JPH06260460A - 半導体ウェーハ用カセットの水中搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】水中搬送装置の駆動部を洗浄槽外に配置するこ
とにより液体槽に浮遊するパーティクルの発生を防止す
る。 【構成】半導体ウェーハＷを収納した半導体ウェーハ用
カセットＣを液体に浸漬して順次搬送する際に用いて好
ましい水中搬送装置である。液体Ｌが収容され、槽内に
カセットＣを保持する保持板１が固定された液体槽２に
対し、カム機構３により上下移動可能に設けられた昇降
プレート４と、昇降プレート４を上下移動させる第１の
駆動手段５と、昇降プレート４上にカセットＣの搬送方
向に対して往復移動可能に設けられカセットＣを載置可
能なウォーキングビーム６を有するスライドプレート７
と、スライドプレート７を往復移動させる第２の駆動手
段８とを、液体槽２の外部に設ける。水中搬送装置が原
因で液体槽２に浮遊するパーティクルの発生を防止する
ことにより、エッチング工程やポリッシング工程で生じ
る半導体ウェーハのエッチングむらやディンプルの発生
を抑止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウェーハ
を大気雰囲気中で待機させておくのが不都合な場合等に
適用して好ましい半導体ウェーハ用カセットの水中搬送
装置に関し、特に水中搬送装置の駆動部を液体槽外に配
置することにより液体槽に浮遊するパーティクル（微少
な粉塵）を抑止できるカセットの水中搬送装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの基板として用いられる
半導体ウェーハは、例えばシリコン等の単結晶インゴッ
ドをその棒軸方向にスライスし、スライスして得られた
ものに対して面取り、ラッピング、エッチング、ポリッ
シング等の処理を順次施すことにより得られる。

【０００３】このうち、半導体ウェーハのエッチング
は、前工程であるラッピングによって生じたダメージ層
や表面にめり込んだラップ剤（パウダー）を除去する目
的で行われ、特にケミカルエッチングは、ウェーハを混
酸（フッ酸、硝酸、酢酸、純水）などのエッチング液中
に所定時間だけ浸漬することにより行われる。

【０００４】ところが、ラッピングを施したウェーハを
そのままエッチング工程に投入して混酸にて化学処理を
行うと、ラッピング工程にて付着した汚れなどが原因で
ウェーハにエッチングムラが生じるという問題があっ
た。

【０００５】また、汚れ等によるエッチングムラ以外に
も、ラッピング工程で生じたダメージ層を直接ケミカル
エッチングすると、表面が粗くなって突起が発生すると
いう問題があった。この突起は、後工程であるポリッシ
ング時にディンプルの原因となることから、ウェーハの
収率が著しく低下することとなった。

【０００６】さらに、ラッピングを施したウェーハをそ
のままエッチング工程に投入するとエッチング層内に前
工程からのラップ剤が持ち込まれるため、これが原因で
ケミカルエッチングを施した後においてもウェーハの表
面に不純物が付着するという問題があった。

【０００７】そのため、ケミカルエッチングを行う前
に、前工程であるラッピング工程でウェーハに付着した
汚れを除去する目的で、低濃度アルカリ溶液に微量の界
面活性剤を加えた洗浄液を用いて前洗浄（前処理）を行
っていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、洗浄工程に
半導体ウェーハを投入する場合、ウェーハを大気雰囲気
に晒しておくと洗浄工程において汚れの除去能力が低下
するという問題があるため、ラッピングを終了した半導
体ウェーハを洗浄工程に投入するに際しては、半導体ウ
ェーハをカセットに収納した状態で、当該カセットを純
水などの液体が満たされた液体槽内に浸漬しながら水中
を搬送する方法が採用されている。

【０００９】従来の水中搬送装置としては、平メッシュ
形のベルトコンベアが採用され、このベルトコンベアを
液体槽内に配備してカセットの搬送を行っていたが、搬
送装置の駆動部、すなわちベルトと駆動機構が水中に配
備されているため、これらベルトと駆動機構との摩擦に
よって生じた粉塵が液面に浮遊し、搬送中の半導体ウェ
ーハに付着するという問題があった。

【００１０】このようにして半導体ウェーハに付着した
微少な粉塵（パーティクル）は、後工程のエッチングや
ポリッシングにまで持ち込まれ、その結果、エッチング
むらやディンプルの原因となる。

【００１１】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、水中搬送装置の駆動部を洗
浄槽外に配置することにより液体槽に浮遊するパーティ
クルの発生を防止することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体ウェーハの水中搬送装置は、半導体
ウェーハを収納した半導体ウェーハ用カセットを液体に
浸漬して順次搬送するにあたり、 前記液体が収容さ
れ、槽内に前記半導体ウェーハ用カセットを保持する保
持板が固定された液体槽と、 前記液体槽の外部に設け
られ、カム機構により上下移動可能に設けられた昇降プ
レートと、 前記昇降プレートを上下移動させる第１の
駆動手段と、 前記昇降プレート上に前記半導体ウェー
ハ用カセットの搬送方向に対して往復移動可能に設けら
れ、前記半導体ウェーハ用カセットを載置可能なウォー
キングビームを有するスライドプレートと、 前記スラ
イドプレートを往復移動させる第２の駆動手段と、を備
えたことを特徴としている。

【００１３】

【作用】複数枚の半導体ウェーハをカセットに収納し、
これを液体が満たされた液体槽内に固定された保持板上
に載置する。この状態から第１の駆動手段を作動させる
と、カム機構の作用によって昇降プレートが上昇し、こ
の昇降プレートとともにスライドプレートおよび当該ス
ライドプレートに設けられたウォーキングビームも上昇
する。このウォーキングビームによりカセットは保持板
上から持ち上げられ、この状態で第２の駆動手段により
スライドプレートを搬送方向に移動させる。

【００１４】このようにして１ピッチだけカセットを搬
送したのち、再び第１の駆動手段を作動させてカム機構
によって昇降プレートを下降させ、カセットを保持板上
に載置する。その後、第２の駆動手段によってスライド
プレートを原位置に戻し、以後この操作を繰り返すこと
により、液体槽内に浸漬されたカセットを順次１ピッチ
づつ移送してゆく。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面に基づ
いて説明する。図１は本発明の一実施例に係る半導体ウ
ェーハの水中搬送装置を示す要部縦断面図、図２は同実
施例の要部を示す斜視図である。

【００１６】本実施例に係る半導体ウェーハの水中搬送
装置は、図１に示すように、防塵ブース９内に配備され
ており、固定ベース１０に支柱１１を介して支持された
液体槽２が、半導体ウェーハＷを移送すべき場所に向か
って、すなわちウェーハＷの搬送方向（図１の紙面に垂
直方向、図２に示すＸ方向）に伸延して設けられてい
る。

【００１７】液体槽２内には、半導体ウェーハＷを複数
枚収納したカセットＣを載置する保持板１が、当該液体
槽２の伸延方向に沿って取り付けられている。この保持
板１は、後述するウォーキングビーム６によりカセット
Ｃが持ち上げられた場合でもカセットＣが水面ＬＦから
露呈することがない深さに設けられており、液体槽２の
両側面にそれぞれ１列と、液体槽２の中央に１列の合計
３列伸延して設けられている。

【００１８】そして、各保持板１の間には、後述するウ
ォーキングビーム６が上下移動するときに通過し得る隙
間Ｓが形成されており、さらに、液体槽２の両側面に取
り付けられた保持板１を支持するプレート１２は、液体
槽２の長手方向に対しウォーキングビーム６が移動した
ときに、当該ウォーキングビーム６と干渉しない間隔で
長手方向に設けられている。

【００１９】ちなみに、半導体ウェーハ用カセットＣを
ウォーキングビーム６によって１ピッチづつ搬送して載
置する保持板１の位置に凹部などを設けておき、カセッ
トＣの位置決め等に供することが好ましい。

【００２０】液体槽２の外部の両側には、オーバーフロ
ー用樋１３が全長にわたって設けられており、液体槽２
から溢れ出た液体Ｌは、当該オーバーフロー用樋１３に
導かれたのち集約されて濾過などが施される。なお、濾
過した後の液体を再び液体槽２内に戻してもよいし、あ
るいは、他の工程で使用してもよい。

【００２１】上述した液体槽２の外部（本実施例では下
部）には、カセットＣを持ち上げて１ピッチづつ搬送す
るウォーキングビーム６を上下移動および前後移動させ
るための昇降プレート４、スライドプレート７およびこ
れらの駆動手段５，８が配備されている。

【００２２】まず、昇降プレート４は固定ベース１０に
対して上下移動可能に設けられており、固定ベース１０
に取り付けられたアクチュエータ（第１の駆動手段）５
を作動させると、同じく固定ベース１０に取り付けられ
たカム溝を有する回転棒３ａが、例えば半回転する。

【００２３】この回転棒３ａに形成されたカム溝には、
昇降プレート４側に取り付けられた棒体３ｂが係合する
ように設けられているが、回転棒３ａが半回転すること
によりカム溝と棒体３ｂとの係合が解除されると、棒体
３ｂが回転棒３ａの外周面に接触しながら昇降プレート
４が上昇することになる。

【００２４】昇降プレート４上には、一対のスライドガ
イド１４を介してスライドプレート７，７が左右にそれ
ぞれ設けられており、例えば流体シリンダ（第２の駆動
手段）８を作動させることにより、当該スライドプレー
ト７は昇降プレート４に対して液体槽２の伸延方向、す
なわちカセットＣの搬送方向Ｘに往復移動する。

【００２５】各スライドプレート７には、先端に長尺の
板材１５が取り付けられたウォーキングビーム６が液体
槽２の上端縁をオーバーハングするように設けられてお
り、スライドプレート７の上下移動、すなわち昇降プレ
ート４の上下移動にともなって当該ウォーキングビーム
６も上下移動する。このウォーキングビーム６の上昇に
よって先端に取り付けられた長尺の板材１５も上昇する
ことから、カセットＣを保持板１から持ち上げることが
できる一方、ウォーキングビーム６の下降によって、そ
れまで持ち上げられていたカセットＣが保持板１上に載
置されることになる。

【００２６】なお、昇降プレート４の上下移動を司る第
１の駆動手段５やカム機構３、あるいはスライドプレー
ト７の前後移動を司る第２の駆動手段８の具体的構成
は、特に本実施例にのみ限定されることなく、水中搬送
装置の仕様に応じて適宜選択することが可能である。

【００２７】「１６」は、本実施例の水中搬送装置の入
口および／または出口に配設されたカセットＣの投入／
搬出用ロボットであり、アーム１７の先端に取り付けら
れたハンド１８が開閉することによりカセットＣの上端
縁を把持／解放するようになっている。また、ロボット
１６のベース１９は液体槽２の伸延方向に沿って敷設さ
れたスライドガイド２０に沿って移動し、このベース１
９に対してブーム２１が上下方向に伸縮する。

【００２８】例えば、液体槽２の下流側に設けられたカ
セット搬出用ロボットであれば、液体槽内からカセット
を次工程に搬出する場合、まず、ロボット１６のベース
１９がスライドガイド２０に沿ってカセットＣの位置ま
で移動し、ハンド１８を開いた状態でブーム２１をカセ
ットＣの位置まで下降させたのち、ハンド１８を閉じる
ことによりカセットＣを把持する。この状態のまま、ブ
ーム２１を上昇させ、スライドガイド２０に沿ってベー
ス１９を目的の搬出位置まで移動させたのち、ハンド１
８を開いてカセットＣを解放する。なお、このカセット
投入／搬出用ロボット１６は、本発明の半導体ウェーハ
用水中搬送装置には必須のものではない。

【００２９】次に作用を説明する。複数枚の半導体ウェ
ーハＷをカセットＣに収納し、これを液体Ｌが満たされ
た液体槽２内に固定された保持板１上に載置する。この
作業はカセット投入用ロボット１６で行ってもよいし、
人手により行ってもよい。

【００３０】この状態から第１の駆動手段５を作動さ
せ、回転棒３ａを半回転だけ回転させる。すると、それ
までカム溝に係合していた棒体３ｂは回転棒３ａの外周
面と接触することになり、かかるカム機構３の作用によ
って昇降プレート４が上昇する。この昇降プレート４と
ともにスライドプレート７および当該スライドプレート
７に設けられたウォーキングビーム６も上昇する。

【００３１】このウォーキングビーム６によりカセット
ｃは保持板１上から持ち上げられるが、さらに、この状
態から第２の駆動手段８を作動させてスライドプレート
７を搬送方向Ｘに１ピッチだけ移動させる。

【００３２】このようにして１ピッチだけカセットＣを
搬送したのち、再び第１の駆動手段５を作動させて回転
棒３ａをさらに半回転だけ回転させ、棒体３ｂをカム溝
に係合させる。これにより昇降プレート４が下降し、カ
セットＣは１ピッチ先の保持板１上に載置される。ここ
までの操作によってカセットの１ピッチ分の搬送は終了
するが、次のカセットを移送するために、第２の駆動手
段８を作動させてスライドプレート７を原位置に戻して
おく。以後この操作を繰り返すことにより、液体槽内に
浸漬された各カセットを順次１ピッチづつ移送してゆ
く。

【００３３】本実施例では、ウォーキングビーム６のみ
が液体槽内に浸漬しており、その余の構成部品、例えば
昇降プレート４、カム機構３、第１の駆動手段５、スラ
イドプレート７、第２の駆動手段８などは、液体槽２の
外部に配備されていることから、これらの構成部品が動
くことにより生じる粉塵は液体槽２内に入ることはな
い。すなわち、水中搬送装置が原因で液体槽２に浮遊す
るパーティクルの発生を防止することができる。その結
果、ラッピング工程の後に設置した本実施例の水中搬送
装置においては、エッチング工程やポリッシング工程で
生じる半導体ウェーハのエッチングむらやディンプルの
発生を抑止することができる。

【００３４】なお、以上説明した実施例は、本発明の理
解を容易にするために記載されたものであって、本発明
を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上述した実施例に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。

【００３５】例えば、本発明の半導体ウェーハ用水中搬
送装置の設置位置は、ラッピング工程の後工程にのみ何
ら限定されることはなく、半導体ウェーハを液体に浸漬
しながら移送する必要がある工程であれば適用して好ま
しい。また、液体槽内には図１に示す実施例の如く２列
の搬送路を設ける必要はなく、１列のみであっても３列
以上であってもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ウォ
ーキングビームのみが液体槽内に浸漬しており、その余
の構成部品は液体槽の外部に配備されていることから、
水中搬送装置が原因で液体槽に浮遊するパーティクルの
発生を防止することができる。その結果、例えば本発明
の水中搬送装置をラッピング工程の後に設置すれば、エ
ッチング工程やポリッシング工程で生じるエッチングむ
らやディンプルの発生を抑止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る半導体ウェーハの水中
搬送装置を示す要部縦断面図である。

【図２】同実施例の要部を示す斜視図である。

【符号の説明】

Ｗ…半導体ウェーハ Ｃ…半導体ウェーハ用カセット Ｌ…液体 １…保持板 ２…液体槽 ３…カム機構 ４…昇降プレート ５…第１の駆動手段 ６…ウォーキングビーム ７…スライドプレート ８…第２の駆動手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体ウェーハ（Ｗ）を収納した半導体ウ
   ェーハ用カセット（Ｃ）を液体に浸漬して順次搬送する
   にあたり、 前記液体（Ｌ）が収容され、槽内に前記半導体ウェーハ
   用カセット（Ｃ）を保持する保持板（１）が固定された
   液体槽（２）と、 前記液体槽（２）の外部に設けられ、カム機構（３）に
   より上下移動可能に設けられた昇降プレート（４）と、 前記昇降プレート（４）を上下移動させる第１の駆動手
   段（５）と、 前記昇降プレート（４）上に前記半導体ウェーハ用カセ
   ット（Ｃ）の搬送方向に対して往復移動可能に設けら
   れ、前記半導体ウェーハ用カセット（Ｃ）を載置可能な
   ウォーキングビーム（６）を有するスライドプレート
   （７）と、 前記スライドプレート（７）を往復移動させる第２の駆
   動手段（８）と、を備えたことを特徴とする半導体ウェ
   ーハ用カセットの水中搬送装置。