JPS6232625A - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明はウェハ位置決め装置に関し、特に半導体ウェハ
の処理前に同ウェハのオリエンテーションフラットの位
置を決める際に好適な装置に関するものである。

口、従来技術 従来、半導体ウェハ（スライス）の水洗、洗浄等の処理
前に、第１０図に示すようなオリエンテーションフラッ
ト位置決め装置１によって、バスケット２内のウェハ３
を個々に取出してそのオリエンテーションフラット４を
位置決めする作業が行なわれる。こうした作業は、オリ
エンテーションフラット４を位置決めし、同フラット位
置に付されたロフト魚を反射型センサ５と画像処理カメ
ラ６との組合せによって調べ、上記処理の対象が誤って
いないかどうかを確認するためのものである。

この作業においては、ウェハを正確に位置決めすること
以外に、ウェハに生じ得るキズやゴミを最小限に抑える
必要があるが、従来装置ではそうした要求に応えること
のできるものは存在していない。

例えば第１１図に示す装置では、真空チャック構造の回
転ステージ７上にウェハスライス３を支持し、矢印８方
向に回転させて、オリエンテーションフラット４が一対
の反射型センサ５をオンさせたとき（即ち、図示の如く
にセンサ５が露出したとき）に回転を停止させ、位置決
めを行なっている。そして、この位置で上方のカメラ６
により、オリエンテーションフラット４近傍のロットＩ
ｔヲ読取る。なお、図中の９は回転ステージ７の真空吸
引溝、１０は回転ステージ７に連なる真空吸引管、１１
は真空バルブ、１２はモータである。

しかしながら、第１１図の装置では、第１２図に示すよ
うに、ウェハスライス３の直径Ａと、オリエンテーショ
ンフラット４に直交して回転中心Ｐを通る径Ｂとに夫々
寸法上のばらつきがあるとるいは回転ステージ７の回転
中心とウェハ３の中心Ｐとの間に中心金せずれがあると
、センサ５をオンさせるタイミングにずれが生じる。こ
の結果、オリエンテーションフラット４を目的とする位
置（又は角度）に安定して停止させることができないこ
とになる。

他方、第１３図〜第１５図に示す別の装置によれば、ウ
ェハスライス３をテーブル１３上でエア１４によって浮
上させ、同時にエア吹出し方向を矢印１５方向に偏位さ
せると、ウエハスライ−ス３はアイドルプーリー１６及
び１７と駆動プーリー１８の側に押圧される。次いで駆
動プーリー１８をモータ１９で矢印２０方向く即ち反時
計方向）へ回転させると、ウェハスライス３は矢印２１
方向（即ち時計方向）へ回転を始める。そして、オリエ
ンテーションフラット４が駆動プーリー１８に対向した
時点から、駆動ブーＩＪ　−１８とウェハスライス３と
の接触が断たれて回転が停止し、第１５図の如き状態に
なる。

ところが、この第１３図〜第１５図の装置においても、
第１２図に示した寸法Ａ及びＢにばらつきがあると、や
はりスライス３０回転停止位置が一定しないという欠点
がある上に、特に駆動プーリー１８にスライス３が長時
間接触して回転駆動されるためにスライス３に有害なゴ
ミ又は傷が生じ易くなる。

ハ０発明の目的 本発明の目的は、ウェハに寸法のばらつきがあっても、
ウェハを正確に位置決めできると共に、ゴミや傷の発生
を最小限にできる装置を提供することにある。

二０発明の構成 即ち、本発明は、少なくとも可動ローラ（望ましくは固
定ローラ及び可動ローラ）を有し、ウェハを弾性的に把
持するセンタリング手段（例えば後述のセンタリングチ
ャック）と；前記ウェハを支持しながら回転させる回転
手段（例えば後述の回転ステージ）と；この回転時に前
記可動ローラが前記ウェハに接触しない位置まで前記セ
ンタリング手段を移動させる移動手段（例えば後述のリ
ターンローラを含む往復動機構）と；前記ウェハが所定
位置まで回転した後に、このウェハ周辺の直線部（即ち
オリエンテーションフラット）を押してこのウェハを前
記可動ローラに圧接させる位置まで移動させる押圧移動
手段（例えば後述のプッシャ）とを有するウェハ位置決
め装置に係るものである。

ホ、実施例 以下、本発明の実施例を図面について詳細に説明する。

本実施例による半導体ウェハ位置決め装置の構成を第１
図〜第４図で説明する。ウェハを真空吸引方式で支持し
ながら回転させる回転ステージ７は、第１１図で述べた
と同様にモータで駆動され、吸引用の溝９が真空吸引管
に接続されたものからなっている。従って、回転ステー
ジ７上で、真空パルプのオン・オフによってウェハを吸
着固定又は吸着解除を行なえる。ウェハの位置決めに極
めて重要な働きをなすセンタリングチャック３０及び３
１は左右に一対設けられていて、往復動タイプのエアシ
リンダ３２及び３３によってスライドシャフト３４及び
３５に沿って夫々平行移動可能になっている。各センタ
リングチャック３０及び３１の上面には夫々、１つの固
定ローラ３６．３７と２つの可動ローラ３８及び３９．
４０及び４１が設けられている。各可動ローラ３８〜４
１は第２図に明示するように、断面り字形のブロック４
７に固定した支軸４２の周りに回動可能に取付けられた
レバー４３に設けられ、このレバー４３を圧縮バネ４４
で常に一方向へ付勢することによって常時時計方向（ロ
ーラ４０．４１のみ）に付勢されている。ローラ３８．
３９についてはそれとは逆に、同様の機構で常時反時計
方向に付勢されている。なお、４５は圧縮バネ４４のバ
ネ力調整用の調整ネジ、４６は可動ローラ４０．４１の
位置調整を行なうためのストッパネジである。

また、各センタリングチャック３０．３１の下方には、
第３図及び第４図に明示するように、リターンローラ４
８を有するレバー５２がピン４９によって固定のホルダ
ー５０に対し回動自在に取付けられ、バネ５１によって
一方向に付勢されている。なお、図面には一方のセンタ
リングチャック３０側を示したが、他方のセンタリング
チャック３１側も上記と同様のリターンローラを有する
機構が設けられている。第３図はセンタリングチャック
３０と３１とが対向し合って仮想線の如くにウェハスラ
イス３を把持するときの状態を、第４図はエアシリンダ
３２及び３３によってセンタリングチャック３０と３１
とを離間せしめるときを示す。エアシリンダ３２．３３
には導管５３．５４を介して圧縮空気５５が通され、こ
れによってエア切換バルブ５６の操作でエアシリンダ３
２．３３を前進、後退及び中間状態の３通りの状態に設
定することができる。

両センタリングチャック３０−３１間においては、回転
ステージ７から所定距装置いて反射型の光学式センサ５
が配され、この上方に画像処理カメラ６が配されている
点は既述した装置と同様である。但し、エアシリンダ５
７で作動せしめられるブツシャ５８が設けられていて、
後述する如くにウェハスライスの最終的位置決め操作に
用いられる。

次に、上記の如くに構成された位置決め装置の動作を説
明する。

まず、回転ステージ７上にウェハスライス３を載置する
が、このときにはオリエンテーションフラット４は一般
に任意の方向に存在している。次いで、エア切換バルブ
５６を作動させ、センタリングチャック３０及び３１を
互いに近づく方向に移動させる。この移動距離はエアシ
リンダ３２及び３３のストロークによって決められる（
第３図参照）。これによって、第５図に示すように、一
対のセンタリングチャック３０−３１間にウェハスライ
ス３が両側から把持されるが、これは各ローラ３６．３
７．３８．３９．４０．４１によって行なわれる。即ち
、固定ローラ３６．３７によってウェハ３が両側から接
触せしめられながら、左右の可動ローラ３８及び３９と
４０及び４１とがウェハ３に対し弾性的に接触し、ウェ
ハ３の形状又はサイズに第６図（径が大きいとき）及び
第７図（径が小さいとき）の如くに差があっても、上述
した圧縮バネ４４の作用によって常に柔かくウェハ３を
その中心方向へ均等かつ弾性的に押すことができる。オ
リエンテーションフラット４の向きが任意であることを
考慮すればウェハ３のセンタリング動作にとってはロー
ラ３６〜４１の個数は最低限必要なものである（即ち、
ローラは少なくとも６つ設けるのが望ましい：固定ロー
ラは左右に少なくとも１つずつ、可動ローラも左右に少
なくとも２つずつ）。

このようにして、ウェハ３の形状、サイズに拘らず常に
そのセンタリング（中心合せ）を実現できる。そして、
次にエア切換バルブ５６を中立状態に切換えると、バネ
５１によって付勢されたリターンローラ４８の作用でセ
ンタリングチャック３０−３１間は僅かに開かれる（離
間せしめられる）。この開き量は、次のウニへ回転中に
もその外周辺が可動ローラ３８．３９．４０．４１に接
触しないような十分な量に設定する。この際、固定ロー
ラ３６．３７も勿論接触することはない。

この状態で、回転ステージ７によってウェハ３を吸着し
ながら回転させ、第８図の如くに、オリエンテーション
フラット４がセンサ５側に位置せしめる。このとき、セ
ンサ５によってオリエンテーションフラット４が検出さ
れ、これに基いてステージ７のモータが停止し、ウェハ
３は回転停止される。この際、ウェハ３はほぼブツシャ
５日に対向した状態となる。

ここで次に、ブツシャ５８を矢印５９方向へ前進させ、
第８図の状態では僅かに偏位（即ち、オリエンテーショ
ンフラット４が僅かに傾斜）したオリエンテーションフ
ラット４を第９図のように押して位置修正しながら、ウ
ェハ３の位置を僅かにずらす。この結果、ウェハ３は所
定の可動ローラ３８．４０に対して矢印６０．６１方向
に圧接せしめられるから、ウェハ３は左右にずれること
なく正しく位置決めされることになる。

以上に説明したことから理解されるように、本実施例の
装置によれば、ウェハスライスの寸法（形状、サイズ）
にばらつきがあっても、可動ローラによりウェハスライ
スを把持するためにそのばらつきを吸収できると共に、
回転後にブツシャでウェハスライスの位置を補正すると
きにも可動ローラに圧接せしめて常に正しい位置に保持
することができる。従って、常に正しい位置にウェハス
ライスを位置決めできる。しかも、ウェハスライスの回
転中は、ウェハスライスに対し可動ローラ（固定ローラ
も）が接触しないようにしているから、接触時間が最小
となり、有害なゴミや傷の発生量を可能な限り少なくす
ることができる。

以上、本発明を例示したが、上述の実施例は本発明の技
術的思想に基いて更に変形可能である。

例えば、上述したローラの個数や配置等は変更可能であ
り、場合によってはセンタリングチャックの固定ローラ
は省略してもよい。また、センタリング手段や回転手段
はチャック方式による以外にも他の方式が適用できる。

へ０発明の作用効果 本発明は上述した如く、可動ローラを有するセンタリン
グ手段でウェハを把持するために、ウェハの寸法にばら
つきがあってもそのばらつきを吸収できると共に、回転
後にウェハの位置を補正するときにも可動ローラに圧接
せしめて常に正しい位置に保持することができる。従っ
て、常に正しい位置にウェハスライスを位置決めできる
。しかも、ウェハの回転中は、ウェハに対し可動ローラ
が接触しないようにしているから、接触時間が短かくな
り、有害なゴミや傷の発生量を少なくすることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は本発明の実施例を示すものであって、 第１図は半導体ウェハ位置決め装置を概略的に示す斜視
図、 第２図は可動ローラ部分の拡大斜視図、第３図、第４図
はセンタリングチャックの位置の変化状況を示す各一部
断面正面図、 第５図、第６図、第７図は半導体ウェハの把持状態を夫
々示す各要部平面図、 第８図はウェハ回転時の要部平面図、 第９図はウェハ位置補正時の要部平面図である。 第１０図〜第１５図は従来例を示すものであって、 第１０図は半導体ウェハ位置決め装置の全体の斜視図、 第１１図は同装置の要部概略斜視図、 第１２図は半導体ウェハの平面図、 第１３図は他の位置決め装置の要部平面図、第１４図は
第１３図の右側面図、 第１５図は位置決め時の要部平面図 である。 なお、図面に示す符号において、 ３−・−・・−−一−−・・−半導体ウェハ４−・・・
−・−・−オリエンテーションフラット５−・−・・・
−・−（反射型）センサ６・−−−−−−−・−・−・
画像処理カメラ７−・−・−−−−−一回転ステージ ９・−・−・−・−−−一−−吸引溝 ３０．３１−・−・・−−−一−・−・・センタリング
チャック３２．３３．５７−・−・−・−・・・エアシ
リンダ３４．３５−−−−−−−・−・・スライドシャ
フト３６．３７・−−−〜−−−−−−−−・固定ロー
ラ３８．３９．４ｏ、４１・−曲用面一可動ローラ４２
−・・−・−一−−−−・支軸 ４４．５１−・・−・−−−−・・バネ４８・−・・・
・・・−・−・・リターンローラ５６−−−−−−一・
・−エア切換バルブ５８−−−−−−−一・−プッシャ である。 代理人　弁理士　　逢　坂　　宏 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第１１図 第１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、少なくとも可動ローラを有し、ウェハを弾性的に把
   持するセンタリング手段と；前記ウェハを支持しながら
   回転させる回転手段と；この回転時に前記可動ローラが
   前記ウェハに接触しない位置まで前記センタリング手段
   を移動させる移動手段と；前記ウェハが所定位置まで回
   転した後に、このウェハ周辺の直線部を押してこのウェ
   ハを前記可動ローラに圧接させる位置まで移動させる押
   圧移動手段とを有するウェハ位置決め装置。