JPS61208841A - 半導体ウエハの位置合せ装置 - Google Patents

半導体ウエハの位置合せ装置

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JPS61208841A
JPS61208841A JP60050810A JP5081085A JPS61208841A JP S61208841 A JPS61208841 A JP S61208841A JP 60050810 A JP60050810 A JP 60050810A JP 5081085 A JP5081085 A JP 5081085A JP S61208841 A JPS61208841 A JP S61208841A
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JP
Japan
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semiconductor wafer
stage
positioning
wafer
alignment
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JP60050810A
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English (en)
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Yoshimichi Sakurai
櫻井 義通
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Original Assignee
Sony Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体製造分野で用いる半導体装置の位置合
せ装置に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、半導体ウェハの位置合せ装置において、半導
体ウェハを支持するステージの面より空気を噴き出して
半導体ウェハを回転させ、ウェハのオリエンテーション
・フラット部に位置決め手段を係合させることにより、
半導体ウェハの予備位置合せを精度よく行えるようにし
たものである。
〔従来の技術〕
半導体装置の製造において、例えば露光工程、線幅測定
工程などでは半導体ウェハの位置合せが重要となる。通
常、この様な場合の位置合せは、予備位置合せ(所謂プ
リアライメント)と、本位置合せ(所謂本アライメント
)で行われる。従来の予備位置合せでは、半導体ウェハ
を2〜3個のローラで押しながら回転させ、半導体ウェ
ハのオリエンテーション・フラット部(半導体ウェハの
周縁の一部を直線状に切り欠いた平坦部分)を検出する
と共に、このオリエンテーション・フラット部を位置決
め手段の平坦な面に当接して半導体ウェハの位置決めを
行っていた。その後、空気の受は渡しで半導体ウェハを
位置合せステージに運ぶようになされる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述したような予備位置合せでは、半導体ウェハの予備
位置合せ精度が悪いこと、予備位置合せ後の空気の受は
渡しによる半導体ウェハの搬送で位置ずれが生ずること
等の問題がある。予備位置合せ精度が悪いまま、位置合
せステージへ半導体ウェハを搬送すると、次のような問
題が生じるものであった。
本位置合せに時間がかかりすぎる。本位置合せは自動で
行うが、自動位置合せできる範囲に入らないことによっ
て自動による本位置合せが出来ない。1時間当りの処理
枚数(スルーブツト)が悪化する。
本発明は、上述の問題点を改善した半導体ウェハの位置
合せ装置、特に予備位置合せ行う装置を提供するもので
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、半導体ウェハ(3)を支持するステージ(2
1)と、ステージ(21)の半導体ウェハ(3)を支持
する面(21A ) 、  (21B )より空気を噴
き出して半導体ウェハ(3)を回転させる手段(24)
と、半導体ウェハ(3)のオリエンテーション・フラッ
ト部(4)と係合して半導体ウェハ(3)の回転を停止
させる位置決め手段(33)とを備えて成る。
ウェハ(3)の回転手段(24)は、ステージ(21)
の半導体ウェハ(3)を支持する面(21A ) 、 
 (21B )に、中央を挟んで設けた夫々に独立する
同心状の半円溝群より成る。半円溝群(24a )及び
(24b)における夫々の複数の半円溝(25)は互に
連結溝(26)によって連通され、各半円溝群(24a
 )及び(24b)の互の対称位置に夫々空気を真空に
引く、或は空気を噴き出すための空気口(27) 。
(28)が設けられる。
ステージ(21)は位置決め手段(32)側に3゜〜5
°の傾き角度で傾斜可能に構成される。
一方、位置決め手段(32)は3つの位置決めピン(3
Qa ) 、  (30b )及び(30c )を有し
て成り、そのうちの2つのピン(30a ) 、  (
30b )が半導体ウェハ(3)のオリエンテーション
・フラット部(4)に、他の1つのピン(30c)が円
周部に夫々当接しく第4図参照)得るように設けられる
〔作用〕
ステージ(21)の面に半導体ウェハ(3)が搬送され
ると、空気口(27) 、  (28)より真空に引、
かれて半導体ウェハ(3)がステージ面上に真空吸着さ
れる。この状態でステージ(21)が3°〜5°の角度
に傾いて後、位置決め手IR(32)のピン(30a 
) 。
(30b )及び(30c)が半導体°ウニA (3)
の周縁に対応する位置に持来たされる。次に、切換手段
によって空気口(26) 、  (27)より空気をス
テージ面上に噴き出す。このとき、空気が両半円溝群(
24a )及び(24b )に第2図の矢印方向に沿っ
て流れることによって、半導体ウェハ(3)はステージ
面(21A) 、  (21B )上で回転し、且つ自
重で傾斜面に沿って下り、位置決めピン(30a)。
(30b ) 、  (30c )に接触するようにな
る。そして、ピン(30a) 、  (30b) 、 
 (30c)が夫々半導体ウェハ(3)のオリエンテー
ション・フラット部(4)と円周部に当接したところで
回転が停止し、オリエンテーション・フラット部(4)
の位置合せがなされる。次で、再び半導体ウェハ(3)
を真空吸着して後、本位置合せされる装置に移る。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明による半導体ウェハの位置
合せ装置の一実施例を説明する。
第1図において、(1)は第1の予備位置合せ装置、(
2)は本発明に係る第2の予備位置合せ装置、(3)は
オリエンテーション・フラット部(4)を有した位置合
せされるべき半導体ウェハ(第4図参照)を示す。第1
の予備位置合せ装置(1)においては、半導体ウェハ(
3)が送られて載置される基台(5)を有し、その中央
部を通る割溝部(6)内に半導体ウェハ(3)を第2の
予備位置合せ装置へ搬送する搬送体(7)が配される。
この搬送体(7)は割溝部(6)に沿って移動可能に配
され、その上面に半導体ウェハ(3)を真空吸着する真
空チャック(8)が設けられる。この場合、基台(5)
の面(5a)と搬送体(7)の面(7a)とは同一面上
に配される。そして、基台(5)上には半導体つエバ(
3)に転接して、ウェハ(3)を回転させる3つのロー
ラ(9a) 、  (9b)及び(9C)が設けられ、
さらに、半導体ウェハ(3)の周辺に対応する所定位置
にオリエンテーション・フラット部(4)を検出するセ
ンサーα0)と、これより少し離れた位置にオリエンテ
ーション・フラット部(4)に当接してウェハ(3)を
位置決めする保持部(11)が設けられる。各ローラ(
9a) 、  (9b)及び(9c)は長孔(12)を
介して移動可能に配され、そのうちの1つのローラ(9
a)が駆動源に直結される。保持部(If)は矢印方向
に移動可能とされ、センサーa〔でオリエンテーション
・フラット部(4)が検知されたならば、移動して丁度
オリエンテーション・フラッド部(4)に衡合してウェ
ハ(3)を保持するようになされる。
この第1の予備位置合せ装置(11に至る移送通路(1
3)には半導体ウェハ(3)を空気流で移送する所謂エ
アートラック(14)が配される。(15)はガイド部
である。
一方、第2の予備位置合せ装置(2)は、半導体ウェハ
(3)を支持する円形のステージ(21)と、半導体ウ
ェハの周辺に当接してそのオリエンテーションホ・フラ
ット部(4)の位置を決める位置決め手段(22)を有
して成る。ステージ(21)はその中央に第1の予備位
置合せ装置[11の搬送体(7)が通り得る溝部(23
)が設けられると共に、溝部(23)にて2分された上
面(21A ”)及び(21B ’)に夫々真空チャッ
ク兼ウェハ(3)の回転手段となる半円溝群(24) 
 7 (24a ) 、  (24b ) )が設けら
れる。この半円溝群(24a )及び(24b )は、
第2図及び第3図に示すように夫々同心状の複数の半円
溝(25)とこれら半円溝(25)を連通ずる連結溝(
26)からなり、その半円溝群(24a )及び(24
b)の互に対称位置(中央の溝部(23)の延長方向に
関して対称位置)に空気口(27) 、  (28)が
設けられる。この空気口(27) 、  (28)には
図示せざるも夫々切換手段を介して真空吸引手段及び空
気噴き出し手段が連結される。(29)は位置決め手段
(22)の3つの位置決めピン(30a ) 、  (
30b )及び(30c )が入り得る凹部である。又
、ステージ(21)は溝部(23)の延長方向に沿う軸
(31)(第5図参照)を中心に位置決め手段(22)
側に3°〜5°傾斜可能に、またその反対側に90°回
転可能に配される0位置決め手段(22)側への傾斜手
段としては、第5図に示す如くステージ(21)の支持
体(44)下面の突部(45)に接する板カム(43)
とこれを移動させるビンシリンダー(42)とからなり
、突部(45)が板カム(43)の上部カム面に接して
いるときはステージ(21)が水平に維持され、ピンシ
リンダー(42)によって板カム(43)が移動すると
ステージ(21)が傾斜するように構成される。
位置決め手段(22)は、3つの位置決めピン(30)
  ((30a ) 、  (30b ) 、  (3
0c ) )を有して成る。この3つの位置決めピン(
30a ) 、  (30b )及び(30c)は第4
図に示すように半導体ウェハ(3)のオリエンテーショ
ン・フラット部(4)に2つのピン(30a ) 、 
 (30b )が、また円周部に1つのピン(30c)
が対応するような位置関係に配される。これら位置決め
ピン(30)は支持ブロック(32)に支持され、ステ
ージ(21)の溝部(23)の延長方向と平行するガイ
ド棒(33)に沿って移動可能になされると共に、上下
方向に移動可能に配される。この支持ブロック(32)
は例えばリニアパルスモータ(39)によってガイド棒
(32)上を移動する。(34)及び(35)は支持ブ
ロック(32)を介して位置決めピン(30)が移動す
る際の始点及び終点を検知するホトセンサーである。
なお、この位置決めピン(30)にはY方向、X方向及
び角度θの調整機構が設けられる。(36)はY方向の
調整用つまみ、(37)は軸(38)を中心に回動せし
めるθ調整用つまみである。
次に、かかる構成の動作を説明する。
先ず、第1図に示すように、前工程からエアートランク
(14)を通じて半導体ウェハ(3)が第1の予備位置
合せ装置(1)に送られ、搬送体(7)上に置かれる。
この位置に半導体ウェハ(3)が来ると、3つのローラ
(9a) 、  (9b)及び(9c)が半導体ウェハ
(3)の円周部に転接し、駆動源に直結したローラ(9
a)によって半導体ウェハ(3)が回転する。ウェハ(
3)のオリエンテーション・フラット部(4)がセンサ
ー0ωの位置に来て検知されると、保持部(11)が前
進して丁度オリエンシージョン・フラット部(4)が保
持され、半導体ウェハ(3)の回転が停止する。
即ち半導体ウェハ(3)に対して第1の予備位置合せが
行なわれる。この状態で搬送体(7)が半導体ウェハ(
3)を真空吸着して移動し、第2の予備位置合せ装置(
2)のステージ(21) 、即ちその溝部(23)内に
入る。なお、搬送体(7)の起動時には、ローラ”  
 (9a)〜(9C)及び保持体(11)は半導体ウェ
ハ(3)から離れる。
ステージ(21)においては、搬送体(7)の真空吸着
が解除されると同時に、ステージ(21)側で真空吸着
が動作し、ウェハ(3)が丁度半円溝群(24)を寒く
状態となるために半導体ウェハ(3)がステージ(21
)の上面に吸着される(第5図A参照)。
その後、搬送体(7)は第1の予備位置合せ装置(1)
に戻る。
次に、第5図Bに示すように、ピンシリンダー(42)
により板カム(43)が押されステージ(21)の全体
が軸(31)を中心に傾斜する。次で位置決めピン(3
0)がガイド棒(33)に沿って移動すると共に、ステ
ージ(21)の面の凹部(28)に入るように降下する
。次に、真空吸着状態から切換わり、空気口(27)及
び(28)から空気がステージ面上に噴き出される(空
気供給圧は3〜5Kgf/co!程度を可とする)。こ
の空気は溝(26) 、  (25)に流れるが、この
とき一方の半円溝群(24a)では矢印方向aに、他方
の半円溝群(24b )では反対矢印方向すに空気の流
れが生じるので半導体ウェハ(3)はステージ面上で回
転し、且つ自重で傾斜面に沿って下る。このため、ウェ
ハ(3)のオリエンテーション・フラット部(4)が丁
度2つのピン(30a)。
(30b)に当接し、他の1つのピン(30c)が円周
部に当接した時点でウェハ(3)の回転が停止する。
即ち、この停止位置が第2の予備位置合された位置とな
る。次で、再び半導体ウェハ(3)がステージ(21)
上に真空吸着され、第5図Cに示すように、軸(31)
を中心にステージ(21)の全体が反対側に90°回転
し、半導体ウェハ(3)が例えば露光装置(40)に配
される。(41)は所定パターンの光学マスクである。
この露光装置(40)においては、自動位置合せ機構が
設けられており、半導体ウェハ(3)に対して自動的に
本位置合せが行われる。
かかる構成の予備位置合せ位置(2)によれば、ステー
ジ(21)上で予め設定された位置決ピン(30)によ
り半導体ウェハ(3)の予備位置合せを行い、その状態
で半導体ウェハ(3)をステージ(21)上に真空吸着
すると共にステージ自体を回動してその半導体ウェハ(
3)を本位置合せ装置に持来たすようになされる。従っ
て、従来のように予備位置決めされた半導体ウェハを空
気の受は渡しで本位置合せ装置に搬送することがないた
め、予備位置合せ精度が大幅に向上する。因みに従来の
精度が±150μm〜200μmであったのに対し、本
発明における精度は±10μmであった。
また、予備位置合せ精度が向上することによって、本位
置合せ時間が短縮され、また、自動による本位置合せが
可能となる。また、半導体ウェハ(3)の単位時間当り
の処理枚数(スルーブツト)が向上する。
さらに、予備位置合せ装置(2)は構造が比較的簡単で
あるので、保全が容易で、故障が少ない。
〔発明の効果〕
上述した本発明によれば、半導体ウェハ(3)の予備位
置合せ精度が向上する。従って、本位置合せ時間の短縮
化、本位置合せの自動化が可能となる。
また、本発明の予備位置合せ装置(2)は比較的簡単な
構成であるため、装置の保全が容易で、故障が少な(、
且つ安価に得られるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の予備位置決め装置の実施例を示す斜視
図、第2図はそのステージの平面図、第3図は第2図の
A−A線上の断面図、第4図は半導体ウェハが位置決め
された状態を示す平面図、第5図A−Cは動作状態を示
す要部の側面図である  。 (1)は第1の予備位置決め装置、(2)は第2の予備
位置決め装置、(3)は半導体ウェハ、(4)はオリエ
ンテーション・フラット部、(21)はステージ、(3
0)は位置決めピンである。 スフーゾの平面B 第2図 A−A#IL二の断面図 第3図 半導イ本ウェハの乎111!1 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 半導体ウェハを支持するステージと、該ステージの面よ
    り空気を噴き出して前記半導体ウェハを回転させる手段
    と、 前記半導体ウェハのオリエンテーション・フラット部と
    係合して前記半導体ウェハの回転を停止させる位置決め
    手段とを有して成る半導体ウェハの位置合せ装置。
JP60050810A 1985-03-14 1985-03-14 半導体ウエハの位置合せ装置 Pending JPS61208841A (ja)

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