JP2008270474A - Pre-aligner device, transport system including the same, and semiconductor manufacturing device - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体ウェハの位置を調整するプリアライナーにおいて、その駆動部から発生するパーティクルがウェハに付着する事を防止する
【解決手段】ウェハステージ27を回転させる駆動部と、駆動部を収納する機枠21を備えるプリアライナー装置において、一端がウェハステージ27に連結され、他端が駆動部に接続され、機枠21の上板に回転可能に支持されたシャフト24と、機枠21の内部においてシャフト24に設けられた羽車11と、を備え、シャフト24が駆動部によって回転したときに、ウェハステージ27から遠ざかる方向に気流が発生するよう羽車11を設けた。
【選択図】図1In a pre-aligner for adjusting the position of a semiconductor wafer, particles generated from the drive unit are prevented from adhering to the wafer. A drive unit for rotating a wafer stage and a machine for storing the drive unit In the pre-aligner apparatus including the frame 21, one end is connected to the wafer stage 27, the other end is connected to the driving unit, and the shaft 24 is rotatably supported on the upper plate of the machine frame 21. The impeller 11 provided on the shaft 24 is provided, and the impeller 11 is provided so that an airflow is generated in a direction away from the wafer stage 27 when the shaft 24 is rotated by the driving unit.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、半導体ウェハの位置を調整するプリアライナーに関し、特にその駆動機構から発生するパーティクルがウェハに付着する事を防止する機構に関する。 The present invention relates to a pre-aligner that adjusts the position of a semiconductor wafer, and more particularly to a mechanism that prevents particles generated from the drive mechanism from adhering to the wafer.
半導体製造装置等において、プリアライナー装置は主にウェハハンドリングロボットと組み合わせて使用され、ロボットから移載されたウェハを把持(グリップ)し、ウェハを回転させることによってその外周に予め施されているノッチやオリフラなどの切り欠き部分を検知し、これをもとに所定の角度方向へアライメントさせたり、ウェハ自体の中心位置を決定(センタリング)する装置である。このプリアライナー装置は、昨今の半導体製造装置では粉塵(パーティクル)を嫌う半導体製造工程において、フィルタを通過したダウンフローの気流を備えた箱体内、即ち、局所クリーン化された筐体内に、ウェハハンドリングロボットとともに設置される。筐体の側面には、ウェハを収納したカセット(FOUPなど)を開閉するカセットオープナ(PODオープナやFOUPオープナという)が設けられており、このオープナによって、筐体外の清浄でない雰囲気を筐体内に侵入させることなくカセットなどを開閉させている。そして、ウェハハンドリングロボットがカセット内のウェハをプリアライナーに載置し、アライメントが終了したウェハを、筐体に隣接して設置されている処理装置へと搬送する。処理装置では、例えばCVD、エッチング、露光などといった所定の処理が行われる。そして、処理装置で処理が終わったウェハはウェハハンドリングロボットによって再びカセットに収納される。このような機器を収容する筐体はフロントエンド装置や搬送システムと呼ばれている。また、筐体の側面に、上記のカセットオープナが複数設けられ、これら複数のカセットオープナ上の複数のカセット間で、ウェハハンドリングロボットがプリアライナーでアライメントを行いながらウェハを移し変える筐体も開発されている。この筐体はソーターなどと呼ばれる搬送装置である。 In semiconductor manufacturing equipment, etc., a pre-aligner device is mainly used in combination with a wafer handling robot, and grips (grips) a wafer transferred from the robot and rotates the wafer to preliminarily make an outer periphery. This is a device that detects notches such as or flats and aligns them in a predetermined angular direction based on this, and determines the center position of the wafer itself (centering). This pre-aligner device is used for wafer handling in a box with a downflow airflow that has passed through a filter, that is, in a locally cleaned case, in a semiconductor manufacturing process that does not like dust in recent semiconductor manufacturing devices. Installed with the robot. A cassette opener (POD opener or FOUP opener) that opens and closes a cassette (such as FOUP) that contains wafers is provided on the side of the case, and this opener allows a clean atmosphere outside the case to enter the case. The cassettes are opened and closed without any change. Then, the wafer handling robot places the wafer in the cassette on the pre-aligner, and transports the aligned wafer to a processing apparatus installed adjacent to the housing. In the processing apparatus, predetermined processing such as CVD, etching, exposure, and the like is performed. Then, the wafer that has been processed by the processing apparatus is again stored in the cassette by the wafer handling robot. A housing that houses such equipment is called a front-end device or a transport system. In addition, a plurality of cassette openers are provided on the side of the case, and a case is also developed in which a wafer handling robot moves wafers while aligning with a pre-aligner between multiple cassettes on the plurality of cassette openers. ing. This housing is a conveying device called a sorter or the like.
このように、プリアライナーはロボットと共にウェハを処理装置へと搬入或いは搬出したり、ウェハを移し変えたりするので、頻繁な動作が発生する。動作が発生すればその駆動機構からパーティクルが発生し、ウェハに載ると半導体製造において悪影響を及ぼすため、これを防ぐ目的で、上記のように筐体内にはフィルタが備えられ、それを通過した清浄な気流下にプリアライナーやロボットが存在するように構成されている。この気流によって、プリアライナーなどの駆動機構で発生したパーティクルが筐体の下部へと流され、パーティクルがウェハに載らないよう構成されている。 Thus, since the pre-aligner carries the wafer into or out of the processing apparatus together with the robot, or transfers the wafer, a frequent operation occurs. If the operation occurs, particles are generated from the drive mechanism, and if it is placed on the wafer, it adversely affects semiconductor manufacturing. The pre-aligner and the robot are configured to exist under a gentle air flow. Due to this air flow, particles generated by a drive mechanism such as a pre-aligner are caused to flow to the lower part of the housing, and the particles are not placed on the wafer.
上記で説明したプリアライナーの構成について、図2、図3、図4を使用して説明する。図2乃至4は、従来のプリアライナーの駆動機構を示す側面の断面図である。図3、4は、図2の駆動機構に後述するパーティクル飛散防止手段を設けた駆動機構を示す断面図である。
図2において、21はプリアライナーの機枠であり、22は、機枠21に固定された駆動モータ。23は、駆動モータ22の回転軸に固定された駆動プーリ、24は、機枠21に設けた図示しない軸受けに挿入されて回転可能に支持したシャフトであり、下端に駆動プーリ23の回転力をタイミングベルト26を介して回転する従動プーリ5を備え、もう一端(上端)には、ウェハを搭載するためのウェハステージ27を備えている。ウェハステージ27には、ウェハ28を真空吸着するための図示しないウェハ吸着装置、或いは、ウェハ28の外周部を把持するための図示しないウェハ把持手段を設けており、シャフト24が回転動作すると、ウェハ28が同時に回転するように構成している。
The configuration of the pre-aligner described above will be described with reference to FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 2 to 4 are side sectional views showing a driving mechanism of a conventional pre-aligner. 3 and 4 are cross-sectional views showing a driving mechanism in which particle scattering preventing means described later is provided in the driving mechanism of FIG.
In FIG. 2, reference numeral 21 denotes a pre-aligner machine frame, and reference numeral 22 denotes a drive motor fixed to the machine frame 21. Reference numeral 23 denotes a driving pulley fixed to the rotating shaft of the driving motor 22, and 24 denotes a shaft that is inserted into a bearing (not shown) provided in the machine frame 21 and rotatably supported. The rotational force of the driving pulley 23 is applied to the lower end. A driven pulley 5 that rotates via a timing belt 26 is provided, and a wafer stage 27 for mounting a wafer is provided at the other end (upper end). The wafer stage 27 is provided with a wafer suction device (not shown) for vacuum-sucking the wafer 28 or a wafer gripping means (not shown) for gripping the outer periphery of the wafer 28. When the shaft 24 rotates, the wafer 28 is configured to rotate simultaneously.
次に上記従来のプリアライナー駆動機構の動作について説明する。
アライメントを必要とするウェハ28は、図示しないウェハ搬送装置(ウェハハンドリングロボット)によって、ウェハステージ27に搭載される。搭載されたウェハ28は、図示しないウェハ吸着装置、或いは、ウェハ外周部を把持するための図示しないウェハ把持手段によって、ウェハステージ27上に搭載位置がずれないように固定される。図示しないプリアライナー制御装置からモータ22に動作指令が与えられ、モータ22が回転すると、モータ22の回転力は、駆動プーリ23、ベルト26、従動プーリ25を介して、シャフト24に伝達される。シャフト24が回転すると、ウェハステージ27が回転し、ウェハステージ27に搭載したウェハ28が回転する。ウェハ28が所定量回転する時に、センサー29は、ウェハ28外周部の位置を検出して、ウェハ28の中心位置の基準軸に対するずれ量とウェハ外周部に設けてあるノッチやオリエンタルフラット(オリフラ)の位置を検出する。検出されたウェハ28の中心位置ずれ量とノッチ位置の情報は、図示しないプリアライナー制御装置に伝達される。プリアライナー制御装置は、前述の情報を処理し、図示しないウェハ搬送装置の制御装置に上記ずれ量を通知する。また、プリアライナー制御装置は、モータ22を回転させ、ウェハ28のノッチを所定位置に移動させる。図示しないウェハ搬送装置の制御装置は、搬送装置に指令して搬送装置の駆動機構を動作させ、ウェハ28の中心位置と搬送装置のハンドの基準軸とが一致して搬送装置がウェハ28をウェハステージ27から受け取るよう動作させる。このとき、図示しないウェハ搬送装置がウェハステージ27からウェハ28を受け取る前に、ウェハステージ27上の搭載位置がずれないように設けた、図示しないウェハ吸着装置、或いは、ウェハ外周部を把持するための図示しないウェハ把持手段は、解鍵(非把持の状態)されている。以上のような手段でウェハのアライメント動作を行う。
なお、プリアライナー装置の制御装置とウェハ搬送装置の制御装置とが一体に構成されている場合もある。また、ウェハステージ27に設けられた把持手段が、ウェハ28を把持すると同時にその中心位置を合わせるように構成されている場合は、ウェハ搬送装置はプリアライナーにウェハ28を授受する動作のみを行う。
Next, the operation of the conventional pre-aligner driving mechanism will be described.
The wafer 28 that requires alignment is mounted on the wafer stage 27 by a wafer transfer device (wafer handling robot) (not shown). The mounted wafer 28 is fixed on the wafer stage 27 so as not to be displaced by a wafer suction device (not shown) or a wafer gripping means (not shown) for gripping the outer periphery of the wafer. When an operation command is given to the motor 22 from a pre-aligner control device (not shown) and the motor 22 rotates, the rotational force of the motor 22 is transmitted to the shaft 24 via the drive pulley 23, the belt 26 and the driven pulley 25. When the shaft 24 rotates, the wafer stage 27 rotates, and the wafer 28 mounted on the wafer stage 27 rotates. When the wafer 28 rotates by a predetermined amount, the sensor 29 detects the position of the outer peripheral portion of the wafer 28, the amount of deviation of the center position of the wafer 28 from the reference axis, and a notch or an oriental flat (oriental flat) provided on the outer peripheral portion of the wafer 28. The position of is detected. Information on the detected center position shift amount and notch position of the wafer 28 is transmitted to a pre-aligner control device (not shown). The pre-aligner control device processes the above-mentioned information and notifies the deviation amount to a control device of a wafer transfer device (not shown). The pre-aligner controller rotates the motor 22 and moves the notch of the wafer 28 to a predetermined position. A control device of the wafer transfer device (not shown) instructs the transfer device to operate the drive mechanism of the transfer device, so that the center position of the wafer 28 coincides with the reference axis of the hand of the transfer device, and the transfer device removes the wafer 28 from the wafer. Operate to receive from stage 27. At this time, before the wafer transfer device (not shown) receives the wafer 28 from the wafer stage 27, a wafer suction device (not shown) provided so as not to shift the mounting position on the wafer stage 27, or to hold the outer periphery of the wafer. The wafer gripping means (not shown) is unlocked (not gripped). The wafer alignment operation is performed by the above means.
In some cases, the control device of the pre-aligner device and the control device of the wafer transfer device are integrally configured. In addition, when the gripping means provided on the wafer stage 27 is configured to grip the wafer 28 and simultaneously align the center position thereof, the wafer transfer device performs only the operation of transferring the wafer 28 to the pre-aligner.
しかし、図2のような従来のプリアライナーによると、ウェハ28を回転させる時にモータ22、ベルト26、従動プーリ25といった駆動部から発生したパーティクルが、機枠21とシャフト24との隙間13から飛散し、ウェハ28に付着することがあった。
そこで、駆動部から隙間13を介して飛散するパーティクルがウェハ28に付着する事を防止するために、図3に示すファン30を機枠21の下面に設け、機枠21内部を負圧にする構造を用いたり、図4に示す磁性流体シール41を設けて、パーティクルが機枠21外部に飛散することを防止する構造を採用していた。ファン30は機枠21内部の気体を機枠21の下面に向けて排出するよう設けられており、磁性流体シール41は、機枠21の上面に固定されてシャフト24と同心上に設けられた公知のシールである。つまり、従来はこれらファンや磁性流体シールといったパーティクル飛散防止手段によってパーティクルの飛散を防止していた。
しかし、このファン30や磁性流体シール41は、一般的に高価であり、製品原価アップの原因となるとともに、組立工数アップ、駆動部の部品配置の自由度を阻害する要因となっていた。
また、ファン30には常時電力が必要であり、そのための電気配線も配置するする必要があった。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ウェハへのパーティクル付着を防止するとともに、部品点数を減らし、高信頼性、コンパクト化、低価格を実現することができるプリアライナーを提供することを目的とする。
However, according to the conventional pre-aligner as shown in FIG. 2, particles generated from driving units such as the motor 22, the belt 26, and the driven pulley 25 are scattered from the gap 13 between the machine frame 21 and the shaft 24 when the wafer 28 is rotated. In some cases, it may adhere to the wafer 28.
Therefore, in order to prevent particles scattered from the drive unit via the gap 13 from adhering to the wafer 28, the fan 30 shown in FIG. A structure that uses a structure or a magnetic fluid seal 41 shown in FIG. 4 to prevent particles from scattering outside the machine casing 21 has been adopted. The fan 30 is provided to discharge the gas inside the machine casing 21 toward the lower surface of the machine casing 21, and the magnetic fluid seal 41 is fixed to the upper surface of the machine casing 21 and provided concentrically with the shaft 24. This is a known seal. That is, conventionally, particle scattering is prevented by means of particle scattering prevention means such as these fans and magnetic fluid seals.
However, the fan 30 and the magnetic fluid seal 41 are generally expensive, which increases the cost of the product, and increases the assembly man-hours and hinders the degree of freedom in arranging the parts of the drive unit.
In addition, the fan 30 always needs electric power, and it is necessary to arrange electric wiring therefor.
Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and it is possible to prevent adhesion of particles to the wafer, reduce the number of parts, and realize high reliability, compactness, and low price. The aim is to provide an aligner.
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項1記載の発明は、半導体ウェハが搭載されるウェハステージと、前記ウェハステージを回転させる駆動部と、前記駆動部を収納する機枠と、前記駆動部によって回転する前記半導体ウェハの外周部分を検知するセンサと、を備え、前記センサによって検知された前記外周部分の情報に応じて前記半導体ウェハを所望の位置へ回転させるプリアライナー装置において、一端が前記ウェハステージに連結され、他端が前記駆動部に接続され、前記機枠の上板に回転可能に支持されたシャフトと、前記機枠の内部において前記シャフトに設けられた羽車と、を備え、前記シャフトが前記駆動部によって回転したときに、前記ウェハステージから遠ざかる方向に気流が発生するよう前記羽車が設けられたことを特徴とするプリアライナー装置とした。
請求項2記載の発明は、前記羽車は、前記機枠の上板と前記シャフトとの隙間の直下と前記駆動部との間に位置するよう前記シャフトに設けられ、前記シャフトが前記駆動部によって回転したときに、前記隙間から前記上板上部の気体を取り込みながら前記機枠内部の下方に向かって前記気流を発生させるよう設けられたことを特徴とする請求項1記載のプリアライナーとした。
請求項3記載の発明は、前記駆動部は、前記機枠に固定されたモータと、前記モータの回転軸に設けられた駆動プーリと、前記シャフトの他端に接続された従動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリとに巻装されたベルトと、からなり、前記羽車が、少なくとも前記従動プーリの上部にあって、前記受動プーリの直径と同等かそれ以上の回転径を有するものであることを特徴とする請求項2記載のプリアライナーとした。
請求項4記載の発明は、前記機枠の下面の少なくとも前記シャフトの下方にあたる部分が、前記気流を排出可能なパンチングメタルで構成されていることを特徴とする請求項1記載のプリアライナー装置とした。
請求項5記載の発明は、前記機枠は、前記機枠の上板において前記シャフトを回転可能に支持する箇所の隙間以外に、前記上板及び前記機枠の側面が密閉されて構成されていることを特徴とする請求項1記載のプリアライナー装置とした。
請求項6記載の発明は、請求項1記載のプリアライナー装置と、前記半導体ウェハを搬送するロボットと、前記ロボットと前記プリアライナー装置を収容し、上部にフィルタが設けられて清浄な気流を前記ロボットと前記プリアライナー装置とにダウンフローさせる局所クリーンの筐体と、を備えたことを特徴とするウェハ搬送システとした。
請求項7記載の発明は、請求項6記載のウェハ搬送システムを備えたことを特徴とする半導体製造装置とした。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
The invention according to claim 1 is a wafer stage on which a semiconductor wafer is mounted, a drive unit that rotates the wafer stage, a machine frame that houses the drive unit, and an outer peripheral portion of the semiconductor wafer that is rotated by the drive unit. A pre-aligner device for rotating the semiconductor wafer to a desired position in accordance with information on the outer peripheral portion detected by the sensor, one end of which is connected to the wafer stage and the other end is A shaft connected to the drive unit and rotatably supported by an upper plate of the machine frame; and an impeller provided on the shaft inside the machine frame, the shaft being rotated by the drive unit A pre-aligner device, wherein the impeller is provided so that an airflow is generated in a direction away from the wafer stage when It was.
According to a second aspect of the present invention, the impeller is provided on the shaft so as to be positioned between the drive unit and a position immediately below a gap between the upper plate of the machine frame and the shaft. 2. The pre-aligner according to claim 1, wherein the pre-aligner is provided so as to generate the airflow toward the lower part inside the machine frame while taking in the gas in the upper part of the upper plate from the gap. .
According to a third aspect of the present invention, the drive unit includes: a motor fixed to the machine casing; a drive pulley provided on a rotation shaft of the motor; a driven pulley connected to the other end of the shaft; A pulley wound around the drive pulley and the driven pulley, and the impeller is at least above the driven pulley and has a rotation diameter equal to or greater than the diameter of the passive pulley. The pre-aligner according to claim 2, wherein the pre-aligner is provided.
According to a fourth aspect of the present invention, in the pre-aligner apparatus according to the first aspect, at least a portion of the lower surface of the machine casing corresponding to the lower side of the shaft is made of a punching metal capable of discharging the airflow. did.
According to a fifth aspect of the present invention, the machine frame is configured such that a side surface of the upper plate and the machine frame is hermetically sealed in addition to a gap at a location where the shaft is rotatably supported on the upper plate of the machine frame. The pre-aligner device according to claim 1 is provided.
According to a sixth aspect of the present invention, the pre-aligner device according to the first aspect, a robot for transporting the semiconductor wafer, the robot and the pre-aligner device are accommodated, and a filter is provided on the upper portion to provide a clean air flow. A wafer transfer system comprising a local clean housing for downflowing to a robot and the pre-aligner device.
A seventh aspect of the present invention provides a semiconductor manufacturing apparatus including the wafer transfer system according to the sixth aspect.
請求項1記載の発明によれば、ウェハ搭載部(ウェハステージ)を取り付けた回転軸に羽車を取り付けることによって、ウェハを回転させる時に羽車も同期して回転するよう構成し、回転軸の回りの空気をウェハと反対方向(遠ざかる方向)に流すようにしたので、回転軸の駆動部から発生するパーティクルをウェハに付着させないという効果がある。従って、機枠内部を負圧にするための電動式のファンや、機枠外にパーティクルが飛散することを防止するための磁性流体シールを設けること無くウェハへのパーティクル付着を防止することができるので、低コストでコンパクトな構成とすることができる。
請求項2記載の発明によれば、機枠上板の上部の気体を取り込みながら駆動部のパーティクルをウェハから遠ざけることができるので、上から下への気流の流れが妨げられることが無く、効果的にパーティクルを遠ざけることができる。
請求項3記載の発明は、ウェハに最も近く、パーティクルがウェハに付着しやすい従動プーリの動作に対して効果的にパーティクルをウェハから遠ざけることができる。
請求項4記載の発明は、機枠の下面において、シャフトの下方にあたる部分を少なくともパンチングメタルで形成しているので、羽車による気流はパンチングメタルで整流されながらプリアライナー装置の下方に排出されて、ウェハからパーティクルを確実に遠ざけることができる。また、少なくともシャフトの下方にあたる部分だけをパンチングメタルで形成すれば、機枠としての剛性を確保しつつ、上記の効果が得られる。
請求項5記載の発明は、機枠の上板及び側面において、シャフトの回転に必要な隙間以外を密閉しているので、気流によって遠ざかったパーティクルが再びウェハに付着することを防いでくれる。
請求項6記載の発明は、ダウンフローのある局所クリーンの筐体内に請求項1のプリアライナーを設置すれば、少なくともプリアライナー装置でウェハにパーティクルを付着させることがなくなり、高クリーンなウェハ搬送システムを構成できる。
請求項7記載の発明は、請求項6記載のウェハ搬送システムを使ってウェハを搬送する半導体製造装置なので、ウェハにパーティクルが付着しにくくなり、半導体製造における歩留まりを向上させる装置とすることができる。
According to the first aspect of the present invention, the impeller is attached to the rotating shaft to which the wafer mounting portion (wafer stage) is attached, so that the impeller rotates in synchronization with the rotation of the wafer. Since the surrounding air is made to flow in the direction opposite to the wafer (in the direction away from the wafer), there is an effect that particles generated from the drive unit of the rotating shaft are not attached to the wafer. Therefore, it is possible to prevent particles from adhering to the wafer without providing an electric fan for negative pressure inside the machine frame and a magnetic fluid seal for preventing particles from scattering outside the machine frame. Therefore, a low-cost and compact configuration can be achieved.
According to the second aspect of the present invention, the particles of the drive unit can be moved away from the wafer while taking in the gas at the upper part of the machine frame upper plate, so that the flow of airflow from the top to the bottom is not hindered, and the effect Particles can be moved away.
According to the third aspect of the present invention, the particles can be effectively moved away from the wafer with respect to the operation of the driven pulley that is closest to the wafer and in which particles are likely to adhere to the wafer.
In the fourth aspect of the present invention, since the lower portion of the machine frame is formed with at least a punching metal on the lower surface of the machine frame, the airflow generated by the impeller is discharged below the pre-aligner device while being rectified by the punching metal. The particles can be reliably moved away from the wafer. Further, if at least a portion corresponding to the lower part of the shaft is formed by punching metal, the above-described effects can be obtained while ensuring the rigidity as the machine frame.
According to the fifth aspect of the invention, since the upper plate and the side surface of the machine frame are sealed except for the gap necessary for the rotation of the shaft, the particles moved away by the air current are prevented from adhering to the wafer again.
According to a sixth aspect of the present invention, if the pre-aligner according to the first aspect is installed in a locally clean case having a downflow, at least the pre-aligner apparatus prevents particles from adhering to the wafer, and a highly clean wafer transfer system. Can be configured.
Since the invention described in claim 7 is a semiconductor manufacturing apparatus that transfers a wafer using the wafer transfer system described in claim 6, it is difficult for particles to adhere to the wafer, and the apparatus can improve the yield in semiconductor manufacturing. .
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
以下、本発明の具体的実施例を図1に基づいて説明する。
図1は、本発明を実施したプリアライナーの駆動機構を示す側面の断面図である。従来と同じ機構については図2と同番号を付している。
21は、プリアライナーの機枠であって、箱体形状となっている。22は、機枠21内部に固定された駆動モータ。23は、駆動モータ22の回転軸に固定された駆動プーリ、24は、機枠21の上板に設けた図示しない軸受けによって回転可能に支持されて機枠21の内部に貫通するシャフトであり、下端に駆動プーリ23の回転力をタイミングベルト26を介して回転する従動プーリ25を設け、もう一端には、ウェハ28を搭載するためのウェハステージ27を設けている。ウェハステージ27には、ウェハ28を真空吸着するための図示しないウェハ吸着装置、或いは、ウェハ28の外周部を把持するための図示しないウェハ把持手段を設けており、シャフト24が回転動作すると、ウェハ28が同時に回転するように構成している。29は回転するウェハ28の外周部分の形状を検知していくセンサである。
A specific embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
FIG. 1 is a side sectional view showing a drive mechanism for a pre-aligner embodying the present invention. The same mechanisms as those in the prior art are given the same numbers as in FIG.
21 is a machine frame of a pre-aligner and has a box shape. A drive motor 22 is fixed inside the machine casing 21. 23 is a drive pulley fixed to the rotation shaft of the drive motor 22; 24 is a shaft that is rotatably supported by a bearing (not shown) provided on the upper plate of the machine frame 21 and penetrates into the machine frame 21; A driven pulley 25 that rotates the rotational force of the drive pulley 23 via a timing belt 26 is provided at the lower end, and a wafer stage 27 for mounting a wafer 28 is provided at the other end. The wafer stage 27 is provided with a wafer suction device (not shown) for vacuum-sucking the wafer 28 or a wafer gripping means (not shown) for gripping the outer periphery of the wafer 28. When the shaft 24 rotates, the wafer 28 is configured to rotate simultaneously. A sensor 29 detects the shape of the outer peripheral portion of the rotating wafer 28.
そして、さらに本発明では、シャフト24に羽車11が設けられている。羽車11はシャフト24が回転すると同時に回転して、ウェハ28の位置と逆方向に気流が発生するように、つまり、機枠21の下面に向かって気流が発生するように羽車の角度を設定している。羽車11には電力が供給されず、これにより羽車11が自力で回転することは無い。羽車11は、シャフト24と機枠21の上面との隙間13のほぼ直下にくるように設けられていて、かつ、従動プーリ25の上部に位置するように設けられている。また、本実施例では羽車11は従動プーリ25の直径と同じかやや大きい程度の回転径のものを使用している。
また、さらに本発明では、機枠21の下面がパンチングメタル12によって製作されている。パンチングメタル12は、パンチングプレスの金型によって金属等の板に一定間隔で直径数mmの孔(穴)を開けて加工した板である。本発明では鋼板・ステンレス板・アルミ板等の金属板で製作している。パンチングメタル12の孔は機枠21の内部に貫通している。図1ではパンチングメタル12は機枠21下面の全面に設けられているが、少なくとも羽車11による気体の流れがプリアライナーの下部へと十分通過する程度の面積があればよい。また、パンチングメタル12の孔は、羽車11によって作り出した気流で一度機枠21の下面外部に噴出させたパーティクルが再び、機枠21内に侵入してこないように、孔径や孔の配置密度を設定している。
In the present invention, the impeller 11 is provided on the shaft 24. The impeller 11 rotates at the same time as the shaft 24 rotates, and the angle of the impeller is adjusted so that an airflow is generated in a direction opposite to the position of the wafer 28, that is, an airflow is generated toward the lower surface of the machine casing 21. It is set. No power is supplied to the impeller 11, thereby preventing the impeller 11 from rotating by itself. The impeller 11 is provided so as to be almost directly below the gap 13 between the shaft 24 and the upper surface of the machine casing 21, and so as to be positioned above the driven pulley 25. In this embodiment, the impeller 11 has a rotational diameter that is the same as or slightly larger than the diameter of the driven pulley 25.
Furthermore, in the present invention, the lower surface of the machine casing 21 is made of the punching metal 12. The punching metal 12 is a plate formed by punching holes (holes) with a diameter of several millimeters in a metal plate or the like with a punching press die. In this invention, it manufactures with metal plates, such as a steel plate, a stainless steel plate, and an aluminum plate. The hole in the punching metal 12 penetrates into the machine casing 21. In FIG. 1, the punching metal 12 is provided on the entire lower surface of the machine casing 21. Moreover, the hole of the punching metal 12 has a hole diameter and a hole arrangement density so that particles once jetted to the outside of the lower surface of the machine frame 21 by the air flow created by the impeller 11 do not enter the machine frame 21 again. Is set.
次に本発明のプリアライナー駆動機構の動作について、説明する。
アライメントを必要とするウェハ28は、図示しない搬送装置(ウェハハンドリングロボット)によって、ウェハステージ27に搭載される。搭載されたウェハ28は、図示しないウェハ吸着装置、或いは、ウェハ外周部を把持するための図示しないウェハ把持手段によって、ウェハステージ27上に搭載位置がずれないように固定される。そして、図示しないプリアライナーの制御装置からモータ22に動作指令が与えられ、モータ22が回転すると、モータ22の回転力は、駆動プーリ23、ベルト26、従動プーリ25を介して、シャフト24に伝達される。そして、ウェハステージ27が回転し、ウェハステージ27に搭載したウェハ28が回転する。
Next, the operation of the pre-aligner driving mechanism of the present invention will be described.
The wafer 28 requiring alignment is mounted on the wafer stage 27 by a transfer device (wafer handling robot) (not shown). The mounted wafer 28 is fixed on the wafer stage 27 so as not to be displaced by a wafer suction device (not shown) or a wafer gripping means (not shown) for gripping the outer periphery of the wafer. When an operation command is given to the motor 22 from a pre-aligner control device (not shown) and the motor 22 rotates, the rotational force of the motor 22 is transmitted to the shaft 24 via the drive pulley 23, the belt 26 and the driven pulley 25. Is done. Then, the wafer stage 27 rotates and the wafer 28 mounted on the wafer stage 27 rotates.
このとき(シャフト24が回転したとき)、同時に羽車11が回転し、隙間13から外部の気体を取り込みながらシャフト24周辺部にウェハステージ27と逆方向(遠ざかる方向)の気流を発生させる。この気流の流れを図1に点線の矢印で示している。この気流は緩やかな層流となり、これにより、モータ22、ベルト26、駆動プーリ23、従動プーリ25といった駆動部から発生したパーティクルは機枠21の下面へと誘導され、これらが隙間13から飛散してウェハ28に到達することを防止する。この作用から考慮すると、駆動部は羽車11の下部に密集されて配置されたほうがよい。また、隙間13以外からのパーティクルの飛散が無いよう機枠21の上面と側面には隙間13以外の隙間がないように形成している。
そして、誘導されたパーティクルは、機枠21の下面に設けているパンチングメタル12の孔から排出される。上記で説明したように、プリアライナーは通常、局所クリーンの筐体内に配置され、フィルターを通過し、天から地へと流れる清浄な気流の内部に配置されているため、パンチングメタル12の孔から排出されたパーティクルは、そのままプリアライナーの下部へと誘導される。よってパンチングメタル12から排出されたパーティクルが再びウェハステージ27上のウェハ28に付着することは無い。また、局所クリーンの筐体内でなくとも、通常の半導体製造工場内は、ある程度の清浄な気流が天から地へと流れる(ダウンフロー)よう構築されているので、このような環境内であれば、本発明のプリアライナーは上記効果を維持できる。また、機枠21の下面を、パンチングメタル12を使わず、必要な箇所のみ(例えば羽車11の下方にあたる箇所のみ)に適当な穴を開けることも考えられるが、パンチングメタルのように、一定間隔で整然と孔が設けられた板を機枠21の下面に使用するほうが、排出される気流がパンチングメタル11の孔によって整流され、層流となるので、局所クリーンの筐体内のダウンフローの流れを乱す恐れが少なくなり、ウェハへのパーティクルの付着の恐れも少なくなる。
At this time (when the shaft 24 rotates), the impeller 11 rotates at the same time, and an air flow in the direction opposite to the wafer stage 27 (the direction away from the wafer stage 27) is generated around the shaft 24 while taking in external gas from the gap 13. The flow of this air current is shown by dotted arrows in FIG. This air flow becomes a gentle laminar flow, whereby particles generated from the driving unit such as the motor 22, the belt 26, the driving pulley 23, and the driven pulley 25 are guided to the lower surface of the machine frame 21, and these are scattered from the gap 13. Thus, reaching the wafer 28 is prevented. In consideration of this action, it is preferable that the driving unit is arranged densely in the lower part of the impeller 11. Further, the upper surface and the side surface of the machine frame 21 are formed so that there is no gap other than the gap 13 so that particles are not scattered from other than the gap 13.
Then, the induced particles are discharged from the hole of the punching metal 12 provided on the lower surface of the machine casing 21. As explained above, the pre-aligner is usually placed in a locally clean housing, placed inside a clean airflow that passes through the filter and flows from heaven to the ground, and therefore from the hole in the punching metal 12. The discharged particles are directly guided to the lower part of the pre-aligner. Therefore, particles discharged from the punching metal 12 do not adhere to the wafer 28 on the wafer stage 27 again. Even if it is not in a locally clean housing, a normal semiconductor manufacturing factory is constructed so that a certain amount of clean airflow flows from heaven to the ground (downflow). The pre-aligner of the present invention can maintain the above effects. Further, it is conceivable to make an appropriate hole on the lower surface of the machine frame 21 only in a necessary portion (for example, only a portion below the impeller 11) without using the punching metal 12, but it is constant like the punching metal. When a plate with holes arranged at regular intervals is used on the lower surface of the machine frame 21, the discharged air flow is rectified by the holes of the punching metal 11 and becomes a laminar flow, so the flow of downflow in the local clean housing Is less likely to disturb the particles, and the risk of particles adhering to the wafer is also reduced.
そして、ウェハ28が所定量回転する時に、センサ29は、ウェハ28外周部の位置を検出して、ウェハ28の中心位置の基準軸に対するずれ量とウェハ外周部に設けてあるノッチやオリエンタルフラット(オリフラ)の位置を検出する。検出されたウェハ28の中心位置ずれ量とノッチ位置の情報は、図示しないプリアライナー制御装置に伝達される。プリアライナー制御装置は、前述の情報を処理し、図示しないウェハ搬送装置の制御装置に上記ずれ量を通知する。また、プリアライナー制御装置は、モータ22を回転させ、ウェハ28のノッチを所定位置に移動させる。この時にも、羽車31が回転し、シャフト24周辺部にウェハ搭載部と逆方向の気流を発生させ、モータ22、ベルト26、その他の駆動部から発生したパーティクルがウェハに到達することを防止する。
そして、図示しないウェハ搬送装置の制御装置は、搬送装置に指令して搬送装置の駆動機構を動作させ、ウェハ28の中心位置と搬送装置のハンドの基準軸とが一致して搬送装置がウェハ28をウェハステージ27から受け取るよう動作させる。このとき、図示しないウェハ搬送装置がウェハステージ27からウェハ28を受け取る前に、ウェハステージ27上の搭載位置がずれないように設けた、図示しないウェハ吸着装置、或いは、ウェハ外周部を把持するための図示しないウェハ把持手段は、解鍵(非把持の状態)されている。以上のような手段でウェハのアライメント動作を行う。
When the wafer 28 rotates by a predetermined amount, the sensor 29 detects the position of the outer peripheral portion of the wafer 28, the amount of deviation of the center position of the wafer 28 from the reference axis, and the notch or oriental flat ( The position of the orientation flat) is detected. Information on the detected center position shift amount and notch position of the wafer 28 is transmitted to a pre-aligner control device (not shown). The pre-aligner control device processes the above-mentioned information and notifies the deviation amount to a control device of a wafer transfer device (not shown). The pre-aligner controller rotates the motor 22 and moves the notch of the wafer 28 to a predetermined position. Also at this time, the impeller 31 rotates and generates airflow in the direction opposite to the wafer mounting portion around the shaft 24, thereby preventing particles generated from the motor 22, belt 26, and other driving portions from reaching the wafer. To do.
Then, the control device of the wafer transfer device (not shown) instructs the transfer device to operate the drive mechanism of the transfer device, so that the center position of the wafer 28 coincides with the reference axis of the hand of the transfer device, and the transfer device becomes the wafer 28. Is received from the wafer stage 27. At this time, before the wafer transfer device (not shown) receives the wafer 28 from the wafer stage 27, a wafer suction device (not shown) provided so as not to shift the mounting position on the wafer stage 27, or to hold the outer periphery of the wafer. The wafer gripping means (not shown) is unlocked (not gripped). The wafer alignment operation is performed by the above means.
なお、プリアライナー装置の制御装置とウェハ搬送装置の制御装置とが一体に構成されている場合もある。また、ウェハステージ27に設けられた把持手段が、ウェハ28を把持すると同時にその中心位置を合わせるように構成されている場合は、ウェハ搬送装置はプリアライナーにウェハ28を授受する動作のみを行う。
また、ウェハ28の中心位置の基準軸とのずれ量を補正するための駆動機構を機枠21内部に設けた構造のプリアライナー、すなわち、上記ずれ量をウェハ搬送装置(ウェハハンドリングロボット)が補正するものではなく、ウェハステージ27及びシャフト24を水平面方向に駆動して補正する機構を備えるプリアライナーであっても、シャフト24と同期して回転する羽車31を設ければよい。
In some cases, the control device of the pre-aligner device and the control device of the wafer transfer device are integrally configured. In addition, when the gripping means provided on the wafer stage 27 is configured to grip the wafer 28 and simultaneously align the center position thereof, the wafer transfer device performs only the operation of transferring the wafer 28 to the pre-aligner.
Further, a pre-aligner having a structure in which a driving mechanism for correcting the deviation of the center position of the wafer 28 from the reference axis is provided inside the machine frame 21, that is, the wafer conveyance device (wafer handling robot) corrects the deviation. However, even if it is a pre-aligner having a mechanism for driving and correcting the wafer stage 27 and the shaft 24 in the horizontal plane direction, the impeller 31 that rotates in synchronization with the shaft 24 may be provided.
以上述べたように、本発明のプリアライナーによれば、ウェハステージを取り付けた回転軸(シャフト)に羽車を取り付け、ウェハステージを回転させる時に、羽車も同期して回転させ、回転軸の回りの空気をウェハと反対方向に流すように構成することから、回転軸の駆動機構から発生するパーティクルをウェハに付着させないという効果がある。また、パンチングメタルを用いてプリアライナーの下面にパーティクルを排出するので、局所クリーン内のダウンフローを乱すことなくパーティクルを排出できる。
また、ウェハを水平面方向に移動させる手段を有したプリアライナーでも、本発明は簡単に適用できてパーティクルを防ぐことができる。
As described above, according to the pre-aligner of the present invention, when the impeller is attached to the rotation shaft (shaft) to which the wafer stage is attached and the wafer stage is rotated, the impeller is also rotated in synchronization with the rotation shaft. Since the surrounding air is configured to flow in the opposite direction to the wafer, there is an effect that particles generated from the drive mechanism of the rotating shaft are not attached to the wafer. Further, since the particles are discharged to the lower surface of the pre-aligner using the punching metal, the particles can be discharged without disturbing the downflow in the local clean.
Further, even with a pre-aligner having means for moving the wafer in the horizontal plane direction, the present invention can be easily applied to prevent particles.
11:羽車
12:パンチングメタル
13:隙間
21:プリアライナーの機枠
22:駆動モータ
23:駆動プーリ
24:シャフト
25:従動プーリ
26:タイミングベルト
27:ウェハステージ
28:ウェハ
29:センサ
30:ファン
41:磁性流体シール
11: Impeller 12: Punching metal 13: Gap 21: Pre-aligner frame 22: Drive motor 23: Drive pulley 24: Shaft 25: Driven pulley 26: Timing belt 27: Wafer stage 28: Wafer 29: Sensor 30: Fan 41: Magnetic fluid seal
Claims (7)
一端が前記ウェハステージに連結され、他端が前記駆動部に接続され、前記機枠の上板に回転可能に支持されたシャフトと、前記機枠の内部において前記シャフトに設けられた羽車と、を備え、
前記シャフトが前記駆動部によって回転したときに、前記ウェハステージから遠ざかる方向に気流が発生するよう前記羽車が設けられたことを特徴とするプリアライナー装置。 A wafer stage on which a semiconductor wafer is mounted; a drive unit that rotates the wafer stage; a machine frame that houses the drive unit; and a sensor that detects an outer peripheral portion of the semiconductor wafer rotated by the drive unit. In the pre-aligner device for rotating the semiconductor wafer to a desired position according to the information of the outer peripheral portion detected by the sensor,
One end connected to the wafer stage, the other end connected to the drive unit, and a shaft rotatably supported on the upper plate of the machine frame, and an impeller provided on the shaft inside the machine frame With
The pre-aligner apparatus, wherein the impeller is provided so that an airflow is generated in a direction away from the wafer stage when the shaft is rotated by the driving unit.
前記半導体ウェハを搬送するロボットと、
前記ロボットと前記プリアライナー装置を収容し、上部にフィルタが設けられて清浄な気流を前記ロボットと前記プリアライナー装置とにダウンフローさせる局所クリーンの筐体と、を備えたことを特徴とするウェハ搬送システム。 A pre-aligner device according to claim 1;
A robot for transporting the semiconductor wafer;
A wafer comprising: a local clean housing that accommodates the robot and the pre-aligner device and is provided with a filter on an upper portion thereof to allow a clean airflow to flow down to the robot and the pre-aligner device. Conveying system.
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2007
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