JP2015061035A

JP2015061035A - ウェーハ保持装置

Info

Publication number: JP2015061035A
Application number: JP2013195618A
Authority: JP
Inventors: 中村　学; Manabu Nakamura; 学中村; 丈介大塚; Josuke Otsuka
Original assignee: Nippon Electro Sensory Devices Corp
Current assignee: Nippon Electro Sensory Devices Corp
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2015-03-30

Abstract

【課題】ウェーハ保持装置が原因で一部の領域が検査できなくなるのを防止するウェーハ保持装置を提供する。【解決手段】ウェーハＷの端面をウェーハＷの全周にわたって隙間なく保持するクランプパッド２ａ、２ｂを備え、クランプパッド２ａ、２ｂのウェーハＷの端面との接触部２１の形状をウェーハＷの外周形状と同一の円弧で構成し、クランプパッド２ａ、２ｂのウェーハＷの端面との接触部２１を、クランプパッド２ａ、２ｂとウェーハＷの端面とが密着するように変形又は変位するように構成した。【選択図】図１

Description

本発明は、ウェーハの検査時にウェーハを保持する技術に関する。

近年、半導体デバイスの微細化により、基材であるシリコンウェーハ（以下「ウェーハ」）には、歩留まり向上のために非常に高い品質が求められている。また、ウェーハが大径化するにつれ、さらなる歩留まりを向上させるとともに枚葉当たりの半導体デバイス製造量を増やして製造コストを低減することが求められている。

歩留まり向上のためには、ウェーハの端面境界領域直近に至るまで無駄なく使用することが必須であり、これに伴いウェーハの端面を除く全領域の品質要求がますます高まっている。このため、表面や端面の欠陥のみならず、裏面や内部に欠陥を有するウェーハが後工程に流出するのを防止しなければならず、そのためにはウェーハの裏面や内部の異物、クラック、気泡などの欠陥の有無を厳密に検査する必要がある。

ウェーハの裏面を検査するウェーハ欠陥検査（以下「裏面欠陥検査」）としては、特許文献１に開示されるように、ウェーハの裏面に光を照射し、裏面で反射した光をカメラで撮像し、撮像した画像を解析処理することにより欠陥を検査する方法が知られている。

また、ウェーハの内部にある欠陥を検査するウェーハ欠陥検査（以下「内部欠陥検査」）としては、特許文献２に開示されるように、ウェーハの裏面へ近赤外光を照射し、ウェーハを透過した近赤外光をウェーハの表面側からカメラで撮像し、撮像した画像を解析処理することにより欠陥を検査する方法が知られている。

国際公開第２００８／０７２６９４公報特開２０１１−２３７３０３号公報

裏面欠陥検査や内部欠陥検査では、カメラと照明とウェーハとの位置関係が、最適な画像が得られるように配置され保持されていなければならない。そして、ウェーハの保持方法としては、ウェーハの裏面が汚染されないように裏面との接触を避け、ウェーハ保持装置によって端面近傍を保持するのが一般的である。

しかしながら、このような構成では、ウェーハ保持装置によってカメラの視野や照明の光軸が遮られ、ウェーハの一部の領域が検査できないという課題があった。

また、内部欠陥検査では、カメラと照明がウェーハを間に介して対峙しているため、ウェーハの端面とウェーハ保持装置との間に隙間があると、隙間から漏れ出た照明光がウェーハ上でハレーションを起こし、その部分が検査できなくなるという課題があった。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、ウェーハ保持装置が原因で一部の領域が検査できなくなるのを防止することを目的とする。

本発明のある態様によれば、ウェーハの端面を前記ウェーハの全周にわたって隙間なく保持するクランプパッドを備えたウェーハ保持装置が提供される。

上記態様によれば、裏面欠陥検査、内部欠陥検査等において、カメラの視野や照明の光軸が遮られず、また、ウェーハの端面とウェーハ保持装置の隙間から照明光が漏れ出ることがないので、裏面や内部の全ての領域を撮像することが可能となる。

ウェーハ保持装置の平面図である。ウェーハ保持装置の側面図である。クランプパッドの断面図である。ウェーハ保持装置の動作を説明する説明図である。ウェーハ保持装置の動作を説明する説明図である。ウェーハ保持装置の動作を説明する説明図である。

以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。

図１、図２は、本発明の実施形態におけるウェーハ保持装置１の概略構成を示している。ウェーハ保持装置１は、ウェーハＷの裏面欠陥、内部欠陥等を検査する際にウェーハＷを保持する装置であり、クランプパッド２ａ、２ｂ、直線駆動機構３及び回転駆動機構４を備えている。図３は、クランプパッド２ａ、２ｂの断面図である。

クランプパッド２ａ、２ｂは、ウェーハＷを保持する際にウェーハＷの端面に押し付けられる部材である。クランプパッド２ａ、２ｂのウェーハＷの端面と接触する部位である接触部２１は、その形状、具体的には、ウェーハＷ側の押付面がウェーハＷの外周形状と同一の円弧で構成されている。また、接触部２１は、クランプパッド２ａ、２ｂの他の部分とは異なる材質、例えば、やや軟質でウェーハＷの端面を傷付けないテフロン材で構成される。また、ウェーハ保持装置１がウェーハＷを保持した状態では、図１に示すようにクランプパッド２ａとクランプパッド２ｂとの間に隙間ができないように、隣り合うクランプパッド２ａとクランプパッド２ｂとが密着して配置される。

直線駆動機構３は、クランプパッド２ａを直線的に移動させる機構である。ウェーハＷが所定の位置に搬送されてくると、直線駆動機構３は、ウェーハＷの外径よりも外側に待機しているクランプパッド２ａをウェーハＷに向かって直線移動させてウェーハＷの端面に押し付ける。

回転駆動機構４は、回転軸Ｆを中心にクランプパッド２ｂを回転させる機構である（図５参照）。回転軸Ｆは、ウェーハＷの径方向に対して直交する方向に延び、ウェーハＷを搬送する搬送機構５よりも下方に配置される。回転駆動機構４は、搬送機構５よりも下方（又は上方）に待機しているクランプパッド２ｂを、回転軸Ｆを中心とする円弧Ｒに沿って移動させ、ウェーハＷの端面に押し付ける。

ウェーハ保持装置１の動作について説明すると、ウェーハ保持装置１がウェーハＷを保持する前は、図４に示すように、クランプパッド２ａがウェーハＷの外径よりも外側に待機している。また、図５に示すように、クランプパッド２ｂが搬送機構５より下方に待機している。

ウェーハ保持装置１によってウェーハＷを保持する場合、まず、搬送機構５がウェーハＷをクランプパッド２ａの間に搬送する。搬送機構５は、例えば、搬送ロボットのアームである。このとき、クランプパッド２ｂは搬送機構５よりも下方（又は上方）で待機しているので、搬送機構５とクランプパッド２ｂとが干渉することはない。

次に、直線駆動機構３がクランプパッド２ａを移動させ、クランプパッド２ａをウェーハＷの端面に押し付け、ウェーハＷを保持する。このとき、クランプパッド２ａの接触部２１がウェーハＷの断面形状に応じて変形し、クランプパッド２ａとウェーハＷの端面との間には隙間が形成されない。図６は、クランプパッド２ａのみによってウェーハＷが保持されている状態を示す。

次に、搬送機構５がウェーハＷを放し、搬送機構５がウェーハ保持装置１から退避する。このときも、クランプパッド２ｂは搬送機構５よりも下方（又は上方）で待機しているので、搬送機構５とクランプパッド２ｂとが干渉することはない。

搬送機構５がウェーハ保持装置１から待避すると、回転駆動機構４がクランプパッド２ｂを回転させてクランプパッド２ｂをウェーハＷに近づけ、ウェーハＷの端面に押し付け、ウェーハＷをさらに保持する。このとき、クランプパッド２ｂの接触部２１が同様にウェーハＷの断面形状に応じて変形し、クランプパッド２ｂとウェーハＷの端面との間には隙間が形成されない。

以上の動作によって、図１に示したように、ウェーハＷがクランプパッド２ａ、２ｂによって保持される。

続いて本実施形態の作用効果について説明する。

本実施形態では、クランプパッド２ａ、２ｂの接触部２１の形状がウェーハＷの外周形状と同一の円弧で構成され、また、クランプパッド２ａ、２ｂがウェーハＷを保持した状態では隣り合うクランプパッド２ａ、２ｂ同士が密着するようにしたので、クランプパッド２ａ、２ｂによってウェーハＷの端面がウェーハＷの全周にわたって隙間なく保持される。

これにより、裏面欠陥検査、内部欠陥検査等において、ウェーハ保持装置１によってカメラの視野や照明の光軸が遮られることがなくなり、また、ウェーハＷの端面とクランプパッド２ａ、２ｂとの隙間から照明光が漏れ出ることがないので、裏面や内部の全ての領域を撮像することが可能となる。また、ウェーハＷにかかる負荷を軽減し、ウェーハＷを安定して保持することができる。

また、クランプパッド２ａ、２ｂの接触部２１を、クランプパッド２ａ、２ｂとウェーハＷの端面とが密着するように変形するように構成したので、様々な端面の断面形状に適合することが可能となり、ウェーハＷにかかる負荷を軽減し、ウェーハＷを安定して保持することができる。

さらに、クランプパッド２ｂをウェーハＷに押し付ける前はクランプパッド２ｂを搬送機構５よりも下方に待機させておき、回転駆動機構４によって回転軸Ｆを中心として回転させるとクランプパッド２ｂがウェーハＷの端面に近づいて押し付けられるようにした。この構成によれば、搬送機構５とクランプパッド２ｂとの干渉を避けて搬送機構５からウェーハ保持装置１にウェーハＷを直接受け渡すことができ、ウェーハＷの保持に要する時間を短縮することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、本実施形態では、クランプパッド２ａ、２ｂの接触部２１をやや軟質なテフロン材で構成し、接触部２１が変形することでクランプパッド２ａ、２ｂとウェーハＷの端面とが密着するようにしているが、クランプパッド２ａ、２ｂの材質はこれに限定されない。

また、クランプパッド２ａ、２ｂの接触部２１を可動式にし、接触部２１がウェーハＷの端面に接触すると接触部２１とウェーハＷの端面との間の隙間を詰めるように接触部２１を適宜変位させるフィッティング機構を設けてもよい。

１ウェーハ保持装置
２ａクランプパッド
２ｂクランプパッド
３直線駆動機構
４回転駆動機構
５搬送機構
２１接触部

Claims

ウェーハを保持するウェーハ保持装置であって、
前記ウェーハの端面を前記ウェーハの全周にわたって隙間なく保持するクランプパッドを備えた、
ことを特徴とするウェーハ保持装置。
請求項１に記載のウェーハ保持装置であって、
前記クランプパッドの前記ウェーハの端面との接触部の形状を前記ウェーハの外周形状と同一の円弧で構成した、
ことを特徴とするウェーハ保持装置。
請求項１又は２に記載のウェーハ保持装置あって、
前記クランプパッドの前記ウェーハの端面との接触部を、前記クランプパッドと前記ウェーハの端面とが密着するように変形又は変位するように構成した、
ことを特徴とするウェーハ保持装置。
請求項１から３のいずれかに記載のウェーハ保持装置であって、
前記クランプパッドが、複数のパッドで構成される、
ことを特徴とするウェーハ保持装置。
請求項４に記載のウェーハ保持装置であって、
前記クランプパッドが前記ウェーハを保持した状態では、隣接するパッド同士が密着する、
ことを特徴とするウェーハ保持装置。
請求項４また５に記載のウェーハ保持装置であって、
前記複数のパッドの少なくとも一つが、前記ウェーハの端面に押し付けられる前は前記ウェーハを前記ウェーハ保持装置に搬送する搬送機構よりも上方又は下方で待機するように構成される、
ことを特徴とするウェーハ保持装置。
請求項６に記載のウェーハ保持装置であって、
前記少なくとも一つのパッドを前記搬送機構よりも上方又は下方に配置される回転軸を中心に回転させ、前記少なくとも一つのパッドを前記ウェーハの端面に近づけて押し付ける回転駆動機構を備えた、
ことを特徴とするウェーハ保持装置。