JPS581541B2 - 配向装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は作業ステーションに於て所望の回転位置にウエ
ハ等を配向するための装置であって物理的接触が最小で
あり且つ高度の精度を呈する装置に係る。

本発明の目的は、ウエハをある状態が感知される迄一方
向に回転させる事によって、そして行き過ぎ状態（ ｏ
ｖｅｒｓｈｏｏｔ ）をなくし且つ正確な位置合せを保
証する為に反対方向にウエハを回転する事によって、平
坦な位置合せ端部を有するウエハを平坦な位置合せ表面
に隣接して位置合せする様なウエハ配向装置を提供する
ことである。

本発明の他の目的は位置合せの間にウエハと物理的に接
触するのを最小にするため及びウエハの汚染を最小にす
るために、各位置合せ表面を越えてわずかな距離垂直に
突出する様バネ偏倚されるところの条片状の弁素子が各
感知部に於て関連づけられるところの一対のほぼ直交し
て配列された位置合せ表面を用いるウエハ配向装置を提
供することである。

これまでガーネット及びシリコン・ウエハを配向するた
めに種々の装置が提案されてきた。

ＵＳＰ３８９０５０８は１つの平坦な位置合せ端１部を
有するウエハを整列させるための装置を開示している。

この装置は直交して配列された真直ぐな位置合せ表面を
有する２つの位置合せブロックからなる。

位置合せ表面の１つに隣接して真空感知部が配置されて
いる。

真直ぐな位置合せ表面の１うちの特定の１つの表面と接
触することによって定められる所望の位置にウエハが整
列される場合を除いて一対のフオトセルがウエハ周辺の
外側に来る様に配置される。

行き過ぎ状態の可能性を減じるため及びウエハ整列を敏
速に行なうために、両方のフオトセルが覆われそこで回
転速度が減じられるまでウエハが相対的に速い速度で回
転される。

ＵＳＰ３９３０６８４は同様にして最初に速く続いて遅
い速度で一方向に回転させることによって所望位置にウ
エハをあらかじめ整列させるための装置を開示している
。

この装置に於て、もしもウエハが適当な前整列位置を行
き過ぎるならば、両方の電気光学的センサーがほぼ等し
い角度光源に露出される適当な前整列位置に於て再指向
のためにウエハを再び急速に、そして続いてよりゆるや
かに回転させるべく圧力流体パルスが再び発生される。

この先行技
術は、２つの位置合せ表面のうちのあらかじめ定められ
た一方の表面に関連する特定の感知手段が付勢されるま
でウエハが速い速度で一方向に間ケツ的に回転され、そ
こで両方の位置合せ表面に於ける感知手段がウエハの運
動を終了すべく同時に付勢されるまでより遅い速度で反
対方向にウエハが間ケツ的に回転されるといった本発明
の改良されたウエハ配向装置を示唆していない。

本発明の装置に於ては上記の如くして行き過ぎ状態が阻
止される。

さらに又ウエハが位置合せ表面から２５．４μの公差内
の所望の位置にしかも上記表面に接触する事なく位置合
せされる。

位置合せの間に、ウエハは３つのうすい条片状感知弁素
子のうちの１つもしくは１つ以上と接触し、ウエハの汚
染の可能性を最小にする。

本発明を用いる装置は例えばガーネット材のウエハ１０
の様なはぼ平坦な物体を配向するのに適している。

第２図ないし第６図に示される様に、ウエハ１０は２つ
の平坦な直交関係にある長さの等しくない位置合せ端部
１１，１２を除いて全体，として円形である。

第１図を参照すると、本発明を実施する装置は個々の真
空部１６を介して真空が供給されるところの一連の同心
円上の溝１５０部分を除いて平坦に研摩されたウエハ支
持表面１４を有する、好ましくは鉄から成る支持テーブ
ル１３よりなる。

表面１４は３つの領域Ａ，Ｂ及びＣに分割される。

２つの位置合せブロック１７，１Ｂがテーブル１３に関
連付けられ、そこから上方へ伸びている。

領域Ａに隣接して配置されるブロック１７は二重のテー
パ一部を有する位置合せ表面１９をもっている。

感知部２１内にセットされそしてテーパーのつげられた
表面１９から前方へ例えば約２５．４μわずかに突出す
るように偏倚されている平坦な金属条片状の弁素子２０
がこの二重テーパ部の頂部に設けられている。

ブロック１８は領域Ｂに隣接して配置される。

それは直線状のテーパーのつけられていない位置合せ表
面２２を有する。

弁素子２０と同一の２つの平坦な金属条片状弁素子２３
，２４が個々の感知部２５．２６内に設けられるいる
。

そして各々は第８図及び第９図に示される様に真直ぐな
位置合せ表面２２から前方へ約２５．４μわずかに突出
する様に偏倚されている。

弁素子２０，２３及び２４はウエハ１０の周辺と接触す
る場合に働かされて後述する様に感知信号を発生させる
ところの可動感知素子よりなる。

１組の指向性ジェット部２８を有するインデックス・ブ
ロック２７が指示表面１４の領域Ｃに隣接して設けられ
る。

各々領域Ａ乃至Ｃに於て他の組の指向性ジェット部２９
，３０及び３１が設けられる。

ジェット部２８ないし３１はウエハ１０の下部表面に対
して水平方向からおよそ３０°の角度に於て空気を指向
する様に付勢される。

これは加圧空気が源３２から一連の調整弁３３ないし３
６を介して個々のソレノイド３７ないし４０へ供給され
る事を示す第７図に示される様に制御されることができ
る。

これらのソレノイドは好ましくは第１１図のタイミング
図に示される周波数及び振幅の空気の供給を制御する様
に通常の方法で動作する。

ソレノイド３７及び３９は速い速度でウエハを時計方向
に回転させるべく領域Ａ及びＣに於けるジェット部２９
及び３１へ一連の低周波数パルスを与える様に動作する
。

ソレノイド３８はウエハを遅い速度で反時計方向に回転
させるべく領域Ｂに於けるジェット部３０へ一連の高周
波数パルスを与える様に動作する。

ソレノイド４０はインデ２ツクス・ブロック２７に於け
るジェット部２８へ所定の振幅の空気の連続流を与える
様に動作する。

各々の場合に於て、空気は第１図に於ける３７ａ，３＄
ａ ，３９ａの様な各々のマニホルドを介して個々のソ
レノイド３７〜３９から空気が供給される。

この図はまたレギュレータ弁４３を介して真空源４４へ
接続されるソレノイド４２の制御の下に一連のパルスと
して真空部１６及び溝１５へ真空が供給されるところの
、真空マニホルド４１を示す。

第８図〜第１０図に最もよく示される様に、各感知手段
は条片状弁素子２３に加えてベローズ４６及び電気的接
点部材４７よりなる電気流体スイッチ装置４５を含む、
ウエハ１０が弁素子２３と接触する前に個々の成分は第
８図及び第９図に図示される位置にある。

この状態の下に於て、弁素子２３はおよそ２５．４μだ
け位置合せ表面２２がら前方向に突出し、そしてベロー
ズ４６が部材４７と接触するに十分なだけベローズ室部
４８内の絶対圧力が降下することを十分に阻止する様に
感知部２５を露出させる。

よってソレノイド制御装置４９に対しては電気的信号は
供給されない。

ウエハ１０が弁素子２３と接触しそして弁素子２３を偏
向するにつれて感知部２５はしだいしだいに圧迫される
であろう。

室部４８に於ける絶対圧力が真空源４４のしだいしだい
に増加する効果によって低下するので、ベローズ４６の
内部に働く大気圧に空気によってはベローズは次第に長
くなり、ついにはベローズは部材４７と電気的に接触し
、よって電気的信号がソレノイド制御装置４９へ供給さ
れることとなる。

弁素子２０ ，２３及び２４の各々は弁素子２３に関連
して述べた様に動作すること、及びノレノイド制御装置
４９は個々のソレノイド３７ないし４０及び４２の選択
的及び同時的動作を制御することを理解されたい。

動作を説明する。

まずウエハ１０が支持テーブル表面１４の上にあってそ
の長い位置合せ端部及び短い位置合せ端部１１，１２が
第２図に示される様に配向されており、又電力が加えら
れるものとする。

第１１図のタイミング図に示される様にンレノイド３７
ないし４０及び４２は空気もしくは真空のパルスもしく
は連続した空気の流れを与える様に逐次的に及びもしく
は連続的に働く動作を開始する。

更に具体的には、第１１図に示される様にインデックス
部２８を介して供給される加圧空気の連続した流れが位
置合せ表面１９．２２に向う矢印５０の方向に全体とし
て直線状にウエハを駆動するだめにウエハの下部表面に
まず作用する。

ウェハ１０が第３図に示される様に弁素子２０と最初に
接触する場合、ノレノイド制御装置４９は第１１図の時
刻Ｗに於て示される様に条件付けられる。

その場合、加圧空気は比較的速い速度でウェハ１０を時
間方向に回転させるべく指向性ジェット部２９及び３１
を介してパルスの形で供給される。

本発明の特徴に従えば、表面１４の領域Ａに於けるジェ
ット部２９へ供給される空気の圧力は領域Ｃに於けるジ
ェット部３１へ供給される圧力よりも小さい（好ましく
は約１／２）。

これによって、位置合せ表面１９，２２に最も近いウェ
ハの部分は支持表面１４へ向って下方に傾けられ、ウエ
ハが位置合せ表面に沿って上方へ乗り上げる傾向を呈さ
ないという事が保証され、よって感知弁素子２０ ，２
３ ，２４の適切な動作が保証される。

ウエハ１０は第４図に示される位置を通して時計方向に
回転し続ける。

この場合長い方のウエハ端部１１は弁素子２０と接触す
る。

そしてついに上記長い端部は第５図に示される位置を占
めることになる。

その場合その端部は弁素子２３と接触しそれを付勢する
。

この時点（第１１図の時刻Ｘ）に於て、ソレノイド制御
装置４９が動作される。

これによってソレノイド３８は領域Ｂに於けるジェット
部３０を介して、ウエハ１０の下面へこれを反時計方向
の運動を加えるように圧力流体を一連の短いパルスとし
て供給する。

ジェット３０ ａは長い端部１１を弁素子２３に対向し
て、短い端部１２を弁素子２０に対してゆっくりと維持
し、ジエツト３０ｂはウエハ端部１１を弁素子２４へ押
しつける。

ウエハ１０が第６図に示される位置（第１図に於いて破
線で示される）に達すると、３つの弁素子２０，２３，
２４の全てが同時に付勢される。

この時点（第１１図の時刻Ｙ）に於て、ウエハ１０は正
確に位置合せられた位置にあることになる。

３つの素子２０、２３、２４全部が同時に付勢された状
態で、ソレノイド制御装置４９はンレイノド３７．３Ｂ
，３９及び４０をして領域Ａ ， Ｂ及びＣに於けるジ
ェット部２９，３０及び３１への圧力流体の供給を終了
させ、そして所望の作業動作がそこに於て実施できる様
にウエハを正確な位置合せされた位置に保持すべくマニ
ホルド４１を介して連続的に真空を供給せしめる。

作業動作の完了後（第１１図の時刻Ｚ）、マニホルド５
１ａ及び図示されたいソレノイドを介して空気源３２か
ら指向性ジェット部５１ヘソレノイド制御装置の制御の
下に加圧流体が供給される。

これによって矢印５２で示される様に、作業位置からウ
エハが所望方向にに排出される。

本発明の他の特徴に従い、ジェット部２８はウエハ１０
が時刻Ｙに於てその最後の位置合せされた位置に達する
場合にウエハ１０の周辺の外に来る様に配置される。

これによって、ジェット部２８からの空気が位置合せさ
れたウエハを保持す．るようにウエハの下側よりはむし
ろ端部に作用する間に、ウエハは表面１４上に落着く事
ができる。

本発明の他の特徴に従い、ウエハ１０の長い端部１１よ
りも短く、短い端部１２よりも長い距離ｄ（第１図）だ
け弁素子２３及び２４が離隔される。

これは弁素子２３が長い端部１１の後縁部によってのみ
付勢され、曲った周辺及び短い端部１２は弁素子２３と
接触しない即ち該素子を付勢しない事を保証するためで
ある。

本発明の更に他の特徴に従えば、位置合せプロック１７
０表面１９は第１図に示される様に二重のテーパーを有
する。

これは、長い端部１１１及び短い端部１２の間が直交状
態にない場合、短い端部１２の先端部及び後縁部が共に
弁素子２０及び短い端部間の過剰な離隔を生ぜしめ得な
い事を保証するためである。

本発明の他の重要な特徴点に従うと、後で行なわれるよ
り高いレベルで作業動作をより初期の段階の作業動作に
重ねる事ができ、しかも前の精密に位置合せされた位置
からのウエハの偏差が無視しうる様に、ウエハ１０を正
確に再整列させるべく感知弁素子２０ ，２３，２４の
位置が選択される。

実際には、各端部１１，１２は完全には直線状ないし平
坦ではなく、丸味付け、そぎ取り（ ｃｈａｍｆｅｒｉ
ｎｇ ） 、破砕ないしそげ落ちによる不、規則性を呈
する。

従って、条片状弁素子２０ ，２３，２４は、端部１１
，１２０表面に於ける不規則性及び不完全性を平均化
するために、その様な不規則性部分を橋渡しする（ ｓ
ｐａｎ）のに十分な幅を有する。

されによって端部１１の同じ部分が常に弁素子２３，２
４と接する事が保証される。

本明細書に述べた装置は、平坦な全体として直交して配
置された２つの異った長さの位置合せ端部を有するガー
ネット・ウエハを配向する場合に特に適している事に注
目されたい。

本発明の装置は、より長い端部に関する短い平坦な位置
合せ端部の角度状態に於ける不完全性もしくは変動に関
係なく特定の位置合せ表面に隣接して上記端部のうちの
長い方を位置合せする。

しかしながら、その装置はウエハが唯一の平坦な位置合
せ表面しか有しない（但し、その端部は感知弁素子２３
，２４間の寸法ｄよりも長いものとする。

）場合にも用いうる。

これは弁素子２０がウエハ１０の周辺によって、それが
平坦な位置合せ端部間の曲った部分であると、位置合せ
端部それ自体であるとにかかわらず、付勢されるように
配置されるからである。

これは弁素子２０が位置合せされたウエハ１０からの放
射線上に配置され、一方弁素子２３，２４が曲った周辺
表面とあるいは短い平坦な端部１２とさえも接触しない
様に離して配置されるという事実によって保証される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のウエハ配向装置の平面図、第２図乃至
第６図はウエハが配向される過程を示す図、第７図は真
空及び加圧空気を印加する系を示す図、第８図、第９図
及び第１０図は本発明の装置の部分を拡大して示す図、
第１１図はタイミング図である。 １０・・・ウエハ、１３・・・支持テーブル、１４・・
・ウエハ支持表面、１５・・・溝、１６・・・真空部、
１７，１８・・・位置合せブロック、１９・・・位置合
せ表面、２０，２３，２４・曲・弁素子、’２１ ，２
５，２６・・・感知部、２７・・・インデックス・ブロ
ック、２８ ，２９ ，３１ ，５１・・・ジェット部
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 位置合せ端部を有するウエハを支持する表面に上記
   ウエハを当該表面から浮かせて一方向並びに反対方向に
   回転させる一連の指向性流体ジェット部を設けた支持手
   段と、上記支持表面の各所定位置に設けられた第１及び
   第２の位置合せ手段であって各々第１及び第２の位置合
   せ表面を有するものと、上記第１及び第２の位置合せ表
   面に設けられた感知手段であって上記ウエハとめ接触に
   より付勢されるものと、上記第１及び第２の位置合せ表
   面と接触する方向へ上記ウエハを流体ジェット流で押す
   手段と上記感知手段のうちの所定のものが付勢されるま
   で土肥ウエハを上記一方向に回転させ、そして上記所定
   感知手段の付勢後上記両位置合せ表面における感知手段
   が同時に付勢されるまで上記ウエハを上記反対方向に回
   転させるように流体を上記ジェット部へ供給する手段と
   、を備える配向装置。