JPS63164237A - ウエハ位置決め装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は外周縁の一部が直線状に切断されたオリエンテ
ーションフラットを６する円板状のウェハの位置決め装
置に関する。

（従来の技術） 例えば半導体装置の製造１稈においては、半導体を円板
状のウェハにスライスして種々な加工を行なうことが多
い。これらの加］−はいわゆる微細加工が多く位置決め
には高精度が要求される。

モしてウェハの位置決めには円板の中心位置の位置決め
と同時に円周を直線状に切欠した直線切欠部であるオリ
エンテーションフラット（以下オリフラと称す）の位置
決めをするのが最も好ましい。

この要求を考慮した位置決め装置として最近第８図ない
し第１０図に示す装置がある。

第８図に示す装置は、搬送コンベア（ｌａ）（ｌｂ）に
よって搬送されて来たウェハ（２）を心出しピン（３ａ
）　（３ｂ）　（３ｃ）　（３ｄ）　（３ｅ）によって
吸着孔（４）を有する回転チャック部（５）上に同心吸
管保持しこれを矢印（ｌｏｔ）方向に回転させるととも
に回転するウェハ（２）の外周縁近傍内側の裏面に対向
して設けられて互いに離間した２個の光学式検出体（Ｇ
ａ）（６ｂ）がこの検出体（６ａ）　（６ｂ）から投光
した光がウェハ（２）の裏面で反射して来るのを受光し
なくなったのを検出してウェハ（２）の回転を停止させ
、オリフラ基準面（７）を有する基準体（８）とオリフ
ラ（９）をオリフラ基準面（７）に押圧する押圧体（１
０）によって挟圧することによって正確に位置決めする
装置である。

第９図に示す装置は、搬送ベルト（１１ａ）　（１ｌｂ
）によって矢印（１０２）方向から搬送されて来たウェ
ハ（１２）を第１の搬送ベルト（１３ａ）　（１３ｂ）
と第２の搬送ベルト＜１４ａ）（１４ｂ）との受渡し部
（１５）でストッパ（Ｉ　Ｇａ）　（１［ｉｂ）にて搬
送を停止させることによって大まかに位置合わせさせる
。さらにウェハ（１２）の搬送停止にともない搬送ベル
ト（１３ａ）　（１３ｂ）　（１４ａ）（１４ｂ）は、
アーム（１７）の駆動機構（図示しない）による動作に
よって多端を支点（１８）（１９）として近接端が上Ｒ
される（第１０図）。かくして光学検出部（２０ａ）　
（２０ｂ）を有するウェハガイド（２１ａ）　＜２１ｂ
）がウェハ（１２）に対して数ｍ１１程度の位置まで近
接させられる。この後搬送ベルト（１３ａ）　（１４ａ
）を矢印（１０３）方向へ、搬送ベルト（１３ｂ）　（
１４ｂ）を矢印（１０４）方向へと逆回転させる。これ
によりウェハ（１２）は搬送ベルト（１３ａ）　（１４
ａ）系および搬送ベルト（１３ｂ）（１４ｂ）系の慣性
力を受けて自動的に矢印（１０５）方向へ回転する。そ
の後光学検出部（２０ａ）　（２０ｂ）がこの光学検出
部（２０ａ）　（２０ｂ）から投光した光がウェハ（１
２）の裏面で反射して来るのを受光しなくなったのを検
出するとその信号によって搬送ベルト（１３ａ）（１３
ｂ）　（１４ａ）　（＋４ｂ）は回転を停止する。その
後ウェハガイド（２１ａ）　（２ｌｂ）をさらにウェハ
（１２）に近接、接触させることによってウェハ（１２
）の位置決めを行なう装置である。

（発明が解決しようとする問題点） 第８図に示した装置は、心出しピン（３ａ）　（３ｂ）
（３ｃ）　Ｈｄ）（３ｅ）が固定されているので１種類
のサイズのウェハにしか適用できずウェハのサイズが変
更されるとその都度小出しピン（３ａ）　（３ｂ）　（
３ｃ）　（３ｄ）（３ｅ）の配置を変更しなければなら
なく、さらに光学式検出体（（ｉａ）　（６ｂ）も１種
類のサイズのウェハにしか適用できずウェハのサイズが
変更されるとその都度光学検出体（［ｉａ）　（６ｂ）
の配置も変更しなければならないという問題点があった
。

第９図に示した装置は、固定式のストッパ（ｔｅａ）＜
ＩＧｂ）を用いていることやウェハガイド（２１ａ）（
２１ｂ）が１種類のサイズのウェハにしか対応できない
ことなどから第２図に示す装置と同様にウェハのサイズ
が変更されるとストッパ（１６ａ）　（１８ｂ）の配置
やウェハガイド（２１ａ）　（２１ｔ＋）の大きさを変
更しなければならないという問題点があった。

本発明はこのような問題点を除去するためになされたも
ので、円板状のウェハの中心の位１ｕ決め精度を維持し
たままオリフラの位置決めを精度よくでき、さらに半径
の異なるウェハに対しても機構を取りはずし交換するこ
となく精度よく位置決めできるウェハの位置決め装置を
提出することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成させるために本発明は、オリフラを設
けたウェハを上面で支持して回転する回転チャック体と
、上記回転チャック体と同心状に対向した位置に設けら
れ上記ウェハの外聞縁に当接する複数の基準面をもち」
１記回転チャック体に対して同時に進退可能でかっ−Ｆ
下動可能な一対の基■体からなる中心出し機構と、上記
回転チャック体の外周部の対向した位置に設けられ１隻
数種のオリフラの検出部を何し上記回転チャック体に対
して進退可能でかつ上下動可能な検出機構と、上記回転
チャック体の外周部の上記検出機構と対向した位置に設
けられ上記回転チャック体上面で支持された上記ウェハ
を上記回転チャック体の中心方向へ押し出す複数組の押
し付け機構を有し上記回転チャック体に対して進退可能
でかつ上下動可能な押圧体と、上記押圧体と上記回転チ
ャック機 体を誘んで対向した位置に設けられ複数の基準面をもち
上記回転チャック体に対して進退可能でかつ上下動可能
な基準体とからなる位置決め機構とを具備したことを特
徴とするウェハ位置決め装置を提供する。

（作　用） 本発明によれば、位置決めさせる半導体ウェハは回転チ
ャック体上に載置され、中心出し機構による中心出し終
了後回転チャック体上で回転され、オリフラ検出機構に
よりオリフラ面が所定の位置に来たのが検出されると、
回転チャック体は回転を停止し、位置決め機構により最
終的な位置決めがなされる。また半導体ウェハのサイズ
が変更されても中心出し機構、オリフラ検出機構、位置
決め機構はその各機構の駆動領域を制御することで各サ
イズのウェハにも対応可能である。即ち甲導体ウェハの
サイズが変更されても各機構の取りはずし交換など要せ
ずに所用の位置決めを精度よくなしうるちのである。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。本
実施例はオリエンテーションフラットが形成された半導
体ウェハの位置決め装置である。

本装置は回転チャック機構（１）と、テーブルと、位置
決め機構（ＩＶ）とから構成されている。

回転チャック機構（１）は、支持台（２２）上に駆動モ
ータ（２８）と」ユ記駆動モータ（２３）の出力軸（２
４）に回転自在に支持されて上面に吸着孔（２５）を有
する円盤状の真空チャック部（２Ｂ）とからなっている
。

上記真空チャック部（２６）は外部の図示しない真空源
に連通している。オリフラ（２７）を有するウェハ（２
８）は、上記真空チャック部（２Ｇ）上面に吸着保持さ
れ、上記駆動モータ（２３）の駆動により回転駆動され
る。

中心出し機構（ＩＩ）は、上記真空チャック部（２Ｂ）
上面に吸着保持された上記ウェハ（２８）をはさんでテ
ーブル（２９）上に対向する位置に設けられ、サイズの
異なるウェハの外周縁（３０）に当接する基準面Ｃ＋　
（３Ｌａ）　、　Ｃ２（３１ｂ）　、　Ｃ３（３１ｃ）
　。

Ｃ’　（３２ａ）　、　　Ｃ’　（３２ｂ）　、　Ｃ’
　（３２ｃ）を段状に配置　　　　　　　　　　　　　
　２　　　　　　　　　　　　３した一対の基準体（３
３ａ）　（３３ｂ）と、上記一対の基準体（３３ａ）　
（３３ｂ＞を駆動させ取付具（３４）に取付けられたエ
アシリンダ（３５）と、上記一対の基準体（３３ａ）（
３３ｂ）をガイドレール（８７ａ）　（６７ｂ）　（８
７ｃ）　（８７ｄ）に沿って駆動可能に支持するガイド
テーブル（３８ａ）（３６ｂ）　（３６ｃ）　（３０ｃ
）　（３０ｄ）と上記エアシリンダ（３５）の駆動を上
記一対の基準体（３３ａ）　（ａ３ｂ）、／に伝達する
４節リンクで形成されかつその中の対向する２頂点がピ
ン（０８ａ）　（６８ｂ）で上記一対の基準体（３３ａ
）（３３ｂ）と連結された連結棒（３７ａ）　（３７ｂ
）　（３７ｃ）　（３７ｄ）と、上記連結棒（３７ａ）
　（３７ｂ）　（３７ｃ）　（３７ｄ）の移動範囲を制
限するストッパ（３８ａ）　（３８ｂ）　（３８ｅ）　
（３８ｄ）と上記連結棒（３７ａ）　（３７ｂ）　（３
７ｃ）　（３７ｄ）に上記エアシリンダ（３５）の駆動
を伝達する連結棒（３９）および連結板（４０）と、上
記一対の基準体（３３ａ）　（３３ｂ）が１口反する方
向に動（とき上記連結棒（３７ａ）　（３７ｂ）　（３
７ｃ）　（３７ｄ）を介して上記基準体（３３ａ）　（
３３ｂ）に駆動力を付加する弾性体（４１）とから構成
されている。上記弾性体（４１）はピン（４２）とネジ
（４３）に取付けられている。

上記一対の基準体（３３ａ）　（３３ｂ）は、上記エア
シリンダ（３５）の駆動を上述した伝達手段によって伝
達されて吸着保持されたウェハに対して同時に進退駆動
される。

オリフラ検出機構（ｎＩ）は、テーブル（２９）上の上
記基準体（３３ａ）　（３３ｂ）の移動方向と直交する
位置に設けられたガイドレール（４４）上に吸着保持さ
れたウェハ（２Ｂ）に対して進退駆動可能に片持支持さ
れた基準体（４５）と、上記基準体（４５）を駆動させ
、取付具（図示しない）に取付けられたエアシリンダ（
図示しない）と上記エアシリンダと上記基準体（４５）
を連結するガイド溝（４６）を通る連結棒（４７）とか
らなる。さらに、上記基準体（４５）上面には、−）Ｃ
Ｉ）７ラ サイズの異なるウェハの番養嘲嘆；Ｗを検出する検出体
（４８ａ）　（４８ｂ）　（４８ｃ）　、　（４９ａ）
　（４９ｂ）　（４９ｃ）　、　（５０ａ）（５０ｂ）
　（５０ｃ）が設けられており、第５図に示すように上
記検出体（４８ａ）　（４８ｂ）　（４８ｃ）は−上記
基準体（４５）上面に固定され、上記検出体（４９ａ）
　（４９ｂ）　（４９ｃ）　。

（５０ａ）　（５０ｂ）　（５０ｃ）はそれぞれ箱体（
５１）（５２）内部に収納されており、Ｌ記箱体（５１
）（５２）は長ネジ（図示しない）によって上記基準体
（４５）上面に設けられた長穴（図示しない）に取付け
られている。これにより上記箱体（５１）（５２）は上
記基準体（４５）上面でその取付位置を矢印（１００）
方向に対して調節できる。さらに、上記各検出体（４８
ａ）　（４８ｂ）　（４８ｃ）　。

（４９ａ）　（４９ｂ）　（４９ｃ）　、　（５０ａ）
　（５０ｂ）　（５０ｃ）は、光学センサで、内部の投
光素子から出た光がウェハ（２８）の裏面で反射してく
るのを内部の受光素子によって検出する機能を有してお
り、上記回転チャック機構の回転によりオリフラノが所
定の検出体上部に達したとき、これを検出して外部の制
御装置（図示しない）に信号を送出して回転を停止させ
る。さらに上記検出体（４１１ａ）　（４８ｂ）　（４
８Ｃ）　、　（４９ａ）（４９ｂ）　（４９ｃ）　、　
（５０ａ）　（５０ｂ）　（５０ｃ）の各組内における
各検出体の配置は各組の対応するウェハのサイズに応じ
て決められる。また、各検出体は１つの束にまとめられ
上記基準体（４５）の孔（）ｉ　）を通されて外部の制
御装置に接続されている。

位置決め機構（ＩＶ）は、テーブル（２９）上で」二記
基■体（４５）に対して平行移動するように設けられた
ガイドレール（５３）上に第４図に示すようｉ片持支持
された基■体（５４）と、テーブル（２９）上で」二記
基章体（５４）と上記真空チャック部（２６）上面に吸
着保持された上記ウェハ（２８）をはさんで対向する位
置に設けられかつ上記基準体（５４）の移動方向と同方
向に移動するように設けられた押圧体（５５）とからな
っている。上記基準体（５４）は、ガイド溝（５６）を
通る連結棒（５７）によって取付具（５８）に取付けら
当接する基準山ｊＤ　＋　（６Ｑａ）、Ｄ　２　（ＧＯ
ｂ）、Ｄ　３　（ＧＯｃ）を段状に配した形状になって
いる。上記押圧体（５５）は、ガイド溝（８１ａ）　（
８１ｂ）を通して設けられており第２図に示すように取
付具（６２）に取付けられたエアシリンダ（６３）と連
結されている。さらに上記押圧体（５５）は、上記基準
面Ｄ　＋　（６０ａ）−Ｄ　２（Ｂｏｂ）　、　Ｄ　３
　（［１０ｃ）　ヘ上記ウェハ（２８）の外周縁に当接
して上記ウェハ（２８）を押圧するとともにこの抑圧方
向とは直角な方向への上記ウェハ（２８）の移動を阻止
できかつ抑圧時の衝撃を緩衝吸収する弾性体（６４ａ）
　（６４ｂ）　（Ｉｌｉ４ｃ）　（８４ｄ）　（８４ｅ
）　（８４ｆ）を巻回した押圧具（８５ａ）　（８５ｂ
）　（６５ｃ）　（８５ｄ）　（８５ｅ）　（８５１’
）を上記基準面Ｄ　＋　（６０ａ）、Ｄ　２　＜ＧＯｂ
）、Ｄ　３　（６０ｃ）と対向する位置に段状に配した
形状をしている。また、上記基準体（５４）と上記押圧
体（５５）はウェハ（２８）に対して同時または個々に
進退駆動可能である。

また、上記テーブル（２９）は、エアシリンダ（８６ａ
）（ＧＧｂ）によって上下駆動され、これにより上記テ
ーブル（２９）上に設けられた各機構は任意の高さに調
節できる。

次に上述の実施例の動作について説明する。

最初回転チャック機構（１）は回転せず停止している。

一対の基準体（３３ａ）（Ｊｂ）　、基準体（４５）、
基準体（５４）、押圧体（５５）はテーブル（２９）上
で回転チャック機？ｇ　（１）に対して後退した位置に
ありかつテーブル（２９）は下降した状態にある。先ず
、オリフラ（２７）を有するウェハ（２８）が真空チャ
ック部（２６）上に載置され吸着保持される。このとき
の吸ｉテカは、一対の基準体（３３ａ）　（３３ｂ）、
基準体（５４）、押圧体（５５）によって真空チャック
部（２６）上で吸着保持されたウェハ（２８）に加えら
れた力に対してこのウェハ（２８）が真空チャック部（
２６）上で移動可能な程度でよい。また、ウェハ（２８
）は真空チャック部（２６）上に載置されるときおおま
かな中心出しはされているように裁置される。続いてテ
ーブル（２９）が吸着保持されているウェハ（２８）の
サイズに対してあらかじめ定められた上昇駆動距離だけ
上昇し、その後両側から一対の基準体（３３ａ）　（３
３ｂ）が同時に前進してウェハ（２８）を挟圧して中心
出しをする。このとき各ウェハサイズに対してあらがし
め上昇駆動距離が定められているので、ウェハ（２８）
に対する前進駆動距離はウェハのサイズが変わっても一
定のままでよい。

中心出し終了後、一対の基準体＜３３ａ）　（３３ｂ）
はウェハ（２８）に対して後退し、テーブル（２９〉は
一定距離だけ下降する。このときの下降駆動距離は、基
準体（４５）が中心出しを終えたウェハ（２８）の外周
縁近傍裏面下に進入できかつ検出体（４８ａ）　（４８
ｂ）（４８ｃ）　、　（４９ａ）　（４９ｂ）　（４９
ｃ）　、　（５０ａ）　（５０ｂ）　（５０ｃ）がウェ
ハ（２８）のオリフラ（２７）を検出できる距離でよい
。

この後基準体（４５）は、ウェハ（２８）に対してウェ
ハ（２８）のサイズに対してあらかじめ決められた駆動
距離だけ前進し、ウェハ（２８）の外周縁近傍裏面下に
進入する。これにより保持されているウェハ（２８）の
サイズに適した検出体がウェハ（２８）の外周縁近傍裏
面下のオリフラ検出最適位置に配置される。その後駆動
モータ（２８）を駆動させて真空チャック部（２Ｂ）、
ウェハ（２８）を回転させ、第７図（２）に示すような
状態になったとき駆動モータ（２３）は一時停止した後
、再び低速で駆動し第７図（３）に示すような状態にな
ったとき検出体から信号が送出され駆動モータ（２３）
は停止する。

オリフラ検出後、基準体（４５）は後退し、その後テー
ブル（２９）が吸着保持されているウェハ（２８）のサ
イズに対してあらかじめ定められた上昇駆動距離だけ上
昇する。このとき真空チャック部（２Ｂ）は外部真空源
による吸着を停止する。

この後基準体（５４）と押圧体（５５）がウェハ（２８
）方向に一定距離だけ前進駆動する。ここで、基準体（
５４）と押圧体（５５）は各ウェハサイズに対してあら
かじめ上ｙ７駆動距離が定められているので、ウェハ（
２８）に対する前進駆動距離はウェハのサイズが変わっ
ても一定のままでよい。その後基準体（５４）と押圧体
（５５）が前進駆動され、オリフラ（２７）は基準体（
５４）の基準面Ｄ　Ｉ（８０ａ）　Ｄ　２　（Ｂｏｂ）
　Ｄ　３（６０ｃ）の中の相当する基準面に押圧具（６
５ａ）　（８５ｂ）　（８５ｃ）（６５ｄ）（θ５ｅ）
（θ５１’）の中のトロ当する抑圧具によって押付けら
れ、これによりウェハ（２８）は位置決めされる。この
際、基準体（５４）と押圧体（５５）はオリフラ（２７
）が相当する基準面に対して平行でない状態で両側から
挟圧される場合もあるが、ウェハは吸着されていないの
でわずかな挟圧力で位置決めされる。この後再び真空チ
ャック部（２６）によって吸着保持されたのち基準体（
５４）と押圧体（５５）は後退する。これによりウェハ
の最終的な位置決めが終了する。

なお、この一連の動作は外部の制御装置によって制御さ
れている。

本実施例においては半導体ウェハについて述べたが、こ
れに限定されずオリフラを有する。ウェハならよい。ま
た、一対の基準体（３３ａ）　（３３ｂ）、基準体（５
４）、押圧体（５５）は段状に構成されているが別の構
成方法でもよく、オリフラ検出部の基準体（４５）への
取付け方法も他の方法でよく、さらに非接触ならば他の
検出方法を用いてもよい。また、駆動モータはＤＣモー
タでよく、他のモータでもよい。

また、本実施例では各機構はテーブル（２９）によって
上下動されていたが、各機構に独自の駆動装置を設ける
ことによって上下動させることも可能である。

［発明の効果］ 本発明によれば、サイズの異なる数種のウェハの位置決
めにも装置の段取りかえをすることなく対応することが
できる。また、回転チャック体により回転する半導体ウ
ェハの所定位置（オリフラ面）を検出部が検出したとき
回転が停止し所定の位置決めが行なわれるため、煩雑な
演算手段も必要としない。また、ウェハを回転チャック
体で保持したまま回転させるので、心出し精度をそのま
ま維持することができる。

さらに、サイズの異なる数種のウェハにも装置の段取り
かえをすることなく対応できるということは、装置の段
取りかえをする回数を削減することができるうえ、段取
りかえの際の発塵の問題も解消されるので、クリーンル
ーム内での使用にも有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の詳細な説明図で、第１図
は本発明の一実施例の平面図、第２図は同じく第１図Ａ
−Ａ’線上でＡ′方向から見た要部断面図、第３図は同
じく第１図Ｂ−Ｂ’線上でＢ′力方向ら見た要部断面図
、第４図は同じく第１図Ｃ方向から見た要部斜視図、第
５図は同じく第４図上部拡大図、第６図は同じく第１図
り方向から見た要部正面図、第７図は検出体とウェハの
位置関係を示す図、第８図は従来例の平面図、第９図は
他の実施例の平面図、第１０図は第９図のＥ方向から見
た要部正面図、第１１図は第７図の各状態における検出
体と駆動モータの動作状態を示すものである。 （２２）・・・支持台　　　　　（２３）・・・駆動モ
ータ（２Ｂ）・・・回転チャック体　（２８）・・・ウ
ェハ（２９）−・・テーブル　　　（３３ａ）、（Ｈｂ
）　−・・基準体（３６ａ）、（３６ｂ）、（３６ｃ）
、（３Ｇｄ）−ガイドテーブル（４４）・・・ガイドレ
ール （４８ａ）　（４８ｂ）　（４８ｃ）　、　（４９ａ）
　（４９ｂ）　（４９ｃ）　。 （５０ａ）（５０ｂ）（５０ｃ）　　−検出体（５３）
・・・ガイドレール

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 オリエンテーションフラットを設けたウェハを上面で支
   持して回転する回転チャック体と、上記回転チャック体
   と同心状で対向した位置に設けられ上記ウェハの外周縁
   に当接する複数の基準面をもち上記回転チャック体に対
   して同時に進退可能でかつ上下動可能な一対の基準体か
   らなる中心出し機構と、 上記回転チャック体の外周部の対向した位置に設けられ
   複数種のオリエンテーションフラットに対応できる検出
   部を有し上記回転チャック体に対して進退可能でかつ上
   下動可能な検出機構と、上記回転チャック体の外周部の
   上記検出機構と対向した位置に設けられ上記回転チャッ
   ク体上面で支持された上記ウェハを上記回転チャック体
   の中心方向へ押し出す複数組の押し付け機構を有し上記
   回転チャック体に対して進退可能でかつ上下動可能な押
   圧体と、上記押圧体と上記回転チャック体を挾んで対向
   した位置に設けられ複数の基準面をもち上記回転チャッ
   ク体に対して進退可能でかつ上下動可能な基準体とから
   なる位置決め機構とを具備したことを特徴とするウェハ
   位置決め装置。