JP2009032930A - ウエハキャリアおよび、これを用いたウエハ裏面検査方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ウエハ裏面検査および裏面分析に際し、ウエハ取り扱い時のウエハの破損、パーティクル付着、汚染などいった不具合を解消する。さらに、裏面検査・分析の作業にかかる時間や手間を軽減する。
【解決手段】FOUP11の上部には、半導体生産設備に設置固定するFOUP底部の構造と同じ構造を設けてある。上下対称構造のFOUP11としたことにより、ウエハの処理過程でウエハの表裏反転が必要なときに、FOUP11の天地を逆にするだけでウエハの表裏を反転させることが可能となる。
【選択図】図7
【解決手段】FOUP11の上部には、半導体生産設備に設置固定するFOUP底部の構造と同じ構造を設けてある。上下対称構造のFOUP11としたことにより、ウエハの処理過程でウエハの表裏反転が必要なときに、FOUP11の天地を逆にするだけでウエハの表裏を反転させることが可能となる。
【選択図】図7
Description
本発明は半導体ウエハの搬送および保管に用いられるウエハキャリアに関し、特に、FOUPと呼ばれる密閉型ウエハキャリアに関する。尚、「FOUP」とはFront Open Unified Pod(前面開放一体式ポッド)の略称であり、SEMI(Semiconductor Equipment and Materials Institute)規格に準拠している300ミリウエハー用のウエハキャリアを指す。さらに本発明は、ウエハの被処理面とは反対側の面を検査するウエハ裏面検査方法に関する。
半導体デバイスの製造過程において、集積回路を形成するウエハ表面については異物などの欠陥が歩留りに直接関係してくるため、ウエハ表面欠陥検査装置により高頻度で検査を行い集積回路部の欠陥を管理している。しかし、ウエハ裏面については、表面に集積回路が形成されたウエハの裏面を直接検査する検査装置が普及していない。そのため、裏面欠陥に起因する歩留りの問題を診断するには、表裏面が鏡面に仕上げてあるシリコンウエハを評価用ウエハとして用意し、その評価用ウエハを手作業で表裏を裏返しにしてウエハキャリアに装填しておく。そして、前記評価用ウエハを、不良発生原因の疑いのある半導体生産設備で処理した後、再び手作業で評価用ウエハの表裏を元に戻してウエハ検査装置で検査・分析するといった手法が一般に用いられている。
また、上記の手法によるウエハ裏面の検査や金属汚染分析は、生産設備の立上げ時やメンテナンス直後など、半導体生産設備側からウエハ裏面への異物汚染や金属汚染の可能性がある場合に主に行われている。
一方、半導体デバイスの製造工程は高い清浄度をもつクリーンルーム内で進行され、ウエハの保管および運搬のためにオープン型ウエハキャリアが一般に普及していた。しかし最近のクリーンルームでは、クリーンルームの維持費用を減らすために工程設備の内部、および工程設備と関わる一部設備の内部でのみ高い清浄度が維持され、その他の区域では比較的低い清浄度が維持されている。こうした低い清浄度が維持される区域においては大気中の異物や化学的な汚染からウエハを保護するために密閉型ウエハキャリアが使用されている。このような密閉型ウエハキャリアの代表的な例として、FOUPと呼ばれるものがある(特許文献1,2等)。
FOUPを使用しているミニ・エンバイロメント方式の半導体生産ラインにおける従来のウエハ裏面検査および裏面分析の手法について以下説明する。
図10はウエハ裏面検査・分析の作業フローを示し、図11から図14に図10の主要な作業の詳細を図示する。
まず、表裏面を鏡面に仕上げてあるシリコンウエハ1が装填されたFOUP12を、作業者がクリーンルーム内のウエハ移載可能エリアへ運搬する(図10のステップS1)。ここでいう「ウエハ移載可能エリア」とは、クリーンルーム内の一部区域をFOUP内部と同程度の清浄度に維持させたエリアのことをいう。つまり、FOUP内部がクリーンルーム内雰囲気よりも高い清浄度であるため、FOUPからウエハを移載するにはFOUP内部と同程度の清浄度をもつ環境下で移載作業を行なう必要がある。このため、クリーンルーム内にウエハ移載可能エリアが設けられている。
次に、ウエハ移載可能エリアにて作業者は、図11に示すように、FOUP12からウエハ1を真空ピンセットなどのウエハ取り扱い治具により取り出し、ウエハ1の表裏を反転させて再びFOUP12に装填させる(図10のステップS2)。つまり、図11のようにウエハ裏面1aを上に向けてFOUP12内にウエハ1を装填する。次に作業者はFOUP12をウエハ移載可能エリアから点検対象の半導体生産設備へ運搬する(図10のステップS3)。
そして、図12に示すように、点検対象の半導体生産設備にてウエハ1の被処理面(ウエハ裏面1a)が処理され(図10のステップS4)、その後、作業者はFOUP12を再びウエハ移載可能エリアへ運搬する(図10のステップS5)。次に、ウエハ移載可能エリアにて作業者は、図13に示すようにFOUP12からウエハ1を真空ピンセットなどウエハ取り扱い治具により取り出し、表裏を元に戻して再びFOUP12に装填させる(図10のステップS6)。つまり、図13のようにウエハ表面1bを上に向けてFOUP12内にウエハ1を装填する。
次に作業者はFOUP12をウエハ移載可能エリアからウエハ表面評価用の検査・分析装置に運搬し、図14に示すように、ウエハ表面評価用の検査・分析装置にてウエハ1の被処理面とは反対側の面(ウエハ表面1b)を評価する(図10のステップS7)。以上により、点検対象の半導体生産設備によるウエハ裏面(被処理面とは反対側の面)への汚染転写や該ウエハ裏面の欠陥発生などの影響を調査することができる。
特開2005-150706号公報
特開2001-085507号公報
しかしながら、従来のウエハ裏面検査・分析の手法では真空ピンセットなどを用い手作業で評価用ウエハを裏返しにする必要があることから、ウエハ取り扱いの際にウエハを落下させ破壊することや、ウエハをFOUP外壁に接触させて評価前のウエハに余計なパーティクルが付着させること、またウエハに傷をつけることなどの不具合が生じ易くなる。このような不具合は、ウエハサイズが大口径化するにつれて真空ピンセットなど手動でのウエハの取り扱いが困難になるので、増大する傾向にある。
またウエハキャリアにFOUPを採用している半導体生産ラインでは、上記の手作業でのウエハ取り扱いが、FOUP内と同程度の空気清浄度に維持管理された特定のウエハ移載可能エリア内に限られてしまう。そのため、点検対象の半導体生産設備およびウエハ検査・分析装置と、ウエハ移載可能エリアとの間でFOUPを運搬し、手動でウエハの表裏を反転させる作業が不可欠であり、その結果、裏面検査・分析の作業に時間や手間がかかるといった課題があった。
そこで本発明は、上記背景技術が有する課題の少なくとも1つを解決することにある。すなわち本発明の目的の一つは、ウエハ裏面検査および裏面分析に際し、ウエハ取り扱い時のウエハの破損、パーティクル付着、汚染などいった不具合を解消することにある。また更なる目的は、裏面検査・分析の作業にかかる時間や手間を軽減することにある。
本発明は、半導体ウエハを水平に収容するウエハキャリアであって半導体生産設備に設置固定する構造を底面に有する、FOUPと呼ばれるウエハキャリアにおいて、該ウエハキャリアの上面に前記底面の構造と上下対称な構造を有することを特徴とする。
また本発明は、半導体ウエハを水平に収容するFOUPと呼ばれるウエハキャリアを使用する半導体生産設備およびウエハ検査装置を用い、点検対象の前記半導体生産設備にて処理された半導体ウエハの被処理面とは反対側の面を前記ウエハ検査装置で検査するウエハ裏面検査方法であって、次のように検査することを特徴とする。
すなわち、上記のウエハキャリアとして、半導体生産設備に設置固定する構造を底面に有するとともに、該底面の構造と上下対称な構造を上面に有するウエハキャリアを用意する。次に、半導体ウエハが収容された上記ウエハキャリアの上下を反転させる。さらに、その反転させたウエハキャリアから半導体ウエハをその表裏を変えずに点検対象の半導体生産設備に導入し、当該半導体生産設備にて当該半導体ウエハの被処理面を処理する。さらに、その処理された半導体ウエハを当該半導体ウエハの表裏を変えずに、反転された状態のウエハキャリア内に収容した後、該ウエハキャリアの上下を元に戻す。その後、上下を元に戻したウエハキャリアから半導体ウエハをその表裏を変えずにウエハ検査装置に導入し、当該ウエハ検査装置にて当該半導体ウエハの被処理面とは反対側の面を検査する。
このように本発明では、半導体生産設備に設置固定するFOUP底面の構造と同じ構造をFOUP上面に設けて、上下対称構造のFOUPとしたことにより、ウエハの処理過程でウエハの表裏反転が必要なときに、FOUPの天地を逆にするだけでウエハの表裏を反転させることができる。よって、真空ピンセットを用いた手作業でのウエハ反転作業が不要となり、ウエハ取り扱い時のウエハの破損、パーティクル付着、汚染などいった不具合が解消される。さらに、ウエハ移載可能エリアと、半導体生産設備およびウエハ表面検査・分析装置との頻繁な往復運搬作業を不要とすることができるので、裏面検査・分析の作業にかかる時間や手間が軽減される。
以上説明したように本発明によれば、ウエハ裏面検査および裏面分析に際し、ウエハ裏面検査および裏面分析に際し、ウエハ取り扱い時のウエハの破損、パーティクル付着、汚染などいった不具合を解消することが出来る。さらに、裏面検査・分析の作業にかかる時間や手間を軽減することが出来る。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図1、図2、図3、図4は本発明のウエハキャリアの実施例を示す外観図であり、図1は正面図、図2は側面図、図3は上面図、図4は底面図を示している。また図5は、本実施例のウエハキャリアにおける最上段と最下段のウエハ装填位置についての説明図である。
本実施例ではφ300mmウエハ用FOUP11を例示している。このFOUP11はウエハを水平に収容する容器と、該容器の前面に設けられた前面ドア2とを有する。FOUP11の底面は、ウエハを処理する半導体生産設備に設けられたロードポートに設置可能であり、FOUP11の前面ドア2は該ロードポートのポートドア(不図示)と嵌め合うことが可能になっている。そのため、前面ドア2にはドアオープンキースロット(Door Open Key Slots)3、およびドアインターフェイスホール(Door Interface Halls)4が形成されている。上記ロードポートには、FOUP11の設置・位置決めの為のカップリングピンが設けられており、FOUP11の底面には図4に示すように、当該カップリングピンに嵌め合うための溝(Kinematic Coupling Grooves)5が形成されている。
上記ドアオープンキースロット3、ドアインターフェイスホール4および溝5はSEMI規格を準拠している。さらに、FOUP11内のウエハ装填位置についてもSEMI規格を準拠した位置に設けられており、特に図5に示すように最下段ウエハ21の装填位置はFOUP11底面から44mmの高さに定められている。ここでいうSEMI規格は主に、SEMI-E1.9、SEMI-E15.1、SEMI-E47.1、SEMI-E57、SEMI-E62のことを指す。従って、FOUP11を手動で半導体生産設備のロードポートに設置すれば、半導体生産設備内へのウエハ自動搬送およびウエハ処理が可能である。
図3と図4から分かるように、FOUP11の上面についてはFOUP11の底面と上下対称な構造であり、上記ロードポートに設けられたカップリングピンと嵌め合うため、SEMI規格に準拠させて設けた溝(Kinematic Coupling Grooves)5を有する。
さらに、図5に示すように、最上段ウエハ22の装填位置はFOUP上面から44mmの高さに設定されており、図5の範囲Bで示すFOUP11下面から最下段ウエハ21の装填位置までの構造と、図5の範囲Aで示すFOUP11上面から最上段ウエハ22の装填位置までの構造がちょうど上下対称になっている。つまり、FOUP11の外部構造だけでなく、FOUP11の内部構造も上下対称である。
また図2に示すように、FOUP11の背面にはカーブ6を設けており、カーブ6によりFOUP11を上下反転させる作業を容易に行うことができる。その為にFOUP11の背面のカーブ6は、FOUP11の外側に向かって張り出すとともにFOUP11の上下方向に弧を描くように曲がっている形状からなる。
次に、FOUP11を使用したウエハ裏面検査および裏面分析の手法について説明する。図6は本実施例のFOUP11を使用した裏面検査・分析の作業フローを示し、図7から図9に図6の主要な作業の詳細を図示する。
まず、表裏面が鏡面に仕上げられているシリコンウエハ1を予め自動ウエハ移載機を用いて装填したFOUP11について、作業者はFOUP11の上下を反転させる(図6のステップS11)。このFOUP11の上下反転作業については、図7に示すように、FOUP11の背面に設けてあるカーブ6を利用してFOUP11を転がすように動かし、FOUP11の上下を反転させる。これにより、FOUP11に装填されてあるウエハ1はウエハ裏面1aが上を向く。
そして、上記のようにFOUP11を上下反転させた状態にて、図8に示すように点検対象の半導体生産設備のロードポートに設置し、その半導体生産設備にてウエハ1の被処理面(ウエハ裏面1a)が処理される(図6のステップS12)。すなわち、ウエハ搬送用ロボットアーム23でFOUP11内からウエハ1を、その裏面1aを上に向けたままプロセスエリアに搬送して処理した後、処理したウエハ1を、その裏面1aを上に向けたままFOUP11内に戻す。
次いで作業者は、ステップS11と同様なFOUP11の上下反転作業を行い、FOUP11の上下を元に戻す(図6のステップS13)。こうしてウエハ1の表面1bが上向きとなったFOUP11を作業者はウエハ表面評価用の検査・分析装置に設置する(図6のステップS14)。その後、図9に示すように、ウエハ搬送用ロボットアーム24でFOUP11内からウエハ1を、その表面1bを上に向けたまま検査・分析エリアに搬送して評価する。これにより、点検対象の半導体生産設備によるウエハ裏面(被処理面とは反対側の面)への汚染転写や該ウエハ裏面の欠陥発生などの影響を調査する。
以上のように本実施例のFOUP11を用いたウエハ裏面検査方法によれば、ウエハ裏面検査・分析の作業において真空ピンセットなどを用いた手作業でのウエハ裏返し作業が不要となる。したがって、真空ピンセットなどでのウエハ取り扱い時にウエハ1を落下させ破壊してしまう問題や、ウエハ1をFOUP11外壁に接触させて評価前のウエハ1を汚染させてしまう問題が解消される。また、FOUP11をクリーンルーム内の特定されたウエハ移載可能エリアまで運搬する必要が無くなることから、裏面検査・分析の準備作業に対する時間や手間が軽減できる。
尚、本実施例のウエハキャリアとしてFOUPを例にして説明したが、本発明の技術思想はFOSB(Front Opening Shipping Box)に適用することも可能である。
1 シリコンウエハ
2 FOUPの前面ドア
3 ドアオープンキースロット(Door Open Key Slots)
4 ドアインターフェイスホール(Door Interface Halls)
5 半導体生産設備側のFOUP設置位置決め用カップリングピンと嵌め合うための溝(Kinematic Coupling Grooves)
6 FOUPの上下反転作業用カーブ
11 FOUP
21 FOUP内に装填された最下段ウエハ
22 FOUP内に装填された最上段ウエハ
2 FOUPの前面ドア
3 ドアオープンキースロット(Door Open Key Slots)
4 ドアインターフェイスホール(Door Interface Halls)
5 半導体生産設備側のFOUP設置位置決め用カップリングピンと嵌め合うための溝(Kinematic Coupling Grooves)
6 FOUPの上下反転作業用カーブ
11 FOUP
21 FOUP内に装填された最下段ウエハ
22 FOUP内に装填された最上段ウエハ
Claims (3)
- 半導体ウエハを水平に収容するウエハキャリアであって半導体生産設備に設置固定する構造を底面に有する、FOUPと呼ばれるウエハキャリアにおいて、
前記ウエハキャリアの上面に前記底面の構造と上下対称な構造を有することを特徴とするウエハキャリア。 - 前記ウエハキャリアの背面には、前記ウエハキャリアの外側に向かって張り出すとともに前記ウエハキャリアの上下方向に弧を描くように曲がっている部分を有することを特徴とする請求項1に記載のウエハキャリア。
- 半導体ウエハを水平に収容するFOUPと呼ばれるウエハキャリアを使用する半導体生産設備およびウエハ検査装置を用い、点検対象の前記半導体生産設備にて処理された半導体ウエハの被処理面とは反対側の面を前記ウエハ検査装置で検査するウエハ裏面検査方法であって、
前記ウエハキャリアとして、前記半導体生産設備に設置固定する構造を底面に有するとともに、該底面の構造と上下対称な構造を上面に有するウエハキャリアを用意する段階と、
前記半導体ウエハが収容された前記ウエハキャリアの上下を反転させる工程と、
その反転させた前記ウエハキャリアから前記半導体ウエハをその表裏を変えずに点検対象の前記半導体生産設備に導入し、当該半導体生産設備にて当該半導体ウエハの被処理面を処理する工程と、
その処理された前記半導体ウエハを当該半導体ウエハの表裏を変えずに、反転された状態の前記ウエハキャリア内に収容した後、該ウエハキャリアの上下を元に戻す工程と、
上下を元に戻した前記ウエハキャリアから前記半導体ウエハをその表裏を変えずに前記ウエハ検査装置に導入し、当該ウエハ検査装置にて当該半導体ウエハの被処理面とは反対側の面を検査する工程と、を有するウエハ裏面検査方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007195847A JP2009032930A (ja) | 2007-07-27 | 2007-07-27 | ウエハキャリアおよび、これを用いたウエハ裏面検査方法 |
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Publications (1)
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JP2009032930A true JP2009032930A (ja) | 2009-02-12 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017045823A (ja) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 株式会社ディスコ | 収容カセット |
CN115274483A (zh) * | 2022-08-03 | 2022-11-01 | 立川(无锡)半导体设备有限公司 | 一种晶圆电性能检测设备 |
-
2007
- 2007-07-27 JP JP2007195847A patent/JP2009032930A/ja active Pending
Cited By (3)
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CN115274483A (zh) * | 2022-08-03 | 2022-11-01 | 立川(无锡)半导体设备有限公司 | 一种晶圆电性能检测设备 |
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