JP2007335656A - クリーニング装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエハ等の板状部材を搬送する間に、当該板状部材の表面に付着した異物を除去することができるクリーニング装置及び方法を提供すること。
【解決手段】半導体ウエハＷを保持してこれを搬送する搬送装置１１と、前記半導体ウエハＷの表裏各面に付着した異物を除去するエアパージ装置１２とを備えてクリーニング装置が構成されている。エアパージ装置１２は、半導体ウエハＷを受容する空間ＳＰを備えたケース３０を含み、このケース３０は、半導体ウエハＷの表裏各面にエアを噴出して異物除去を行うエア噴出口３５を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明はクリーニング装置及び方法に係り、特に、半導体ウエハ等の板状部材を処理対象物とし、その表面に付着した異物を除去することのできるクリーニング装置及び方法に関する。

従来より、半導体ウエハ（以下、単に、「ウエハ」と称する）には、その表面となる回路面を保護するための保護シートを貼付したり、或いは、ダイボンディング用の感熱接着性の接着シートを貼付することが行われている。

前述した保護シートや接着シートをウエハに貼付する場合には、例えば、特許文献１に記載されるように、ウエハストッカに収容されたウエハを吸着保持機能が備えられた搬送アームで一枚ずつ取り出して貼付用テーブルに移載することが行われている。

特開２００５−２４３８８８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたウエハは、ウエハストッカから貼付用テーブルに移載する間に、何らの処理も受けない構成であるため、ウエハに異物が付着している場合には、その異物がウエハの面と保護シート若しくは接着性シートとの間に挟み込まれてしまい、これがシート貼付不良の原因となる。特に保護シートの貼付を行う場合、次工程でウエハが数十ミクロンの厚みにまで研削されるため、異物が混入しているとウエハが割れたり、その厚みが不均一となってしまい歩留を低下させてしまう。また、シート貼付に際しては、プレスローラによる押圧力を受けるため、ウエハな回路面に傷等の損傷を与えてしまう、という不都合もある。

［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、ウエハ等の板状部材を搬送する過程で、当該板状部材の表面に付着した異物を除去することができるクリーニング装置及び方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、板状部材を保持して搬送する搬送装置と、この搬送装置に保持された板状部材の表裏各面に付着した異物を除去するエアパージ装置とを含み、
前記エアパージ装置は、前記搬送装置に保持された板状部材を受容する空間を有するケースと、前記空間内に臨んで配置されたエア噴出口とを備える、という構成を採っている。

本発明において、前記搬送装置が前記板状部材の面を水平面に対して垂直方向を含む傾斜した角度を維持しつつ、前記エアパージ装置から前記傾斜角度方向に出し入れする、という構成を採ることができる。

更に、前記搬送装置は複数の関節を有し、それら関節が数値情報により制御される多関節ロボットを採用することができる。

また、前記板状部材は半導体ウエハであり、前記エア噴出口は、前記半導体ウエハの各面に対応する位置に設けられている。

更に、前記エア噴出口から噴出されるエア噴出方向は、前記板状部材の面に対して傾斜若しくは略平行に設定される、という構成を採っている。

また、前記エアパージ装置は、エア噴出方向に沿う下流側に脱気口を備える、という構成を採るとよい。

更に、前記エアパージ装置は、帯電した板状部材を逆極性のイオンで中和して静電気を除去する機能を含んで構成されている。

また、本発明は、搬送装置を介して板状部材を搬送する過程で当該板状部材を所定の空間内に位置させてエアを吹き付け、当該板状部材に付着した異物を除去する、という方法を採っている。

前記方法において、前記板状部材は半導体ウエハであり、この半導体ウエハの面に対して傾斜若しくは平行となる方向からエアを吹き付けて前記異物を除去する方法が採用されている。

また、前記方法において、前記板状部材の帯電を検出したときに、逆極性のイオンで中和して静電気を除去することが好ましい。

更に、前記板状部材の各面に吹き付けられるエア圧力を等しく保つ、という方法を採るとよい。

本発明によれば、半導体ウエハ等の板状部材を搬送する過程で、当該板状部材の表面に付着した異物の除去が行われ、その直後に保護シート等を貼付することができるため、当該シートと板状部材との間に異物が挟み込まれてしまうという不都合を防止することができる。
また、板状部材を搬送する過程でエアパージを行うため、それ専用の装置は必要とせず、従来の搬送装置の搬送過程にエアパージ装置を設置するだけでよい。その上、板状部材の処理能力の低下もほとんどない。
更に、エアパージ装置が、板状部材を受容するケース形状に構成されたことによって、エアパージによって吹き飛ばされた異物が周辺に飛び散ることを防止できる上、両面からエアを噴出することができるので、片面だけに噴出するような構成のものに比べて、板状部材の空圧による損傷を効果的に防止することができる。
また、板状部材のエアパージを受ける姿勢を垂直若しくは傾斜させることによって、搬送アーム等によって支えられていないオーバハング部分が、板状部材自身の自重とエアパージの圧力によって損傷することを防止することができる。
更に、搬送装置を複数の関節を有する多関節ロボットとした場合、板状部材のエアパージを受ける姿勢や、エアパージ装置に対して出し入れする姿勢を多様に対応することができる。
また、エアパージ装置におけるエア噴出方向が板状部材の面に対して傾斜若しくは略平行に設定されているため、板状部材に対して垂直方向に加わる風圧を緩和することができ、割れや損傷を防止することができる。
また、前記エア噴出方向に沿う下流側に脱気口を設けた構成では、異物を機外に排出することができ、更に、屋外へ脱気するように構成することによって、室内のクリン度を低下させることはない。
また、板状部材の帯電を逆極性のイオンで中和して、静電気を除去する機能を持たせる構成により、前述した構成と相まって、除去した異物の再付着を確実に防止することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１には、本発明がウエハ処理装置に適用された実施形態に係るクリーニング装置の概略正面図が示されている。この図において、クリーニング装置１０は、板状部材としてのウエハＷを搬送する搬送装置１１と、前記ウエハＷの表面にエアを吹き付けて異物を除去するエアパージ装置１２とを備えて構成されている。

前記搬送装置１１は多関節型ロボットにより構成されている。これを更に詳述すると、搬送装置１１は、ロボット本体１５と、当該ロボット本体１５の先端すなわち自由端側に支持される吸着アーム１６とを備えて構成されている。ロボット本体１５は、ベース部１７と、当該ベース部１７の上面側に配置されて矢印Ａ〜Ｆ方向に回転可能に設けられた第１アーム１９Ａ〜第６アーム１９Ｆと、第６アーム１９Ｆの先端側すなわちロボット本体１５の自由端側に取り付けられた工具保持チャック２０とを含む。第２、第３及び第５アーム１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｅは、図１中Ｙ×Ｚ面内で回転可能に設けられているとともに、第１、第４及び第６アーム１９Ａ、１９Ｄ、１９Ｆは、その軸周りに回転可能に設けられている。本実施形態における搬送装置１１はＮＣ（Numerical Control）制御されるものである。すなわち、対象物に対する各関節の移動量がそれぞれに対応する数値情報で制御され、全てその移動量がプログラムにより制御されるものとなっている。

前記工具保持チャック２０は、図２に示されるように、略円筒状をなす受容体２２と、当該受容体２２の周方向略１２０度間隔を隔てた位置に配置されて吸着アーム１６を着脱自在に保持する三つのチャック爪２３とを備えて構成されている。各チャック爪２３は、内方端が鋭角となる先尖形状部２３Ａとされており、空圧によって受容体２２の中心に対して径方向に進退可能となっている。

前記吸着アーム１６は、アームホルダ１６Ａと、当該アームホルダ１６Ａに着脱自在に固定されるとともに、図示しない減圧装置に連通するバキューム孔１６Ｃを備えた略Ｙ型のフレーム部１６Ｂとにより構成されている。アームホルダ１６Ａは略円柱状をなし、その外周面の周方向略１２０度間隔位置における基端側に図示しない溝が軸方向に沿って形成され、これらの溝に前記チャック爪２３の先尖形状部２３Ａが係合することで、工具保持チャック１９に対する吸着アーム１６の位置が一定に保たれるようになっている。なお、フレーム部１６Ｂは、Ｙ型に限られず、Ｉ型等の他の形状を備えたものであってもよい。また、吸着アーム１６は、８インチ、１２インチ等の半導体ウエハに対応するサイズ毎に複数種用意されており、これらは、図示しないストック装置に収容されて使用に備えられるようになっている。

前記エアパージ装置１２は、上端側がウエハＷの出し入れ口とされて当該ウエハＷを受容する空間ＳＰを有する略垂直向きのケース３０と、前記空間ＳＰ内に圧縮エアを供給するエア供給源３１と、ケース３０の底部に設けられた脱気口３２に連設されて前記圧縮エア及びこれに含まれる異物をケース本体３０の外側に排出する排出管３３とにより構成されている。

前記ケース３０の内面側には、前記空間ＳＰ内に臨む多数のエア噴出口３５が形成されている。これらエア噴出口３５は、ウエハＷの各面に対応して設けられているとともに、当該ウエハＷの面に対して傾斜した斜め下方に向けられている。従って、エア噴出口３５から噴出する圧縮エアの噴出方向は、ウエハＷの面に対して傾斜した方向となり、前記脱気口３２に積極的に向けられるようになっている。なお、本実施形態では、エア供給源３１は、プラスイオン又はマイナスイオンを選択的に供給することのできるイオナイザーを含んで構成されている。すなわち、前記ウエハＷがプラスに帯電しているか、マイナスに帯電しているかを図示しない検知手段で検知し、逆極性のイオンを含んだエアを送風することによりウエハＷの静電気を除去し、異物の再付着を防止することができる。

前記クリーニング装置１０の側方には、貼付用テーブル４０が位置しており、前記エアパージが行われたウエハＷが搬送装置１１を介して移載され、その後に、接着シートＳがウエハＷの上面側に貼付されるようになっている。なお、貼付用テーブル４０は、本出願人によって出願された特願２００６−１２４７２７号に開示されたものと同一であり、また、本発明の要旨ではないため、詳細な説明は省略する。

次に、本実施形態における動作について説明する。
図示しないウエハストッカに収容された多数枚のウエハＷは、搬送装置１１の吸着アーム１６を介して一枚ずつ吸着して取り出される。取り出されたウエハＷは、前記テーブル４０上に移載されてシートＳが貼付される対象となるが、当該移載を行う前の段階で、前記エアパージ装置１２においてエアパージされる。このエアパージは、ケース３０の上部出し入れ口からウエハＷを略垂直姿勢で挿入し、これをゆっくりと引き抜くことによって行われる。

すなわち、ウエハＷがケース３０の空間ＳＰ内に挿入された状態で、図示しない検知手段でウエハＷの帯電状態が検知され、これに対応する逆極性のイオンを含むエアがエア供給源から生成されてケース３０側に供給される。供給されたエアは、エア噴出孔３５からウエハＷの面に対して傾斜した方向に噴出するとともに、搬送装置１１の吸着アーム１６がウエハＷの略垂直姿勢を保ちつつ垂直方向に少しずつ移動し、ウエハＷは、その両面にエアの吹き付けを受けながらケース３０の上方に引き抜かれることとなる。従って、ウエハＷに異物が付着していても、当該異物が脱気口３２側に吸い込まれて排気管３３を通じて外部に排出されることとなる。なお、ウエハＷが前記空間ＳＰ内に位置したときの当該ウエハＷ各面と、これに対応するエア噴出孔３５は、それぞれ等距離に保たれるようになっており、これにより、各面に吹き付けられるエア圧力が等しくされてバランスを均等にし、ウエハＷのばたつきを回避して割れ防止が図られる。

このようにしてエアパージが行われたウエハＷは、前記搬送装置１１を介して前記テーブル４０上に移載され、当該テーブル上に位置する図示しないシート貼付装置を介してシートＳが貼付される。

シートＳの貼付が完了すると、ロボット本体１５は、吸着アーム１６から図示しないカッター刃に持ち替え、このカッター刃でウエハＷの外形形状に合わせてシートＳの切断を行う。この切断が行われた後に、ロボット本体１５は、カッター刃から吸着アーム１６に再び持ち替えてウエハＷを吸着保持しつつ図示しない後工程若しくは図示しないウエハストッカに移載する。そして、テーブル４０上に残ったウエハＷ周りの不要シートを図示しない除去装置で除去する。

従って、このような実施形態によれば、ウエハストッカに収容されたウエハを一枚ずつ取り出して当該ウエハＷに付着した異物を除去する構成としたから、ウエハＷにシートＳを貼付する際に、異物がウエハＷとシートとの間に挟み込まれてしまう、という不都合を確実に防止することができる。
また、搬送装置１１にウエハＷを吸着保持させ、吸着アーム１６が移動する途中にてエアパージする構成であるため、前記吸着アーム１６の可動範囲内にエアパージ装置１２を配置するだけでウエハＷのクリーニングを行うことができ、ウエハ処理の一連の工程の中に組み込んでも、エアパージに要する時間を僅かな時間として処理することができる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。

例えば、前記実施形態では、半導体ウエハＷがエアパージの対象として図示、説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、光ディスク等の情報記録媒体にシート若しくはフィルムを貼付する際のクリーニング装置としても適用可能である。
また、ウエハのテープ貼付工程前だけでなく、レジスト剤塗布や、その他ウエハ等の表面処理を行う際の前工程として適用が可能である。

また、前記実施形態では、エアパージ装置１２を上端が開放する向きで略垂直に配置し、ウエハＷを垂直方向に出し入れする場合を例として説明したが、エアパージ装置１２を傾斜させた状態で、その傾斜角度に合わせて搬送装置１１がウエハＷを保持し、その傾斜角度方向にウエハＷを出し入れするようにしてもよい。要するに、本発明は、搬送装置１１がウエハＷを移載する間にエアパージを行うことができるものであれば足りる。

本実施形態に係るクリーニング装置の概略正面図。 搬送装置を構成する吸着保持アームにウエハが吸着保持された状態を示す概略斜視図。

符号の説明

１０ クリーニング装置
１１ 搬送装置
１２ エアパージ装置
３０ ケース
３２ 脱気口
３５ エア噴出口
ＳＰ 空間
Ｗ 半導体ウエハ（板状部材）

Claims (11)

1. 板状部材を保持して搬送する搬送装置と、この搬送装置に保持された板状部材の表裏各面に付着した異物を除去するエアパージ装置とを含み、
   前記エアパージ装置は、前記搬送装置に保持された板状部材を受容する空間を有するケースと、前記空間内に臨んで配置されたエア噴出口とを備えていることを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記搬送装置が前記板状部材の面を水平面に対して垂直方向を含む傾斜した角度を維持しつつ、前記エアパージ装置から前記傾斜角度方向に出し入れすることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
3. 前記搬送装置は複数の関節を有し、それら関節が数値情報により制御される多関節ロボットであることを特徴とする請求項１又は２記載のクリーニング装置。
4. 前記板状部材は半導体ウエハであり、前記エア噴出口は、前記半導体ウエハの各面に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項１，２又は３記載のクリーニング装置。
5. 前記エア噴出口から噴出されるエア噴出方向は、前記板状部材の面に対して傾斜若しくは略平行に設定されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載のクリーニング装置。
6. 前記エアパージ装置は、エア噴出方向に沿う下流側に脱気口を備えていることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載のクリーニング装置。
7. 前記エアパージ装置は、帯電した板状部材を逆極性のイオンで中和して静電気を除去する機能を含むことを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載のクリーニング装置。
8. 搬送装置を介して板状部材を搬送する過程で当該板状部材を所定の空間内に位置させてエアを吹き付け、当該板状部材に付着した異物を除去することを特徴とするクリーニング方法。
9. 前記板状部材は半導体ウエハであり、この半導体ウエハの面に対して傾斜若しくは平行となる方向からエアを吹き付けて前記異物を除去することを特徴とする請求項８記載のクリーニング方法。
10. 前記板状部材の帯電を検出したときに、逆極性のイオンで中和して静電気を除去することを特徴とする請求項８又は９記載のクリーニング方法。
11. 前記板状部材の各面に吹き付けられるエア圧力を等しく保つことを特徴とする請求項８，９又は１０記載のクリーニング方法。

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