JP4516089B2 - ウェハ搬送用ブレード - Google Patents

Description

本発明は、半導体製造装置に用いられるウェハ搬送用ブレードに関するものである。

従来、半導体製造装置に用いられるウェハ搬送用ブレードは、高い位置ズレ精度が要求されており、例えば、ウェハの裏面をバキュームチャックで吸着してウェハを保持する真空吸着ブレードが知られている。

真空中で利用されるブレードとしては、例えば、平板状のブレードにウェハ収容穴を設けたタイプのブレードが知られている。このブレードの収容穴は、搭載されるウェハの径より若干大きい径に設計されており、その内側面においてウェハのズレをある程度制限している。
特開２００１−５３１３５号公報 特開平６−１８１２５２号公報

しかしながら、前述した従来のブレードには、次のような課題が存在している。すなわち、真空吸着ブレードは、真空装置を取り付けるためにブレードの構成が複雑になってしまう。また、収容穴が設けられたブレードでは、ウェハの周縁部を収容穴の内側面に接触させてウェハの位置ズレを規制するため、その接触の際にウェハが欠損してしまうおそれがあった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、簡素な構成を有し、ウェハの欠損の抑制が図られたウェハ搬送用ブレードを提供することを目的とする。

本発明に係るウェハ搬送用ブレードは、本体部のブレード面にウェハを搭載した状態でウェハを搬送するウェハ搬送用ブレードであって、本体部のブレード面のウェハ搭載領域に、上面に粗面処理が施された突起部が設けられている。

このウェハ搬送用ブレードは、本体部のブレード面のウェハ搭載領域に設けられた突起部により、ブレード面に搭載されるウェハを支持する。そして、突起部にはその上面に粗面処理が施されているため、ウェハは位置ズレが抑制された状態で突起部に保持される。すなわち、このウェハ搬送用ブレードにおいては、真空吸着を利用せずにウェハを保持するため簡素な構成であり、また、ブレードの本体部に収容穴を設けずにウェハを保持することができるため、ウェハの欠損を回避することができる。

また、突起部の構成材料が、本体部の構成材料と同一材料である態様でもよい。この場合、突起部が本体部と同じ耐熱性や耐久性を備えることとなる。

また、突起部が本体部に一体的に設けられている態様でもよい。この場合、ブレードの構造がより簡素化され、ブレードを容易に作製することができる。また、突起部が別体の場合には本体部との接合に接着剤等が利用され、この場合には不純物がウェハに付着したり耐熱性が低下したりするが、突起部を本体部に一体的に設けることでそのような問題が生じない。

また、突起部には、粗面処理として、一方向に延びる鋸刃断面の溝が形成されている態様でもよい。この場合、溝に直交する方向において高いウェハ保持力を有するブレードを得ることができる。

また、突起部に形成された溝が、ウェハ搬送用ブレードの回転方向に略直交する方向に延びている態様でもよい。ウェハ搬送用ブレードは、一般に回転方向におけるウェハ保持力が重要となるが、このように回転方向に略直交する方向に沿って溝が延びる場合には、その回転方向に関する位置ズレが効果的に抑制される。

また、突起部に形成された溝が、３０番〜９０番のグラインディング加工により形成されている態様でもよい。さらに、突起部には、粗面処理として、サンドブラスト処理が施されている態様でもよい。

本発明に係るウェハ搬送用ブレードは、本体部のブレード面にウェハを搭載した状態でウェハを搬送するウェハ搬送用ブレードであって、本体部のブレード面のウェハ搭載領域の少なくとも一部に、粗面処理が施された粗面領域が形成されており、ウェハ搭載領域の周辺領域の高さが、ウェハ搭載領域の高さ以下である。

このウェハ搬送用ブレードは、本体部のブレード面のウェハ搭載領域の周辺領域の高さが、ウェハ搭載領域の高さ以下であり、ウェハ搭載領域に形成された粗面領域でウェハを保持する。すなわち、このウェハ搬送用ブレードにおいては、真空吸着を利用せずにウェハを保持するため簡素な構成であり、また、ブレードの本体部に収容穴を設けずにウェハを保持することができるため、ウェハの欠損を回避することができる。

また、ウェハ搭載領域の全領域に粗面領域が形成されている態様でもよい。この場合、高いウェハ保持力を有するブレードを得ることができる。

また、粗面領域には、粗面処理として、一方向に延びる鋸刃断面の溝が形成されている態様でもよい。この場合、溝に直交する方向において高いウェハ保持力を有するブレードを得ることができる。

また、粗面領域に形成された溝は、ウェハ搬送用ブレードの回転方向に略直交する方向に延びている態様でもよい。ウェハ搬送用ブレードは、一般に回転方向におけるウェハ保持力が重要となるが、このように回転方向に略直交する方向に沿って溝が延びる場合には、その回転方向に関する位置ズレが効果的に抑制される。

また、粗面領域に形成された溝が、３０番〜９０番のグラインディング加工により形成されている態様でもよい。さらに、粗面領域には、粗面処理として、サンドブラスト処理が施されている態様でもよい。

本発明によれば、簡素な構成を有し、ウェハの欠損の抑制が図られたウェハ搬送用ブレードが提供される。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するにあたり最良と思われる形態について詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。
（第１実施形態）

図１に示すように、本発明の第１実施形態に係るクラスターツール１０は、トランスファーチャンバー１１と、このトランスファーチャンバー１１に対して放射状に配置された複数のチャンバ１２とを備えている。そして、トランスファーチャンバー１１には、搬送ロボット１４が、チャンバ１２間においてウェハＷを搬送できるように設けられている。

搬送ロボット１４には、ウェハＷ（例えば、２００ｍｍ径のシリコンウェハ）を搬送するブレード１６（ウェハ搬送用ブレード）が取り付けられており、このブレード１６は、搬送ロボット１４によって、チャンバーに対して進退する方向（図１のα方向）と、チャンバー１２間を移動する方向（図１のβ方向）とに移動される。

ブレード１６は、図２に示すように、本体部１８と、本体部１８を保持すると共に、本体部１８を搬送ロボット１４に連結するための連結部２０とによって構成されている。

本体部１８は、ＳｉＣで構成される矩形板材であり、その延在方向（Ｘ方向）はブレードの進退方向（α方向）と略一致している。この本体部１８の主面１８ａはウェハＷが搭載されるブレード面となっている。ウェハＷは、この本体部１８のブレード面１８ａに搭載された状態で搬送される。そして、本体部１８のブレード面１８ａのウェハ搭載領域１８ｂには、３つの突起部２２が、本体部１８と一体的に形成されている。これらの突起部２２は、例えば、本体部１８を削り出し加工で作製する際に形成される。

３つの突起部２２は、本体部１８の短手方向（Ｙ方向、本体部の延在方向に直交する方向）に並んだ２つの突起部２２と、それらの突起部２２の二等分線上に配置された突起部２２とによって構成されている。各突起部２２は、ブレード面１８ａの法線方向に延びる円柱形状（高さ約０．４ｍｍ、直径約４ｍｍ）を有しており、その上端面は図３に示すような粗面処理が施されている。具体的には、突起部２２の上端面には、本体部１８の長手方向（Ｘ方向）に延びる鋸刃断面の微小溝（ピッチ：約２００μｍ、深さ：約１００μｍ）が形成されている。このような微小溝は、研磨材としてダイヤモンド砥粒を用いたグラインディング加工によって形成することができる。ここでは、日本工業規格（ＪＩＳ）のＲ６００１（１９９８）の６０番のダイヤモンド砥粒を用いたが、３０〜９０番程度のダイヤモンド砥粒を利用してもよい。なお、３０番よりも粒度の粗い場合には山の先端部分が十分に先鋭化されず、９０番よりも粒度が細かい場合には十分な高さの山が形成されない。

以上で説明した本体部１８にウェハＷが搭載されると、ウェハ搭載領域１８ｂに突起部２２が形成されているため、図４に示すように、ウェハＷは、突起部２２のみによって支持される。そして、ウェハＷと接する突起部２２の上端面には粗面処理により微小溝が形成されているため、ウェハＷと突起部２２との間には大きな摩擦力が生じ、それにより、ウェハＷは位置ズレが抑制された状態で突起部２２に保持される。

このとき、微小溝は、ブレード１６の進退方向（図１のα方向）に沿う本体部１８の延在方向（Ｘ方向）に延びているため、特に、ブレード１６の回転方向（図１のβ方向）の保持力の向上が図られている。一般に、図１のようなクラスターツール１０においては、移動距離の関係から、ブレード１６の加速度及び到達速度は、進退方向より回転方向のほうが高くなる場合が多い。そのため、ブレード１６は回転移動に対するウェハ保持力が重要となってくる。そこで、上述したように突起部２２の微小溝を、ブレード１６の回転方向（β方向）に直交して（すなわち、ブレード１６の進退方向（α方向、Ｘ方向）に沿って）設けることで、回転移動の際のウェハＷの位置ズレを効果的に抑制することができる。

ここで、ウェハＷを収容する収容穴１８ｄが設けられた従来のブレード１６Ａの本体部１８Ａを図５に示す。この従来の本体部１８Ａにおいては、ウェハ搭載領域１８ｂの高さよりも、ウェハ搭載領域１８ｂの周辺領域１８ｃの高さのほうが高くなっている。そして、この本体部１８Ａでは、ウェハＷの周縁部が収容穴１８ｄの内側面に接触して、ウェハＷの位置ズレが規制される。従って、ウェハＷが収容穴１８ｄの内側面に接触した際に、ウェハＷが部分的に欠損してしまうおそれがあった。

ところが、上述した本実施形態に係る本体部１８の場合には、ウェハ搭載領域１８ｂの高さとウェハ搭載領域１８ｂの周辺領域１８ｃの高さとが同じであり、上記ウェハＷの欠損が効果的に回避されている。その上、本実施形態に係る本体部１８は、従来の本体部１８Ａのような収容穴１８ｄを設ける必要がないため、本体部１８の厚さ（ｄ１、例えば１ｍｍ）は従来の厚さ（ｄ２、例えば３ｍｍ）に比べて薄型化を図ることができる。このような薄型化によれば、カセットに多段にセットされたウェハＷをブレード１６で取り扱う際に、ウェハ間（例えば、５．５ｍｍ間隔）にブレード１６の本体部１８を差し入れやすくなり、また、ブレード１６の本体部１８がウェハＷに接触してしまう事態が有意に抑制される。

さらに、本実施形態に係るブレード１６により搬送した場合は、収容穴１８ｄを設けた従来のブレード１６Ａにより搬送した場合に比べて、同一の搬送条件（搬送速度など）において、保持するウェハＷの位置ズレが小さくなることが、発明者らの実験により確認された。

以上で詳細に説明したとおり、ブレード１６は、本体部１８のブレード面のウェハ搭載領域１８ｂに設けられた突起部２２により、ブレード面１８ａに搭載されるウェハＷを支持する。そして、突起部２２には粗面処理が施されて微小溝が形成されているため、ウェハＷは位置ズレが抑制された状態で突起部２２に保持される。すなわち、このブレード１６においては、真空吸着を利用せずにウェハＷを保持するため簡素な構成であり、また、ブレード１６の本体部１８に収容穴を設けずにウェハＷを保持することができるため、ウェハＷの欠損を効果的に回避することができる。

また、突起部２２が本体部１８に一体的に設けられているため、ブレード１６の構造がより簡素化されており、ブレード１６を容易に作製することができる。また、突起部２２が別体の場合には本体部１８との接合に接着剤等を利用され、この場合には不純物がウェハＷに付着したり耐熱性が低下したりするが、突起部２２を本体部１８に一体的に設けることでそのような問題が生じない。なお、突起部２２は、必ずしも本体部１８と一体的に設ける必要はなく、必要に応じて別体にしてもよい。

さらに、突起部２２が本体部１８と同じ材料（ここでは、ＳｉＣ）で構成されているため、本体部１８と同じレベルの耐熱性や耐久性を備えることとなる。つまり、突起部２２の構成材料として、本体部に用いられる材料（ＳｉＣ、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、グラッシーカーボン（ＧＣ）、ＴｉＯ_２、Ａｌ等）と同じ材料を採用することで高い耐熱性を確保することができる。発明者らは、上述のような粗面処理により、本体部１８と同一の高硬度の材料でウェハＷを支持しても、十分な保持力を有し、良好な搬送をおこなうことができるブレード１８を得るに至った。なお、突起部２２の構成材料としては、樹脂材料では耐熱性が低すぎるため用いることはできない。特に、ウェハＷの成膜処理等の高温条件下では、樹脂が劣化（例えば、変形、溶解）してしまう。

さらに、３つの突起部２２により、狭い接触面積でウェハＷを支持するため、ブレード１６の構成材料やその不純物がウェハＷの下面に転写してしまう事態が有意に抑制されている。特に、突起部２２の上端面における粗面処理により、ウェハＷとブレード１６との接触面積が低減されているため、上記転写がより効果的に抑制されている。

なお、本実施形態のブレード１６により実際にウェハＷを搬送した場合、ウェハ裏面には、３箇所の突起部２２に対応する位置に、直径わずか数ミクロン程度の跡のみが残った。これは、粗面処理された突起部２２の上面全域がウェハ裏面に接しているのではなく、上面のうちの微小領域のみがウェハ裏面に接し、この微小領域において突起部２２がウェハＷを支持していることを意味している。つまり、実際には、ウェハＷとブレード１６との接触は、突起部上面の面積よりも極めて狭い領域でなされる。
（第２実施形態）

次に、本発明に係る第２実施形態について、図６及び図７を参照しつつ説明する。図６は第２実施形態に係るブレード１６Ｂを示した斜視図である。図７は図６に示したブレード１６Ｂの概略断面図である。

このブレード１６Ｂは、第１実施形態に係るブレード１６とは、突起部がない点、及び、ブレード面１８ａ全域が粗面処理が施された粗面領域となっている点でのみ、異なっている。すなわち、ブレード１６Ｂの本体部１８Ｂにおいては、そのブレード面１８ａが突起部のない平坦面であり、そのブレード面１８ａの全領域に図３に示したＸ方向に延びる鋸刃断面の微小溝が形成されている。

第２実施形態においては、本体部１８ＢにウェハＷが搭載されると、ブレード面１８ａの全領域に微小溝が形成されているため、ウェハＷと本体部１８との間には大きな摩擦力が生じ、それにより、ウェハＷは位置ズレが抑制された状態で保持される。また、図７に示すとおり、第２実施形態においても、第１実施形態同様、ウェハ搭載領域１８ｂの高さとウェハ搭載領域１８ｂの周辺領域１８ｃの高さとが同じであり、上記ウェハＷの欠損が効果的に回避されていると共に、本体部１８Ｂの薄型化が可能となっている。

以上で説明したとおり、このブレード１６Ｂは、本体部１８Ｂのブレード面１８ａのウェハ搭載領域１８ｂの周辺領域１８ｃの高さが、ウェハ搭載領域１８ｂの高さ以下であり、ウェハ搭載領域１８ｂに形成された粗面領域でウェハＷを保持する。すなわち、このブレード１６Ｂにおいては、真空吸着を利用せずにウェハＷを保持するため簡素な構成であり、また、ブレード１６Ｂの本体部１８に収容穴を設けずにウェハＷを保持することができるため、ウェハＷの欠損を回避することができる。

なお、必ずしもブレード面１８ａの全領域に粗面領域を形成する必要はなく、ウェハ搭載領域１８ｂの少なくとも一部に粗面領域を形成すればよい。ただし、ウェハ搭載領域１８ｂの全領域に粗面領域を形成することで、高いウェハ保持力を有するブレードを得ることができる。

以上で説明したブレード１６，１６Ｂは、真空吸着を利用しないため、ウェハＷの搬送を真空中でおこなうクラスターツール及び大気中でおこなうクラスターツールのどちらにも利用することができる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、突起部の数、サイズ及び形状は、必要に応じて適宜変更することができる。また、粗面処理として形成される微小溝のサイズや形状、延在方向も、必要に応じて変更することができる。また、粗面処理として、ブラスト処理を利用することもできるが、十分な保持力を確保する点及び高い再現性を得る点からは、グラインディング処理のほうが好適である。

本発明の実施形態に係るクラスターツールを示した概略構成図である。 図１のクラスターツールのブレードを示した斜視図である。 図２のブレードの突起部の粗面処理の状態を示した図である。 図２のブレードの概略断面図である。 従来技術に係るブレードの概略断面図である。 第２実施形態に係るブレードを示した斜視図である。 図６のブレードの概略断面図である。

符号の説明

１０…クラスターツール、１６，１６Ａ，１６Ｂ…ブレード、１８，１８Ａ，１８Ｂ…本体部、１８ａ…ブレード面、１８ｂ…ウェハ搭載領域、１８ｃ…周辺領域、２２…突起部、Ｗ…ウェハ。

Claims (11)

1. ウェハを搬送するウェハ搬送用ブレードであって、前記搬送用ブレードの本体部にブレード面を備え、前記本体部の前記ブレード面のウェハ搭載領域に、前記本体部に一体的に設けられかつ上面に粗面処理が施された突起部を備える、ウェハ搬送用ブレード。
2. 前記突起部には、前記粗面処理として、一方向に延びる鋸刃断面の溝が形成されている、請求項１に記載のウェハ搬送用ブレード。
3. 前記突起部に形成された溝が、前記ウェハ搬送用ブレードの回転方向に直交する方向に延びている、請求項２に記載のウェハ搬送用ブレード。
4. 前記突起部に形成された溝が、３０番〜９０番のグラインディング加工により形成されている、請求項２に記載のウェハ搬送用ブレード。
5. 前記突起部には、前記粗面処理として、サンドブラスト処理が施されている、請求項１に記載のウェハ搬送用ブレード。
6. 本体部のブレード面にウェハを搭載した状態で前記ウェハを搬送するウェハ搬送用ブレードであって、
   前記本体部の前記ブレード面のウェハ搭載領域の少なくとも一部に、粗面処理が施された粗面領域が形成されており、
   前記ブレードには突起部がなく、
   前記ウェハ搭載領域の周辺領域の高さが、前記ウェハ搭載領域の高さ以下である、ウェハ搬送用ブレード。
7. 前記ウェハ搭載領域の全領域に前記粗面領域が形成されている、請求項６に記載のウェハ搬送用ブレード。
8. 前記粗面領域には、前記粗面処理として、一方向に延びる鋸刃断面の溝が形成されている、請求項６に記載のウェハ搬送用ブレード。
9. 前記粗面領域に形成された溝は、前記ウェハ搬送用ブレードの回転方向に直交する方向に延びている、請求項８に記載のウェハ搬送用ブレード。
10. 前記粗面領域に形成された溝が、３０番〜９０番のグラインディング加工により形成されている、請求項８に記載のウェハ搬送用ブレード。
11. 前記粗面領域には、前記粗面処理として、サンドブラスト処理が施されている、請求項６又は７に記載のウェハ搬送用ブレード。

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