特許ウォッチ

公開番号2025156062
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2025046515
出願日2025-03-21
発明の名称ウェーハの搬送アーム及びウェーハの搬送システム
出願人株式会社東京精密,株式会社ハーモテック
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 21/677 20060101AFI20251002BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】様々な厚さのウェーハを、ウェーハの位置ずれを抑制しつつ搬送でき、搬送時にウェーハが反る現象が抑えられ、ウェーハのロード位置精度を安定して確保でき、かつ安定してアンロードすることが可能なウェーハの搬送アーム及びウェーハの搬送システムを提供する。
【解決手段】アーム天板11の下面12に開口する複数のエアー吐出口13,14と、下面12に設けられ下側へ向かうに従い径方向外側に向けて傾斜するスロープ部15と、を備え、ウェーハWが吸引され下面12に接近移動したときに、スロープ部15は、ウェーハWの外周部に接触可能であり、複数のエアー吐出口13,14は、ウェーハWの外周部に上側から対向する外側エアー吐出口13と、外側エアー吐出口13よりも径方向内側に配置される内側エアー吐出口14と、を有し、外側エアー吐出口13から吐出されるエアー圧が、内側エアー吐出口14から吐出されるエアー圧よりも小さい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
エアーを吐出することによる負圧でウェーハを上側から吸引保持するウェーハの搬送アームであって、
アーム天板の下面に開口する複数のエアー吐出口と、
前記下面に設けられ、下側へ向かうに従い径方向外側に向けて傾斜するスロープ部と、を備え、
前記ウェーハが前記負圧で吸引され、前記下面に接近移動したときに、前記スロープ部は、前記ウェーハの外周部に接触可能であり、
前記複数のエアー吐出口は、
前記ウェーハの外周部に上側から対向して配置される外側エアー吐出口と、
前記外側エアー吐出口よりも径方向内側に配置される内側エアー吐出口と、を有し、
前記外側エアー吐出口から吐出されるエアー圧が、前記内側エアー吐出口から吐出されるエアー圧よりも小さくされている、
ウェーハの搬送アーム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記外側エアー吐出口は、前記スロープ部の径方向内側に、前記スロープ部と隣接して配置されている、
請求項１に記載のウェーハの搬送アーム。
【請求項３】
前記外側エアー吐出口は、前記アーム天板の下面に沿って、径方向内側へ向けてエアーを吐出する、
請求項１に記載のウェーハの搬送アーム。
【請求項４】
前記外側エアー吐出口と前記内側エアー吐出口とは、周方向において、互いに異なる位置に配置されている、
請求項３に記載のウェーハの搬送アーム。
【請求項５】
前記アーム天板の下面に開口する排気口をさらに備え、
前記排気口は、前記外側エアー吐出口よりも径方向内側に配置される、
請求項３に記載のウェーハの搬送アーム。
【請求項６】
前記スロープ部は、周方向に等ピッチで６つ設けられる、
請求項１に記載のウェーハの搬送アーム。
【請求項７】
前記外側エアー吐出口、及び、前記外側エアー吐出口にエアーを送る配管部材の流路断面積の最小値が、１９．６ｍｍ
２
以上とされている、
請求項１に記載のウェーハの搬送アーム。
【請求項８】
請求項１に記載のウェーハの搬送アームと、
前記ウェーハの搬送アームが搬送するウェーハが上面に載置されるチャックと、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記チャックへ搬送される前記ウェーハの種類や重量に応じて、前記外側エアー吐出口及び前記内側エアー吐出口のうちいずれか一方からエアーを吐出させる制御を行う、
ウェーハの搬送システム。
【請求項９】
前記制御装置は、前記ウェーハの搬送アームによって前記チャックの上面から前記ウェーハを引き上げるときは、前記内側エアー吐出口からエアーを吐出させる制御を行う、
請求項８に記載のウェーハの搬送システム。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記チャックの上面に載置された前記ウェーハが前記チャックに対して位置ずれするシフト量の測定データを記憶し、その後に搬送される別の前記ウェーハを前記チャックの上面に載置するときに、前記測定データを補正値として利用する制御を行う、
請求項８に記載のウェーハの搬送システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハの搬送アーム及びウェーハの搬送システムに関する。本願は、２０２４年３月２９日に、日本に出願された特願２０２４－０５５９４１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハ（以下、ウェーハと呼ぶ場合がある）に搭載される半導体チップの機能検査を行うウェーハ試験装置が知られている。ウェーハ試験装置は、ウェーハを搬送する搬送アームを備えている。ウェーハの搬送アームは、チャックの上面にウェーハを搬送（移送）し、また試験（検査）後のウェーハをチャックの上面から搬送する。
【０００３】
なお本明細書においては、搬送アームによってチャック上面にウェーハを搬送し載置する処理をロード処理または単にロードと呼び、搬送アームによってチャック上面からウェーハを引き上げ搬送する処理をアンロード処理または単にアンロードと呼ぶ場合がある。
【０００４】
昨今、ウェーハ下面の金属膜を電極として利用するパワーデバイスにおいては、ウェーハの薄膜化が進んでいる。また、ウェーハ径（直径寸法）は従来の８インチから１２インチへの移行が進んでいる。例えば、ＴＡＩＫＯ（登録商標）ウェーハでは、ウェーハ外周部に比べて、外周部よりも径方向内側に配置されるチップ形成有効エリアの厚さが薄くされており、このチップ形成有効エリアの厚さは、１００μｍ以下にまで薄肉化されている。
【０００５】
特許文献１には、ベルヌーイの原理を用いてウェーハを上側から吸引保持しつつ移送するウェーハの搬送アーム（ベルヌーイ・チャック）が開示されている。ベルヌーイの原理を用いた搬送アームによれば、非接触でウェーハを保持することができるため、例えばアンロード処理時などにおいて、薄肉化されたウェーハにダメージを与えてしまう不具合が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開第２０１４／０８４２２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、搬送アームによってウェーハをチャックの上面にロードする際には、搬送時のウェーハの外周位置を測定するなどにより、搬送アームに対するウェーハのＸ－Ｙ面方向（水平面方向）の位置ずれ量（偏芯量）を予め測定（プリアライメント）し、この偏芯量をチャックへの受け渡し位置へ反映させる（補正する）制御が行われている。これにより、ウェーハとチャックとの位置精度を確保して、試験（検査）の精度を確保するようにしている。
【０００８】
しかしながら、ウェーハ試験装置において検査対象となるウェーハの厚さ寸法は、デバイス種類などにより様々であり、上述したＴＡＩＫＯ（登録商標）ウェーハのように１００μｍ以下の薄肉のウェーハもあれば、７７５μｍ程度の厚肉（通常厚み）のウェーハもある。厚肉のウェーハをベルヌーイの原理を用いて吸引保持し搬送する場合、ウェーハ重量に応じた強いエアー圧が必要となるが、同じエアー圧で薄肉のウェーハを吸引保持し搬送しようとすると、ウェーハを水平方向へスライドさせる力が発生し、搬送時にウェーハが位置ずれするおそれがある。
【０００９】
また、薄肉化や大径化がなされたウェーハでは、搬送時において、図８に示すようにウェーハＷの外周の一部が垂れ下がる現象（ウェーハＷが反る現象）が生じる。詳しくは、ウェーハＷの中心軸（ウェーハ中心軸）ＷＣを中心として互いに略１８０°回転対称となる位置に、一対の垂れ下がった部分Ｈが生じる。このため、ウェーハの外周位置の測定精度が不安定になり、ロード時においてプリアライメントの測定精度が確保できず（偏芯量の測定にバラツキが生じ）、ウェーハとチャックとの位置精度も確保できなくなる。ロード処理時にウェーハがチャック上面に対して所定値以上に位置ずれすると、エラー判定により装置の稼働が停止する。
【００１０】
また、ウェーハの電気的検査では、各種温度状態における作動状態もチェックする。具体的には、加熱されたチャック上にウェーハがロードされる場合がある。このように高温とされたチャックの上面にウェーハが載置されると、ウェーハがチャックに真空吸引によって吸着保持されるのと同時に、ウェーハの熱膨張変化が起きる。より詳しくは、ウェーハには、ウェーハ下側への吸着力とウェーハ径方向外側への膨張力とが作用する。この際、ウェーハ下面の金属膜が剥離するとともに、ウェーハ下面と吸着孔とが噛り付いたような固着状態となることがある。このような固着状態となると、試験後にウェーハをカセットへ回収するときに、チャック上面からウェーハを剥離しにくくなる（アンロードが困難になる）。チャック上面からウェーハをアンロードできなかった場合にも、エラー判定により装置の稼働が停止する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許