JPH01233734A - 半導体ウエハの搬送方法およびその装置ならびにそれを用いたウエハ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体ウェハの搬送方法およびその装置なら
びにそれを用いたウェハ処理装置、特に半導体ウェハの
研磨工程に適用して効果のある技術に関するものである
。

〔従来の技術〕

半導体ウェハ（以下、単にウェハということがある）の
製造工程においてウェハに研磨、拡散、洗浄などの前処
理、さらには後処理などの各種の処理を施す場合、ウェ
ハを１つの処理位置から他の処理位置に搬送するために
は様々な方式が用いられる。

このようなウェハの搬送方式については、株式会社リア
ライズ社、昭和５９年３月３１日発行、ｒＬＳＩ工場自
動化・新プロセス技術集成」に記載されている。

本発明者がウェハの搬送について検討したところ、主に
ウェハを機械的に把持して搬送したり、ベルトに載せて
搬送する方式と、空気の噴出により非接触でウェハを搬
送する方式とが考えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前記した機械的搬送方式では、ウェハとの機
械的接触によりウェハの表面が汚染されたり、場合によ
ってはウェハが損傷されるなどの問題がある上に、ウェ
ハの搬送機構に要するコストが高価になるなどの問題も
ある。

一方、前記した非接触の搬送方式では、ウェハとの機械
的接触による問題は回避できるものの、ウェハを空気中
で搬送するという点では機械的搬送方式と同様またはそ
れ以上の問題があることを本発明者は見い出した。

すなわち、昨今の半導体装置の高集積化、超微細加工化
に伴って、ウェハの汚染防止がさらに厳格に要求される
ようになって来ているが、従来のように空気中でウェハ
を搬送する場合には、搬送中のウェハが空気中の塵芥な
どの異物と接触してその異物がウェハの表面に付着する
ことは避けられない。そのため、上記の搬送方式では、
搬送中のウェハが空気中の異物で汚染されるという問題
が生じてしまう。

また、ウェハに空気を噴出して非接触で搬送する場合に
は、噴出される空気中にも異物が存在するので、その噴
出空気によりウェハをかえって汚染するおそれさえある
一方、空気の質量は小さいので、単に空気を噴出しただ
けでは、ウェハに付着した異物を除去することは困難で
あることも本発明者によって確認されている。

さらに、前記両搬送方式の場合、ウェハが空気と接触す
ることによりウェハの性質上、特有の問題を引き起こす
ことも本発明者によって見い出された。

すなわち、たとえば鏡面研磨後のシリコンウェハの表面
は極めて活性的であり、シリコン表面には研磨直後に自
然酸化膜が形成されるが、この酸化膜に研磨剤などの不
純物が巻き込まれると、後でコンタミネーション汚染を
生じ、特にシリコン表面が乾燥されると不純物が凝集さ
れ易い。ところが、空気中でウェハを搬送する前記両搬
送方式では、研磨後のウェハ表面は乾燥され易く、シリ
コン表面に付着した不純物が凝集されて難離脱性の汚染
を生じてしまうという問題が起こる。

また、たとえばウェハ表面にポリッシング用加工液など
の薬液が付着するような場合、その薬液がウェハ表面に
残留すると、シリコンやＧ　ａ　、Ａ　ｓなどのウェハ
形成材料と化学反応を起こすことがあるが、残留薬液が
付着したままのウェハが空気中で搬送されると、その残
留液は上記の如く除去困難である上に、空気との接触に
より化学反応が行われ易いという問題もある。しかも、
ポリッシング用加工液中の研磨粉がウェハに付着すると
、この付着研磨粉はウェハ表面に固着され、ポリッシン
グ後に洗浄しても完全に除去することは極めて困難であ
ることも本発明者によって見い出された。

本発明の目的は、半導体ウェハを汚染することなく搬送
できる技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、半導体ウェハを損傷することなく
、非接触で搬送できる技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、半導体ウェハの搬送と同時に、搬
送中の半導体ウェハに付着した異物を洗浄除去できる技
術を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、半導体ウェハの搬送を複数
の処理部間で効率良く行うことのできる技術を提供する
ことにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、本発明の半導体ウェハの搬送方法は、液体雰
囲気中に沈めた半導体ウェハの搬送方向に対して前進方
向斜め上向きに搬送用液体を噴出することにより、その
液体の噴出流で半導体ウェハを搬送するものである。

また、本発明の半導体ウェハの搬送装置は、半導体ウェ
ハをその液体中で搬送する液体を収容した液槽と、この
液槽の内部に沈められ、半導体ウェハの搬送方向に対し
て前進方向斜め上向きに搬送用液体を噴出する液体噴出
手段と、この液体噴出手段に液体を供給する液体供給手
段とからなるものである。

〔作用〕

上記した手段によれば、半導体ウェハが液体雰囲気中に
沈められており、その半導体ウェハの搬送方向に対して
前進方向斜め上向きに搬送用液体を噴出することにより
半導体ウェハの搬送が行われるので、搬送中のウェハは
空気と接触せず、空気中の異物がウェハに付着すること
を防止することができる。また、搬送中のウェハは機械
的手段と接触しないので、機械的な外力による損傷を防
止することができる。さらに、ウェハは搬送用液体の噴
射を受けるので、搬送と同時に、その液体の噴射力によ
り、ウェハに付着していた異物を積極的に洗浄除去でき
る。

〔実施例〕

第１図は本発・明の一実施例である半導体ウェハの搬送
装置の要部を搬送方向に切断した部分的断面図、第２図
は第１図の直角方向に切断した断面図、第３図はその全
体的概略説明図、第４図は半導体ウェハの搬送方向の転
換の一例を示す部分的概略平面図である。

本実施例の半導体ウェハの搬送装置は、第３図に示すよ
うに、シリコン（Ｓｉ）または化合物半導体よりなる半
導体ウェハ１の研磨装置に適用されたものである。

本実施例の研磨装置は、その内部に半導体ウェハ１を沈
めた状態で搬送するため液体雲囲気を形成する液体２を
収容する液槽３と、ウェハ１の粗加工のための粗加工部
（処理部）４と、中仕上加工のための中仕上加工部（処
理部）５と、超仕上加工（鏡面加工）のための超仕上加
工部（処理部）６と、ウェハ１の装填用のローダ部７と
、研磨加工済みのウェハ１の取り出し用のアンローダ部
８とを有している。

液槽３内の液体２としては、たとえば純水などの水を用
いることができ、この液体２はポンプ９により循環用配
管１０とフィルタ１１を介して液槽３の一端から他端才
で矢印入方向に循環されている。

また、液体２は洗浄効果をさらに向上させるため加熱源
１２により所定の加熱温度にまで加温されている。加熱
源１２は第３図に実線で示すように液槽３の底部あるい
は側部等に設けることができるが、場合によっては、第
３図に二点鎖線で示すように循環用配管１０の途中に設
けてもよい。

本実施例の研磨装置において、ウェハ１の搬送装置１３
は、ウェハ１を、ローダ部７のカセット７ａから粗加工
部４．中仕上加工部５．超仕上加工部６の各処理部を経
由してアンローダ部８０カセッ）３ａまで液体２中で搬
送するために設けられている。そのため、この搬送装置
１３は、液槽３内の液体２中においてローダ部７からア
ンローダｉ１８まで略水平方向に延在する板体（液体噴
出手段）１４を有している。

この板体１４はその内部に中空路１５を有し、この中空
路１５は所定長さ毎に長さ方向に区画されている。各中
空路１５の下方には、適当数の液体供給用の開孔１６が
形成され、この開孔１６はたとえばポンプの如き液体供
給源（液体供給手段）１７により管路１８を経てウェハ
搬送用の液体の供給を受けるようになっている。一方、
各中空路１５の上方には、ウェハ１の搬送方向Ａに対し
て前進方向斜め上向きにウェハ搬送用液体を噴出するた
めの液体噴出孔（液体噴出手段）１９がたとえば２列を
なして多数穿孔されている。

この液体噴出孔１９からの液体の噴出力により、ウェハ
１は板体１４の上面から浮上した非接触状態で矢印Ｂ方
向への推進力を与えられ、液体２中を水平方向に搬送さ
れる。

ここで、液槽３内の液体雲囲気を形成する液体２とウェ
ハ搬送用液体との関係について説明すると、本実施例で
は両液体は全く同一のもの、たとえば純水などの水であ
り、同じ液体が液槽３内を循環されかつ液体噴出孔１９
から噴出されているが、場合によってはいずれか一方ま
たは両方の液体を何らかの薬液とすることなども可能で
ある。

また、液体２はウェハ１の搬送方向Ｂとは反対方向Ａに
向けて循環しており、搬送中のウェハ１に対する洗浄力
がより向上されるようになっている。

ウェハ１の上方に、は、ウェハ案内部材２０のフランジ
部２０ａが両側から覆いかぶさるように延在し、ウェハ
１を搬送路の両側および上方から案内するようになって
いる。

また、ウェハ１の搬送路に沿う所定の位置には、ウェハ
１を所定の位置たとえば各処理部４，５゜６の下方にお
いて停止させるためのス）−／パ２１が軸２２の回りで
水平位置（第１図の実線）と垂直位置く同図の二点鎖線
）との間で揺動可能に設けられている。すなわち、スト
ッパ２１が垂直位置にある時にはウェハ１を停止させる
ことができ、水平位置ではウェハ１が該ストッパ２１の
下方を通過できるようになっている。

以下、本実施例の作用について説明する。

まず、複数枚の半導体ウェハ１をカセッ）？ａに入れて
ローダ部７において液槽３内の液体２の中に沈める。一
方、液槽３内の液体２はポンプ９で循環用配管１０およ
びフ、イルタ１１を介して該液槽３内で矢印Ａ方向に循
環させる。他方、液体供給源１７によりウェハ搬送用液
体を管路１８゜開孔１６．中空路１５を経て液体噴出孔
１９からウェハ１の搬送方向已に対して前進方向斜め上
向きに噴出する。また、必要に応じて加熱源１２で液体
２を所望の温度に加熱させる。

この状態でカセッ）７ａ内のウェハ１を図示しないブツ
シャで矢印六方向に押し出すと、ウェハ１は前記した液
体噴出孔１９から噴出される液体の噴出力で搬送装置１
３の板体１４の上面から浮上した非接触状態で矢印Ｂ方
向に液中搬送される。

ウェハ１が粗加工部４の下方に移動すると、ウェハ１は
ストッパ２１が垂直位置に来ていることにより該ストッ
パ２１で所定位置に停止される。

そして、このウェハ１はその停止位置から図示しないピ
ックアップ手段で第３図の矢印の如く上昇され、粗加工
用の研磨盤上で所定の粗加工処理を施される。

粗加工を終了したウェハ１は再び板体１４の上方の搬送
路に戻され、液体噴出孔１９から噴出される液体により
、矢印Ｂ方向に搬送される。そして、ウェハ１は中仕上
加工部５の下方でストッパ２１により所定位置に停止さ
れる。停止されたウェハ１は、図示しないピックアップ
手段により中仕上加工用の研磨盤上に上昇され、所定の
中仕上加工処理を施される。

この中仕上加工を終了したウェハ１は前記と同様に再び
板体１４の上方の搬送路に戻され、前記と同じく液体噴
出孔１９からの液体噴出力で矢印Ｂ方向に搬送される。

そして、ウェハ１は超仕上加工部６の下方においてスト
ッパ２１で所定位置に停止された後、前記と同じく、図
示しないピックアップ手段で超加工処理用の研磨盤上に
上昇され、所定の超加工処理を受けて鏡面状態とされる
。

超加工処理を終了したウェハ１は前記と同様に再び板体
１４の上方の搬送路に戻され、液体噴出孔１９からの液
体噴出力で液体２中を矢印Ｂ方向に搬送され、アンロー
ダ部８のカセット８ａの中に収容される。そして、ウェ
ハ１はカセット８ａ毎にアンローダ部８から取り出され
、次の処理工程に送られる。

このように、本実施例においては、ウェハ１は液体２の
中を板体１４とは非接触で搬送されるので、空気中の塵
芥などの異物で搬送中のウェハ１が汚染されることがな
い上に、仮にウェハ１に異物が付着していたとしても、
その異物は液体噴出孔１９からのウェハ搬送用液体の噴
出力でウェハ１から容易に洗浄除去され、さらに清浄な
状態にまで洗浄される。

なお、本発明において、搬送中のウェハ１の方向転換を
行いたい場合、たとえば第４図の如くして方向転換させ
ることができる。

すなわち、まずＣ方向に対して前進方向斜め上向きの液
体噴出孔１９からの液体噴出力でウェハ１をＣ方向に搬
送するが、そのＣ方向の前方の所定位置にストッパ２１
を設けておき、このストッパ２１でＣ方向へのウェハ１
の移動を停止させる。

この位置のウェハ１に対しては、Ｃ方向に直角方向のＤ
方向に対して前進方向斜め上向きの液体噴出孔１９から
の液体噴出力を与えることにより、ウェハ１は矢印Ｃ方
向から矢印り方向に方向転換して搬送することができる
。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施側に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、搬送装置１３の板体１４の構造や液体の種類
なども前記実施例に限定されるものではない。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその利用分野である半導体ウェハの研磨加工に適用し
た場合について説明したが、これに限定されるものでは
なく、たとえばウェハ検査工程や他のウェハ処理工程、
ウェハ洗浄工程などにも広く適用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。

（１）５すなわち、搬送中のウェハは液体中で搬送され
るので、ウェハが空気中の異物で汚染されることがない
。

（２）、ウェハが液体中を搬送されることにより、搬送
中のウェハは搬送用液体の噴出力で洗浄されながら搬送
され、搬送と洗浄を同時に行うことができる。

（３）、搬送中のウェハは水膜で覆われているので、液
体中に異物が存在したとしてもその異物はウェハに付着
しにくく、たとえ付着しても液体噴出力で容易に除去で
きる。

（４）、ウェハの異物を容易に除去できることにより、
ウェハに付着した薬液による化学反応でたとえばポリッ
シング中のウェハがエツチングされるなどの不具合を防
止できる。

（５）、液体雰囲気を形成する液体全体の流れをウェハ
の搬送方向とは反対方向にすることによって、搬送中の
ウェハはその液体との摩擦力で、より確実に洗浄できる
。

（６）、液体が常温以上の温度に加熱された液体である
ことによって、ウェハ洗浄作用をより促進できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である半導体ウェハの搬送装
置の要部を搬送方向に切断した部分的断面図、 第２図は第１図の直角方向に切断した断面図、第３図は
その全体的概略説明図、 第４図は半導体ウェハの搬送方向の転換の一例を示す部
分的概略平面図である。 １・・・半導体ウェハ、２・・・液体、３・・・液槽、
４・・・粗加工部（処理部）、５・・・中仕上加工部（
処理部）、６・・・超仕上加工部（処理部）、７・・・
ローダ部、７ａ・・・カセット、８・・・アンローダａ
（５，８ａ・・・カセット、９・・・ポンプ、１０・・
・循環用配管、１１・・・フィルタ、１２・・・加熱源
、１３・・・搬送装置、１４・・・板体（液体噴出手段
）、１５・・・中空路、１６・・・開孔、１７・・・液
体供給７ａ（液体供給手段）、１８・・・管路、１９・
・・液体噴出孔（液体噴出手段）、２０・・・ウェハ案
内部材、２０ａ・・・フランジ部、２１・・・ストッパ
、２２・・・軸。 代理人　弁理士　筒　井　大　和

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体ウェハを液体雰囲気中に沈め、その半導体ウ
   ェハの搬送方向に対して前進方向斜め上向きに搬送用液
   体を噴出し、その液体の噴出流で半導体ウェハを搬送す
   ることを特徴とする半導体ウェハの搬送方法。 ２、前記液体雰囲気を形成する液体が全体として前記半
   導体ウェハの搬送方向とは反対方向に流動されることを
   特徴とする請求項１記載の半導体ウェハの搬送方法。 ３、前記液体雰囲気を形成する液体および前記搬送用液
   体がその常温以上の温度に加熱された液体であることを
   特徴とする請求項１記載の半導体ウェハの搬送方法。 ４、半導体ウェハをその液体中で搬送する液体を収容し
   た液槽と、この液槽の内部に沈められ、半導体ウェハの
   搬送方向に対して前進方向斜め上向きに搬送用液体を噴
   出する液体噴出手段と、この液体噴出手段に液体を供給
   する液体供給手段とからなることを特徴とする半導体ウ
   ェハの搬送装置。 ５、前記液体噴出手段が、前記液槽内の液体中に略水平
   方向に沈められた板体と、この板体を半導体ウェハの搬
   送方向に対して前進方向斜め上向きに形成された液体噴
   出孔とよりなることを特徴とする請求項４記載の半導体
   ウェハの搬送装置。 ６、前記液槽中の液体および前記搬送用液体の少なくと
   も一方を加熱する加熱手段を備えてなることを特徴とす
   る請求項４記載の半導体ウェハの搬送装置。 ７、請求項４の半導体ウェハの搬送装置を備えてなるウ
   ェハ処理装置。 ８、半導体ウェハの研磨装置である請求項７記載のウェ
   ハ処理装置。 ９、前記研磨装置が粗加工から超仕上げに至る複数の処
   理部よりなり、各処理部間は請求項４の搬送装置で半導
   体ウェハを搬送可能に結合されていることを特徴とする
   請求項７記載のウェハ処理装置。