(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲に切欠部を有する複数の被処理体を容器内に収納した状態で駆動軸により回転させ、該駆動軸に切欠部を係合させることにより切欠部の整列を行う切欠部整列方法において、前記切欠部の整列後、前記駆動軸を切欠部の位置からずらし、このずらした位置にて前記駆動軸により被処理体の再回転を行うことによって切欠部を任意の位置に設定することを特徴とする切欠部整列方法。
【請求項２】
周囲に切欠部を有する複数の被処理体を容器内に収納した状態で、被処理体に下方から接して回転を与え、切欠部を係合させることにより切欠部の整列を行う駆動軸と、該駆動軸を昇降させる昇降機構とを備えた切欠部整列装置において、前記切欠部の整列後、切欠部を任意の位置に設定すべく被処理体の再回転を行うために前記昇降機構との連係動作により駆動軸を切欠部の位置からずらすオフセット機構を備えたことを特徴とする切欠部整列装置。
【請求項３】
周囲に切欠部を有する複数の被処理体を容器内に収納した状態で、被処理体の周縁部に下方から接して回転駆動する駆動軸、各被処理体の周縁部をアイドラを介して回転可能に支持するアイドラ軸、前記切欠部が駆動軸に係合したときに当該被処理体の周縁部を支持する支持部を有する切欠部整列ユニットと、該切欠部整列ユニットを昇降駆動する昇降機構と、前記駆動軸を切欠部の位置からずらして被処理体の再回転を行うために前記切欠部整列ユニットを横方向に移動させるオフセット機構とを備えたことを特徴とする切欠部整列装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周囲に切欠部を有する複数の被処理体を容器内に収納した状態で駆動軸により回転させ、該駆動軸に切欠部を係合させることにより切欠部の整列を行う切欠部整列方法および切欠部整列装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造においては、被処理体例えば半導体ウエハを各処理工程に搬送する手段として、複数枚の半導体ウエハを収納する容器であるカセット（キャリアともいう。）が用いられている。また、前記半導体ウエハには、結晶方向の判別および位置合せ用として、円周（周囲）の一部に切欠部（以下、ノッチともいう。）が設けられている。
【０００３】
そして、各処理工程を実行する処理装置における前記カセットの搬入出口等には、前記半導体ウエハをカセット内で回転させてノッチを整列させるノッチ整列装置（切欠部整列装置）が設けられている。このノッチ整列装置は、カセット内の半導体ウエハに下方から接して回転を与え、ノッチを係合させることによりノッチの整列を行う駆動軸と、この駆動軸を昇降させる昇降機構とから主に構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、縦型処理装置（例えば縦型拡散／ＣＶＤ装置）では、多数枚の半導体ウエハを被処理体搭載保持具であるボートに搭載して成膜等の処理を行なうようになっているが、ボートの支柱周辺部は処理ガスの流れ、温度等により膜厚均一性に対して影響することが考えられる。ノッチを有する半導体ウエハの場合、ノッチを基準に半導体ウエハ上のチップのパターニングが行われるため、予めカセット内でノッチを任意の位置に設定することが可能であれば、ボート内での半導体ウエハの膜厚分布に対して半導体ウエハ上のチップ配列を合せることが可能となり、半導体チップ製品の歩留まりの向上を図る上で好ましい。
【０００５】
しかしながら、従来のノッチ整列装置においては、前述したように駆動軸にノッチを係合させる（落とし込む）ことによりノッチの整列を行なっているため、そのままでは半導体ウエハの再回転を行なうことができず、ノッチを任意の位置に設定することが困難であった。なお、ノッチ整列後に半導体ウエハの再回転を行なうために、駆動軸とは別に駆動ローラを設けたものが提案されている（特開平６-３４５２０８号公報）が、構造が複雑化している。
【０００６】
本発明は、前記事情を考慮してなされたもので、簡単な構造で、切欠部整列後に被処理体の再回転を行なうことができ、切欠部を任意の位置に設定することができる切欠部整列方法および切欠部整列装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち、請求項１に係る発明は、周囲に切欠部を有する複数の被処理体を容器内に収納した状態で駆動軸により回転させ、該駆動軸に切欠部を係合させることにより切欠部の整列を行う切欠部整列方法において、前記切欠部の整列後、前記駆動軸を切欠部の位置からずらし、このずらした位置にて前記駆動軸により被処理体の再回転を行うことによって切欠部を任意の位置に設定することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、周囲に切欠部を有する複数の被処理体を容器内に収納した状態で、被処理体に下方から接して回転を与え、切欠部を係合させることにより切欠部の整列を行う駆動軸と、該駆動軸を昇降させる昇降機構とを備えた切欠部整列装置において、前記切欠部の整列後、切欠部を任意の位置に設定すべく被処理体の再回転を行うために前記昇降機構との連係動作により駆動軸を切欠部の位置からずらすオフセット機構を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、周囲に切欠部を有する複数の被処理体を容器内に収納した状態で、被処理体の周縁部に下方から接して回転駆動する駆動軸、各被処理体の周縁部をアイドラを介して回転可能に支持するアイドラ軸、前記切欠部が駆動軸に係合したときに当該被処理体の周縁部を支持する支持部を有する切欠部整列ユニットと、該切欠部整列ユニットを昇降駆動する昇降機構と、前記駆動軸を切欠部の位置からずらして被処理体の再回転を行うために前記切欠部整列ユニットを横方向に移動させるオフセット機構とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を添付図面に基いて詳述する。
【００１１】
ノッチ整列装置（切欠部整列装置）の全体構成を概略的に示す図１において、ｗは被処理体である円板状の半導体ウエハ（以下、単にウエハともいう。）ｗで、その円周上（周囲）の一部にはノッチ（切欠部）１が形成されている。２はウエハｗを複数枚例えば２５枚程度垂直に立てた状態で所定ピッチで収納した容器であるプラスチック製のカセットである。このカセット２の上部は、ウエハｗの出し入れ口として開放されており、両側壁の対向部にはウエハｗを垂直状態で回転可能に収容する溝３が所定ピッチで形成されている。カセット２の底部には、ウエハｗのノッチ１の整列等が可能なように開口部４が形成されている。
【００１２】
前記ウエハｗにＣＶＤ等の処理を施す処理装置例えば縦型処理装置は、カセットの搬入出口に前記カセット２を１個または２個以上載置可能な載置台５を備えており、この載置台５にカセット２内のウエハｗを回転させてノッチ１を一方向に揃えるノッチ整列装置（切欠部整列装置）６が設けられている。前記載置台５には、カセット２を位置決めする位置決めガイド７が設けられていると共に、カセット２の底部開口部４と対向する開口部８が設けられている。
【００１３】
前記ノッチ整列装置６は、図２にも示すように、前記載置台５の開口部８から昇降可能なノッチ整列ユニット（切欠部整列ユニット）９を備えている。このノッチ整列ユニット９はユニット本体１０を有し、このユニット本体１０上には、カセット２内のウエハｗの周縁部に下方から接して回転を与える駆動軸（駆動シャフト）１１が長手方向に沿って設けられている。また、ユニット本体１０上には、この駆動軸１１を挟んでその一側方に、各ウエハｗの周縁部をアイドラ１２を介して回転可能に支持するアイドラ軸１３が、そして駆動軸１１を挟んでその他側方に、ノッチ１が駆動軸１１に係合して落ち込んだときに傾くウエハｗの周縁部を支持する支持部（ウエハガイドともいう）１４がそれぞれ長手方向に沿って平行に設けられている。
【００１４】
前記駆動軸１１は、ステンレス製の軸に合成樹脂（例えば三フッ化エチレン）を被覆してなり、その長手方向両端部が軸受１５を介して回転可能に支持されている。また、ノッチ整列動作時の位置決め性の向上を図るために、駆動軸１１の径は、細く形成され、ノッチ１が駆動軸１１に係合したときにノッチ１が駆動軸１１を乗越えるのを阻止できるようになっている。駆動軸１１の径が細いことによる撓みを防止するために、ユニット本体１０には、前記駆動軸１１の中間部を適宜支持する支持ローラ１６が設けられている。
【００１５】
前記アイドラ軸１３は、ステンレス軸からなり、このアイドラ軸１３に合成樹脂からなる鼓形状のアイドラ１２がウエハｗと対応する数だけ串刺し状に緩く嵌められて個々に回転可能に支持されている。また、アイドラ軸１３の長手方向両端部は、軸受１７を介して回転可能に支持されている。ノッチ整列動作時の回転性の向上を図るために、前記アイドラ軸１３は、駆動軸１１と連動して同方向に回転駆動されるようになっている。
【００１６】
すなわち、前記駆動軸１１およびアイドラ軸１３の一端には、プーリ１８，１９がそれぞれ取付けられ、これらのプーリ１８，１９と、図３に示すように、ユニット本体１０の下部に取付けられた電動モータ２０の駆動プーリ（径の異なる二つのプーリ部２１ａ，２１ｂを有する二段プーリ）２１とに無端ベルト２２ａ，２２ｂが巻き掛けられている。また、ノッチ整列後にノッチ１を任意の位置に設定するために、ノッチ１の移動量（回転角度）を制御する手段として、例えば電動モータ２０にパルスモータを使用することが好ましいが、その他の制御装置を用いてもよい。
【００１７】
前記ウエハガイド（支持部）１４は、合成樹脂により成形されており、その上端部がウエハｗの周縁部を支持し得るように斜めに形成されている。ウエハガイド１４の上端部は、ウエハｗと同じピッチで溝状に形成されているが、溝状に形成されていなくてもよい。ウエハｗの周縁部は、図４の（ａ）に示すように、ノッチ１が駆動軸１１に係合しない状態ではウエハガイド１４に非接触の状態にあり、図４の（ｂ）に示すように、ノッチ１が駆動軸１１に係合したときにウエハ１がアイドラ１２を支点に傾むくことによりウエハガイド１４に接触するようになっている。この接触によりウエハｗの回転が停止し、この停止したウエハｗおよびアイドラ１２に対して駆動軸１１およびアイドラ軸１３が空転することになる。
【００１８】
前記ユニット本体１０上の駆動軸１１とアイドラ１２との間には、ウエハｗの有無、具体的にはウエハｗの位置や枚数を検出するための光学式のセンサ（ウエハセンサともいう）２３が設けられている。このウエハセンサ２３は、ウエハｗ間に挿入配置されるように櫛歯形に配設されている。
【００１９】
前記ノッチ整列装置６は、駆動軸１１を有するノッチ整列ユニット９を昇降させる昇降機構２４と、ノッチ整列後にノッチ１の位置から駆動軸１１をずらすためにノッチ整列ユニット６を横方向に変位させるオフセット機構２５とを備えている。前記載置台５の開口部８の一側には、ベース部としての垂直な固定枠２６が設けられ、この固定枠２６には、一対の昇降ガイド（リニアガイド）２７を介して昇降枠２８がＺ軸方向に昇降可能に支持されている。なお、図１において、上下方向をＺ軸方向、左右方向をＸ軸方向とする。
【００２０】
前記載置台５の下部には、昇降機構２４を構成するエアシリンダ（Ｚ軸シリンダともいう）２９が設けられ、このＺ軸シリンダ２９により、そのピストンロッド２９ａに取付けられた水平の昇降バー３０を介して前記昇降枠２８が昇降操作されるようになっている。昇降機構２４は、ノッチ整列ユニット９の昇降ストロークエンド（上昇エンド位置と下降エンド位置）を検知するためのセンサ（昇降センサ）３１を備えている。昇降センサ３１は、前記固定枠２６の外側面に配設されており、前記昇降バー３０に立設された被検知バー（キッカー）３２を介して前記昇降ストロークエンドを検知するようになっている。
【００２１】
前記昇降枠２８には、横移動ガイド（リニアガイド）３３を介して前記ユニット本体１０が前記駆動軸１１と直交する水平方向（横方向、Ｘ軸方向ともいう。）に横移動可能に支持されている。前記昇降枠２８もしくは昇降バー３０には、前記オフセット機構２５を構成するエアシリンダ（Ｘ軸シリンダともいう）３４が設けられ、このＸ軸シリンダ３４により、そのピストンロッド３４ａに取付けられた垂直の横移動バー３５を介して前記ユニット本体１０が横移動操作されるようになっている。オフセット機構２５は、ノッチ整列ユニット９の横移動ストロークエンド（オフセット位置と復帰位置）を検知するためのセンサ（オフセットセンサ）３６を備えている。オフセットセンサ３６は、前記Ｘ軸シリンダ３４の後部に配設されており、前記ユニット本体１０に取付けられた被検知バー（キッカー）３７を介して前記横移動ストロークエンドを検知するようになっている。なお、オフセット機構２５によるオフセット量は、ノッチ整列ユニット９がカセット２内で移動可能な範囲例えば２〜５ｍｍ、好ましくは３ｍｍ程度とされている。
【００２２】
次に、以上の構成からなるノッチ整列装置の作用およびノッチ整列方法（切欠部整列方法）について述べる。図１に示すように、ウエハｗが収容されたカセット２を縦型処理装置のカセット搬入出口における載置台５上に位置決めガイド７を介してセットすると、ノッチ整列を開始すべく、図４の（ａ）に示すように、Ｚ軸シリンダ２９の駆動によりノッチ整列ユニット９が上昇エンド位置まで上昇される。
【００２３】
このノッチ整列ユニット９の上昇により、駆動軸１１およびアイドラ１２がカセット２内のウエハｗに下方から接触してウエハｗをカセット２内から浮いた状態に支持する。このとき、カセット２内のウエハｗの位置および枚数がウエハセンサ２３よって検出される。また、昇降センサ３１が上昇エンドを検知すると、電動モータ２０が回転を開始する。その後、この電動モータ２０の駆動により、上記駆動軸１１およびアイドラ軸１３が矢印方向に回転駆動され、アイドラ軸１３の回転に伴ってアイドラ１２も矢印方向に回転され、これにより駆動軸１１と半導体ウエハｗとの間のスリップが防止され、ウエハｗを確実に矢印方向に回転させることが可能となる。
【００２４】
次に、図４の（ｂ）に示すように、各ウエハｗのノッチ１が駆動軸１１の位置に至って駆動軸１１に係合すると、ウエハｗがアイドラ１２を支点に傾いて反対側のウエハガイド１４に接触し、ウエハｗがアイドラ１２とウエハガイド１４により支持された状態となって、ウエハｗの回転が停止する。回転を停止したウエハｗおよびその位置のアイドラ１２に対して、駆動軸１１およびアイドラ軸１３は空転状態となる。このようにしてウエハｗのノッチ１が順次位置決めされて整列されることになる。
【００２５】
前記電動モータ２０は、所定時間経過後に回転を停止する。電動モータ２０が停止すると、図４の（ｃ）に示すように、ノッチ整列ユニット９がＺ軸シリンダ２９の駆動により下降エンド位置まで下降される。これにより、ウエハｗはカセット２内に再び支持され、ノッチ整列ユニット９はウエハｗから離れて非接触の状態になり、ノッチ整列（ノッチ合わせ）が完了となる。昇降センサ３１が下降エンドを検知すると、ノッチ１を任意の位置に設定するために、駆動軸１１をノッチ１の位置からずらすべく先ず図４の（ｄ）に示すように、オフセット機構２５のＸ軸シリンダ３４の駆動によりノッチ整列ユニット９を横方向（Ｘ軸方向）へオフセット位置まで移動させ、次いで図５の（ａ）に示すように、Ｚ軸シリンダ２９の駆動によりノッチ整列ユニット９を上昇エンド位置まで上昇させる。これにより、駆動軸１１がウエハｗの周囲におけるノッチ１から離れた位置に接触される。但し、この状態では、ウエハｗがカセット２の一方の内壁に接しているため、円滑な回転が難しい。
【００２６】
そこで、昇降センサ３１が上昇エンドを検知すると、図５の（ｂ）に示すように、Ｘ軸シリンダ３４の駆動によりノッチ整列ユニット９を最初の定位置（復帰位置）まで戻し、ウエハｗを駆動軸１１とアイドラ軸１３のアイドラ１２とで支持するようにする。このとき、駆動軸１１は、ウエハｗの周囲におけるノッチ１から離れた位置に接触される。そして、オフセットセンサ３６が復帰位置を検知すると、電動モータ２０が回転を開始し、駆動軸１１とアイドラ軸１３のアイドラ１２の矢印方向への回転によりウエハｗを所定の回転角度だけ矢印方向に回転させて、図５の（ｃ）に示すように、ノッチ１を指定位置（任意の設定位置）まで動かす。
【００２７】
その後、電動モータ２０が停止すると、図５の（ｄ）に示すように、Ｚ軸シリンダ２９の駆動によりノッチ整列ユニット９が下降エンド位置まで下降され、昇降センサ３１が下降エンドを検知し、ノッチの指定位置合わせが完了となる。
【００２８】
このようにノッチ整列方法によれば、円周上（周囲）にノッチ（切欠部）１を有する複数のウエハｗをカセット２内に収納した状態で駆動軸１１により回転させ、この駆動軸１１にノッチ１を係合させることによりノッチ１の整列を行うノッチ整列方法において、前記ノッチ１の整列後、前記駆動軸１１をノッチ１の位置からずらし、このずらした位置にて前記駆動軸１１によりウエハｗの再回転を行うことによってノッチ１を任意の位置に設定するようにしたので、ノッチ整列後にウエハｗの再回転を行なうことが可能となり、ノッチ１を任意の位置に設定することが可能となる。
【００２９】
また、前述したノッチ整列装置６によれば、円周上（周囲）にノッチ１を有する複数のウエハｗをカセット２内に収納した状態で、ウエハｗに下方から接して回転を与え、ノッチ１を係合させることによりノッチ１の整列を行う駆動軸１１と、この駆動軸１１を昇降させる昇降機構２４とを備えたノッチ整列装置６において、前記ノッチ１の整列後、ノッチ１を任意の位置に設定すべくウエハｗの再回転を行うために前記昇降機構２４との連係動作により駆動軸１１をノッチ１の位置からずらすオフセット機構２５を備えているため、簡単な構成で、ノッチ整列後にウエハｗの再回転を行なうことが可能となり、これによりノッチ１を任意の位置に設定することが可能となる。
【００３０】
前記縦型処理装置（例えば縦型拡散／ＣＶＤ装置）では、多数枚のウエハｗをボートに搭載して成膜等の処理を行なうようになっており、ボートの支柱周辺部は処理ガスの流れ、温度等により膜厚均一性に対して影響することが考えられるが、ノッチ１を基準にウエハｗ上のチップのパターニングを行う場合、前述したように、予めカセット２内でノッチ１を任意の位置に設定することができるため、ボート内でのウエハｗの膜厚分布に対してウエハｗ上のチップ配列を合せることが可能となり、半導体チップ製品の歩留まりの向上が図れる。
【００３１】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更等が可能である。例えば、被処理体としては、半導体ウエハ以外に、例えばガラス基板やＬＣＤ基板等であってもよい。前記実施の形態では、昇降機構とノッチ整列ユニットとの間にオフセット機構を設けた構成が記載されているが、オフセット機構とノッチ整列機構との間に昇降機構を設けた構成としてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上要する本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
【００３３】
（１）請求項１に係る発明によれば、周囲に切欠部を有する複数の被処理体を容器内に収納した状態で駆動軸により回転させ、該駆動軸に切欠部を係合させることにより切欠部の整列を行う切欠部整列方法において、前記切欠部の整列後、前記駆動軸を切欠部の位置からずらし、このずらした位置にて前記駆動軸により被処理体の再回転を行うことによって切欠部を任意の位置に設定するようにしたので、切欠部整列後に被処理体の再回転を行なうことが可能となり、切欠部を任意の位置に設定することが可能となる。
【００３４】
（２）請求項２に係る発明によれば、周囲に切欠部を有する複数の被処理体を容器内に収納した状態で、被処理体に下方から接して回転を与え、切欠部を係合させることにより切欠部の整列を行う駆動軸と、該駆動軸を昇降させる昇降機構とを備えた切欠部整列装置において、前記切欠部の整列後、切欠部を任意の位置に設定すべく被処理体の再回転を行うために前記昇降機構との連係動作により駆動軸を切欠部の位置からずらすオフセット機構を備えているため、簡単な構成で、切欠部整列後に被処理体の再回転を行なうことが可能となり、切欠部を任意の位置に設定することが可能となる。
【００３５】
（３）請求項３に係る発明によれば、周囲に切欠部を有する複数の被処理体を容器内に収納した状態で、被処理体の周縁部に下方から接して回転駆動する駆動軸、各被処理体の周縁部をアイドラを介して回転可能に支持するアイドラ軸、前記切欠部が駆動軸に係合したときに当該被処理体の周縁部を支持する支持部を有する切欠部整列ユニットと、該切欠部整列ユニットを昇降駆動する昇降機構と、前記駆動軸を切欠部の位置からずらして被処理体の再回転を行うために前記切欠部整列ユニットを横方向に移動させるオフセット機構とを備えているため、簡単な構成で、切欠部合わせ（所定位置での切欠部整列）ができると共に、切欠部自在合わせ（任意位置での切欠部整列）も容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である切欠部整列装置の全体構成を概略的に示す断面図である。
【図２】同切欠部整列装置を上方から見た一部断面平面図である。
【図３】同切欠部整列装置を側方から見た一部断面側面図である。
【図４】切欠部整列方法を説明する説明図である。
【図５】切欠部整列方法を説明する説明図である。
【符号の説明】
ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
１  ノッチ（切欠部）
２  カセット（容器）
９  ノッチ整列ユニット（切欠部整列ユニット）
１１  駆動軸
１２  アイドラ
１３  アイドラ軸
１４  ウエハガイド（支持部）
２４  昇降機構
２５  オフセット機構
【図１】
0003916196.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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