ウェハ搬送装置およびウェハ搬送方法
【課題】ウェハのデバイスが形成された面または形成される面に吸着痕や損傷を生じさせることなくウェハを搬送することができるウェハ搬送装置およびウェハ搬送方法を提供すること。
【解決手段】搬送ハンド３０の内部には、段差部２４に設けられた吸着孔３２と、複数の通気用の孔３１，３３とが設けられている。段差部２４は、リブウェハ１０のデバイス面２と重ならない位置に設けられている。第１通気用の孔３１は、吸着孔３２に接続されている。各第１通気用の孔３１同士は互いに独立している。各第１通気用の孔３１には、異なる第２通気用の孔３３が接続されている。各第２通気用の孔３３は、それぞれ異なる配管２５を介して真空発生源２６に連結されている。つまり、複数の吸着孔３２に対する真空系統が互いに独立して設けられている。リブウェハ１０の吸着状態は、搬送ハンド３０の内部に流れる空気の流速に基づいて判定される。
【解決手段】搬送ハンド３０の内部には、段差部２４に設けられた吸着孔３２と、複数の通気用の孔３１，３３とが設けられている。段差部２４は、リブウェハ１０のデバイス面２と重ならない位置に設けられている。第１通気用の孔３１は、吸着孔３２に接続されている。各第１通気用の孔３１同士は互いに独立している。各第１通気用の孔３１には、異なる第２通気用の孔３３が接続されている。各第２通気用の孔３３は、それぞれ異なる配管２５を介して真空発生源２６に連結されている。つまり、複数の吸着孔３２に対する真空系統が互いに独立して設けられている。リブウェハ１０の吸着状態は、搬送ハンド３０の内部に流れる空気の流速に基づいて判定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ウェハ搬送装置およびウェハ搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のウェハのハンドリング方式として、搬送ハンドにウェハを真空吸着する方式（真空吸着方式）、搬送ハンドでウェハの側面を挟み込んで把持する方式（メカチャック方式）、搬送ハンドにウェハを静電気によって吸引する方式（静電チャック方式）、圧縮空気の噴流によって擬似的に真空状態として搬送ハンドにウェハを吸引する方式（フロートチャック方式）、および搬送ハンドの凹部内にウェハを落とし込む方式（落とし込み方式）などが公知である。
【０００３】
まず、真空吸着方式を用いたハンドリングについて説明する。真空吸着方式を用いたハンドリングでは、搬送ハンドとして、吸着孔を備えた吸着パッド、セラミックなどのポーラス状（多孔質）の吸着板を利用したポーラスチャックを有する吸着パッド、または真空ポンプにつながる通気用の孔と吸着孔が搬送ハンドの内部に設けられた吸着パッドなどが用いられる。また、真空吸着方式を用いたハンドリングでは、ウェハのおもて面の、素子構造が形成された部分（以下、デバイス面とする）にキズや汚れを生じさせないように、ウェハのデバイス面に対して反対側の、素子構造が形成されない面（以下、ウェハ裏面とする）を搬送ハンドに吸着させるのが一般的である。
【０００４】
図２１〜図２３は、従来の真空吸着方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。図２１〜図２３では、ウェハ１の平面図におけるウェハ１のデバイス面２の素子構造については図示省略する（以下、図１、図５〜図１１および図２４〜図２７においても同様）。図２１に示すハンドリングでは、搬送ハンド１０１として、吸着孔を備えた吸着パッドが用いられている。搬送ハンド１０１は、ウェハ１の径よりも短いＵ字状のフィンガ部をウェハ１を合わせる部分（以下、吸着面とする）として設けた略矩形状をした板状の本体と、ウェハ１を吸着するための複数のゴムパッド１０２とを有している。各ゴムパッド１０２はそれぞれ、搬送ハンド１０１の吸着面上の例えばフィンガ部の端部および各フィンガ部を連結する部分に設けられ、搬送ハンド１０１の吸着面をウェハ１の裏面（ウェハ裏面）３に合わせたときに、ちょうどウェハ１と重なる部分に位置している。また、ゴムパッド１０２は、真空引きするためのエアチューブなどの配管１０３で、真空ポンプやエジェクターなどの真空発生源１０４と連結されている。ゴムパッド１０２が配管１０３を介して真空引きされることで、ウェハ裏面３がゴムパッド１０２に吸着され、搬送ハンド１０１上にウェハ１が保持される。
【０００５】
図２２に示すハンドリングでは、真空発生源１０４に配管１０３を介してつながる通気用の孔１１３が、搬送ハンド１１１の内部に設けられている。また、搬送ハンド１１１は、ウェハ１の表面を吸着するための複数の吸着孔１１２を有している。各吸着孔１１２の位置は、図２１に示すゴムパッドと同様である。また、各吸着孔１１２は、通気用の孔１１３に接続されている。つまり、吸着孔１１２は、通気用の孔１１３に接続された配管１０３を介して真空発生源１０４と連結されている。そして、搬送ハンド１１１の内部、つまり吸着孔１１２および通気用の孔１１３の内部が真空引きされることで、ウェハ裏面３が吸着孔１１２に吸着され、搬送ハンド１１１上にウェハ１が保持される。それ以外の構成は、図２１に示す真空吸着方式を用いたハンドリングと同様である。
【０００６】
図２３に示すハンドリングでは、搬送ハンド１２１は、ウェハ１の径より長く、かつウェハ１の径よりも狭い略矩形状をした板状の本体と、セラミックや焼結金属などで形成されたポーラス状の板材であるポーラスチャック１２２とを有している。ポーラスチャック１２２は、その表面が搬送ハンド１２１の吸着面に露出するように、搬送ハンド１２１の凹部に嵌め込まれている。ポーラスチャック１２２は、配管１０３を介して真空発生源１０４と連結されている。そして、ポーラスチャック１２２が配管１０３を介して真空引きされることで、ウェハ裏面３がポーラスチャック１２２に吸着され、搬送ハンド１２１上にウェハ１が保持される。
【０００７】
つぎに、メカチャック方式を用いたハンドリングについて説明する。メカチャック方式を用いたハンドリングでは、エアシリンダやモーターなどのアクチュエータによって駆動する爪などのメカニカルチャックを有する搬送ハンドが用いられる。
【０００８】
図２４は、従来のメカチャック方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。図２４に示すハンドリングでは、搬送ハンド１３１は、ウェハ１の径より長く、かつウェハ１の径よりも狭い略矩形状をした板状の本体と、ウェハ１を把持するための複数の爪（以下、把持用爪とする）１３２とを有している。把持用爪１３２は、搬送ハンド１３１の内部に埋め込まれた例えばエアシリンダやモーターなどのアクチュエータ１３３に接続されている。アクチュエータ１３３によって、把持用爪１３２は、ウェハ１表面に対して水平に駆動され、ウェハ１の側面を挟み込む。
【０００９】
把持用爪１３２は、中央部が上部側および下部側よりも凹んだ断面形状を有する例えば筒状または柱状をしている。このため、把持用爪１３２がウェハ１の側面を挟み込んだとき、ウェハ１の側面の上下端部１３４のみが把持用爪１３２に接した状態となる。これにより、ウェハ１表面に対して垂直方向への位置ズレを防止し、把持用爪１３２から外れてしまうことを防止する。また、ウェハ１の表面と搬送ハンド１３１との間に空間ができるように把持用爪１３２の断面形状を決定することで、ウェハ１を搬送ハンド１３１から浮かせた状態で把持することができるので、ウェハ１のデバイス面２を搬送ハンド１３１側に向けて、ウェハ１を把持することもできる。
【００１０】
つぎに、静電チャック方式を用いたハンドリングについて説明する。静電チャック方式を用いたハンドリングでは、静電気を発生させる静電チャック機構などを有する搬送ハンドが用いられる。静電チャック方式は、吸引保持力が高いのが特徴である。しかし、静電チャック機構は重く嵩張るため、搬送ハンド自体の厚みが増してしまう。このため、ウェハの搬送には用いられず、ウェハを固定して保持する際に用いられることが多い。
【００１１】
図２５は、従来の静電チャック方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。図２５に示すハンドリングでは、搬送ハンド１４１は、ウェハ１の径より長く、かつウェハ１の径よりも狭い略矩形状をした板状の本体と、静電気を発生させる静電チャック１４２とを有している。静電チャック１４２は、その表面が搬送ハンド１４１の吸着面に露出するように、搬送ハンド１４１の凹部に嵌め込まれている。静電チャック１４２の内部には、マイナス電極１４３とプラス電極１４４とが互いに離れて設けられている。マイナス電極１４３に接し、静電チャック１４２の表面に露出する誘電体１４５が設けられている。またプラス電極１４４に接し、静電チャック１４２の表面に露出する誘電体１４６が設けられている。マイナス電極１４３および誘電体１４５と、プラス電極１４４および誘電体１４６との間には絶縁体１４７が充填され、電気的に絶縁されている。真空吸着方式を用いたハンドリングと同様の理由から、搬送ハンド１４１にウェハ裏面３を吸着するのが一般的である。
【００１２】
搬送ハンド１４１の吸着面にウェハ裏面３を吸着させるには、まず、マイナス電極１４３とプラス電極１４４の両電極に高い電圧を印加する。これにより、誘電体１４５，１４６の内部に誘電分極が生じる。つまり、マイナス電極１４３に接する誘電体１４５の内部では、マイナス電極１４３側でプラスの電荷に偏り、ウェハ１側でマイナスの電荷に偏った電荷分布となる。これにより、ウェハ１の内部では、誘電体１４５側でプラスの電荷に偏った電荷分布となる。一方、プラス電極１４４からウェハ１にかけて生じる電荷分布は、マイナス電極１４３側と対極する電荷分布となる。このような電荷分布によって、ウェハ裏面３と静電チャック１４２との間に静電気的な吸引力が発生し、ウェハ１と静電チャック１４２とが吸着され、搬送ハンド１４１上にウェハ１が保持される。
【００１３】
つぎに、フロートチャック方式を用いたハンドリングについて説明する。フロートチャック方式を用いたハンドリングでは、ベルヌーイの原理を用いた圧縮空気の噴流によって負圧を発生させるフロートチャックを有する搬送ハンドが用いられる。ウェハは負圧によって浮上した状態で維持されるため、ウェハと搬送ハンドとが接触しない。ただし、ウェハが回転しないように、ウェハ側面またはウェハ表面の一部をハンドと接触させる場合もある。
【００１４】
図２６は、従来のフロートチャック方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。図２６に示すハンドリングでは、搬送ハンド１５１は、ウェハ１の径よりも長いＵ字状のフィンガ部をウェハの吸着面として設けた略矩形状をした板状の本体と、搬送ハンド１５１の吸着面から圧縮空気を噴流させるための通気用の孔１５２とを有している。通気用の孔１５２は、搬送ハンド１５１の内部に設けられている。搬送ハンド１５１の吸着面には、ウェハ裏面３を吸着する複数の噴出孔１５３が設けられている。
【００１５】
各噴出孔１５３の位置は、図２１に示すゴムパッドと同様である。また、各噴出孔１５３は、通気用の孔１５２に接続され、搬送ハンド１５１の内部で連結されている。さらに、噴出孔１５３は、通気用の孔１５２に接続されたエアチューブなどの配管１５４で、コンプレッサーなどの圧縮空気発生源１５５と連結されている。
【００１６】
そして、噴出孔１５３は、円錐台をくりぬいた形状の側壁を有し、通気用の孔１５２を介して圧縮空気発生源１５５から流れてくる圧縮空気１６１が噴出孔１５３の側壁に沿って旋回して外部へ噴出される構造となっている。このように、圧縮空気１６１が旋回して流れ出ることによって、噴出孔１５３の中央部には負圧１６０が発生し、擬似的な真空状態となる。そして、負圧１６０によって引き寄せられるように、噴出孔１５３にウェハ裏面３が吸引され、搬送ハンド１５１上にウェハ１が浮いた状態で保持される。
【００１７】
また、ウェハ１の径よりも長いフィンガ部には、搬送ハンド１５１の吸着面をウェハ裏面３に合わせたときにウェハ１と重ならない部分に、ウェハ裏面３に対して水平方向への位置ズレを防止するガイドピン１５６が設けられている。図２６の断面図では、ガイドピン１５６は図示省略する。
【００１８】
つぎに、落とし込み方式を用いたハンドリングについて説明する。落とし込み方式を用いたハンドリングでは、ウェハがちょうど収まる程度の凹部が設けられた搬送ハンドが用いられる。落とし込み方式では、上述した各方式とは異なり、ウェハは搬送ハンドの凹部に置かれているだけであるため、ウェハに外的保持力は発生していない。
【００１９】
図２７は、従来の落とし込み方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。図２７に示すハンドリングでは、搬送ハンド１７１は、ウェハ１の径より長く、かつウェハ１の径よりも狭い略矩形状をした板状の本体と、ウェハ１を収容するための凹部１７２とを有している。凹部１７２は、ウェハ１がちょうど収まる程度の大きさを有する。凹部１７２内にウェハ１を収容する際には、ウェハ裏面３側が凹部１７２の底面に接するように、凹部１７２内にウェハ１を落とし込む。または、搬送ハンド１７１でウェハ１を掬い上げ、凹部１７２内にウェハ１を収める。これにより、搬送時の慣性力や遠心力によってウェハ１が落下しないように搬送することができる。
【００２０】
このような搬送ハンドを有するハンドリング装置として、次のような装置が提案されている。レチクルハンドリング装置は先端にＵ字型ホークを備える。Ｕ字型ホークのアーム部間の側壁に設けられた段部上と、各アーム部の先端上には、吸着部が形成されている。吸着部は環状の突部と凹部を有し、突部上にレチクルが載置される。吸着部は、レチクルの外周縁のほぼ均等に離れた３ヶ所の点（保持点）を吸着して保持する。これにより、レチクルを安定して保持でき、脱落しないように安全に搬送できる。凹部は、アーム部の内部の吸着ホールに連通している。そして、この吸着ホールは、アーム部の長さ方向に沿って埋設された真空引き通路につながっている。段部の吸着部の凹部も同様の吸着ホールを経て真空引き通路につながっている。各真空引き通路は、基部で合流して一つの通路となって、アーム外の真空源にバルブを介して接続している（例えば、下記特許文献１参照。）。
【００２１】
また、別の装置として、少なくともリストブロックと搬送ハンドとフィンガと爪とからなる円盤状物の把持型搬送装置において、リストブロックと搬送ハンドとは互いに固定され、リストブロックに水平面内で回動可能に連結された２つのフィンガの先端にそれぞれ取り付けられた爪と、搬送ハンドの先端に固設された少なくとも１つの爪とによって、円盤状物の周縁を把持して前記円盤状物を搬送するための把持型搬送装置であって、全ての前記爪が前記円盤状物に接触してその周縁を把持した状態で、回動する２つのフィンガの先端に取り付けられた爪の周縁に接する点における押圧方向が、前記円盤状物のほぼ中心方向である装置が提案されている（例えば、下記特許文献２参照。）。
【００２２】
また、ウェハを搬送する方法として、次のような方法が提案されている。キャリア内の半導体基板を扁平状の移送ハンド体で１枚ずつ取り出して、次工程の加工ステージに移送するにおいて、キャリア内における半導体基板の下方に、移送ハンド体における一対のフォーク部を、半導体基板の外周縁と両フォーク部の付け根部分の内径側との間に隙間が空くようにして挿入する。次いで、移送ハンド体を上昇させるかまたはキャリアを下降させて、取り出し対象の半導体基板の左右両外周縁に近い部位を両フォーク部で支持する。なお、両フォーク部の上面には、半導体基板を吸着保持するための上向き開口状の吸引穴がそれぞれ形成されている（例えば、下記特許文献３参照。）。
【００２３】
また、上述した真空吸着方式を用いたハンドリングでは、次に示すように、搬送ハンドにウェハが吸着されているか否か（以下、ウェハの吸着状態とする）を判定する。図２８は、従来の真空吸着方式を用いたハンドリングにおけるウェハの吸着状態を判定する判定手段を示す説明図である。例えば、図２２に示す搬送ハンド１１１にウェハ１を真空吸着する場合について説明する。図２８に示すように、真空発生源１０４と搬送ハンド１１１内の通気用の孔１１３との間には、真空発生源１０４と直列に、切替部２０１およびフィルター２０２が接続されている。切替部２０１は、ウェハ１の搬送ハンド１１１への吸着およびウェハ１の搬送ハンド１１１からの離脱を切替える。フィルター２０２は、吸着孔１１２から吸い込まれた塵などが、真空発生源１０４に入り込むことを防止する。
【００２４】
また、真空発生源１０４と通気用の孔１１３との間には、真空発生源１０４と並列に、圧力センサ２０３が接続されている。圧力センサ２０３は、通気用の孔１１３の内部の圧力を測定する。圧力センサ２０３よって測定された圧力値は、圧力センサ２０３に接続された圧力表示器２０４に表示される。真空発生源１０４と通気用の孔１１３間に接続された切替部２０１、フィルター２０２、圧力センサ２０３および圧力表示器２０４は、それぞれ配管１０３によって接続されている。
【００２５】
図２８に示す判定手段では、圧力センサ２０３によって測定された圧力値によって、真空漏れの有無を判断し、ウェハ１の吸着状態を判定する。具体的には、圧力センサ２０３によって測定された圧力が大気圧から所定の値以上減圧され、真空状態であるといえる場合に、真空漏れはないと判断し、ウェハ１と搬送ハンド１１１との間においてウェハ１が受けている吸着力（以下、吸着圧力とする）は強く、ウェハ１は搬送ハンド１１１に吸着されていると判定する。一方、圧力センサ２０３によって測定された圧力値では通気用の孔１１３の内部が真空状態であるとはいえない場合に、真空漏れがあると判断し、ウェハ１への吸着圧力は低く、ウェハ１は搬送ハンド１１１に吸着されていないと判定する。
【００２６】
このようにウェハの吸着状態を判定する判定手段として、次のような手段が提案されている。吸着ハンド内には空気通路が設けられ、この空気通路の開口部として吸着孔が吸着バンドの下面に設けられ、空気通路の末端が真空ポンプ等の吸気口に連通接続されている。また、空気通路の一部には吸気圧を検出するための圧力センサが設置され、この圧力センサの検出圧力が一定値以下になったとき、吸着ハンドがその下面にシリコンウェハを吸着したことが検出される（例えば、下記特許文献４参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】特開２００４−０７１７３０号公報
【特許文献２】特開２００６−１５０５３８号公報
【特許文献３】特開２００６−１９０８１７号公報
【特許文献４】特開平０２−１１６１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
しかしながら、上述した各ハンドリング（図２１〜図２５および図２７参照）では、ウェハ裏面３の素子構造が搬送ハンドに接触してしまう。このため、ウェハ裏面３に例えば拡散層などの素子構造が形成されている場合に、ウェハ裏面３の素子構造にキズや、擦れ、汚れ、染みなど（以下、吸着痕とする）が生じてしまう。
【００２９】
また、メカチャック方式を用いたハンドリング（図２４参照）では、把持用爪１３２に接するウェハ１の側面の上下端部１３４に欠け（チッピング）が発生する虞がある。また、フロートチャック方式を用いたハンドリング（図２６参照）では、位置ズレを防止するガイドピン１５６とウェハ１の側面が接触した場合、ウェハ１の側面が欠けてしまう虞がある。
【００３０】
また、現在、デバイスチップの高性能化を計るためにウェハの薄化が促進されており、例えば、ウェハの裏面側の外周に沿った周辺部の厚さを補強部（リブ部）として残し、ウェハの裏面側を段差形状としたウェハ（以下、リブウェハとする）が提案されている。リブウェハは、リブ部を残すことによって強度が維持されるため、割れや反りが軽減される。しかしながら、このようなリブウェハを、上述したような平坦なウェハ（リブ部のないウェハ）と同様にハンドリング（図２１〜図２７参照）することは難しく、次のような問題が生じてしまう。
【００３１】
図１９は、リブウェハの構造について示す平面図である。図１９では、図面の上側および下側に、リブウェハのおもて面および裏面の平面形状を示し、図面の中央に、リブウェハの切断線Ａ−Ａ’における断面図を示す。図１９に示すように、リブウェハ１０は、例えば、ウェハのおもて面の素子構造が形成されない部分（デバイス面２以外の領域）１１の裏面３側の外周端部の全周または一部をリブ部１２として残し、ウェハの中央部のみを薄くしている。リブウェハ１０の裏面３の凹部底面である中央部（以下、裏面中央部とする）１３には、素子構造として例えば拡散層が形成されている。つまり、リブウェハ１０の裏面３は、素子構造が形成された裏面中央部１３と、素子構造が形成されないリブ部１２の裏面（以下、リブ裏面とする）１４とで構成されている。
【００３２】
そして、真空吸着方式または静電チャック方式を用いてリブウェハ１０をハンドリングした場合（図２１〜図２３および図２５参照）、リブウェハ１０のデバイス面２を搬送ハンド側に向けて合わせると、デバイス面２が搬送ハンドの吸着面に接触してしまう。このため、リブウェハ１０のデバイス面２に吸着痕が生じてしまう。
【００３３】
一方、リブウェハ１０の裏面中央部１３を搬送ハンド側に向けて合わせると、リブ部１２の加工精度のバラツキによって、搬送ハンドと接するリブ裏面１４が吸着孔からずれてしまい吸着孔を完全に塞ぐことができない可能性がある。このため、真空漏れが発生してしまい、搬送ハンドにリブウェハ１０が吸着されない虞が生じる。これにより、リブウェハの搬送時、リブウェハ１０を落下させてしまう可能性が高くなる。
【００３４】
また、上述した平坦なウェハの吸着状態を判定する従来の判定手段（図２８参照）では、真空漏れが発生すると漏れの程度にかかわらず圧力表示器に同じような値が表示される。そのため、従来の判定手段でリブウェハ１０の吸着状態を判断しようとしても、真空漏れがあるが十分な吸着力がある場合（リブ裏面１４が少し吸着孔からずれている場合）と、真空漏れによって吸着力が十分でない場合（ずれが大きくて吸着孔が全開に近い状態の場合）との区別を付けることができない。つまり、リブウェハ１０の吸着状態を判定することは難しい。このため、リブウェハ１０の搬送時、リブウェハ１０を落下させてしまう可能性を低減することができない。
【００３５】
また、メカチャック方式を用いた場合（図２４参照）、平坦なウェハの場合と同様に、把持用爪１３２に接するリブ部の側面の上下端部１３４に欠けが発生する虞がある。なお、把持用爪１３２の材質をゴムなどの弾性材料とすることで、ウェハ端部の欠けを低減することができる。しかしながら、この場合、半導体素子を製造するクリーンルーム内に塵や埃が発生してしまうため、弾性材料で形成された把持用爪１３２を用いることは適切ではない。
【００３６】
図２０は、フロートチャック方式を用いたリブウェハのハンドリングについて示す断面図である。フロートチャック方式を用いた場合（図２６参照）、図２０に示すように、リブウェハ１０の裏面３が搬送ハンド１５１側に向いていると、負圧１６０によってリブウェハ１０の裏面中央部１３のみが噴出孔１５３に吸引されるため、リブウェハ１０が変形してしまう。これにより、裏面中央部１３とリブ部１２の境界近傍１９１に応力が集中し、ウェハに割れなどが発生する虞がある。また、リブ裏面１４が搬送ハンド１５１に接触し、リブ裏面１４の例えば端部１９２に欠けが発生し、パーティクルの発生原因となることが懸念される。
【００３７】
また、落とし込み方式を用いたハンドリング（図２７参照）では、リブウェハ１０は、搬送ハンド１７１上に載せられているだけで、確実に保持されてはいない。このため、搬送ハンド１７１がリブウェハ１０を載せた水平状態から傾いた場合に、リブウェハ１０が落下してしまう可能性がある。したがって、例えばリブウェハ１０の搬送を自動化した場合など、リブウェハ１０を落下させることなく確実に搬送することは難しい。
【００３８】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ウェハのデバイスが形成された面または形成される面に吸着痕や損傷を生じさせることなくウェハを搬送するウェハ搬送装置およびウェハ搬送方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３９】
上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、請求項１の発明にかかるウェハ搬送装置は、ウェハを吸着する複数の吸着孔を有する搬送手段と、前記搬送手段の内部に設けられ、前記吸着孔に接続された通気用の孔と、前記通気用の孔に接続され、当該通気用の孔の内部を真空引きする真空発生手段と、を具備し、前記搬送手段には、ウェハの素子構造が形成されない領域に接触して当該ウェハを支持する支持部が設けられ、前記支持部は、前記搬送手段のうち、ウェハに対向する部分で、かつ当該ウェハに接触しない部分よりも当該ウェハ側に突出しており、前記吸着孔が前記支持部に設けられ、前記通気用の孔が互いに離れて複数設けられ、前記通気用の孔のそれぞれが少なくとも１つ以上の前記吸着孔に接続されてなるウェハ搬送機構を備えることを特徴とする。
【００４０】
また、請求項２の発明にかかるウェハ搬送装置は、請求項１に記載の発明において、前記通気用の孔は、それぞれ異なる前記吸着孔に接続されていることを特徴とする。
【００４１】
また、請求項３の発明にかかるウェハ搬送装置は、請求項１または２に記載の発明において、前記支持部は、前記搬送手段をウェハに合わせたときに、当該ウェハの外周に沿った周辺部と重なる位置に設けられていることを特徴とする。
【００４２】
また、請求項４の発明にかかるウェハ搬送装置は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の発明において、前記支持部は、前記搬送手段をウェハに合わせたときに、当該ウェハの外周に沿って厚く残された周辺部と重なる位置に設けられていることを特徴とする。
【００４３】
また、請求項５の発明にかかるウェハ搬送装置は、請求項４に記載の発明において、前記吸着孔は、ウェハの外周に沿って厚く残された周辺部によって段差形状をなす面側に前記搬送手段を合わせたときに、当該周辺部と重なる位置に設けられていることを特徴とする。
【００４４】
また、請求項６の発明にかかるウェハ搬送装置は、請求項１〜５のいずれか一つに記載の発明において、前記ウェハ搬送機構は、前記搬送手段を裏返して前記搬送手段に吸着されたウェハの面を反転させる反転手段をさらに備えることを特徴とする。
【００４５】
また、請求項７の発明にかかるウェハ搬送装置は、請求項１〜６のいずれか一つに記載の発明において、前記ウェハ搬送機構は、前記真空発生手段によって真空引きされている前記搬送手段の前記通気用の孔の内部に流れる空気の流速を測定する流速測定手段と、前記流速測定手段によって測定された前記流速に基づいて、前記搬送手段にウェハが吸着されているか否かを判定する吸着判定手段と、をさらに備えることを特徴とする。
【００４６】
また、請求項８の発明にかかるウェハ搬送装置は、請求項１〜７のいずれか一つに記載のウェハ搬送機構と、前記ウェハ搬送機構によって出し入れされるウェハを格納するウェハ格納手段と、前記ウェハ搬送機構によって前記ウェハ格納手段から取り出されたウェハの位置を合わせるウェハ位置合わせ手段と、を備えることを特徴とする。
【００４７】
また、上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、請求項９の発明にかかるウェハ搬送方法は、ウェハの素子構造が形成されない部分が搬送手段の支持部に接触し、かつ該ウェハの素子構造が形成されない部分を、該支持部に設けられた、互いに独立して真空引きが可能な複数の吸着孔に吸着させた状態で、該ウェハを搬送することを特徴とする。
【００４８】
また、請求項１０の発明にかかるウェハ搬送方法は、請求項９に記載の発明において、前記吸着孔にウェハを吸着させる際に前記吸着孔の真空引きによって流れる空気の流速を測定し、該測定結果に基づいてウェハの吸着の程度を判定することを特徴とする。
【００４９】
また、請求項１１の発明にかかるウェハ搬送方法は、請求項９または１０に記載の発明において、外周に沿って周辺部が厚く残されたウェハの、該周辺部によって段差形状をなす面側の該周辺部の面を吸着することを特徴とする。
【００５０】
また、請求項１２の発明にかかるウェハ搬送方法は、請求項９〜１１のいずれか一つに記載の発明において、全ての吸着孔を互いに独立して真空引きすることを特徴とする。
【００５１】
上述した発明によれば、搬送手段には、搬送手段をウェハに合わせたときに、ウェハの外周に沿った周辺部と重なる位置、つまり素子構造が形成されない部分と重なる位置に、支持部が設けられている。また、吸着孔は、支持部に設けられている。このため、搬送手段は、ウェハの素子構造が形成されない部分を吸着する。これにより、ウェハのおもて面に設けられたデバイス面およびウェハの裏面側に設けられた拡散層に、吸着孔が接触しない。また、支持部によって、ウェハのデバイス面は、搬送ハンドと接触しない。また、複数の吸着孔に対する真空系統が互いに独立して設けられているので、搬送手段をウェハに吸着したときに、１つの吸着孔で真空漏れが発生したとしても、ウェハとの間に隙間が生じていない他の吸着孔で、ウェハを吸着することができる。これにより、ウェハが落下する可能性を低減することができる。また、搬送手段にウェハを確実に吸着することができるため、ウェハのおもて面と裏面の向きを反転させるように、ウェハを搬送しても、ウェハが落下することを低減することができる。
【００５２】
また、請求項７によれば、搬送手段の通気用の孔の内部に流れる空気の流速に基づいて、真空漏れの有無を判断し、ウェハの吸着状態を判定する。このため、吸着孔がウェハの外周に沿った周辺部（例えばリブ部）によって一部塞がれておらず隙間が生じているが吸着力がある状態と、吸着孔がウェハの外周に沿った周辺部によってまったく塞がれていないため吸着力が不順分な状態とを判別することができる。これにより、搬送手段にウェハが確実に吸着されている場合を判別して、ウェハを搬送することができる。
【００５３】
また、上述した請求項９〜１２によれば、搬送手段にウェハを吸着させたまま、ウェハの移し変えや反転を容易に行うことができる。これにより、人為的ミスによってウェハが破損することを回避することができる。
【発明の効果】
【００５４】
本発明にかかるウェハ搬送装置およびウェハ搬送方法によれば、ウェハのデバイスが形成された面または形成される面に吸着痕や損傷を生じさせることなくウェハを搬送することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施の形態１にかかるハンドリングについて示す説明図である。
【図２】実施の形態１にかかるハンドリングの別の一例について示す説明図である。
【図３】実施の形態１にかかるハンドリングの別の一例について示す説明図である。
【図４】実施の形態１にかかるハンドリングの別の一例について示す説明図である。
【図５】実施の形態２にかかるハンドリングについて示す説明図である。
【図６】搬送ハンドへのリブ部の吸着位置の一例を示す断面図である。
【図７】搬送ハンドへのリブ部の吸着位置の一例を示す断面図である。
【図８】搬送ハンドへのリブ部の吸着位置の一例を示す断面図である。
【図９】実施の形態２にかかるハンドリングの別の一例について示す説明図である。
【図１０】実施の形態３にかかるハンドリングについて示す説明図である。
【図１１】実施の形態４にかかるハンドリングについて示す説明図である。
【図１２】実施の形態５にかかるウェハの吸着状態を判定する判定手段を示す説明図である。
【図１３】搬送ハンドへのリブ部の吸着位置の一例を示す断面図である。
【図１４】実施の形態６にかかるウェハ搬送機構部を示す説明図である。
【図１５】実施の形態７にかかるウェハ搬送装置を示す平面図である。
【図１６】実施の形態７にかかるウェハ搬送装置を示す断面図である。
【図１７】搬送ハンドの内部に流れる流速とウェハの吸着状態との関係を示す特性図である。
【図１８】搬送ハンドの内部の圧力とウェハの吸着状態との関係を示す特性図である。
【図１９】リブウェハの構造について示す平面図である。
【図２０】フロートチャック方式を用いたリブウェハのハンドリングについて示す断面図である。
【図２１】従来の真空吸着方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。
【図２２】従来の真空吸着方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。
【図２３】従来の真空吸着方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。
【図２４】従来のメカチャック方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。
【図２５】従来の静電チャック方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。
【図２６】従来のフロートチャック方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。
【図２７】従来の落とし込み方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。
【図２８】従来の真空吸着方式を用いたハンドリングにおけるウェハの吸着状態を判定する判定手段を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるウェハ搬送装置およびウェハ搬送方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５７】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかるハンドリングについて示す説明図である。ここでは、ウェハの裏面３側の外周端部の全周または一部を補強部（リブ部）１２として残して、裏面３の中央部（裏面中央部）１３を薄くし、裏面３側を段差形状としたウェハ（リブウェハ）１０を用いて説明する（図１９参照）。図１に示すハンドリングでは、搬送ハンド（搬送手段）２０は、板状の本体とリブウェハ１０を吸着するための吸着孔２２とを有している。板状の本体のウェハカセット（不図示）への挿入方向の長さは、リブウェハ１０の径より長いのが好適である。複数の吸着孔２２を意図する箇所に設けることができるためであるが、この点については後述する。
【００５８】
また、板状の本体のウェハカセットへの挿入方向と直行する方向の長さ（幅）は、リブウェハ１０の径よりも狭いのがよい。搬送ハンド２０を図示省略するウェハカセットに挿入したときに、搬送ハンド２０がウェハカセットに接触しないようにするためである。ウェハカセットの側壁から内側に向かってウェハを支持する部分が張り出している場合、搬送ハンド２０は、このウェハカセット側壁のウェハを支持する部分にも接触しないような寸法を有するのが好ましい。搬送ハンド２０の本体の内部には、第１通気用の孔２１および第２通気用の孔２３が設けられている。また、搬送ハンド２０の本体は、リブウェハ１０を合わせる部分（吸着面）の幅ａが、リブウェハ１０を合わせない部分の幅ｂに比べて広い形状となっている。
【００５９】
搬送ハンド２０の吸着面には、リブウェハ１０の素子構造が形成されない部分（デバイス面２以外の領域）１１に接触してリブウェハ１０を支持する段差部２４（支持部）が設けられている。段差部２４は、搬送ハンド２０のうち、リブウェハ１０のおもて面の素子構造が設けられた部分（デバイス面）２に対向する部分よりもリブウェハ１０側に突出している。このため、搬送ハンド２０のうち、リブウェハ１０のおもて面の素子構造が設けられた部分２に対向する部分は、リブウェハ１０に接触しない部分となっている。
【００６０】
つまり、段差部２４は、搬送ハンド２０をリブウェハ１０に合わせたときに、リブウェハ１０のおもて面の素子構造が形成されない部分１１と重なり、リブウェハ１０のおもて面の素子構造が設けられた部分（デバイス面）２とは重ならない。例えば、リブウェハ１０では、おもて面の素子構造が形成されない部分１１は、リブ部１２となっている。すなわち、段差部２４は、リブウェハ１０のリブ部１２と重なる位置に設けられている。
【００６１】
なお、段差部２４のリブウェハ１０と接触する面は、リブウェハ１０を傷つけないように加工されている。この段差部２４のリブウェハ１０との接触面は、例えば研磨されているとよい。図１に示すように、突起状の段差部２４を設けて、この段差部２４でリブウェハ１０を吸着する構成であれば、研磨する面積が少なくて済む。
【００６２】
また、図示省略するが、低発塵性の樹脂（例えば、ポリエーテルエーテルケトン）を段差部２４のリブウェハ１０との接触面（表面）に貼ってもよい。このようにすることで、段差部２４にリブウェハ１０のどちらの面を吸着させた場合であっても、リブウェハ１０の表面を傷つけることがない。また、両者の密着度が向上するため、エア漏れを低減することができる。
【００６３】
段差部２４には、吸着孔２２が設けられている。第１通気用の孔２１は、複数設けられている。そして、各第１通気用の孔２１は、それぞれ少なくとも１つ以上の吸着孔２２に接続されている。また、吸着孔２２は、搬送ハンド２０にリブウェハ１０をバランスよく吸着できる位置に設けられるのが望ましい。また、吸着孔２２は、できるだけ吸着面積が大きくなるように設けられるのがよい。
【００６４】
例えば、吸着孔２２は、リブウェハ１０の外周に沿った円弧形状を有する。具体的には、図１に示すように、吸着孔２２は、リブウェハ１０の外周に沿った周辺部を吸着することができる位置に、かつリブウェハ１０の中心位置を挟んで向かい合うように複数箇所に設けられている。このとき、段差部２４は、リブウェハ１０の外周に沿った周辺部の全周の、少なくとも吸着孔２２が設けられた位置に設けられていればよい。
【００６５】
各吸着孔２２は、搬送ハンド２０の内部に設けられた第１通気用の孔２１によって接続され、搬送ハンド２０の内部で連結されている。例えば、図１に示すように、第１通気用の孔２１は、円弧形状を有する向かい合う吸着孔２２の端部同士を接続する。つまり、図１では、吸着孔２２および第１通気用の孔２１によって形成される平面形状は、例えば略小判形状となる。このように、全ての吸着孔２２および第１通気用の孔２１は、ひとつながりになっている。
【００６６】
また、第１通気用の孔２１には、吸着孔２２を介して第２通気用の孔２３が接続されている。第２通気用の孔２３は、搬送ハンド２０の内部に設けられている。また、第２通気用の孔２３は、搬送ハンド２０の外部に接続された真空引きするための配管２５を介して、真空発生源（真空発生手段）２６に連結されている。つまり、搬送ハンド２０の内部には、吸着孔２２と配管２５をつなぐ、第１通気用の孔２１および第２通気用の孔２３によって形成され連続した孔（真空系統）が設けられている。搬送ハンド２０は例えばクリーンルーム内で用いられることが多いため、配管２５は、塵を発生させない材料で形成されていることが望ましい。
【００６７】
真空発生源２６は、搬送ハンド２０の内部、つまり吸着孔２２、第１通気用の孔２１および第２通気用の孔２３の内部を真空引きする。搬送ハンド２０の内部が真空引きされることで、リブウェハ１０は、吸着孔２２に吸着され、搬送ハンド２０上に保持される。配管２５は、エアチューブなどであってもよい。真空発生源２６は、真空ポンプやエジェクターなどであってもよい。
【００６８】
搬送ハンド２０の端部には、搬送ハンド２０をリブウェハ１０に合わせたときに、ちょうどリブウェハ１０の側面に接する位置に、ガイドピン２７が設けられている。ガイドピン２７は、搬送ハンド２０にリブウェハ１０を吸着する位置を合わせる際の基準となる。つまり、ガイドピン２７は、その側面がウェハの側面に接しているときに、搬送ハンド２０上の所定の位置にウェハが配置されるような位置に設けられている。例えば、ガイドピン２７は、リブウェハ１０の側面と接しているときに、向かい合う円弧形状の吸着孔２２の中心位置とリブウェハ１０の中心位置とが一致するように設けられる。
【００６９】
また、ガイドピン２７は、搬送ハンド２０の前端に設けられている。つまり、ガイドピン２７は、搬送ハンド２０をウェハカセットへ挿し込む際に、搬送ハンド２０の挿入方向前方の端部に設けられている。さらに、ガイドピン２７は、リブウェハ１０が接触する部分である段差部２４よりも上方に突出している。例えば、ガイドピン２７は、搬送ハンド２０の先端に設けられた段差部２４上に設けられている。このようにガイドピン２７を設けることで、搬送ハンド２０をウェハカセットから引き出したときに、リブウェハ１０の側面にガイドピン２７の側面が接する。これにより、搬送ハンド２０上において、ウェハを所定の位置に合わせることができる。
【００７０】
具体的には、搬送ハンド２０は、次のように動作する。例えば、ウェハカセットに挿入される直前の搬送ハンド２０が、ウェハカセット内のリブウェハ（ここでは、単にウェハとする）とほぼ同じ高さに位置する場合について説明する。ウェハと同じ高さとは、搬送ハンド２０をウェハの下に平行移動させたときに、ちょうど搬送ハンド２０の段差部２４上にウェハが置かれたような状態となる高さをいう。また、搬送ハンド２０の吸着面は、上方を向いている。
【００７１】
まず、ウェハよりも下方に位置するまで、搬送ハンド２０を降下させる。このとき、搬送ハンド２０がウェハカセットに挿入されたときに、ガイドピン２７の上端がウェハにぶつからない高さになるまで、搬送ハンド２０を垂直方向に移動させる。ついで、搬送ハンド２０をウェハカセットに挿し込み、搬送ハンド２０がウェハの真下に位置するまで、搬送ハンド２０を水平方向に移動させる。このとき、ガイドピン２７の上端がウェハの表面と対向しない位置まで、搬送ハンド２０をウェハカセットの奥に挿し込む。
【００７２】
ついで、搬送ハンド２０の段差部２４がウェハに接触するまで、搬送ハンド２０を上昇させる。これにより、ガイドピン２７の側面とウェハの側面とが対向する位置に、搬送ハンド２０が移動する。上述したように、搬送ハンド２０は、ガイドピン２７の上端がウェハの表面と対向しない位置まで水平方向に移動しているため、このとき、ガイドピン２７は、まだウェハに接していない。
【００７３】
ついで、搬送ハンド２０をウェハカセットの挿入口から引き出す。このとき、ガイドピン２７の側面がウェハの側面に接する。上述したように、ガイドピン２７は、ウェハを吸着する位置合わせを行う基準となっている。このため、搬送ハンド２０をウェハカセットから引き出すことによって、ウェハの位置合わせが行われる。搬送ハンド２０にウェハを吸着する処理は、ウェハの位置合わせの直後に行ってもよいし、搬送ハンド２０がウェハカセットの外部に移動された後に行ってもよい。これにより、ウェハカセットからウェハが取り出される。
【００７４】
上述した搬送ハンド２０の移動経路は一例であり、半導体装置の製造工程に合わせて種々変更可能である。このとき、ウェハカセットは、搬送ハンド２０が入出する１つの入出口を有していてもよいし、搬送ハンド２０の移動経路に合わせて複数の入出口を有していてもよい。
【００７５】
また、搬送ハンド２０の吸着面を下方に向けた状態で、ウェハカセットからウェハを取り出してもよい。この場合、搬送ハンド２０の垂直方向の移動方向は、上述した搬送ハンド２０の吸着面（段差部２４が設けられている面）を上方に向けた場合と反対の方向となる。つまり、搬送ハンド２０は、ウェハカセットに挿し込まれる前に、ウェハよりも上方に移動する。そして、搬送ハンド２０は、ウェハカセット内では下方に移動し、ウェハに接触する。
【００７６】
図２は、実施の形態１にかかるハンドリングの別の一例について示す説明図である。ガイドピン２７の側面を、ウェハのウェハカセット（不図示）の挿入口側の側面と接させることで、ウェハの位置合わせを行ってもよい。図２に示す搬送ハンド２２０では、ガイドピン２７は、搬送ハンド２２０の先端よりも搬送ハンド２２０の内側に設けられている。例えば、ガイドピン２７は、搬送ハンド２２０の内側に設けられた段差部２４上に設けられている。搬送ハンド２２０の先端からガイドピン２７までの距離は、ウェハの径と同じかそれ以上であるのがよい。このようにガイドピン２７を設けることで、搬送ハンド２２０をウェハカセットに挿し込んだときに、リブウェハ１０の側面にガイドピン２７の側面が接する。これにより、搬送ハンド２２０上において、ウェハを所定の位置に合わせることができる。
【００７７】
また、搬送ハンド２２０は、搬送ハンド２２０の挿入方向の延長線上を移動する。つまり、搬送ハンド２２０は、ウェハカセットに挿入された後、挿入時の高さおよび進行方向を維持したまま、ウェハカセットから外部に抜け出る。このため、搬送ハンド２２０を用いる場合、ウェハカセットは、搬送ハンド２２０が挿入される挿入口と異なる位置に、搬送ハンド２２０が抜ける出口を有する形状となっているのがよい。例えば、ウェハカセットは、搬送ハンド２２０の挿入口に対向する奥側が出口として開口した筒形状を有する。それ以外の構成は、図１に示す搬送ハンド２０と同様である。
【００７８】
具体的には、搬送ハンド２２０は、次のように動作する。まず、搬送ハンド２２０をウェハカセットに挿し込む。このとき、ウェハのウェハカセットの挿入口側の側面にガイドピン２７の側面が接し、ウェハの位置合わせが行われる。そして、搬送ハンド２２０をウェハカセットに挿し込んだときの高さおよび進行方向を維持したまま、搬送ハンド２２０を水平方向に移動させる。これにより、搬送ハンド２２０がウェハカセットから外部へ抜け出し、ウェハが取り出される。
【００７９】
このように、搬送ハンド２２０を用いることで、搬送ハンド２２０がウェハの真下に移動する前において、ガイドピン２７とウェハとの接触を避けるために行う搬送ハンド２２０の動作が必要なくなる。つまり、搬送ハンド２２０を垂直方向に移動させる動作が必要なくなる。このため、搬送ハンド２２０を水平方向に移動させ、ウェハカセット内を通過させるだけで、ウェハカセットからウェハを取り出すことができる。
【００８０】
図３は、実施の形態１にかかるハンドリングの別の一例について示す説明図である。搬送ハンドのうち、リブウェハ１０のデバイス面２と対向する部分を凹んだ形状とすることで、搬送ハンド上に段差部を設けた構成としてもよい。図３に示す搬送ハンド２３０では、搬送ハンド２３０の前端に、段差部２４が設けられている。また、搬送ハンド２３０のうち、前端側の段差部２４が設けられた部分と、後端側のリブウェハ１０に対向しない部分（以下、付け根部とする）は同じ厚さとなっている。つまり、段差部２４と付け根部とによって、凹部が形成されている。搬送ハンド２３０の付け根部は、リブウェハ１０のリブ部１２の下の領域まで伸びており、リブ部１２に接する。これにより、搬送ハンド２３０の付け根部は、段差部として機能する。それ以外の構成は、図１に示す搬送ハンド２０と同様である。
【００８１】
図４は、実施の形態１にかかるハンドリングの別の一例について示す説明図である。搬送ハンド２０にリブウェハ１０の裏面３側を吸着させてもよい。図４に示すハンドリングでは、搬送ハンド２０に、リブウェハ１０のリブ部１２の裏面（リブ裏面）１４を吸着させている。段差部２４は、リブウェハ１０のリブ裏面１４と重なる位置に設けられている。このとき、吸着孔２２は、リブ裏面１４によって完全に塞がれる位置に設けられているのがよい。それ以外の構成は、図１に示す搬送ハンド２０と同様である。
【００８２】
以上、説明したように、実施の形態１によれば、搬送ハンド２０には、搬送ハンド２０をリブウェハ１０に合わせたときに、リブウェハ１０のおもて面の素子構造が形成されない部分（デバイス面２以外の領域）１１と重なる位置に、段差部２４が設けられている。また、吸着孔２２は、段差部２４に設けられている。このため、搬送ハンド２０は、リブウェハ１０のおもて面の素子構造が形成されない部分１１またはリブ裏面１４を吸着する。これにより、リブウェハ１０のデバイス面２およびリブウェハ１０の裏面３側に設けられた拡散層に、吸着孔２２が接触しない。したがって、吸着孔２２に接触することによるキズや、擦れ、汚れ、染みなどの吸着痕などを生じさせることなく、リブウェハ１０を搬送することができる。また、搬送ハンド２０にリブウェハ１０のデバイス面２側を吸着させる場合、段差部２４によって、リブウェハ１０のデバイス面２は、搬送ハンド２０と接触しない。このため、リブウェハ１０のデバイス面２に吸着痕を生じさせることなく、リブウェハ１０を搬送することができる。また、搬送ハンド２０は、リブウェハ１０の周辺部の厚く残したリブ部１２のみ吸着する。このため、リブウェハ１０が受ける吸着力（吸着圧力）が強くても、リブウェハ１０が変形することを防止することができる。これにより、リブウェハ１０に欠けや割れなどの損傷が生じることを防止することができる。
【００８３】
（実施の形態２）
図５は、実施の形態２にかかるハンドリングについて示す説明図である。搬送ハンドの内部に、互いに独立した複数の第１通気用の孔を設けて、互いに独立した複数の吸着孔を別々に真空引きするようにしてもよい。
【００８４】
実施の形態２では、図５に示すように、吸着孔３２の端部同士が、第１通気用の孔３１によって接続されている箇所と、接続されていない箇所が存在する。すなわち、各第１通気用の孔３１同士は連結されておらず、互いに独立している。
【００８５】
各第１通気用の孔３１には、吸着孔３２を介して異なる第２通気用の孔３３が接続されている。また、各第２通気用の孔３３は、別々の配管２５を介して真空発生源２６に連結されている。つまり、各吸着孔３２は、第１通気用の孔３１および第２通気用の孔３３によって形成され互いに独立した複数の真空系統によって、それぞれ異なる配管２５に連結されている。それ以外の構成は、実施の形態１と同様である。
【００８６】
図６〜図８は、搬送ハンドへのリブ部の吸着位置の一例を示す断面図である。図６〜図８では、図５に示す搬送ハンド３０の段差部２４に、リブ裏面１４が吸着されている。リブウェハ１０のデバイス面は図示省略する。図６では、吸着孔３２がリブ裏面１４によって完全に塞がれた状態で、リブウェハ１０が保持されている。また、図７および図８では、吸着孔３２がリブ裏面１４によって一部塞がれておらず、隙間４２が生じた状態で、リブウェハ１０が保持されている。隙間４２は、例えば、リブ部１２の加工精度のバラツキなどによって、段差部２４とリブ部１２とを合わせる位置がずれることによって生じる。
【００８７】
図５に示す搬送ハンド３０は、図６に示すような隙間のない状態に限らず、図７および図８に示すように隙間４２が生じている状態でも、リブウェハ１０を吸着して保持することができる。その理由は、次に示すとおりである。上述したように、各吸着孔３２には、それぞれが独立して真空状態を維持することができる真空系統（第１通気用の孔３１および第２通気用の孔３３）が設けられている。このため、１つの吸着孔３２で真空漏れが発生したとしても、リブウェハ１０との間に隙間が生じていない他の吸着孔３２で真空状態を維持することができるからである。
【００８８】
図９は、実施の形態２にかかるハンドリングの別の一例について示す説明図である。図５に示す搬送ハンド３０に、ノッチ１５を有するリブウェハ１０を吸着させてもよい。図９に示すように、ノッチ１５が吸着孔３２に重なり、リブウェハ１０と吸着孔３２との間に隙間４２が生じたとしても、搬送ハンド３０は、リブウェハ１０を吸着して保持することができる。その理由は、図７および図８に示すような隙間が生じている場合と同様である。
【００８９】
また、図５に示す搬送ハンドに、オリエンテーションフラットを有するリブウェハを吸着させてもよい。オリエンテーションフラットが吸着孔に重なり、リブウェハと吸着孔との間に隙間が生じたとしても、搬送ハンドは、リブウェハを吸着して保持することができる。その理由は、上述したノッチを有するリブウェハの場合と同様である。
【００９０】
以上、説明したように、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、複数の吸着孔３２に対する真空系統が互いに独立して設けられているので、１つの吸着孔３２で真空漏れが発生したとしても、リブウェハ１０との間に隙間が生じていない他の吸着孔３２で、リブウェハ１０を吸着することができる。これにより、リブウェハ１０を落下させることなく搬送することができる。また、搬送ハンド３０にリブウェハ１０を確実に吸着することができるため、リブウェハ１０のおもて面と裏面の向きを反転させるように、リブウェハ１０を搬送しても、リブウェハ１０が落下することを低減することができる。したがって、リブウェハ１０を損傷させることなく搬送することができる。
【００９１】
（実施の形態３）
図１０は、実施の形態３にかかるハンドリングについて示す説明図である。実施の形態２において、第１通気用の孔に、第２通気用の孔を直接接続してもよい。
【００９２】
実施の形態３では、図１０に示すように、搬送ハンド５０の内部では、吸着孔５２を介さずに、第１通気用の孔５１に第２通気用の孔５３が直接接続されている。それ以外の構成は、実施の形態２と同様である。
【００９３】
以上、説明したように、実施の形態３によれば、実施の形態１，２と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
（実施の形態４）
図１１は、実施の形態４にかかるハンドリングについて示す説明図である。吸着孔と配管をつなぐ真空系統を、吸着孔ごとに設けてもよい。
【００９５】
実施の形態４では、図１１に示すように、各吸着孔６２には、それぞれ異なる第２通気用の孔６３が接続されている。また、吸着孔６２同士はつながっていない。つまり、吸着孔６２同士を接続する第１通気用の孔は設けられていない。また、各第２通気用の孔６３には、それぞれ異なる配管２５が接続されている。それ以外の構成は、実施の形態２と同様である。
【００９６】
以上、説明したように、実施の形態４によれば、実施の形態１，２と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
（実施の形態５）
図１２は、実施の形態５にかかるウェハの吸着状態を判定する判定手段を示す説明図である。実施の形態２〜４に示す搬送ハンドに、リブウェハ１０が搬送ハンドに吸着されているか否か（リブウェハの吸着状態）を判定する判定手段が備えられていてもよい。ここでは、実施の形態２に示す搬送ハンド（図５参照）を用いて説明する。
【００９８】
実施の形態５では、図１２に示すように、真空発生源２６と第２通気用の孔３３との間に、真空発生源２６と直列に、切替部７１およびフィルター７２が接続されている。切替部７１は、リブウェハ１０の搬送ハンド３０への吸着および脱着を切替える。フィルター７２は、吸着孔３２から吸い込まれた塵などが、真空発生源２６に入り込むことを防止する。
【００９９】
また、真空発生源２６と第２通気用の孔３３との間に、真空発生源２６と並列に、流速センサ７３が接続されている。流速センサ７３は、搬送ハンド３０の内部に独立して設けられた複数の真空系統ごとに設けられている。つまり、流速センサ７３は、複数の配管２５ごとに設けられている。流速センサ７３は、真空発生源２６によって真空引きされている搬送ハンド３０の内部（第１通気用の孔３１および第２通気用の孔３２）に流れる空気の流速を測定する（流速測定手段）。また、流速センサ７３は、測定した流速に基づいて、搬送ハンド３０にリブウェハ１０が吸着されているか否かを判定する（吸着判定手段）。流速センサ７３によって測定された流速は、流速センサ７３に接続された流速表示器７４に表示される。真空発生源２６と第２通気用の孔３３の間に接続された切替部７１、フィルター７２、流速センサ７３および流速表示器７４は、それぞれ配管２５によって接続されている。
【０１００】
図１３は、搬送ハンドへのリブ部の吸着位置の一例を示す断面図である。図１２に示す判定手段では、流速センサ７３によって測定された流速によって、真空漏れの有無を判断し、リブウェハ１０が搬送ハンド３０に吸着されているか否か（リブウェハの吸着状態）を判定する。例えば、吸着孔３２がリブ裏面１４によって完全に塞がれ隙間のない状態（図６参照）や、吸着孔３２がリブ裏面１４によって一部塞がれておらず隙間が生じた状態（図７，８参照）、図１３に示すように、吸着孔３２がリブ裏面１４によってまったく塞がれていない状態を判別する。
【０１０１】
具体的には、流速センサ７３によって測定された流速が予め設定した閾値以下の場合に、真空漏れはないと判断し、リブウェハ１０と搬送ハンド３０の間においてウェハ１が受けている吸着力（吸着圧力）は強く、リブウェハ１０は搬送ハンド３０に吸着されていると判定する。一方、流速センサ７３によって流速が予め設定した閾値よりも大きい場合に、真空漏れがあると判断し、リブウェハ１０への吸着圧力は弱く、リブウェハ１０は搬送ハンド３０に吸着されていないと判定する。
【０１０２】
閾値は、搬送ハンド３０の通気用の孔の内部に空気が流れ込んだとしても、リブウェハ１０を吸着して保持する最低限の吸着圧力を維持することができる流速とする。つまり、閾値は、吸着孔３２とリブ裏面１４との間に隙間が生じている場合（図７，８参照）と、吸着孔３２が全て開放されている場合（図１３参照）とを判別する値である。例えば、閾値は、吸着孔３２に生じた隙間の幅に基づいて、搬送ハンド３０の通気用の孔の内部に流れ込む空気の流量などから決定されてもよい。
【０１０３】
また、上述したような判定方法を、上述したように複数の配管２５を有する搬送ハンドに適用し、各配管２５ごとに流速センサ７３を備えてもよいし、これに限らず、例えば実施の形態１のように、第２通気用の孔と真空発生源とを１つの配管２５で連結した搬送ハンドに適用してもよい。第２通気用の孔と真空発生源とを１つの配管２５で連結した搬送ハンドに適用する場合には、１つの配管２５に１つの流速センサ７３を備えて、ウェハの吸着状態を判定する。
【０１０４】
以上、説明したように、実施の形態５によれば、実施の形態１〜４と同様の効果を得ることができる。また、搬送ハンド３０の内部（第１通気用の孔３１および第２通気用の孔３２）に流れる空気の流速に基づいて、真空漏れの有無を判断し、リブウェハ１０の吸着状態を判定する。このため、吸着孔３２がリブ裏面１４によって一部塞がれておらず隙間が生じているが十分な吸着力がある状態と、吸着孔３２がリブ裏面１４によってまったく塞がれていないため吸着力が不十分な状態とを判別することができる。これにより、搬送ハンド３０にリブウェハ１０が確実に吸着されている場合を判別して、リブウェハ１０を搬送することができる。したがって、リブウェハ１０が落下する可能性を低減することができ、リブウェハ１０に損傷が生じることを軽減することができる。
【０１０５】
（実施の形態６）
図１４は、実施の形態６にかかるウェハ搬送機構部を示す説明図である。実施の形態５に示す搬送ハンドは、さらにリブウェハ１０のデバイス面と裏面の向きを反転させる反転手段が備えられていてもよい。
【０１０６】
実施の形態６では、図１４に示すように、リブウェハ１０の吸着状態を判定する判定手段を備えた搬送ハンド３０（図１２参照）は、ウェハ搬送ロボットなどのウェハ搬送機構部８０に接続されている。ウェハ搬送機構部８０は、搬送機構本体部８１と、アーム部８２と、反転機構部８３と、ハンド取付部８４と、制御部８５とで構成されている。
【０１０７】
アーム部８２は、垂直方向に駆動可能で、かつ水平面内で回転駆動可能に、搬送機構本体部８１に支持されている。さらに、アーム部８２は、搬送機構本体部８１に支持された端部の反対側の端部が、搬送機構本体部８１に支持された端部の回転駆動とは別に、水平面内で回転駆動可能となっている。アーム部８２の搬送機構本体部８１に支持された端部の反対側の端部には、搬送ハンド３０を垂直面内で回転させる反転機構部８３が支持されている。反転機構部８３は、搬送ハンド３０を垂直面内で回転させることによって、搬送ハンド３０のウェハが吸着された面（吸着面）と吸着面に対して反対側の面の向きを反転させる。
【０１０８】
反転機構部８３には、ハンド取付部８４を介して搬送ハンド３０が接続されている。制御部８５は、搬送機構本体部８１に接続され、アーム部８２、反転機構部８３、ハンド取付部８４および搬送ハンド３０を制御する。配管２５は、ハンド取付部８４の有する配管ポート（不図示）に接続されている。また、配管２５は、アーム部８２の側面を這うように、アーム部８２に取り付けられていてもよい。この場合、配管２５は、アーム部８２の動作に追従可能な柔軟性を有する材料で形成されていることが望ましい。それ以外の構成は、実施の形態５と同様である。
【０１０９】
以上、説明したように、実施の形態６によれば、実施の形態１〜５と同様の効果を得ることができる。また、搬送ハンド３０にウェハを吸着させたまま、ウェハの移し替えや反転を容易に行うことができる。これにより、人為的ミスによってウェハが破損することを回避することができる。
【０１１０】
（実施の形態７）
図１５は、実施の形態７にかかるウェハ搬送装置を示す平面図である。図１６は、実施の形態７にかかるウェハ搬送装置を示す断面図である。実施の形態６に示すウェハ搬送機構部をウェハ搬送装置に備えて、リブウェハの搬送を制御する構成としてもよい。
【０１１１】
実施の形態７では、図１５および図１６に示すように、ウェハ搬送装置１８０は、ウェハ搬送機構部８０と、ウェハカセット（ウェハ格納手段）９１，９２と、アライナー（ウェハ位置合わせ手段）９３と、操作パネル１８１と、安全カバー１８２と、クリーンファンユニット１８３と、ウェハカセット搭載台１８４と、架台１８５と、制御ユニット１８６と、除電器１８７と、を備えている。
【０１１２】
ウェハカセット９１，９２は、ウェハ搬送機構部８０によって出し入れされるウェハが格納されている。ウェハカセット９１，９２には、例えば寸法や、形状、材質などが異なる種類のウェハカセットを用いてもよい。第１ウェハカセット９１は、例えば製造工程に投入されるウェハが格納されている。第２ウェハカセット９２は、製造工程の途中や完成後に、例えば第１ウェハカセット９１やアライナー９３から搬送されてきたウェハを格納する。アライナー９３は、ウェハ搬送機構部８０によって例えば第１ウェハカセット９１から取り出されたウェハの位置合わせを行う。
【０１１３】
操作パネル１８１は、ウェハカセット種類の搬送パターンや、ウェハの反転の有無による移動およびウェハ格納パターンなど、ウェハ搬送装置を制御する情報などを設定する。安全カバー１８２は、ウェハ搬送機構部８０を覆い、ウェハに塵や埃が付着することを防止する。クリーンファンユニット１８３は、下降する気流を発生させて、ウェハ搬送機構部８０の上方に舞う塵や埃を落とし、ウェハに塵や埃が付着することを防止する。ウェハカセット搭載台１８４には、ウェハカセット９１，９２が搭載される。また、ウェハカセット搭載台１８４は、ウェハカセット９１，９２の種類を識別するセンサが備えられている。
【０１１４】
架台１８５は、ウェハ搬送機構部８０やウェハカセット搭載台１８４など、ウェハ搬送装置１８０を構成する機材などを支持する。また、架台１８５は、ウェハ搬送装置１８０が移動可能なように例えば車輪などが備えられている。制御ユニット１８６は、ウェハ搬送装置を制御する制御プログラムなどを有し、ウェハ搬送装置を制御する。制御ユニット１８６には、例えばウェハ搬送機構部８０に備えられた制御部（図１５参照）などが含まれる。除電器１８７は、ウェハ搬送機構部８０に備えられた搬送ハンドに帯電する静電気を除去し、ウェハに塵や埃が付着することを防止する。ウェハ搬送機構部８０の構成は、実施の形態６と同様である（図１４参照）。
【０１１５】
このようなウェハ搬送装置１８０は、次に示すようにウェハを搬送する。まず、第１ウェハカセット９１に格納されたウェハを、ウェハ搬送機構部８０の搬送ハンドに設けられた吸着孔に真空吸着させ、第１ウェハカセット９１から外部に取り出す。ついで、このウェハを、ウェハ搬送機構部８０によってアライナー９３へ搬送する。ついで、アライナー９３に備えられた台にウェハを搭載し、ウェハの例えばノッチ位置などを合わせる。ついで、ウェハ搬送機構部８０の搬送ハンドに設けられた吸着孔にウェハを真空吸着させ、ウェハをアライナー９３の外部に取り出す。ついで、ウェハ搬送機構部８０によって、アライナー９３から第２ウェハカセット９２にウェハを搬送して格納する。
【０１１６】
上述した各工程において、搬送ハンドによってウェハを吸着した後、ウェハを搬送する前に、ウェハの吸着状態を判定してもよい。例えば、第１ウェハカセット９１内のウェハを搬送ハンドに吸着させた後、第１ウェハカセット９１から外部に取り出す前に、流速センサ（図１２，１４参照）によって、搬送ハンドの通気用の孔の内部に流れる空気の流速を測定する。ついで、流速センサによって、通気用の孔の内部の流速に基づいて、搬送ハンドにウェハが吸着されているか否かを判定する。ウェハの吸着状態を判定する方法は、実施の形態５と同様である。
【０１１７】
また、上述した各工程において、次工程にウェハを搬送する前に、反転機構部（図１４参照）によってウェハの向きを反転させてもよい。また、搬送ハンドによってウェハの外周に沿った周辺部を吸着して、ウェハを搬送してもよい。上述した搬送方法では、リブウェハ（図１９参照）を搬送してもよい。この場合、搬送ハンドによってリブウェハのリブ裏面を吸着して、ウェハを搬送してもよい。
【０１１８】
以上、説明したように、実施の形態７によれば、実施の形態１〜６と同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
（実施例）
図１７は、搬送ハンドの内部に流れる流速とウェハの吸着状態との関係を示す特性図である。また、図１８は、搬送ハンドの内部の圧力とウェハの吸着状態との関係を示す特性図である。まず、実施の形態１に従い、搬送ハンドにリブウェハのリブ裏面を吸着させ、搬送ハンドへのリブ部の吸着位置が異なる３種類の試料を準備した（以下、第１試料〜第３試料とする）。ここで、搬送ハンドの吸着孔の幅を２．０ｍｍとしている。第１試料は、吸着孔がリブ裏面によって完全に塞がれ隙間のない状態とした（図６参照）。第２試料は、吸着孔がリブ裏面によって一部塞がれておらず、０．５ｍｍの隙間が生じた状態とした（図７，８参照）。第３試料は、吸着孔がリブ裏面によってまったく塞がれていない状態とした（図１３参照）。つまり、第３試料では、２．０ｍｍの隙間が生じている状態となっている。
【０１２０】
上述した各試料をそれぞれ複数作製し、実施の形態５に示す判定方法に従い、搬送ハンドの内部に流れる空気の流速を測定した（図１２参照）。閾値を、リブウェハを吸着して保持する最低限の吸着圧力を維持することができる１８．０〜１８．３ｍ／ｓとする。比較として、上述した同じ試料を用いて、従来の判定方法に従い、搬送ハンドの内部の圧力を測定した（図２８参照）。
【０１２１】
図１７に示す結果より、第１試料および第２試料では、搬送ハンドの内部に流れる空気は、閾値以下の流速となった。また、第１試料および第２試料は、搬送ハンドに吸着されていた。これにより、搬送ハンドの内部に流れる流速に基づいて、ウェハの吸着状態を判定することができることがわかった。また、第２試料が示す結果より、搬送ハンドの内部に流れる流速に基づいて、吸着孔とリブ裏面との間に隙間が生じている場合でも、搬送ハンドにリブウェハを吸着することができることがわかった。
【０１２２】
一方、第３試料では、搬送ハンドの内部に流れる空気は、閾値より大きい流速となった。また、第３試料は、搬送ハンドに吸着されていなかった。これにより、搬送ハンドの内部に流れる流速に基づいて、吸着孔とリブ裏面との間に隙間が生じている場合（第２試料）と、吸着孔が全て開放されている場合（第３試料）とを判別することができることがわかった。
【０１２３】
それに対して、図１８に示す結果では、第１試料は、吸着圧力が高くなった。さらに、第１試料は、第２試料および第３試料に比べて、吸着圧力が高いことが明確にわかる。また、第１試料は、搬送ハンドに吸着されていた。一方、第２試料および第３試料は、ほぼ同程度の吸着圧力となった。また、第２試料は、搬送ハンドに吸着されていた。第３試料は、搬送ハンドに吸着されていなかった。つまり、第１試料のように吸着孔がリブ裏面によって完全に塞がれている場合には、搬送ハンドの内部の圧力に基づいて、ウェハの吸着状態を判定することができる。しかしながら、第２試料および第３試料のように隙間の幅に寄らず真空漏れが生じている場合には、搬送ハンドの内部の圧力に明確な差がでないため、搬送ハンドの内部の圧力に基づいて、ウェハの吸着状態を判定することはできないことがわかる。
【０１２４】
以上において本発明では、リブウェハのハンドリングを例に説明しているが、上述した実施の形態に限らず、平坦なウェハのハンドリングに適用することが可能である。また、ウェハの吸着状態の判定において、搬送ハンドの内部の流速を測定しているが、搬送ハンドの内部の流速を測定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
以上のように、本発明にかかるウェハ搬送装置およびウェハ搬送方法は、ウェハ厚の薄いリブウェハや、おもて面または裏面に素子構造が形成されたウェハなどを搬送する際に有用である。
【符号の説明】
【０１２６】
２ ウェハのおもて面の素子構造が形成された部分（デバイス面）
３ ウェハの裏面
１０ リブウェハ
１１ リブウェハのおもて面の素子構造が形成されない部分
１２ リブ部
１３ リブウェハ裏面の中央部
１４ リブ部裏面
２４ 段差部
２５ 配管
２６ 真空発生源
３０ 搬送ハンド
３２ 吸着孔
３１，３３ 通気用の孔
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ウェハ搬送装置およびウェハ搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のウェハのハンドリング方式として、搬送ハンドにウェハを真空吸着する方式（真空吸着方式）、搬送ハンドでウェハの側面を挟み込んで把持する方式（メカチャック方式）、搬送ハンドにウェハを静電気によって吸引する方式（静電チャック方式）、圧縮空気の噴流によって擬似的に真空状態として搬送ハンドにウェハを吸引する方式（フロートチャック方式）、および搬送ハンドの凹部内にウェハを落とし込む方式（落とし込み方式）などが公知である。
【０００３】
まず、真空吸着方式を用いたハンドリングについて説明する。真空吸着方式を用いたハンドリングでは、搬送ハンドとして、吸着孔を備えた吸着パッド、セラミックなどのポーラス状（多孔質）の吸着板を利用したポーラスチャックを有する吸着パッド、または真空ポンプにつながる通気用の孔と吸着孔が搬送ハンドの内部に設けられた吸着パッドなどが用いられる。また、真空吸着方式を用いたハンドリングでは、ウェハのおもて面の、素子構造が形成された部分（以下、デバイス面とする）にキズや汚れを生じさせないように、ウェハのデバイス面に対して反対側の、素子構造が形成されない面（以下、ウェハ裏面とする）を搬送ハンドに吸着させるのが一般的である。
【０００４】
図２１〜図２３は、従来の真空吸着方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。図２１〜図２３では、ウェハ１の平面図におけるウェハ１のデバイス面２の素子構造については図示省略する（以下、図１、図５〜図１１および図２４〜図２７においても同様）。図２１に示すハンドリングでは、搬送ハンド１０１として、吸着孔を備えた吸着パッドが用いられている。搬送ハンド１０１は、ウェハ１の径よりも短いＵ字状のフィンガ部をウェハ１を合わせる部分（以下、吸着面とする）として設けた略矩形状をした板状の本体と、ウェハ１を吸着するための複数のゴムパッド１０２とを有している。各ゴムパッド１０２はそれぞれ、搬送ハンド１０１の吸着面上の例えばフィンガ部の端部および各フィンガ部を連結する部分に設けられ、搬送ハンド１０１の吸着面をウェハ１の裏面（ウェハ裏面）３に合わせたときに、ちょうどウェハ１と重なる部分に位置している。また、ゴムパッド１０２は、真空引きするためのエアチューブなどの配管１０３で、真空ポンプやエジェクターなどの真空発生源１０４と連結されている。ゴムパッド１０２が配管１０３を介して真空引きされることで、ウェハ裏面３がゴムパッド１０２に吸着され、搬送ハンド１０１上にウェハ１が保持される。
【０００５】
図２２に示すハンドリングでは、真空発生源１０４に配管１０３を介してつながる通気用の孔１１３が、搬送ハンド１１１の内部に設けられている。また、搬送ハンド１１１は、ウェハ１の表面を吸着するための複数の吸着孔１１２を有している。各吸着孔１１２の位置は、図２１に示すゴムパッドと同様である。また、各吸着孔１１２は、通気用の孔１１３に接続されている。つまり、吸着孔１１２は、通気用の孔１１３に接続された配管１０３を介して真空発生源１０４と連結されている。そして、搬送ハンド１１１の内部、つまり吸着孔１１２および通気用の孔１１３の内部が真空引きされることで、ウェハ裏面３が吸着孔１１２に吸着され、搬送ハンド１１１上にウェハ１が保持される。それ以外の構成は、図２１に示す真空吸着方式を用いたハンドリングと同様である。
【０００６】
図２３に示すハンドリングでは、搬送ハンド１２１は、ウェハ１の径より長く、かつウェハ１の径よりも狭い略矩形状をした板状の本体と、セラミックや焼結金属などで形成されたポーラス状の板材であるポーラスチャック１２２とを有している。ポーラスチャック１２２は、その表面が搬送ハンド１２１の吸着面に露出するように、搬送ハンド１２１の凹部に嵌め込まれている。ポーラスチャック１２２は、配管１０３を介して真空発生源１０４と連結されている。そして、ポーラスチャック１２２が配管１０３を介して真空引きされることで、ウェハ裏面３がポーラスチャック１２２に吸着され、搬送ハンド１２１上にウェハ１が保持される。
【０００７】
つぎに、メカチャック方式を用いたハンドリングについて説明する。メカチャック方式を用いたハンドリングでは、エアシリンダやモーターなどのアクチュエータによって駆動する爪などのメカニカルチャックを有する搬送ハンドが用いられる。
【０００８】
図２４は、従来のメカチャック方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。図２４に示すハンドリングでは、搬送ハンド１３１は、ウェハ１の径より長く、かつウェハ１の径よりも狭い略矩形状をした板状の本体と、ウェハ１を把持するための複数の爪（以下、把持用爪とする）１３２とを有している。把持用爪１３２は、搬送ハンド１３１の内部に埋め込まれた例えばエアシリンダやモーターなどのアクチュエータ１３３に接続されている。アクチュエータ１３３によって、把持用爪１３２は、ウェハ１表面に対して水平に駆動され、ウェハ１の側面を挟み込む。
【０００９】
把持用爪１３２は、中央部が上部側および下部側よりも凹んだ断面形状を有する例えば筒状または柱状をしている。このため、把持用爪１３２がウェハ１の側面を挟み込んだとき、ウェハ１の側面の上下端部１３４のみが把持用爪１３２に接した状態となる。これにより、ウェハ１表面に対して垂直方向への位置ズレを防止し、把持用爪１３２から外れてしまうことを防止する。また、ウェハ１の表面と搬送ハンド１３１との間に空間ができるように把持用爪１３２の断面形状を決定することで、ウェハ１を搬送ハンド１３１から浮かせた状態で把持することができるので、ウェハ１のデバイス面２を搬送ハンド１３１側に向けて、ウェハ１を把持することもできる。
【００１０】
つぎに、静電チャック方式を用いたハンドリングについて説明する。静電チャック方式を用いたハンドリングでは、静電気を発生させる静電チャック機構などを有する搬送ハンドが用いられる。静電チャック方式は、吸引保持力が高いのが特徴である。しかし、静電チャック機構は重く嵩張るため、搬送ハンド自体の厚みが増してしまう。このため、ウェハの搬送には用いられず、ウェハを固定して保持する際に用いられることが多い。
【００１１】
図２５は、従来の静電チャック方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。図２５に示すハンドリングでは、搬送ハンド１４１は、ウェハ１の径より長く、かつウェハ１の径よりも狭い略矩形状をした板状の本体と、静電気を発生させる静電チャック１４２とを有している。静電チャック１４２は、その表面が搬送ハンド１４１の吸着面に露出するように、搬送ハンド１４１の凹部に嵌め込まれている。静電チャック１４２の内部には、マイナス電極１４３とプラス電極１４４とが互いに離れて設けられている。マイナス電極１４３に接し、静電チャック１４２の表面に露出する誘電体１４５が設けられている。またプラス電極１４４に接し、静電チャック１４２の表面に露出する誘電体１４６が設けられている。マイナス電極１４３および誘電体１４５と、プラス電極１４４および誘電体１４６との間には絶縁体１４７が充填され、電気的に絶縁されている。真空吸着方式を用いたハンドリングと同様の理由から、搬送ハンド１４１にウェハ裏面３を吸着するのが一般的である。
【００１２】
搬送ハンド１４１の吸着面にウェハ裏面３を吸着させるには、まず、マイナス電極１４３とプラス電極１４４の両電極に高い電圧を印加する。これにより、誘電体１４５，１４６の内部に誘電分極が生じる。つまり、マイナス電極１４３に接する誘電体１４５の内部では、マイナス電極１４３側でプラスの電荷に偏り、ウェハ１側でマイナスの電荷に偏った電荷分布となる。これにより、ウェハ１の内部では、誘電体１４５側でプラスの電荷に偏った電荷分布となる。一方、プラス電極１４４からウェハ１にかけて生じる電荷分布は、マイナス電極１４３側と対極する電荷分布となる。このような電荷分布によって、ウェハ裏面３と静電チャック１４２との間に静電気的な吸引力が発生し、ウェハ１と静電チャック１４２とが吸着され、搬送ハンド１４１上にウェハ１が保持される。
【００１３】
つぎに、フロートチャック方式を用いたハンドリングについて説明する。フロートチャック方式を用いたハンドリングでは、ベルヌーイの原理を用いた圧縮空気の噴流によって負圧を発生させるフロートチャックを有する搬送ハンドが用いられる。ウェハは負圧によって浮上した状態で維持されるため、ウェハと搬送ハンドとが接触しない。ただし、ウェハが回転しないように、ウェハ側面またはウェハ表面の一部をハンドと接触させる場合もある。
【００１４】
図２６は、従来のフロートチャック方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。図２６に示すハンドリングでは、搬送ハンド１５１は、ウェハ１の径よりも長いＵ字状のフィンガ部をウェハの吸着面として設けた略矩形状をした板状の本体と、搬送ハンド１５１の吸着面から圧縮空気を噴流させるための通気用の孔１５２とを有している。通気用の孔１５２は、搬送ハンド１５１の内部に設けられている。搬送ハンド１５１の吸着面には、ウェハ裏面３を吸着する複数の噴出孔１５３が設けられている。
【００１５】
各噴出孔１５３の位置は、図２１に示すゴムパッドと同様である。また、各噴出孔１５３は、通気用の孔１５２に接続され、搬送ハンド１５１の内部で連結されている。さらに、噴出孔１５３は、通気用の孔１５２に接続されたエアチューブなどの配管１５４で、コンプレッサーなどの圧縮空気発生源１５５と連結されている。
【００１６】
そして、噴出孔１５３は、円錐台をくりぬいた形状の側壁を有し、通気用の孔１５２を介して圧縮空気発生源１５５から流れてくる圧縮空気１６１が噴出孔１５３の側壁に沿って旋回して外部へ噴出される構造となっている。このように、圧縮空気１６１が旋回して流れ出ることによって、噴出孔１５３の中央部には負圧１６０が発生し、擬似的な真空状態となる。そして、負圧１６０によって引き寄せられるように、噴出孔１５３にウェハ裏面３が吸引され、搬送ハンド１５１上にウェハ１が浮いた状態で保持される。
【００１７】
また、ウェハ１の径よりも長いフィンガ部には、搬送ハンド１５１の吸着面をウェハ裏面３に合わせたときにウェハ１と重ならない部分に、ウェハ裏面３に対して水平方向への位置ズレを防止するガイドピン１５６が設けられている。図２６の断面図では、ガイドピン１５６は図示省略する。
【００１８】
つぎに、落とし込み方式を用いたハンドリングについて説明する。落とし込み方式を用いたハンドリングでは、ウェハがちょうど収まる程度の凹部が設けられた搬送ハンドが用いられる。落とし込み方式では、上述した各方式とは異なり、ウェハは搬送ハンドの凹部に置かれているだけであるため、ウェハに外的保持力は発生していない。
【００１９】
図２７は、従来の落とし込み方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。図２７に示すハンドリングでは、搬送ハンド１７１は、ウェハ１の径より長く、かつウェハ１の径よりも狭い略矩形状をした板状の本体と、ウェハ１を収容するための凹部１７２とを有している。凹部１７２は、ウェハ１がちょうど収まる程度の大きさを有する。凹部１７２内にウェハ１を収容する際には、ウェハ裏面３側が凹部１７２の底面に接するように、凹部１７２内にウェハ１を落とし込む。または、搬送ハンド１７１でウェハ１を掬い上げ、凹部１７２内にウェハ１を収める。これにより、搬送時の慣性力や遠心力によってウェハ１が落下しないように搬送することができる。
【００２０】
このような搬送ハンドを有するハンドリング装置として、次のような装置が提案されている。レチクルハンドリング装置は先端にＵ字型ホークを備える。Ｕ字型ホークのアーム部間の側壁に設けられた段部上と、各アーム部の先端上には、吸着部が形成されている。吸着部は環状の突部と凹部を有し、突部上にレチクルが載置される。吸着部は、レチクルの外周縁のほぼ均等に離れた３ヶ所の点（保持点）を吸着して保持する。これにより、レチクルを安定して保持でき、脱落しないように安全に搬送できる。凹部は、アーム部の内部の吸着ホールに連通している。そして、この吸着ホールは、アーム部の長さ方向に沿って埋設された真空引き通路につながっている。段部の吸着部の凹部も同様の吸着ホールを経て真空引き通路につながっている。各真空引き通路は、基部で合流して一つの通路となって、アーム外の真空源にバルブを介して接続している（例えば、下記特許文献１参照。）。
【００２１】
また、別の装置として、少なくともリストブロックと搬送ハンドとフィンガと爪とからなる円盤状物の把持型搬送装置において、リストブロックと搬送ハンドとは互いに固定され、リストブロックに水平面内で回動可能に連結された２つのフィンガの先端にそれぞれ取り付けられた爪と、搬送ハンドの先端に固設された少なくとも１つの爪とによって、円盤状物の周縁を把持して前記円盤状物を搬送するための把持型搬送装置であって、全ての前記爪が前記円盤状物に接触してその周縁を把持した状態で、回動する２つのフィンガの先端に取り付けられた爪の周縁に接する点における押圧方向が、前記円盤状物のほぼ中心方向である装置が提案されている（例えば、下記特許文献２参照。）。
【００２２】
また、ウェハを搬送する方法として、次のような方法が提案されている。キャリア内の半導体基板を扁平状の移送ハンド体で１枚ずつ取り出して、次工程の加工ステージに移送するにおいて、キャリア内における半導体基板の下方に、移送ハンド体における一対のフォーク部を、半導体基板の外周縁と両フォーク部の付け根部分の内径側との間に隙間が空くようにして挿入する。次いで、移送ハンド体を上昇させるかまたはキャリアを下降させて、取り出し対象の半導体基板の左右両外周縁に近い部位を両フォーク部で支持する。なお、両フォーク部の上面には、半導体基板を吸着保持するための上向き開口状の吸引穴がそれぞれ形成されている（例えば、下記特許文献３参照。）。
【００２３】
また、上述した真空吸着方式を用いたハンドリングでは、次に示すように、搬送ハンドにウェハが吸着されているか否か（以下、ウェハの吸着状態とする）を判定する。図２８は、従来の真空吸着方式を用いたハンドリングにおけるウェハの吸着状態を判定する判定手段を示す説明図である。例えば、図２２に示す搬送ハンド１１１にウェハ１を真空吸着する場合について説明する。図２８に示すように、真空発生源１０４と搬送ハンド１１１内の通気用の孔１１３との間には、真空発生源１０４と直列に、切替部２０１およびフィルター２０２が接続されている。切替部２０１は、ウェハ１の搬送ハンド１１１への吸着およびウェハ１の搬送ハンド１１１からの離脱を切替える。フィルター２０２は、吸着孔１１２から吸い込まれた塵などが、真空発生源１０４に入り込むことを防止する。
【００２４】
また、真空発生源１０４と通気用の孔１１３との間には、真空発生源１０４と並列に、圧力センサ２０３が接続されている。圧力センサ２０３は、通気用の孔１１３の内部の圧力を測定する。圧力センサ２０３よって測定された圧力値は、圧力センサ２０３に接続された圧力表示器２０４に表示される。真空発生源１０４と通気用の孔１１３間に接続された切替部２０１、フィルター２０２、圧力センサ２０３および圧力表示器２０４は、それぞれ配管１０３によって接続されている。
【００２５】
図２８に示す判定手段では、圧力センサ２０３によって測定された圧力値によって、真空漏れの有無を判断し、ウェハ１の吸着状態を判定する。具体的には、圧力センサ２０３によって測定された圧力が大気圧から所定の値以上減圧され、真空状態であるといえる場合に、真空漏れはないと判断し、ウェハ１と搬送ハンド１１１との間においてウェハ１が受けている吸着力（以下、吸着圧力とする）は強く、ウェハ１は搬送ハンド１１１に吸着されていると判定する。一方、圧力センサ２０３によって測定された圧力値では通気用の孔１１３の内部が真空状態であるとはいえない場合に、真空漏れがあると判断し、ウェハ１への吸着圧力は低く、ウェハ１は搬送ハンド１１１に吸着されていないと判定する。
【００２６】
このようにウェハの吸着状態を判定する判定手段として、次のような手段が提案されている。吸着ハンド内には空気通路が設けられ、この空気通路の開口部として吸着孔が吸着バンドの下面に設けられ、空気通路の末端が真空ポンプ等の吸気口に連通接続されている。また、空気通路の一部には吸気圧を検出するための圧力センサが設置され、この圧力センサの検出圧力が一定値以下になったとき、吸着ハンドがその下面にシリコンウェハを吸着したことが検出される（例えば、下記特許文献４参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】特開２００４−０７１７３０号公報
【特許文献２】特開２００６−１５０５３８号公報
【特許文献３】特開２００６−１９０８１７号公報
【特許文献４】特開平０２−１１６１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
しかしながら、上述した各ハンドリング（図２１〜図２５および図２７参照）では、ウェハ裏面３の素子構造が搬送ハンドに接触してしまう。このため、ウェハ裏面３に例えば拡散層などの素子構造が形成されている場合に、ウェハ裏面３の素子構造にキズや、擦れ、汚れ、染みなど（以下、吸着痕とする）が生じてしまう。
【００２９】
また、メカチャック方式を用いたハンドリング（図２４参照）では、把持用爪１３２に接するウェハ１の側面の上下端部１３４に欠け（チッピング）が発生する虞がある。また、フロートチャック方式を用いたハンドリング（図２６参照）では、位置ズレを防止するガイドピン１５６とウェハ１の側面が接触した場合、ウェハ１の側面が欠けてしまう虞がある。
【００３０】
また、現在、デバイスチップの高性能化を計るためにウェハの薄化が促進されており、例えば、ウェハの裏面側の外周に沿った周辺部の厚さを補強部（リブ部）として残し、ウェハの裏面側を段差形状としたウェハ（以下、リブウェハとする）が提案されている。リブウェハは、リブ部を残すことによって強度が維持されるため、割れや反りが軽減される。しかしながら、このようなリブウェハを、上述したような平坦なウェハ（リブ部のないウェハ）と同様にハンドリング（図２１〜図２７参照）することは難しく、次のような問題が生じてしまう。
【００３１】
図１９は、リブウェハの構造について示す平面図である。図１９では、図面の上側および下側に、リブウェハのおもて面および裏面の平面形状を示し、図面の中央に、リブウェハの切断線Ａ−Ａ’における断面図を示す。図１９に示すように、リブウェハ１０は、例えば、ウェハのおもて面の素子構造が形成されない部分（デバイス面２以外の領域）１１の裏面３側の外周端部の全周または一部をリブ部１２として残し、ウェハの中央部のみを薄くしている。リブウェハ１０の裏面３の凹部底面である中央部（以下、裏面中央部とする）１３には、素子構造として例えば拡散層が形成されている。つまり、リブウェハ１０の裏面３は、素子構造が形成された裏面中央部１３と、素子構造が形成されないリブ部１２の裏面（以下、リブ裏面とする）１４とで構成されている。
【００３２】
そして、真空吸着方式または静電チャック方式を用いてリブウェハ１０をハンドリングした場合（図２１〜図２３および図２５参照）、リブウェハ１０のデバイス面２を搬送ハンド側に向けて合わせると、デバイス面２が搬送ハンドの吸着面に接触してしまう。このため、リブウェハ１０のデバイス面２に吸着痕が生じてしまう。
【００３３】
一方、リブウェハ１０の裏面中央部１３を搬送ハンド側に向けて合わせると、リブ部１２の加工精度のバラツキによって、搬送ハンドと接するリブ裏面１４が吸着孔からずれてしまい吸着孔を完全に塞ぐことができない可能性がある。このため、真空漏れが発生してしまい、搬送ハンドにリブウェハ１０が吸着されない虞が生じる。これにより、リブウェハの搬送時、リブウェハ１０を落下させてしまう可能性が高くなる。
【００３４】
また、上述した平坦なウェハの吸着状態を判定する従来の判定手段（図２８参照）では、真空漏れが発生すると漏れの程度にかかわらず圧力表示器に同じような値が表示される。そのため、従来の判定手段でリブウェハ１０の吸着状態を判断しようとしても、真空漏れがあるが十分な吸着力がある場合（リブ裏面１４が少し吸着孔からずれている場合）と、真空漏れによって吸着力が十分でない場合（ずれが大きくて吸着孔が全開に近い状態の場合）との区別を付けることができない。つまり、リブウェハ１０の吸着状態を判定することは難しい。このため、リブウェハ１０の搬送時、リブウェハ１０を落下させてしまう可能性を低減することができない。
【００３５】
また、メカチャック方式を用いた場合（図２４参照）、平坦なウェハの場合と同様に、把持用爪１３２に接するリブ部の側面の上下端部１３４に欠けが発生する虞がある。なお、把持用爪１３２の材質をゴムなどの弾性材料とすることで、ウェハ端部の欠けを低減することができる。しかしながら、この場合、半導体素子を製造するクリーンルーム内に塵や埃が発生してしまうため、弾性材料で形成された把持用爪１３２を用いることは適切ではない。
【００３６】
図２０は、フロートチャック方式を用いたリブウェハのハンドリングについて示す断面図である。フロートチャック方式を用いた場合（図２６参照）、図２０に示すように、リブウェハ１０の裏面３が搬送ハンド１５１側に向いていると、負圧１６０によってリブウェハ１０の裏面中央部１３のみが噴出孔１５３に吸引されるため、リブウェハ１０が変形してしまう。これにより、裏面中央部１３とリブ部１２の境界近傍１９１に応力が集中し、ウェハに割れなどが発生する虞がある。また、リブ裏面１４が搬送ハンド１５１に接触し、リブ裏面１４の例えば端部１９２に欠けが発生し、パーティクルの発生原因となることが懸念される。
【００３７】
また、落とし込み方式を用いたハンドリング（図２７参照）では、リブウェハ１０は、搬送ハンド１７１上に載せられているだけで、確実に保持されてはいない。このため、搬送ハンド１７１がリブウェハ１０を載せた水平状態から傾いた場合に、リブウェハ１０が落下してしまう可能性がある。したがって、例えばリブウェハ１０の搬送を自動化した場合など、リブウェハ１０を落下させることなく確実に搬送することは難しい。
【００３８】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ウェハのデバイスが形成された面または形成される面に吸着痕や損傷を生じさせることなくウェハを搬送するウェハ搬送装置およびウェハ搬送方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３９】
上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、請求項１の発明にかかるウェハ搬送装置は、ウェハを吸着する複数の吸着孔を有する搬送手段と、前記搬送手段の内部に設けられ、前記吸着孔に接続された通気用の孔と、前記通気用の孔に接続され、当該通気用の孔の内部を真空引きする真空発生手段と、を具備し、前記搬送手段には、ウェハの素子構造が形成されない領域に接触して当該ウェハを支持する支持部が設けられ、前記支持部は、前記搬送手段のうち、ウェハに対向する部分で、かつ当該ウェハに接触しない部分よりも当該ウェハ側に突出しており、前記吸着孔が前記支持部に設けられ、前記通気用の孔が互いに離れて複数設けられ、前記通気用の孔のそれぞれが少なくとも１つ以上の前記吸着孔に接続されてなるウェハ搬送機構を備えることを特徴とする。
【００４０】
また、請求項２の発明にかかるウェハ搬送装置は、請求項１に記載の発明において、前記通気用の孔は、それぞれ異なる前記吸着孔に接続されていることを特徴とする。
【００４１】
また、請求項３の発明にかかるウェハ搬送装置は、請求項１または２に記載の発明において、前記支持部は、前記搬送手段をウェハに合わせたときに、当該ウェハの外周に沿った周辺部と重なる位置に設けられていることを特徴とする。
【００４２】
また、請求項４の発明にかかるウェハ搬送装置は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の発明において、前記支持部は、前記搬送手段をウェハに合わせたときに、当該ウェハの外周に沿って厚く残された周辺部と重なる位置に設けられていることを特徴とする。
【００４３】
また、請求項５の発明にかかるウェハ搬送装置は、請求項４に記載の発明において、前記吸着孔は、ウェハの外周に沿って厚く残された周辺部によって段差形状をなす面側に前記搬送手段を合わせたときに、当該周辺部と重なる位置に設けられていることを特徴とする。
【００４４】
また、請求項６の発明にかかるウェハ搬送装置は、請求項１〜５のいずれか一つに記載の発明において、前記ウェハ搬送機構は、前記搬送手段を裏返して前記搬送手段に吸着されたウェハの面を反転させる反転手段をさらに備えることを特徴とする。
【００４５】
また、請求項７の発明にかかるウェハ搬送装置は、請求項１〜６のいずれか一つに記載の発明において、前記ウェハ搬送機構は、前記真空発生手段によって真空引きされている前記搬送手段の前記通気用の孔の内部に流れる空気の流速を測定する流速測定手段と、前記流速測定手段によって測定された前記流速に基づいて、前記搬送手段にウェハが吸着されているか否かを判定する吸着判定手段と、をさらに備えることを特徴とする。
【００４６】
また、請求項８の発明にかかるウェハ搬送装置は、請求項１〜７のいずれか一つに記載のウェハ搬送機構と、前記ウェハ搬送機構によって出し入れされるウェハを格納するウェハ格納手段と、前記ウェハ搬送機構によって前記ウェハ格納手段から取り出されたウェハの位置を合わせるウェハ位置合わせ手段と、を備えることを特徴とする。
【００４７】
また、上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、請求項９の発明にかかるウェハ搬送方法は、ウェハの素子構造が形成されない部分が搬送手段の支持部に接触し、かつ該ウェハの素子構造が形成されない部分を、該支持部に設けられた、互いに独立して真空引きが可能な複数の吸着孔に吸着させた状態で、該ウェハを搬送することを特徴とする。
【００４８】
また、請求項１０の発明にかかるウェハ搬送方法は、請求項９に記載の発明において、前記吸着孔にウェハを吸着させる際に前記吸着孔の真空引きによって流れる空気の流速を測定し、該測定結果に基づいてウェハの吸着の程度を判定することを特徴とする。
【００４９】
また、請求項１１の発明にかかるウェハ搬送方法は、請求項９または１０に記載の発明において、外周に沿って周辺部が厚く残されたウェハの、該周辺部によって段差形状をなす面側の該周辺部の面を吸着することを特徴とする。
【００５０】
また、請求項１２の発明にかかるウェハ搬送方法は、請求項９〜１１のいずれか一つに記載の発明において、全ての吸着孔を互いに独立して真空引きすることを特徴とする。
【００５１】
上述した発明によれば、搬送手段には、搬送手段をウェハに合わせたときに、ウェハの外周に沿った周辺部と重なる位置、つまり素子構造が形成されない部分と重なる位置に、支持部が設けられている。また、吸着孔は、支持部に設けられている。このため、搬送手段は、ウェハの素子構造が形成されない部分を吸着する。これにより、ウェハのおもて面に設けられたデバイス面およびウェハの裏面側に設けられた拡散層に、吸着孔が接触しない。また、支持部によって、ウェハのデバイス面は、搬送ハンドと接触しない。また、複数の吸着孔に対する真空系統が互いに独立して設けられているので、搬送手段をウェハに吸着したときに、１つの吸着孔で真空漏れが発生したとしても、ウェハとの間に隙間が生じていない他の吸着孔で、ウェハを吸着することができる。これにより、ウェハが落下する可能性を低減することができる。また、搬送手段にウェハを確実に吸着することができるため、ウェハのおもて面と裏面の向きを反転させるように、ウェハを搬送しても、ウェハが落下することを低減することができる。
【００５２】
また、請求項７によれば、搬送手段の通気用の孔の内部に流れる空気の流速に基づいて、真空漏れの有無を判断し、ウェハの吸着状態を判定する。このため、吸着孔がウェハの外周に沿った周辺部（例えばリブ部）によって一部塞がれておらず隙間が生じているが吸着力がある状態と、吸着孔がウェハの外周に沿った周辺部によってまったく塞がれていないため吸着力が不順分な状態とを判別することができる。これにより、搬送手段にウェハが確実に吸着されている場合を判別して、ウェハを搬送することができる。
【００５３】
また、上述した請求項９〜１２によれば、搬送手段にウェハを吸着させたまま、ウェハの移し変えや反転を容易に行うことができる。これにより、人為的ミスによってウェハが破損することを回避することができる。
【発明の効果】
【００５４】
本発明にかかるウェハ搬送装置およびウェハ搬送方法によれば、ウェハのデバイスが形成された面または形成される面に吸着痕や損傷を生じさせることなくウェハを搬送することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施の形態１にかかるハンドリングについて示す説明図である。
【図２】実施の形態１にかかるハンドリングの別の一例について示す説明図である。
【図３】実施の形態１にかかるハンドリングの別の一例について示す説明図である。
【図４】実施の形態１にかかるハンドリングの別の一例について示す説明図である。
【図５】実施の形態２にかかるハンドリングについて示す説明図である。
【図６】搬送ハンドへのリブ部の吸着位置の一例を示す断面図である。
【図７】搬送ハンドへのリブ部の吸着位置の一例を示す断面図である。
【図８】搬送ハンドへのリブ部の吸着位置の一例を示す断面図である。
【図９】実施の形態２にかかるハンドリングの別の一例について示す説明図である。
【図１０】実施の形態３にかかるハンドリングについて示す説明図である。
【図１１】実施の形態４にかかるハンドリングについて示す説明図である。
【図１２】実施の形態５にかかるウェハの吸着状態を判定する判定手段を示す説明図である。
【図１３】搬送ハンドへのリブ部の吸着位置の一例を示す断面図である。
【図１４】実施の形態６にかかるウェハ搬送機構部を示す説明図である。
【図１５】実施の形態７にかかるウェハ搬送装置を示す平面図である。
【図１６】実施の形態７にかかるウェハ搬送装置を示す断面図である。
【図１７】搬送ハンドの内部に流れる流速とウェハの吸着状態との関係を示す特性図である。
【図１８】搬送ハンドの内部の圧力とウェハの吸着状態との関係を示す特性図である。
【図１９】リブウェハの構造について示す平面図である。
【図２０】フロートチャック方式を用いたリブウェハのハンドリングについて示す断面図である。
【図２１】従来の真空吸着方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。
【図２２】従来の真空吸着方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。
【図２３】従来の真空吸着方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。
【図２４】従来のメカチャック方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。
【図２５】従来の静電チャック方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。
【図２６】従来のフロートチャック方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。
【図２７】従来の落とし込み方式を用いたハンドリングについて示す説明図である。
【図２８】従来の真空吸着方式を用いたハンドリングにおけるウェハの吸着状態を判定する判定手段を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるウェハ搬送装置およびウェハ搬送方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５７】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかるハンドリングについて示す説明図である。ここでは、ウェハの裏面３側の外周端部の全周または一部を補強部（リブ部）１２として残して、裏面３の中央部（裏面中央部）１３を薄くし、裏面３側を段差形状としたウェハ（リブウェハ）１０を用いて説明する（図１９参照）。図１に示すハンドリングでは、搬送ハンド（搬送手段）２０は、板状の本体とリブウェハ１０を吸着するための吸着孔２２とを有している。板状の本体のウェハカセット（不図示）への挿入方向の長さは、リブウェハ１０の径より長いのが好適である。複数の吸着孔２２を意図する箇所に設けることができるためであるが、この点については後述する。
【００５８】
また、板状の本体のウェハカセットへの挿入方向と直行する方向の長さ（幅）は、リブウェハ１０の径よりも狭いのがよい。搬送ハンド２０を図示省略するウェハカセットに挿入したときに、搬送ハンド２０がウェハカセットに接触しないようにするためである。ウェハカセットの側壁から内側に向かってウェハを支持する部分が張り出している場合、搬送ハンド２０は、このウェハカセット側壁のウェハを支持する部分にも接触しないような寸法を有するのが好ましい。搬送ハンド２０の本体の内部には、第１通気用の孔２１および第２通気用の孔２３が設けられている。また、搬送ハンド２０の本体は、リブウェハ１０を合わせる部分（吸着面）の幅ａが、リブウェハ１０を合わせない部分の幅ｂに比べて広い形状となっている。
【００５９】
搬送ハンド２０の吸着面には、リブウェハ１０の素子構造が形成されない部分（デバイス面２以外の領域）１１に接触してリブウェハ１０を支持する段差部２４（支持部）が設けられている。段差部２４は、搬送ハンド２０のうち、リブウェハ１０のおもて面の素子構造が設けられた部分（デバイス面）２に対向する部分よりもリブウェハ１０側に突出している。このため、搬送ハンド２０のうち、リブウェハ１０のおもて面の素子構造が設けられた部分２に対向する部分は、リブウェハ１０に接触しない部分となっている。
【００６０】
つまり、段差部２４は、搬送ハンド２０をリブウェハ１０に合わせたときに、リブウェハ１０のおもて面の素子構造が形成されない部分１１と重なり、リブウェハ１０のおもて面の素子構造が設けられた部分（デバイス面）２とは重ならない。例えば、リブウェハ１０では、おもて面の素子構造が形成されない部分１１は、リブ部１２となっている。すなわち、段差部２４は、リブウェハ１０のリブ部１２と重なる位置に設けられている。
【００６１】
なお、段差部２４のリブウェハ１０と接触する面は、リブウェハ１０を傷つけないように加工されている。この段差部２４のリブウェハ１０との接触面は、例えば研磨されているとよい。図１に示すように、突起状の段差部２４を設けて、この段差部２４でリブウェハ１０を吸着する構成であれば、研磨する面積が少なくて済む。
【００６２】
また、図示省略するが、低発塵性の樹脂（例えば、ポリエーテルエーテルケトン）を段差部２４のリブウェハ１０との接触面（表面）に貼ってもよい。このようにすることで、段差部２４にリブウェハ１０のどちらの面を吸着させた場合であっても、リブウェハ１０の表面を傷つけることがない。また、両者の密着度が向上するため、エア漏れを低減することができる。
【００６３】
段差部２４には、吸着孔２２が設けられている。第１通気用の孔２１は、複数設けられている。そして、各第１通気用の孔２１は、それぞれ少なくとも１つ以上の吸着孔２２に接続されている。また、吸着孔２２は、搬送ハンド２０にリブウェハ１０をバランスよく吸着できる位置に設けられるのが望ましい。また、吸着孔２２は、できるだけ吸着面積が大きくなるように設けられるのがよい。
【００６４】
例えば、吸着孔２２は、リブウェハ１０の外周に沿った円弧形状を有する。具体的には、図１に示すように、吸着孔２２は、リブウェハ１０の外周に沿った周辺部を吸着することができる位置に、かつリブウェハ１０の中心位置を挟んで向かい合うように複数箇所に設けられている。このとき、段差部２４は、リブウェハ１０の外周に沿った周辺部の全周の、少なくとも吸着孔２２が設けられた位置に設けられていればよい。
【００６５】
各吸着孔２２は、搬送ハンド２０の内部に設けられた第１通気用の孔２１によって接続され、搬送ハンド２０の内部で連結されている。例えば、図１に示すように、第１通気用の孔２１は、円弧形状を有する向かい合う吸着孔２２の端部同士を接続する。つまり、図１では、吸着孔２２および第１通気用の孔２１によって形成される平面形状は、例えば略小判形状となる。このように、全ての吸着孔２２および第１通気用の孔２１は、ひとつながりになっている。
【００６６】
また、第１通気用の孔２１には、吸着孔２２を介して第２通気用の孔２３が接続されている。第２通気用の孔２３は、搬送ハンド２０の内部に設けられている。また、第２通気用の孔２３は、搬送ハンド２０の外部に接続された真空引きするための配管２５を介して、真空発生源（真空発生手段）２６に連結されている。つまり、搬送ハンド２０の内部には、吸着孔２２と配管２５をつなぐ、第１通気用の孔２１および第２通気用の孔２３によって形成され連続した孔（真空系統）が設けられている。搬送ハンド２０は例えばクリーンルーム内で用いられることが多いため、配管２５は、塵を発生させない材料で形成されていることが望ましい。
【００６７】
真空発生源２６は、搬送ハンド２０の内部、つまり吸着孔２２、第１通気用の孔２１および第２通気用の孔２３の内部を真空引きする。搬送ハンド２０の内部が真空引きされることで、リブウェハ１０は、吸着孔２２に吸着され、搬送ハンド２０上に保持される。配管２５は、エアチューブなどであってもよい。真空発生源２６は、真空ポンプやエジェクターなどであってもよい。
【００６８】
搬送ハンド２０の端部には、搬送ハンド２０をリブウェハ１０に合わせたときに、ちょうどリブウェハ１０の側面に接する位置に、ガイドピン２７が設けられている。ガイドピン２７は、搬送ハンド２０にリブウェハ１０を吸着する位置を合わせる際の基準となる。つまり、ガイドピン２７は、その側面がウェハの側面に接しているときに、搬送ハンド２０上の所定の位置にウェハが配置されるような位置に設けられている。例えば、ガイドピン２７は、リブウェハ１０の側面と接しているときに、向かい合う円弧形状の吸着孔２２の中心位置とリブウェハ１０の中心位置とが一致するように設けられる。
【００６９】
また、ガイドピン２７は、搬送ハンド２０の前端に設けられている。つまり、ガイドピン２７は、搬送ハンド２０をウェハカセットへ挿し込む際に、搬送ハンド２０の挿入方向前方の端部に設けられている。さらに、ガイドピン２７は、リブウェハ１０が接触する部分である段差部２４よりも上方に突出している。例えば、ガイドピン２７は、搬送ハンド２０の先端に設けられた段差部２４上に設けられている。このようにガイドピン２７を設けることで、搬送ハンド２０をウェハカセットから引き出したときに、リブウェハ１０の側面にガイドピン２７の側面が接する。これにより、搬送ハンド２０上において、ウェハを所定の位置に合わせることができる。
【００７０】
具体的には、搬送ハンド２０は、次のように動作する。例えば、ウェハカセットに挿入される直前の搬送ハンド２０が、ウェハカセット内のリブウェハ（ここでは、単にウェハとする）とほぼ同じ高さに位置する場合について説明する。ウェハと同じ高さとは、搬送ハンド２０をウェハの下に平行移動させたときに、ちょうど搬送ハンド２０の段差部２４上にウェハが置かれたような状態となる高さをいう。また、搬送ハンド２０の吸着面は、上方を向いている。
【００７１】
まず、ウェハよりも下方に位置するまで、搬送ハンド２０を降下させる。このとき、搬送ハンド２０がウェハカセットに挿入されたときに、ガイドピン２７の上端がウェハにぶつからない高さになるまで、搬送ハンド２０を垂直方向に移動させる。ついで、搬送ハンド２０をウェハカセットに挿し込み、搬送ハンド２０がウェハの真下に位置するまで、搬送ハンド２０を水平方向に移動させる。このとき、ガイドピン２７の上端がウェハの表面と対向しない位置まで、搬送ハンド２０をウェハカセットの奥に挿し込む。
【００７２】
ついで、搬送ハンド２０の段差部２４がウェハに接触するまで、搬送ハンド２０を上昇させる。これにより、ガイドピン２７の側面とウェハの側面とが対向する位置に、搬送ハンド２０が移動する。上述したように、搬送ハンド２０は、ガイドピン２７の上端がウェハの表面と対向しない位置まで水平方向に移動しているため、このとき、ガイドピン２７は、まだウェハに接していない。
【００７３】
ついで、搬送ハンド２０をウェハカセットの挿入口から引き出す。このとき、ガイドピン２７の側面がウェハの側面に接する。上述したように、ガイドピン２７は、ウェハを吸着する位置合わせを行う基準となっている。このため、搬送ハンド２０をウェハカセットから引き出すことによって、ウェハの位置合わせが行われる。搬送ハンド２０にウェハを吸着する処理は、ウェハの位置合わせの直後に行ってもよいし、搬送ハンド２０がウェハカセットの外部に移動された後に行ってもよい。これにより、ウェハカセットからウェハが取り出される。
【００７４】
上述した搬送ハンド２０の移動経路は一例であり、半導体装置の製造工程に合わせて種々変更可能である。このとき、ウェハカセットは、搬送ハンド２０が入出する１つの入出口を有していてもよいし、搬送ハンド２０の移動経路に合わせて複数の入出口を有していてもよい。
【００７５】
また、搬送ハンド２０の吸着面を下方に向けた状態で、ウェハカセットからウェハを取り出してもよい。この場合、搬送ハンド２０の垂直方向の移動方向は、上述した搬送ハンド２０の吸着面（段差部２４が設けられている面）を上方に向けた場合と反対の方向となる。つまり、搬送ハンド２０は、ウェハカセットに挿し込まれる前に、ウェハよりも上方に移動する。そして、搬送ハンド２０は、ウェハカセット内では下方に移動し、ウェハに接触する。
【００７６】
図２は、実施の形態１にかかるハンドリングの別の一例について示す説明図である。ガイドピン２７の側面を、ウェハのウェハカセット（不図示）の挿入口側の側面と接させることで、ウェハの位置合わせを行ってもよい。図２に示す搬送ハンド２２０では、ガイドピン２７は、搬送ハンド２２０の先端よりも搬送ハンド２２０の内側に設けられている。例えば、ガイドピン２７は、搬送ハンド２２０の内側に設けられた段差部２４上に設けられている。搬送ハンド２２０の先端からガイドピン２７までの距離は、ウェハの径と同じかそれ以上であるのがよい。このようにガイドピン２７を設けることで、搬送ハンド２２０をウェハカセットに挿し込んだときに、リブウェハ１０の側面にガイドピン２７の側面が接する。これにより、搬送ハンド２２０上において、ウェハを所定の位置に合わせることができる。
【００７７】
また、搬送ハンド２２０は、搬送ハンド２２０の挿入方向の延長線上を移動する。つまり、搬送ハンド２２０は、ウェハカセットに挿入された後、挿入時の高さおよび進行方向を維持したまま、ウェハカセットから外部に抜け出る。このため、搬送ハンド２２０を用いる場合、ウェハカセットは、搬送ハンド２２０が挿入される挿入口と異なる位置に、搬送ハンド２２０が抜ける出口を有する形状となっているのがよい。例えば、ウェハカセットは、搬送ハンド２２０の挿入口に対向する奥側が出口として開口した筒形状を有する。それ以外の構成は、図１に示す搬送ハンド２０と同様である。
【００７８】
具体的には、搬送ハンド２２０は、次のように動作する。まず、搬送ハンド２２０をウェハカセットに挿し込む。このとき、ウェハのウェハカセットの挿入口側の側面にガイドピン２７の側面が接し、ウェハの位置合わせが行われる。そして、搬送ハンド２２０をウェハカセットに挿し込んだときの高さおよび進行方向を維持したまま、搬送ハンド２２０を水平方向に移動させる。これにより、搬送ハンド２２０がウェハカセットから外部へ抜け出し、ウェハが取り出される。
【００７９】
このように、搬送ハンド２２０を用いることで、搬送ハンド２２０がウェハの真下に移動する前において、ガイドピン２７とウェハとの接触を避けるために行う搬送ハンド２２０の動作が必要なくなる。つまり、搬送ハンド２２０を垂直方向に移動させる動作が必要なくなる。このため、搬送ハンド２２０を水平方向に移動させ、ウェハカセット内を通過させるだけで、ウェハカセットからウェハを取り出すことができる。
【００８０】
図３は、実施の形態１にかかるハンドリングの別の一例について示す説明図である。搬送ハンドのうち、リブウェハ１０のデバイス面２と対向する部分を凹んだ形状とすることで、搬送ハンド上に段差部を設けた構成としてもよい。図３に示す搬送ハンド２３０では、搬送ハンド２３０の前端に、段差部２４が設けられている。また、搬送ハンド２３０のうち、前端側の段差部２４が設けられた部分と、後端側のリブウェハ１０に対向しない部分（以下、付け根部とする）は同じ厚さとなっている。つまり、段差部２４と付け根部とによって、凹部が形成されている。搬送ハンド２３０の付け根部は、リブウェハ１０のリブ部１２の下の領域まで伸びており、リブ部１２に接する。これにより、搬送ハンド２３０の付け根部は、段差部として機能する。それ以外の構成は、図１に示す搬送ハンド２０と同様である。
【００８１】
図４は、実施の形態１にかかるハンドリングの別の一例について示す説明図である。搬送ハンド２０にリブウェハ１０の裏面３側を吸着させてもよい。図４に示すハンドリングでは、搬送ハンド２０に、リブウェハ１０のリブ部１２の裏面（リブ裏面）１４を吸着させている。段差部２４は、リブウェハ１０のリブ裏面１４と重なる位置に設けられている。このとき、吸着孔２２は、リブ裏面１４によって完全に塞がれる位置に設けられているのがよい。それ以外の構成は、図１に示す搬送ハンド２０と同様である。
【００８２】
以上、説明したように、実施の形態１によれば、搬送ハンド２０には、搬送ハンド２０をリブウェハ１０に合わせたときに、リブウェハ１０のおもて面の素子構造が形成されない部分（デバイス面２以外の領域）１１と重なる位置に、段差部２４が設けられている。また、吸着孔２２は、段差部２４に設けられている。このため、搬送ハンド２０は、リブウェハ１０のおもて面の素子構造が形成されない部分１１またはリブ裏面１４を吸着する。これにより、リブウェハ１０のデバイス面２およびリブウェハ１０の裏面３側に設けられた拡散層に、吸着孔２２が接触しない。したがって、吸着孔２２に接触することによるキズや、擦れ、汚れ、染みなどの吸着痕などを生じさせることなく、リブウェハ１０を搬送することができる。また、搬送ハンド２０にリブウェハ１０のデバイス面２側を吸着させる場合、段差部２４によって、リブウェハ１０のデバイス面２は、搬送ハンド２０と接触しない。このため、リブウェハ１０のデバイス面２に吸着痕を生じさせることなく、リブウェハ１０を搬送することができる。また、搬送ハンド２０は、リブウェハ１０の周辺部の厚く残したリブ部１２のみ吸着する。このため、リブウェハ１０が受ける吸着力（吸着圧力）が強くても、リブウェハ１０が変形することを防止することができる。これにより、リブウェハ１０に欠けや割れなどの損傷が生じることを防止することができる。
【００８３】
（実施の形態２）
図５は、実施の形態２にかかるハンドリングについて示す説明図である。搬送ハンドの内部に、互いに独立した複数の第１通気用の孔を設けて、互いに独立した複数の吸着孔を別々に真空引きするようにしてもよい。
【００８４】
実施の形態２では、図５に示すように、吸着孔３２の端部同士が、第１通気用の孔３１によって接続されている箇所と、接続されていない箇所が存在する。すなわち、各第１通気用の孔３１同士は連結されておらず、互いに独立している。
【００８５】
各第１通気用の孔３１には、吸着孔３２を介して異なる第２通気用の孔３３が接続されている。また、各第２通気用の孔３３は、別々の配管２５を介して真空発生源２６に連結されている。つまり、各吸着孔３２は、第１通気用の孔３１および第２通気用の孔３３によって形成され互いに独立した複数の真空系統によって、それぞれ異なる配管２５に連結されている。それ以外の構成は、実施の形態１と同様である。
【００８６】
図６〜図８は、搬送ハンドへのリブ部の吸着位置の一例を示す断面図である。図６〜図８では、図５に示す搬送ハンド３０の段差部２４に、リブ裏面１４が吸着されている。リブウェハ１０のデバイス面は図示省略する。図６では、吸着孔３２がリブ裏面１４によって完全に塞がれた状態で、リブウェハ１０が保持されている。また、図７および図８では、吸着孔３２がリブ裏面１４によって一部塞がれておらず、隙間４２が生じた状態で、リブウェハ１０が保持されている。隙間４２は、例えば、リブ部１２の加工精度のバラツキなどによって、段差部２４とリブ部１２とを合わせる位置がずれることによって生じる。
【００８７】
図５に示す搬送ハンド３０は、図６に示すような隙間のない状態に限らず、図７および図８に示すように隙間４２が生じている状態でも、リブウェハ１０を吸着して保持することができる。その理由は、次に示すとおりである。上述したように、各吸着孔３２には、それぞれが独立して真空状態を維持することができる真空系統（第１通気用の孔３１および第２通気用の孔３３）が設けられている。このため、１つの吸着孔３２で真空漏れが発生したとしても、リブウェハ１０との間に隙間が生じていない他の吸着孔３２で真空状態を維持することができるからである。
【００８８】
図９は、実施の形態２にかかるハンドリングの別の一例について示す説明図である。図５に示す搬送ハンド３０に、ノッチ１５を有するリブウェハ１０を吸着させてもよい。図９に示すように、ノッチ１５が吸着孔３２に重なり、リブウェハ１０と吸着孔３２との間に隙間４２が生じたとしても、搬送ハンド３０は、リブウェハ１０を吸着して保持することができる。その理由は、図７および図８に示すような隙間が生じている場合と同様である。
【００８９】
また、図５に示す搬送ハンドに、オリエンテーションフラットを有するリブウェハを吸着させてもよい。オリエンテーションフラットが吸着孔に重なり、リブウェハと吸着孔との間に隙間が生じたとしても、搬送ハンドは、リブウェハを吸着して保持することができる。その理由は、上述したノッチを有するリブウェハの場合と同様である。
【００９０】
以上、説明したように、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、複数の吸着孔３２に対する真空系統が互いに独立して設けられているので、１つの吸着孔３２で真空漏れが発生したとしても、リブウェハ１０との間に隙間が生じていない他の吸着孔３２で、リブウェハ１０を吸着することができる。これにより、リブウェハ１０を落下させることなく搬送することができる。また、搬送ハンド３０にリブウェハ１０を確実に吸着することができるため、リブウェハ１０のおもて面と裏面の向きを反転させるように、リブウェハ１０を搬送しても、リブウェハ１０が落下することを低減することができる。したがって、リブウェハ１０を損傷させることなく搬送することができる。
【００９１】
（実施の形態３）
図１０は、実施の形態３にかかるハンドリングについて示す説明図である。実施の形態２において、第１通気用の孔に、第２通気用の孔を直接接続してもよい。
【００９２】
実施の形態３では、図１０に示すように、搬送ハンド５０の内部では、吸着孔５２を介さずに、第１通気用の孔５１に第２通気用の孔５３が直接接続されている。それ以外の構成は、実施の形態２と同様である。
【００９３】
以上、説明したように、実施の形態３によれば、実施の形態１，２と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
（実施の形態４）
図１１は、実施の形態４にかかるハンドリングについて示す説明図である。吸着孔と配管をつなぐ真空系統を、吸着孔ごとに設けてもよい。
【００９５】
実施の形態４では、図１１に示すように、各吸着孔６２には、それぞれ異なる第２通気用の孔６３が接続されている。また、吸着孔６２同士はつながっていない。つまり、吸着孔６２同士を接続する第１通気用の孔は設けられていない。また、各第２通気用の孔６３には、それぞれ異なる配管２５が接続されている。それ以外の構成は、実施の形態２と同様である。
【００９６】
以上、説明したように、実施の形態４によれば、実施の形態１，２と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
（実施の形態５）
図１２は、実施の形態５にかかるウェハの吸着状態を判定する判定手段を示す説明図である。実施の形態２〜４に示す搬送ハンドに、リブウェハ１０が搬送ハンドに吸着されているか否か（リブウェハの吸着状態）を判定する判定手段が備えられていてもよい。ここでは、実施の形態２に示す搬送ハンド（図５参照）を用いて説明する。
【００９８】
実施の形態５では、図１２に示すように、真空発生源２６と第２通気用の孔３３との間に、真空発生源２６と直列に、切替部７１およびフィルター７２が接続されている。切替部７１は、リブウェハ１０の搬送ハンド３０への吸着および脱着を切替える。フィルター７２は、吸着孔３２から吸い込まれた塵などが、真空発生源２６に入り込むことを防止する。
【００９９】
また、真空発生源２６と第２通気用の孔３３との間に、真空発生源２６と並列に、流速センサ７３が接続されている。流速センサ７３は、搬送ハンド３０の内部に独立して設けられた複数の真空系統ごとに設けられている。つまり、流速センサ７３は、複数の配管２５ごとに設けられている。流速センサ７３は、真空発生源２６によって真空引きされている搬送ハンド３０の内部（第１通気用の孔３１および第２通気用の孔３２）に流れる空気の流速を測定する（流速測定手段）。また、流速センサ７３は、測定した流速に基づいて、搬送ハンド３０にリブウェハ１０が吸着されているか否かを判定する（吸着判定手段）。流速センサ７３によって測定された流速は、流速センサ７３に接続された流速表示器７４に表示される。真空発生源２６と第２通気用の孔３３の間に接続された切替部７１、フィルター７２、流速センサ７３および流速表示器７４は、それぞれ配管２５によって接続されている。
【０１００】
図１３は、搬送ハンドへのリブ部の吸着位置の一例を示す断面図である。図１２に示す判定手段では、流速センサ７３によって測定された流速によって、真空漏れの有無を判断し、リブウェハ１０が搬送ハンド３０に吸着されているか否か（リブウェハの吸着状態）を判定する。例えば、吸着孔３２がリブ裏面１４によって完全に塞がれ隙間のない状態（図６参照）や、吸着孔３２がリブ裏面１４によって一部塞がれておらず隙間が生じた状態（図７，８参照）、図１３に示すように、吸着孔３２がリブ裏面１４によってまったく塞がれていない状態を判別する。
【０１０１】
具体的には、流速センサ７３によって測定された流速が予め設定した閾値以下の場合に、真空漏れはないと判断し、リブウェハ１０と搬送ハンド３０の間においてウェハ１が受けている吸着力（吸着圧力）は強く、リブウェハ１０は搬送ハンド３０に吸着されていると判定する。一方、流速センサ７３によって流速が予め設定した閾値よりも大きい場合に、真空漏れがあると判断し、リブウェハ１０への吸着圧力は弱く、リブウェハ１０は搬送ハンド３０に吸着されていないと判定する。
【０１０２】
閾値は、搬送ハンド３０の通気用の孔の内部に空気が流れ込んだとしても、リブウェハ１０を吸着して保持する最低限の吸着圧力を維持することができる流速とする。つまり、閾値は、吸着孔３２とリブ裏面１４との間に隙間が生じている場合（図７，８参照）と、吸着孔３２が全て開放されている場合（図１３参照）とを判別する値である。例えば、閾値は、吸着孔３２に生じた隙間の幅に基づいて、搬送ハンド３０の通気用の孔の内部に流れ込む空気の流量などから決定されてもよい。
【０１０３】
また、上述したような判定方法を、上述したように複数の配管２５を有する搬送ハンドに適用し、各配管２５ごとに流速センサ７３を備えてもよいし、これに限らず、例えば実施の形態１のように、第２通気用の孔と真空発生源とを１つの配管２５で連結した搬送ハンドに適用してもよい。第２通気用の孔と真空発生源とを１つの配管２５で連結した搬送ハンドに適用する場合には、１つの配管２５に１つの流速センサ７３を備えて、ウェハの吸着状態を判定する。
【０１０４】
以上、説明したように、実施の形態５によれば、実施の形態１〜４と同様の効果を得ることができる。また、搬送ハンド３０の内部（第１通気用の孔３１および第２通気用の孔３２）に流れる空気の流速に基づいて、真空漏れの有無を判断し、リブウェハ１０の吸着状態を判定する。このため、吸着孔３２がリブ裏面１４によって一部塞がれておらず隙間が生じているが十分な吸着力がある状態と、吸着孔３２がリブ裏面１４によってまったく塞がれていないため吸着力が不十分な状態とを判別することができる。これにより、搬送ハンド３０にリブウェハ１０が確実に吸着されている場合を判別して、リブウェハ１０を搬送することができる。したがって、リブウェハ１０が落下する可能性を低減することができ、リブウェハ１０に損傷が生じることを軽減することができる。
【０１０５】
（実施の形態６）
図１４は、実施の形態６にかかるウェハ搬送機構部を示す説明図である。実施の形態５に示す搬送ハンドは、さらにリブウェハ１０のデバイス面と裏面の向きを反転させる反転手段が備えられていてもよい。
【０１０６】
実施の形態６では、図１４に示すように、リブウェハ１０の吸着状態を判定する判定手段を備えた搬送ハンド３０（図１２参照）は、ウェハ搬送ロボットなどのウェハ搬送機構部８０に接続されている。ウェハ搬送機構部８０は、搬送機構本体部８１と、アーム部８２と、反転機構部８３と、ハンド取付部８４と、制御部８５とで構成されている。
【０１０７】
アーム部８２は、垂直方向に駆動可能で、かつ水平面内で回転駆動可能に、搬送機構本体部８１に支持されている。さらに、アーム部８２は、搬送機構本体部８１に支持された端部の反対側の端部が、搬送機構本体部８１に支持された端部の回転駆動とは別に、水平面内で回転駆動可能となっている。アーム部８２の搬送機構本体部８１に支持された端部の反対側の端部には、搬送ハンド３０を垂直面内で回転させる反転機構部８３が支持されている。反転機構部８３は、搬送ハンド３０を垂直面内で回転させることによって、搬送ハンド３０のウェハが吸着された面（吸着面）と吸着面に対して反対側の面の向きを反転させる。
【０１０８】
反転機構部８３には、ハンド取付部８４を介して搬送ハンド３０が接続されている。制御部８５は、搬送機構本体部８１に接続され、アーム部８２、反転機構部８３、ハンド取付部８４および搬送ハンド３０を制御する。配管２５は、ハンド取付部８４の有する配管ポート（不図示）に接続されている。また、配管２５は、アーム部８２の側面を這うように、アーム部８２に取り付けられていてもよい。この場合、配管２５は、アーム部８２の動作に追従可能な柔軟性を有する材料で形成されていることが望ましい。それ以外の構成は、実施の形態５と同様である。
【０１０９】
以上、説明したように、実施の形態６によれば、実施の形態１〜５と同様の効果を得ることができる。また、搬送ハンド３０にウェハを吸着させたまま、ウェハの移し替えや反転を容易に行うことができる。これにより、人為的ミスによってウェハが破損することを回避することができる。
【０１１０】
（実施の形態７）
図１５は、実施の形態７にかかるウェハ搬送装置を示す平面図である。図１６は、実施の形態７にかかるウェハ搬送装置を示す断面図である。実施の形態６に示すウェハ搬送機構部をウェハ搬送装置に備えて、リブウェハの搬送を制御する構成としてもよい。
【０１１１】
実施の形態７では、図１５および図１６に示すように、ウェハ搬送装置１８０は、ウェハ搬送機構部８０と、ウェハカセット（ウェハ格納手段）９１，９２と、アライナー（ウェハ位置合わせ手段）９３と、操作パネル１８１と、安全カバー１８２と、クリーンファンユニット１８３と、ウェハカセット搭載台１８４と、架台１８５と、制御ユニット１８６と、除電器１８７と、を備えている。
【０１１２】
ウェハカセット９１，９２は、ウェハ搬送機構部８０によって出し入れされるウェハが格納されている。ウェハカセット９１，９２には、例えば寸法や、形状、材質などが異なる種類のウェハカセットを用いてもよい。第１ウェハカセット９１は、例えば製造工程に投入されるウェハが格納されている。第２ウェハカセット９２は、製造工程の途中や完成後に、例えば第１ウェハカセット９１やアライナー９３から搬送されてきたウェハを格納する。アライナー９３は、ウェハ搬送機構部８０によって例えば第１ウェハカセット９１から取り出されたウェハの位置合わせを行う。
【０１１３】
操作パネル１８１は、ウェハカセット種類の搬送パターンや、ウェハの反転の有無による移動およびウェハ格納パターンなど、ウェハ搬送装置を制御する情報などを設定する。安全カバー１８２は、ウェハ搬送機構部８０を覆い、ウェハに塵や埃が付着することを防止する。クリーンファンユニット１８３は、下降する気流を発生させて、ウェハ搬送機構部８０の上方に舞う塵や埃を落とし、ウェハに塵や埃が付着することを防止する。ウェハカセット搭載台１８４には、ウェハカセット９１，９２が搭載される。また、ウェハカセット搭載台１８４は、ウェハカセット９１，９２の種類を識別するセンサが備えられている。
【０１１４】
架台１８５は、ウェハ搬送機構部８０やウェハカセット搭載台１８４など、ウェハ搬送装置１８０を構成する機材などを支持する。また、架台１８５は、ウェハ搬送装置１８０が移動可能なように例えば車輪などが備えられている。制御ユニット１８６は、ウェハ搬送装置を制御する制御プログラムなどを有し、ウェハ搬送装置を制御する。制御ユニット１８６には、例えばウェハ搬送機構部８０に備えられた制御部（図１５参照）などが含まれる。除電器１８７は、ウェハ搬送機構部８０に備えられた搬送ハンドに帯電する静電気を除去し、ウェハに塵や埃が付着することを防止する。ウェハ搬送機構部８０の構成は、実施の形態６と同様である（図１４参照）。
【０１１５】
このようなウェハ搬送装置１８０は、次に示すようにウェハを搬送する。まず、第１ウェハカセット９１に格納されたウェハを、ウェハ搬送機構部８０の搬送ハンドに設けられた吸着孔に真空吸着させ、第１ウェハカセット９１から外部に取り出す。ついで、このウェハを、ウェハ搬送機構部８０によってアライナー９３へ搬送する。ついで、アライナー９３に備えられた台にウェハを搭載し、ウェハの例えばノッチ位置などを合わせる。ついで、ウェハ搬送機構部８０の搬送ハンドに設けられた吸着孔にウェハを真空吸着させ、ウェハをアライナー９３の外部に取り出す。ついで、ウェハ搬送機構部８０によって、アライナー９３から第２ウェハカセット９２にウェハを搬送して格納する。
【０１１６】
上述した各工程において、搬送ハンドによってウェハを吸着した後、ウェハを搬送する前に、ウェハの吸着状態を判定してもよい。例えば、第１ウェハカセット９１内のウェハを搬送ハンドに吸着させた後、第１ウェハカセット９１から外部に取り出す前に、流速センサ（図１２，１４参照）によって、搬送ハンドの通気用の孔の内部に流れる空気の流速を測定する。ついで、流速センサによって、通気用の孔の内部の流速に基づいて、搬送ハンドにウェハが吸着されているか否かを判定する。ウェハの吸着状態を判定する方法は、実施の形態５と同様である。
【０１１７】
また、上述した各工程において、次工程にウェハを搬送する前に、反転機構部（図１４参照）によってウェハの向きを反転させてもよい。また、搬送ハンドによってウェハの外周に沿った周辺部を吸着して、ウェハを搬送してもよい。上述した搬送方法では、リブウェハ（図１９参照）を搬送してもよい。この場合、搬送ハンドによってリブウェハのリブ裏面を吸着して、ウェハを搬送してもよい。
【０１１８】
以上、説明したように、実施の形態７によれば、実施の形態１〜６と同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
（実施例）
図１７は、搬送ハンドの内部に流れる流速とウェハの吸着状態との関係を示す特性図である。また、図１８は、搬送ハンドの内部の圧力とウェハの吸着状態との関係を示す特性図である。まず、実施の形態１に従い、搬送ハンドにリブウェハのリブ裏面を吸着させ、搬送ハンドへのリブ部の吸着位置が異なる３種類の試料を準備した（以下、第１試料〜第３試料とする）。ここで、搬送ハンドの吸着孔の幅を２．０ｍｍとしている。第１試料は、吸着孔がリブ裏面によって完全に塞がれ隙間のない状態とした（図６参照）。第２試料は、吸着孔がリブ裏面によって一部塞がれておらず、０．５ｍｍの隙間が生じた状態とした（図７，８参照）。第３試料は、吸着孔がリブ裏面によってまったく塞がれていない状態とした（図１３参照）。つまり、第３試料では、２．０ｍｍの隙間が生じている状態となっている。
【０１２０】
上述した各試料をそれぞれ複数作製し、実施の形態５に示す判定方法に従い、搬送ハンドの内部に流れる空気の流速を測定した（図１２参照）。閾値を、リブウェハを吸着して保持する最低限の吸着圧力を維持することができる１８．０〜１８．３ｍ／ｓとする。比較として、上述した同じ試料を用いて、従来の判定方法に従い、搬送ハンドの内部の圧力を測定した（図２８参照）。
【０１２１】
図１７に示す結果より、第１試料および第２試料では、搬送ハンドの内部に流れる空気は、閾値以下の流速となった。また、第１試料および第２試料は、搬送ハンドに吸着されていた。これにより、搬送ハンドの内部に流れる流速に基づいて、ウェハの吸着状態を判定することができることがわかった。また、第２試料が示す結果より、搬送ハンドの内部に流れる流速に基づいて、吸着孔とリブ裏面との間に隙間が生じている場合でも、搬送ハンドにリブウェハを吸着することができることがわかった。
【０１２２】
一方、第３試料では、搬送ハンドの内部に流れる空気は、閾値より大きい流速となった。また、第３試料は、搬送ハンドに吸着されていなかった。これにより、搬送ハンドの内部に流れる流速に基づいて、吸着孔とリブ裏面との間に隙間が生じている場合（第２試料）と、吸着孔が全て開放されている場合（第３試料）とを判別することができることがわかった。
【０１２３】
それに対して、図１８に示す結果では、第１試料は、吸着圧力が高くなった。さらに、第１試料は、第２試料および第３試料に比べて、吸着圧力が高いことが明確にわかる。また、第１試料は、搬送ハンドに吸着されていた。一方、第２試料および第３試料は、ほぼ同程度の吸着圧力となった。また、第２試料は、搬送ハンドに吸着されていた。第３試料は、搬送ハンドに吸着されていなかった。つまり、第１試料のように吸着孔がリブ裏面によって完全に塞がれている場合には、搬送ハンドの内部の圧力に基づいて、ウェハの吸着状態を判定することができる。しかしながら、第２試料および第３試料のように隙間の幅に寄らず真空漏れが生じている場合には、搬送ハンドの内部の圧力に明確な差がでないため、搬送ハンドの内部の圧力に基づいて、ウェハの吸着状態を判定することはできないことがわかる。
【０１２４】
以上において本発明では、リブウェハのハンドリングを例に説明しているが、上述した実施の形態に限らず、平坦なウェハのハンドリングに適用することが可能である。また、ウェハの吸着状態の判定において、搬送ハンドの内部の流速を測定しているが、搬送ハンドの内部の流速を測定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
以上のように、本発明にかかるウェハ搬送装置およびウェハ搬送方法は、ウェハ厚の薄いリブウェハや、おもて面または裏面に素子構造が形成されたウェハなどを搬送する際に有用である。
【符号の説明】
【０１２６】
２ ウェハのおもて面の素子構造が形成された部分（デバイス面）
３ ウェハの裏面
１０ リブウェハ
１１ リブウェハのおもて面の素子構造が形成されない部分
１２ リブ部
１３ リブウェハ裏面の中央部
１４ リブ部裏面
２４ 段差部
２５ 配管
２６ 真空発生源
３０ 搬送ハンド
３２ 吸着孔
３１，３３ 通気用の孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハを吸着する複数の吸着孔を有する搬送手段と、
前記搬送手段の内部に設けられ、前記吸着孔に接続された通気用の孔と、
前記通気用の孔に接続され、当該通気用の孔の内部を真空引きする真空発生手段と、を具備し、
前記搬送手段には、ウェハの素子構造が形成されない領域に接触して当該ウェハを支持する支持部が設けられ、
前記支持部は、前記搬送手段のうち、ウェハに対向する部分で、かつ当該ウェハに接触しない部分よりも当該ウェハ側に突出しており、
前記吸着孔が前記支持部に設けられ、
前記通気用の孔が互いに離れて複数設けられ、
前記通気用の孔のそれぞれが少なくとも１つ以上の前記吸着孔に接続されてなるウェハ搬送機構を備えることを特徴とするウェハ搬送装置。
【請求項２】
前記通気用の孔は、それぞれ異なる前記吸着孔に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のウェハ搬送装置。
【請求項３】
前記支持部は、前記搬送手段をウェハに合わせたときに、当該ウェハの外周に沿った周辺部と重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のウェハ搬送装置。
【請求項４】
前記支持部は、前記搬送手段をウェハに合わせたときに、当該ウェハの外周に沿って厚く残された周辺部と重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のウェハ搬送装置。
【請求項５】
前記吸着孔は、ウェハの外周に沿って厚く残された周辺部によって段差形状をなす面側に前記搬送手段を合わせたときに、当該周辺部と重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項４に記載のウェハ搬送装置。
【請求項６】
前記ウェハ搬送機構は、前記搬送手段を裏返して前記搬送手段に吸着されたウェハの面を反転させる反転手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のウェハ搬送装置。
【請求項７】
前記ウェハ搬送機構は、
前記真空発生手段によって真空引きされている前記搬送手段の前記通気用の孔の内部に流れる空気の流速を測定する流速測定手段と、
前記流速測定手段によって測定された前記流速に基づいて、前記搬送手段にウェハが吸着されているか否かを判定する吸着判定手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のウェハ搬送装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載のウェハ搬送機構と、
前記ウェハ搬送機構によって出し入れされるウェハを格納するウェハ格納手段と、
前記ウェハ搬送機構によって前記ウェハ格納手段から取り出されたウェハの位置を合わせるウェハ位置合わせ手段と、
を備えることを特徴とするウェハ搬送装置。
【請求項９】
ウェハの素子構造が形成されない部分が搬送手段の支持部に接触し、かつ該ウェハの素子構造が形成されない部分を、該支持部に設けられた、互いに独立して真空引きが可能な複数の吸着孔に吸着させた状態で、該ウェハを搬送することを特徴とするウェハ搬送方法。
【請求項１０】
前記吸着孔にウェハを吸着させる際に前記吸着孔の真空引きによって流れる空気の流速を測定し、該測定結果に基づいてウェハの吸着の程度を判定することを特徴とする請求項９に記載のウェハ搬送方法。
【請求項１１】
外周に沿って周辺部が厚く残されたウェハの、該周辺部によって段差形状をなす面側の該周辺部の面を吸着することを特徴とする請求項９または１０に記載のウェハ搬送方法。
【請求項１２】
全ての吸着孔を互いに独立して真空引きすることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一つに記載のウェハ搬送方法。
【請求項１】
ウェハを吸着する複数の吸着孔を有する搬送手段と、
前記搬送手段の内部に設けられ、前記吸着孔に接続された通気用の孔と、
前記通気用の孔に接続され、当該通気用の孔の内部を真空引きする真空発生手段と、を具備し、
前記搬送手段には、ウェハの素子構造が形成されない領域に接触して当該ウェハを支持する支持部が設けられ、
前記支持部は、前記搬送手段のうち、ウェハに対向する部分で、かつ当該ウェハに接触しない部分よりも当該ウェハ側に突出しており、
前記吸着孔が前記支持部に設けられ、
前記通気用の孔が互いに離れて複数設けられ、
前記通気用の孔のそれぞれが少なくとも１つ以上の前記吸着孔に接続されてなるウェハ搬送機構を備えることを特徴とするウェハ搬送装置。
【請求項２】
前記通気用の孔は、それぞれ異なる前記吸着孔に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のウェハ搬送装置。
【請求項３】
前記支持部は、前記搬送手段をウェハに合わせたときに、当該ウェハの外周に沿った周辺部と重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のウェハ搬送装置。
【請求項４】
前記支持部は、前記搬送手段をウェハに合わせたときに、当該ウェハの外周に沿って厚く残された周辺部と重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のウェハ搬送装置。
【請求項５】
前記吸着孔は、ウェハの外周に沿って厚く残された周辺部によって段差形状をなす面側に前記搬送手段を合わせたときに、当該周辺部と重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項４に記載のウェハ搬送装置。
【請求項６】
前記ウェハ搬送機構は、前記搬送手段を裏返して前記搬送手段に吸着されたウェハの面を反転させる反転手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のウェハ搬送装置。
【請求項７】
前記ウェハ搬送機構は、
前記真空発生手段によって真空引きされている前記搬送手段の前記通気用の孔の内部に流れる空気の流速を測定する流速測定手段と、
前記流速測定手段によって測定された前記流速に基づいて、前記搬送手段にウェハが吸着されているか否かを判定する吸着判定手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のウェハ搬送装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載のウェハ搬送機構と、
前記ウェハ搬送機構によって出し入れされるウェハを格納するウェハ格納手段と、
前記ウェハ搬送機構によって前記ウェハ格納手段から取り出されたウェハの位置を合わせるウェハ位置合わせ手段と、
を備えることを特徴とするウェハ搬送装置。
【請求項９】
ウェハの素子構造が形成されない部分が搬送手段の支持部に接触し、かつ該ウェハの素子構造が形成されない部分を、該支持部に設けられた、互いに独立して真空引きが可能な複数の吸着孔に吸着させた状態で、該ウェハを搬送することを特徴とするウェハ搬送方法。
【請求項１０】
前記吸着孔にウェハを吸着させる際に前記吸着孔の真空引きによって流れる空気の流速を測定し、該測定結果に基づいてウェハの吸着の程度を判定することを特徴とする請求項９に記載のウェハ搬送方法。
【請求項１１】
外周に沿って周辺部が厚く残されたウェハの、該周辺部によって段差形状をなす面側の該周辺部の面を吸着することを特徴とする請求項９または１０に記載のウェハ搬送方法。
【請求項１２】
全ての吸着孔を互いに独立して真空引きすることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一つに記載のウェハ搬送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２０１１−２１１１１９（Ｐ２０１１−２１１１１９Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７９８７４（Ｐ２０１０−７９８７４）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
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