JP3874876B2 - ウェーハ移載装置のツィーザ傾き確認治具 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造装置におけるウェーハの移載装置に係り、特にツィーザを使用するウェーハ移載装置のツィーザ傾き確認治具に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造装置において、ウェーハに生膜などの処理を実施するため、ウェーハを収納したカセットから、CVD装置(化学蒸着装置)の反応室内で、ウェーハを支持するボートへウェーハを移載し処理する装置として、例えば、図1に示すような縦型の半導体製造装置が使用される。
図1に示す半導体製造装置において、移載機8は、カセット24とボート7との間で図示しないウェーハの授受を行なう機能を有する。
ところで、移載機8によりウェーハの授受に使用するツィーザの材質は、ウエーハに対する汚染防止の見地から石英を使用しており、ウェーハの移載は5枚一括か、または1枚づづ行なうことが多い。5枚一括のときに、カセット24とボート7とでウェーハ間の配列ピッチが異なるときには、ツィーザのピッチ可変機構を備えているため長さの異なるツィーザを配列し、中央部のツィーザは上下のツィーザよりも長さを短くする。従って、長さの異なるツィーザの調整作業は、殆ど目視に依存することが多かった。要するに、ウェーハをツィーザ上に載置したときに生ずるツィーザの撓み量は、ツィーザの長さにより変動するから、ツィーザの各長さに対応して適正な調整を行なうことは極めて困難であった。
【0003】
すなわち、ツィーザの先端部におけるツィーザの理論的撓み量は0.14mm〜0.42mmと、概ね3倍の差を生ずることが計算によって求められる。
図1のウェーハ移載装置は、ウェーハを真空吸着し搬送するタイプのものを例示したため、ツィーザの先端部は中心近傍に位置するから、ウェーハをツィーザ上に載置する際、ウェーハの先端部では約lmmの撓み量を生ずるものと考えられ、この調整がうまく行われなかった場合、上記移載作業の際、ウェーハの表面や裏面を損傷したり、最悪の場合には、反応室にウェーハを挿入するためのボート7を破損してしまうことがある。
【0004】
そこで、従来、ツィーザの調整は、ウェーハを載置する前と載置した後のツィーザの撓み量が、ツィーザの水平状態時と比較して最少となるように、熟練作業者によって、それぞれ長さの異なるツィーザを予め上方に傾斜させて目視調整をするようにしている。
但しこの上方への傾斜調整量が大きすぎると、ウェーハをボート7、またはカセット24に載置した後にウェーハの裏面を傷つける可能性があり、また、下方への調整量が大きすぎると、逆にウェーハの表面を傷つける可能性がある。このため、従来は調整に多くの時間を必要としていた。また、所定の調整基準がないため、作業者による調整のばらつきが生じていた。
【0005】
また、例えば、幅20mmツィーザの左右の傾き調整では、図7(d)に示すように、一見水平にみえても実際に200mmのウェーハ21を載置すると、ツィーザ1の傾斜が目視でも明らかに確認され、この左右方向の傾斜により、ウェーハ21はツィーザ1の溝に係合せず、ボート7を破損してしまうことがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来、上記ウェーハの移載作業において、目視に依存していた長さの異なるツィーザ調整のばらつきをなくし、移載機によりウェーハの授受に使用するツィーザの撓み、および、ツィーザの左右の傾きを調整し、精度よい作業の実施が可能なウエーハ移載装置のツィーザ傾き確認治具を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ウェーハの外径より小さい幅で形成されるウェーハを載置するツィーザの長手方向の一端を固定するウェーハ移載装置のツィーザ傾き確認治具であって、前記ツィーザに載置される前記ウェーハに係合する溝をそれぞれ有し、前記ウェーハ移載装置により前記長手方向の前記一端で固定された前記ツィーザの前記長手方向の他端方向および前記長手方向に対して左右方向に設けられる3つのブロックと、前記ウェーハが前記各溝に係合するように、前記ツイーザの前記長手方向、上下方向及び前記左右方向に微調整する調整手段とを有し、
前記ウェーハ移載装置の前記長手方向移動用のLMガイドに合わせて取り付けられ,前記ツィーザの前記左右方向の傾きを確認可能とすることを特徴とするウェーハ移載装置のツィーザ傾き確認治具である。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〈ツィーザの撓み調整〉
ツィーザの調整機構のモデルを作成するために、実際に8インチウェーハをツィーザ上に載置した場合のツィーザの下方への撓み量について検討した。撓み量の比較は、計算式で求めた値と実測値に基づいた。
(1)計算による撓み量
先端までの長さ:L1=ll5mm、L2=139mm、L3=163mm
ツィーザの幅:b=20mm
ツィーザの厚み:t=2.5mm
ツィーザのヤング率:E=0.742×l04kgf/mm2(材質石英)
ウェーハ重量:W=0.055kgf
ツィーザの断面2次モーメント:I=b×t3/12mm4
ツィーザの先端の撓み量δxをδx=(W×Lx3)/(3×E×I)mmにより求めると、撓み量δ1、δ2、δ3は、
δ1=0.14mm
δ2=0.25mm
δ3=0.41mmとなる。
【0009】
(2)実際の測定結果
δ1=0.l0〜0.15mm
δ2=0.26〜0.27mm
δ3=0.38mmであった。
【0010】
すなわち、測定値と計算値は、概ね一致することを示している。本発明の調整機構は計算値に基づいて詳細な検討を行なうこととした。
【0011】
そこで、図4(a)に示すように、実際に移載機を用いてボート7もしくはカセット24への移載を実行するに際し、ウェーハを載置しているとき、または載置していないとき、理想とする水平状態からのツィーザ1の下方への撓み量が最少となるように、予めδn/2の量だけツィーザを上方に傾斜させるように調整を行なうようにしている。
(a)ウェーハを載置していないときは、仮に、ツィーザをδn/2を超える量だけ上方に傾斜させたとすると、ウェーハ裏面がツィーザ先端部に接触して損傷する可能性がある。
【0012】
(b)ウェーハを載置しているときは、仮に、ツィーザをδn/2未満の量だけ傾斜させたとすると、逆に、ウェーハ表面がツィーザ先端部に接触したり、ウェーハ自身によって損傷する可能性があり、また、ボートを倒すことにより破損する可能性もある。
【0013】
図1は、半導体製造装置の概観を示す斜視図、図2は、ツィーザの撓み調整用移載機の斜視図、図3は、ツィーザの撓み調整用治具の斜視図である。
図1において、ウェーハ処理装置の外部から、カセットステージ2を介してウェーハを積載したカセット24を投入したり取出したりする。カセット24は、サブ棚4及び、バッファ棚5を経て移載棚6へ移され、ウェーハは移載機8によって移載される。サブ棚4、バッファ棚5はウェーハ生膜前のカセット24を一時的に保管しておく場所である。移載棚6は、図示しない反応室にウェーハを装填するボート7に移載するウェーハのカセット24をサブ棚4、バッファ棚5から移載したり、反応が終了したカセット24をサブ棚4、バッファ棚5へ移載する棚である。
【0014】
図2は、図3に示したツィーザの撓み調整用治具12を移載機8に載置した状態を示す斜視図であって、ツィーザ1上にウェーハを載置する可変チャック10と可変チャック10を前後及び回転移動するR−θテーブル11とを備え、移載棚6、ボート7の間で生膜後のウェーハの搬送を行なう。LMガイド20を介してツィーザピッチ調整治具12を載置し、移載機8上の調整機構の取付け位置によりツィーザ1の調整を行なう。図3に示したツィーザピッチ調整治具12を移載機8の前後移動用のLMガイド20に合わせて取付ける。ウェーハを搬送する移載機8は、図示しない移載機エレベータにより上下し、また、ウェーハ生膜処理のためのボート7は、図示しないボートエレベータにより上下方向の運行を行なう。
【0015】
次に、調整手順について説明する。
ツィーザ1を取付けブロック23に装填する。このとき、ツィーザピッチ調整治具12を取付けブロック23に接近させると共に、ツィーザ1が、ブロックA14、ブロックB15と干渉しない位置まで上下調整用つまみ17、左右調整用つまみ18を用いて移動させる。
次に、ブロックA14及びツィーザ1aは、図4(a)に示すように、基準位置矢印Sにくるように、上下調整用つまみ17を用いて位置の調整を行なう。
次にツィーザ1a、1a′、1b、1b′、1cに対して取付けブロック23に付設された図示しない調整ねじを用い前記した撓み量の計算結果に基づく、所定の調整量0.07、0.13、0.21(単位mm)を維持するように、予めδn/2の量だけツィーザを上方に傾斜させるように、ツィーザの下面と各ブロックのC点(S点を含む)が接するように各ツィーザの調整を行なう。この調整後、上下調整つまみ17を用いてブロックA14、ブロックB15を下げることにより、ツィーザ自身がブロックを押していないかどうかの確認を行なう。上下調整つまみ17で0.5mm以上下げてもツィーザが離れない場合は、もう一度調整を行なう。
【0016】
ブロックA14、ブロックB15の溝22の幅寸法は、ツィーザ1が僅かに傾斜しても嵌合可能のように、ツイーザ1の厚み2.5mmに対して3.5mmに形成されている。図4(b)に示すように、ツィーザ1は一点で支持されるように調整される。次いで、ツィーザ1自身を締付け固定する。これにより、ウェーハ21を載置したときのツィーザ1のピッチの補正のための調整を行なうことができた。上記の通り、本実施の形態は2つのブロックによる調整機構を示したものである。
【0017】
〈ツィーザの左右方向の傾き調整〉
ツィーザの左右方向(図5における矢印Y方向)への調整を行なうための調整モデルを作成するために、実際に8インチのウェーハをツィーザ上に載置した状態におけるデータを検討して下記の結果を得た。
ツィーザの傾き角 θ
ウェーハの厚み t=0.75mm
ツィーザの幅 B1=20mm
ウェーハの幅 B2=200mmとすると、
ツィーザの傾き量 A1=(B1/2)×sinθ=10×sinθ
ウェーハ端面の傾き量A2=(B2/2)×sinθ=100×sinθ=10×A1となる。
【0018】
この結果から、ウェーハ端面の傾き量は中心部の傾き量と比較して、10倍大きいことが判る。これはウェーハの両端の傾き量の差では20倍になることとなる。このことから目視による調整には限界があり微調整は不可能と考えられる。
【0019】
そこで実際にウェーハをボートもしくはカセット24に移載する前に、図5に示すように、図6に示した傾き確認治具13を移載機8に装着することにより、ツィーザ1の矢印Y方向の傾きを、傾き確認治具13に設けたブロックA14、ブロックB15により正確な調整と確認を行なうことができる。さらに、ウェーハ21を載置したときのツィーザ1の撓みは、ウェーハ21がブロックA14、ブロックB15、ブロックC16の各溝22に係合するように調整されているかにより確認する。ウェーハ21を載置したときのツィーザ1の撓みについては、〈ツィーザの撓み調整〉に記載した通りである。ツィーザの左右方向(図5における矢印Y方向)への調整モデルにより、実際にウェーハ21をツィーザ1上に載置した状態で左右方向の調整を次の手順により実施する。
【0020】
移載機8のパネルを取外した後、図5に示すツィーザ傾き確認治具13をLMガイド20によって矢印X方向(ツィーザの長手方向)に移動可能のように取付ける。
ツィーザ1上にウェーハ21を載置し、溝22に嵌合するように、上下調整つまみ17、左右調整つまみ18、前後調整のつまみ19を用いて微調整を行なう。図7(c)に示すように、正規の範囲内であれは調整は終了となる。ここで、正規の範囲とは、例えば、ウェーハ21の厚み0.75mmに対して溝22の幅を2mmとしたとき、ウェーハ21の上面、若しくは下面が溝22に接触しない範囲をいう。図7(d)に示すように、正規の範囲外のときは調整が必要となる。
【0021】
これらの調整終了後、ツィーザ1を締付けて固定することにより、ウェーハ21をボート7またはカセット24への移載が容易のように調整することができる。また、移載機8自身の調整のレベルを求めることによって、ボート7とカセット24の確認も行なうことができる。上記それぞれの治具は、8インチ用ツィーザタイプの移載機により検討を行なったが、6インチ、12インチ、または、真空吸着を行なわないウェーハ21を単に載置するタイプの移載機、いわゆる、すくい上げ用のツィーザ移載機についても同様になされ、すくい上げ用のツィーザは、ウェーハの直径にわたって支持するために、真空吸着タイプのツィーザより長さが長くなり、撓み調整量もこれに応じて変るが調整手段は上記を準用することが可能である。上記の通り、本実施の形態は3つのブロックによる調整機構を示したものである。
【0022】
【発明の効果】
本発明の実施により、目視に依存していた調整作業を定量化することができ、従来、調整量の不足や過大に起因して発生する以下の問題点を解決することができる。
(a)ツィーザの上方への傾き調整不足のためのツィーザ先端部によるウェーハ表面の損傷と、ツィーザの上方への傾き調整過大のためのツィーザ先端部によるウェーハ裏面の損傷防止、並びにボートの破損防止が可能である。
【0023】
(b)調整作業が定量的に評価可能となるから調整時間の短縮を図ることができる。
【0024】
(c)熟練作業者に依存しなくても精度よく調整作業を実施することができる。
【0025】
(d)各装置によるバラつきがなくなり製品品質の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】半導体製造装置の概観を示す斜視図である。
【図2】ツィーザの撓み調整用移載機の斜視図である。
【図3】ツィーザの撓み調整用治具の斜視図である。
【図4】ツィーザの撓み調整要領図である。
【図5】本発明に係るツィーザの左右の傾き調整用移載機の斜視図である。
【図6】本発明に係るツィーザの左右の傾き調整用治具の斜視図である。
【図7】本発明に係るツィーザの左右の傾き調整要領図である。
【符号の説明】
1…ツィーザ
2…カセットステージ 3…カセットローダ
4…サブ棚 5…バッファ棚
6…移載棚 7…ボート
8…移載機 9…カセットエレベータ
10…可変チャック 11…R−θテーブル
12…ツィーザピッチ調整治具 13…ツィーザ傾き確認治具
14…ブロックA 15…ブロックB
16…ブロックC 17…上下調整つまみ
18…左右調整つまみ 19…前後調整つまみ
20…LMガイド 21…ウェーハ
22…溝 23…取付けブロック
24…カセット
Claims (1)
- ウェーハの外径より小さい幅で形成されるウェーハを載置するツィーザの長手方向の一端を固定するウェーハ移載装置のツィーザ傾き確認治具であって、
前記ツィーザに載置される前記ウェーハに係合する溝をそれぞれ有し、前記ウェーハ移載装置により前記長手方向の前記一端で固定された前記ツィーザの前記長手方向の他端方向および前記長手方向に対して左右方向に設けられる3つのブロックと、前記ウェーハが前記各溝に係合するように、前記ツイーザの前記長手方向、上下方向及び前記左右方向に微調整する調整手段とを有し、
前記ウェーハ移載装置の前記長手方向移動用のLMガイドに合わせて取り付けられ,前記ツィーザの前記左右方向の傾きを確認可能とすることを特徴とするウェーハ移載装置のツィーザ傾き確認治具。
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JP4918697A JP3874876B2 (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | ウェーハ移載装置のツィーザ傾き確認治具 |
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JP4918697A Expired - Fee Related JP3874876B2 (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | ウェーハ移載装置のツィーザ傾き確認治具 |
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