(57)【要約】      （修正有）【課題】ウエハーを設計通りに挟持できたか否かを確認するとともに、ウエハーの多少の角度ずれを修正できるウエハーチャックのアライニング確認方法及びその装置を提供する。【解決手段】ロボットハンド１に設けられたチャックベース５と、該チャックベース５に設けられ、該ロボットハンドの中心延長線１ｃに対して左右対称に配置されている一対のウエハーアーム７，７と、該ウエハーアームに設けられ、ウエハーＷｆを挟持するフインガー９，９と、前記一対のウエハーアームを開閉せしめるアーム開閉シリンダー１５と、を備えたウエハーチャックにおいて；前記チャックベース５の両ウエハーアーム７，７間に設けられ、ウエハーノッチ２０に嵌入されるノッチガイド１３であって、前記ロボットハンド１の中心延長線１ｃ上に配設されているノッチガイド１３と、前記両ウエハーアーム間の挟持間隔を計測する手段と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットハンドに設けられたチャックベースと、該チャックベースに設けられた、開閉自在な一対のウエハーアームと、を備えたウエハーチャックにおいて；
前記チャックベースの前記両ウエハーアーム間に設けられ、ウエハーのノッチ、又は、オリエンテーションフラットに当接するガイド部材と、
前記両ウエハーアーム間の挟持間隔を計測する手段と、
を備えていることを特徴とするウエハーチャックのアライニング確認装置。
【請求項２】
ロボットハンドに設けられたチャックベースと、該チャックベースに設けられ、該ロボットハンドの中心延長線に対して左右対称に配置されている一対のウエハーアームと、該ウエハーアームに設けられ、ウエハーを挟持するフインガーと、前記一対のウエハーアームを開閉せしめる駆動手段と、を備えたウエハーチャックにおいて；
前記チャックベースの両ウエハーアーム間に設けられ、ウエハーのノッチ、又は、オリエンテーションフラットに当接するガイド部材であって、前記ロボットハンドの中心延長線上に配設されているガイド部材と、
前記両ウエハーアーム間の挟持間隔を計測する手段と、
を備えていることを特徴とするウエハーチャックのアライニング確認装置。
【請求項３】
前記ガイド部材が、ノッチガイド、又は、オリエンテーションフラットガイドであることを特徴とする請求項１、又は、２記載のウエハーチャックのアライニング確認装置。
【請求項４】
前記挟持間隔が、両ウエハーアームのフインガー間、又は、挟持部間の間隔であることを特徴とする請求項１、又は、２記載のウエハーチャックのアライニング確認装置。
【請求項５】
請求項１、又は、２記載のウエハーチャックのアライニング確認装置を用いて、ウエハーのアライニングを確認する方法であって；
ロボットハンドを設計位置に移動させ、開状態のウエハーアームをウエハーホルダー上のウエハーと対向させる行程と、
前記ロボットハンドをその中心延長線方向に移動させて、前記ガイド部材をウエハーのノッチ、又は、オリエンテーションフラットに向かって進行させ、該ガイド部材をウエハーのノッチ、又は、オリエンテーションフラットに当接させる行程と、
前記両ウエハーアームを内側に摺動させてウエハーチャックを閉状態にし、前記ウエハーを挟持する行程と、
前記両ウエハーアーム間の挟持間隔を計測する行程と、
前記計測した挟持間隔を設計挟持間隔と比較する行程と、
を備えていることを特徴とするウエハーチャックのアライニング確認方法。
【請求項６】
前記ガイド部材は、先端に三角形部を有するノッチガイドであり、該ノッチガイドの三角形部が、前記Ｖ字状のノッチの一部に当接した場合には、該ノッチガイドを更に同方向に進行させて該ウエハーを回動させ、前記ノッチに嵌入させることを特徴とする請求項５記載のウエハーチャックのアライニング確認方法。
【請求項７】
前記ガイド部材は、オリエンテーションフラットガイドであり、該オリエンテーションガイドの水平部が、前記オリエンテーションフラットの一部に当接した場合には、該ガイドを更に同方向に進行させて該ウエハーを回動させ、前記オリエンテーションフラットに面接触させることを特徴とする請求項５記載のウエハーチャックのアライニング確認方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ウエハーを搬送して前処理したり、電気めっき処理したりする場合等に用いられるウエハーチャックに関するものであり、更に述べると、ウエハーが設計通りの方向を向いて挟持されたか否かを検出するウエハーチャックのアライニング確認方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ウエハーのめっき面には、薄膜が付けられているが、この薄膜の生成は、図８に示すような行程を経て自動的に行われている。即ち、
ウエハーカセット１００に収納されているウエハーｗｆを、ロードロボット１０２を介してオリエンテーションアライナー１０４に運び、整列作業を行う。この行程で、ウエハーノッチが設計方向に向けられる（アライニング）。
【０００３】
このアライニングされたウエハーｗｆは、搬送ロボット１０６のウエハーチャック１０８で挟持され、前処理装置１１０に搬送され、ウエハーホルダー１１２上に載置された後、前処理が行われる。
【０００４】
このウエハーチャック１０８は、ロボットハンドに設けられたチャックベースと、該チャックベースに設けられ、該チャックベースの中心線に対して左右対称に配置されている一対のウエハーアームと、該ウエハーアームに設けられ、ウエハーを挟持するフインガーと、前記一対のウエハーアームを開閉せしめるシリンダーと、を備えており、前記シリンダーを駆動してウエハーアームを摺動させることにより、ウエハーを挟持したり、又は、前記挟持を解除したりしている。
【０００５】
前処理終了後、ウエハーｗｆは、搬送ロボット１１４のウエハーチャック１１５で挟持され、電気めっき装置１１６に搬送され、ウエハーホルダー１１８上に載置される。このウエハーチャック１１５は前記ウエハーチャック１０８と同一構造である。
【０００６】
次に、前記ウエハーホルダー１１８を上昇させ、めっき槽１２０の底部１２０ａ嵌合穴に嵌着し、該底部１２０ａを密封する。この状態でめっき槽１２０にめっき液を充填し、アノード１２２やカソードホルダー１２４のカソード等に給電すると、ウエハーｗｆのめっきが行われる。
【０００７】
この時、めっき槽１２０の底部１２０ａ側には、磁石１２６により磁界が形成されている。そのため、前記ウエハーｗｆは、前記磁界内に位置することになるが、ウエハーのノッチ又はオリエンテーションフラットの向きが設計方向であれば、該磁界の向きとウエハー上のパターンの向きが一致し、正常な成膜となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来例では、ウエハーをオリエンテーションアライナーでアライニングしてもウエハーを挟持する際にウエハーが回動し、ウエハーノッチの位置がずれてしまう（角度ずれ）ことがある。この様に角度ずれのウエハーを電気めっきすると、磁界の向きとウエハー上のパターンの向きが不一致となるので、設計通りの成膜を得ることができない。そのため、ウエハー上のチップが全て不良となってしまうので、廃棄しなければならない。
【０００９】
この発明は、上記事情に鑑み、ウエハーを設計通りに挟持できたか否かを確認することを目的とする。又、他の目的は、ウエハーが多少、角度ずれしている場合には、修正できる様にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、ロボットハンドに設けられたチャックベースと、該チャックベースに設けられた、開閉自在な一対のウエハーアームと、を備えたウエハーチャックにおいて；  前記チャックベースの前記両ウエハーアーム間に設けられ、ウエハーのノッチ、又は、オリエンテーションフラットに当接するガイド部材と、前記両ウエハーアーム間の挟持間隔を計測する手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
この発明は、ロボットハンドに設けられたチャックベースと、該チャックベースに設けられ、該ロボットハンドの中心延長線に対して左右対称に配置されている一対のウエハーアームと、該ウエハーアームに設けられ、ウエハーを挟持するフインガーと、前記一対のウエハーアームを開閉せしめる駆動手段と、を備えたウエハーチャックにおいて；前記チャックベースの両ウエハーアーム間に設けられ、ウエハーのノッチ、又は、オリエンテーションフラットに当接するガイド部材であって、前記ロボットハンドの中心線上に配設されているガイド部材と、前記両ウエハーアーム間の挟持間隔を計測する手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
この発明の前記ガイド部材が、ノッチガイド、又は、オリエンテーションフラットガイドであることを特徴とする。この発明の前記挟持間隔が、両ウエハーアームのフインガー間、又は、挟持部間の間隔であることを特徴とする。
【００１３】
この発明は、ロボットハンドに設けられたチャックベースと、該チャックベースに設けられた、開閉自在な一対のウエハーアームと、を備えたウエハーチャックにおいて；  前記チャックベースの前記両ウエハーアーム間に設けられ、ウエハーのノッチ、又は、オリエンテーションフラットに当接するガイド部材と、前記両ウエハーアーム間の挟持間隔を計測する手段と、を備えているウエハーチャックのアライニング確認装置、を用いて、ウエハーのアライニングを確認する方法であって；ロボットハンドを設計位置に移動させ、開状態のウエハーアームをウエハーホルダー上のウエハーと対向させる行程と、前記ロボットハンドをその中心延長線方向に移動させて、前記ガイド部材をウエハーのノッチ、又は、オリエンテーションフラットに向かって進行させ、該ガイド部材をウエハーのノッチ、又は、オリエンテーションフラットに当接させる行程と、前記両ウエハーアームを内側に摺動させてウエハーチャックを閉状態にし、前記ウエハーを挟持する行程と、前記両ウエハーアーム間の挟持間隔を計測する行程と、前記計測した挟持間隔を設計挟持間隔と比較する行程と、を備えていることを特徴とする。
【００１４】
この発明の前記ガイド部材は、先端に三角形部を有するノッチガイドであり、該ノッチガイドの三角形部が、前記Ｖ字状のノッチの一部に当接した場合には、該ノッチガイドを更に同方向に進行させて該ウエハーを回動させ、前記ノッチに嵌入させることを特徴とする。この発明の前記ガイド部材は、オリエンテーションフラットガイドであり、該オリエンテーションガイドの水平部が、前記オリエンテーションフラットの一部に当接した場合には、該ガイドを更に同方向に進行させて該ウエハーを回動させ、前記オリエンテーションフラットに面接触させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
この発明は、前記チャックベースの両ウエハーアーム間に設けられ、ウエハーのノッチ、又は、オリエンテーションフラットに当接されるガイド部材と、前記両ウエハーアーム間の挟持間隔を計測する手段と、を備えているので、閉状態の前記挟持間隔を計測し、設計挟持間隔とを比較することにより、アライニングされているか否かを検出することができる。
又、ウエハーに多少の角度ずれがあっても、ガイド部材がウエハーのノッチ又はオリエンテーションに当接することにより、前記角度ずれを修正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明の第１実施の形態を図１〜図４により説明する。
ウエハー搬送ロボットのロボットハンド１には、ウエハーチャック３が設けられている。このウエハーチャック３のチャックベース５には、一対のウエハーアーム７，７が対向して設けられている。
【００１７】
このウエハーアーム７，７は、ロボットハンド１の中心延長線１ｃに対して左右対称に配設されており、各アーム７，７，には、それぞれ２個のフインガー９，９が所定間隔をおいて設けられている。前記フインがー９，９は、ウエハーアーム７，７の下方に突出しており、その下端部には、ウエハー係止部１１，１１，が設けられている。
【００１８】
前記チャックベース５のウエハーアーム７、７の間には、ガイド部材であるノッチガイド１３が設けられている。このノッチガイド１３は、ウエハーｗｆに形成されているＶ字状のノッチ２０に嵌入される部材であり、図１に示すように、平面視、方形状の基端部１３ａと、該基端部１３ａに連続する台形状部１３ｂと、該台形状部１３ｂとウエハーの外周端面押さえ部１３ｃを介して連続する三角形部１３ｄと、を備えている。前記三角形部１３ｄは、前記ノッチ２０に嵌入可能な形状、例えば、Ｖ字状のウエハーノッチ２０と相似三角形、に形成されている。
【００１９】
このノッチガイド１３の中心線１３Ｃは、前記延長線１ｃ上に位置し、前記一対のウエハーアーム７，７の中間に位置している。このノッチガイド１３は、チャックベース５の下方に伸びており、その下端は、図２に示すように、前記フインガー９の下端とほぼ同一平面上に位置している。
【００２０】
前記チャックベース５には、ウエハーアーム７，７を開閉する手段、例えば、アーム開閉シリンダー１５、が設けられている。
又、図示を省略するが、ウエハーアーム７，７のフインガー９，９、間の挟持間隔間を計測する手段、例えば、前記シリンダー１５の摺動距離から前記挟持間隔を機械的に計測する手段、が設けられている。
【００２１】
この実施の形態の作動について説明する。
正常時（アライニングされている場合）：
ウエハー処理行程、例えば、前処理行程が終了すると、ウエハー搬送ロボットは、ロボットハンド１を移動させ、ウエハーチャック３を前処理装置のウエハーホルダー２２に対向させる。
【００２２】
この対向位置は、平面視においてノッチガイド１３の中心線１３Ｃ、ウエハーノッチ２０の中心２０ｐ、ウエハーｗｆの中心ｐ、が前記ロボットハンド１の中心延長線１ｃ上に位置する様な位置である。
【００２３】
ロボットハンド１をウエハーｗｆの中心ｐに向かって移動させると、ノッチガイド１３の三角形部１３ｄがウエハーのノッチ２０に嵌入される。この時、前記押さえ部１３は、ウエハーｗｆの外周端面に当接し、該ウエハーｗｆの移動を規制している。
【００２４】
この時、ノッチガイド１３の中心線１３Ｃが、完全にウエハーノッチ２０の中心２０ｐと一致していなくても、多少の角度ずれの場合には、該角度ずれを修正することができる。即ち、前記三角形部１３ｄがＶ字状のタッチ２０の内面の一部に当接する場合には、該ロボットハンド１を更に同方向に前進させると、該ノッチ２０は、該三角形部１３ｄに押されて回動し、方向を修正されながらガイドノッチ１３を嵌入させる。そのため、該ノッチ２０は、設計通りの方向を向くことになる。
【００２５】
次に、アーム開閉シリンダー１５を駆動させて、開状態のウエハーアーム７，７，を内側に摺動させて閉状態にする。そうすると、前記フインガー９，９のウエハー係止部１１，１１はウエハーｗｆの外周端面に係止するので、ウエハーｗｆは挟持（チャッキング）される。
【００２６】
図３に示すように、この時の両ウエハーアーム７，７のフインガー９，９間の挟持間隔Ｌ１の値を、前記計測手段を用いて計測する。そして、計測した挟持間隔Ｌ１の値を、比較手段を用いて設計挟持間隔、即ち、設計通りに挟持された時の挟持間隔Ｌの値、と比較する。この比較手段として、例えば、警報器に連結されている比較器を用いる。
【００２７】
ノッチガイド１３がウエハーガイド２０に嵌入されている場合には、ウエハーノッチの位置は正常であるので、計測した挟持間隔Ｌ１は、設計挟持間隔Ｌと等しくなる。従って、この場合には、比較器から警報器に異常信号が出力されないので、設計通り挟持（アライニング）されていることを確認することができる。
【００２８】
次に、ロボットハンド１を回動させ、ウエハーチャック３を電気めっき装置のウエハーホルダー（図示省略）に対向させた後、該ロボットハンド１を降下させ、ウエハーアーム７，７を摺動させてウエハーチャック３を開状態にし、該ウエハーｗｆを前記ウエハーホルダー上に設計通りに載置する。
該ウエハーホルダーを上昇させてめっき槽の底部嵌合穴に嵌着した後、該ウエハーに磁場をかけながら電気めっきする。
【００２９】
異常時（アライニングされていない場合）：
前述の様にしてロボットハンド１を前進させても、図４に示すように、ウエハーのノッチ２０が角度ずれしていると、ノッチガイド１３の三角形部１３ｄが該ウエハーノッチ２０から離れた部分２１に当接し、該Ｖ字状のノッチ２０に嵌入できない。
【００３０】
この状態でウエハーアーム７、７を摺動させてウエハーチャック３を閉状態にすると、先端側のフインガー９ａ，９ａがウエハーと係止する位置は、ガイドノッチ１３がノッチ１３に嵌入されている場合に比べ、ウエハーの中心ｐに近い位置となる。従って、該フインガー９ａ，９ａ間の挟持間隔Ｌ２は、前記挟持間隔Ｌ１よりも大きな値となり、設計挟持間隔Ｌの値よりも大きくなる。そのため、該挟持間隔Ｌ２が比較器に入力されると、警報器に異常信号が出力され、異常警報が発せられるので、アライニングされていないことを知ることができる。
【００３１】
この発明の第２実施の形態を図５により説明するが、図５において図１〜図４と同一図面符号は、その名称も機能も同一である。
この実施の形態と前記実施の形態との相違点は、ガイド部材として、オリエンテーションフラットガイドを用いられていることである。
このガイドは、ノッチの代わりに、オリエンテーションフラットが設けられている場合に用いられるものである。
【００３２】
オリエンテーションフラットガイド３０は、基端部３０ａと、自由端部の先端に形成され、ウエハーのオリエンテーションフラット３２に当接する水平部３０ｂと、該水平部３０ｂの両端に設けられ、ウエハーの外周端面に当接する押さえ部３０ｃと、を備えている。
【００３３】
この実施の形態では、前記実施の形態と同様の要領により、ロボットハンド１をその中心延長線方向に摺動させ、ウエハーチャック３でウエハーｗｆを挟持する。
この挟持した状態（閉状態）が、図５（Ａ）に示す様に、ウエハーｗｆのオリエンテーションフラット３２とオリエンテーションフラットガイド３０の水平部３０ｂとが当接し、面接触した場合には、挟持間隔Ｌ１は設計挟持間隔Ｌと等しくなる。そのため、比較器から異常信号が出力されないので、正常即ちアライニングされていることを知ることができる。
【００３４】
一方、図５（Ａ）に示す様に、オリエンテーションフラットガイド３０の水平部３０ｂがオリエンテーションフラット３２から離れた部分３１に当接した場合には、挟持間隔Ｌ２は前記挟持間隔Ｌ１より大きくなり、又、設計挟持間隔Ｌより大きくなる。そのため、比較器から異常信号が出力され、異常即ちアライニングされていないことを知ることができる。
【００３５】
この発明の第３実施の形態を図６により説明するが、図６において図１〜図４と同一図面符号は、その名称も機能も同一である。
この実施の形態と第１実施の形態との相違点は、ノッチガイド１３の三角形部１３ａの左右の接触面に接触センサ３５，３６を設けたことである。
【００３６】
この実施の形態では、鎖線で示す様に、ガイドノッチ１３がノッチ２０に嵌入された場合には、両センサ３５、３６が接触信号を出力する。従って、前記接触信号が出力されると、該ノッチガイド１３がノッチ２０に嵌入され、ノッチ２０が設計方向を向いていることになる。従って、更に挟持間隔を計測することにより、ノッチの方向を二重に確認することが可能となる。
【００３７】
この発明の第４実施の形態を図７により説明するが、図７において図５と同一図面符号は、その名称も機能も同一である。
この実施の形態と第２実施の形態との相違点は、オリエンテーションフラットガイド３０の水平部３０ｂに接触センサ４５，４６を設けたことである。この接触センサ４５，４６はロボットハンド１の中心延長線１ｃに対して左右対称に設けられている。
【００３８】
この実施の形態では、鎖線で示す様に、オリエンテーションフラットガイド３０がオリエンテーションフラット３２に面接触した場合には、両センサ４５、４６が接触信号を出力する。従って、前記接触信号が出力されると、該ガイド３０がオリエンテーションフラット３２と当接して面接触し、オリエンテーションフラット３２が設計方向を向いていることになる。従って、更に挟持間隔を計測することにより、オリエンテーションフラット３２の方向を二重に確認することが可能となる。
【００３９】
この発明の実施の形態は、上記に限定されるものではなく、例えば、次の様にしても良い。
（１）一対のウエハーアームにフインガーを設ける代わりに、両ウエハーアームの内側にウエハー挟持部を設ける。この場合の挟持間隔は、両ウエハーアーム（ウエハー挟持部）間の間隔となる。なお、挟持間隔を測定する場合には、必ずしもウエハーに接触している部分を基準とする必要はなく、例えば、ウエハーアームの内縁部又は外縁部を基準とすることもできる。
【００４０】
（２）挟持間隔の測定手段として、機械的測定手段を用いる代わりに、光センサー等の光学的計測手段を用いる。
（３）ガイド部材は、必ずしもチャックベースに固定する必要はなく、例えば、アーム開閉シリンダーのケーシング等に向けても良い。従って、ガイド部材が固定される対象となるチャックベースには、チャックベースのほか前記ケーシング等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本件発明の第１実施の形態を示す平面図である。
【図２】本件発明の第１実施の形態を示す正面図である。
【図３】アライニングされた場合を示す平面図である。
【図４】アライニングされていない場合を示す平面図である。
【図５】本件発明の第２実施の形態を示す平面図で、図５（Ａ）はアライニングされた場合を示す平面図、図５（Ｂ）はアライニングされていない場合を示す平面図である。
【図６】本件発明の第３実施の形態の要部を示す拡大平面図である。
【図７】本発明の第４実施の形態の要部を示す拡大平面図である。
【図８】従来例を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    ロボットハンド
３    ウエハーチャック
５    チャックベース
７    ウエハーアーム
９    フインガー
１３  ノッチガイド
１５  アーム開閉シリンダー
２０  ウエハーノッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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