JP2005019779A - ウェーハ受渡し装置 - Google Patents

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【課題】ウェーハを搬送装置から受取る時に、ウエット加工されたウェーハであっても容易に衝撃を低く抑えた状態で受取ることができ、またウェーハを搬送装置に受渡す時に、短時間でウェーハを容易に剥離し易くし、安定して搬送装置に受け渡すことのできるウェーハ受渡し装置を提供すること。
【解決手段】ウェーハ受渡し装置10を、内部に純水13を貯留可能な受渡しステージ11と、受渡しステージ11内に純水13を供給する給液手段15と、受渡しステージ11内の純水13を急速に排出する急速排液手段16と、受渡しステージ11内に設けられ、受渡しステージ11内の純水13が排出された時にウェーハWを支持する支持部材12とで構成し、ウェーハWを第1の搬送手段31から受取る時は純水13の液面でウェーハWを受取り、ウェーハWを第2の搬送手段に渡す時は、純水13を急速に排出して、ウェーハWを支持部材12で支持した状態で渡すようにした。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はウェーハ受渡し装置に関し、 特に化学的機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing )装置等に用いられ、搬送手段からウェーハを受取り、受取ったウェーハを別の搬送手段へ渡すウェーハ受渡し装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体技術の発展により、デザインルールの微細化、多層配線化が進み、またコスト低減を進める上においてウェーハの大口径化も進行してきている。そのため、従来のようにパターンを形成した層の上にそのまま次の層のパターンを形成しようとした場合、前の層の凹凸のために次の層では良好なパターンを形成することが難しく、欠陥などが生じやすかった。
【0003】
そこで、パターンを形成した層の表面を平坦化し、その後で次の層のパターンを形成することが行われている。この場合、CMP法によるウェーハの研磨装置が用いられている。
【0004】
このCMP法によるウェーハの研磨装置として、表面に研磨パッドが貼付された円盤状の研磨定盤と、ウェーハの一面を保持してウェーハの他面を研磨パッドに当接させるウェーハキャリアとを有し、研磨定盤を回転させるとともにウェーハキャリアを回転させながらウェーハを研磨パッドに当接させ、研磨パッドとウェーハとの間に研磨剤であるスラリを供給しながらウェーハの他面を研磨するCMP装置が、一般に広く知られている。
【0005】
このCMP装置内にはウェーハを搬送する複数の搬送装置が組込まれ、ウェーハはこの複数の搬送装置によってCMP装置の各部に搬送されて研磨され、表面が平坦化される。また、1つの搬送装置と他の搬送装置との間のウェーハの受渡しのために、ウェーハ受渡しステージが組込まれている。
【0006】
このウェーハ受渡しステージとして、ウェーハの径より僅かに大径の凹部を有し、凹部の底面に給水口が設けられたステージであって、搬送装置からウェーハを受取る時は凹部の底面で受けるとともに凹部の側面で位置決めをし、ウェーハを別の搬送装置に渡す時は凹部に給水し、ウェーハをフローティングさせて持ち上げるようにしたロードステージが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−124174号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、CMP装置のようなスラリを用いるウエット加工の場合、研磨後のウェーハを研磨ヘッドのウェーハキャリアから受渡しをする際に、ウェーハはウェーハキャリアから均一に剥離されず斜めに落下することがある。このような場合、前述の特許文献1に記載されたウェーハ受渡しステージではウェーハのエッジが受渡しステージの底面に衝突し、エッジ部を損傷する恐れがあった。
【0009】
また、ウェーハが斜めに落下するためにステージの凹部の側面に乗り上げ、ウェーハの位置決めができないことがあった。更に、ウェーハを他の搬送装置に渡す時に、ウェーハが液体の表面から剥がれ難く、スムーズに受渡しできないという問題もあった。
【0010】
また、ウェーハ受渡しステージ内でウェーハをフローティングさせた液体を排水する時は、ステージの小型化のために、ステージに設けられた排水口の口径を大きくすることができず、排水に時間が掛かり、ウェーハの受け渡しに多大な時間を要していた。また、小径の排水口から短時間で排水する場合、ドレイン配管に真空ポンプを接続する方法も知られているが、この方法は排水手段としては大掛かりで、高価であるという欠点を有していた。
【0011】
このため、研磨後のウェーハを短時間で安定して受渡しする搬送系を実現するのは非常に困難であった。
【0012】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ウェーハを搬送手段から受取る時に、ウエット加工されたウェーハであっても容易に衝撃を低く抑えた状態で受取ることができ、またウェーハを搬送手段に受渡す時に、短時間でウェーハを容易に剥離し易くし、安定して搬送装置に受け渡すことのできるウェーハ受渡し装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ウェーハを第1の搬送手段から受取り、受取ったウェーハを第2の搬送手段へ渡すウェーハ受渡し装置において、内部に液体を貯留可能な受渡しステージと、該受渡しステージ内に液体を供給する給液手段と、前記受渡しステージ内の液体を急速に排出する急速排液手段と、前記受渡しステージ内に設けられ、受渡しステージ内の液体が排出された時に前記ウェーハを支持する支持部材とを有し、前記ウェーハを第1の搬送手段から受取る時は前記液体の液面でウェーハを受取り、前記ウェーハを第2の搬送手段に渡す時は、前記液体を急速に排出して、ウェーハを前記支持部材で支持した状態で渡すことを特徴としている。
【0014】
請求項1の発明によれば、ウェーハを受取る時は液面で受取り、受け渡す時には液体を急速に排出して液体の表面張力の影響をなくすので、短時間で安定して受け渡すことができる。
【0015】
請求項2に記載の発明は、請求項1の発明において、前記急速排液手段は、前記受渡しステージのドレインパイプに接続され、内部に液体が貯えられた大口径の排液口を有する密閉容器であり、前記大口径の排液口から密閉容器内の液体を排出することにより密閉容器内を減圧させ、前記受渡しステージ内の液体を急速に密閉容器内に排出させることを特徴としている。
【0016】
請求項2の発明によれば、内部に液体が貯えられた大口径の排液口を有する密閉容器が受渡しステージのドレインパイプに接続されているので、密閉容器の大口径の排液口を開口して内部の液体を排出すると、液体の排出に応じて密閉容器内部が減圧され、受渡しステージ内の液体を急速に密閉容器内に排出させることができる。
【0017】
また、密閉容器はドレインチューブで受渡しステージと接続するだけでよいので、受渡しステージの直近に配置する必要がなく、配置スペースを選ばない。このため、狭いスペースに設けられた受渡しステージに対しても容易に適用させることができる。
【0018】
請求項3に記載の発明は、請求項2の発明において、前記密閉容器の排液口には大口径の排水弁が設けられ、前記受渡しステージ内に貯留された液体と同量の液体が前記密閉容器から排出されるように、前記排水弁の開閉が制御されることを特徴としている。
【0019】
請求項3の発明によれば、内部に液体が貯留された密閉容器の大口径の排液口に設けられた大口径の排水弁の開閉を制御して、受渡しステージ内に貯留された液体と同量の液体を密閉容器から排出するので、受渡しステージ内に貯留された液体を急速に、繰返し排出させることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るウェーハ受渡し装置の好ましい実施の形態について詳説する。尚各図において、同一の部材については同一の番号又は記号を付している。
【0021】
図1、及び図2はウェーハ受渡し装置の実施形態を表わす概念図であり、図1は第1の搬送手段からウェーハを受取る状態を表わし、図2は第2の搬送手段にウェーハを渡す状態を表わしている。
【0022】
ウェーハ受渡し装置10は、内部に液体を貯留可能な受渡しステージ11、受渡しステージ11に設けられた複数の支持部材12、12、…、受渡しステージ11内に貯留された液体である純水13、及び給水パイプ14Aを介して受渡しステージ11内に純水13を給水する給液手段である純水供給源15、及びドレインパイプを介して受渡しステージ11内の純水13を急速に排水する密閉容器(急速排液手段)16等で構成されている。
【0023】
受渡しステージ11は、円形の凹部を有しており、凹部の内径は受け渡しするウェーハWの外径よりも僅かに大径になっていて、ウェーハWはここでセンタリングされるようになっている。
【0024】
純水供給源15は、図示しない純水製造装置、純水タンク、供給ポンプ等からなっており、電磁弁15Aを介して給水チューブ15Bで受渡しステージ11の給水パイプ14Aに接続され、受渡しステージ11の凹部に純水13を供給する。
【0025】
受渡しステージ11の凹部の底部に設けられた支持部材12、12、…は円周上に等間隔で6個配置され、底部から2〜3mm突出している。受渡しステージ11内に貯留する純水13は、支持部材12、12、…の先端が約2mm埋没する深さまで注水するのが好ましい。
【0026】
急速排液手段である密閉容器16には予め十分な純水13が貯留されている。また、密閉容器16は、底部に大口径の排液口16Dが形成されており、大口径の排液口16Dには大口径の排水弁である大口径電磁弁16Aが取付けられ、内部に貯留されている純水13を急速に排水することができる。
【0027】
また、密閉容器16は、上面に取付けられた電磁弁16Bを介してドレインチューブ16Cで受渡しステージ11のドレインパイプ14Bに接続され、受渡しステージ11の凹部に貯留された純水13を密閉容器16内に排水できるようになっている。
【0028】
この密閉容器16は、ドレインチューブ16Cで受渡しステージ11と接続されているので、必ずしも受渡しステージ11の直近に配置する必要はなく、スペース的に余裕のある場所に設置すればよい。従って、受渡しステージ11が狭いスペースに設けられていても容易に接続できる。
【0029】
次に、このように構成されたウェーハ受渡し装置10の作用について説明する。最初に第1の搬送装置である研磨ヘッドのウェーハキャリア31からウェーハWを受取る時は、図1に示すように、先ず密閉容器16の電磁弁16Bが閉じ、次いで給液手段である純水供給源15に設けられた電磁弁15Aが開き、受渡しステージ11は、純水供給源15よって前述の深さまで純水13が注水されて待機している。
【0030】
次に加工済みのウェーハWを吸着したウェーハキャリア31が受渡しステージ11の上方まで移動し、純水13の液面近くまで下降してからウェーハWの吸着を解除する。ウェーハWがウェーハキャリア31から均等に剥離されずに傾いて落下しても、純水13の液面に衝撃を低く抑えた状態で着水(以下この状態を軟着陸と称する)して、受渡しステージ11の凹部にセンタリングされた状態で保持される。
【0031】
次に、ウェーハWをウェーハ受渡し装置10から第2の搬送手段41に受け渡す時は、図2に示すように、密閉容器16の電磁弁16Bが開くとともに大口径電磁弁16Aが開く。大口径電磁弁16Aが開くと密閉容器16内に貯留されていた純水13が大口径の排液口16Dから急速に外部に排水される。すると密閉容器16内が減圧状態になるので、受渡しステージ11内に貯留されていた純水13が急速に密閉容器16内に流入し、受渡しステージ11内の純水13が完全に排水される。
【0032】
密閉容器16内の純水13を、受渡しステージ11内に貯留されていた純水13の量と同量だけ排水した時点で大口径電磁弁16Aが閉じられる。これにより前述の動作を繰返し行っても、密閉容器16内には常に所定量の純水13が貯留されることになる。
【0033】
前述のようにして、受渡しステージ11内の純水13が排水されると、ウェーハWは支持部材12、12、…に支持される。この状態で第2の搬送手段41の吸着ヘッド41Aが下降し、ウェーハWを吸着して搬送する。この時、支持部材12、12、…の先端とウェーハWとの接触面積が微小であるため、ウェーハWが濡れていても表面張力の影響は無視でき、ウェーハWを容易に受け渡すことができる。
【0034】
このようにウェーハWを第1の搬送手段である研磨ヘッドのウェーハキャリア31から受取る時は、ウェーハWを受渡しステージ11内に貯留された純水13の水面に軟着陸させ、衝撃を抑えた状態で受取ることができる。
【0035】
また、ウェーハWをウェーハ受渡し装置10から第2の搬送手段41に渡す時は、急速排液手段である密閉容器16で受渡しステージ11内に貯留された純水13を急速に排水し、ウェーハWを支持部材12、12、…に支持させた状態で渡すので、純水13の表面張力の影響がなくなり、ウェーハWを容易に渡すことができる。
【0036】
なお、前述の実施の形態では、液体として純水13を用いたが、本発明はこれに限らず、被加工面を汚染したり化学反応を起こさせたりしないものなら種々の液体が使用可能である。
【0037】
また、ウェーハWをウェーハ受渡し装置10から第2の搬送手段41に渡す時に、受渡しステージ11内に貯留された純水13を完全に排水したが、完全には排水せずにウェーハWと純水13との接触が断たれるか、又は接触面積が減少する水位まで排水するようにしてもよい。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ウェーハを搬送手段からウェーハ受渡し装置に受取る時は、液体の液面でウェーハを受取るので、ウエット加工されたウェーハで搬送手段から剥がれ難く斜めに落下しても、衝撃を低く抑えた状態で容易にウェーハ受渡し装置に載置させることができる。
【0039】
また、ウェーハをウェーハ受渡し装置から搬送手段に渡す時は、ウェーハ受渡し装置の受渡しステージ内に貯留されていた液体を急速に排出して、液体とウェーハとの接触を断つか又は接触面積を減少させ、ウェーハを載置面から剥がれやすい状態にして渡すので、ウェーハを短時間で安定して搬送手段に渡すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るウェーハ受渡し装置のウェーハを受取る状態を表わす概念図
【図2】本発明の実施の形態に係るウェーハ受渡し装置のウェーハを渡す状態を表わす概念図
【符号の説明】
10…ウェーハ受渡し装置、11…受渡しステージ、12…支持部材、13…純水(液体)、14B…ドレインパイプ、15…純水供給源(給液手段)、16…密閉容器(急速排液手段)、16A…大口径電磁弁(大口径の排水弁)、16D…大口径の排液口、31…ウェーハキャリア(第1の搬送手段)、41…第2の搬送手段、W…ウェーハ

Claims (3)

  1. ウェーハを第1の搬送手段から受取り、受取ったウェーハを第2の搬送手段へ渡すウェーハ受渡し装置において、
    内部に液体を貯留可能な受渡しステージと、
    該受渡しステージ内に液体を供給する給液手段と、
    前記受渡しステージ内の液体を急速に排出する急速排液手段と、
    前記受渡しステージ内に設けられ、受渡しステージ内の液体が排出された時に前記ウェーハを支持する支持部材とを有し、
    前記ウェーハを第1の搬送手段から受取る時は前記液体の液面でウェーハを受取り、前記ウェーハを第2の搬送手段に渡す時は、前記液体を急速に排出して、ウェーハを前記支持部材で支持した状態で渡すことを特徴とするウェーハ受渡し装置。
  2. 前記急速排液手段は、
    前記受渡しステージのドレインパイプに接続され、内部に液体が貯えられた大口径の排液口を有する密閉容器であり、
    前記大口径の排液口から密閉容器内の液体を排出することにより密閉容器内を減圧させ、前記受渡しステージ内の液体を急速に密閉容器内に排出させることを特徴とする、請求項1に記載のウェーハ受渡し装置。
  3. 前記密閉容器の排液口には大口径の排水弁が設けられ、
    前記受渡しステージ内に貯留された液体と同量の液体が前記密閉容器から排出されるように、前記排水弁の開閉が制御されることを特徴とする、請求項2に記載のウェーハ受渡し装置。
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