JP2002517900A - ウェハに接触するための改良された方法および装置 - Google Patents
ウェハに接触するための改良された方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
半導体ウェハに接触し半導体ウェハを移動するための改良された機構を提供する。特に、複数のウェハリフトピン３１ａ〜３１ｃなどのウェハ接触面を備える機構が、複数の静止区域、複数の運動区域、および静止区域と運動区域との間の複数の推移点を備えるゼネバ駆動機構によって第１の位置（たとえばウェハプラットフォーム位置）からウェハ接触位置（ウェハリフトピンが最初にウェハに接触する位置、またはウェハプラットフォームまたはウェハハンドラにウェハリフトピンがウェハを接触させる位置など）に駆動される。ゼネバ駆動機構の構成では、ウェハリフトピンがウェハ接触位置に達した時にゼネバ駆動が静止区域に入る。これにより、ほとんどゼロの速度でウェハに接触できる。
Description
【０００１】
この発明は、ウェハに接触するための改良された方法および装置に関する。特
にこの発明は、１つ以上のウェハリフトピンのようなウェハ接触/搬送面を提供
し、これにより、事実上速度ゼロでウェハに接触できる費用効果が大きくかつ繰
り返し精度の高い加速が実現できる。
にこの発明は、１つ以上のウェハリフトピンのようなウェハ接触/搬送面を提供
し、これにより、事実上速度ゼロでウェハに接触できる費用効果が大きくかつ繰
り返し精度の高い加速が実現できる。
【０００２】
半導体製造業界では、ウェハ単位あたりの処理費用を削減する方法が絶えず模
索されている。ウェハ製造費用の削減は、製造システムの処理量を増やし、汚染
された（可動部品間の接触で生成される粒子による汚染などで）ウェハの数を減
らすことにより達成される。残念ながらウェハが汚染されるとコストが高くつく
ので、ウェハのハンドオフ工程で粒子レベルを低く押さえるために処理量が犠牲
にされてきた。たとえば、ウェハをウェハハンドラのエンドエフェクタから処理
プラットフォームに搬送する方法を検討してみる。ウェハリフトピンがプラット
フォームから上昇すると、ウェハを載せたウェハハンドラがウェハプラットフォ
ームの上方にウェハを位置決めする。ウェハリフトピンはウェハ表面に接触し、
ウェハをウェハハンドラのエンドエフェクタから持ち上げる。通常エンドエフェ
クタは、両側にウェハが伸長するような形状のブレードである。これにより、ウ
ェハリフトピンがウェハの側面に接触し、ブレードがウェハリフトピンに接触し
ないで引っ込むことができる。しかし、ウェハリフトピンとウェハ自体との接触
は避けられない。上記のウェハハンドオフ工程の間にウェハにかかる応力を最小
限に抑え、ハンドオフ中に生成される粒子を最小限にとどめるために、ウェハリ
フトピンは極端に遅い速度でウェハに接触する。同様に、ウェハをプラットフォ
ームに緩やかに搬送するために、ウェハリフトピンは極端に遅い速度でウェハプ
ラットフォーム表面を過ぎて下に移動する。
索されている。ウェハ製造費用の削減は、製造システムの処理量を増やし、汚染
された（可動部品間の接触で生成される粒子による汚染などで）ウェハの数を減
らすことにより達成される。残念ながらウェハが汚染されるとコストが高くつく
ので、ウェハのハンドオフ工程で粒子レベルを低く押さえるために処理量が犠牲
にされてきた。たとえば、ウェハをウェハハンドラのエンドエフェクタから処理
プラットフォームに搬送する方法を検討してみる。ウェハリフトピンがプラット
フォームから上昇すると、ウェハを載せたウェハハンドラがウェハプラットフォ
ームの上方にウェハを位置決めする。ウェハリフトピンはウェハ表面に接触し、
ウェハをウェハハンドラのエンドエフェクタから持ち上げる。通常エンドエフェ
クタは、両側にウェハが伸長するような形状のブレードである。これにより、ウ
ェハリフトピンがウェハの側面に接触し、ブレードがウェハリフトピンに接触し
ないで引っ込むことができる。しかし、ウェハリフトピンとウェハ自体との接触
は避けられない。上記のウェハハンドオフ工程の間にウェハにかかる応力を最小
限に抑え、ハンドオフ中に生成される粒子を最小限にとどめるために、ウェハリ
フトピンは極端に遅い速度でウェハに接触する。同様に、ウェハをプラットフォ
ームに緩やかに搬送するために、ウェハリフトピンは極端に遅い速度でウェハプ
ラットフォーム表面を過ぎて下に移動する。
【０００３】 従来のウェハリフトピンは空気圧で駆動されている。理由は、空気圧駆動が安
価であり、一定速度での動作時には高度に再現性のある動作速度を供給できるか
らである。しかし、空気圧駆動では加速については繰り返し再現性がない。従っ
て、従来の空気圧式ウェハリフトピンの上昇下降定常速度は極端に遅く、ウェハ
ハンドオフ工程に時間がかかることになる。ハンドオフ位置間（ウェハプラット
フォームとウェハハンドラのブレードとの間など）でウェハリフトピンを加速す
ることが望ましい。しかし、半導体処理では搬送距離が短く、迅速な方向転換が
必要であり、さらに正確でかつ高い繰り返し精度が必要であるため、ウェハリフ
トピンを必要なだけ加速しようとした従来の試みは所望の動作を実現できなかっ
たり費用が高くついて失敗している。
価であり、一定速度での動作時には高度に再現性のある動作速度を供給できるか
らである。しかし、空気圧駆動では加速については繰り返し再現性がない。従っ
て、従来の空気圧式ウェハリフトピンの上昇下降定常速度は極端に遅く、ウェハ
ハンドオフ工程に時間がかかることになる。ハンドオフ位置間（ウェハプラット
フォームとウェハハンドラのブレードとの間など）でウェハリフトピンを加速す
ることが望ましい。しかし、半導体処理では搬送距離が短く、迅速な方向転換が
必要であり、さらに正確でかつ高い繰り返し精度が必要であるため、ウェハリフ
トピンを必要なだけ加速しようとした従来の試みは所望の動作を実現できなかっ
たり費用が高くついて失敗している。
【０００４】 従って、費用効果と正確でかつ繰り返し精度の高い加速の両方を実現する、ウ
ェハに接触しウェハを搬送するための方法および装置の改良が求められている。
ェハに接触しウェハを搬送するための方法および装置の改良が求められている。
【０００５】
この発明では、ウェハの接触または搬送の機構、またはその両方をゼネバ駆動
により駆動することにより、従来のウェハの接触または搬送装置、またはその両
方が持つ問題点を解決できる。ゼネバ駆動機構は安価で、しかも短い距離での正
確でかつ繰り返し精度の高い加速が可能である。特にゼネバ駆動機構は加速と減
速を迅速に行い、ウェハの接触または搬送、またはその両方がほとんどゼロの速
度で可能である。
により駆動することにより、従来のウェハの接触または搬送装置、またはその両
方が持つ問題点を解決できる。ゼネバ駆動機構は安価で、しかも短い距離での正
確でかつ繰り返し精度の高い加速が可能である。特にゼネバ駆動機構は加速と減
速を迅速に行い、ウェハの接触または搬送、またはその両方がほとんどゼロの速
度で可能である。
【０００６】 この発明によるウェハリフトピンは、好ましくは入力機構と出力機構を備える
ゼネバ駆動で構成される。入力機構は定常速度モーターに連結し、このモーター
は制御装置に連結しており、いつでもモーターの回転方向を反転できる。出力機
構には複数の運動区域、複数の静止区域、および静止区域と運動区域との間の複
数の推移点が含まれている。出力機構は、ゼネバ駆動出力の運動を直線運動に変
換する直線駆動機構に連結している。この直線駆動機構は、ウェハリフトピン上
に配置されている１つ以上の磁石に連結する一個の磁石に繋がっていることが好
ましい。このように、直線駆動とウェハリフトピンは室壁を隔てて磁気的につな
ぐことができるので、ゼネバ駆動と直線駆動を室外に配置しウェハリフトピンを
室内に配置して室内の粒子生成を抑えることができる。
ゼネバ駆動で構成される。入力機構は定常速度モーターに連結し、このモーター
は制御装置に連結しており、いつでもモーターの回転方向を反転できる。出力機
構には複数の運動区域、複数の静止区域、および静止区域と運動区域との間の複
数の推移点が含まれている。出力機構は、ゼネバ駆動出力の運動を直線運動に変
換する直線駆動機構に連結している。この直線駆動機構は、ウェハリフトピン上
に配置されている１つ以上の磁石に連結する一個の磁石に繋がっていることが好
ましい。このように、直線駆動とウェハリフトピンは室壁を隔てて磁気的につな
ぐことができるので、ゼネバ駆動と直線駆動を室外に配置しウェハリフトピンを
室内に配置して室内の粒子生成を抑えることができる。
【０００７】 ゼネバ駆動機構により駆動されるこの発明のウェハリフトピン組立体は、従来
の空気圧式ウェハリフトピンの２.５倍の速度で動作することに成功している。
たとえば、従来の半導体製造システムではウェハ接触/搬送回数が各ロードロッ
ク内と処理室内でウェハ１枚あたり４回であるため、ウェハのハンドオフ時間を
短縮すれば製造システムの処理量が大幅に向上する。その結果、同じ費用でより
多くのウェハを処理し、ウェハ１単位あたりの処理費用を削減することができる
。さらに、従来よりも遅い速度（たとえば、事実上ほとんどゼロ速度）でウェハ
接触が行われるため、生成される粒子が低減し、ハンドオフ中にウェハにかかる
応力が低下する。
の空気圧式ウェハリフトピンの２.５倍の速度で動作することに成功している。
たとえば、従来の半導体製造システムではウェハ接触/搬送回数が各ロードロッ
ク内と処理室内でウェハ１枚あたり４回であるため、ウェハのハンドオフ時間を
短縮すれば製造システムの処理量が大幅に向上する。その結果、同じ費用でより
多くのウェハを処理し、ウェハ１単位あたりの処理費用を削減することができる
。さらに、従来よりも遅い速度（たとえば、事実上ほとんどゼロ速度）でウェハ
接触が行われるため、生成される粒子が低減し、ハンドオフ中にウェハにかかる
応力が低下する。
【０００８】 この発明のその他の目的、特徴、および利点は、好ましい実施形態、特許請求
の範囲、および添付図面についての以下の詳細な説明により明らかになるであろ
う。
の範囲、および添付図面についての以下の詳細な説明により明らかになるであろ
う。
【０００９】
図１Ａ〜１Ｃは、この発明で使用できる典型的なゼネバ駆動機構の側面図であ
る。ゼネバ駆動機構は周知であり、多様な形態をとることができる。しかし、す
べてに共通するゼネバ駆動の特性は、継続的な入力運動を段階的な出力運動に変
換できることである。図１Ａ〜１Ｃで示したように、ゼネバ駆動機構１１は入力
機構１３と出力機構１５とから成る。入力機構１３は中心軸１７を介してモータ
ー（図面に示していない）に連結し、中心軸１７とともに回転する。入力機構１
３に配置された動作ピン１９は出力機構１５に連動し出力機構１５に運動を伝達
する。
る。ゼネバ駆動機構は周知であり、多様な形態をとることができる。しかし、す
べてに共通するゼネバ駆動の特性は、継続的な入力運動を段階的な出力運動に変
換できることである。図１Ａ〜１Ｃで示したように、ゼネバ駆動機構１１は入力
機構１３と出力機構１５とから成る。入力機構１３は中心軸１７を介してモータ
ー（図面に示していない）に連結し、中心軸１７とともに回転する。入力機構１
３に配置された動作ピン１９は出力機構１５に連動し出力機構１５に運動を伝達
する。
【００１０】 出力機構１５は複数の溝２１a〜２１dなどのような複数の運動区域から成る。
これらの区域は入力機構１３の回転時に動作ピン１９を収容するように配置され
ていて、これにより、出力機構１５が回転する。この点については以下に詳しく
説明する。さらに、出力機構１５は複数の静止区域２３a〜２３d、および溝２１
a〜２１dと静止区域２３a〜２３dとの間に位置する複数の推移点２５a〜２５ｄ
と２５a’〜２５d’とから成る。入力機構１３と同様に、出力機構１５には出力
機構１５に連結する中心軸２７があり、中心軸２７とともに回転する。ゼネバ駆
動機構１１の動作について、図２Ａと２Ｂを参照しながら説明する。
これらの区域は入力機構１３の回転時に動作ピン１９を収容するように配置され
ていて、これにより、出力機構１５が回転する。この点については以下に詳しく
説明する。さらに、出力機構１５は複数の静止区域２３a〜２３d、および溝２１
a〜２１dと静止区域２３a〜２３dとの間に位置する複数の推移点２５a〜２５ｄ
と２５a’〜２５d’とから成る。入力機構１３と同様に、出力機構１５には出力
機構１５に連結する中心軸２７があり、中心軸２７とともに回転する。ゼネバ駆
動機構１１の動作について、図２Ａと２Ｂを参照しながら説明する。
【００１１】 図２Ａと２Ｂは速度と時間の関係を示す線図であり、図１Ａ〜１Ｃの一連の図
で示したゼネバ駆動機構１１のサイクルに従ってゼネバ駆動機構１１の速度を説
明するのに便利である。図２Ａの線図は、入力機構１３が一定の角速度で回転す
る際に図１Ａ〜１ＣのＹ軸に沿った動作ピンの瞬間速度を表している。図２Ｂの
線図は、動作ピン１９の速度が溝２１a〜２１dを介して出力機構１５に伝達され
る際の図１Ａ〜１ＣのＹ軸に沿った出力機構１５の瞬間速度を表している。
で示したゼネバ駆動機構１１のサイクルに従ってゼネバ駆動機構１１の速度を説
明するのに便利である。図２Ａの線図は、入力機構１３が一定の角速度で回転す
る際に図１Ａ〜１ＣのＹ軸に沿った動作ピンの瞬間速度を表している。図２Ｂの
線図は、動作ピン１９の速度が溝２１a〜２１dを介して出力機構１５に伝達され
る際の図１Ａ〜１ＣのＹ軸に沿った出力機構１５の瞬間速度を表している。
【００１２】 図１Ａ〜１Ｃと２Ａ〜２Ｂを参照すると、動作時において入力機構１３と出力
機構１５の最初の位置では、１対の溝２１（たとえば第１の溝２１aと第４の溝
２１d）が入力機構１３の外側表面の接線上にある。２５a’’の時点で動作ピン
１９が溝２１aに入り、図１Ｂと１Ｃで示したように出力機構１５が回転し、図
２Ｂの符号数字２１a’’で示したように加速する。出力機構１５が４分の１回
転し（図１Ｃ）、以前に第４の溝２１dが占めていた位置に第１の溝２１aが移動
し、第２の溝２１bと第１の溝２１aが入力機構１３の外側表面の接線上に来る。
その後、動作ピン１９が第１の溝２１aから出ると（つまり、動作ピン１９が推
移点２５aと２５a’を通過すると）同時に出力機構１５の速度と加速はゼロに落
ちる（時間２５b’’）。この工程は、動作ピン１９が回転しながら第２の溝２
１b、第３の溝２１c、第４の溝２１dにそれぞれ入って出る際に繰り返される。
このため、出力機構１５の回転は段階的な運動になる。
機構１５の最初の位置では、１対の溝２１（たとえば第１の溝２１aと第４の溝
２１d）が入力機構１３の外側表面の接線上にある。２５a’’の時点で動作ピン
１９が溝２１aに入り、図１Ｂと１Ｃで示したように出力機構１５が回転し、図
２Ｂの符号数字２１a’’で示したように加速する。出力機構１５が４分の１回
転し（図１Ｃ）、以前に第４の溝２１dが占めていた位置に第１の溝２１aが移動
し、第２の溝２１bと第１の溝２１aが入力機構１３の外側表面の接線上に来る。
その後、動作ピン１９が第１の溝２１aから出ると（つまり、動作ピン１９が推
移点２５aと２５a’を通過すると）同時に出力機構１５の速度と加速はゼロに落
ちる（時間２５b’’）。この工程は、動作ピン１９が回転しながら第２の溝２
１b、第３の溝２１c、第４の溝２１dにそれぞれ入って出る際に繰り返される。
このため、出力機構１５の回転は段階的な運動になる。
【００１３】 以下で説明するように、このような出力機構１５の加速とゼロ速度の正確で繰
り返し可能なパターンを、ウェハリフトピン組立体で効果的に使用できるため（
図２Ｂの時間２１a’’と２１b’’を参照）、ウェハリフトピンを迅速に上昇さ
せながら、ほとんどゼロの速度でウェハに接触させることができる。
り返し可能なパターンを、ウェハリフトピン組立体で効果的に使用できるため（
図２Ｂの時間２１a’’と２１b’’を参照）、ウェハリフトピンを迅速に上昇さ
せながら、ほとんどゼロの速度でウェハに接触させることができる。
【００１４】 図３はウェハリフトピン組立体２９内で使用する際の、図１Ａ〜１Ｃのゼネバ
駆動機構の側面図である。ウェハリフトピン組立体２９はゼネバ駆動機構１１と
複数のウェハリフトピン３１a〜３１cとから成る。複数のウェハリフトピン３１
a〜３１cは直線駆動機構３３を介してゼネバ駆動機構１１に連結している。わか
りやすくするために、図３では出力機構１５の溝は２１a〜２１dの４つであるが
、市場での入手しやすさからは現在は５つ溝が好ましい。出力機構１５の動作は
、出力機構１５の溝の数には無関係に同じである。直線駆動機構３３は歯車３５
とラック３７から成る。歯車３５は出力機構１５の中心軸２７に取り付けること
が好ましいが、わかりやすくするために、図３では歯車３５を出力機構１５の隣
に示している。歯車３５は中心軸２７に固定し、ラック３７は歯車３５と連動す
る。歯車３５とラック３７の両方の表面には歯がお互い噛み合うように配置され
ている。
駆動機構の側面図である。ウェハリフトピン組立体２９はゼネバ駆動機構１１と
複数のウェハリフトピン３１a〜３１cとから成る。複数のウェハリフトピン３１
a〜３１cは直線駆動機構３３を介してゼネバ駆動機構１１に連結している。わか
りやすくするために、図３では出力機構１５の溝は２１a〜２１dの４つであるが
、市場での入手しやすさからは現在は５つ溝が好ましい。出力機構１５の動作は
、出力機構１５の溝の数には無関係に同じである。直線駆動機構３３は歯車３５
とラック３７から成る。歯車３５は出力機構１５の中心軸２７に取り付けること
が好ましいが、わかりやすくするために、図３では歯車３５を出力機構１５の隣
に示している。歯車３５は中心軸２７に固定し、ラック３７は歯車３５と連動す
る。歯車３５とラック３７の両方の表面には歯がお互い噛み合うように配置され
ている。
【００１５】 ウェハリフトピン３１a〜３１cは真空室３９’の壁３９を隔ててラック３７に
磁気的に連動することが好ましい。従って、図３では、直線駆動機構３３は磁気
板４１に連結している。磁気板４１は全体に磁気を帯びていても、複数の貫通穴
４３a〜４３cに隣接して磁石（図面に示していない）を具備してもよい。貫通穴
４３a〜４３cは、壁３９に形成された下方に伸長するウェハリフトピン収容室３
９a〜３９cが滑り込むのを受けるような位置に配置されている。ウェハリフトピ
ン３１a〜３１cそれぞれには、磁石（図面に示していない）が連結されている。
このため、磁気板４１が直線駆動機構３３によって上昇下降する（以下で詳しく
説明する）とともに、ウェハリフトピン３１a〜３１cが上昇下降する。リフトピ
ン収容室３９a〜３９cにはウェハリフトピン３１a〜３１cを完全にその内部に収
容できる十分な深さがある。ウェハリフトピン組立体２９の動作は、図４Ａ〜４
Ｄを参照しながら以下で詳しく説明する。
磁気的に連動することが好ましい。従って、図３では、直線駆動機構３３は磁気
板４１に連結している。磁気板４１は全体に磁気を帯びていても、複数の貫通穴
４３a〜４３cに隣接して磁石（図面に示していない）を具備してもよい。貫通穴
４３a〜４３cは、壁３９に形成された下方に伸長するウェハリフトピン収容室３
９a〜３９cが滑り込むのを受けるような位置に配置されている。ウェハリフトピ
ン３１a〜３１cそれぞれには、磁石（図面に示していない）が連結されている。
このため、磁気板４１が直線駆動機構３３によって上昇下降する（以下で詳しく
説明する）とともに、ウェハリフトピン３１a〜３１cが上昇下降する。リフトピ
ン収容室３９a〜３９cにはウェハリフトピン３１a〜３１cを完全にその内部に収
容できる十分な深さがある。ウェハリフトピン組立体２９の動作は、図４Ａ〜４
Ｄを参照しながら以下で詳しく説明する。
【００１６】 図４Ａ〜４Ｄは図３におけるウェハリフトピン組立体２９の一連の側面図であ
る。これらの図面を参照しながら、ウェハハンドラブレード４５（図４Ｃと４Ｄ
）からウェハプラットフォーム４７にウェハＷ（図４Ｃと４Ｄ）を搬送するウェ
ハリフトピン組立体２９の動作について説明する。図４Ａ〜４Ｄまで、入力機構
１３の中心軸１７はモーター４９に連結し、さらにモーター４９は制御装置５１
に連結している。
る。これらの図面を参照しながら、ウェハハンドラブレード４５（図４Ｃと４Ｄ
）からウェハプラットフォーム４７にウェハＷ（図４Ｃと４Ｄ）を搬送するウェ
ハリフトピン組立体２９の動作について説明する。図４Ａ〜４Ｄまで、入力機構
１３の中心軸１７はモーター４９に連結し、さらにモーター４９は制御装置５１
に連結している。
【００１７】 ウェハの搬送動作またはハンドオフ動作の間に、ゼネバ駆動機構１１は出力機
構１５の４つの溝２１に順次繰り返し出入りする。図４Ａ〜４Ｄには、動作ピン
１９が４つの溝２１それぞれから出る際の、ウェハリフトピン組立体２９内の各
構成要素の位置を示している。ウェハリフトピン組立体２９の４つの位置は、ピ
ンが完全に収容されている位置（図４Ａ）、プラットフォームと水平の位置（図
４Ｂ）、ウェハハンドラのブレードと水平の位置（図４Ｃ）、およびウェハハン
ドラブレードより上の位置（図４Ｄ）にはっきり示されている。
構１５の４つの溝２１に順次繰り返し出入りする。図４Ａ〜４Ｄには、動作ピン
１９が４つの溝２１それぞれから出る際の、ウェハリフトピン組立体２９内の各
構成要素の位置を示している。ウェハリフトピン組立体２９の４つの位置は、ピ
ンが完全に収容されている位置（図４Ａ）、プラットフォームと水平の位置（図
４Ｂ）、ウェハハンドラのブレードと水平の位置（図４Ｃ）、およびウェハハン
ドラブレードより上の位置（図４Ｄ）にはっきり示されている。
【００１８】 まず、モーター４９が起動し入力機構１３の中心軸１７を時計回りに回転させ
る。ウェハリフトピン組立体２９が最初にピン収容位置にあると仮定すると（図
４Ａ）、動作ピン１９は第４の溝２１dの最先端にあり、出口に位置する。入力
機構１３と入力機構１３に取り付けられている動作ピン１９が中心軸とともに時
計回りに回転するが、出力機構１５は動作ピンが第１の溝２１aに達するまで静
止している。動作ピン１９が第１の溝２１aに達すると、ゼネバ駆動の出力機構
１５が図１Ａ〜１Ｃおよび２Ａ〜２Ｂで示したように反時計回りに回転する。ゼ
ネバ駆動の出力機構１５の回転により、出力機構の中心軸２７と中心軸２７に取
り付けられている歯車３５が反時計回りに回転する。
る。ウェハリフトピン組立体２９が最初にピン収容位置にあると仮定すると（図
４Ａ）、動作ピン１９は第４の溝２１dの最先端にあり、出口に位置する。入力
機構１３と入力機構１３に取り付けられている動作ピン１９が中心軸とともに時
計回りに回転するが、出力機構１５は動作ピンが第１の溝２１aに達するまで静
止している。動作ピン１９が第１の溝２１aに達すると、ゼネバ駆動の出力機構
１５が図１Ａ〜１Ｃおよび２Ａ〜２Ｂで示したように反時計回りに回転する。ゼ
ネバ駆動の出力機構１５の回転により、出力機構の中心軸２７と中心軸２７に取
り付けられている歯車３５が反時計回りに回転する。
【００１９】 動作ピン１９が第２の溝２１bの中にある間、出力機構１５が４分の１回転す
ることにより歯車３５が反時計回りに４分の１回転し、ラック３７が歯車３５の
外周（Ｃ）の４分の１に比例する距離（例えば距離Ｘ）だけ上昇する。磁気板４
１と磁気板４１に磁気的に連動するウェハリフトピン３１a〜３１cが距離Ｘだけ
上方に移動しプラットフォーム位置に達する（図４Ｂ）。この位置では、ウェハ
リフトピン３１a〜３１cがウェハプラットフォーム４７と水平になる。ウェハリ
フトピン３１a〜３１cはこの位置に向かって加速するが（図２Ｂの２１a’’を
参照）、この位置での速度はほとんどゼロになる（図２Ｂの時間２５b’’を参
照）。このため、ウェハプラットフォーム４７上にあるウェハに接触する際のウ
ェハへの応力と粒子生成が低減する。
ることにより歯車３５が反時計回りに４分の１回転し、ラック３７が歯車３５の
外周（Ｃ）の４分の１に比例する距離（例えば距離Ｘ）だけ上昇する。磁気板４
１と磁気板４１に磁気的に連動するウェハリフトピン３１a〜３１cが距離Ｘだけ
上方に移動しプラットフォーム位置に達する（図４Ｂ）。この位置では、ウェハ
リフトピン３１a〜３１cがウェハプラットフォーム４７と水平になる。ウェハリ
フトピン３１a〜３１cはこの位置に向かって加速するが（図２Ｂの２１a’’を
参照）、この位置での速度はほとんどゼロになる（図２Ｂの時間２５b’’を参
照）。このため、ウェハプラットフォーム４７上にあるウェハに接触する際のウ
ェハへの応力と粒子生成が低減する。
【００２０】 第１の溝２１aを出た後も動作ピン１９は反時計回りに回転し続ける。動作ピ
ン１９が第２の溝２１bに入ることにより出力機構１５が４分の１回転し、この
回転に応じて歯車３５が反時計回りに回転し、ラック３７、磁気板４１、および
ウェハリフトピン３１a〜３１cが上昇する。その結果、ウェハリフトピン３１a
〜３１cがウェハハンドラブレードと水平の位置になる（図４Ｃ）。ウェハリフ
トピン３１a〜３１cはウェハハンドラブレード４５と水平の位置に向かって加速
するが、ウェハリフトピン３１a〜３１cがこの位置に達してウェハＷに接触する
際の速度はほとんどゼロであり（図２Ｂの時間２５ｄ’’を参照）、ウェハハン
ドラブレード４５上にあるウェハ（たとえばウェハＷ）に緩やかに接触すること
ができる。
ン１９が第２の溝２１bに入ることにより出力機構１５が４分の１回転し、この
回転に応じて歯車３５が反時計回りに回転し、ラック３７、磁気板４１、および
ウェハリフトピン３１a〜３１cが上昇する。その結果、ウェハリフトピン３１a
〜３１cがウェハハンドラブレードと水平の位置になる（図４Ｃ）。ウェハリフ
トピン３１a〜３１cはウェハハンドラブレード４５と水平の位置に向かって加速
するが、ウェハリフトピン３１a〜３１cがこの位置に達してウェハＷに接触する
際の速度はほとんどゼロであり（図２Ｂの時間２５ｄ’’を参照）、ウェハハン
ドラブレード４５上にあるウェハ（たとえばウェハＷ）に緩やかに接触すること
ができる。
【００２１】 第２の溝２１bを出た後も、動作ピン１９は時計回りに回転し続ける（図２Ａ
を参照）。動作ピン１９が第３の溝２１cに入ることにより出力機構１５が４分
の１回転し、この回転に対応して歯車３５が反時計回りに回転し、ラック３７、
磁気板４１、およびウェハリフトピン３１a〜３１cが上昇する。その結果、ウェ
ハリフトピン３１a〜３１cがウェハハンドラブレード４５からウェハＷを持ち上
げ、ウェハハンドラブレード４５よりも上の位置にウェハＷを移動させる（図４
Ｄ）。
を参照）。動作ピン１９が第３の溝２１cに入ることにより出力機構１５が４分
の１回転し、この回転に対応して歯車３５が反時計回りに回転し、ラック３７、
磁気板４１、およびウェハリフトピン３１a〜３１cが上昇する。その結果、ウェ
ハリフトピン３１a〜３１cがウェハハンドラブレード４５からウェハＷを持ち上
げ、ウェハハンドラブレード４５よりも上の位置にウェハＷを移動させる（図４
Ｄ）。
【００２２】 ウェハハンドラブレードよりも上の位置で、制御装置５１がモーター４９の回
転方向を反転することにより入力機構１３の中心軸１７が反時計回りに回転する
。以降は、図４Ａ〜４Ｄを参照して説明した工程が逆順に繰り返される。このた
め、ウェハＷはウェハプラットフォーム４７の位置まで迅速に下降するが、ウェ
ハＷがウェハプラットフォーム４７に接触する際の速度はほとんどゼロになる。
その後、ウェハリフトピン３１a〜３１bはピン収容位置まで下降する（図４Ａ）
。ウェハＷの処理中は制御装置によりモーターが停止される。処理完了後、モー
ター４９が入力機構１３の中心軸を時計回りに回転させ、ウェハリフトピン３１
a〜３１bが図４Ａ〜４Ｄで示した４つの位置を経由して上昇する。
転方向を反転することにより入力機構１３の中心軸１７が反時計回りに回転する
。以降は、図４Ａ〜４Ｄを参照して説明した工程が逆順に繰り返される。このた
め、ウェハＷはウェハプラットフォーム４７の位置まで迅速に下降するが、ウェ
ハＷがウェハプラットフォーム４７に接触する際の速度はほとんどゼロになる。
その後、ウェハリフトピン３１a〜３１bはピン収容位置まで下降する（図４Ａ）
。ウェハＷの処理中は制御装置によりモーターが停止される。処理完了後、モー
ター４９が入力機構１３の中心軸を時計回りに回転させ、ウェハリフトピン３１
a〜３１bが図４Ａ〜４Ｄで示した４つの位置を経由して上昇する。
【００２３】 図５は、図３と４Ａ〜４Ｄで示したウェハリフトピン組立体２９を効果的に使
用した半導体製造システム４９の平面図である。半導体製造システム４９は１対
のロードロック５３aと５３bおよびこれらに連結する複数の処理室５５a〜５５d
を備える搬送室５１から成る。ウェハハンドラ５７は搬送室５１の内部に位置し
ており、ロードロック５３a〜５３bと処理室５５a〜５５dとの間でウェハを搬送
する。１つ以上のロードロック５３a〜５３b（たとえばロードロック５３a）と
処理室５５a〜５５d（たとえば処理室５５a）には図３で示したこの発明のウェ
ハリフトピン組立体２９が含まれている。従って、この発明のウェハリフトピン
３１a〜３１cが従来のウェハリフトピンよりも大幅に速く上昇下降するため、ウ
ェハリフトピン組立体２９を追加すれば半導体製造システム４９のスループット
が格段に向上する。
用した半導体製造システム４９の平面図である。半導体製造システム４９は１対
のロードロック５３aと５３bおよびこれらに連結する複数の処理室５５a〜５５d
を備える搬送室５１から成る。ウェハハンドラ５７は搬送室５１の内部に位置し
ており、ロードロック５３a〜５３bと処理室５５a〜５５dとの間でウェハを搬送
する。１つ以上のロードロック５３a〜５３b（たとえばロードロック５３a）と
処理室５５a〜５５d（たとえば処理室５５a）には図３で示したこの発明のウェ
ハリフトピン組立体２９が含まれている。従って、この発明のウェハリフトピン
３１a〜３１cが従来のウェハリフトピンよりも大幅に速く上昇下降するため、ウ
ェハリフトピン組立体２９を追加すれば半導体製造システム４９のスループット
が格段に向上する。
【００２４】 前述の説明はこの発明の好ましい実施形態のみ開示するものであり、この発明
の範囲内において開示した装置および方法を変更できることは、この分野の通常
の技術を持つ当業者にとっては明白である。たとえば、ゼネバ駆動出力子上の運
動区域数を変更することができるし、リフトピンを直線駆動装置に機械的に連結
することができる。また、添付図面で示したように本発明は１つ以上のウェハリ
フトピンを使用することができるが、ウェハリフトピンという用語は図に示した
ものに限定されるわけではなく、他のリフト機構（架台方式など）も包含する。
同様にウェハという用語も広い意味で解釈すべきであり、他の脆弱な対象物も含
まれる。最後に、ウェハなどの脆弱な対象物に向かって駆動し接触するあらゆる
機構（ロボットグリッパーなど）をこの発明によって構成すれば益するところ大
であるため、本発明はここで開示した好ましい実施形態に限定されるものではな
い。
の範囲内において開示した装置および方法を変更できることは、この分野の通常
の技術を持つ当業者にとっては明白である。たとえば、ゼネバ駆動出力子上の運
動区域数を変更することができるし、リフトピンを直線駆動装置に機械的に連結
することができる。また、添付図面で示したように本発明は１つ以上のウェハリ
フトピンを使用することができるが、ウェハリフトピンという用語は図に示した
ものに限定されるわけではなく、他のリフト機構（架台方式など）も包含する。
同様にウェハという用語も広い意味で解釈すべきであり、他の脆弱な対象物も含
まれる。最後に、ウェハなどの脆弱な対象物に向かって駆動し接触するあらゆる
機構（ロボットグリッパーなど）をこの発明によって構成すれば益するところ大
であるため、本発明はここで開示した好ましい実施形態に限定されるものではな
い。
【００２５】 従って、この発明を好ましい実施形態に関係づけて説明してきたが、特許請求
の範囲で明示するように、この発明の精神と範囲の中にある他の実施形態も可能
であることを理解されたい。
の範囲で明示するように、この発明の精神と範囲の中にある他の実施形態も可能
であることを理解されたい。
【図１Ａ】 この発明で使用するゼネバ駆動機構の動作を示す一連の側面図である。
【図１Ｂ】 この発明で使用するゼネバ駆動機構の動作を示す一連の側面図である。
【図１Ｃ】 この発明で使用するゼネバ駆動機構の動作を示す一連の側面図である。
【図２Ａ】 速度と時間との関係を示す線図であり、ゼネバ駆動機構が図１Ａ〜１Ｃで示し
たゼネバ駆動機構のサイクルに従って作動するときにおけるゼネバ駆動機構の速
度の説明に有用である。
たゼネバ駆動機構のサイクルに従って作動するときにおけるゼネバ駆動機構の速
度の説明に有用である。
【図２Ｂ】 速度と時間との関係を示す線図であり、ゼネバ駆動機構が図１Ａ〜１Ｃで示し
たゼネバ駆動機構のサイクルに従って作動するときにおけるゼネバ駆動機構の速
度の説明に有用である。
たゼネバ駆動機構のサイクルに従って作動するときにおけるゼネバ駆動機構の速
度の説明に有用である。
【図３】 ウェハリフトピン組立体内で使用する際の、図１Ａ〜１Ｃのゼネバ駆動機構の
側面図である。
側面図である。
【図４Ａ】 図３のウェハリフトピン組立体における一連の側面図であり、ウェハリフトピ
ン組立体の動作を示す。
ン組立体の動作を示す。
【図４Ｂ】 図３のウェハリフトピン組立体における一連の側面図であり、ウェハリフトピ
ン組立体の動作を示す。
ン組立体の動作を示す。
【図４Ｃ】 図３のウェハリフトピン組立体における一連の側面図であり、ウェハリフトピ
ン組立体の動作を示す。
ン組立体の動作を示す。
【図４Ｄ】 図３のウェハリフトピン組立体における一連の側面図であり、ウェハリフトピ
ン組立体の動作を示す。
ン組立体の動作を示す。
【図５】 図３のウェハリフトピン組立体を効果的に使用した半導体製造システムの平面
図である。
図である。
１１ ゼネバ駆動機構 １３ 入力機構 １５ 出力機構 ２１a〜２１d 溝 ２７ 中心軸 ２９ ウェハリフトピン組立体 ３１a〜３１c ウェハリフトピン ３３ 直線駆動機構 ３５ 歯車 ３７ ラック ３９’ 真空室 ３９ 壁 ３９a〜３９c ウェハリフトピン収容室 ４１ 磁気板 ４３a〜４３c 貫通穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ガントヴァーグ， ユージーン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サンタ クララ， フォーブス アヴェニ ュー 2679 Ｆターム(参考） 3J062 AA28 AB01 AC06 BA14 BA31 CE04 5F031 CA02 HA33 LA04 LA14 PA26
Claims (20)
- 【請求項１】 ウェハリフトピン組立体であって、 第１の位置と第２の位置との間でウェハを搬送するためのウェハリフトピンと
、 第１の位置と第２の位置との間で前記ウェハリフトピンを駆動するために前記
ウェハリフトピンに連結するゼネバ駆動機構と を備えるウェハリフトピン組立体。 - 【請求項２】 前記ゼネバ駆動機構は、前記ウェハリフトピン組立体が第１
の位置にある時に前記ゼネバ駆動出力子が静止区域にあり、前記ウェハリフトピ
ン組立体が第２の位置にある時に前記ゼネバ駆動出力子が静止区域にあるように
配置された、複数の静止区域および複数の運動区域を備えた出力子を備える請求
項１に記載の装置。 - 【請求項３】 さらに、直線駆動機構を備え、この直線駆動機構は、前記ゼ
ネバ駆動出力と前記ウェハリフトピンに連結されていて、前記ゼネバ駆動出力子
の運動をウェハリフトピンの直線運動に変換する請求項２に記載の装置。 - 【請求項４】 前記直線駆動機構は、 磁石と、 前記直線駆動機構の前記磁石に連結された磁石を含む前記ウェハリフトピンと
を備え、前記直線駆動機構の運動によってそれに対応する前記ウェハリフトピン
の運動が引き起こされる請求項３に記載の装置。 - 【請求項５】 半導体処理システムであって、請求項３に記載のウェハリフ
トピンを取り囲んだチャンバを備え、前記直線駆動機構が前記チャンバの外部に
ある半導体処理システム。 - 【請求項６】 前記ゼネバ駆動出力子が、４つの静止区域と３つの運動区域
を備える請求項１に記載の装置。 - 【請求項７】 前記ゼネバ駆動機構は、さらに、 前記ゼネバ駆動出力子に連結する入力子と、 前記ゼネバ駆動入力子を回転させるために前記ゼネバ駆動入力子に連結された
モーターと を備える請求項２に記載の装置。 - 【請求項８】 さらに、前記モーターに連結した制御装置を備え、この制御
装置は、ゼネバ駆動入力子の回転方向を選択制御する請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】 前記第１の位置がウェハプラットフォームであり、前記第２
の位置がウェハ搬送位置である請求項２に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記ゼネバ駆動は、さらに、ウェハプラットフォーム下の
第３の位置とウェハ搬送位置上の第４の位置との間で前記ウェハリフトピンを駆
動する請求項９に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記ウェハリフトピンが第３の位置にある時に前記ゼネバ
駆動の出力子が静止区域にあり、前記ウェハリフトピンが第４の位置にある時に
前記ゼネバ駆動の出力子が静止区域にあるように、前記複数の静止区域と前記複
数の運動区域が配置されている請求項１０に記載の装置。 - 【請求項１２】 前記ゼネバ駆動装置は、さらに、 前記ゼネバ駆動出力子に連結された入力子と、 前記ゼネバ駆動入力子を回転させるために前記ゼネバ駆動入力子に連結された
モーターと、 前記ウェハリフトピンが前記第３と前記第４の位置にある時に前記ゼネバ駆動
入力子の回転方向を変更する前記モーターに連結する制御装置と を備える請求項１０に記載の装置。 - 【請求項１３】 ウェハに接触する方法であって、 第１のウェハ接触面を提供する工程と、 静止区域、運動区域、および静止区域と運動区域との間の推移点を備えるゼネ
バ駆動機構によって第１のウェハ接触面を駆動する工程と、 前記ゼネバ駆動機構が推移点にある時に前記第１のウェハ接触面で前記ウェハ
に最初に接触する工程と を含むウェハに接触する方法。 - 【請求項１４】 さらに、 第２のウェハ接触面を提供する工程と、 前記ゼネバ駆動機構が推移点にある時に前記第１のウェハ接触面から前記第２
のウェハ接触面に前記ウェハを搬送する工程と を含む請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１５】 ウェハ搬送方法であって、 ウェハリフトピンを提供する工程と、 静止区域、運動区域、および静止区域と運動区域との間の推移点を備える前記
ゼネバ駆動機構によって前記ウェハリフトピンを駆動する工程と、 ウェハをウェハ搬送位置に配置する工程と、 前記ウェハリフトピンを前記ウェハ搬送位置の方向に駆動する工程と、 前記ゼネバ駆動が推移点に達した時に前記搬送位置に達するようにする工程と
、 前記ゼネバ駆動が推移点に達した時に前記ウェハに接触するようにする工程と
、 前記ウェハが前記ウェハリフトピンまで搬送されるように前記ウェハリフトピン
を前記搬送位置より上の位置に駆動する工程と を含むウェハ搬送方法。 - 【請求項１６】 ウェハ搬送方法であって、 複数の静止区域、複数の運動区域、および静止区域と運動区域との間の複数の
推移点を備えるゼネバ駆動によって駆動されるウェハリフトピンを備えるプラッ
トフォームを提供する工程と、 前記ウェハリフトピン上にウェハを保持する工程と、 前記ウェハリフトピンを前記プラットフォームの方向に下降させる工程と、 前記ウェハを前記ウェハリフトピンから前記プラットフォームに搬送するため
に前記ゼネバ駆動が推移点に達した時に前記プラットフォームに達するようにす
る工程と を含むウェハ搬送方法。 - 【請求項１７】 さらに、 前記ウェハリフトピンと前記ウェハを第１の逆位置に上昇させる工程と、 前記ゼネバ駆動の方向を反転する工程と、 ウェハハンドラを前記第１の逆位置に配置する工程と、 前記ウェハリフトピンと前記ウェハを前記ウェハハンドラの方向に下降させる
工程と、 前記ゼネバ駆動が推移点に達した時に前記ウェハハンドラを前記ウェハに接触
させる工程と、 前記ウェハを前記ウェハリフトピンから前記ウェハハンドラに搬送するために
前記ウェハハンドラの下に前記ウェハリフトピンを下降させる工程と を含む請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１８】 さらに、 前記プラットフォームが推移点に達した後で前記ウェハリフトピンをプラット
フォーム下の第２の逆位置に下降させる工程を含む請求項１７に記載の方法。 - 【請求項１９】 半導体デバイス製造システムであって、 搬送室と、 前記搬送室に連結するロードロックと、 前記搬送室内にあるウェハハンドラと、 前記搬送室に連結する複数の処理室と、 前記複数の処理室の少なくとも１つの中にある請求項１に記載のウェハリフト
ピン組立体と を備える半導体デバイス製造システム。 - 【請求項２０】 ウェハ接触機構であって、 ウェハ接触面と、 前記ゼネバ駆動機構であって、前記ウェハ接触面をウェハの方向に加速するた
め、ならびに前記ゼネバ駆動機構が静止区域に達した時に前記ウェハに接触する
ために前記ウェハ接触面に連結した、複数の運動区域と複数の静止区域を備える
前記ゼネバ駆動機構と を備えるウェハ接触機構。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US9225998A | 1998-06-05 | 1998-06-05 | |
| US09/092,259 | 1998-06-05 | ||
| PCT/US1999/011271 WO1999063583A2 (en) | 1998-06-05 | 1999-05-21 | Improved method and apparatus for contacting a wafer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002517900A true JP2002517900A (ja) | 2002-06-18 |
Family
ID=22232421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000552710A Withdrawn JP2002517900A (ja) | 1998-06-05 | 1999-05-21 | ウェハに接触するための改良された方法および装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002517900A (ja) |
| KR (1) | KR20010052608A (ja) |
| WO (1) | WO1999063583A2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6231716B1 (en) | 1998-11-09 | 2001-05-15 | Applied Materials, Inc. | Processing chamber with rapid wafer exchange |
| CN108995111A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-12-14 | 曲发生 | 一种泡沫成型机 |
| KR20210086748A (ko) * | 2019-12-30 | 2021-07-09 | 세메스 주식회사 | 기판 리프팅 방법 및 기판 처리 장치 |
| CN114318279B (zh) * | 2021-11-17 | 2023-09-08 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 一种用于反应腔室的电机控制装置及半导体设备 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3972424A (en) * | 1973-03-12 | 1976-08-03 | The Computervision Corporation | Automatic wafer loading and pre-alignment system |
| US4790258A (en) * | 1987-04-03 | 1988-12-13 | Tegal Corporation | Magnetically coupled wafer lift pins |
| US4795299A (en) * | 1987-04-15 | 1989-01-03 | Genus, Inc. | Dial deposition and processing apparatus |
| US5879128A (en) * | 1996-07-24 | 1999-03-09 | Applied Materials, Inc. | Lift pin and support pin apparatus for a processing chamber |
-
1999
- 1999-05-21 JP JP2000552710A patent/JP2002517900A/ja not_active Withdrawn
- 1999-05-21 KR KR1020007013809A patent/KR20010052608A/ko not_active Application Discontinuation
- 1999-05-21 WO PCT/US1999/011271 patent/WO1999063583A2/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20010052608A (ko) | 2001-06-25 |
| WO1999063583A2 (en) | 1999-12-09 |
| WO1999063583A3 (en) | 2000-02-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060801 |