JP2015142076A - 半導体ウェハの方向整列装置および半導体ウェハの方向整列方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体ウェハの方向整列を行いつつ、半導体ウェハの端面をむらなく強力にクリーニングすること。【解決手段】方向整列装置１０１は、固定部１０と、ローラ部２０Ａと、ストッパ部３０と、回転駆動部４０とを有する。固定部１０は、カセットを固定するものである。ローラ部２０Ａは、カセットの開口において半導体ウェハの端面に接触することで半導体ウェハに回転力を与えつつ半導体ウェハの端面をクリーニングする円筒面ＳＣが設けられたものである。ストッパ部３０は、カセットの開口において半導体ウェハの端面に接触する位置と、半導体ウェハの端面から離れた位置と、の各々に配置され得るものである。回転駆動部４０はローラ部２０Ａへ回転を与えるものである。回転駆動部４０はローラ部２０Ａの回転の方向および速度の各々を調整可能に構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェハの整列装置および半導体ウェハの整列方法に関するものである。

特開２００２−１６４４２０号公報によれば、半導体ウェハの整列を行いつつ、半導体ウェハの外周端部に付着したパーティクルを除去することができる、半導体ウェハの方向整列装置が開示されている。方向整列装置は、周縁部に位置合わせ用のオリエンテーションフラットを有する円形の半導体ウェハをウェハキャリア（カセット）に収容した状態で、半導体ウェハの方向を整列させるものである。方向整列装置は、半導体ウェハを支持するとともに半導体ウェハを回転させ、かつ粘着性を有しているローラと、ローラの外側に設けられ、半導体ウェハの円周部を支持する整列板とを有する。

特開２００２−１６４４２０号公報

上記公報に記載の方向整列装置では、半導体ウェハの端面をクリーニングする力が弱かったり、クリーニングのむらが生じたりすることが多かった。特に、端面上の異物が外部からのパーティクルの付着ではなく端面上における部分的剥離によるものである場合、クリーニングする力が弱いとその除去が困難である。また異物が端面上から様々な方向へ突出するように付着している場合、異物の除去のされやすさが突出方向に依存することでクリーニングのむらが生じやすい。

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、半導体ウェハの方向整列を行いつつ、半導体ウェハの端面をむらなく強力にクリーニングすることができる、半導体ウェハの整列装置および半導体ウェハの整列方法を提供することである。

本発明の半導体ウェハの方向整列装置は、開口を有するカセット内に収められノッチおよびオリエンテーションフラットのいずれかを有する半導体ウェハの方向整列を行うためのものである。方向整列装置は、固定部と、ローラ部と、ストッパ部と、回転駆動部とを有する。固定部は、カセットを固定するものである。ローラ部は、カセットの開口において半導体ウェハの端面に接触することで半導体ウェハに回転力を与えつつ半導体ウェハの端面をクリーニングする円筒面が設けられたものである。ストッパ部は、カセットの開口において半導体ウェハの端面に接触する位置と、半導体ウェハの端面から離れた位置と、の各々に配置され得るものである。回転駆動部はローラ部へ回転を与えるものである。回転駆動部はローラ部の回転の方向および速度の各々を調整可能に構成されている。

本発明の半導体ウェハの方向整列方法は、次の工程を有する。開口を有するカセット内に、ノッチおよびオリエンテーションフラットのいずれかを有する半導体ウェハが収められる。半導体ウェハが収められたカセットが固定される。カセットの開口において半導体ウェハの端面にストッパ部が接触させられる。半導体ウェハに回転力を与えつつ半導体ウェハの端面をクリーニングするために、カセットの開口において半導体ウェハの端面にローラ部の円筒面を接触させつつローラ部に回転を与える工程が行われる。ローラ部に回転を与える工程は、回転の方向および速度の各々を調整する工程を含む。ローラ部に回転を与える工程によって回転させられた半導体ウェハのノッチおよびオリエンテーションフラットのいずれかに、半導体ウェハの端面に接触させられたストッパ部を当てることで、半導体ウェハの回転が停止させられる。

本発明によれば、ローラ部の回転の方向および速度の各々が変化させられる。特に回転方向が変化させられることで、半導体ウェハの端面上から様々な方向へ突出するように付着した異物を、その突出方向に依らずにより確実に除去することができる。特に回転速度が積極的に変化させられることで、ローラ部の円筒面と半導体ウェハの端面との間での摩擦が大きくなることにより、クリーニングの作用が促進される。以上から、半導体ウェハの方向整列を行いつつ、半導体ウェハの端面をむらなく強力にクリーニングすることができる。

本発明の実施の形態１における半導体ウェハの方向整列装置の構成を概略的に示す正面図である。 図１の方向整列装置によって方向整列が行われる半導体ウェハを概略的に示す平面図である。 本発明の実施の形態１における半導体ウェハの方向整列方法の第１の工程を概略的に示す正面図である。 図３に対応する概略断面図である。 本発明の実施の形態１における半導体ウェハの方向整列方法の第２の工程を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１における半導体ウェハの方向整列方法の第３の工程を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１においてクリーニングされる異物が形成された半導体ウェハの一例を示す平面図である。 図２の変形例を示す平面図である。 本発明の実施の形態２における半導体ウェハの方向整列装置の構成を概略的に示す正面図である。 本発明の実施の形態３における半導体ウェハの方向整列装置の構成を概略的に示す正面図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態における、方向整列装置１０１の構成を概略的に示す正面図である。方向整列装置１０１は、ノッチＮＴを有する半導体ウェハ９１（図２）の方向整列のためのものである。より具体的には、方向整列装置１０１は、開口ＯＰを有するカセット９９（図３）内に収められた複数の半導体ウェハ９１の方向整列を行うためのものである。言い換えれば、方向整列装置１０１は、カセット９９内に収められた複数の半導体ウェハ９１のノッチＮＴの方向を揃えるためのものである。方向整列装置１０１（図１）は、固定部１０と、ローラ部２０Ａと、ストッパ部３０と、回転駆動部４０と、台部５０とを有する。

固定部１０は、カセット９９（図３）を固定するものである。固定部１０には、図示されているように凹部が設けられていてもよい。この凹部にカセット９９の脚部がはめ込まれる。

ローラ部２０Ａには円筒面ＳＣが設けられている。円筒面ＳＣは、カセット９９の開口ＯＰ（図３）において半導体ウェハ９１の端面ＥＧ（図４）に接触することで半導体ウェハ９１に回転力を与えつつ、半導体ウェハ９１の端面ＥＧをクリーニングするものである。ローラ部２０Ａは、表面部２１ａと、本体部２３と、軸部２９とを有する。表面部２１ａは粘着テープからなる。

ストッパ部３０は、カセット９９の開口ＯＰにおいて半導体ウェハ９１の端面ＥＧに接触する位置（図５）と、半導体ウェハ９１の端面ＥＧから離れた位置（図４）と、の各々に配置され得るものである。ストッパ部３０はストッパハンドル３１を有してもよい。ストッパハンドル３１を矢印ＡＳ１のように動かすことで、ストッパ部３０が矢印ＡＳ２のように動かされる。

回転駆動部４０はローラ部２０Ａへ回転を与えるものである。回転駆動部４０はローラ部２０Ａの回転の方向および速度の各々を調整可能に構成されている。具体的には、回転駆動部４０は、手動で回転力が与えられるローラハンドルであり、よって作業者により任意の方向および速度で駆動され得る。すなわち回転駆動部４０は、矢印ＡＲ１（図１）における時計回りおよび反時計回りのいずれの方向にも任意の速度で駆動され得る。また駆動方向の反転が可能である。これに対応して、ローラ部２０Ａは、矢印ＡＲ２（図１）における時計回りまたは反時計回りのいずれの方向にも任意の速度で回転され得る。また回転方向の反転が可能である。

台部５０は固定部１０を支持している。また台部５０は軸部２９を回転可能に支持している。また台部５０はストッパ部３０を上下方向にスライド可能に支持している。

次に本実施の形態における、半導体ウェハ９１の方向整列方法について、以下に説明する。

図３および図４を参照して、開口ＯＰを有するカセット９９内に、各々がノッチＮＴを有する複数の半導体ウェハ９１が収められる。具体的には、カセット９９に設けられた各溝部ＧＲへ半導体ウェハ９１がはめ込まれる。半導体ウェハ９１が収められたカセット９９は固定部１０によって固定される。この時点では、ストッパ部３０の位置は、半導体ウェハ９１の端面ＥＧから離れたものとされる。

次に、半導体ウェハ９１に回転力を与えつつ半導体ウェハ９１の端面ＥＧをクリーニングするために、カセット９９の開口ＯＰにおいて半導体ウェハ９１の端面ＥＧにローラ部２０Ａの円筒面ＳＣを接触させつつ、ローラ部２０Ａに回転が与えられる。ローラ部２０Ａに回転が与えられる際、回転の方向および速度の各々が調整される。すなわち、ローラ部２０Ａの回転方向が反転させられたり、回転速度が変化させられたりする。このような調整は、回転駆動部４０が手動で駆動されるローラハンドルである場合、作業者によって容易に行うことができる。

図５を参照して、ストッパハンドル３１の矢印ＡＳ１への操作（図１）によって、ストッパ部３０が、半導体ウェハ９１の端面ＥＧに接触する位置をとる。これにより、カセット９９の開口ＯＰにおいて半導体ウェハ９１の端面ＥＧにストッパ部３０が接触させられる。

図６を参照して、ローラ部２０Ａに回転が与えられたことによって回転させられた半導体ウェハ９１のノッチＮＴに、半導体ウェハ９１の端面ＥＧに接触させられたストッパ部３０を当てることで、半導体ウェハ９１の回転が停止させられる。これにより、複数の半導体ウェハ９１のノッチＮＴの方向が揃えられる。

本実施の形態によれば、ローラ部２０Ａの回転の方向および速度の各々が変化させられる。特に回転方向が変化させられることで、半導体ウェハ９１の端面ＥＧ上から様々な方向へ突出するように付着した異物ＦＲ（図７）を、その突出方向に依らずにより確実に除去することができる。特に回転速度が積極的に変化させられることで、ローラ部２０Ａの円筒面ＳＣと半導体ウェハ９１の端面ＥＧとの間での摩擦が大きくなることにより、クリーニングの作用が促進される。以上から、半導体ウェハ９１の方向整列を行いつつ、半導体ウェハ９１の端面ＥＧをむらなく強力にクリーニングすることができる。

また上記のようにむらなく強力なクリーニングがなされるので、端面ＥＧ上をストッパ部３０が摺動することで発生した異物ＦＲを効果的に除去することができる。

またローラ部２０Ａの表面部２１ａは粘着テープからなる。これにより、ローラ部２０Ａによる半導体ウェハ９１の端面ＥＧのクリーニングを、粘着力によって物理的に行うことができる。

なお粘着テープの代わりに不織布が用いられてもよい。粘着テープの場合、粘着力が過度に高いと、粘着テープが半導体ウェハ９１の端面ＥＧに強く貼り付きすぎることで、円滑な回転が妨げられることがある。不織布の場合、粘着力がないため、円滑な回転が確実に得られる。

表面部２１ａとしての粘着テープまたは不織布は着脱可能なものであることが好ましい。これにより表面部２１ａが劣化した場合に表面部２１ａを交換することで、クリーニングの効果の低下を避けることができる。

またノッチＮＴを有する半導体ウェハ９１（図２）の代わりに、オリエンテーションフラットＯＦを有する半導体ウェハ９２（図８）が用いられてもよい。

（実施の形態２）
図９を参照して、本実施の形態の方向整列装置１０２はローラ部２０Ａ（図１）の代わりにローラ部２０Ｂを有する。ローラ部２０Ｂは、スポンジからなる表面部２１ｂを有する。またローラ部２０Ｂは、孔ＨＬが設けられた側面を有する。図９に示す例では、ローラ部２０Ｂのうち孔ＨＬが設けられた部分もスポンジからなる。ローラ部２０Ｂは着脱自在なものであることが好ましい。

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

本実施の形態によれば、ローラ部２０Ｂの表面部２１ｂはスポンジからなる。これにより、ローラ部２０Ｂによる半導体ウェハ９１の端面ＥＧのクリーニングを、スポンジに含浸させた洗浄液を用いて行うことができる。

またローラ部２０Ｂの側面に孔ＨＬが設けられている。これにより、孔ＨＬからスポンジ中へ洗浄液を注入することができる。洗浄液の注入は、ローラ部２０Ａを外した状態で行われてもよい。

（実施の形態３）
図１０を参照して、本実施の形態の方向整列装置１０３はローラ部２０Ａ（図１）の代わりにローラ部２０Ｃを有する。ローラ部２０Ｃは、スポンジからなる表面部２１ｃを有する。またローラ部２０Ｃは、ローラ部２０Ｃ内に設けられ、ローラ部２０Ｃの表面へ洗浄液ＣＬを供給可能な液体タンク２５を有する。ローラ部２０Ｃは、液体タンク２５が露出された側面を有する。この側面において液体タンク２５は少なくとも部分的に透明である。

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

本実施の形態によれば、液体タンク２５により、スポンジ中へ洗浄液ＣＬを継続的に供給することができる。

またローラ部２０Ｃは、液体タンク２５が露出された側面を有し、この側面において液体タンク２５は少なくとも部分的に透明である。これにより、液体タンク２５中の洗浄液ＣＬの残量を、液体タンク２５をローラ部２０Ｃから取り外すことなく、確認することができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１０ 固定部、１０１〜１０３ 方向整列装置、２０Ａ〜２０Ｃ ローラ部、２１ａ〜２１ｃ 表面部、２３ 本体部、２５ 液体タンク、２９ 軸部、３０ ストッパ部、３１ ストッパハンドル、４０ 回転駆動部、５０ 台部、９１，９２ 半導体ウェハ、９９ カセット、ＣＬ 洗浄液、ＥＧ 端面、ＦＲ 異物、ＧＲ 溝部、ＨＬ 孔、ＮＴ ノッチ、ＯＦ オリエンテーションフラット、ＯＰ 開口、ＳＣ 円筒面。

Claims (7)

1. 開口を有するカセット内に収められノッチおよびオリエンテーションフラットのいずれかを有する半導体ウェハの方向整列を行うための、半導体ウェハの方向整列装置であって、
   前記カセットを固定する固定部と、
   前記カセットの前記開口において前記半導体ウェハの端面に接触することで前記半導体ウェハに回転力を与えつつ前記半導体ウェハの前記端面をクリーニングする円筒面が設けられたローラ部と、
   前記カセットの前記開口において前記半導体ウェハの前記端面に接触する位置と、前記半導体ウェハの前記端面から離れた位置と、の各々に配置され得るストッパ部と、
   前記ローラ部へ回転を与える回転駆動部とを備え、前記回転駆動部は前記ローラ部の前記回転の方向および速度の各々を調整可能に構成されている、
   半導体ウェハの方向整列装置。
2. 前記ローラ部は、粘着テープおよび不織布のいずれかからなる表面部を有する、請求項１に記載の半導体ウェハの方向整列装置。
3. 前記ローラ部は、スポンジからなる表面部を有する、請求項１に記載の半導体ウェハの方向整列装置。
4. 前記ローラ部は、孔が設けられた側面を有する、請求項３に記載の半導体ウェハの方向整列装置。
5. 前記ローラ部は、前記ローラ部内に設けられ、前記ローラ部の前記表面へ洗浄液を供給可能な液体タンクを有する、請求項３に記載の半導体ウェハの方向整列装置。
6. 前記液体ローラ部は、前記液体タンクが露出された側面を有し、前記側面において前記液体タンクは少なくとも部分的に透明である、請求項５に記載の半導体ウェハの方向整列装置。
7. 開口を有するカセット内に、ノッチおよびオリエンテーションフラットのいずれかを有する半導体ウェハを収める工程と、
   前記半導体ウェハが収められた前記カセットを固定する工程と、
   前記カセットの前記開口において前記半導体ウェハの端面にストッパ部を接触させる工程と、
   前記半導体ウェハに回転力を与えつつ前記半導体ウェハの前記端面をクリーニングするために、前記カセットの前記開口において前記半導体ウェハの前記端面にローラ部の円筒面を接触させつつ前記ローラ部に回転を与える工程とを備え、前記ローラ部に回転を与える工程は、前記回転の方向および速度の各々を調整する工程を含み、さらに
   前記ローラ部に回転を与える工程によって回転させられた前記半導体ウェハの前記ノッチおよびオリエンテーションフラットのいずれかに、前記半導体ウェハの前記端面に接触させられた前記ストッパ部を当てることで、前記半導体ウェハの前記回転を停止させる工程をさらに備える、
   半導体ウェハの方向整列方法。

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