JP4265306B2

JP4265306B2 - ウェーハ受渡し装置

Info

Publication number: JP4265306B2
Application number: JP2003183940A
Authority: JP
Inventors: 義一小澤; 渡辺　　勝
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: JP2005019779A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウェーハ受渡し装置に関し、特に化学的機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing ）装置等に用いられ、搬送手段からウェーハを受取り、受取ったウェーハを別の搬送手段へ渡すウェーハ受渡し装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体技術の発展により、デザインルールの微細化、多層配線化が進み、またコスト低減を進める上においてウェーハの大口径化も進行してきている。そのため、従来のようにパターンを形成した層の上にそのまま次の層のパターンを形成しようとした場合、前の層の凹凸のために次の層では良好なパターンを形成することが難しく、欠陥などが生じやすかった。
【０００３】
そこで、パターンを形成した層の表面を平坦化し、その後で次の層のパターンを形成することが行われている。この場合、ＣＭＰ法によるウェーハの研磨装置が用いられている。
【０００４】
このＣＭＰ法によるウェーハの研磨装置として、表面に研磨パッドが貼付された円盤状の研磨定盤と、ウェーハの一面を保持してウェーハの他面を研磨パッドに当接させるウェーハキャリアとを有し、研磨定盤を回転させるとともにウェーハキャリアを回転させながらウェーハを研磨パッドに当接させ、研磨パッドとウェーハとの間に研磨剤であるスラリを供給しながらウェーハの他面を研磨するＣＭＰ装置が、一般に広く知られている。
【０００５】
このＣＭＰ装置内にはウェーハを搬送する複数の搬送装置が組込まれ、ウェーハはこの複数の搬送装置によってＣＭＰ装置の各部に搬送されて研磨され、表面が平坦化される。また、１つの搬送装置と他の搬送装置との間のウェーハの受渡しのために、ウェーハ受渡しステージが組込まれている。
【０００６】
このウェーハ受渡しステージとして、ウェーハの径より僅かに大径の凹部を有し、凹部の底面に給水口が設けられたステージであって、搬送装置からウェーハを受取る時は凹部の底面で受けるとともに凹部の側面で位置決めをし、ウェーハを別の搬送装置に渡す時は凹部に給水し、ウェーハをフローティングさせて持ち上げるようにしたロードステージが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１２４１７４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ＣＭＰ装置のようなスラリを用いるウエット加工の場合、研磨後のウェーハを研磨ヘッドのウェーハキャリアから受渡しをする際に、ウェーハはウェーハキャリアから均一に剥離されず斜めに落下することがある。このような場合、前述の特許文献１に記載されたウェーハ受渡しステージではウェーハのエッジが受渡しステージの底面に衝突し、エッジ部を損傷する恐れがあった。
【０００９】
また、ウェーハが斜めに落下するためにステージの凹部の側面に乗り上げ、ウェーハの位置決めができないことがあった。更に、ウェーハを他の搬送装置に渡す時に、ウェーハが液体の表面から剥がれ難く、スムーズに受渡しできないという問題もあった。
【００１０】
また、ウェーハ受渡しステージ内でウェーハをフローティングさせた液体を排水する時は、ステージの小型化のために、ステージに設けられた排水口の口径を大きくすることができず、排水に時間が掛かり、ウェーハの受け渡しに多大な時間を要していた。また、小径の排水口から短時間で排水する場合、ドレイン配管に真空ポンプを接続する方法も知られているが、この方法は排水手段としては大掛かりで、高価であるという欠点を有していた。
【００１１】
このため、研磨後のウェーハを短時間で安定して受渡しする搬送系を実現するのは非常に困難であった。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ウェーハを搬送手段から受取る時に、ウエット加工されたウェーハであっても容易に衝撃を低く抑えた状態で受取ることができ、またウェーハを搬送手段に受渡す時に、短時間でウェーハを容易に剥離し易くし、安定して搬送装置に受け渡すことのできるウェーハ受渡し装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決する為の手段】
ウェーハを第１の搬送手段から受取り、受取ったウェーハを第２の搬送手段へ渡すウェーハ受渡し装置において、内部に液体を貯留可能な受渡しステージと、該受渡しステージ内に液体を供給する給液手段と、前記受渡しステージ内の液体を排出する排液手段と、前記受渡しステージ内に設けられ、受渡しステージ内の液体が排出された時に前記ウェーハを支持する支持部材とを有し、前記排液手段は、予め液体が貯留される密閉容器と、前記受渡しステージの下部に設けられたドレインパイプと、前記ドレインパイプと接続され、前記密閉容器の上部に設けられる第１の弁と、前記密閉容器の下部に設けられ前記第１の弁よりも口径の大きい第２の弁と、前記第２の弁が設けられた前記第１の弁よりも口径の大きい排液口と、を備え前記ウェーハを前記第１の搬送手段から受取る時は前記液体の液面でウェーハを受取り、前記ウェーハを第２の搬送手段に渡す時は、前記第１の弁を開放するとともに前記第２の弁を開放し、該排液口から前記密閉容器内に予め貯留されていた液体を排出して前記密閉容器内を減圧させることにより前記受渡しステージ内の液体を前記密閉容器内に排出させ前記ウェーハを前記支持部材で支持した状態で渡すことを特徴としている。
【００１４】
請求項１の発明によれば、ウェーハを受取る時は液面で受取り、受け渡す時には液体を急速に排出して液体の表面張力の影響をなくすので、短時間で安定して受け渡すことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るウェーハ受渡し装置の好ましい実施の形態について詳説する。尚各図において、同一の部材については同一の番号又は記号を付している。
【００２１】
図１、及び図２はウェーハ受渡し装置の実施形態を表わす概念図であり、図１は第１の搬送手段からウェーハを受取る状態を表わし、図２は第２の搬送手段にウェーハを渡す状態を表わしている。
【００２２】
ウェーハ受渡し装置１０は、内部に液体を貯留可能な受渡しステージ１１、受渡しステージ１１に設けられた複数の支持部材１２、１２、…、受渡しステージ１１内に貯留された液体である純水１３、及び給水パイプ１４Ａを介して受渡しステージ１１内に純水１３を給水する給液手段である純水供給源１５、及びドレインパイプを介して受渡しステージ１１内の純水１３を急速に排水する密閉容器（急速排液手段）１６等で構成されている。
【００２３】
受渡しステージ１１は、円形の凹部を有しており、凹部の内径は受け渡しするウェーハＷの外径よりも僅かに大径になっていて、ウェーハＷはここでセンタリングされるようになっている。
【００２４】
純水供給源１５は、図示しない純水製造装置、純水タンク、供給ポンプ等からなっており、電磁弁１５Ａを介して給水チューブ１５Ｂで受渡しステージ１１の給水パイプ１４Ａに接続され、受渡しステージ１１の凹部に純水１３を供給する。
【００２５】
受渡しステージ１１の凹部の底部に設けられた支持部材１２、１２、…は円周上に等間隔で６個配置され、底部から２〜３ｍｍ突出している。受渡しステージ１１内に貯留する純水１３は、支持部材１２、１２、…の先端が約２ｍｍ埋没する深さまで注水するのが好ましい。
【００２６】
急速排液手段である密閉容器１６には予め十分な純水１３が貯留されている。また、密閉容器１６は、底部に大口径の排液口１６Ｄが形成されており、大口径の排液口１６Ｄには大口径の排水弁である大口径電磁弁１６Ａが取付けられ、内部に貯留されている純水１３を急速に排水することができる。
【００２７】
また、密閉容器１６は、上面に取付けられた電磁弁１６Ｂを介してドレインチューブ１６Ｃで受渡しステージ１１のドレインパイプ１４Ｂに接続され、受渡しステージ１１の凹部に貯留された純水１３を密閉容器１６内に排水できるようになっている。
【００２８】
この密閉容器１６は、ドレインチューブ１６Ｃで受渡しステージ１１と接続されているので、必ずしも受渡しステージ１１の直近に配置する必要はなく、スペース的に余裕のある場所に設置すればよい。従って、受渡しステージ１１が狭いスペースに設けられていても容易に接続できる。
【００２９】
次に、このように構成されたウェーハ受渡し装置１０の作用について説明する。最初に第１の搬送装置である研磨ヘッドのウェーハキャリア３１からウェーハＷを受取る時は、図１に示すように、先ず密閉容器１６の電磁弁１６Ｂが閉じ、次いで給液手段である純水供給源１５に設けられた電磁弁１５Ａが開き、受渡しステージ１１は、純水供給源１５よって前述の深さまで純水１３が注水されて待機している。
【００３０】
次に加工済みのウェーハＷを吸着したウェーハキャリア３１が受渡しステージ１１の上方まで移動し、純水１３の液面近くまで下降してからウェーハＷの吸着を解除する。ウェーハＷがウェーハキャリア３１から均等に剥離されずに傾いて落下しても、純水１３の液面に衝撃を低く抑えた状態で着水（以下この状態を軟着陸と称する）して、受渡しステージ１１の凹部にセンタリングされた状態で保持される。
【００３１】
次に、ウェーハＷをウェーハ受渡し装置１０から第２の搬送手段４１に受け渡す時は、図２に示すように、密閉容器１６の電磁弁１６Ｂが開くとともに大口径電磁弁１６Ａが開く。大口径電磁弁１６Ａが開くと密閉容器１６内に貯留されていた純水１３が大口径の排液口１６Ｄから急速に外部に排水される。すると密閉容器１６内が減圧状態になるので、受渡しステージ１１内に貯留されていた純水１３が急速に密閉容器１６内に流入し、受渡しステージ１１内の純水１３が完全に排水される。
【００３２】
密閉容器１６内の純水１３を、受渡しステージ１１内に貯留されていた純水１３の量と同量だけ排水した時点で大口径電磁弁１６Ａが閉じられる。これにより前述の動作を繰返し行っても、密閉容器１６内には常に所定量の純水１３が貯留されることになる。
【００３３】
前述のようにして、受渡しステージ１１内の純水１３が排水されると、ウェーハＷは支持部材１２、１２、…に支持される。この状態で第２の搬送手段４１の吸着ヘッド４１Ａが下降し、ウェーハＷを吸着して搬送する。この時、支持部材１２、１２、…の先端とウェーハＷとの接触面積が微小であるため、ウェーハＷが濡れていても表面張力の影響は無視でき、ウェーハＷを容易に受け渡すことができる。
【００３４】
このようにウェーハＷを第１の搬送手段である研磨ヘッドのウェーハキャリア３１から受取る時は、ウェーハＷを受渡しステージ１１内に貯留された純水１３の水面に軟着陸させ、衝撃を抑えた状態で受取ることができる。
【００３５】
また、ウェーハＷをウェーハ受渡し装置１０から第２の搬送手段４１に渡す時は、急速排液手段である密閉容器１６で受渡しステージ１１内に貯留された純水１３を急速に排水し、ウェーハＷを支持部材１２、１２、…に支持させた状態で渡すので、純水１３の表面張力の影響がなくなり、ウェーハＷを容易に渡すことができる。
【００３６】
なお、前述の実施の形態では、液体として純水１３を用いたが、本発明はこれに限らず、被加工面を汚染したり化学反応を起こさせたりしないものなら種々の液体が使用可能である。
【００３７】
また、ウェーハＷをウェーハ受渡し装置１０から第２の搬送手段４１に渡す時に、受渡しステージ１１内に貯留された純水１３を完全に排水したが、完全には排水せずにウェーハＷと純水１３との接触が断たれるか、又は接触面積が減少する水位まで排水するようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ウェーハを搬送手段からウェーハ受渡し装置に受取る時は、液体の液面でウェーハを受取るので、ウエット加工されたウェーハで搬送手段から剥がれ難く斜めに落下しても、衝撃を低く抑えた状態で容易にウェーハ受渡し装置に載置させることができる。
【００３９】
また、ウェーハをウェーハ受渡し装置から搬送手段に渡す時は、ウェーハ受渡し装置の受渡しステージ内に貯留されていた液体を急速に排出して、液体とウェーハとの接触を断つか又は接触面積を減少させ、ウェーハを載置面から剥がれやすい状態にして渡すので、ウェーハを短時間で安定して搬送手段に渡すことができる。
【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受渡し装置のウェーハを受取る状態を表わす概念図
【図２】本発明の実施の形態に係るウェーハ受渡し装置のウェーハを渡す状態を表わす概念図
【符号の説明】
１０…ウェーハ受渡し装置、１１…受渡しステージ、１２…支持部材、１３…純水（液体）、１４Ｂ…ドレインパイプ、１５…純水供給源（給液手段）、１６…密閉容器（急速排液手段）、１６Ａ…大口径電磁弁（大口径の排水弁）、１６Ｄ…大口径の排液口、３１…ウェーハキャリア（第１の搬送手段）、４１…第２の搬送手段、Ｗ…ウェーハ

Claims

ウェーハを第１の搬送手段から受取り、受取ったウェーハを第２の搬送手段へ渡すウェーハ受渡し装置において、
内部に液体を貯留可能な受渡しステージと、
該受渡しステージ内に液体を供給する給液手段と、
前記受渡しステージ内の液体を排出する排液手段と、
前記受渡しステージ内に設けられ、受渡しステージ内の液体が排出された時に前記ウェーハを支持する支持部材とを有し、
前記排液手段は、
予め液体が貯留される密閉容器と、
前記受渡しステージの下部に設けられたドレインパイプと、
前記ドレインパイプと接続され、前記密閉容器の上部に設けられる第１の弁と、
前記密閉容器の下部に設けられ前記第１の弁よりも口径の大きい第２の弁と、
前記第２の弁が設けられた前記第１の弁よりも口径の大きい排液口と、を備え
前記ウェーハを前記第１の搬送手段から受取る時は前記液体の液面でウェーハを受取り、
前記ウェーハを第２の搬送手段に渡す時は、前記第１の弁を開放するとともに前記第２の弁を開放し、該排液口から前記密閉容器内に予め貯留されていた液体を排出して前記密閉容器内を減圧させることにより前記受渡しステージ内の液体を前記密閉容器内に排出させ前記ウェーハを前記支持部材で支持した状態で渡すことを特徴とするウェーハ受渡し装置。