JP2004515073A5

JP2004515073A5 -

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Publication number: JP2004515073A5
Application number: JP2002547208A
Authority: JP
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2005-05-26
Anticipated expiration: 2021-11-20

Claims

片面のデバイス面と、或る直径と、一般に円形の周縁と、ハンドリング・システムによるデバイス面の接触を制限しなければならない周縁に隣接したデバイス面上の除外面積部分（２０２）とを有する半導体ウェーハ（３５）を、裏面処理のためにウェーハ処理機械内のカセットと室の間で移送することが特に可能な半導体ウェーハ・ハンドリング・システム（２００）で、一平面内に配置されてウェーハ（３５）の直径と少なくとも同じ大きさの外径を有する環状リングのセグメントで形成されたウェーハ支持面（２０７，２０８，２６５）と、各セグメント上の環状リングの外径に隣接した支持面から外方へ延在し、ウェーハの周縁を支持面（２０７，２０８，２６５）へガイドするために、またチャックの支持面および除外面積部分（２０２）以外のウェーハの接触を防止するために位置決めされている斜面とを含む半導体ウェーハ・ハンドリング・システム（２００）であって、除外面積部分（２０２）が約２ｍｍを超えない幅であり、環状リングの内径は２ｍｍを超えない寸法を減じたウェーハの半径に等しいこと、斜面が少なくとも複数の角度を隔てられたセクション（２１７，２１８）に備えられていること、システムが水平で裏面を上にした配向にてカセットと装填アーム・チャック（２５９）との間でウェーハ（３５）を移動させる移送アーム・チャック（２０１）および室内の垂直面内にて移送アーム・チャック（２０１）とウェーハ・ホルダーとの間でウェーハを移動させる装填アーム・チャック（２５９）を含むこと、移送アーム・チャック（２０１）の斜面が少なくとも２つの離れた点で斜面の上を延在する面（２１９）を含むこと、そして移送アーム・チャックおよび装填アーム・チャック（２０１，２５９）の間でウェーハ（３５）を移送するためにそれらのチャックが互いに整合されたとき、両チャックのウェーハ支持面のセグメントが同じ環状リングの異なる部分に位置され、斜面の角度間隔を隔てられているセクション（２１７，２１８）が同じ環状リングの外径に隣接して位置されることを特徴とする半導体ウェーハ・ハンドリング・システム。
移送アーム・チャックのウェーハ支持面（２０７，２０８）が水平面内に配置されて上に向けられており、移送アーム・チャックは機械のロボット式ウェーハ移送アームの端部に取付けられるように構成された本体（２０３）を含み、本体は環状リングの少なくとも１つのセグメントおよびそこから延在する少なくとも２つのアーム（２０５）を有し、各アーム（２０５）は環状リングの少なくとも１つのセグメントを有する遠隔端部を有しており、移送アーム・チャックの斜面は本体（２０３）およびアーム（２０５）の端部の各々の少なくとも１つのセクション上の支持面（２０７，２０８）の外径位置から上方へ延在しており、これにより半導体ウェーハ・ハンドリング・システムが移送アームの端部の移送アーム・チャックにより、デバイス面を下に向けた半導体ウェーハ（３５）を、その除外面積部分（２０２）がアームの本体および端部上の支持面のセクションと支持面（２０７，２０８）の各々のセクションに隣接したウェーハの直径よりも外側の斜面とに面接触させて、ピックアップおよび重力により支持するように作動できることを特徴とする請求項１に記載されたシステム。
移送アーム・チャック（２０１）のウェーハ支持面（２０７，２０８）が水平面内に配置されて上に向けられ、斜面が支持面（２０７，２０８）の外径から上方且つ外方へ延在し、移送アーム・チャックがデバイス面を下に向けた半導体ウェーハを、その除外面積部分（２０２）が支持面のセクションおよび支持面のセクションの各々に隣接するウェーハの直径よりも外側の斜面と面接触してピックアップおよび重力で支持し、これによりウェーハのデバイス面と支持面との接触をウェーハの除外面積部分（２０２）に制限することを特徴とする請求項１に記載されたシステム。
ウェーハの除外面積部分（２０２）で遮断されるように支持面（２０７，２０８）上に配置された真空ポートを移送アーム・チャックが含み、ウェーハ存在検出器に連結されたときにその検出器を作動させるようになされている請求項３に記載されたシステム。
一平面内に配置され、ウェーハの直径と少なくとも同じ大きさの外径と、ウェーハの半径よりも２ｍｍを超えない範囲で小さい内径とを有する環状リングのセグメントで形成されたウェーハ支持面（２２３）を有する整合ステーション・チャック（２１６）をさらに含む請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載されたシステム。
整合ステーション・チャック（２１６）が、少なくとも複数の角度間隔を隔てたセクションにてその支持面（２２３）の外径位置から延在し、ウェーハの周縁を支持面上へガイドするため、およびチャックの支持面と除外面積部分以外のウェーハ部分との接触を防止するために配置された斜面を有する請求項５に記載されたシステム。
整合ステーション・チャック（２１６）のウェーハ支持面（２２３）が水平面内に配置されて上に向けられ、整合ステーション・チャック（２１６）は機械のウェーハ整合装置に取付けられるように構成されると共に、その支持面（２３２）の２つのセクションの間に配置された少なくとも１つの凹部（２２２）を有することでウェーハと整合ステーション・チャックとの間を移送アーム・チャック（２０１）が伸長して整合ステーション・チャックにウェーハを載置できるように、またはそこからウェーハをピックアップできるようにしており、これによりウェーハ整合チャック（２１６）が、デバイス面を下に向けた半導体ウェーハ（３５）の除外面積部分をウェーハ整合チャック上の支持面のセクションに面接触させて、ウェーハを整合のために重力で支持するように、および移送アーム・チャック（２０１）によりピックアップするように作動可能である請求項５に記載されたシステム。
少なくとも複数の角度間隔を隔てたセクションにおいて支持面の外径位置から延在し、ウェーハの周縁を支持面上へガイドするように、およびチャックの支持面と除外面積部分以外のウェーハ部分との接触を防止するように配置されている斜面を整合ステーション・チャック（２１６）が有しており、整合ステーション・チャックの斜面は、整合ステーション・チャックの支持面のセクション上で、整合ステーション・チャックの支持面の外径から上方へ延在して、これにより支持面のセクションの各々に隣接するウェーハの直径よりも外側の整合ステーション・チャックの斜面によって半導体ウェーハを支持するようにウェーハ整合チャックが作動可能である請求項７に記載されたシステム。
装填アーム・チャック（２５９）が機械のウェーハ移送アーム上に取付けられるように構成されると共に支持面の２つのセクションの間に配置された少なくとも１つの凹部（２６３）を有しており、装填アーム・チャック（２５９）のウェーハ支持面（２６５）が水平面内に位置されて上に向けられているとき、移送アーム・チャック（２０１）が装填アーム・チャック（２５９）の上に向いた支持面（２６５）に支持されているウェーハ（３５）と装填アーム・チャックとの間を伸長してウェーハを装填アーム・チャック上に載置し、またはそこからウェーハをピックアップできるようにするために前記凹部が構成されており、装填アーム・チャックの斜面は装填アーム・チャックの支持面（２６５）の外径位置から上方へ延在しており、また装填アーム・チャックは１組の可動ロッキング部材（２７０）を含み、これらのロッキング部材は係合されたときには装填アーム・チャックの支持面にウェーハをクランプするために除外面積部分（２０２）と反対側のウェーハの裏面に対して移動するように、また係合解除されたときにはウェーハを解放するように作動可能であり、これによりロッキング部材が係合解除されたとき、デバイス面を下に向け、除外面積部分を装填アーム・チャックの支持面のセクション、および支持面の各々のセクションに隣接するウェーハの直径よりも外側の斜面に面接触させて半導体ウェーハ（３５）を重力によって支持するように装填アーム・チャック（２６５）が作動可能である請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載されたシステム。
デバイス面と、裏面と、或る直径と、一般に円形の周縁とを有する半導体ウェーハ（３５）を、デバイス面上の周縁に隣接する約２ｍｍを超えない幅の除外面積部分（２０２）だけでウェーハに接触して移送することのできるウェーハ・ハンドリング装置であって、水平に配置したウェーハの重ねられた垂直スタックを保持するための少なくとも１つのウェーハ・カセット・ステーションと、ウェーハ保持装置を備えた装填ステーションを有するウェーハ処理機械（１１）と、装填ステーションにおけるウェーハ・ホルダーおよび移送位置における水平配向状態の間でウェーハを移動させる装填アーム（６０）と、ウェーハ・カセット・ステーションおけるウェーハ・カセット、センタリング・ステーションおよび装填アームの移送位置の間で水平配向状態のウェーハを個々に移動させるロボット式移送アーム（１１２）とを含むウェーハ・ハンドリング装置を製造する方法であって、少なくとも２つのウェーハ・チャック（２０１，２５９）をロボット式移送アーム（１１２）および装填アーム（６０）の各々に少なくとも１つ取付けることを含み、各チャックは、一平面内に配置されると共にウェーハの直径と少なくとも同じ大きさの外径および２ｍｍを超えない寸法を減じたウェーハの半径に等しい内径を有する環状リングのセグメントで形成されたウェーハ支持面と、少なくとも複数の角度間隔を隔てたセクションにおける支持面の外径位置から延在し、ウェーハ（３５）の周縁を支持面（２０７，２０８，２６５）へガイドするように、またチャックの支持面および除外面積部分（２０２）以外のウェーハ部分の接触を防止するために配置された斜面とを含んでいるウェーハ・ハンドリング装置を製造する方法。
ロボット式移送アーム（１１２）および装填アーム（６０）の少なくとも１つが真空チャックを有しており、取付けられたウェーハ・チャックの少なくとも１つが環状リングのセグメントに真空ポート（２９５）を有しており、ウェーハ・チャックの取付けが、真空チャックの１つから真空制御ラインを接続解除してその真空制御ラインを前記ウェーハ・チャックの前記ポートに再接続することによる少なくとも１つのチャックの取付けを含む請求項１０に記載された方法。
ウェーハ存在検出器を作動させるために装置の真空制御ラインの再接続を使用することをさらに含む請求項１０に記載された方法。
ロボット式移送アームおよび装填アームの少なくとも１つが真空チャックを有しており、少なくとも１つのウェーハ・チャック（２０１，２５９）が環状リングのセグメントに対してウェーハを保持するためにラッチング部材（２７０）を有しており、少なくとも１つのウェーハ・チャック（２０１，２５９）の取付けが、１つの真空チャックから制御ラインを接続解除し、その真空制御ラインを前記ラッチング部材（２７０）に再接続することを含む請求項１０から請求項前壁１２までのいずれか一項に記載された方法。
装填アーム（６０）が真空チャックを有しており、少なくとも１つのウェーハ・チャックが環状リングのセグメントに対してウェーハを保持するためにラッチング部材（２７０）を有しており、少なくとも１つのウェーハ・チャック（２０１，２５９）の取付けが、装填アームの真空チャックから制御ラインを接続解除し、その真空制御ラインを前記ラッチング部材（２７０）に再接続することを含む請求項１０から請求項前壁１２までのいずれか一項に記載された方法。
装填アームが真空チャックを有しており、少なくとも２つのウェーハ・チャック（２０１，２５９）が環状リングのセグメントに対してウェーハを保持するためにラッチング部材（２７０）を有しており、装填アームに対するウェーハ・チャックの取付けが、装填アームの各々の真空チャックを少なくとも２つのウェーハ・チャックの１つと交換し、装填アームの真空チャックの各々から真空制御ラインを接続解除し、それぞれの真空制御ラインを少なくとも２つのウェーハ・チャックのそれぞれのラッチング部材に再接続することを含む請求項１０から請求項前壁１２までのいずれか一項に記載された方法。
装置がその水平面内に配置されたウェーハを再配向させるための整合およびセンタリング・ステーションも有しており、一平面内に配置され、ウェーハの直径と少なくとも同じ大きさの外径と、ウェーハの直径よりも２ｍｍを超えない範囲で小さい内径とを有する環状リングのセグメントで形成されたウェーハ支持面を有する整合ステーション・チャック（２１６）をさらに含む請求項１０から請求項１４までのいずれか一項に記載されたシステム。
少なくとも複数の角度間隔を隔てたセクションにおける支持面の外径位置から延在し、ウェーハの周縁をチャックの支持面上へガイドするように、また（チャックの支持面と）除外領域以外のウェーハ部分（との接触を防止するように）配置された斜面を整合ステーションに取付けられたウェーハ・チャック（２１６）が有している請求項１６に記載された方法。
装置の装填アーム（６０）が、移送位置における水平配向と装填ステーションにおけるウェーハ・ホルダーの異なる配向との間でウェーハを移動させることができる請求項１０から請求項１７までのいずれか一項に記載された方法。
装置の装填ステーションが垂直に配置されたウェーハ・ホルダーを有しており、装填アームはウェーハを装填ステーションにおけるウェーハ・ホルダーの垂直配向と移送位置における水平方向との間でウェーハを移動させることができる請求項１０から請求項１８までのいずれか一項に記載された方法。
ロボット式移送アーム（１１２）のウェーハ・チャック（２０１）の上方に向いた支持面がウェーハの下に向いた面とその周縁の約２ｍｍの範囲内で接触して前記面上にウェーハを支持することにより、水平配置されているウェーハ（３５）をカセット（１０３，１０４）から取出し、取出したウェーハを移送アーム（１１２）で装填アーム（６０）のウェーハ・チャック（２５９）の上方に向いたウェーハ支持面（２０７，２０８）へ移動してウェーハ周縁の約２ｍｍの範囲内のウェーハの下方へ向いた面を装填アームのウェーハ・チャック（２５９）の上方へ向いたウェーハ支持面に係合させることで載置し、前記支持面上へウェーハ周縁を下方へ向けてガイドするための前記支持面（２０７，２０８）のまわりから延在する斜面を有するウェーハ・チャック（２０１，２５９）とウェーハ支持面との接触に制限する一方、前記チャックの前記支持面とウェーハ周縁の約２ｍｍの範囲を除くウェーハ部分との接触を防止し、装填アーム（６０）のウェーハ・チャック（２５９）のウェーハ支持面にウェーハをラッチ固定して、ラッチ固定したウェーハを処理機械の装填ステーションのウェーハ・ホルダーへ移送することを含む方法。
移動には、取出されたウェーハをウェーハ移送アーム（１１２）によりウェーハ整合装置のウェーハ・チャック（２０１）へ移動してウェーハの下に向いた面をその周縁の２ｍｍの範囲内でウェーハ整合装置の上に向いたウェーハ支持面上に接触させてウェーハ・チャック（２０１）上に載置する第１の移動と、ロボット式移送アームのウェーハ・チャックのウェーハ支持面へウェーハを戻した後にウェーハ移送アーム（１１２）のウェーハ・チャック（２０１）によって再整合されたウェーハを装填アーム（６０）のウェーハ・チャック（２５９）の上に向いたウェーハ支持面へ移動してその上に載置するという移動が含まれる請求項２０に記載された方法。
ラッチ固定されたウェーハの移送には、装填アーム（６０）でウェーハを垂直配向状態に回転して、処理機械の装填ステーションに垂直に配置されたウェーハ・ホルダーへ移送する移送が含まれる請求項２０または請求項２１に記載された方法。
両面処理のために、カセットに対する半導体ウェーハの出し入れ、カセットと装填アーム・チャックとの間の移送、および水平で裏面を上に向けて配向された状態で装填アームへ向かう方向およびそこから離れる方向の移送を特に行うことのできる半導体ウェーハ・ハンドリング・システムに使用される移送アーム・チャック（２０１）であって、移送アーム・チャックは本体（２０３）と、本体に固定されて延在される一対のセラミックス製のアウトリガー・アーム（２０５）と、一平面内に配置され、環状リングの少なくとも３つとされる複数のセグメントで形成され、１つのセグメント（２０７）は本体（２０３）上に、またセグメント（２０８）はアウトリガー・アーム（２０５）の各々の上に１つずつ配置されており、環状リングは移送するウェーハの直径と少なくとも同じ大きさの外径、および２ｍｍを超えない範囲でウェーハの半径よりも小さい内径を有しているウェーハ支持面（２０７，２０８）と、すなわち３つのセグメントの各々の荷重リングの外径位置に隣接する角度間隔を隔てた少なくとも３つのセクションにおいて支持面（２０７，２０８）から外方へ延在する斜面とを含んでおり、移送アームの斜面は少なくとも２つの隔てられた位置において斜面の上方へ延在する面（２１９）を含み、斜面はウェーハ（３５）の周縁を支持面（２０７，２０８）の上へガイドするように、またチャックの支持面とウェーハ接触を、ウェーハの周縁に隣接する約２ｍｍを超えない幅の除外面積（２０２）に実質的に制限するように配置されている請求項１から請求項２２までのいずれか一項に記載された移送アーム・チャック
裏面処理のために、水平に配置された移送アーム・チャックと室内垂直に配置されたウェーハ・ホルダーとの間で半導体ウェーハを特に移送することのできる半導体ウェーハ・ハンドリング・システムに使用される装填アーム・チャック（２５９）であって、装填アーム・チャックが本体（２６１）と、平面内に配置され、環状リングの複数のセグメントで形成され、環状リングは移送するウェーハ（３５）の直径と少なくとも同じ大きさの外径、および２ｍｍを超えない範囲でウェーハよりも小さい半径に等しい内径を有しているウェーハ支持面（２６５）と、セグメントの上の環状リングの外径位置に隣接して角度間隔を隔てた支持面（２６５）から外方へ延在し、ウェブの周縁を支持面の上にガイドするように、またチャックの支持面とウェーハとの間の接触をウェーハ周縁に隣接した約２ｍｍを超えない幅の除外面積部分（２０２）に実質的に制限するように配置された斜面と、斜面の２つの角度間隔を隔てたセクションの間に配置され、支持面に支持されたウェーハの周縁を選択的にグリップするように作動可能な対向するグリップ装置とを含む請求項１から請求項２３までのいずれか一項に記載された装填アーム・チャック。