(57)【要約】      （修正有）【課題】各ウエハを確実に回転および整列させることができるノッチ付きウエハの整列装置を提供し、さらに、摩耗粉の発生を抑える。【解決手段】カセットに収納された複数のノッチ付きウエハ１のノッチの位置を一列に整列させ、任意の位置に回転させてノッチの位置を整列させるノッチ付きウエハの整列装置において、各ウエハが並立して回転自在に保持する駆動ローラーをウエハ下方に複数列配置し、駆動ローラーの中心には駆動軸２をそれぞれ回転可能に保持し、各回転軸はモーター６の駆動力を同じ方向に同期して伝達する駆動機構を接続し、ノッチの形状に契合する大きさの位置決めピンを上下に押圧する複数のプランジャを並立してスライダに固定した構成のノッチ付きウエハの整列装置を構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カセットに収納された複数のノッチ付きウエハのノッチの位置を一列に整列させ、任意の位置に回転させてノッチの位置を整列させるノッチ付きウエハの整列装置において、各ウエハが並立して回転自在に保持する駆動ローラーをウエハ下方に複数列配置し、駆動ローラーの中心には駆動軸をそれぞれ回転可能に保持し、各回転軸はモーターの駆動力を同じ方向に同期して伝達する駆動機構を接続し、ノッチの形状に契合する大きさの位置決めピンが上下に押圧する複数のプランジャを、上下に移動させるスライダに固定したことを特徴とするノッチ付きウエハの整列装置。
【請求項２】
駆動ローラーの断面形状はＶ字形の形状とし、ウエハの外周面のエッジ部分を複数列の駆動ローラーで接触保持し、各ウエハ及び各駆動ローラーの間隔がカセットと同じ一定の間隔で構成したことを特徴とする請求項１のノッチ付きウエハの整列装置。
【請求項３】
位置決めピンの先端にノッチに契合する位置決めローラーを配置し、位置決めピンに対して回転可能に構成したことを特徴とする請求項１及び請求項２のノッチ付きウエハの整列装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の半導体ウエハを収納したカセットにおいて、ウエハの外周部に設けられた切欠部（ノッチ）の位置を任意の位置に整列させるノッチ付きウエハの整列装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造においては、半導体ウエハを各処理工程に搬送する手段として、複数の半導体ウエハを収納するカセットが用いられている。また、ウエハの外周の一部には結晶方向の判別や位置合わせ用として切欠部（以下、ノッチという。）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は、前記ウエハのノッチの位置を位置決めするためにカセット内でウエハを回転させてノッチの位置を整列させるノッチ付きウエハの整列装置が設けられている。この整列装置は、カセットの下方より接近してウエハに接する昇降装置とともに構成されるものや、ロボットなどの搬送装置により、複数のウエハが収納されたカセットを整列装置の上に置くものなどがある。
【０００４】
整列装置の工程としては、複数のウエハのノッチの位置を一列に整列させる工程と、整列された全てのウエハを一括して任意の位置に回転させる工程がある。
【０００５】
ノッチの位置を一列に整列させる構成としては、モーターなどの駆動力をウエハに伝達して駆動する駆動軸と、ウエハの回転に伴って回転可能なアイドラおよびアイドラを支持するアイドラ軸によりウエハを支持して回転させ、駆動軸が各ウエハのノッチの位置にきたときに、駆動軸とウエハのノッチが契合接触しなくなることで各ウエハのノッチの位置を一列に整列させる構成にしている。
【０００６】
整列された全てのウエハを一括して任意の位置に回転させる工程については、前記駆動軸がノッチからはずれて、別の駆動軸が新たに各ウエハに接触して回転することにより全てのウエハを一括して任意の位置に回転させる構成をとっている。
【特許文献１】特開平６−３４５２０８号公報
【特許文献２】特開平１０−４１３３号公報
【特許文献３】特開２００２−１６４４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、ウエハのノッチ位置を整列させるために各ウエハを確実に回転させるには、駆動軸とウエハが接触する接触抵抗が大きくなるように駆動軸の材質を選定し、駆動軸によって回転するウエハの回転力が、アイドラとアイドラ軸の接触抵抗や、カセットに接触して保持されているウエハの接触抵抗よりも大きくなるようにしなければウエハを回転させることはできない。
【０００８】
しかしながら従来方法は、各ウエハを回転させる駆動軸をノッチの中に入る大きさにする必要があるため、駆動軸の太さを太くする事ができず、細い駆動軸は太い駆動軸に較べてモーターなどから伝達される駆動力をウエハに伝えにくいので、アイドラとアイドラ軸の接触抵抗や、ウエハの傾きによるカセットとの接触抵抗の大きさの方が大きくなってしまう場合があり、ウエハを回転させる事ができない事がある。特に、ウエハの表面処理の工程の中でも接触抵抗が低くなるリフュージング処理などの後では、駆動軸とウエハが滑り、ウエハをうまく回転させる事ができない。
【０００９】
さらに、各ウエハはカセットの中で並立した状態で収納されており、カセットの中に設けられたしきい板に接触することでウエハ同士が接触しないで並立する構造であるため、ウエハを回転させてノッチを整列させるときにウエハがしきい板に接触していると、ウエハとカセットの接触抵抗が増えるばかりでなく、摩耗によりウエハ又はしきい板の摩耗粉が発生してウエハに付着してしまう場合がある。
【００１０】
また、駆動軸は全てのウエハが整列されたと判断するまで常に回転しているので、各ウエハのノッチの中に駆動軸が入り、ウエハを回転させる駆動力が伝達されなくなった後も駆動軸はノッチと多少接触しながら回転しており、その接触により駆動軸の接触抵抗が下がって滑りやすくなり接触抵抗が下がるばかりでなく、摩耗粉が発生してウエハに付着する可能性もある。
【００１１】
本発明は、以上の様な事情に基づいてなされたものであり、各ウエハを確実に回転および整列させることができるノッチ付きウエハの整列装置を提供することを目的とし、さらに、摩耗粉の発生を抑える事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前記した課題を解決する手段として、カセットに収納された複数のノッチ付きウエハのノッチの位置を一列に整列させ、任意の位置に回転させてノッチの位置を整列させるノッチ付きウエハの整列装置において、各ウエハが並立して回転自在に保持する駆動ローラーをウエハ下方に複数列配置し、駆動ローラーの中心には駆動軸をそれぞれ回転可能に保持し、各回転軸はモーターの駆動力を同じ方向に同期して伝達する駆動機構を接続し、ノッチの形状に契合する大きさの位置決めピンが上下に押圧する複数のプランジャを上下に移動させるスライダに固定した構成の、ノッチ付きウエハの整列装置を構成する。
【００１３】
また、前記駆動ローラーは断面形状をＶ字形にし、ウエハの外周面のエッジ部分が複数列の駆動ローラーで接触保持し、各ウエハ及び各駆動ローラーがカセットと同じ一定の間隔で配置する。
【００１４】
さらに、位置決めピンの先端にはノッチに契合する位置決めローラーを配置し、位置決めピンに対して回転可能に構成する。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、各ウエハを回転させる駆動軸がノッチの中に入る大きさにする必要が無くなるので回転軸を太くすることができ、安定した駆動力を伝達することができるとともに、複数の駆動ローラーがウエハを並立して回転自在に保持することで、カセットや隣のウエハに接触せずに回転を行うことができる。
【００１６】
また、各ウエハ及び各駆動ローラーを回転させる回転軸を複数列配置して、各回転軸はモーターの駆動力を同じ方向に同期して伝達する駆動機構が接続されているので、従来のようなアイドラとアイドラ軸の間に発生する接触抵抗が加わることが無いので、回転を阻害される事が無い。
【００１７】
ノッチの位置決めは、プランジャが下方より位置決めピンをウエハに押しつけており、位置決めピンの先端がノッチに挿入されるとウエハの重さとノッチの形状が回転方向の引っかかりになってその場所で位置決めされる構成であるので、確実に位置決めがされるが、その場合、ウエハの回転が位置決めされたことでウエハと接している駆動ローラーも回転を停止し、駆動軸が伝達する駆動力は駆動ローラーと駆動軸の間でスベリにより消費されるのでウエハに無駄な力がかかることが無い。
【００１８】
ウエハと接する駆動ローラーは断面形状をＶ字形にすることで、ウエハの外周面のエッジ部分が駆動ローラーのＶ字形斜面の両方に食い込むように接するので、ウエハの重さや傾きによる負荷が全て駆動ローラーにかかり、確実にウエハを回転させることができるばかりでなく、複数列の駆動ローラーで接触保持し、各ウエハ及び各駆動ローラーはカセットと同じ一定の間隔で配置することによりウエハが駆動ローラー以外に接触せずに並立させる事ができる。
【００１９】
また、プランジャを固定したスライダが上昇したときには、プランジャの位置決めピンの先端部が駆動ローラーで支持されたウエハのノッチに契合する位置まで上昇して各ウエハのノッチの位置決めを行い、スライダが下降したときにはウエハと接触しない位置まで下降する事で整列された全てのウエハを一括して任意の位置に回転させることができるが、駆動ローラーが各ウエハを支持しているので従来のように別の回転装置を設けることが無く、簡単な構成でノッチ付きウエハの整列装置を構成することができる。
【００２０】
さらに、位置決めピンの先端にはノッチに契合する位置決めローラーを配置して、位置決めピンがウエハに接触する箇所を回転可能に構成することでウエハと位置決めピンが接触する時の発塵を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１及び図３は本発明の実施例１のウエハを支持する装置構成を示すものである。回転軸２はウエハ１の垂直下方のほぼ中央部に１本と、ウエハ１の両端下方に各１本の合計３本配置し、駆動ローラー３がそれぞれの回転軸２に図示しないカセットの挿入枚数と同じ数だけ回転可能に挿入されている。（図面上は一部省略）
【００２３】
図５は及び図６は、駆動軸２と駆動ローラー３の断面形状を示し、駆動ローラー３は略Ｖ字形の断面形状で構成し、ウエハ１の外周のエッジ部と駆動ローラー３の斜面が接触し、各ウエハの下方にある３本の駆動軸２及び駆動ローラー３によりウエハ１は直立して支持される。
【００２４】
従来例では図７に示す１本の駆動軸２と、図８に示す２本のアイドラ軸１４及びアイドラ１３でウエハ１を支持する構成であり、また、ウエハ１と駆動軸２はウエハ１の外周面で接触する構成であるため、ウエハを回転させる駆動力は１本の駆動軸２とウエハ１の外周面１カ所に限定されているので、スベリなどの位置ズレが発生しやすく、アイドラ１３は駆動力を発生させていないので、駆動軸の駆動力を阻害する方向の負荷となっている。
【００２５】
それに対して本実施例では、３本の駆動軸２が同期して同じ方向に駆動する構成であるため、３本の内最低２本の駆動力をウエハ１に伝達することができる。また、ウエハ１と駆動ローラー３は略Ｖ字形の斜面で接触するため、ウエハ１の重さによる荷重が駆動ローラー３の斜面に集中荷重として作用するので、ウエハの外周面の平面部で接触するよりも大きな荷重として作用し、より大きな駆動力を伝達することができる。
【００２６】
次に整列の位置決め方法について説明する。位置決めは、プランジャ７をカセットの挿入枚数と同じ数だけ一列に配置してスライダ８に固定し、スライダ８が上昇した時にプランジャ７の位置決めピン９がウエハ１の重さで多少押し縮められてウエハ１の外周面に接する位置に配置する。このとき、位置決めピン９の先端はウエハ１のノッチに契合する形状とし、位置決めピン９に対して回転可能な位置決めローラー１０を先端に配置することで、ウエハ１と位置決めピン９が摺動することを防ぎ、摩耗粉の発生を防止する。
【００２７】
従来例では駆動軸２がウエハのノッチに入った場合に駆動力が伝達されないことを利用して位置決めを行っていたが、ウエハの大きさに対してノッチの大きさは数ミリしか切り欠きがないため、直径約４ｍｍのシャフトを駆動軸２として使用する事が多いが、ウエハが大型化していることもあり、カセットの中のウエハの重量も増加する傾向があるので、場合によっては駆動軸が撓んでしまい、位置決めできないものもある。
【００２８】
また従来例では、整列させた全てのウエハを任意の位置に回転させる工程では、回転軸２とは別の駆動軸を配置して回転させる方法や、回転軸２を移動させて回転させる方法などがあるが、本実施例では、位置決めピン９をはずすためのスライド８を設ける以外はウエハの回転機構を別に設ける必要はない。
【００２９】
次に動作について説明する。図示しないカセットに規定の枚数ウエハ１が並立して並べられており、そのカセットの下方より整列装置が上昇し、各ウエハ１はそれぞれ指定の駆動ローラー３で押し上げられて支持され、カセットとウエハが接触しない位置で停止する。
【００３０】
３本の駆動軸２はベルト５及びプーリー４で同期して回転する構成なので、モーターを回転させることにより駆動軸２に挿入されている駆動ローラー３を回転させ、ウエハ１を回転させる。このとき、プランジャ７を固定したスライダ８は上昇しており、ウエハ１の重さで若干押し下げられた状態でウエハ１に回転可能な位置決めローラー１０と接触しているが、ウエハ１が回転することによりノッチの位置が回転して位置決めピン９に近づいてくる。
【００３１】
近づいてきたノッチが位置決めピン９の位置までくると、位置決めピン９の先端の位置決めローラー１０がノッチに入り込み、回転方向のストッパーとして作用する。駆動軸２とともにウエハ１を回転させていた駆動ローラー３はウエハ１が停止したことによりウエハとともに停止し、回転抵抗が少ない駆動軸２と駆動ローラー３が滑る事で回転する力を逃がして位置決めする。
【００３２】
モーター６は、ウエハ１を最低１回転させるまで駆動し、１回転以上回転したところで停止する。このとき、整列装置で支持したウエハはすべて位置決めピン９の位置で位置決めされている状態であるが、次の工程で使用しやすいように任意の位置まで回転させるため、スライド８を下降させて位置決めピン９をウエハ１から分離する。
【００３３】
位置決めピンが分離したことにより、ウエハの回転を規制するものがなくなるので駆動軸２の動作に追随して駆動ローラー３も回転できるようになり、各ウエハは全て同時に任意の位置まで回転させることができる。その後、整列装置を下降させることにより全てのウエハ１はカセットに支持され、ノッチの位置が整列された状態で次の工程に搬送する事ができる。
【００３４】
なお、本実施例では駆動部をベルト５及びプーリー４にて説明したが、各駆動軸２が同期して同じ方向に回転する機構であれば他の機構でも良い。また、本実施例では整列装置が上下に駆動する構成の説明を行ったが、カセットを搬送して整列装置の上にのせるタイプの整列装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例１の支持方法を説明する説明図
【図２】実施例１の駆動部を説明する説明図
【図３】実施例１の構成を説明する説明図
【図４】位置決め方法を説明する説明図
【図５】実施例１の駆動ローラーの断面図
【図６】実施例１の駆動軸の説明図
【図７】従来例の駆動軸の説明図
【図８】従来例のアイドラの断面図
【図９】実施例１のノッチの位置決め動作を説明する説明図
【図１０】実施例１のノッチの位置決め動作を説明する説明図
【符号の説明】
【００３６】
１    ウエハ
２    駆動軸
３    駆動ローラー
４    プーリー
５    ベルト
６    モーター
７    プランジャ
８    スライド
９    位置決めピン
１０  位置決めローラー
１１  スプリング
１２  テンションユニット
１３  アイドラ
１４  アイドラ軸
【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】
2009272412.tif 000009
【図８】
2009272412.tif 000010
【図９】
2009272412.tif 000011
【図１０】
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