JP2008069433A - Method of confirming aligning of wafer chuck and device therefor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ウエハーを搬送して前処理したり、電気めっき処理したりする場合等に用いられるウエハーチャックに関するものであり、更に述べると、ウエハーが設計通りの方向を向いて挟持されたか否かを検出するウエハーチャックのアライニング確認方法及びその装置に関するものである。 The present invention relates to a wafer chuck used when a wafer is transported and preprocessed or electroplated, and more specifically, whether or not the wafer is held in a direction as designed. The present invention relates to a wafer chuck aligning confirmation method and apparatus therefor.
ウエハーのめっき面には、薄膜が付けられているが、この薄膜の生成は、図8に示すような行程を経て自動的に行われている。即ち、
ウエハーカセット100に収納されているウエハーwfを、ロードロボット102を介してオリエンテーションアライナー104に運び、整列作業を行う。この行程で、ウエハーノッチが設計方向に向けられる(アライニング)。
A thin film is attached to the plated surface of the wafer, and this thin film is automatically generated through a process as shown in FIG. That is,
The wafer wf stored in the
このアライニングされたウエハーwfは、搬送ロボット106のウエハーチャック108で挟持され、前処理装置110に搬送され、ウエハーホルダー112上に載置された後、前処理が行われる。
The aligned wafer wf is sandwiched between the
このウエハーチャック108は、ロボットハンドに設けられたチャックベースと、該チャックベースに設けられ、該チャックベースの中心線に対して左右対称に配置されている一対のウエハーアームと、該ウエハーアームに設けられ、ウエハーを挟持するフインガーと、前記一対のウエハーアームを開閉せしめるシリンダーと、を備えており、前記シリンダーを駆動してウエハーアームを摺動させることにより、ウエハーを挟持したり、又は、前記挟持を解除したりしている。
The
前処理終了後、ウエハーwfは、搬送ロボット114のウエハーチャック115で挟持され、電気めっき装置116に搬送され、ウエハーホルダー118上に載置される。このウエハーチャック115は前記ウエハーチャック108と同一構造である。
After completion of the pre-processing, the wafer wf is sandwiched between the
次に、前記ウエハーホルダー118を上昇させ、めっき槽120の底部120a嵌合穴に嵌着し、該底部120aを密封する。この状態でめっき槽120にめっき液を充填し、アノード122やカソードホルダー124のカソード等に給電すると、ウエハーwfのめっきが行われる。
Next, the
この時、めっき槽120の底部120a側には、磁石126により磁界が形成されている。そのため、前記ウエハーwfは、前記磁界内に位置することになるが、ウエハーのノッチ又はオリエンテーションフラットの向きが設計方向であれば、該磁界の向きとウエハー上のパターンの向きが一致し、正常な成膜となる。
At this time, a magnetic field is formed by the
従来例では、ウエハーをオリエンテーションアライナーでアライニングしてもウエハーを挟持する際にウエハーが回動し、ウエハーノッチの位置がずれてしまう(角度ずれ)ことがある。この様に角度ずれのウエハーを電気めっきすると、磁界の向きとウエハー上のパターンの向きが不一致となるので、設計通りの成膜を得ることができない。そのため、ウエハー上のチップが全て不良となってしまうので、廃棄しなければならない。 In the conventional example, even when the wafer is aligned with the orientation aligner, the wafer may rotate when the wafer is sandwiched, and the position of the wafer notch may be displaced (angle deviation). When electroplating a wafer with an angular deviation in this way, the direction of the magnetic field and the direction of the pattern on the wafer become inconsistent, so that the film formation as designed cannot be obtained. For this reason, all chips on the wafer are defective and must be discarded.
この発明は、上記事情に鑑み、ウエハーを設計通りに挟持できたか否かを確認することを目的とする。又、他の目的は、ウエハーが多少、角度ずれしている場合には、修正できる様にすることである。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to confirm whether or not a wafer can be clamped as designed. Another object is to be able to correct the wafer if it is slightly misaligned.
この発明は、ロボットハンドに設けられたチャックベースと、該チャックベースに設けられた、開閉自在な一対のウエハーアームと、を備えたウエハーチャックにおいて; 前記チャックベースの前記両ウエハーアーム間に設けられ、ウエハーのノッチ、又は、オリエンテーションフラットに当接するガイド部材と、前記両ウエハーアーム間の挟持間隔を計測する手段と、を備えていることを特徴とする。 The present invention relates to a wafer chuck comprising a chuck base provided on a robot hand and a pair of openable and closable wafer arms provided on the chuck base; provided between the two wafer arms of the chuck base. And a guide member that contacts the notch or orientation flat of the wafer, and means for measuring a holding interval between the both wafer arms.
この発明は、ロボットハンドに設けられたチャックベースと、該チャックベースに設けられ、該ロボットハンドの中心延長線に対して左右対称に配置されている一対のウエハーアームと、該ウエハーアームに設けられ、ウエハーを挟持するフインガーと、前記一対のウエハーアームを開閉せしめる駆動手段と、を備えたウエハーチャックにおいて;前記チャックベースの両ウエハーアーム間に設けられ、ウエハーのノッチ、又は、オリエンテーションフラットに当接するガイド部材であって、前記ロボットハンドの中心線上に配設されているガイド部材と、前記両ウエハーアーム間の挟持間隔を計測する手段と、を備えていることを特徴とする。 The present invention provides a chuck base provided in a robot hand, a pair of wafer arms provided on the chuck base and arranged symmetrically with respect to a central extension line of the robot hand, and provided on the wafer arm. In a wafer chuck comprising a finger for holding a wafer and a driving means for opening and closing the pair of wafer arms; provided between both wafer arms of the chuck base and contacting a notch or an orientation flat of the wafer A guide member, comprising: a guide member disposed on a center line of the robot hand; and means for measuring a holding interval between the two wafer arms.
この発明の前記ガイド部材が、ノッチガイド、又は、オリエンテーションフラットガイドであることを特徴とする。この発明の前記挟持間隔が、両ウエハーアームのフインガー間、又は、挟持部間の間隔であることを特徴とする。 The guide member of the present invention is a notch guide or an orientation flat guide. The holding interval of the present invention is characterized in that it is an interval between fingers of both wafer arms or between holding portions.
この発明は、ロボットハンドに設けられたチャックベースと、該チャックベースに設けられた、開閉自在な一対のウエハーアームと、を備えたウエハーチャックにおいて; 前記チャックベースの前記両ウエハーアーム間に設けられ、ウエハーのノッチ、又は、オリエンテーションフラットに当接するガイド部材と、前記両ウエハーアーム間の挟持間隔を計測する手段と、を備えているウエハーチャックのアライニング確認装置、を用いて、ウエハーのアライニングを確認する方法であって;ロボットハンドを設計位置に移動させ、開状態のウエハーアームをウエハーホルダー上のウエハーと対向させる行程と、前記ロボットハンドをその中心延長線方向に移動させて、前記ガイド部材をウエハーのノッチ、又は、オリエンテーションフラットに向かって進行させ、該ガイド部材をウエハーのノッチ、又は、オリエンテーションフラットに当接させる行程と、前記両ウエハーアームを内側に摺動させてウエハーチャックを閉状態にし、前記ウエハーを挟持する行程と、前記両ウエハーアーム間の挟持間隔を計測する行程と、前記計測した挟持間隔を設計挟持間隔と比較する行程と、を備えていることを特徴とする。 The present invention relates to a wafer chuck comprising a chuck base provided on a robot hand and a pair of openable and closable wafer arms provided on the chuck base; provided between the two wafer arms of the chuck base. Alignment of a wafer using a wafer chuck alignment confirmation device comprising: a guide member that contacts a notch or orientation flat of a wafer; and a means for measuring a clamping interval between the two wafer arms. A step of moving the robot hand to a design position, causing the opened wafer arm to face the wafer on the wafer holder, and moving the robot hand in the direction of the central extension thereof, Insert the component into the wafer notch or orientation flat. A step of bringing the guide member into contact with a notch or an orientation flat of the wafer, a step of sliding the both wafer arms inward to close the wafer chuck, and holding the wafer And a step of measuring a holding interval between the wafer arms and a step of comparing the measured holding interval with a design holding interval.
この発明の前記ガイド部材は、先端に三角形部を有するノッチガイドであり、該ノッチガイドの三角形部が、前記V字状のノッチの一部に当接した場合には、該ノッチガイドを更に同方向に進行させて該ウエハーを回動させ、前記ノッチに嵌入させることを特徴とする。この発明の前記ガイド部材は、オリエンテーションフラットガイドであり、該オリエンテーションガイドの水平部が、前記オリエンテーションフラットの一部に当接した場合には、該ガイドを更に同方向に進行させて該ウエハーを回動させ、前記オリエンテーションフラットに面接触させることを特徴とする。 The guide member according to the present invention is a notch guide having a triangular portion at a tip, and when the triangular portion of the notch guide comes into contact with a part of the V-shaped notch, the notch guide is further fixed. The wafer is rotated in the direction and is inserted into the notch. The guide member of the present invention is an orientation flat guide, and when the horizontal portion of the orientation guide abuts a part of the orientation flat, the guide is further advanced in the same direction to rotate the wafer. It is made to move and surface-contacts with said orientation flat.
この発明は、前記チャックベースの両ウエハーアーム間に設けられ、ウエハーのノッチ、又は、オリエンテーションフラットに当接されるガイド部材と、前記両ウエハーアーム間の挟持間隔を計測する手段と、を備えているので、閉状態の前記挟持間隔を計測し、設計挟持間隔とを比較することにより、アライニングされているか否かを検出することができる。
又、ウエハーに多少の角度ずれがあっても、ガイド部材がウエハーのノッチ又はオリエンテーションに当接することにより、前記角度ずれを修正することができる。
The present invention comprises a guide member provided between the wafer arms of the chuck base and abutted against the notch or orientation flat of the wafer, and means for measuring the clamping interval between the wafer arms. Therefore, it is possible to detect whether or not it is aligned by measuring the sandwiching interval in the closed state and comparing it with the design sandwiching interval.
Even if the wafer has a slight angle shift, the angle shift can be corrected by the guide member coming into contact with the notch or orientation of the wafer.
この発明の第1実施の形態を図1〜図4により説明する。
ウエハー搬送ロボットのロボットハンド1には、ウエハーチャック3が設けられている。このウエハーチャック3のチャックベース5には、一対のウエハーアーム7,7が対向して設けられている。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
A
このウエハーアーム7,7は、ロボットハンド1の中心延長線1cに対して左右対称に配設されており、各アーム7,7,には、それぞれ2個のフインガー9,9が所定間隔をおいて設けられている。前記フインがー9,9は、ウエハーアーム7,7の下方に突出しており、その下端部には、ウエハー係止部11,11,が設けられている。
The
前記チャックベース5のウエハーアーム7、7の間には、ガイド部材であるノッチガイド13が設けられている。このノッチガイド13は、ウエハーwfに形成されているV字状のノッチ20に嵌入される部材であり、図1に示すように、平面視、方形状の基端部13aと、該基端部13aに連続する台形状部13bと、該台形状部13bとウエハーの外周端面押さえ部13cを介して連続する三角形部13dと、を備えている。前記三角形部13dは、前記ノッチ20に嵌入可能な形状、例えば、V字状のウエハーノッチ20と相似三角形、に形成されている。
A
このノッチガイド13の中心線13Cは、前記延長線1c上に位置し、前記一対のウエハーアーム7,7の中間に位置している。このノッチガイド13は、チャックベース5の下方に伸びており、その下端は、図2に示すように、前記フインガー9の下端とほぼ同一平面上に位置している。
A
前記チャックベース5には、ウエハーアーム7,7を開閉する手段、例えば、アーム開閉シリンダー15、が設けられている。
又、図示を省略するが、ウエハーアーム7,7のフインガー9,9、間の挟持間隔間を計測する手段、例えば、前記シリンダー15の摺動距離から前記挟持間隔を機械的に計測する手段、が設けられている。
The
Although not shown in the drawings, means for measuring the holding interval between the
この実施の形態の作動について説明する。
正常時(アライニングされている場合):
ウエハー処理行程、例えば、前処理行程が終了すると、ウエハー搬送ロボットは、ロボットハンド1を移動させ、ウエハーチャック3を前処理装置のウエハーホルダー22に対向させる。
The operation of this embodiment will be described.
Normal (when aligned):
When the wafer processing step, for example, the preprocessing step is completed, the wafer transfer robot moves the robot hand 1 so that the
この対向位置は、平面視においてノッチガイド13の中心線13C、ウエハーノッチ20の中心20p、ウエハーwfの中心p、が前記ロボットハンド1の中心延長線1c上に位置する様な位置である。
This facing position is such that the
ロボットハンド1をウエハーwfの中心pに向かって移動させると、ノッチガイド13の三角形部13dがウエハーのノッチ20に嵌入される。この時、前記押さえ部13は、ウエハーwfの外周端面に当接し、該ウエハーwfの移動を規制している。
When the robot hand 1 is moved toward the center p of the wafer wf, the
この時、ノッチガイド13の中心線13Cが、完全にウエハーノッチ20の中心20pと一致していなくても、多少の角度ずれの場合には、該角度ずれを修正することができる。即ち、前記三角形部13dがV字状のタッチ20の内面の一部に当接する場合には、該ロボットハンド1を更に同方向に前進させると、該ノッチ20は、該三角形部13dに押されて回動し、方向を修正されながらガイドノッチ13を嵌入させる。そのため、該ノッチ20は、設計通りの方向を向くことになる。
At this time, even if the
次に、アーム開閉シリンダー15を駆動させて、開状態のウエハーアーム7,7,を内側に摺動させて閉状態にする。そうすると、前記フインガー9,9のウエハー係止部11,11はウエハーwfの外周端面に係止するので、ウエハーwfは挟持(チャッキング)される。
Next, the arm opening /
図3に示すように、この時の両ウエハーアーム7,7のフインガー9,9間の挟持間隔L1の値を、前記計測手段を用いて計測する。そして、計測した挟持間隔L1の値を、比較手段を用いて設計挟持間隔、即ち、設計通りに挟持された時の挟持間隔Lの値、と比較する。この比較手段として、例えば、警報器に連結されている比較器を用いる。
As shown in FIG. 3, the value of the clamping interval L1 between the
ノッチガイド13がウエハーガイド20に嵌入されている場合には、ウエハーノッチの位置は正常であるので、計測した挟持間隔L1は、設計挟持間隔Lと等しくなる。従って、この場合には、比較器から警報器に異常信号が出力されないので、設計通り挟持(アライニング)されていることを確認することができる。
When the
次に、ロボットハンド1を回動させ、ウエハーチャック3を電気めっき装置のウエハーホルダー(図示省略)に対向させた後、該ロボットハンド1を降下させ、ウエハーアーム7,7を摺動させてウエハーチャック3を開状態にし、該ウエハーwfを前記ウエハーホルダー上に設計通りに載置する。
該ウエハーホルダーを上昇させてめっき槽の底部嵌合穴に嵌着した後、該ウエハーに磁場をかけながら電気めっきする。
Next, the robot hand 1 is rotated and the
After the wafer holder is raised and fitted into the bottom fitting hole of the plating tank, electroplating is performed while applying a magnetic field to the wafer.
異常時(アライニングされていない場合):
前述の様にしてロボットハンド1を前進させても、図4に示すように、ウエハーのノッチ20が角度ずれしていると、ノッチガイド13の三角形部13dが該ウエハーノッチ20から離れた部分21に当接し、該V字状のノッチ20に嵌入できない。
Abnormal (when not aligned):
Even when the robot hand 1 is moved forward as described above, if the
この状態でウエハーアーム7、7を摺動させてウエハーチャック3を閉状態にすると、先端側のフインガー9a,9aがウエハーと係止する位置は、ガイドノッチ13がノッチ13に嵌入されている場合に比べ、ウエハーの中心pに近い位置となる。従って、該フインガー9a,9a間の挟持間隔L2は、前記挟持間隔L1よりも大きな値となり、設計挟持間隔Lの値よりも大きくなる。そのため、該挟持間隔L2が比較器に入力されると、警報器に異常信号が出力され、異常警報が発せられるので、アライニングされていないことを知ることができる。
When the
この発明の第2実施の形態を図5により説明するが、図5において図1〜図4と同一図面符号は、その名称も機能も同一である。
この実施の形態と前記実施の形態との相違点は、ガイド部材として、オリエンテーションフラットガイドを用いられていることである。
このガイドは、ノッチの代わりに、オリエンテーションフラットが設けられている場合に用いられるものである。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. In FIG. 5, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 4 have the same names and functions.
The difference between this embodiment and the above embodiment is that an orientation flat guide is used as a guide member.
This guide is used when an orientation flat is provided instead of the notch.
オリエンテーションフラットガイド30は、基端部30aと、自由端部の先端に形成され、ウエハーのオリエンテーションフラット32に当接する水平部30bと、該水平部30bの両端に設けられ、ウエハーの外周端面に当接する押さえ部30cと、を備えている。
The orientation
この実施の形態では、前記実施の形態と同様の要領により、ロボットハンド1をその中心延長線方向に摺動させ、ウエハーチャック3でウエハーwfを挟持する。
この挟持した状態(閉状態)が、図5(A)に示す様に、ウエハーwfのオリエンテーションフラット32とオリエンテーションフラットガイド30の水平部30bとが当接し、面接触した場合には、挟持間隔L1は設計挟持間隔Lと等しくなる。そのため、比較器から異常信号が出力されないので、正常即ちアライニングされていることを知ることができる。
In this embodiment, the robot hand 1 is slid in the direction of the center extension line and the wafer wf is held by the
When the sandwiched state (closed state) is in contact with the orientation flat 32 of the wafer wf and the
一方、図5(A)に示す様に、オリエンテーションフラットガイド30の水平部30bがオリエンテーションフラット32から離れた部分31に当接した場合には、挟持間隔L2は前記挟持間隔L1より大きくなり、又、設計挟持間隔Lより大きくなる。そのため、比較器から異常信号が出力され、異常即ちアライニングされていないことを知ることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 5A, when the
この発明の第3実施の形態を図6により説明するが、図6において図1〜図4と同一図面符号は、その名称も機能も同一である。
この実施の形態と第1実施の形態との相違点は、ノッチガイド13の三角形部13aの左右の接触面に接触センサ35,36を設けたことである。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6. In FIG. 6, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 4 have the same names and functions.
The difference between this embodiment and the first embodiment is that
この実施の形態では、鎖線で示す様に、ガイドノッチ13がノッチ20に嵌入された場合には、両センサ35、36が接触信号を出力する。従って、前記接触信号が出力されると、該ノッチガイド13がノッチ20に嵌入され、ノッチ20が設計方向を向いていることになる。従って、更に挟持間隔を計測することにより、ノッチの方向を二重に確認することが可能となる。
In this embodiment, as indicated by a chain line, when the
この発明の第4実施の形態を図7により説明するが、図7において図5と同一図面符号は、その名称も機能も同一である。
この実施の形態と第2実施の形態との相違点は、オリエンテーションフラットガイド30の水平部30bに接触センサ45,46を設けたことである。この接触センサ45,46はロボットハンド1の中心延長線1cに対して左右対称に設けられている。
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7. In FIG. 7, the same reference numerals as those in FIG. 5 have the same names and functions.
The difference between this embodiment and the second embodiment is that
この実施の形態では、鎖線で示す様に、オリエンテーションフラットガイド30がオリエンテーションフラット32に面接触した場合には、両センサ45、46が接触信号を出力する。従って、前記接触信号が出力されると、該ガイド30がオリエンテーションフラット32と当接して面接触し、オリエンテーションフラット32が設計方向を向いていることになる。従って、更に挟持間隔を計測することにより、オリエンテーションフラット32の方向を二重に確認することが可能となる。
In this embodiment, as indicated by the chain line, when the orientation
この発明の実施の形態は、上記に限定されるものではなく、例えば、次の様にしても良い。
(1)一対のウエハーアームにフインガーを設ける代わりに、両ウエハーアームの内側にウエハー挟持部を設ける。この場合の挟持間隔は、両ウエハーアーム(ウエハー挟持部)間の間隔となる。なお、挟持間隔を測定する場合には、必ずしもウエハーに接触している部分を基準とする必要はなく、例えば、ウエハーアームの内縁部又は外縁部を基準とすることもできる。
The embodiment of the present invention is not limited to the above, and may be as follows, for example.
(1) Instead of providing a finger on a pair of wafer arms, a wafer clamping part is provided inside both wafer arms. In this case, the holding interval is the interval between both wafer arms (wafer holding portions). When measuring the holding interval, it is not always necessary to use the portion in contact with the wafer as a reference, and for example, the inner edge or the outer edge of the wafer arm can be used as a reference.
(2)挟持間隔の測定手段として、機械的測定手段を用いる代わりに、光センサー等の光学的計測手段を用いる。
(3)ガイド部材は、必ずしもチャックベースに固定する必要はなく、例えば、アーム開閉シリンダーのケーシング等に向けても良い。従って、ガイド部材が固定される対象となるチャックベースには、チャックベースのほか前記ケーシング等も含まれる。
(2) Instead of using mechanical measurement means as the clamping interval measurement means, optical measurement means such as an optical sensor is used.
(3) The guide member is not necessarily fixed to the chuck base, and may be directed to the casing of the arm opening / closing cylinder, for example. Therefore, the chuck base to which the guide member is fixed includes the casing and the like in addition to the chuck base.
1 ロボットハンド
3 ウエハーチャック
5 チャックベース
7 ウエハーアーム
9 フインガー
13 ノッチガイド
15 アーム開閉シリンダー
20 ウエハーノッチ
1
Claims (7)
前記チャックベースの前記両ウエハーアーム間に設けられ、ウエハーのノッチ、又は、オリエンテーションフラットに当接するガイド部材と、
前記両ウエハーアーム間の挟持間隔を計測する手段と、
を備えていることを特徴とするウエハーチャックのアライニング確認装置。 In a wafer chuck comprising a chuck base provided on a robot hand and a pair of openable and closable wafer arms provided on the chuck base;
A guide member provided between the two wafer arms of the chuck base and contacting a notch of the wafer or an orientation flat;
Means for measuring a holding interval between the two wafer arms;
A wafer chuck aligning confirmation device characterized by comprising:
前記チャックベースの両ウエハーアーム間に設けられ、ウエハーのノッチ、又は、オリエンテーションフラットに当接するガイド部材であって、前記ロボットハンドの中心延長線上に配設されているガイド部材と、
前記両ウエハーアーム間の挟持間隔を計測する手段と、
を備えていることを特徴とするウエハーチャックのアライニング確認装置。 A chuck base provided in the robot hand, a pair of wafer arms provided in the chuck base and arranged symmetrically with respect to the center extension line of the robot hand, and provided in the wafer arm, sandwiching the wafer A wafer chuck comprising: a finger to perform and a driving means for opening and closing the pair of wafer arms;
A guide member provided between the wafer arms of the chuck base and contacting a notch of the wafer or an orientation flat, the guide member being disposed on a central extension line of the robot hand;
Means for measuring a holding interval between the two wafer arms;
A wafer chuck aligning confirmation device characterized by comprising:
ロボットハンドを設計位置に移動させ、開状態のウエハーアームをウエハーホルダー上のウエハーと対向させる行程と、
前記ロボットハンドをその中心延長線方向に移動させて、前記ガイド部材をウエハーのノッチ、又は、オリエンテーションフラットに向かって進行させ、該ガイド部材をウエハーのノッチ、又は、オリエンテーションフラットに当接させる行程と、
前記両ウエハーアームを内側に摺動させてウエハーチャックを閉状態にし、前記ウエハーを挟持する行程と、
前記両ウエハーアーム間の挟持間隔を計測する行程と、
前記計測した挟持間隔を設計挟持間隔と比較する行程と、
を備えていることを特徴とするウエハーチャックのアライニング確認方法。 A method for confirming wafer alignment by using the wafer chuck aligning confirmation device according to claim 1 or 2;
A process of moving the robot hand to the design position and causing the opened wafer arm to face the wafer on the wafer holder;
Moving the robot hand in the direction of the center extension line thereof, moving the guide member toward the notch or orientation flat of the wafer, and contacting the guide member with the notch or orientation flat of the wafer; ,
A step of sliding both the wafer arms inward to close the wafer chuck and sandwiching the wafer;
A step of measuring a holding interval between the two wafer arms;
A step of comparing the measured clamping interval with the design clamping interval;
A method for confirming the alignment of a wafer chuck, comprising:
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