ａが挟まれると、２枚
の金属板１１の間に半導体ウエハ１がないため、２枚の
金属板１１に蓄えられる容量は小さくなる。

【００４５】このようにして、２枚の金属板１１の間の
容量の変化を測定することにより、オリエンテーション
ノッチ１ａの検出が可能となる。

【００４６】実施の形態５ 以下、実施の形態１におけるオリエンテーションノッチ
１ａの検出後の半導体ウエハ１の回転の停止方法の一例
について説明する。

【００４７】図１０と図１１とは、本発明の実施の形態
５におけるノッチ検出後の半導体ウエハの回転の停止方
法を説明するための概略正面図である。まず図１０を参
照して、本実施の形態では、ノッチ検出装置３にローラ
２を回転させるための駆動源１３が接続されている。こ
の駆動源１３は、ノッチ検出装置３がオリエンテーショ
ンノッチを検出しない状態ではオン状態とされ、ローラ
２を回転させる。

【００４８】そして図１１に示すようにノッチ検出装置
３がオリエンテーションノッチ１ａを検出した時点で駆
動源１３はオフ状態とされ、ローラ２の回転を停止させ
る。これにより、半導体ウエハ１の回転が停止し、各半
導体ウエハ１のオリエンテーションノッチ１ａの位置が
揃うことになる。

【００４９】実施の形態６ 以下、実施の形態１におけるオリエンテーションノッチ
１ａの検出後の半導体ウエハ１の回転の停止方法の他の
例について説明する。

【００５０】図１２と図１３とは、本発明の実施の形態
６におけるノッチ検出後の半導体ウエハの回転の停止方
法を説明するための概略正面図である。まず図１２を参
照して、本実施の形態では、ノッチ検出装置３により制
御される駆動源１５が設けられている。また駆動源１５
により図中上下へ移動可能なウエハ保持部材１４が設け
られている。

【００５１】ノッチ検出装置３が半導体ウエハ１のオリ
エンテーションノッチ１ａを検出しない状態では、駆動
源１５は駆動しない。そしてウエハ保持部材１４は、半
導体ウエハ１と接しておらず、かつ離間した状態にあ
る。

【００５２】そして図１３に示すようにノッチ検出装置
３がオリエンテーションノッチ１ａを検出した時点で、
ノッチ検出装置３からの信号を受け駆動源１５が駆動す
る。これにより、ウエハ保持部材１４が図中上側へ引き
上げられ、半導体ウエハ１がローラ２と非接触の状態と
なる。これにより、半導体ウエハ１の回転が停止し、各
半導体ウエハのオリエンテーションノッチ１ａの位置が
揃えられることになる。

【００５３】なお、この方法ではローラ２は各半導体ウ
エハ１に対して独立に設置する必要がなく、一体型のシ
ャフトでよい。またこれに対してノッチ検出装置３と駆
動源１５とウエハ保持部材１４とは、各々半導体ウエハ
ごとに独立して設置されていなければならない。

【００５４】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【００５５】

【発明の効果】本発明の半導体ウエハの位置修正装置で
は、半導体ウエハは、少なくとも２個のローラにより回
転支持されるため、安定な状態で回転する。このため、
半導体ウエハがウエハカセットの内溝に接しながら回転
することは防止され、それによる発塵は防止できる。

【００５６】また、ローラが、オリエンテーションノッ
チの開口部の寸法より大きい外径を有しているため、オ
リエンテーションノッチの端面に接することはない。よ
って、ローラとオリエンテーションノッチの端面とが接
触することによる発塵は防止される。

【００５７】また、半導体ウエハをウエハカセット内に
収納保持した状態でオリエンテーションノッチの位置を
揃えることが可能である。このため、１枚ずつ半導体ウ
エハをウエハカセット内から取出してオリエンテーショ
ンノッチの位置を揃える必要がないため、スループット
が良好で、装置が大型化することもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１における半導体ウエハ
の位置修正装置の構成を概略的に示す斜視図である。

【図２】 本発明の実施の形態１における半導体ウエハ
の位置修正方法を説明するための第１工程図である。

【図３】 本発明の実施の形態１における半導体ウエハ
の位置修正方法を説明するための第２工程図である。

【図４】 本発明の実施の形態２における半導体ウエハ
の位置修正方法を説明するための第１工程図である。

【図５】 本発明の実施の形態２における半導体ウエハ
の位置修正方法を説明するための第２工程図である。

【図６】 本発明の実施の形態３における半導体ウエハ
の位置修正方法を説明するための第１工程図である。

【図７】 本発明の実施の形態３における半導体ウエハ
の位置修正方法を説明するための第２工程図である。

【図８】 本発明の実施の形態４における半導体ウエハ
の位置修正方法を説明するための第１工程図である。

【図９】 本発明の実施の形態４における半導体ウエハ
の位置修正方法を説明するための第２工程図である。

【図１０】 本発明の実施の形態５における半導体ウエ
ハの停止方法を説明するための第１工程図である。

【図１１】 本発明の実施の形態５における半導体ウエ
ハの停止方法を説明するための第２工程図である。

【図１２】 本発明の実施の形態６における半導体ウエ
ハの停止方法を説明するための第１工程図である。

【図１３】 本発明の実施の形態６における半導体ウエ
ハの停止方法を説明するための第２工程図である。

【図１４】 従来の半導体ウエハの位置修正装置の構成
を概略的に示す斜視図である。

【図１５】 従来の半導体ウエハの位置修正方法を説明
するための第１工程図である。

【図１６】 従来の半導体ウエハの位置修正方法を説明
するための第２工程図である。

【符号の説明】

１ 半導体ウエハ、１ａ オリエンテーションノッチ、
２ ローラ、３ ノッチ検出装置、７ 発光装置、８
受光装置、１１ 金属板、１２ 容量測定装置、１３，
１５ 駆動源、１４ ウエハ保持部材。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚の半導体ウエハの各々がウエハカ
   セットに収納保持された状態で、前記半導体ウエハに形
   成されたオリエンテーションノッチを同一方向に揃える
   ための半導体ウエハの位置修正装置であって、 前記半導体ウエハに当接可能で、前記半導体ウエハを円
   周方向に回転させるための少なくとも２個のローラと、 前記オリエンテーションノッチの位置を検出し、その検
   出時に前記ローラの回転を停止させるための検出手段と
   を備え、 少なくとも２個の前記ローラの外径は、前記オリエンテ
   ーションノッチの開口部寸法よりも大きいことを特徴と
   する、半導体ウエハの位置修正装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段は、前記半導体ウエハの外
   周端縁に光を照射するための発光装置と、前記半導体ウ
   エハから反射された前記光を受取るための受光装置とを
   有することを特徴とする、請求項１に記載の半導体ウエ
   ハの位置修正装置。
3. 【請求項３】 前記検出手段は、前記半導体ウエハの外
   周近傍の表面に光を照射するための発光装置と、前記半
   導体ウエハから反射された前記光を受取るための受光装
   置とを有することを特徴とする、請求項１に記載の半導
   体ウエハの位置修正装置。
4. 【請求項４】 前記検出手段は、前記半導体ウエハの外
   周近傍の表面を挟み、かつ互いに対向する２枚の金属板
   と、２枚の前記金属板に蓄えられる容量を測定するため
   の容量測定手段とを有することを特徴とする、請求項１
   に記載の半導体ウエハの位置修正装置。
5. 【請求項５】 前記ローラを回転させるための駆動源を
   さらに備え、 前記駆動源は、動作状態においては前記ローラを回転さ
   せ、停止状態においては前記ローラを停止させ、 前記検出手段が前記オリエンテーションノッチを検出し
   ない状態では前記駆動源は前記動作状態にあり、前記検
   出手段が前記オリエンテーションノッチを検出した状態
   では前記駆動源は前記停止状態にある、請求項１に記載
   の半導体ウエハの位置修正装置。
6. 【請求項６】 前記検出手段が前記オリエンテーション
   ノッチを検出しない状態では前記半導体ウエハが前記ロ
   ーラと当接状態を維持し、かつ前記検出手段が前記オリ
   エンテーションノッチを検出した状態では前記ウエハが
   前記ローラと非接触の状態となるように前記半導体ウエ
   ハを移動させる移動手段をさらに備える、請求項１に記
   載の半導体ウエハの位置修正装置。