JP2004014586A - ウェハー搬送機構 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のウェハー搬送機構の透過型センサーは割れたウェハーをサファイヤ基板に貼ったものが搬送テーブルに載っていても検知できなくて載っていないと判断してしまう。
【解決手段】本発明のウェハーの搬送機構１０ではビューポート１１側からの反射型レーザーセンサー１２を用いる。レーザー光をウェハー１５に向けて発射し、ウェハー１５からの反射光を検知する。レーザー光１８をスキャンさせながらウェハー／サファイヤ１７を回転させるとレーザー光はウェハー１５上を渦巻き形にスキャンする。このようにして従来不可能だった割れたウェハー１５の検知も確実にできる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造用真空装置内の半導体ウェハー（以下ウェハーと略称）の搬送機構、特にその中でもウェハーの検知機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＶＤ装置、スパッター装置、ドライエッチング装置などの真空装置内でウェハーを搬送するため従来から図４のような搬送機構２０が使われている。この搬送機構２０では回転伸縮が自由にできるロボットアーム２１の先端に搬送テーブル２２が取り付けられている。図４は化合物半導体のウェハー２３の例である。通常シリコンウェハーは丈夫なのでそのまま搬送テーブルに載せるが化合物半導体のウェハー２３（特に裏面を研磨して薄くなったもの）は割れやすいためそのままでは載せられない。そのため透明なサファイヤ基板２４にウェハー２３を貼り付けて取扱いを容易にしている。以後サファイヤ基板２４にウェハー２３を貼り付けたものをウェハー／サファイヤ２５と表記する。
【０００３】
ウェハー／サファイヤ２５はケース（図示せず）に数十枚収められている。そこから１枚ずつ搬送テーブル２２に載せて取り出し処理室（スパッター室など）（図示せず）に送り込むが、搬送テーブル２２にいつも確実に載るとは限らない。そこで搬送テーブル２２に載ったことを毎回確認しなければならない。通常はセンサーで自動的に検知するがセンサーの検知結果に疑問のあるときは目で見て確かめる必要がある。真空装置だから内部が見えるのはビューポート（真空装置のガラス窓）の位置しかない。そのため搬送テーブル２２はウェハー／サファイヤ２５を載せたあといったんビューポートの位置で止まり検知作業をする。
【０００４】
検知作業の様子を図５（ａ）（平面図）、図５（ｂ）（断面図）に示す。搬送テーブル２２はビューポート２６の位置でいったん停止する。搬送テーブル２２の下にセンサー発光部２７がありここから出た光２８がセンサー受光部２９に入る配置になっている。センサー受光部２９は真空装置の外にある方が調整しやすいのでビューポート２６の上にある。センサー受光部２９はウェハー／サファイヤ２５の中心ではなく端の方に寄せてある。この理由は、もしセンサー受光部２９をウェハー／サファイヤ２５の中心にすると、ウェハー／サファイヤ２５が搬送テーブル２２にずれて載っていても正常と誤判定しやすくなるためと、センサー受光部２９がビューポート２６の視界を大きくさえぎってしまい目視確認が困難になるためである。
【０００５】
サファイヤ基板２４は透明であるがウェハー２３は不透明なので、図５のようにウェハー／サファイヤ２５が搬送テーブル２２に正しく載っているときはセンサー発光部２７からの光はウェハー２３にさえぎられてセンサー受光部２９に入らない。一方ウェハー／サファイヤ２５が搬送テーブル２２に載っていないか、ずれて載っているときはセンサー発光部２７からの光がセンサー受光部２９に入る。したがってセンサー受光部２９の出力によりそれが検知できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし次に説明するように実際には正しく検知できない場合がある。化合物半導体ウェハーはシリコンウェハーにくらべてもろくて割れやすいが非常に高価なので、割れたウェハーも工程を進めなければならない。割れたウェハーもサファイヤ基板に貼り付けてあるので完全なウェハーと同じように取り扱えるのは良いがセンサーが利かないことがある。
【０００７】
図６は割れたウェハー２３がサファイヤ基板２４に貼り付けられ搬送テーブル２２に正しく載っている場合である。サファイヤ基板２４は透明であるから図６の場合ウェハー／サファイヤ２５が正しく載っているのにセンサー発光部２７からの光がセンサー受光部２９に入ってしまう。したがってウェハー／サファイヤ２５が載っていないというアラームが出てロボットアーム２１は停止してしまう。そのときは作業者が来て目視で異常ないことを確認して再稼動させなければならない。つまり従来のセンサー２７、２９では割れたウェハー２３を検知できないという問題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のウェハーの搬送機構では従来の透過型センサーに代りビューポート側からの反射型レーザーセンサーを用いる。反射型レーザーセンサーではレーザー光をウェハーに向けて発射し、ウェハーからの反射光を受ける。ウェハーがあれば反射光が検知される。レーザー光はスキャンさせることができる。また搬送テーブルの下に吸着回転リフトピンを設け、レーザー光を発射するとき吸着回転リフトピンを上昇させ、ウェハー／サファイヤの中心を吸着し回転させる。このとき同時に反射型レーザーセンサーを半径方向にスキャンさせるとレーザー光はウェハー上を渦巻き形にスキャンする。このようにして従来不可能だった割れたウェハーの検知も確実にできるようになる。
【０００９】
請求項１記載の発明はロボットアームの先端に搬送テーブルを設け、搬送テーブルに半導体ウェハーを載せて搬送するウェハー搬送機構において、反射型レーザーセンサーから半導体ウェハーに向けてレーザー光を発射し、半導体ウェハーによるレーザー光の反射光を反射型レーザーセンサーで受光し、反射光によって半導体ウェハーが搬送テーブルに正常に載っているかどうかを検知することを特徴とするウェハー搬送機構である。
【００１０】
請求項２記載の発明は請求項１記載のウェハー搬送機構において、検知時にレーザー光がウェハー表面をスキャンすることを特徴とするウェハー搬送機構である。
【００１１】
請求項３記載の発明は請求項１記載のウェハー搬送機構において、検知時に半導体ウェハーが回転することを特徴とするウェハー搬送機構である。
【００１２】
請求項４記載の発明は請求項１記載のウェハー搬送機構において、検知時にレーザー光がウェハー表面をスキャンし、同時に半導体ウェハーが回転することを特徴とするウェハー搬送機構である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を用いて説明する。図１（ａ）は本発明のウェハー搬送機構の一実施例１０の搬送テーブル付近の平面図、図１（ｂ）は正面図である。
【００１４】
本発明のウェハーの搬送機構１０ではビューポート１１の上方に反射型レーザーセンサー１２を設けたことが第一の特徴である。さらに搬送テーブル１３の下方に吸着回転リフトピン１４を設けたことが第二の特徴である。ウェハー１５がサファイヤ基板１６上に貼り付けられていて搬送テーブル１３に載っていることは従来と同じである。また搬送テーブル１３がロボットアーム（図示せず）の先端に取り付けられていることも従来と同じである。図１では従来検知できなかった割れたウェハー１５の場合を示している。
【００１５】
従来と同様ウェハー／サファイヤ１７はケース（図示せず）に数十枚収められている。そこから１枚ずつ搬送テーブル１３に載せて取り出し、処理室（スパッター室など）に送りこむ前にビューポート１１の位置で搬送テーブル１３に正しく載っていることを検知する。
【００１６】
検知は反射型レーザーセンサー１２により図２のようにおこなう。搬送テーブル１３はビューポート１１の位置でいったん停止する。そこで搬送テーブル１３の下方の吸着回転リフトピン１４が上昇しウェハー／サファイヤ１７の中心を吸着し、さらに上昇してウェハー／サファイヤ１７を搬送テーブル１３の上方に浮かせる。
【００１７】
次に反射型レーザーセンサー１２からレーザー光１８が発射され、ウェハー１５で反射した反射光１９が反射型レーザーセンサー１２に戻る。このとき吸着回転リフトピン１４が回転し、同時に反射型レーザーセンサー１２がウェハー１５の半径方向に移動する。したがって図３に示すようにレーザー光１８の軌跡１８Ａは渦巻き形になる。
【００１８】
このように渦巻き形にレーザー光１８をスキャンすることにより割れたウェハー１５の場合も確実に検知できるようになる。
【００１９】
図１では反射型レーザーセンサー１２がビューポート１１の上方つまり真空室外にあるが、これは調整をやり易くするためであって真空室内にあっても別に差し支えない。また構造を簡単にするため、反射型レーザーセンサー１２のスキャンと、吸着回転リフトピン１４によるウェハー／サファイヤ１７の回転のいずれか一方だけにしてもほとんどの場合問題無く検知できる。
【００２０】
反射型レーザーセンサー１２のスキャンの道筋はウェハー１５の半径方向と限らず、円周、ジグザグ、放射状など多種のバリエーションが可能である。特に吸着回転リフトピン１４を省いた場合は円周、ジグザグ、放射状などウェハー１５の全面にかかるようなスキャンをするとよい。
【００２１】
またレーザー光１８をスキャンさせるためには必ずしも反射型レーザーセンサー１２自体が移動しなくても、レーザー光１８の途中に鏡、レンズ、プリズム、回折格子などをはさみ、それを動かしてもよい。
【発明の効果】
本発明のウェハーの搬送機構では従来の透過型センサーに代りビューポート側からの反射型レーザーセンサーを用いる。レーザー光をウェハーに向けて発射し、ウェハーからの反射光を検知する。レーザー光をスキャンさせながらウェハー／サファイヤを回転させるとレーザー光はウェハー上を渦巻き形にスキャンする。このようにして従来不可能だった割れたウェハーの検知も確実にできるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のウェハー搬送機構の主要部の平面図と正面図
【図２】本発明のウェハー搬送機構の動作を説明する正面図
【図３】本発明のウェハー搬送機構のレーザー光の軌跡を示す平面図
【図４】従来のウェハー搬送機構の平面図
【図５】従来のウェハー搬送機構の主要部の平面図と正面図
【図６】従来のウェハー搬送機構の問題点を示す平面図
【符号の説明】
１０　本発明のウェハー搬送機構
１１　ビューポート
１２　反射型レーザーセンサー
１３　搬送テーブル
１４　吸着回転リフトピン
１５　ウェハー
１６　サファイヤ基板
１７　ウェハー／サファイヤ
１８　レーザー光
１８Ａ　レーザー光の軌跡
１９　反射光
２０　従来のウェハー搬送機構
２１　ロボットアーム
２２　搬送テーブル
２３　ウェハー
２４　サファイヤ基板
２５　ウェハー／サファイヤ
２６　ビューポート
２７　センサー発光部
２８　光
２９　センサー受光部

Claims (4)

1. ロボットアームの先端に搬送テーブルを設け、前記搬送テーブルに半導体ウェハーを載せて搬送するウェハー搬送機構において、反射型レーザーセンサーから前記半導体ウェハーに向けてレーザー光を発射し、前記半導体ウェハーによる前記レーザー光の反射光を前記反射型レーザーセンサーで受光し、前記反射光によって前記半導体ウェハーが前記搬送テーブルに正常に載っているかどうかを検知することを特徴とするウェハー搬送機構。
2. 請求項１記載のウェハー搬送機構において、検知時に前記レーザー光が前記ウェハー表面をスキャンすることを特徴とするウェハー搬送機構。
3. 請求項１記載のウェハー搬送機構において、検知時に前記半導体ウェハーが回転することを特徴とするウェハー搬送機構。
4. 請求項１記載のウェハー搬送機構において、検知時に前記レーザー光が前記ウェハー表面をスキャンし、同時に前記半導体ウェハーが回転することを特徴とするウェハー搬送機構。

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