(57)【要約】【課題】ウェハをセンタリングさせる際にウェハにガイド等を機械的に押し当てることになるため、ウェハを湾曲させたり、欠損させたりする可能性があるという問題があった。【解決手段】センタリング装置１は、気体を供給する気体供給部１１と、気体供給部１１によって供給された気体の吹き出し口１２ｃを有する円形状の底面１２ａと、底面１２ａの外縁端から上方に向かって延び、上方ほど内径が大きくなる形状を有する側面とを含むウェハガイド１２と、を備え、気体供給部１１によって供給された気体が、ウェハガイド１２内で浮遊している円形状のウェハ２の外周縁と、ウェハガイド１２の側面１２ｂとの間を通過することによって、ウェハ２がセンタリングされる。その結果、ウェハ２に損傷を与えることなく、ウェハ２をセンタリングすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体を供給する気体供給部と、
前記気体供給部によって供給された気体の吹き出し口を有する円形状の底面と、当該底面の外縁端から上方に向かって延び、上方ほど内径が大きくなる形状を有する側面とを含むウェハガイドと、を備え、
前記気体供給部によって供給された気体が、前記ウェハガイド内で浮遊している円形状のウェハの外周縁と、前記ウェハガイドの側面との間を通過することによって、当該ウェハがセンタリングされる、センタリング装置。
【請求項２】
前記ウェハガイド内のウェハを浮遊した状態で底面方向に吸着する非接触の吸着パッドをさらに備えた、請求項１記載のセンタリング装置。
【請求項３】
前記吸着パッドを前記ウェハガイドの底面に垂直な方向に昇降させる昇降部をさらに備え、
前記気体供給部が気体を供給している際に、ウェハを吸着している前記吸着パッドが前記昇降部によって底面に向かって移動されることによって、当該ウェハがセンタリングされる、請求項２記載のセンタリング装置。
【請求項４】
前記ウェハガイドの底面の面積は、センタリング対象となるウェハの面積よりも小さい、請求項１から請求項３のいずれか記載のセンタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円形状のウェハをセンタリングするセンタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造工程において、ウェハの位置あわせを行うためにアライナ装置を用いており、そのアライナ装置において、ウェハのセンタリングを行うことがあった。そのウェハのセンタリングは、通常、ウェハの側面（エッジ）に複数の方向からガイド等を機械的に当接させることによって行っていた。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２８６３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のアライナ装置においては、ウェハに対して機械的にガイド等を押し当てることになり、その力によってウェハが湾曲したり、欠損したりする可能性があるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ガイド等をウェハに対して機械的に当接させることなく、ウェハをセンタリングすることができる装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明によるセンタリング装置は、気体を供給する気体供給部と、気体供給部によって供給された気体の吹き出し口を有する円形状の底面と、底面の外縁端から上方に向かって延び、上方ほど内径が大きくなる形状を有する側面とを含むウェハガイドと、を備え、気体供給部によって供給された気体が、ウェハガイド内で浮遊している円形状のウェハの外周縁と、ウェハガイドの側面との間を通過することによって、ウェハがセンタリングされる、ものである。
このような構成により、ウェハの外周縁とウェハガイドの側面との間を通過する気体によって、ウェハがウェハガイドの中心位置に保持させることになり、ウェハに対してガイド等を機械的に当接させることなく、ウェハのセンタリングを実現できる。その結果、センタリングの際に、ウェハを破損させる可能性を低減することができる。
【０００７】
また、本発明によるセンタリング装置では、ウェハガイド内のウェハを浮遊した状態で底面方向に吸着する非接触の吸着パッドをさらに備えてもよい。
このような構成により、気体の吹き上げによるウェハの振動を抑えることができる。
【０００８】
また、本発明によるセンタリング装置では、吸着パッドをウェハガイドの底面に垂直な方向に昇降させる昇降部をさらに備え、気体供給部が気体を供給している際に、ウェハを吸着している吸着パッドが昇降部によって底面に向かって移動されることによって、ウェハがセンタリングされてもよい。
ウェハがウェハガイドの底面に近づくにつれて、ウェハの外周縁とウェハガイドの側面との隙間が狭くなる。したがって、このような構成により、ウェハを底面に向けて移動させることによって、より高い精度でウェハのセンタリングを実現できるようになる。
【０００９】
また、本発明によるセンタリング装置では、ウェハガイドの底面の面積は、センタリング対象となるウェハの面積よりも小さくてもよい。
このような構成により、例えば、ウェハをウェハガイドの底面方向に移動させた際に、ウェハの外周縁とウェハガイドの側面との間が狭くなるウェハの高さが存在することになる。したがって、その高さにおいて、ウェハを高い精度でセンタリングすることができるようになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によるセンタリング装置によれば、ウェハの側面に機械的に接触することなく、ウェハのセンタリングを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態によるセンタリング装置の構成を示す断面模式図
【図２】同実施の形態によるセンタリング装置の斜視図
【図３】同実施の形態におけるウェハとウェハガイドとの間の隙間を示す縦断面図
【図４】同実施の形態におけるウェハのセンタリングについて説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明によるセンタリング装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。本発明の実施の形態によるセンタリング装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態によるセンタリング装置は、浮遊しているウェハを、気体を用いてセンタリングするものである。
【００１３】
図１は、本実施の形態によるセンタリング装置１を示す断面模式図であり、図２は、センタリング装置１の斜視図である。このセンタリング装置１は、ウェハ２をセンタリングするものであり、例えば、アライナ装置におけるウェハ２のセンタリングに用いられてもよい。
図１において、本実施の形態によるセンタリング装置１は、気体供給部１１と、ウェハガイド１２と、吸着パッド１３と、昇降部１４とを備える。
【００１４】
気体供給部１１は、気体を供給する。その気体は、通常、空気であるが、センタリング装置１が所定のチャンバ等に設置されている場合には、その雰囲気ガスであってもよい。また、気体供給部１１は、その他の気体を供給してもよい。気体供給部１１は、例えば、送風手段によって実現できる。また、気体供給部１１によって供給される気体は、図１で示されるように、通気管１１ａを介してウェハガイド１２に供給されてもよい。なお、気体供給部１１が供給する気体の流量は、通常、一定であるが、吸着パッド１３の高さ等に応じて変化してもよい。
【００１５】
ウェハガイド１２は、底面１２ａと、側面１２ｂとを備えている。底面１２ａは、円形状であり、気体供給部１１によって供給された気体の吹き出し口１２ｃを有している。その吹き出し口１２ｃは、複数の孔によって構成されてもよく、円環状のもの、または、円弧状のものであってもよい。その吹き出し口１２ｃは、底面１２ａの中心に対する円周上に等配されていることが好適である。また、底面１２ａに複数の吹き出し口１２ｃが設けられている場合に、各吹き出し口１２ｃから同じ流量の気体が吹き出ることが好適である。側面１２ｂは、底面１２ａの外縁端から上方に向かって延びており、その外縁端を囲むように構成されている。また、側面１２ｂは、上方ほど内径が大きくなる形状を有している。すなわち、側面１２ｂは、底面１２ａを取り囲むすり鉢状の壁面である。なお、底面１２ａに平行な平面における側面１２ｂの横断面は円形状であり、その円形状である断面形状と底面１２ａとは、底面１２ａに垂直な方向から見たときに同心となることが好適である。図３は、ウェハ２とウェハガイド１２との隙間を示す、底面１２ａの中心を通る平面における縦断面図である。図３では、側面１２ｂの内面（ウェハ２側の面）が直線である場合について示しているが、そうでなくてもよい。例えば、側面１２ｂの内面は、上方ほど直径の増加の程度が小さくなるように、椀状に湾曲していてもよい。また、底面１２ａの面積は、センタリング対象となるウェハ２の面積よりも小さくてもよく、または、そうでなくてもよい。また、ウェハ２がセンタリングされる高さにおける、ウェハ２と側面１２ｂとのなす角度（図３の縦断面図で示されるように、通常、底面１２ａに平行な平面と、側面１２ｂとのなす角度となる）は、例えば、４５度程度であってもよく、４５度より小さくてもよく、または、その他の角度であってもよい。その角度が９０度に近い場合には、側面１２ｂに沿って流れる気体によってウェハ２が振動されやすくなるという観点からは、その角度は６０度より小さいことが好適であり、４５度より小さいことがさらに好適である。その角度は、例えば、３０度から４５度の範囲内であってもよい。
【００１６】
吸着パッド１３は、ウェハガイド１２内のウェハ２を浮遊した状態で底面方向に吸着する非接触の吸着パッドである。吸着パッド１３は、供給エアをノズルから吹き出すことにより、ウェハ２に接触することなくウェハ２を吸着する。吸着パッド１３の吸着方式は、例えば、ベルヌーイ方式であってもよく、サイクロン方式であってもよい。吸着パッド１３についてはすでに公知であり、その詳細な説明を省略する。
【００１７】
昇降部１４は、吸着パッド１３をウェハガイド１２の底面１２ａに垂直な方向、すなわち、図２の両矢印の方向に昇降させる。その昇降の機構は問わない。昇降部１４は、例えば、ラック・アンド・ピニオンを有していてもよく、ボールねじを有していてもよい。ラック・アンド・ピニオンを有する昇降部１４は、例えば、モータ等によってピニオンを回転させることによって、ラックに接続された吸着パッド１３を昇降させてもよい。ボールねじを有する昇降部１４は、例えば、モータ等によってねじ軸を回転させることによって、ナットに接続された吸着パッド１３を昇降させてもよい。
【００１８】
次に、本実施の形態によるセンタリング装置１によって、ウェハ２をセンタリングする方法について説明する。
ウェハガイド１２に配置されたウェハ２は、吸着パッド１３によって吸着されることによって、吸着パッド１３と一定の距離を保って浮遊した状態で保持される。また、昇降部１４は、吸着パッド１３を上昇させておく。その際に、ウェハ２が側面１２ｂの上端を超えない範囲において、吸着パッド１３が上昇されてもよい。そのような状況において気体供給部１１からの気体が通気管１１ａと吹き出し口１２ｃとを介してウェハガイド１２の底面１２ａに供給されると、その気体は、図３で示されるように、ウェハガイド１２内で浮遊しているウェハ２の外周縁と、ウェハガイド１２の側面１２ｂとの間を通過して排出される。そのように、排出される気体が側面１２ｂに沿って流れ、側面１２ｂとウェハ２との間に隙間を作るため、気体が供給されている間は、ウェハ２が側面１２ｂと接触することはない。そのような状況において、例えば、図４で示されるように、ウェハ２がウェハガイド１２の中心からある方向に偏った場合、ウェハ２が寄っているウェハガイド１２の箇所では、ウェハ２の外周縁と側面１２ｂとの間の面積が小さくなり、気体供給部１１から供給される気体の圧力が高くなる。一方、ウェハ２が離れているウェハガイド１２の箇所では、ウェハ２の外周縁と側面１２ｂとの間の面積が大きくなり、気体供給部１１から供給される気体の圧力が低くなる。その結果、圧力の高い方から低い方に向かう力がウェハ２に働き、図４中の矢印で示されるように、ウェハ２がウェハガイド１２の中央に移動することになる。このようにして、ウェハ２がセンタリングされる。
【００１９】
気体供給部１１によって気体が供給されている際に、昇降部１４は、ウェハ２を吸着している吸着パッド１３を底面１２ａに向かって移動させる。その結果、ウェハ２の外周縁と、側面１２ｂとの隙間が狭くなり、ウェハ２がより精度高くセンタリングされることになる。なお、吸着パッド１３で吸着されているウェハ２と、側面１２ｂとの間に、供給された気体の通過できる隙間が存在する範囲内において、昇降部１４による吸着パッド１３の移動が行われることが好適である。したがって、どこまで移動が行われるのかについては、ウェハ２の直径と、側面１２ｂの傾きとに応じて決まっていてもよい。なお、ウェハ２が底面１２ａに向かって移動させることによって、ウェハ２の外周縁と、側面１２ｂとの隙間が小さくなる。その結果、両者の隙間が大きい状態でセンタリングを行うよりも、精度の高いセンタリングを実現できることになる。また、センタリングが行われた後には、気体供給部１１からの気体の供給を停止してもよい。
【００２０】
上述のような一連の処理を行うため、センタリング装置１は、各構成要素を制御する図示しない制御部を備えていてもよい。例えば、その制御部は、まず、センタリング対象のウェハ２が吸着パッド１３で吸着されている状況において、昇降部１４を制御し、ウェハ２を上方に移動させる。なお、あらかじめ吸着パッド１３を上昇させた後に、その吸着パッド１３にウェハ２を吸着させるようにしてもよい。次に、その制御部は、気体供給部１１による気体の供給を開始させ、その気体の供給が継続している際に、昇降部１４によって、ウェハ２をあらかじめ決められた位置まで下降させる。このようにして、ウェハ２のセンタリングを行うことができる。
【００２１】
以上のように、本実施の形態によるセンタリング装置１によれば、ウェハ２にガイド等を物理的に接触させることなく、ウェハ２のセンタリングを実現することができる。その結果、センタリングの際にウェハ２を破損させる可能性を低減させることができる。また、非接触の吸着パッド１３によってウェハ２を吸着した状態でセンタリングを行うことによって、気体供給部１１から供給された気体によってウェハ２が振動することを防止できる。また、ウェハガイド１２の底面１２ａの直径よりも大きい直径を有するウェハ２を底面１２ａに向けて下降させながらセンタリングを行う場合には、適切な位置までウェハ２を下降させることによって、精度の高いセンタリングを実現することができる。また、ウェハ２の直径がウェハガイド１２の底面１２ａの直径よりも大きい場合には、想定外の事態によってウェハ２が浮遊しなくなったとしても、ウェハ２の表面が底面１２ａに接触して損傷することを回避できうることになる。
【００２２】
なお、本実施の形態では、ウェハガイド１２の底面１２ａの面積が、センタリング対象となるウェハ２の面積よりも小さい場合について主に説明したが、そうでなくてもよい。例えば、ウェハガイド１２の底面１２ａの面積は、センタリング対象となるウェハ２の面積と略同じか、または大きくてもよい。後者の場合であっても、底面１２ａの面積は、ウェハ２の面積よりもあまり大きすぎないことが好適である。
【００２３】
また、本実施の形態では、昇降部１４が吸着パッド１３を下降させることによってウェハ２のセンタリングが行われる場合について説明したが、そうでなくてもよい。吸着パッド１３を移動させることなく、一定の高さで保持されているウェハ２を、気体供給部１１から供給される気体によってセンタリングしてもよい。その場合には、センタリング装置１は、昇降部１４を備えていなくてもよい。
【００２４】
また、本実施の形態では、非接触の吸着パッド１３によってウェハ２を底面１２ａの方向に吸着している状態で、そのウェハ２のセンタリングを行う場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、気体供給部１１から供給される気体によって、ウェハガイド１２内で適切にセンタリング対象のウェハ２を浮遊させることができる場合には、吸着パッド１３を用いることなく、ウェハ２のセンタリングを行ってもよい。例えば、気体供給部１１から供給された気体がウェハ２と底面１２ａとの間に溜まることによって、ウェハ２を浮遊させることができる。その場合には、センタリング装置１は、吸着パッド１３を備えていなくてもよい。
【００２５】
また、本実施の形態では、気体供給部１１から吹き出し口１２ｃまで、通気管１１ａを介して気体が送られる場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、底面１２ａの裏面側に気体を収容可能な室が設けられており、気体供給部１１は、その室に気体を供給し、その室の気体が、底面１２ａに設けられた複数の孔である吹き出し口１２ｃを介してウェハガイド１２の内側に供給されてもよい。
【００２６】
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上より、本発明によるセンタリング装置によれば、ウェハに損傷を与えることなく、ウェハをセンタリングできるという効果が得られ、例えば、アライメント装置においてウェハをセンタリングさせる装置等として有用である。
【符号の説明】
【００２８】
１  センタリング装置
２  ウェハ
１１  気体供給部
１２  ウェハガイド
１２ａ  底面
１２ｂ  側面
１３  吸着パッド
１４  昇降部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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