JP2002016124A - ウェーハ搬送アーム機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ウェーハを一つの対象物から他の対象物へ移し
替える際に、ウェーハ搬送アームに付着している水滴を
除去してウェーハの不良品発生を防止する。 【解決手段】ウェーハ搬送アーム機構３０は、ウェーハ
を吸着保持する吸引口２０を有し、一つの対象物から他
の対象物にウェーハを移し替えることができるウェーハ
搬送アーム１８であって、吸引口から乾燥用エアーを噴
出させると共に、ウェーハ搬送アームに対し、外部から
乾燥用エアーを吹き付けるエアーブロー手段２７を設け
たものである。それによって、一枚毎のウェーハ搬送に
おいてウェーハ搬送アームを乾燥状態にできるので、一
枚毎に半導体加工装置によって加工されたウェーハにつ
いて、洗浄工程および乾燥工程を経た後に、ウェーハ搬
送アームでピックアップしても、ウェーハに水滴を付着
させることがなくウェーハの水滴付着による不良発生を
完全に防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハを
製造する際の、例えば、研磨処理装置に対して半導体ウ
ェーハをウェーハカセットから研磨処理装置に供給し、
研磨処理後に研磨処理装置からウェーハカセットに移し
替えるためのウェーハ搬送アーム機構に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の研磨処理装置として
は、例えば、図 に示した構成のものが従来例として公
知の技術である。この研磨処理装置１は、いわゆるツイ
ン研磨装置と称されるものであって、作業台２上にター
ンテーブル３を設け、該ターンテーブル３に複数のチャ
ックテーブル４が設けられ、該チャックテーブル４は適
宜の駆動部により回転できると共に、被加工物である半
導体ウェーハ等を適宜の吸着手段により吸着支持する構
成になっている。

【０００３】チャックテーブル４上に載置された半導体
ウェーハを研削または研磨するための研磨手段５が二個
配設されている。この二個の研磨手段５は、例えば、粗
研磨と仕上げ研磨とを行うものであるが、その構成は同
一であって筒状の胴部６と、該胴部の上部に取り付けら
れたモータ７と、該モータによって駆動され前記胴部か
ら下方に突出したスピンドル８と、該スピンドルに取り
付けられたホイール９と、該ホイールに着脱自在に取り
付けられた研磨砥石１０とから構成され、研磨手段５の
胴部６は、作業台２から垂直に起立させて設けた壁体１
１に対して、ベース部材１２を介して上下動可能に取り
付けられている。

【０００４】また、作業台２上には、洗浄領域１３と、
載置および乾燥領域１４と、アーム部材１５とが設けら
れており、アーム部材１５によって半導体ウェーハ１６
をチャックテーブル４に載置およびピックアップさせ、
洗浄領域１３または載置台乃至は乾燥領域１４に搬送す
るものである。なお、このような構成の研磨装置１は、
一般に使用されているものがそのまま使用できるのであ
り、実際にはコンピューター制御された研磨装置１が使
用される。

【０００５】この公知の研磨処理装置１において、研磨
される半導体ウェーハ１６は、搬送用のウェーハカセッ
ト１７に多数枚が収納された状態で作業台２上の所定位
置にセットされるものであり、そのセットされたウェー
ハカセット１７、即ち一つの対象物から、ウェーハ搬送
アーム１８により一枚づつ順番に取り出して載置台乃至
は乾燥領域１４、即ち他方の対象物に搬送するか、また
は、これとは逆に研磨処理済みの半導体ウェーハ１６ａ
を洗浄・乾燥後に、乾燥領域１４（他方の対象物）から
ウェーハカセット１７ａ（一方の対象物）に収納するも
のである。

【０００６】この研磨処理装置１の動作について説明す
ると、ウェーハ搬送アーム１８を挟んで、一方の側に半
導体ウェーハ１６を収納したウェーハカセット１７をセ
ットし、他方の側に空のウェーハカセット１７ａをセッ
トし、ウェーハ搬送アーム１８によりウェーハカセット
１７から半導体ウェーハ１６を取り出して載置台１４上
に一時的に載置する。この載置された半導体ウェーハ１
６を一方のアーム部材１５によりピックアップしてチャ
ックテーブル４上に載置する。

【０００７】チャックテーブル４上に載置された半導体
ウェーハ１６は吸着保持され、ターンテーブル３を回転
させて、一方の研磨手段５の下部に位置させ、所定の研
磨工程を経た後に、更にターンテーブル３を回転させ他
方の研磨手段５の下部に位置させて仕上げ研磨を行い、
その後に更にターンテーブル３を回転させて処理済みの
半導体ウェーハ１６ａを他方のアーム部材１５ａにより
チャックテーブル４からピックアップし、洗浄領域１３
により洗浄した後に乾燥領域１４ａに載置し、該乾燥領
域１４ａによって乾燥させた後に、ウェーハ搬送アーム
１８により半導体ウェーハ１６ａをピックアップして空
のウェーハカセット１７ａに収納するものである。

【０００８】このように製造装置における半導体ウェー
ハ１６の移動は、供給→研磨処理→洗浄→乾燥→収納の
経路を辿ることになり、ウェーハ搬送アーム１８は、半
導体ウェーハ１６の供給と収納に従事することになる。

【０００９】ところで、このウェーハ搬送アーム１８
は、図７に示したように、基台１９に取り付けられてお
り、ウェーハ搬送アーム１８の上面に半導体ウェーハ１
６をピックアップするための吸引口２０が設けられてお
り、該吸引口２０は、基台１９内の通路２１を介して適
宜のチューブ２２に連通しており、該チューブ２２は切
換弁２３を介しパイプ２４を通じて適宜の吸引手段とパ
イプ２５を通じて適宜のエアー供給手段とに接続されて
いる。

【００１０】そして、ウェーハ搬送アーム１８が半導体
ウェーハ１６をピックアップする時には、切換弁２３が
パイプ２４側に切り換わって吸引口２０に吸引作用が付
与されるが、洗浄→乾燥工程を終了した半導体ウェーハ
であっても、完全に水分が除去されない場合もあり、ウ
ェーハ搬送アーム１８に水分が付着することもある。

【００１１】このようにウェーハ搬送アーム１８に水滴
が付着していると、次の半導体ウェーハ１６をピックア
ップしたときに、その水滴が半導体ウェーハに付着して
次工程に搬送されるので、その水滴が一種のコンタミと
なって不良品を発生させてしまうことになる。

【００１２】そこで、図８（Ａ）（Ｂ）に示したよう
に、半導体ウェーハ１６をピックアップする前に、ウェ
ーハ搬送アーム１８に付着した水滴を除去すべく、切換
弁２３をパイプ２５側に切り換えてエアー供給手段から
エアーを供給し、吸引口２０からエアーを矢印ａ方向に
噴出させて表面側に付着している水滴を吹き飛ばし、ウ
ェーハ搬送アーム１８の表面を乾燥させることを行って
いる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吸引口
２０からエアーを噴出させても、吸引口２０の両側およ
び後端側においては、噴出エアーが作用せず依然として
水滴が残留している場合があり、ウェーハ搬送アーム１
８の表面を完全に乾燥させることができなかったり、ま
たは、ウェーハ搬送アーム１８の裏面側に水滴が回り込
んで付着している場合もあって、やはり完全に乾燥させ
ることができず、水滴の付着による半導体ウェーハ１６
の不良品発生を防止できないという問題点を有してい
る。

【００１４】従って、従来例におけるウェーハ搬送アー
ムにおいては、付着した水滴を完全に除去し乾燥させる
ことに解決しなければならない課題を有している。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記従来例の課題を解決
する具体的手段として本発明は、ウェーハを吸着保持す
る吸引口を有し、一つの対象物から他の対象物にウェー
ハを移し替えることができるウェーハ搬送アームであっ
て、前記吸引口から乾燥用エアーを噴出させると共に、
前記ウェーハ搬送アームに対し、外部から乾燥用エアー
を吹き付けるエアーブロー手段を設けたことを特徴とす
るウェーハ搬送アーム機構を提供するものである。

【００１６】また、本発明のウェーハ搬送アーム機構に
おいては、ウェーハ搬送アームの裏面側にも乾燥用エア
ーを吹き付けることができるように、ウェーハ搬送アー
ムに回転手段を設けたこと；ウェーハ搬送アームの裏面
側に乾燥用エアーを吹き付けるときに、吸引口から同時
にエアーを噴出させる構成にしたこと；およびエアーブ
ロー手段は、その先端にエアーの吐出量と方向とが調整
できるノズル部を有すること；を更に付加的要件として
含むものである。

【００１７】本発明に係るウェーハ搬送アーム機構は、
ウェーハ搬送アームに対し、外部から乾燥用エアーを吹
き付けるエアーブロー手段を設けたことによって、ウェ
ーハ搬送アームを乾燥状態にできるので、一枚毎に半導
体加工装置によって加工されたウェーハを、洗浄工程お
よび乾燥工程を経た後に、そのウェーハ搬送アームでピ
ックアップしても、ウェーハに水滴を付着させないので
ウェーハの不良発生を防止することができるのである。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に本発明を図示の実施の形態に
より更に詳しく説明する。なお、理解を容易にするため
従来例と同一部分には同一符号を付して説明する。ま
ず、図１において、本発明に係るウェーハ搬送アーム機
構３０は、ウェーハ搬送アーム１８が基台１９に取り付
けられており、ウェーハ搬送アーム１８の上面に半導体
ウェーハ１６をピックアップするための吸引口２０が設
けられている。そして、この吸引口２０は、基台１９内
の通路２１を介して適宜のチューブ２２に連通してお
り、該チューブ２２は切換弁２３を介しパイプ２４を通
じて適宜の吸引手段とパイプ２５を通じて適宜のエアー
供給手段とに接続されている。

【００１９】基台１９は、軸方向に回転できるように、
後端部側に適宜の回転手段２６が取り付けられている。
この回転手段２６は、例えば、パルスモーターなどであ
り、所定の角度範囲において正・逆方向に正確に回転で
きるものである。

【００２０】ウェーハ搬送アーム１８の先端部側に、所
定の間隔をもって、乾燥用エアーのエアーブロー手段２
７を配設してある。このエアーブロー手段２７は、先端
にノズル部２７ａを有し、該ノズル部２７ａによって乾
燥用エアーの吐出量と方向とを適宜に調整できるように
なっている。

【００２１】そして、このエアーブロー手段２７は、矢
印ｂで示したように、ウェーハ搬送アーム１８に対し
て、先端部側の前方斜め上方から乾燥用エアーを吹き付
けるものであり、パイプ２８を介して乾燥用エアーの供
給源に接続されており、予め設定されたプログラムに基
づき適宜に駆動されるものである。

【００２２】エアーブロー手段２７は、図２（Ａ）
（Ｂ）に示したように、ウェーハ搬送アーム１８で半導
体ウェーハ１６を一つの対象物から他の対象物にウェー
ハを移し替える作業の際に、半導体ウェーハ１６が接触
しない位置に、適宜の支持手段をもって取り付けられて
いる。

【００２３】このような構成を有する本発明のウェーハ
搬送アーム機構３０は、ウェーハを吸着支持する前の段
階で、水滴を除去する動作を行うものであり、その動作
状況のステップについて図３〜図５に基づいて説明す
る。まず、図３（Ａ）（Ｂ）に示した第１ステップおい
て、吸引口２０から矢印ａで示したようにエアーを噴出
させてウェーハ搬送アーム１８の表面側における水滴を
除去し乾燥させる。この時には、エアーブロー手段２７
からは乾燥用エアーの噴出は行わない。

【００２４】次ぎに、図４（Ａ）（Ｂ）に示した第２ス
テップにおいて、吸引口２０からのエアー噴出を停止し
て、エアーブロー手段２７から乾燥用エアーの噴出を行
なわせる。この乾燥用エアーは、ウェーハ搬送アーム１
８の先端部側から表面に向けて斜め上方から噴出するも
のであって、吸引口２０の側面および後方にまで至るも
のであり、ウェーハ搬送アーム１８の表面全体に渡って
水滴を除去し乾燥させるものである。

【００２５】更に、次の工程で、図５（Ａ）（Ｂ）に示
した第３ステップにおいて、回転手段２６を作動させて
基台１９およびウェーハ搬送アーム１８を１８０°回転
させて、裏面側を上にする。この状態において、吸引口
２０からエアーを噴出させると共に、エアーブロー手段
２７からも乾燥用エアーの噴出を同時に行う。

【００２６】この第３ステップでウェーハ搬送アーム１
８を裏返しにして、エアーブロー手段２７から乾燥用エ
アーを噴出させることにより、裏面に付着している水滴
を除去すると共に乾燥させるのであり、この時に裏面に
付着している水滴が下側を向いている表面側に回り込ま
ないように、吸引口２０から同時にエアーを噴出させる
ようにするのである。

【００２７】このように第１〜第３ステップによって、
ウェーハ搬送アーム１８の表裏両面の水滴除去および乾
燥が一応終了した後に、回転手段２６を駆動し基台１９
およびウェーハ搬送アーム１８を１８０°反転させて、
図３（Ａ）（Ｂ）に示した元の位置に戻し、その時点で
第４ステップとして再度吸引口２０からエアーを噴出さ
せる。この第４ステップでのエアー噴出は、安全を期す
るためであり、これを行うことによって、ウェーハ搬送
アーム１８全体として略完全に乾燥した状態になるので
ある。

【００２８】なお、上記の水滴除去および乾燥工程は、
半導体製造装置において一つの研磨工程を行っている間
になされるものであり、この水滴除去および乾燥工程に
おける切換弁２３、回転手段２６およびエアーブロー手
段２７の各制御は、予めプログラムされて制御部（コン
ピュータ）にセッティングされている。そして、吸引口
２０からのエアーの噴出およびエアーブロー手段２７か
らの乾燥用エアーの噴出時間については、数秒から数十
秒の間で足りるが、乾燥期の冬季または梅雨時等の季節
によって適宜調整することができる。

【００２９】いづれにしても、本発明に係るウェーハ搬
送アーム機構３０は、半導体製造装置において、ウェー
ハを搬送し移し替えるために使用されるものであって、
特にウェーハ洗浄後において、一つの対象物から他の対
象物に対して移し替える作業の際に、ウェーハ搬送アー
ムに予期しない水滴の付着があったりするとウェーハの
不良が生ずるので、ウェーハ搬送アームに付着した水滴
を除去して不良発生を解消させることができるのであ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るウェー
ハ搬送アーム機構は、ウェーハを吸着保持する吸引口を
有し、一つの対象物から他の対象物にウェーハを移し替
えることができるウェーハ搬送アームであって、前記吸
引口から乾燥用エアーを噴出させると共に、前記ウェー
ハ搬送アームに対し、外部から乾燥用エアーを吹き付け
るエアーブロー手段を設けた構成としたことにより、一
枚毎のウェーハ搬送においてウェーハ搬送アームを乾燥
状態にできるので、一枚毎に半導体加工装置によって加
工されたウェーハについて、洗浄工程および乾燥工程を
経た後に、ウェーハ搬送アームでピックアップしても、
ウェーハに水滴を付着させることがなくウェーハの水滴
付着による不良品発生を完全に防止することができると
いう優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るウェーハ搬送アーム
機構の要部を略示的に示した側面図である。

【図２】図（Ａ）は同ウェーハ搬送アーム機構の要部を
略示的に示した平面図であり、図（Ｂ）は同側面図であ
る。

【図３】同ウェーハ搬送アーム機構の動作状況の第１と
第４ステップを説明するためのものであり、図（Ａ）は
同ウェーハ搬送アーム機構の要部を略示的に示した平面
図であり、図（Ｂ）は同側面図である。

【図４】同ウェーハ搬送アーム機構の動作状況の第２ス
テップを説明するためのものであり、図（Ａ）は同ウェ
ーハ搬送アーム機構の要部を略示的に示した平面図であ
り、図（Ｂ）は同側面図である。

【図５】同ウェーハ搬送アーム機構の動作状況の第３ス
テップを説明するためのものであり、図（Ａ）は同ウェ
ーハ搬送アーム機構の要部を略示的に示した平面図であ
り、図（Ｂ）は同側面図である。

【図６】従来例の半導体製造装置として一般に使用され
ており、ウェーハ搬送アームを有する研磨装置の一例を
示す斜視図である。

【図７】同従来例のウェーハ搬送アームの要部を略示的
に示した側面図である。

【図８】同従来例のウェーハ搬送アームの要部を示すも
ので、図（Ａ）は同ウェーハ搬送アームの要部を略示的
に示した平面図であり、図（Ｂ）は同側面図である。

【符号の説明】

１６ 半導体ウェーハ； １８ ウェーハ搬送アーム；
１９ 基台；２０ 吸引口； ２１ 通路； ２２
チューブ； ２３ 切換弁；２４、２５、２８ パイ
プ； ２６ 回転手段； ２７ エアーブロー手段；２
７ａ ノズル部； ３０ ウェーハ搬送アーム機構、
ａ、ｂ 乾燥用エアーの噴出方向を示す矢印。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェーハを吸着保持する吸引口を有し、
   一つの対象物から他の対象物にウェーハを移し替えるこ
   とができるウェーハ搬送アームであって、 前記吸引口から乾燥用エアーを噴出させると共に、 前記ウェーハ搬送アームに対し、外部から乾燥用エアー
   を吹き付けるエアーブロー手段を設けたことを特徴とす
   るウェーハ搬送アーム機構。
2. 【請求項２】 ウェーハ搬送アームの裏面側にも乾燥用
   エアーを吹き付けることができるように、 ウェーハ搬送アームに回転手段を設けた請求項１に記載
   のウェーハ搬送アーム機構。
3. 【請求項３】 ウェーハ搬送アームの裏面側に乾燥用エ
   アーを吹き付けるときに、 吸引口から同時にエアーを噴出させる構成にした請求項
   １または２に記載のウェーハ搬送アーム機構。
4. 【請求項４】 エアーブロー手段は、 その先端にエアーの吐出量と方向とが調整できるノズル
   部を有する請求項１に記載のウェーハ搬送アーム機構。