JP2018074120A - Wafer transfer and holding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はウエハの搬送装置に関するものであり、特に、薄く加工された半導体ウエハをチャックテーブル上に搬送し、吸引保持するウエハの搬送保持装置に関するものである。 The present invention relates to a wafer transfer apparatus, and more particularly to a wafer transfer holding apparatus that transfers a thinly processed semiconductor wafer onto a chuck table and holds it by suction.
半導体デバイスの製造に使用される半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」という)は、半導体材料のインゴットを結晶軸の方向に応じて薄板状に切り出し、研磨したものである。また、半導体デバイスの製造において、ウエハ上にデバイスを形成するリソグラフィ等の生産工程では、ウエハを固定する必要があり、通常は負の空気圧を印加してウエハを吸着する、いわゆる真空吸着方式の吸着ステージ(通常、「チャックテーブル」という)にウエハを吸引保持した状態で各種の処理を行う（例えば、特許文献１参照）。 A semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as “wafer”) used for manufacturing a semiconductor device is obtained by cutting an ingot of a semiconductor material into a thin plate shape according to the direction of a crystal axis and polishing it. Also, in the production of semiconductor devices, in the production process such as lithography for forming devices on a wafer, it is necessary to fix the wafer. Usually, a negative air pressure is applied to adsorb the wafer, so-called vacuum adsorption method adsorption. Various processes are performed in a state where the wafer is sucked and held on a stage (usually referred to as “chuck table”) (see, for example, Patent Document 1).
そして、ウエハ上のデバイスが完成した後、プローバでテスタとデバイスの電極パッドを接続して電気的に動作検査を行う場合や、インスペクションマシンで形成したパターンの光学的な検査を行う場合も、同様に、ウエハをチャックテーブルに吸引保持した状態で検査を行う。 And when the device on the wafer is completed, the tester and the electrode pad of the device are connected with a prober to perform electrical operation inspection, or the optical inspection of the pattern formed with the inspection machine is the same. In addition, the inspection is performed with the wafer sucked and held on the chuck table.
近年、半導体デバイスの製造では、ウエハの直径を大きくして生産効率を向上させることが行われており、ウエハの直径は益々大きくなっている。また、１本のインゴットより取れるウエハの枚数を増加させれば、その分、ウエハの製造コストが低下するので、ウエハの厚さも小さくなる傾向にある。 In recent years, in the manufacture of semiconductor devices, the diameter of a wafer has been increased to improve the production efficiency, and the diameter of the wafer has been increasing. Further, if the number of wafers that can be taken from one ingot is increased, the manufacturing cost of the wafer is reduced accordingly, and the thickness of the wafer tends to be reduced.
しかしながら、ウエハは直径が大きくなるほど、また、薄くなるほど、例え研磨したものであっても、歪みのために反りが発生する。特に、ウエハは、表面に半導体デバイスを形成すると反りが発生し易くなる。そして、反りの程度が大きいウエハをチャックテーブル上に載置すると、チャックテーブル側の吸引用の溝とウエハとの間に大きな隙間ができ、例え負圧を印加してもその隙間から溝に空気が流れ込む。そのため、ウエハを十分に吸着保持することができないという問題が発生する。また、ウエハの吸着不良が発生したまま、次の工程に搬送する過程では、ウエハがズレ動いてしまう。この状態では、次工程のチャックテーブル等に精度良く載置できないといった問題がある。 However, the larger the diameter and the thinner the wafer, the more warped due to distortion even if it is polished. In particular, when a semiconductor device is formed on the surface of a wafer, warping tends to occur. When a wafer having a large degree of warpage is placed on the chuck table, a large gap is created between the chucking groove on the chuck table side and the wafer. For example, even if negative pressure is applied, air is passed from the gap to the groove. Flows in. Therefore, there arises a problem that the wafer cannot be sufficiently sucked and held. Further, in the process of transferring to the next process while the wafer adsorption failure has occurred, the wafer moves. In this state, there is a problem that it cannot be accurately placed on the chuck table or the like in the next process.
このような問題を解決するため、真空ポンプの駆動能力を大きくして負圧を大きくする、すなわち、空気系路と溝の空気圧をより低くすることも考えられる。しかし、そのためには、駆動能力の大きな真空ポンプを用意する必要があり、コスト等の各種の問題を生じる上、隙間が大きい場合には対処不能である。 In order to solve such a problem, it is conceivable to increase the negative pump pressure by increasing the driving capability of the vacuum pump, that is, to lower the air pressure in the air system channel and the groove. However, for that purpose, it is necessary to prepare a vacuum pump with a large driving capability, which causes various problems such as cost, and cannot cope with a large gap.
そこで、反りの大きなウエハであっても確実に吸引保持することができるウエハの搬送保持装置を提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。 Therefore, there is a technical problem to be solved in order to provide a wafer transfer and holding device that can reliably suck and hold even a warped wafer. The present invention solves this problem. With the goal.
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、半導体ウエハを吸引保持するチャックテーブルと、前記半導体ウエハを前記チャックテーブル上に搬送する搬送機構とを備えるウエハの搬送保持装置において、前記搬送機構は、前記チャックテーブル上に搬送された前記半導体ウエハを前記チャックテーブルに押し付けるエアバッグを備える、
ウエハの搬送保持装置を提供することにある。
The present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention according to claim 1 includes a chuck table for sucking and holding a semiconductor wafer, and a transport mechanism for transporting the semiconductor wafer onto the chuck table. In the wafer transfer holding apparatus, the transfer mechanism includes an airbag that presses the semiconductor wafer transferred onto the chuck table against the chuck table.
An object of the present invention is to provide a wafer holding apparatus.
この構成によれば、仮に前記エアバッグの軸心と前記チャックテーブルの軸心との間に位置ズレがあったとしても、前記半導体ウエハを前記チャックテーブル上に押し付けるための力は、前記エアバックを介して半導体の全周に略同じ大きさの力を付与して各部均等に得られる。したがって、前記半導体ウエハの略全周を同じ大きさの力で、前記チャックテーブル上に均一に押し付けて、前記半導体ウエハを前記チャックテーブル上に密に載置することができる。また、前記エアバッグ内に供給して加圧するエアの量を調整することにより、前記半導体ウエハを前記チャックテーブルに押し付ける力の強さを簡単に調整することができる。そして、その後、チャックテーブル上に吸着力(負圧)を付与すると、チャックテーブル上に密に載置されている半導体ウエハを小さな負圧力で、チャックテーブル上に吸着保持することができる。 According to this configuration, even if there is a misalignment between the axis of the airbag and the axis of the chuck table, the force for pressing the semiconductor wafer onto the chuck table is By applying substantially the same force to the entire circumference of the semiconductor through the gap, each part can be obtained evenly. Therefore, the semiconductor wafer can be placed on the chuck table densely by pressing the entire circumference of the semiconductor wafer uniformly on the chuck table with the same force. Further, by adjusting the amount of air to be supplied and pressurized into the airbag, the strength of the force for pressing the semiconductor wafer against the chuck table can be easily adjusted. After that, when an adsorption force (negative pressure) is applied on the chuck table, the semiconductor wafer densely placed on the chuck table can be adsorbed and held on the chuck table with a small negative pressure.
請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成において、前記エアバッグは、弾性変形材で形成されているとともに、前記半導体ウエハの外径と略等しい外径を有して、内部にエアが供給されて加圧されると膨らんで前記半導体ウエハを前記チャックテーブルに押し付けるバルーン体である、ウエハの搬送保持装置を提供する。 According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the airbag is formed of an elastically deformable material and has an outer diameter substantially equal to the outer diameter of the semiconductor wafer, and has an air When the wafer is supplied and pressurized, the wafer transfer and holding device is provided which is a balloon body that expands and presses the semiconductor wafer against the chuck table.
この構成によれば、前記バルーン体を膨らませるエアの量を調整することにより、前記半導体ウエハを前記チャックテーブルに押し付ける力の強さを、供給するエアの量によって簡単に調整することができる。 According to this configuration, by adjusting the amount of air that inflates the balloon body, the strength of the force for pressing the semiconductor wafer against the chuck table can be easily adjusted by the amount of air supplied.
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成において、前記エアバッグは、外径が前記半導体ウエハの外径と略等しいリング状に形成されている、ウエハの搬送保持装置を提供する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the wafer transfer holding device according to the first or second aspect, wherein the airbag is formed in a ring shape whose outer diameter is substantially equal to the outer diameter of the semiconductor wafer. provide.
この構成によれば、前記半導体ウエハの中心部を除いて、前記半導体ウエハの外周部側に前記エアバッグがリング状に接触し、前記半導体ウエハを前記チャックテーブル上に密に押圧することができる。したがって、その後、前記チャックテーブルに吸着力を付与すると、前記チャックテーブル上に密に載置されている前記半導体ウエハを小さな負圧力で、前記チャックテーブル上に吸着保持することができる。 According to this configuration, except for the central portion of the semiconductor wafer, the airbag contacts the outer peripheral portion of the semiconductor wafer in a ring shape, and the semiconductor wafer can be pressed tightly on the chuck table. . Therefore, when an adsorption force is subsequently applied to the chuck table, the semiconductor wafer densely placed on the chuck table can be adsorbed and held on the chuck table with a small negative pressure.
本発明は、半導体ウエハの略全周に略同じ大きさの力を付与して、半導体ウエハをチャックテーブル上に均一に押し付け、前記半導体ウエハを前記チャックテーブル上に密に載置することができる。また、前記エアバッグ内に供給して加圧するエアの量を調整することにより、前記半導体ウエハを前記チャックテーブルに押し付ける強さを簡単に調整することができる。そして、その後、チャックテーブルに吸着力(負圧)を付与すると、チャックテーブル上に密に載置されている半導体ウエハを小さな負圧力で吸着保持することができるので、仮に、反りの大きな半導体ウエハであっても、その反りの影響を少なくしてチャックテーブル上への半導体ウエハＷの吸引保持を確実に行うことができる。 According to the present invention, substantially the same force can be applied to substantially the entire circumference of the semiconductor wafer so that the semiconductor wafer is uniformly pressed onto the chuck table, and the semiconductor wafer can be placed densely on the chuck table. . Further, by adjusting the amount of air to be supplied and pressurized into the airbag, the strength of pressing the semiconductor wafer against the chuck table can be easily adjusted. After that, when an adsorption force (negative pressure) is applied to the chuck table, the semiconductor wafer densely placed on the chuck table can be adsorbed and held with a small negative pressure. Even so, the influence of the warpage can be reduced and the semiconductor wafer W can be reliably sucked and held on the chuck table.
本発明は、反りの大きなウエハであっても確実に吸引保持できるウエハの搬送保持装置を提供するという目的を達成するために、半導体ウエハを吸引保持するチャックテーブルと、前記半導体ウエハを前記チャックテーブル上に搬送する搬送機構とを備えるウエハの搬送保持装置において、前記搬送機構は、前記チャックテーブル上に搬送された前記半導体ウエハを前記チャックテーブルに押し付けるエアバッグを備える、構成としたことにより実現した。 To achieve the object of the present invention, a chuck table for sucking and holding a semiconductor wafer, and a chuck table for holding the semiconductor wafer to the chuck table. In a wafer transfer holding device including a transfer mechanism for transferring the wafer, the transfer mechanism includes an airbag that presses the semiconductor wafer transferred onto the chuck table against the chuck table. .
以下、本発明を実施するための形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明では、実施形態の説明の全体を通じて同じ要素には同じ符号を付している。また、以下の説明において、上下や左右等の方向を示す表現は、絶対的なものではなく、本発明の搬送保持装置の各部が描かれている姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, the same reference numerals are given to the same elements throughout the description of the embodiments. In the following description, expressions indicating directions such as up and down and left and right are not absolute, and are appropriate when each part of the conveyance holding device of the present invention is depicted. Should change and be interpreted according to the change of posture.
図１は本発明を適用したウエハの搬送保持装置１０の概略配置構成を示す斜視図であり、図２は図１におけるウエハの搬送保持装置１０の主要部を断面して内部構成を示す側面図である。このウエハの搬送保持装置１０は、半導体デバイスの製造工程で広く使用可能なものである。そのウエハの搬送保持装置１０は、負の空気圧(負圧)を印加して半導体ウエハＷを吸引保持し、各種の処理を行う真空吸着方式のチャックテーブル１１と、前の処理工程から半導体ウエハＷをチャックテーブル１１上に搬送してセットする搬送機構１２等を備えている。なお、半導体ウエハＷは、半導体材料のインゴットを結晶軸の方向に応じて薄板状に切り出したものを研磨したものであって、概略円板状に形成されている。 FIG. 1 is a perspective view showing a schematic arrangement configuration of a wafer transfer holding device 10 to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a side view showing an internal configuration by cutting a main part of the wafer transfer holding device 10 in FIG. It is. The wafer transfer and holding device 10 can be widely used in the manufacturing process of semiconductor devices. The wafer transfer and holding device 10 applies a negative air pressure (negative pressure) to suck and hold the semiconductor wafer W, and performs a vacuum suction chuck table 11 for performing various processes, and the semiconductor wafer W from the previous processing step. Is provided on the chuck table 11 with a transport mechanism 12 and the like. The semiconductor wafer W is obtained by polishing a semiconductor material ingot cut into a thin plate shape according to the direction of the crystal axis, and is formed in a substantially disc shape.
チャックテーブル１１は、図１に示すように、円板状のテーブルである。また、図２に示すように、チャックテーブル１１は、半導体ウエハＷの外径よりも大きな外径で形成された円板状の保持テーブル１１ａと、保持テーブル１１ａの上面(半導体ウエハＷが載置される面)に露出して設けられた、半導体ウエハＷの外径と略同じ外径で形成されている、同じく円板状をした吸引部１１ｂを備えている。 As shown in FIG. 1, the chuck table 11 is a disk-shaped table. As shown in FIG. 2, the chuck table 11 includes a disk-shaped holding table 11a formed with an outer diameter larger than the outer diameter of the semiconductor wafer W, and an upper surface of the holding table 11a (where the semiconductor wafer W is placed). And a suction part 11b having a disk-like shape and having an outer diameter substantially the same as the outer diameter of the semiconductor wafer W, which is exposed on the surface.
チャックテーブル１１の吸引部１１ｂには、吸引用の複数個の溝(図示せず)と複数個の溝に連通している吸着孔１３が設けられている。吸着孔１３には、保持テーブル１１ａに設けられているウエハ吸引用真空ライン１４が連通されている。したがって、吸着孔１３は、ウエハ吸引用真空ライン１４の吸引口として機能する。なお、ウエハ吸引用真空ライン１４には、図示しないが、圧力計、バルブ、及び真空源が順に配備され、これら吸着孔１３、ウエハ吸引用真空ライン１４、圧力計、バルブ、及び真空源等により第１のウエハ真空吸着手段１５を構成している。すなわち、第１のウエハ真空吸着手段１５では、吸引部１１ｂ上に負圧を印加し、チャックテーブル１１の吸引部１１ｂ上に載置されている半導体ウエハＷを、その負圧が印加されている間、吸引保持することができるようになっている。 The suction portion 11b of the chuck table 11 is provided with a plurality of suction grooves (not shown) and suction holes 13 communicating with the plurality of grooves. A wafer suction vacuum line 14 provided on the holding table 11 a is communicated with the suction hole 13. Therefore, the suction hole 13 functions as a suction port of the wafer suction vacuum line 14. Although not shown in the drawings, the wafer suction vacuum line 14 is sequentially provided with a pressure gauge, a valve, and a vacuum source. The suction hole 13, the wafer suction vacuum line 14, the pressure gauge, the valve, the vacuum source, etc. The first wafer vacuum suction means 15 is configured. That is, in the first wafer vacuum suction means 15, a negative pressure is applied on the suction portion 11 b, and the negative pressure is applied to the semiconductor wafer W placed on the suction portion 11 b of the chuck table 11. During this time, it can be sucked and held.
搬送機構１２は、図１及び図２に示す搬送プレート(「搬送パッド」とも言う)２１と搬送アーム２２の他に、図２に示す第２のウエハ真空吸着手段２３と第１のウエハ押し付け手段２４及び第２のウエハ押し付け手段２５を備えている。 The transfer mechanism 12 includes, in addition to the transfer plate (also referred to as “transfer pad”) 21 and the transfer arm 22 shown in FIGS. 1 and 2, the second wafer vacuum suction means 23 and the first wafer pressing means shown in FIG. 24 and second wafer pressing means 25 are provided.
搬送プレート２１は、図１に示すように、円板状のプレートである。図２に示すように、搬送プレート２１は、半導体ウエハＷの外径と略同じ外径で形成されている。同じく、図２に示すように、搬送プレート２１の下面側(半導体ウエハＷと対向する面側)には、第２のウエハ真空吸着手段２３、及び第２のウエハ押し付け手段２５が設けられている。また、搬送プレート２１の反対側の面、すなわち上面側の略中心部分には、枢軸２６を介して搬送アーム２２が回転可能に取り付けられている。 The conveyance plate 21 is a disk-shaped plate as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the transfer plate 21 is formed with an outer diameter substantially the same as the outer diameter of the semiconductor wafer W. Similarly, as shown in FIG. 2, a second wafer vacuum suction unit 23 and a second wafer pressing unit 25 are provided on the lower surface side (the surface side facing the semiconductor wafer W) of the transfer plate 21. . Further, a transport arm 22 is rotatably attached to a surface on the opposite side of the transport plate 21, that is, a substantially central portion on the upper surface side via a pivot 26.
搬送アーム２２は、一端側(基端側)が例えばロボットアーム等に固定されており、他端側に前記枢軸２６介して搬送プレート２１が取り付けられている。搬送アーム２２は、搬送プレート２１を所要の位置(前工程位置)から所要の位置(本工程位置)に、半導体ウエハＷを保持して、又は単独で移動可能になっている。すなわち、搬送アーム２２の移動により、加工処理前の半導体ウエハＷを前工程位置からチャックテーブル１１上に移動させ、加工処理後の半導体ウエハＷをチャックテーブル１１上から所要の位置に設けられた後工程位置へ移動させることができる。 One end side (base end side) of the transfer arm 22 is fixed to, for example, a robot arm or the like, and the transfer plate 21 is attached to the other end side via the pivot 26. The transfer arm 22 can hold the semiconductor wafer W from a required position (pre-process position) to a required position (main process position) or can move alone. That is, by moving the transfer arm 22, the semiconductor wafer W before processing is moved from the position of the previous process onto the chuck table 11, and the semiconductor wafer W after processing is provided on the chuck table 11 at a required position. It can be moved to the process position.
図２に示すように、搬送プレート２１に設けられた第２のウエハ真空吸着手段２３は、搬送プレート２１の軸心(枢軸２６の軸心)Ｏ１と軸心を同じにして配設されている真空保持用のＶシール２３ａを備えている。Ｖシール２３ａは、半導体ウエハＷの外径よりも径が小さく、ゴム、軟質樹脂材等でリング状に形成されている。Ｖシール２３ａは、一面側の全周が搬送プレート２１の下面に密に固定して取り付けられている。反対に、Ｖシール２３ａの他面側は、全周がチャックテーブル側に向かって断面先細状に延びる自由端として、可撓性を有するリップ部２３ｂとして形成されており、その他端側は搬送プレート２１の下面から垂下された状態にして配設されている。そして、そのリップ部２３ｂは、半導体ウエハＷの上面と密に当接可能になっている。また、搬送プレート２１は、Ｖシール２３ａで囲暁された領域２７ａの内側に吸引口２８ａを設けてなる搬送機構側のウエハ吸引用真空ライン２８を備えている。なお、ウエハ吸引用真空ライン２８には、図示しないが、圧力計、バルブ、及び真空源が順に配備されている。 As shown in FIG. 2, the second wafer vacuum suction means 23 provided on the transfer plate 21 is arranged with the same axis as the axis of the transfer plate 21 (the axis of the pivot 26) O <b> 1. A vacuum seal V seal 23a is provided. The V seal 23a has a smaller diameter than the outer diameter of the semiconductor wafer W, and is formed in a ring shape from rubber, soft resin material, or the like. The V seal 23 a is attached so that the entire circumference on one side is closely fixed to the lower surface of the transport plate 21. On the other hand, the other surface side of the V seal 23a is formed as a flexible lip portion 23b as a free end extending in a tapering cross section toward the chuck table side, and the other end side is a transport plate. It is arranged in a state of being suspended from the lower surface of 21. The lip portion 23b can come into close contact with the upper surface of the semiconductor wafer W. Further, the transfer plate 21 includes a wafer suction vacuum line 28 on the transfer mechanism side in which a suction port 28a is provided inside a region 27a surrounded by the V seal 23a. Although not shown, the wafer suction vacuum line 28 is sequentially provided with a pressure gauge, a valve, and a vacuum source.
搬送機構１２に設けられた第１のウエハ押し付け手段２４は、チャックテーブル１１の上方に、軸心を搬送プレート２１の軸心Ｏ１と同じにして配設された、加圧シリンダー２９を備えている。加圧シリンダー２９は、上下方向に進退出するロッド２９ａを有している。そして、加圧シリンダー２９は、搬送プレート２１の軸心Ｏ１とチャックテーブル１１の軸心Ｏ２とが略一致した状態でロッド２９ａが下降されると、ロッド２９ａの下端部が搬送アーム２２上に当接されて、その搬送アーム２２を下方側へ押し、搬送アーム２２と搬送プレート２１を一体に下方側へ移動させることができるようになっている。なお、搬送アーム２２は、図示しないスプリングで上方側にバネ付勢されており、加圧シリンダー２９のロッド２９ａが上昇して押下が解かれると、搬送アーム２２も搬送プレート２１と共に再び上方側に移動復帰するようになっている。 The first wafer pressing means 24 provided in the transport mechanism 12 includes a pressure cylinder 29 disposed above the chuck table 11 with the same axis as the axis O1 of the transport plate 21. . The pressure cylinder 29 has a rod 29a that advances and retracts in the vertical direction. When the rod 29a is lowered while the axial center O1 of the transport plate 21 and the axial center O2 of the chuck table 11 substantially coincide with each other, the lower end of the rod 29a contacts the transport arm 22. In contact therewith, the transport arm 22 is pushed downward, so that the transport arm 22 and the transport plate 21 can be integrally moved downward. The transfer arm 22 is spring-biased upward by a spring (not shown). When the rod 29a of the pressure cylinder 29 is lifted and released, the transfer arm 22 is also moved upward again together with the transfer plate 21. Return to move.
搬送プレート２１の下面側に設けられた第２のウエハ押し付け手段２５は、図２及び図３に示すように、半導体ウエハＷの外径と略同じ大きさで、半導体ウエハＷに対して進退出可能な押圧手段としてのエアバック３０と、エアバック３０内にエアを供給するためのエア供給手段としてのエア供給ライン３１を備えている。 The second wafer pressing means 25 provided on the lower surface side of the transfer plate 21 is substantially the same as the outer diameter of the semiconductor wafer W as shown in FIGS. An air bag 30 as a possible pressing means and an air supply line 31 as an air supply means for supplying air into the air bag 30 are provided.
エアバッグ３０は、例えば弾性変形可能なゴムや軟質プラスチック等の弾性変形材を用いて袋状に作られ、半導体ウエハＷの外径と略同じ大きさで、かつ、Ｖシール２３ａの外径よりも大きな外径をしたリング状の袋状部であるバルーン体として形成されている。また、図２及び図３に示すように、エアバック３０は、Ｖシール２３ａとの間に隙間Ｓを全周に亘って設けて、搬送プレート２１の下面側においてＶシール２３ａの外側全周を囲暁した状態にして配設されている。また、エアバッグ３０には、図３に示すように、内部にエアの供給と排出をするための供給口３０ａが設けられている。供給口３０ａはエア供給ライン３１と接続されている。エア供給ライン３１は、供給口３０ａを通してエアバッグ３０内にエアを供給して加圧する機能、及び、排出する機能を有する。エア供給ライン３１には、図示しないが、圧力計、バルブ、及びエアポンプが順に配備されている。そして、エアバッグ３０は、内部にエアの供給・加圧がなされていないとき、図３(ａ)に示すように、Ｖシール２３ａよりも搬送プレート側に退避された状態に縮んでいるが、内部にエアが供給されて加圧されると図３(ｂ)に示すように膨らみ、外部(半導体ウエハＷ側)に向かって膨出可能となっている。 The airbag 30 is made into a bag shape using an elastically deformable material such as elastically deformable rubber or soft plastic, and is approximately the same size as the outer diameter of the semiconductor wafer W and is larger than the outer diameter of the V seal 23a. Also, it is formed as a balloon body that is a ring-shaped bag-shaped portion having a large outer diameter. As shown in FIGS. 2 and 3, the air bag 30 is provided with a clearance S over the entire circumference with the V seal 23 a, and the outer circumference of the V seal 23 a is provided on the lower surface side of the transport plate 21. It is arranged in an enclosed state. Further, as shown in FIG. 3, the airbag 30 is provided with a supply port 30 a for supplying and discharging air therein. The supply port 30 a is connected to the air supply line 31. The air supply line 31 has a function of supplying and pressurizing air into the airbag 30 through the supply port 30a and a function of discharging. Although not shown, the air supply line 31 is sequentially provided with a pressure gauge, a valve, and an air pump. When the air bag 30 is not supplied and pressurized with air, the airbag 30 is shrunk to the state of being retracted to the transport plate side from the V seal 23a as shown in FIG. When air is supplied to the inside and pressurized, it swells as shown in FIG. 3B and can swell toward the outside (semiconductor wafer W side).
図４は、図１及び図２に示すウエハの搬送保持装置１０におけるシステム構成を示すブロック図である。図４において、このシステム構成では、制御部３２を有している。 FIG. 4 is a block diagram showing a system configuration of the wafer transfer and holding device 10 shown in FIGS. 1 and 2. In FIG. 4, this system configuration includes a control unit 32.
制御部３２は、ウエハの搬送保持装置１０の全体の動作を制御する中心的処理機能を担うものであり、例えばコンピュータである。この制御部３２には、ウエハの搬送保持装置１０を予め決められた手順に従って制御するプログラムが組み込まれている。また、制御部３２には、第１のウエハ真空吸着手段１５と、搬送機構１２と、第２のウエハ真空吸着手段２３と、第１のウエハ押し付け手段２４と、第２のウエハ押し付け手段２５と、が制御可能に接続されている。 The control unit 32 has a central processing function for controlling the entire operation of the wafer transfer holding device 10 and is, for example, a computer. The control unit 32 incorporates a program for controlling the wafer transfer and holding device 10 according to a predetermined procedure. The control unit 32 includes a first wafer vacuum suction unit 15, a transfer mechanism 12, a second wafer vacuum suction unit 23, a first wafer pressing unit 24, and a second wafer pressing unit 25. Are connected in a controllable manner.
図５は、制御部３２がウエハの搬送保持装置１０の全体の動作を制御する処理手順の一例を示すフローチャートである。また、図６から図９は図５に示した処理工程における搬送保持動作の各動作時の状態を示す図である。そこで、ウエハの搬送保持装置１０の一動作例を、以下、図５に示すフローチャートに従って、また図６から図９の動作状態図を使用して説明する。なお、図５に示す処理手順はあくまでも一例であり、この一例を持って本発明の処理手順が限定されるものではない。 FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure in which the control unit 32 controls the overall operation of the wafer transfer and holding device 10. FIGS. 6 to 9 are diagrams showing states at the time of each conveyance holding operation in the processing step shown in FIG. An example of the operation of the wafer transfer and holding device 10 will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. 5 and the operation state diagrams of FIGS. Note that the processing procedure shown in FIG. 5 is merely an example, and the processing procedure of the present invention is not limited to this example.
まず、加工処理前の半導体ウエハＷは、図６に示すように、搬送プレート２１に吸引保持されて前工程位置からチャックテーブル１１に向かって搬送されて来る。そして、図７に示すように、チャックテーブル１１の軸心Ｏ２と半導体ウエハＷの中心が略一致した状態で、チャックテーブル１１上に半導体ウエハＷを当接させる。なお、図６に示す、搬送プレート２１による半導体ウエハＷの搬送では、制御部３２により、第２のウエハ真空吸着手段１５はオン、すなわちウエハ吸引用真空ライン２８がオンとされ、Ｖシール２３ａで囲暁された領域２７ａ内の空気がウエハ吸引用真空ライン２８を介して吸引され、領域２７ａ内には負圧が印加されている(工程１)。そして、その負圧により半導体ウエハＷの中心側の領域２７ａの部分が、第２のウエハ真空吸着手段２３、すなわちＶシール２３ａに吸引保持されている。このようして半導体ウエハＷが、第２のウエハ真空吸着手段２３の搬送プレート２１に吸着保持された状態で、搬送アーム２２の移動により前工程位置からチャックテーブル１１に向かって搬送される。 First, as shown in FIG. 6, the semiconductor wafer W before processing is sucked and held by the transfer plate 21 and is transferred toward the chuck table 11 from the previous process position. Then, as shown in FIG. 7, the semiconductor wafer W is brought into contact with the chuck table 11 in a state where the axis O <b> 2 of the chuck table 11 and the center of the semiconductor wafer W substantially coincide with each other. In the transfer of the semiconductor wafer W by the transfer plate 21 shown in FIG. 6, the controller 32 turns on the second wafer vacuum suction means 15, that is, turns on the wafer suction vacuum line 28, and the V seal 23 a Air in the enclosed region 27a is sucked through the wafer suction vacuum line 28, and a negative pressure is applied in the region 27a (step 1). The portion of the region 27a on the center side of the semiconductor wafer W is sucked and held by the second wafer vacuum suction means 23, that is, the V seal 23a by the negative pressure. In this way, the semiconductor wafer W is conveyed toward the chuck table 11 from the previous process position by the movement of the conveyance arm 22 while being held by the conveyance plate 21 of the second wafer vacuum adsorption means 23.
また、図７に示すように、チャックテーブル１１上に半導体ウエハＷが搬送されると、制御部３２は、図８に示すように、第１のウエハ押し付け手段２４における加圧シリンダー２９のロッド２９ａを下降させる(工程２)。また、第１のウエハ押し付け手段２４の押し付けにより、半導体ウエハＷの中心側の領域部分２７ａ(Ｖシール２３ａで囲暁された領域)がチャックテーブル１１の吸引部１１ｂ上に密に当接配置される。 Further, as shown in FIG. 7, when the semiconductor wafer W is transferred onto the chuck table 11, the controller 32 causes the rod 29a of the pressurizing cylinder 29 in the first wafer pressing means 24 as shown in FIG. Is lowered (step 2). Further, by the pressing of the first wafer pressing means 24, the region portion 27 a (the region surrounded by the V seal 23 a) on the center side of the semiconductor wafer W is disposed in close contact with the suction portion 11 b of the chuck table 11. The
次いで、制御部３２は、第２のウエハ押し付け手段２５のエア供給ライン３１をオンし、エア供給ライン３１を通してエアバッグ３０内にエアを吹き込み、図３の(ｂ)及び図９に示すように、エアバッグ３０を膨らます。エアバッグ３０が膨らまされると、そのエアバッグ３０がチャックテーブル１１上の半導体ウエハＷの外周部分に、その全周に亘って当接し、その半導体ウエハＷの外周部分、すなわち半導体ウエハＷの外周側の領域２７ｂの部分がチャックテーブル１１上に押し付けられる(工程３)。したがって、エアバッグ３０が膨らまされた状態では、半導体ウエハＷの中央部分側は第１の押し付け手段２５の押し付けによりチャックテーブル１１上に密に押し付けられ、半導体ウエハＷの外周部分側は第２の押し付け手段２５の押し付けによりチャックテーブル１１上に密に押し付けられる。すなわち、ここでの半導体ウエハＷは、チャックテーブル１１に対して中心側から外周側に向かって概略放射状に当接されて行く。これにより、半導体ウエハＷの全体がチャックテーブル１１上に略密着された状態にして載置される。 Next, the control unit 32 turns on the air supply line 31 of the second wafer pressing means 25 and blows air into the airbag 30 through the air supply line 31, as shown in FIGS. 3B and 9. Inflate the airbag 30. When the airbag 30 is inflated, the airbag 30 comes into contact with the outer peripheral portion of the semiconductor wafer W on the chuck table 11 over the entire periphery, and the outer peripheral portion of the semiconductor wafer W, that is, the outer periphery of the semiconductor wafer W. A portion of the side region 27b is pressed onto the chuck table 11 (step 3). Therefore, when the airbag 30 is inflated, the central portion side of the semiconductor wafer W is pressed tightly onto the chuck table 11 by the pressing of the first pressing means 25, and the outer peripheral portion side of the semiconductor wafer W is the second portion. By pressing the pressing means 25, the pressing means 25 is pressed tightly on the chuck table 11. That is, the semiconductor wafer W here is brought into substantially radial contact with the chuck table 11 from the center side toward the outer peripheral side. As a result, the entire semiconductor wafer W is placed on the chuck table 11 in a substantially intimate contact state.
次いで、制御部３２は、第１のウエハ真空吸着手段１５のウエハ吸引用真空ライン１４をオンし、チャックテーブル１１の吸引部１１ｂ上に負圧を印加させ、吸引部１１ｂ上に載置されている半導体ウエハＷを、その負圧が印加されている間、吸引保持する(工程４)。この半導体ウエハＷの吸引保持では、吸引部１１ｂ上に半導体ウエハＷの全体を第１のウエハ押し付け手段２４と第２のウエハ押し付け手段２５とで略密着保持した状態に載置した後、吸引部１１ｂで半導体ウエハＷの全体を吸着保持するようにしているので、例え反りの大きな半導体ウエハＷであってもチャックテーブル１１による反りの影響を少なくして吸着保持することができる。そして、チャックテーブル１１側に印加される負圧は、半導体ウエハＷ側にも良好に伝えられて、チャックテーブル１１が半導体ウエハＷの吸着保持を確実に行うことができる。 Next, the control unit 32 turns on the wafer suction vacuum line 14 of the first wafer vacuum suction means 15, applies a negative pressure on the suction unit 11 b of the chuck table 11, and is placed on the suction unit 11 b. The semiconductor wafer W is sucked and held while the negative pressure is applied (step 4). In this suction holding of the semiconductor wafer W, the entire semiconductor wafer W is placed on the suction portion 11b in a state of being substantially closely held by the first wafer pressing means 24 and the second wafer pressing means 25, and then the suction portion. Since the entire semiconductor wafer W is sucked and held at 11b, even if the semiconductor wafer W has a large warp, the influence of the warp by the chuck table 11 can be reduced and held. Then, the negative pressure applied to the chuck table 11 side is transmitted well to the semiconductor wafer W side, so that the chuck table 11 can reliably hold the semiconductor wafer W by suction.
次いで、制御部３２は、第１のウエハ真空吸着手段１５のウエハ吸引用真空ライン１４のオンを維持した状態、すなわち、チャックテーブル１１が半導体ウエハＷを吸引保持している状態において、ウエハ吸引用真空ライン２８及びエア供給ライン３１にそれぞれエアを供給する。そして、エアの供給により、搬送プレート２１と半導体ウエハＷとの間の離間をし易くした状態で、第１ウエハ押し付け手段２４における加圧シリンダー２９を制御し、加圧シリンダー２９のロッド２９ａを上昇させる(工程５)。これに伴い、搬送プレート２１も搬送アーム２２と共に復帰位置に上昇する。そして、チャックテーブル１１上には半導体ウエハＷだけが残る。そして、その後、チャックテーブル１１上の半導体ウエハＷに所定の加工処理等が施される。なお、チャックテーブル１１上で所定の処理が施された半導体ウエハＷは、チャックテーブル１１上の吸引保持が解かれた後、搬送プレート２１及び搬送アーム２２によって次の後処理工程へと移動される。 Next, the control unit 32 performs wafer suction in a state where the wafer suction vacuum line 14 of the first wafer vacuum suction means 15 is kept on, that is, in a state where the chuck table 11 sucks and holds the semiconductor wafer W. Air is supplied to the vacuum line 28 and the air supply line 31, respectively. The pressure cylinder 29 in the first wafer pressing means 24 is controlled to lift the rod 29a of the pressure cylinder 29 in a state where the separation between the transfer plate 21 and the semiconductor wafer W is facilitated by the supply of air. (Step 5). Along with this, the transport plate 21 also rises to the return position together with the transport arm 22. Only the semiconductor wafer W remains on the chuck table 11. Then, predetermined processing or the like is performed on the semiconductor wafer W on the chuck table 11. The semiconductor wafer W that has undergone predetermined processing on the chuck table 11 is moved to the next post-processing step by the transfer plate 21 and the transfer arm 22 after the suction and holding on the chuck table 11 is released. .
従って、この本発明の実施例によるウエハの搬送保持装置１０によれば、半導体ウエハＷの外周側の領域２７ｂをチャックテーブル１１に押し付けるための、第２のウエハ押し付け手段２５における押圧手段をエアバック３０で形成している。したがって、仮に、第１のウエハ押し付け手段２４の軸心Ｏ１とチャックテーブル１１の軸心Ｏ２との間に位置ズレがあったとしても、半導体ウエハＷの外周側の領域２７ｂをチャックテーブル１１の吸引部１１ｂの上に押し付ける力は、エアバック３０を介して各部均等に得られ、半導体ウエハＷの外周側の領域２７ｂをチャックテーブル１１上に密に押し付けることができる。また、エアバッグ３０内に供給して加圧するエアの量を調整することにより、半導体ウエハＷをチャックテーブル１１に押し付ける力の強さを簡単に調整することができる。そして、その後、チャックテーブル１１に吸着力を付与すると、チャックテーブル上に密に載置されている半導体ウエハＷを、チャックテーブル１１上に小さな負圧力で確実に吸着保持することができる。 Therefore, according to the wafer transfer and holding device 10 according to the embodiment of the present invention, the pressing means in the second wafer pressing means 25 for pressing the outer peripheral side region 27b of the semiconductor wafer W against the chuck table 11 is the airbag. 30. Therefore, even if there is a misalignment between the axis O1 of the first wafer pressing means 24 and the axis O2 of the chuck table 11, the region 27b on the outer peripheral side of the semiconductor wafer W is sucked by the chuck table 11. The force pressing on the portion 11 b is obtained evenly through the airbag 30, and the region 27 b on the outer peripheral side of the semiconductor wafer W can be pressed tightly on the chuck table 11. Further, by adjusting the amount of air to be supplied and pressurized into the airbag 30, the strength of the force for pressing the semiconductor wafer W against the chuck table 11 can be easily adjusted. After that, when an adsorption force is applied to the chuck table 11, the semiconductor wafer W densely placed on the chuck table can be reliably adsorbed and held on the chuck table 11 with a small negative pressure.
また、エアバッグ３０は、弾性変形材で形成されているとともに、半導体ウエハＷの外径と略等しい外径を有して、かつ、内部にエアが供給されて加圧されると膨らんで半導体ウエハＷに接触するバルーン体として構成しているので、バルーン体を膨らませるエアの量を調整することにより、半導体ウエハＷをチャックテーブル１１に押し付ける力の強さを、供給するエアの量により簡単に調整することができる。 The airbag 30 is formed of an elastically deformable material, has an outer diameter substantially equal to the outer diameter of the semiconductor wafer W, and swells when air is supplied to the inside and pressurized. Since it is configured as a balloon body that comes into contact with the wafer W, by adjusting the amount of air that inflates the balloon body, the strength of the force that presses the semiconductor wafer W against the chuck table 11 can be simplified by the amount of air that is supplied. Can be adjusted.
また、エアバッグ３０は、外径が半導体ウエハＷの外径と略等しいリング状に形成されているので、半導体ウエハＷの外周全体の領域２７ｂ部分をエアバッグ３０によりチャックテーブル１１上に密に押し付けることができる。 Further, since the airbag 30 is formed in a ring shape whose outer diameter is substantially equal to the outer diameter of the semiconductor wafer W, the region 27b portion of the entire outer periphery of the semiconductor wafer W is densely placed on the chuck table 11 by the airbag 30. Can be pressed.
なお、上記実施例の構成では、半導体ウエハＷの中心側の領域２７ａを、第１のウエハ押し付け手段２４の加圧シリンダー２９のロッド２９ａによりチャックテーブル１１上に押し付けた後、半導体ウエハＷの外周側の領域２７ｂの部分をチャックテーブル１１上に、第２のウエハＷ押し付け手段２４のエアバッグ３０で押し付ける構造を開示した。しかし、加圧シリンダー２９のロッド２９ａによるチャックテーブル１１上への押し付けを行わずに、図７に示すようにチャックテーブル１１の軸心Ｏ２と半導体ウエハＷの中心が略一致し、かつ、チャックテーブル１１上に半導体ウエハＷが当接した状態から、制御部３２が第２のウエハ押し付け手段２５のエア供給ライン３１をオンにする。そして、エア供給ライン３１を通してエアバッグ３０内にエアを吹き込み、図３の(ｂ)及び図９に示すように、エアバッグ３０を膨らまして、そのエアバッグ３０を半導体ウエハＷの外周部分の全周に亘って当接させ、その半導体ウエハＷの外周部分、すなわち半導体ウエハＷの外周側の領域２７ｂの部分をチャックテーブル１１上に押し付けるように、上述した工程２を省略して工程１から工程３へ移行するようにしてもよいものである。 In the configuration of the above embodiment, the region 27a on the center side of the semiconductor wafer W is pressed onto the chuck table 11 by the rod 29a of the pressure cylinder 29 of the first wafer pressing means 24, and then the outer periphery of the semiconductor wafer W is A structure has been disclosed in which the portion 27b on the side is pressed onto the chuck table 11 by the airbag 30 of the second wafer W pressing means 24. However, without pressing the pressure cylinder 29 onto the chuck table 11 by the rod 29a, the axis O2 of the chuck table 11 and the center of the semiconductor wafer W substantially coincide as shown in FIG. 11, the controller 32 turns on the air supply line 31 of the second wafer pressing means 25 from the state where the semiconductor wafer W is in contact with the semiconductor wafer W. Then, air is blown into the airbag 30 through the air supply line 31, and the airbag 30 is inflated as shown in FIG. 3B and FIG. The above-described step 2 is omitted so as to press the outer peripheral portion of the semiconductor wafer W, that is, the portion of the region 27b on the outer peripheral side of the semiconductor wafer W, onto the chuck table 11. It is also possible to shift to 3.
また、上記エアバッグ３０は、上記実施例における第２のウエハＷ押し付け手段２５に適用する場合に限ることなく、半導体ウエハＷをチャックテーブル１１に押し付ける場合の、全般に亘って広く適用できるものである。また、エアバック３０の構造は、必ずしもリング状のバルーン体でなく、円板状をしたバルーン体としてもよいものである。さらに、エアバック３０の構造は、１個のバルーン体でなく、複数個のバルーン体に分割され、それを集合させて１個のバルーン体にして使用してもよいものである。 The airbag 30 is not limited to the case where the airbag 30 is applied to the second wafer W pressing means 25 in the above-described embodiment, and can be widely applied in general when the semiconductor wafer W is pressed against the chuck table 11. is there. The structure of the airbag 30 is not necessarily a ring-shaped balloon body, and may be a disk-shaped balloon body. Furthermore, the structure of the airbag 30 may be divided into a plurality of balloon bodies instead of a single balloon body, and these may be assembled into a single balloon body.
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り、上記以外にも種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。 It should be noted that the present invention can be variously modified in addition to the above without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.
以上説明したように、本発明は半導体ウエハの搬送保持装置として使用する場合について説明したが、これ以外の類似する装置にも応用できる。 As described above, the present invention has been described as being used as a semiconductor wafer transfer / holding device. However, the present invention can also be applied to other similar devices.
１０ ウエハの搬送保持装置
１１ チャックテーブル
１１ａ 保持テーブル
１１ｂ 吸引部
１２ 搬送機構
１３ 吸着孔(吸引口)
１４ ウエハ吸引用真空ライン(チャックテーブル側)
１５ 第１のウエハ真空吸着手段
２１ 搬送プレート(搬送パッド)
２２ 搬送アーム
２３ 第２のウエハ真空吸着手段
２３ａ Ｖシール
２３ｂ リップ部
２４ 第１のウエハ押し付け手段
２５ 第２のウエハ押し付け手段
２６ 枢軸
２７ａ Ｖシールで囲暁された領域
２７ｂ エアバッグで囲暁された領域
２８ ウエハ吸引用真空ライン(搬送機側)
２８ａ 吸引口
２９ 加圧シリンダー
２９ａ ロッド
３０ エアバッグ(押圧手段)
３０ａ 供給口
３１ エア供給ライン(エア供給手段)
３２ 制御部
３３ 直道アクチュエータ
３３ａ モータ
３３ｂ ボールねじ
Ｓ 隙間
Ｏ1 搬送プレートの軸心
Ｏ2 チャックテーブルの軸心
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Wafer transfer holding apparatus 11 Chuck table 11a Holding table 11b Suction part 12 Transfer mechanism 13 Suction hole (suction port)
14 Wafer vacuum line (chuck table side)
15 First wafer vacuum suction means 21 Transfer plate (transfer pad)
22 Transfer arm 23 Second wafer vacuum suction means 23a V seal 23b Lip portion 24 First wafer pressing means 25 Second wafer pressing means 26 Axis 27a Area 27b surrounded by V seal Surrounded by air bag Region 28 Vacuum line for wafer suction (on the transfer machine side)
28a Suction port 29 Pressure cylinder 29a Rod 30 Air bag (pressing means)
30a Supply port 31 Air supply line (air supply means)
32 Controller 33 Straight-line actuator 33a Motor 33b Ball screw S Clearance O1 Conveyance plate axis O2 Chuck table axis
Claims (3)
前記搬送機構は、前記チャックテーブル上に搬送された前記半導体ウエハを前記チャックテーブルに押し付けるエアバッグを備える、
ことを特徴とするウエハの搬送保持装置。 In a wafer transfer holding device comprising a chuck table for sucking and holding a semiconductor wafer, and a transfer mechanism for transferring the semiconductor wafer onto the chuck table,
The transport mechanism includes an airbag that presses the semiconductor wafer transported onto the chuck table against the chuck table.
A wafer transfer and holding device characterized by the above.
3. The wafer transfer and holding device according to claim 1, wherein the airbag is formed in a ring shape having an outer diameter substantially equal to the outer diameter of the semiconductor wafer.
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