JP5929035B2 - 基板搬送装置、半導体製造装置、及び基板搬送方法 - Google Patents

Description

実施形態は、半導体装置を製造するための半導体製造装置で用いられる基板搬送技術に関する。

近年、半導体チップの製造工程において、ウェハ上に一括して複数の半導体チップを形成した後、ウェハを切断して個々の半導体チップに分割する（固片化する）ことが一般的に行なわれている。

半導体チップを固片化する一般的な工程では、まず、ウェハ単体の状態で回路形成面に保護テープを貼付ける。その後、ウェハの背面研削を行ってウェハを目的のチップ厚となるまで薄くする。次に、回路形成面に貼り付けられた保護テープを剥離し、代わりにウェハの背面にダイシングテープを貼り付けてから、ダイシングテープをリングに固定する。そして、回路形成面側からダイシングソーを使用してウェハを切断し、半導体チップを個片化する。その後、ダイシングテープに紫外線を照射して粘着力を低下させる。そして、ダイシングテープ越しに、半導体チップの背面からニードルによって突上げることで半導体チップをダイシングテープから剥離する。半導体チップをバキュームピックアップによって吸着して取り出した後、ボンディング工程に移送するかあるいはトレー等に収納する。

上述の工程で、ウェハに対して保護テープ貼り付け、及びバックグラインド（背面研削）処理を実施した後に、ダイシングテープを貼り付ける工程やダイシング工程においてウェハを搬送したり移送したりする必要がある。ウェハを移送する際には、一般的に真空吸着機構を有するウェハ保持具（例えば、真空ピンセット）を用いてウェハを吸着して保持し、ウェハ保持具を移動することで、ウェハを所望の位置に移送する。

ウェハを吸着するための真空ピンセットは、ウェハを吸着する平面に真空吸着用の穴や溝が形成されたものが一般的であり、真空発生源として真空ポンプが用いられる。（例えば、特許文献１参照）。また、吸着力発生源としてベルヌーイの定理を利用して圧縮空気の噴射により負圧を発生させ、この負圧により吸着力を発生させる真空ピンセットも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

上述の真空ピンセットを用いた場合、ウェハが平坦であればウェハの全面を吸着でき、十分な保持力を得ることができる。そころが、ウェハに大きな反りが有る場合、ウェハ全面を吸着できなくなり、例えばウェハの中央部分だけ部分的に吸着することとなる。この場合、十分な保持力を得ることができず、ウェハの移送中に僅かな衝撃でウェハが真空ピンセットから離れて落ちてしまうおそれがある。保持力が極端に小さくなると、ウェハを吸着することができなくなることもある。

そこで、複数の可動式の小さな吸着パッドを用いてウェハを吸着保持することが提案されている（例えば、特許文献３参照）。この吸着パッドを用いると、ウェハが反っていても、ウェハの反りに沿って吸着パッドを配置することができ、複数の吸着パッドの各々でウェハを吸着することができる。

特開２００１−３５９０８号公報 特開２００５−７４６０６号公報 特開平１１−７９４０２号公報

近年、半導体チップの高密度化が著しく進み、半導体チップのサイズが縮小している。これに伴い、半導体チップを基板に表面実装するための突起電極のピッチも縮小している。また、表面実装用の突起電極も周辺配列から、半導体チップの実装面全体に突起電極が配列される構造（いわゆるエリアバンプ）へと移行しつつある。このような表面実装用の半導体装置は、単一の半導体チップ上に再配線層を形成して、再配線層に突起電極を形成したものである。すなわち、再配線層により突起電極を適当な位置に配列して、半導体装置の実装面を有効に使用したものである。

一方、半導体チップがウェハに形成された段階において、半導体チップの電極を再配線し、表面実装用の突起電極を形成してから、各半導体チップをウェハから切り出す技術が開発されている。このような技術はウェハレベルパッケージング技術（略してＷＬＰ）と称される。

ウェハレベルパッケージ技術（ＷＬＰ）で用いられるウェハは、再配線層・樹脂層への熱影響と内部応力影響を大きく受けて、ウェハ厚みが２００μｍ〜４００μｍ程度と厚めの状態でも、５ｍｍ〜２０ｍｍ程度のウェハ反りが発生し易くなっている。そして、このウェハ厚みが２００μｍ〜４００μｍ程度の場合には反りを矯正しようとする力に対して反発しようとする作用が働くようになる。

そのため、上述の特許文献１及び２に示される様な真空吸引溝や真空吸着穴を用いる搬送方式では、ウェハの反りによって、真空吸引溝の一部分からでも真空リークが発生すると全体の吸着圧が一気に下がり、吸着保持が困難となる。これは、高価なウェハを落下させる危険性があり、製造する上での非常に大きなリスクとなる。

また、特許文献３に示される様な吸着パッドを用いる搬送方式では、大きな反りや段差にも個々の吸着パッドが可動式となっているので対応可能である。しかし、反りや段差はそのままで搬送されるため、搬送先での受け取り側がチャックテーブルの場合などでは、受け渡し時にチャックテーブルにおいて真空リークが発生してしまい、うまく吸着できないおそれがある。そのため、反りが発生しているウェハを吸着力を利用して平坦化することで、チャックテーブルに受け渡すことが考えられる。しかし、吸着パッド自体が変形しやすいことと、吸着パッドで吸着した部分以外の部分が変形してしまうため、ウェハ全体を平坦化させることができないという問題が発生する。

したがって、反りと反発力の大きいウェハであっても、確実に吸着して保持しながら搬送することができる搬送技術の開発が望まれている。

一実施形態によれば、載置面上の基板を吸着し、吸着した基板を保持しながら搬送する搬送ピックと、前記搬送ピックによる基板の吸着保持動作を制御する制御部とを有し、前記搬送ピックの吸着面は平坦な面であって複数の領域に分割され、該複数の領域の各々に対して吸着経路が設けられ、前記制御部は、前記載置面上の前記基板を前記吸着面の中央領域に接触させて該中央領域で前記基板を吸着し、前記搬送ピックを下降させて前記基板を前記吸着面で押しながら前記吸着面に沿って平坦化して前記中央領域の周囲の外側領域を前記基板に接触させ、前記外側領域で前記基板を吸着するように前記搬送ピックによる基板の吸着保持動作を制御する基板搬送装置が提供される。

また、上述の基板搬送装置を有する半導体製造装置が提供される。

さらに、搬送ピックの平坦な吸着面の中央領域を載置面上の基板に接触させて、該中央領域で基板を吸着し、前記搬送ピックを下降させて前記吸着面で前記基板を押しながら前記吸着面に沿って平坦化し、前記中央領域の周囲の外側領域を前記基板に接触させ、前記外側領域で前記基板を吸着し、前記基板を吸着保持した搬送ピックを移動して前記基板を搬送する基板搬送方法が提供される。

反りがある基板の反りを矯正しながら基板の中央部分から周囲部分に向けて吸着を行なうことができ、基板の反りを矯正して平坦化して基板全体を吸着することができる。これにより、確実に基板を吸着保持することができる。

一実施形態による半導体製造装置の概略構成を示す図である。 搬送ピックを吸着面側から見た平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った搬送ピックの簡略断面図である。 図３のＡ部拡大図である。 チャックテーブルの一部の拡大断面図である。 ウェハをウェハカセットから取り出す動作のフローチャートである。 取り出し動作の各ステップにおけるウェハの状態を示す図である。 ウェハをチャックテーブルに載置して固定する吸着固定動作のフローチャートである。 ウェハ吸着固定動作の各ステップにおけるウェハの状態を示す図である。

次に、実施形態について図面を参照しながら説明する。

まず、本発明の一実施形態による半導体製造装置について説明する。図１は半導体チップを製造するための半導体製造装置の概略構成を示す図である。

図１に示す半導体製造装置は、基板の一例としてのウェハ上に複数の半導体チップを形成し、ウェハを切断して半導体チップを固片化するための製造装置であり、基板搬送装置が設けられた部分が示されている。図１に示す半導体製造装置は、例えば、装置内部においてウェハを真空チャックテーブル上に固定し、ダイシングブレードによりウェハを切断してウェハに形成されている複数の半導体チップを固片化するための装置である。本実施形態による半導体製造装置は、図１に示す半導体製造装置に限られず、ウェハに保護テープを貼り付ける工程など、他の製造工程を行なう製造装置であってもよい。

図１に示す半導体製造装置１０は、内部でウェハの処理を行なうための装置筐体１２を有している。装置筐体１２の内部でウェハを処理するため、装置筐体１２の内部は清浄な環境に保たれており、外部から遮断されている。装置筐体１２の外側には、ウェハが収容されたウェハカセット１４を載置するロードボード１６が取り付けられている。ロードボード１６が取り付けられた位置には、ウェハを出し入れするための開口が設けられている。

装置筐体１２の内部には、ウェハを載置して固定するためのチャックテーブル２０と、ウェハをウェハカセット１４から取り出してチャックテーブル２０まで搬送するための基板搬送装置であるウェハ搬送ロボット３０が配置されている。ウェハ搬送ロボット３０のアーム３２の先端には、搬送ピック４０が取り付けられている。

搬送ピック４０はロードボード１６上のウェハカセット１４内に収容されているウェハを真空吸着して保持し、そのままチャックテーブル２０の位置まで搬送して、チャックテーブル２０に受け渡す。チャックテーブル２０は受け渡されたウェハを真空吸着して固定し、チャックテーブル２０上でウェハに処理が行なわれる。

ウェハ搬送ロボット３０を用いてウェハの搬送を行なうために、搬送ピック４０の真空吸着及びチャックテーブル２０の真空吸着を制御するための真空吸着搬送制御装置５０が設けられている。真空吸着搬送制御装置５０は、負圧を発生するための真空ポンプ等の真空源５２と、真空源５２で発生した負圧を搬送ピック４０及びチャックテーブルに導くための複数の吸引通路を有する。２本の吸引通路５４Ａ，５４Ｂが真空源５２と搬送ピック４０を接続し、２本の吸引通路５４Ｃ，５４Ｄが真空源５２とチャックテーブル２０を接続している。

なお、上述のウェハ搬送ロボット３０、搬送ピック４０、及び真空吸着制御装置５０等により基板搬送装置が形成される。基板搬送装置は、チャックテーブル２０を含むものとしてもよい。

２本の吸引通路５４Ａ，５４Ｂで真空源５２と搬送ピック４０を接続している理由は、後述のように、搬送ピック４０の吸着部分が２つの領域（中央領域と外側領域）に分けられ、その各々に対して一本の吸引通路が接続されるためである。同様に、２本の吸引通路５４Ｃ，５４Ｄで真空源５２とチャックテーブル２０を接続している理由は、後述のように、チャックテーブル２０の吸着部分が２つの領域（中央領域と外側領域）に分けられ、その各々に対して一本の吸引通路が接続されるためである。

搬送ピック４０に繋がる吸引通路５４Ａには、真空圧力センサ５６Ａとソレノイドバルブ５８Ａが設けられる。搬送ピック４０に繋がる吸引通路５４Ｂには、真空圧力センサ５６Ｂとソレノイドバルブ５８Ｂが設けられる。チャックテーブル２０に繋がる吸引通路５４Ｃには、真空圧力センサ５６Ｃとソレノイドバルブ５８Ｃが設けられる。チャックテーブル２０に繋がる吸引通路５４Ｄには、真空圧力センサ５６Ｄとソレノイドバルブ５８Ｄが設けられる。

真空吸着搬送制御装置５０は、ソレノイドバルブ５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃ，５８Ｄの開閉を制御するためのコントローラ６０を有している。真空圧力センサ５６Ａはソレノイドバルブ５８Ａと搬送ピック４０の間に配置されており、検出した真空圧力をコントローラ６０に供給する。真空圧力センサ５６Ｂはソレノイドバルブ５８Ｂと搬送ピック４０の間に配置されており、検出した真空圧力をコントローラ６０に供給する。真空圧力センサ５６Ｃはソレノイドバルブ５８Ｃとチャックテーブル２０の間に配置されており、検出した真空圧力をコントローラ６０に供給する。真空圧力センサ５６Ｄはソレノイドバルブ５８Ｄとチャックテーブル２０の間に配置されており、検出した真空圧力をコントローラ６０に供給する。

ここで、搬送ピック４０の構造について説明する。図２は搬送ピック４０を吸着面側から見た平面図である。搬送ピック４０は、吸着するウェハとほぼ等しい外径を有する円盤状の本体４２を有する。本体４２の一側から取り付け部４４が延在しており、ウェハ搬送ロボット３０のアーム３２に取り付けられるようになっている。

本体４２の吸着面４２ａには、多数の吸着孔４２ｂが設けられており、吸着孔４２ｂに導入される負圧によりウェハを吸着面４２ａに吸着して保持することができる。吸着面４２ａは、外径Ｄ１を有する円形の中央領域４６ａと中央領域４６ａの外側で外径Ｄ２を有する環状の外側領域４６ｂに分割されている。中央領域４６ａに設けられた吸着孔４２ｂは吸引通路５４Ａにのみ繋がっており、第１の吸着経路を形成している。一方、外側領域４６ｂに設けられた吸着孔４２ｂは吸引通路５４Ｂにのみ繋がっており、第２の吸着経路を形成している。本実施形態では、後述するように、第１の吸着経路での吸着と第２の吸着経路での吸着を制御することで、大きな反りのあるウェハでも確実に吸着して保持することができる。

図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った搬送ピック４０の簡略断面図である。図４は図３のＡ部拡大図である。

本体４２の内部に、中央領域４６ａに対応する第１の吸着経路が形成され、外側領域４６ｂに対応する第２の吸着経路が形成されている。図３では第１の吸着経路及び第２の吸着経路は簡略化のためハッチングで示されており、図４において具体的な構造が示されている。

本体４２は、本体ベース４２Ａに吸着カバー４２Ｂを貼り合わせて形成されている。本体ベース４２Ａの表面が吸着面４２ａとなり、吸着孔４２ｂは本体ベース４２Ａに形成されている。

本体ベース４２Ａの中央領域４６ａに相当する部分には、吸着溝４２Ａａが形成されており、吸着溝４２Ａａは吸着カバー４２Ｂにより塞がれて閉空間が形成され、この空間に、中央領域４６ａに設けられている吸着孔４２ｂが繋がっている。吸着溝４２Ａａが吸着カバー４２Ｂにより塞がれて形成された閉空間には、取り付け部４４に延在する通路溝４２Ａｂ（図２参照）が接続されている。通路溝４２Ａｂの反対端は取り付け部４４において、吸着面４２ａ側に開口している。搬送ピック４０がウェハ搬送ロボット３０のアームに取り付けられると、通路溝４２Ａｂの開口が吸引通路５４Ａに接続される。これにより、吸引通路５４Ａ、通路溝４２Ａｂ、及び吸着溝４２Ａａを介して中央領域４６ａの吸着孔４２ｂに負圧が導入され、吸着孔４２ｂの吸引作用によりウェハの中央部分を吸着することができる。

一方、本体ベース４２Ａの外側領域４６ｂに相当する部分には、吸着溝４２Ａｃが形成されており、吸着溝４２Ａｃは吸着カバー４２Ｂにより塞がれて閉空間が形成され、この空間に、外側領域４６ｃに設けられている吸着孔４２ｂが繋がっている。吸着溝４２Ａｃが吸着カバー４２Ｂにより塞がれて形成された閉空間には、取り付け部４４に延在する通路溝４２Ａｄ（図２参照）が接続されている。通路溝４２Ａｄの反対端は取り付け部４４において、吸着面４２ａ側に開口している。搬送ピック４０がウェハ搬送ロボット３０のアームに取り付けられると、通路溝４２Ａｄの開口が吸引通路５４Ｂに接続される。これにより、吸引通路５４Ｂ、通路溝４２Ａｄ、及び吸着溝４２Ａｃを介して外側領域４６ｂの吸着孔４２ｂに負圧が導入され、吸着孔４２ｂの吸引作用によりウェハの中央部分の周囲の外周部分を吸着することができる。

チャックテーブル２０も搬送ピック４０と同様な構造を有している。図５はチャックテーブル２０の一部の拡大断面図である。チャックテーブル２０は、チャックテーブルトップ部２０Ａとチャックテーブルベース部２０Ｂとを有する。チャックテーブルトップ部２０Ａの上面は、ウェハを吸着して固定する吸着面２０ａとなっている。吸着面２０ａには、多数の吸着孔２０ｂが開口している。

チャックテーブル２０も、搬送ピック４０と同様に、中央領域２６ａと外側領域２６ｂを有している。中央領域２６ａにおける吸着孔２０ｂは、チャックテーブルトップ部２０Ａに形成された吸着溝２０Ａａに繋がっており、搬送ピック４０と同様に通路溝を介して吸引通路５４Ｃに接続されている。これにより、吸引通路５４Ｃ、通路溝、及び吸着溝２０Ａａを含む第３の吸着経路を介して中央領域２６ａの吸着孔２０ｂに負圧が導入され、吸着孔２０ｂの吸引作用によりウェハの中央部分を吸着することができる。また、外側領域２６ｂにおける吸着孔２０ｂは、チャックテーブルトップ部２０Ａに形成された吸着溝２０Ａｃに繋がっており、搬送ピック４０と同様に通路溝を介して吸引通路５４Ｄに接続されている。これにより、吸引通路５４Ｄ、通路溝、及び吸着溝２０Ａｃを含む第４の吸着経路を介して外側領域２６ｂの吸着孔２０ｂに負圧が導入され、吸着孔２０ｂの吸引作用によりウェハの中央部分の周囲の外周部分を吸着することができる。

次に、上述の半導体製造装置１０において、基板の一例としてのウェハを搬送する基板搬送方法について説明する。

まず、基板搬送方法において、ウェハをウェハカセット１４から取り出して搬送する工程について説明する。図６はウェハをウェハカセット１４から取り出す動作のフローチャートである。図７は取り出し動作の各ステップにおけるウェハの状態を示す図である。ウェハの回路形成面側には複数の半導体チップが形成されているものとする。なお、以下のウェハ取り出し動作におけるウェハの吸着保持動作は、主にコントローラ６０の制御の下で行なわれる。

ウェハ取り出し動作が開始されると、先ず、ステップＳ１において、ウェハ搬送ロボット３０が動作して搬送ピック４０がウェハカセット１４内のウェハの上まで移動し、ウェハに向けて下降し始める（図７（ａ）参照）。ここで、取り出そうとしているウェハには、図７（ａ）に示すように反りが発生しており、中央部分が持ち上がった状態でウェハカセット１４に収容されているものとする。なお、ウェハの下面（回路形成面）側には保護テープが貼り付けられている。

続いて、ステップＳ２において、搬送ピック４０の吸着面４２ａがウェハの中央部分の一番高い部分に接触する（図７（ｂ）参照）。この時点で、第１の吸着経路に負圧を導入する。具体的には、コントローラ６０は、真空ポンプ５２を駆動し且つソレノイドバルブ５８Ａを開くことにより、第１の吸着経路に負圧を導入する。これにより、搬送ピック４０の中央領域４６ａに開口している吸着孔４２ｂに吸引作用が発生する。

ステップＳ２において吸着孔４２ｂに吸引作用が発生すると、ウェハの中央部分は吸着孔４２ｂに吸引される。これにより、ステップＳ３において、ウェハの中央部分は吸着面４２ａに吸着される。吸着面４２ａは平坦な面であるので、ウェハの中央部分は吸着面４２ａに沿って平坦になる（図７（ｃ）参照）。この時点では、ウェハの外周部分は沿ったままであり、中央部分だけが平坦化されている。

続いて、ステップＳ４において、搬送ピック４０は更に下降して最下降位置で停止する。最下降位置は、搬送ピック４０とウェハカセット１４との間の距離が、保護テープを含んだウェハの厚みより僅かに大きな距離となる位置である。この時点では、ウェハの外周部分が搬送ピック４０の吸着面４２ａによって押され、吸着面４２ａに沿って平坦化される。そこで、第２の吸着経路をオンとしてウェハの外周部分を吸着面４２ａに吸着する。これにより、ウェハ全体が吸着面４２ａに吸着され、平坦化される（図７（ｄ）参照）。このように、搬送ピック４０へのウェハの吸着は中央部分から外周部分に向けて進行するので、反りが矯正されてウェハが広がるときでも、吸着保持などによりウェハの引っ掛かりが発生することが無い。

続いて、ステップＳ５において、搬送ピックアップ４０を持ち上げる。ウェハ全体が吸着面４２ａに吸着されているので、ウェハは搬送ピック４０に保持された状態となる（図７（ｅ）参照）。

次に、ステップＳ６において、真空圧力センサ５６Ａにより第１の吸着経路の真空度を確認する。すなわち、真空圧力センサ５６Ａにより第１の吸着経路の真空度を検出し、第１の吸着経路が所定の真空度より大きいか否かを判定する。ここで、真空度がより大きいということは、絶対真空をゼロとしたときの絶対圧力がより小さいことを意味する。所定の真空度とは、第１の吸着経路の吸着孔４２ａがウェハにより塞がれたときに、真空源５２での真空引きにより第１の吸着経路（吸引通路５４Ａ）に発生すべき真空度、あるいはそれに近い真空度を意味する。

ステップＳ６において第１の吸着経路が所定の真空度より大きくないと判定されると（ステップＳ６のＮＯ）、処理はステップＳ４に戻り、再度ウェハの吸着が行なわれる。ステップＳ６において第１の吸着経路が所定の真空度より大きくないと判定される場合は、ウェハが吸着面４２ａから離れて再び反った状態となっていると判断することができる。すなわち、第１の吸着経路が所定の真空度より大きくないと判定される場合は、図７（ｆ）に示されるように、ウェハが大きく反ってしまって、中央領域の部分も平坦ではなくなり、ウェハにより吸着孔４２ａを塞ぐことができない状態であると判断することができる。このような状態では、吸着孔４２ａから空気が流れ込み、第１の吸着経路は所定の真空度に到達しない。また、当然のことながら、第２の吸着経路も所定の真空度に到達しない。そこで、ステップＳ４に戻って、再びウェハの吸着をやり直す。

一方、ステップＳ６において第１の吸着経路が所定の真空度より大きいと判定されると（ステップＳ６のＹＥＳ）、処理はステップＳ７に進む。ステップＳ７では、真空圧力センサ５６Ｂにより第２の吸着経路の真空度を確認する。すなわち、真空圧力センサ５６Ｂにより第２の吸着経路の真空度を検出し、第２の吸着経路が所定の真空度より大きいか否かを判定する。所定の真空度とは、第２の吸着経路の吸着孔４２ａがウェハにより塞がれたときに、真空源５２での真空引きにより第２の吸着経路（吸引通路５４Ｂ）に発生すべき真空度、あるいはそれに近い真空度を意味する。

ステップＳ７において第２の吸着経路が所定の真空度より大きくないと判定されると（ステップＳ７のＮＯ）、処理はステップＳ８に進む。第２の吸着経路が所定の真空度より大きくないと判定された場合は、図７（ｇ）に示すように、ウェハの外周部分が反っていて、吸着面４２ａから離れてしまっている状態であると判断することができる。すなわち、ウェハの中央領域のみが吸着されて搬送ピック４０に保持されている状態である。このような状態では、ウェハ吸着保持力が弱いため、小さな衝撃でウェハが搬送ピック４０から離れて落下してしまうおそれがある。

そこで、ステップＳ８では、コントローラ６０は、ウェハ搬送ロボット３０による搬送ピック４０の移動速度、すなわちウェハの搬送速度を低速に設定する。低速とは、通常の搬送速度より小さな速度であり、ウェハの中央部分のみが吸着保持された状態で搬送ピック４０を加減速する際又は停止する際に、搬送ピック４０からウェハが離れてしまうような衝撃や外力が発生しないような速度である。この低速は予め実験等により決定しておくことが好ましい。

ステップＳ８での処理が終了すると、処理はステップＳ１０に進み、搬送ピック４０を設定された低速で移動してウェハの搬送を開始する。

一方、ステップＳ８において第２の吸着経路が所定の真空度より大きい判定されると（ステップＳ７のＹＥＳ）、処理はステップＳ９に進む。第２の吸着経路が所定の真空度より大きいと判定された場合は、図７（ｈ）に示すように、ウェハの中央部分も外周部分も吸着されてウェハ全体が吸着面４２ａに吸着されている状態であると判断することができる。すなわち、ウェハ全体が吸着されて搬送ピック４０に保持されている状態である。このような状態では、ウェハ吸着保持力が強いため、大きな衝撃が搬送ピックにかかってもウェハは搬送ピック４０から離れて落下してしまうおそれがない。

そこで、ステップＳ９では、コントローラ６０は、ウェハ搬送ロボット３０による搬送ピック４０の移動速度、すなわちウェハの搬送速度を高速に設定する。高速とは、通常の搬送速度であり、ウェハ全体が吸着保持された状態で搬送ピック４０を加減速する際又は停止する際に、搬送ピック４０からウェハが離れてしまうような衝撃や外力が発生しないような速度である。この高速は予め実験等により決定しておくことが好ましい。

ステップＳ９での処理が終了すると、処理はステップＳ１０に進み、搬送ピック４０を設定された高速で移動してウェハの搬送を開始する。

以上のように、本実施形態によれば、反りが発生しているウェハであっても、部分的に吸着を行ないながら且つウェハを平坦化しながらウェハ全体を吸着するので、反りを矯正しながらウェハ全体を吸着することができる。また、反りのために吸着が不完全となり、ウェハの一部のみの吸着となった場合には、吸着力に見合った低速の搬送速度にすることで、ウェハを落下させずに搬送することができる。

本実施形態では搬送ピック４０の吸着面４２ａを２つの領域に分割してそれぞれに対して独立した吸着経路を設けているが、吸着面４２ａを３つ又はそれ以上の同心円状の領域に分割し、その各々に対して独立した吸着経路を設けてもよい。

例えば、反発力の大きいＷＬＰのウェハの搬送において、搬送ピックの真空吸着経路を複数設け、ウェハの平坦化を中心部から周囲に向けて進行させるようにする。また、搬送ピックの上下動によって、ウェハの平坦化を中心部から周囲に向けて進行させるようにする。これにより、反発力の大きいＷＬＰのウェハであっても確実に搬送ピックで吸着保持できるようになる。そして、複数の真空吸着経路で検出した圧力情報を利用して吸着状態を把握しながら再吸着動作を行なったり、搬送速度を変更したりすることで、より確実で安定した搬送を実現することができる。また、ウェハに形成された半導体チップに及ぼすストレスを抑えて半導体チップの品質を向上させることができる。

次に、上述の半導体製造装置１０において、搬送ピック４０で搬送してきたウェハをチャックテーブル２０に載置して固定する工程について説明する。図８はウェハをチャックテーブル２０に載置して固定する動作のフローチャートである。図９はウェハをチャックテーブル２０に載置して固定するウェハ吸着固定動作の各ステップにおけるウェハの状態を示す図である。ウェハの回路形成面側には複数の半導体チップが形成されており、回路形成面側に保護テープが貼り付けられているものとする。なお、以下に説明するウェハ吸着固定動作は、主にコントローラ６０の制御の下で行なわれる。

ウェハ搬送ロボット３０により、ウェハを吸着保持した搬送ピック４０がチャックテーブル２０の真上まで移動すると、ウェハ載置固定動作が開始されると、先ず、ステップＳ１１において、搬送ピック４０はチャックテーブル２０に向けて下降し始める（図９（ａ）参照）。ここで、載置しようとしているウェハが反りが発生しているウェハであっても、搬送ピック４０にウェハ全体が吸着されているので、図９（ａ）に示すように、反りは矯正されて平坦化されている。

搬送ピック４０はチャックテーブル２０に向けて下降し、ステップＳ１２において、最下降位置において停止する。搬送ピック４０が最下降位置まで下降すると、搬送ピック４０の吸着面４２ａに吸着保持されているウェハの保護テープは、チャックテーブル２０の吸着面２０ａに接触するか非常に近接した状態となる（図９（ｂ）参照）。そこで、チャックテーブル２０の第３の吸着経路をＯＮとしてウェハの吸着を開始してから、搬送ピック４０の第１の吸着経路と第２の吸着経路をＯＦＦとしてウェハの吸着を解除する。これにより、ウェハの中央部分はチャックテーブル２０の吸着面２０ａの中央領域に設けられた吸着孔２０ｂにより吸引される。

続いて、第３の吸着経路がＯＮとなってから一定時間後に、ステップＳ１３において、チャックテーブル２０の第４の吸着経路をＯＮとしてから、搬送ピック４０の第１の吸着経路と第２の吸着経路で真空破壊ブローを行なう。これにより、ウェハの全体は搬送ピック４０から離れ、ウェハの中央部分がチャックテーブル２０に吸着されてから外周部分も吸着される（図９（ｃ）参照）。このように、チャックテーブル２０へのウェハの吸着は中央部分から外周部分に向けて進行するので、反りが矯正されてウェハが広がるときでも、吸着保持などによりウェハの引っ掛かりが発生することが無い。

続いて、ステップＳ１４において、搬送ピック４０を上昇させ、真空破壊ブローをＯＦＦとする。ウェハはチャックテーブル２０に吸着固定されたままチャックテーブル２０上に残る（図９（ｄ）参照）。

続いて、ステップＳ１５において、真空圧力センサ５６Ｃ及び５６Ｄにより第３の吸着経路及び第４の吸着経路の真空度を確認する。すなわち、真空圧力センサ５６Ｃにより第３の吸着経路の真空度を検出し、第３の吸着経路が所定の真空度より大きいか否かを判定するとともに、真空圧力センサ５６Ｄにより第４の吸着経路の真空度を検出し、第４の吸着経路が所定の真空度より大きいか否かを判定する。

第３の吸着経路と第４の吸着経路のいずれかの真空度が所定の真空度より大きく無いと判定されると（ステップＳ１５のＮＯ）、処理はステップＳ１２に戻り、搬送ピック４０を最下降位置まで下降させてから、再度チャックテーブル２０へのウェハの吸着を行なう。例えば、第４の吸着経路の真空度が所定の真空度より大きく無いと、図９（ｅ）に示すように、ウェハの外周部分が完全に吸着されていない状態であると判断することができる。そこで、搬送ピック４０でウェハを押して平坦化しながら再度吸着を行うこととする。

一方、第３の吸着経路と第４の吸着経路の両方の真空度が所定の真空度より大きいと判定されると（ステップＳ１５のＹＥＳ）、処理はステップＳ１６に進む。第３の吸着経路と第４の吸着経路の両方の真空度が所定の真空度より大きい場合は、図９（ｆ）に示すように、ウェハ全体がチャックテーブルに吸着固定されていると判断することができるので、ステップＳ１６においてウェハへの処理を開始する。

以上のように、本実施形態によれば、反りが発生しているウェハであっても、部分的に吸着を行ないながら平坦化したウェハをそのままチャックテーブル２０に載置し、平坦化された状態を保ちながらウェハ全体をチャックテーブル２０で吸着するので、反りを矯正しながらウェハ全体を吸着することができる。

本実施形態ではチャックテーブル２０の吸着面２０ａを２つの領域に分割してそれぞれに対して独立した吸着経路を設けているが、吸着面３０ａを３つ又はそれ以上の同心円状の領域に分割し、その各々に対して独立した吸着経路を設けてもよい。

例えば、反発力の大きいＷＬＰのウェハの吸着固定において、チャックテーブルの真空吸着経路を複数設け、ウェハの吸着を中心部から周囲に向けて進行させるようにする。また、搬送ピックによりウェハを押圧して平坦化しながら、ウェハの吸着を中心部から周囲に向けて進行させるようにする。これにより、反発力の大きいＷＬＰのウェハであっても確実にチャックテーブルに吸着固定できるようになる。そして、複数の真空吸着経路で検出した圧力情報を利用して吸着状態を把握しながら再吸着動作を行なうことで、より確実で安定した吸着固定を実現することができる。

以上のように、本明細書は以下の事項を開示する。
（付記１）
基板を吸着保持しながら搬送する搬送ピックと、
前記搬送ピックによる基板の吸着保持動作を制御する制御部と
を有し、
前記搬送ピックの吸着面は複数の領域に分割され、該複数の領域の各々に対して吸着経路が設けられ、
前記制御部は、前記吸着経路へ導入する負圧を制御することで、前記搬送ピックによる基板の吸着保持動作を制御する基板搬送装置。
（付記２）
付記１記載の基板搬送装置であって、
前記吸着経路は吸引通路を介して真空源に接続され、
該吸引通路に開閉弁が設けられ、
前記制御部は、前記真空源の動作と前記開閉弁の動作を制御して、前記搬送ピックによる基板の吸着保持動作を制御する基板搬送装置。
（付記３）
付記２記載の基板搬送装置であって、
前記吸引通路に真空圧力センサが設けられ、
前記制御部は、前記真空圧力センサが検出した圧力に基づいて、前記基板の吸着状態を判断する基板搬送装置。
（付記４）
付記２記載の基板搬送装置であって、
前記吸引通路に真空圧力センサが設けられ、
前記制御部は、前記真空圧力センサが検出した圧力に基づいて、前記基板の搬送速度を設定する基板搬送装置。
（付記５）
付記１乃至４のうちいずれか一項記載の基板搬送装置であって、
前記搬送ピックにより搬送されてきた基板を吸着固定するチャックテーブルをさらに有し、
前記チャックテーブルの吸着面は複数の領域に分割され、該複数の領域の各々に対して吸着経路が設けられた基板搬送装置。
（付記６）
付記５記載の基板搬送装置であって、
前記チャックテーブルの吸着経路は吸引通路を介して真空源に接続され、
該吸引通路に開閉弁が設けられ、
前記制御部は、前記真空源の動作と前記開閉弁の動作を制御して、前記チャックテーブルによる基板の吸着固定動作を制御する基板搬送装置。
（付記７）
付記６記載の基板搬送装置であって、
前記吸引通路に真空圧力センサが設けられ、
前記制御部は、前記真空圧力センサが検出した圧力に基づいて、前記基板の前記チャックテーブルへの吸着状態を判断する基板搬送装置。
（付記８）
付記１乃至７のうちいずれか一項記載の基板搬送装置を有する半導体製造装置。
（付記９）
搬送ピックの吸着面の中央領域を基板に接触させて、該中央領域で基板を吸着し、
前記搬送ピックを下降させて、前記中央領域の周囲の外側領域を前記基板に接触させ、前記外側領域で前記基板を吸着し、
前記基板を吸着保持した搬送ピックを移動して前記基板を搬送する基板搬送方法。
（付記１０）
付記９記載の基板搬送方法であって、
前記外側領域で前記基板を吸着した後、前記搬送ピックを上昇させ、
前記中央領域の吸着孔に繋がる吸着経路内の真空圧力が、所定の真空圧力より大きく無いときは、前記中央領域での吸着と前記外側領域での吸着をやり直す基板搬送方法。
（付記１１）
付記９記載の基板搬送方法であって、
前記外側領域で前記基板を吸着した後、前記搬送ピックを上昇させ、
前記中央領域の吸着孔に繋がる吸着経路内の真空圧力が、所定の真空圧力より大きく、且つ 前記外側領域の吸着孔に繋がる吸着経路内の真空圧力が所定の真空圧力より大きく無いときには、前記搬送ピックの移動速度を通常時の移動速度より低い低速に設定する基板搬送方法。
（付記１２）
付記９記載の基板搬送方法であって、
前記外側領域で前記基板を吸着した後、前記搬送ピックを上昇させ、
前記中央領域の吸着孔に繋がる吸着経路内の真空圧力が、所定の真空圧力より大きく、且つ 前記外側領域の吸着孔に繋がる吸着経路内の真空圧力が所定の真空圧力より大きいときには、前記搬送ピックの移動速度を通常時の移動速度に設定する基板搬送方法。

１０ 半導体製造装置
１２ 装置筐体
１４ ウェハカセット
１６ ロードボード
２０ チャックテーブル
２０Ａ チャックテーブルトップ部
２０Ａａ，２０Ａｃ 吸着溝
２０ａ 吸着面
２０ｂ 吸着孔
２６ａ 中央領域
２６ｂ 外側領域
３０ ウェハ搬送ロボット
３２ アーム
４０ 搬送ピック
４２ 本体
４２ａ 吸着面
４２ｂ 吸着孔
４２Ａ 本体ベース
４２Ａａ，４２Ａｃ 吸着溝
４２Ａｂ，４２Ａｄ 通路溝
４２Ｂ 吸着カバー
４４ 取り付け部
４６ａ 中央領域
４６ｂ 外側領域
５０ 真空吸着搬送制御装置
５２ 真空源
５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄ 吸引通路
５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ 真空圧力センサ
５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃ，５８Ｄ ソレノイドバルブ
６０ コントローラ

Claims (6)

1. 載置面上の基板を吸着し、吸着した基板を保持しながら搬送する搬送ピックと、
   前記搬送ピックによる基板の吸着保持動作を制御する制御部と
   を有し、
   前記搬送ピックの吸着面は平坦な面であって複数の領域に分割され、該複数の領域の各々に対して吸着経路が設けられ、
   前記制御部は、前記載置面上の前記基板を前記吸着面の中央領域に接触させて該中央領域で前記基板を吸着し、前記搬送ピックを下降させて前記基板を前記吸着面で押しながら前記吸着面に沿って平坦化して前記中央領域の周囲の外側領域を前記基板に接触させ、前記外側領域で前記基板を吸着するように前記搬送ピックによる基板の吸着保持動作を制御する基板搬送装置。
2. 請求項１記載の基板搬送装置であって、
   前記吸着経路は吸引通路を介して真空源に接続され、
   該吸引通路に開閉弁が設けられ、
   前記制御部は、前記真空源の動作と前記開閉弁の動作を制御して、前記搬送ピックによる基板の吸着保持動作を制御する基板搬送装置。
3. 請求項２記載の基板搬送装置であって、
   前記吸引通路に真空圧力センサが設けられ、
   前記制御部は、前記真空圧力センサが検出した圧力に基づいて、前記基板の吸着状態を判断する基板搬送装置。
4. 請求項２記載の基板搬送装置であって、
   前記吸引通路に真空圧力センサが設けられ、
   前記制御部は、前記真空圧力センサが検出した圧力に基づいて、前記基板の搬送速度を設定する基板搬送装置。
5. 請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の基板搬送装置を有する半導体製造装置。
6. 搬送ピックの平坦な吸着面の中央領域を載置面上の基板に接触させて、該中央領域で基板を吸着し、
   前記搬送ピックを下降させて前記吸着面で前記基板を押しながら前記吸着面に沿って平坦化し、前記中央領域の周囲の外側領域を前記基板に接触させ、前記外側領域で前記基板を吸着し、
   前記基板を吸着保持した搬送ピックを移動して前記基板を搬送する基板搬送方法。

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