JP4580327B2

JP4580327B2 - 被処理体の取り出し方法及びプログラム記憶媒体並びに載置機構

Info

Publication number: JP4580327B2
Application number: JP2005336032A
Authority: JP
Inventors: 勝鈴木
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2025-11-21
Also published as: KR100856152B1; JP2007142267A; CN1971870A; US7556246B2; CN1971870B; TW200731457A; KR20070053615A; US20070118246A1; TWI392051B

Description

本発明は、例えば半導体製造装置に適用される載置台からの被処理体の取り出し方法及びプログラム記憶媒体並びに載置機構に関し、更に詳しくは、例えば載置台上に真空吸着された被処理体を、載置台から円滑且つ短時間に取り出すことができる被処理体の取り出し方法及びこの取り出し方法を実行するプログラムを記憶させたプログラム記憶媒体並びに載置機構に関するものである。

この種の載置機構は、ウエハ等の被処理体に対して所定の処理を施す場合に用いられる。この搬送機構は、例えば、ウエハ等の被処理体を載置する載置台と、載置台の載置面において出没する複数の昇降ピンと、載置台の載置面に被処理体を吸着固定するために載置面の複数箇所で開口する複数の流路と、を備え、真空装置を介して複数の流路から真空排気して被処理体を載置面に吸着固定するようにしてある。

被処理体に所定の処理を施す場合には、搬送手段を用いて被処理体を載置台まで搬送し、載置台から上昇した複数の昇降ピン上に被処理体を引き渡し、搬送手段が載置台から後退する。この間に載置機構では、複数の昇降ピンが載置台の載置面から下降して載置面に被処理体を載置すると共に被処理体を載置面に真空吸着して、固定する。被処理体に対する所定の処理を終えると、被処理体を載置台から取り出す。この際、載置台上での被処理体の真空空着を解除した後、複数の昇降ピンが載置台から上昇して被処理体を持ち上げた後、搬送手段を介して複数の昇降ピンで持ち上げられた被処理体を載置台から取り出す。

また、例えば特許文献１には上記載置機構とは異なるタイプの載置機構（チャック）を備えたプローバ装置が記載されている。このプローバ装置は、真空装置に接続された吸引口を有するチャックを有し、上記チャックの吸引口をローダ側に傾斜して配設すると共に、この吸引口に切り換えスイッチを介して送風装置を接続している。このプローバ装置では、ウエハをチャックから取り出す時に、送風装置によって吸引口から空気を送風し、空気の送風方向と空気力でチャックからローダ側へウエハを速やかに移すようにしている。

また、特許文献２にはバキュームテーブルの吸引、真空装置が記載されている。この装置は、バキュームテーブルのチャンバーにポンプの排気側と吸引側を方向切換弁を介して接続し、方向切換弁を切り換えることによって、チャンバーにポンプの排気側、吸引側のいずれかを選択的に連通し得るようにしている。この装置の場合には、ウエハＷをバキュームテーブルから取り出す場合には、バキュームテーブルを方向切換弁を介してポンプの排気側に連通させるようにしている。

特開昭６３−１４２６５３号公報実開昭５０−１２７０９７号公報

しかしながら、従来の昇降ピンを備えた載置機構の場合には、被処理体を載置台から取り出す時に、被処理体は真空吸着されて載置面に密着しているため、複数の昇降ピンを用いて載置台の載置面から被処理体を持ち上げる際に、被処理体と載置面との間に外部の空気を徐々に導入し、減圧状態を作らないようにしながら複数の昇降ピンを介して被処理体を極めてゆっくりした速度で持ち上げなくてはならず、被処理体の取り出しに多くの時間を要し、例えば、被処理体を載置面から受け渡し位置まで持ち上げるまでに例えば６〜７秒程度の時間を要する。また、時間をかけないと複数の昇降ピンの上昇で被処理体と載置台１１との間の減圧状態が解消せず被処理体の中央部が周囲より先に持ち上げられて被処理体に大きな反りが生じ、被処理体が破損することになる。被処理体が大型化、薄型化するほど破損し易くなる。また、特許文献１に記載のチャック及び特許文献２に記載の装置の場合には、昇降ピンを備えていないため、昇降ピンを備えた載置機構のような問題はない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、複数の昇降ピンを備えた載置機構において、ウエハ等の被処理体が大型化、薄型化しても載置台から被処理体を損傷させることなく短時間且つ円滑に取り出すことができる被処理体の取り出し方法及びプログラム記憶媒体並びに載置機構を提供することを目的としている。

また、本発明の請求項１に記載の被処理体の取り出し方法は、載置台上の複数箇所で開口する複数の流路を介して真空吸着されていた被処理体を、その受け渡し具を介して上記載置台から持ち上げて、上記載置台から上記被処理体を取り出す方法において、上記被処理体を真空吸着する上記複数の流路からの排気を停止すると共に上記各流路の排気による真空度を検出しなくなったことを確認する工程と、上記各流路の排気による真空度を検出しなくなったことを確認した後、上記受け渡し具を介して上記被処理体を上記載置台から持ち上げる工程と、上記被処理体を上記載置台から持ち上げる工程において上記被処理体と上記載置台の間に細隙ができた時点で上記複数の流路の少なくとも一つから上記載置台と上記被処理体の間に気体を供給し始める、上記載置台と上記被処理体の間に気体を供給工程と、を備えていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載の被処理体の取り出し方法は、請求項１に記載の発明において、上記被処理体を持ち上げる工程は、少なくとも持ち上げ速度を異にする第１、第２の工程を有し、第２の工程は、第１の工程に続いて第１の工程よりも速い速度で持ち上げることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項３に記載の被処理体の取り出し方法は、請求項２に記載の発明において、上記載置台と上記被処理体の間に気体を供給する工程は、上記第１の工程の途中から少なくとも第２の工程を終えるまで上記気体を供給することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載のプログラム記憶媒体は、コンピュータを駆動させて、請求項１〜請求項３のいずれか1項に記載の被処理体の取り出し方法を実行するプログラムを記憶したことを特徴とするものである。

本発明の請求項５に記載の載置機構は、被処理体を載置する載置台と、上記載置台上で上記被処理体の受け渡しを行うために上記載置台において出没する受け渡し具と、上記被処理体を上記載置台上に真空吸着するために上記載置台の載置面の複数箇所で開口するように上記載置台に設けられた複数の流路と、制御装置と、を備えた載置機構において、上記複数の流路それぞれには排気手段を接続すると共に上記複数の流路の排気による真空度を検出するバキュームセンサを設け、且つ、上記複数の流路の少なくとも一つを介して上記載置台と上記被処理体の間に気体を供給する気体供給手段を設け、上記受け渡し具は、上記制御装置を介して上記被処理体の持ち上げ速度を少なくとも２段階で設定可能であり、上記気体供給手段には上記排気手段との間で切り換え可能なバルブを接続してあり、更に上記バルブは上記気体の流量を調整する手段を有し、上記制御装置の制御下で、上記バキュームセンサが上記複数の流路の排気による真空度を検出しなくなったことを確認した後、上記受け渡し具が上記被処理体を上記載置台から持ち上げて細隙ができた時点で上記気体供給手段が上記載置台と上記被処理体の間へ上記気体を供給し始めることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項６に記載の載置機構は、請求項５に記載の発明において、上記載置台は、大きさの異なる少なくとも二種類の被処理体を載置することができ、上記少なくとも一つの流路は、大きさの異なる上記被処理体のうち、小さい方の被処理体側に配置されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、複数の昇降ピン等の受け渡し具を備えた載置機構において、ウエハ等の被処理体が大型化、薄型化しても載置台から被処理体を損傷させることなく、しかも被処理体が位置ズレすることなく短時間で且つ円滑に取り出すことができる被処理体の取り出し方法及びプログラム記憶媒体並びに載置機構を提供することができる。

以下、図１、図２に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、図１は本発明の載置機構の一実施形態を示す構成図、図２の（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ図１に示す載置機構を用いた本発明の被処理体の取り出し方法の一実施形態を工程順に示す工程図である。

本実施形態の載置機構１０は、例えば図１に示すように、被処理体（例えば、ウエハ）Ｗを載置する載置台１１と、載置台１１上でウエハＷの受け渡しを行うために載置台１１の載置面１１Ａにおいて出没する受け渡し具１２と、ウエハＷを載置台１１上に真空吸着するために載置台１１の載置面１１Ａの複数箇所で開口するように載置台１１に設けられた複数の流路１３と、を備え、制御装置１４の制御下で駆動し、載置台１１の載置面１１ＡにウエハＷを真空吸着するように構成されている。この載置機構１０は、半導体製造装置、例えばウエハＷの電気的特性検査を行う検査装置に好適に用いることができる。

載置台１１は、大きさの異なる二種類のウエハＷ、例えば直径２００ｍｍ及び３００ｍｍのウエハＷを載置できる大きさの載置面を有している。この載置面１１Ａにおいて出没する受け渡し具１２は、図１に示すように、例えば３本の昇降ピン１２Ａ（図１では２本を図示してある。）と、これらの昇降ピン１２Ａを下端で連結する連結部材１２Ｂと、を有し、従来公知の昇降駆動機構１２Ｃを介して昇降するように構成されている。３本の昇降ピン１２Ａは、例えば載置台１１の中央部に正三角形を形成するように配置された３箇所の貫通孔１１Ｂを貫通し、上昇端でウエハＷの受け渡しを行う。更に、昇降駆動機構１２Ｃは、制御装置１４のコンピュータに格納されたプログラム記憶媒体で記憶されたシーケンスプログラムに従って駆動して、３本の昇降ピン１２ＡによるウエハＷの持ち上げ速度を段階的に切り換えて、載置面１１Ａから上昇端までウエハＷを短時間で持ち上げるようにしてある。

また、上記載置台１１の載置面１１Ａには、複数の円形状の溝が同心円状に形成され、これらの円形状の溝内で複数の流路１３がそれぞれ開口している。複数の流路１３は、２００ｍｍのウエハＷを載置する部分で開口する第１の流路１３Ａと、第１の流路１３Ａより外側で３００ｍｍのウエハＷを載置する部分で開口する第２の流路１３Ｂとの二系統で構成されている。３００ｍｍウエハＷを載置面１１Ａに真空吸着する場合には、第１、第２の流路１３Ａ、１３Ｂを使用することになる。また、第１の流路１３Ａが開口する複数の円形状の溝は、径方向の溝によって互いに連絡している。第２の流路１３Ｂについても同様に構成されている。

第１の流路１３Ａの入口には第１の配管１５Ａを介して第１、第２の電磁バルブ１６、１７が切り換え可能に接続され、第１、第２の電磁バルブ１６、１７によって第１の配管１５Ａを真空装置（図示せず）側と空気供給源（図示せず）側とに切り換えるようにしてある。また、第２の電磁バルブ１７は、空気供給源側に切り換えた時に機能する絞り１７Ａを有し、絞り１７Ａによって載置台１１とウエハＷとの間に供給する空気量を適宜調整できるようにしてある。また、第２の流路１３Ｂの入口には第２の配管１５Ｂを介して第１の配管１５Ａに接続され、第２の配管１５Ｂに第３の電磁バルブ１８が配設され、第１、第３の電磁バルブ１６、１８が必要に応じて連動するようにしてある。また、第１の配管１５Ａにはスイッチを有するバキュームセンサ１９が接続され、スイッチがオンの時に載置台１１とウエハＷとの間の真空度を検出するようにしてある。

従って、３００ｍｍのウエハＷを載置台１１上に真空吸着する時には、第１、第３の電磁バルブ１６、１８を励磁して、第１、第２の配管１５Ａ、１５Ｂを介して第１、第２の流路１３Ａ、１３Ｂが真空装置側に連通し、バキュームセンサ１９でこの時の真空度を検出する。ウエハＷを載置台１１から持ち上げる時には、第１、第３の電磁バルブ１６、１８が消磁すると共に第２の電磁バルブ１７が励磁して第１の配管１５Ａを介して第１の流路１３Ａが空気供給源側に連通する。

次に、図２も参照しながら載置機構１０の動作について説明する。尚、図２では第１の流路１３Ａのみを図示してある。例えば３００ｍｍウエハＷに所定の処理を施す場合には、受け渡し具１２の３本の昇降ピン１２Ａが上昇端にある状態で、搬送機構を介してウエハＷを３本の昇降ピン１２Ａに引き渡し、搬送機構が載置台１１から後退する。載置台１１では３本の昇降ピン１２Ａが昇降駆動機構１２Ｃを介して貫通孔１１Ｂ内に後退してウエハＷを載置面１１Ａ上に載置する。この間、第１、第３の電磁バルブ１６、１８が励磁されて第１、第２の流路１３Ａ、１３Ｂが真空装置側に連通して、例えば−４０ｋＰａ程度の吸引力でウエハＷを載置面１１Ａに真空吸着する。この時、受け渡し具１２の３本の昇降ピン１２Ａは下降端にあって、それぞれの先端が載置面１１Ａの下方に位置している。そして、ウエハＷに対する所定の処理が終了すると、載置台１１からウエハＷを取り出す。

載置台１１からウエハＷを取り出す時には、制御装置１４のシーケンスプログラムに従って第１、第２、第３の電磁バルブ１６、１７、１８が駆動すると共に昇降駆動機構１２Ｃが駆動して受け渡し具１２（３本の昇降ピン１２Ａ）が上昇してウエハＷを載置面１１Ａから受け渡し位置まで持ち上げる。

それにはまず、昇降駆動機構１２Ｃを介して３本の昇降ピン１２Ａが上昇し、それぞれの上端が例えば載置台１１の載置面１１Ａから図２の（ａ）に示す１．０ｍｍ下がった位置まで高速度（例えば、２０ｍｍ／秒）で上昇する。その後、第１、第２の電磁バルブ１６、１８が消磁してウエハＷの真空吸着を解除すると共にバキュームセンサ１９がオフになったことを確認した後、昇降駆動機構１２Ｃを介して３本の昇降ピン１２Ａが図２の（ａ）に示す位置から同図に（ｂ）に示す位置まで低いスキャン速度（例えば、１．５ｍｍ／秒）で１秒間上昇してウエハＷの下面に接触し、更にウエハＷを載置面１１Ａから０．５ｍｍ押し上げ、空気を導入してもウエハＷがずれない状態にする。

ここで、第２の電磁バルブ１７が励磁して第１の流路１３Ａを空気供給源側に連通し、空気供給源から第２の電磁バルブ１７及び第１の配管１５Ａを介して第１の流路１３Ａに例えば０．４〜０．４５ＭＰａの空気を導入する。空気導入の５０ｍ秒後に空気を導入した状態で昇降駆動機構１２Ｃを介して３本の昇降ピン１２Ａが低いスキャン速度（例えば、１．５ｍｍ／秒）で１秒間上昇してウエハＷを図２の（ｃ）に示すように載置面１１Ａから２．０ｍｍ持ち上げ、ウエハＷと載置面１１Ａとの隙間に外部の空気が入り込み易い状態にする。尚、第１の流路１３Ａに導入する空気量は、第２の電磁バルブ１７の絞り１７Ａを用いて最適値に設定することができる

引き続き、空気供給源から載置面１１ＡとウエハＷの間に空気を導入しながら３本の昇降ピン１２Ａが高速度（例えば、２０ｍｍ／秒）で上昇して、ウエハＷを載置面１１Ａから受け渡し位置（上昇端）、例えば載置面１１Ａから１１．０ｍｍの高さまで約０．５秒間一気に持ち上げる。この時には、ウエハＷの持ち上げ速度を速くしてもウエハＷの周囲からの空気の流入と相俟ってウエハＷと載置面１１Ａ間の隙間が減圧状態になる虞はない。

従って、本実施形態では、昇降ピン１２Ａが載置面１１Ａから１．０ｍｍ下がった位置から受け渡し位置まで約２．５秒間で上昇してウエハＷを持ち上げることができ、従来の６〜７秒間を要した時間と比較すればウエハＷの取り出し時間を格段に短縮することができる。

上述のようにして、昇降ピン１２ＡがウエハＷの受け渡し位置で停止すると、第２の電磁バルブ１７が消磁されて、第１の流路１３Ａを空気供給源側から遮断する。この状態で、搬送機構を介して載置面１１Ａから浮上したウエハＷを取り出し、次のウエハＷと交換する。

本実施形態では３００ｍｍのウエハＷを処理する場合について説明したが、２００ｍｍのウエハＷを処理する場合には、第３の電磁バルブ１８を常に消磁して、真空吸着時に使用しないこと以外は、上記実施形態と同様にウエハＷの取り出しを行う。従って、２００ｍｍウエハＷの場合にも上記実施形態と同様の作用効果を期することができる。

以上説明したように本実施形態によれば、載置機構１０は、ウエハＷを載置する載置台１１と、この載置台１１上でウエハＷの受け渡しを行うために載置台１１において出没する受け渡し具１２と、ウエハＷを載置台１１上に真空吸着するために載置台１１の載置面１１Ａの複数箇所で開口するように載置台１１に設けられた第１、第２の流路１３Ａ、１３Ｂと、を備え、第１の流路１３Ａを介して載置台１１とウエハＷの間に空気を供給する空気供給手段として空気供給源を設けたため、載置台１１上の複数箇所で開口する第１、第２の流路１３Ａ、１３Ｂを介して真空吸着されたウエハＷを、その受け渡し具１２を介して載置台１１から持ち上げて、載置台１１からウエハＷを取り出す際に、受け渡し具１２を介してウエハＷを持ち上げた後に、第１の流路１３Ａから載置台１１とウエハＷとの間に空気を供給してウエハＷと載置台１１Ａ間の減圧状態を解消することができ、ウエハＷが大型化、薄型化しても受け渡し具１２によるウエハＷの取り出し時間を短縮することができ、しかもウエハＷを損傷させることなく円滑に取り出すことができる。

また、本実施形態によれば、載置台１１は、２００ｍｍ、３００ｍｍの二種類のウエハＷを載置することができ、第１の流路１３Ａは、２００ｍｍのウエハＷ側に配置されているため、いずれの大きさのウエハＷであっても載置台１１からのウエハＷの取り出し時間を確実に短縮することができる。また、第１、第２の流路１３Ａ、１３Ｂそれぞれには真空装置が接続され、空気供給源には真空装置と切換可能な第１、第２電磁バルブ１６、１７が接続されているため、第１の流路１３Ａを真空装置側から空気供給源側に切り換えて、ウエハＷを円滑に持ち上げてウエハＷの取り出し時間を短縮することができる。また、第２の電磁バルブ１７は、絞り１７Ａを有するため、載置台１１とウエハＷとの間に送る空気量を適宜調整することができる。

また、本実施形態によれば、空気の供給に先立って、受け渡し具１２によってウエハＷを載置台１１の載置面１１Ａから僅かに持ち上げるため、載置台１１とウエハＷとの間に空気を供給して受け渡し具１２でウエハＷを持ち上げる際に、ウエハＷが受け渡し具１２から位置ズレすることなく真上に持ち上げることができる。また、ウエハＷを持ち上げる際に、持ち上げ速度を２段階に分け、始めはゆっくりとウエハＷを持ち上げた後、その後速い速度を上げて持ち上げるようにしたため、ウエハＷの反りを最大限に抑制してウエハＷを損傷することなく円滑且つ短時間でウエハＷを取り出すことができる。

尚、本発明は上記各実施形態に何等制限されるものではなく、必要に応じて各構成要素を設計変更することができる。

本発明は、半導体製造装置の載置機構に好適に利用することができる。

本発明の載置機構の一実施形態を示す構成図である。（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ図１に示す載置機構を用いた本発明の被処理体の取り出し方向の一実施形態を工程順に示す工程図である。

符号の説明

１０載置機構
１１載置台
１１Ａ載置面
１２受け渡し具
１２Ｃ昇降駆動機構
１３Ａ、１３Ｂ流路
１４制御装置（コンピュータ）
１６第１の電磁バルブ（切換バルブ）
１７第２の電磁バルブ（切換バルブ）
Ｗウエハ（被処理体）

Claims

載置台上の複数箇所で開口する複数の流路を介して真空吸着されていた被処理体を、その受け渡し具を介して上記載置台から持ち上げて、上記載置台から上記被処理体を取り出す方法において、
上記被処理体を真空吸着する上記複数の流路からの排気を停止すると共に上記各流路の排気による真空度を検出しなくなったことを確認する工程と、
上記各流路の排気による真空度を検出しなくなったことを確認した後、上記受け渡し具を介して上記被処理体を上記載置台から持ち上げる工程と、
上記被処理体を上記載置台から持ち上げる工程において上記被処理体と上記載置台の間に細隙ができた時点で上記複数の流路の少なくとも一つから上記載置台と上記被処理体の間に気体を供給し始める、上記載置台と上記被処理体の間に気体を供給工程と、を備えている
ことを特徴とする被処理体の取り出し方法。
上記被処理体を持ち上げる工程は、少なくとも持ち上げ速度を異にする第１、第２の工程を有し、第２の工程は、第１の工程に続いて第１の工程よりも速い速度で持ち上げることを特徴とする請求項１に記載の被処理体の取り出し方法。
上記載置台と上記被処理体の間に気体を供給する工程は、上記第１の工程の途中から少なくとも第２の工程を終えるまで上記気体を供給することを特徴とする請求項２に記載の被処理体の取り出し方法。
コンピュータを駆動させて、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の被処理体の取り出し方法を実行するプログラムを記憶したことを特徴とするプログラム記憶媒体。
被処理体を載置する載置台と、上記載置台上で上記被処理体の受け渡しを行うために上記載置台において出没する受け渡し具と、上記被処理体を上記載置台上に真空吸着するために上記載置台の載置面の複数箇所で開口するように上記載置台に設けられた複数の流路と、制御装置と、を備えた載置機構において、上記複数の流路それぞれには排気手段を接続すると共に上記複数の流路の排気による真空度を検出するバキュームセンサを設け、且つ、上記複数の流路の少なくとも一つを介して上記載置台と上記被処理体の間に気体を供給する気体供給手段を設け、上記受け渡し具は、上記制御装置を介して上記被処理体の持ち上げ速度を少なくとも２段階で設定可能であり、上記気体供給手段には上記排気手段との間で切り換え可能なバルブを接続してあり、更に上記バルブは上記気体の流量を調整する手段を有し、上記制御装置の制御下で、上記バキュームセンサが上記複数の流路の排気による真空度を検出しなくなったことを確認した後、上記受け渡し具が上記被処理体を上記載置台から持ち上げて細隙ができた時点で上記気体供給手段が上記載置台と上記被処理体の間へ上記気体を供給し始めることを特徴とする載置機構。
上記載置台は、大きさの異なる少なくとも二種類の被処理体を載置することができ、上記少なくとも一つの流路は、大きさの異なる上記被処理体のうち、小さい方の被処理体側に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の載置機構。