JP2015532007A - 多機能ウェハー及びフィルムフレームハンドリングシステム - Google Patents

多機能ウェハー及びフィルムフレームハンドリングシステム Download PDF

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Abstract

多機能ウェハー及びフィルムフレームハンドリングシステムが、ウェハー又はフィルムフレームを支持するために構成された超平坦なウェハーテーブル表面を提供するウェハーテーブルを有するウェハーテーブルアセンブリーと、次の少なくとも一つ:ウェハーテーブル表面に垂直な方向において反った又は非平坦なウェハーの部分に下方力を自動的に適用するために構成された平坦化機器;ウェハーテーブルを介したウェハーの裏面への適用された負の圧力の停止及び正の圧力の適用の後のウェハーテーブル表面に対するウェハーの無制御の横の動きを自動的に制約又は阻止するために構成された変位制限機器;及びフィルムフレーム上に実装されたウェハーの回転ミスアライメントを自動的に補償するために構成された回転ミスアライメント補償機器を含む。

Description

本開示の側面が、正確な、高スループットの検査工程を促進する態様においてウェハー及びフィルムフレームに実装されたウェハーの両方を取り扱うことができるシステム及び方法に関する。特定の実施形態が、自動的に(a)ウェハーの反り又は非平坦性に起因するウェハーテーブル表面上のウェハーの不十分な真空維持を修正し、(b)真空力の停止及び/又は空気パージ適用に起因するウェハーテーブル表面に沿うウェハーの無制御の横の変位を阻止し、及び/又は(c)フィルムフレームにより支持されるウェハーの回転ミスアライメントを訂正又は補償するために構成される。実施形態は、また、ウェハー及びフィルムフレームの両方を取り扱うように構成された単一の超平坦多孔性ウェハーテーブルを提供する。
半導体ウェハー処理オペレーションが、多数のダイ(例えば、多数又は非常に多数のダイ)がその上に存する半導体ウェハーに対する様々な種類の処理ステップ又はシーケンスの実行を伴う。各ダイ上のデバイス、回路、又は構造の幾何寸法、線幅、若しくは特徴サイズが、典型的には、非常に小さく、例えば、ミクロン、サブミクロン、又はナノメートルのスケールである。任意のあるダイが、例えば、平坦なウェハー表面に座するウェハー上に対して実行される処理ステップの過程で、レイヤー毎に製造、処理、及び/又はパターン化された多数の集積回路又は回路構造を含み、ウェハーにより支持されるダイが一括して処理ステップに晒される。
広範囲の種類の半導体デバイス処理動作が、ウェハー又はフィルムフレーム上に実装されたウェハー(以降、簡潔のため「フィルムフレーム」)を、ある位置から別の位置、場所、又は目的地へ、安全及び選択的に支持(例えば、輸送、移動、変位、又は搬送)し、及び/又はウェハー又はフィルムフレームの処理オペレーションの過程で特定位置にウェハー又はフィルムフレームを維持することを包含するウェハー又はフィルムフレームのハンドリングオペレーションを実行する多数のハンドリングシステムを包含する。例えば、光学的な検査工程の開始の前、ハンドリングシステムが、ウェハーカセットといったウェハー又はフィルムフレーム源からウェハー又はフィルムフレームを回収し、ウェハー又はフィルムフレームをウェハーテーブル上に移動させなければならない。ウェハーテーブルは、検査工程の開始前、その表面へのウェハー又はフィルムフレームの安全な保持を確立しなければならず、検査工程が完了した後、その表面からウェハー又はフィルムフレームを解放しなければならない。検査工程が完了すると、ハンドリングシステムは、ウェハーテーブルからウェハー又はフィルムフレームを回収しなければならず、ウェハー又はフィルムフレームカセット又は別の処理システムといった次の目的地にウェハー又はフィルムフレームを移動させる。
多種のウェハーハンドリングシステム及びフィルムフレームハンドリングシステムがこの分野において知られている。そのようなハンドリングシステムが、ウェハーテーブルへのウェハーの移動及びそこからのウェハーの回収を包含するウェハーハンドリングオペレーションを実行する、若しくはウェハーテーブルへのフィルムフレームの移動及びそこからのフィルムフレームの回収を包含するフィルムフレームハンドリングオペレーションを実行するために構成された1以上の機械又はロボットアームを含むことができる。各ロボットアームは、関連分野の当業者により理解される態様において、ウェハー又はフィルムフレームの部分に対する真空力の付与及び停止により、ウェハー又はフィルムフレームを回収し、ピックアップし、保持し、移動し、及び解放するように構成された付随のエンド・エフェクタ(エンド・エフェクタ)を含む。
ウェハーテーブル自体が、ハンドリングシステムの一種として見なされ若しくは定義可能であり、光学的検査システムに対応する1以上の光源及び1以上の画像取得装置といった処理システムの要素に関してウェハー又はフィルムフレームを変位させる間、信頼性高く、安全に、及び選択的にウェハーテーブル表面上にウェハー又はフィルムフレームを位置づけ及び保持しなければならない。ウェハーテーブルの構造は、以下の更なる詳細のように、検査システムが高い平均検査スループットを達成することか否かに顕著に影響し得る。更には、ウェハーの物理的な特徴やフィルムフレームの物理的な特徴に関連し、ウェハーテーブルの構造は、光学的な検査工程が信頼性高く正確な検査結果を生成することができる見込みに大きく影響する。
正確な検査結果の生成に関して、光学的な検査工程の過程で、ウェハー又はフィルムフレームがしっかりとウェハーテーブル上に保持されなければならない。加えて、ウェハーテーブルが、全てのウェハーダイ若しくはできるだけ多くのウェハーダイの表面エリアが、そこからの最小又は無視可能な偏向で、総じてこの共通平面に存在するように、ウェハー又はフィルムフレームの上面又は頂面を共通の検査面に配置及び維持しなければならない。より端的には、非常に高い倍率での適切又は正確なダイの光学的な検査は、ウェハーテーブルに非常に平坦であること、好ましくは、画像取得装置の焦点深度の1/3未満の誤差のマージンを有する平坦性であることを要求する。画像取得装置の焦点深度が、例えば、20μmであるならば、対応のウェハーテーブルの平坦性の誤差が6μmを超えることができない。
非常に小さいサイズ(例えば、0.5×0.5mm若しくはより小さい)及び/又は厚み(50μm未満−例えば、非常に薄い及び/又は可撓性のウェハー又は基板により搬送される)のダイをハンドリングするため、この平坦性の要求が、より一段と重要になる。非常に薄いウェハーについては、ウェハーテーブルが超平坦であることが重要であり、さもなければ、ウェハー又はフィルムフレーム上の1以上のダイが簡単に焦点深度外に位置づけられてしまう。当業者は、ダイがより小さく、倍率がより高く要求されれば、検査面が存在しなければならない焦点深度の幅が狭くなることを理解するだろう。
上に概説のそのような平坦性にて、ウェハーテーブル上に配されるウェハーが、ウェハーテーブル表面上に平らに置かれ、ウェハーが、その下の実質的に全ての空気を押し出す。ウェハーがウェハーテーブル上に配される時のウェハーの上面及び下面の間の大気圧の差が、大気圧のためにウェハーの上面に対して付与される大きい力に帰結し、強く若しくは合理的に強くウェハーテーブル上にウェハーを押し下げる。圧力が表面積の関数であるため、ウェハーのサイズが大きければ大きいほど、ウェハー上に下方に付与される力が大きくなる。これは、ウェハー上の「内在吸引力」又は「自然吸引力」として一般的に呼ばれている。ウェハーテーブル表面が平坦であればあるほど、ウェハーの有限面により規定される上限まで、自然吸引力が大きくなる。しかしながら、そのような吸引力の強さは、ウェハーテーブル表面がどの程度まで平坦であるのかに依存する。幾つかのウェハーテーブルは、さほど平坦ではなく、その表面上に他の溝又は穴を有し、減じられた吸引力に帰結する。ウェハーテーブルが、各ダイの検査過程において短い距離に亘って繰り返し加速され、高い真空力が、たびたび、ウェハーテーブル表面にウェハーテーブルの下面にウェハーテーブルを介して付与され、ウェハーが、できるだけ平坦に維持され、また検査過程で動かないことが確保される;これは、そのような自然吸引力の存在に関わらない。
様々な種類のウェハーテーブル構造が、ウェハー又はフィルムフレーム検査オペレーション過程でウェハー又はフィルムフレームをしっかりと保持し、検査オペレーション過程において共通面に最大数のダイを確実に維持する試みにおいて開発されている。しかしながら、ウェハーハンドリングシステムが、以下に記述の1以上の問題もなく、ウェハー及びフィルムフレーム上に実装された切断されたウェハーの両方をハンドルすることを許容する一つの設計が存在しない。各タイプの既存の設計及びこれらの関連の問題について簡単に記述をする。
幾つかのタイプのウェハーチャックが、現在において用いられてきており若しくは用いられている。過去においては、ウェハーが小さく(例えば、4、6、又は8インチ)、また(特に、その全体の表面積との関係において、例えば、ウェハー表面積に標準化されたウェハー厚み基準で)著しく厚く、各ダイサイズが大きかった。今日のウェハーサイズは、各々、典型的には12又は16インチであり、これらの処理されたウェハーの厚みが、これらの増加するサイズとの関係で減少し(例えば、薄板化/裏面研磨/裏面ラッピングの前の12インチウェハーについて0.70〜1.0mmの厚み、薄板化/裏面ラッピング後の50〜150μmが一般的である)、またダイのサイズが設定される(例えば、0.5〜1.0平方mm)。標準的なウェハーサイズが、時間をかけて更に増加することが予想される。加えて、スリムに構築されたエレクトロニクス装置(例えば、フラットスクリーンテレビジョン、携帯電話、ノートブック・コンピューター、タブレット・コンピューター等)内に適合される薄いダイ/薄いコンポーネントについてのエレクトロニクス及び携帯電話製造業者の高まる需要及び要求に応じ、より一層に薄いウェハーが毎年に処理されることも予想される。これから説明のように、これらの要因が、ウェハー及びフィルムフレームの両方をハンドリングするウェハーテーブルの現在の設計の高まる欠陥に貢献する。
歴史的には、また現在においても、多くのウェハーチャックが、鋼といった金属から構成される。そのような金属製ウェハーチャックには、通常は中央の場所から放射する直線の溝により交差される円形の溝である溝に網が嵌め込まれる。ウェハーテーブル表面に対するウェハーのしっかりした保持を促進するため、そのような溝を通じて、真空力が、ウェハーテーブル表面に接触するウェハーの裏面に適用できる。多くのウェハーテーブル設計においては、そのような溝が、サイズが増加する同心円状に配列される。ウェハーサイズに依存し、ウェハーがウェハーテーブル表面上に配される時に1以上の溝がウェハーにより被覆される。真空がウェハーにより被覆された溝を通じて活性化され、ウェハー検査オペレーションといった処理オペレーション過程においてウェハーを押し下げる。検査の後、真空が非活性化され、突き出しピンがウェハーテーブル表面から離れるようにウェハーを持ち上げるべく配備され、ウェハーがエンド・エフェクタにより取り出され若しくは取り外される。金属製のウェハーテーブル表面の中心から放射状に延びる直線の溝があるため、真空が解除されると、ウェハーの裏面への真空力の付与に関連した残留の吸引力が速やかに消散される。厚いウェハーは、壊すことなく(もしあれば、任意の残留の吸引力に反して)ウェハーを持ち上げる突き出しピンを介して付与される顕著な力の付与に対してより従順である。
上述のように、ますます今日製造のウェハーが昔よりもより薄く若しくはかなり薄く(例えば、現在のウェハー厚が、50μm程度に薄い)、また、その上の各ダイも、昔よりもサイズがますます小さい(例えば、0.5平方mm)。科学技術の前進が、より小さいダイサイズ及び薄いダイに帰結し、これが、既存のウェハーテーブル設計によるウェハーのハンドリングに問題を提示している。頻繁に、非常に小さいサイズ及び/又は非常に薄いダイを有する裏面ラッピングされた/薄板化された若しくは切断されたウェハー(以降、単に「切断されたウェハー」)が、処理のためにフィルムフレーム上に実装される。従来の金属製のウェハーテーブルは、多くの理由のため、その上に実装される切断されたウェハーを有するフィルムフレームとの使用には適切ではない。
ダイの検査が非常に高い倍率を伴うことを踏まえれば、倍率が高くなればなるほど、正確な検査のために許容される焦点深度の幅、範囲、分散又は許容誤差が狭くなる。同一面にないダイが、画像取得装置の焦点深度外になりやすい。上述のように、ウェハー検査用の近代の画像取得装置の焦点深度は、倍率に依存して、典型的には20〜70μmの範囲におよび、若しくはより小さい。ウェハーテーブル表面上の溝の存在が、そのようなシステム上の(小さいダイサイズの)フィルムフレーム上に実装された切断されたウェハーの検査過程で特に問題を提示する。
溝の存在が、ウェハーテーブル表面上に適切又は一様に座していない小さいダイサイズの切断されたウェハーに帰結する。より端的には、溝がある(多くの溝があり得る)領域において、フィルムフレームのフィルムが、僅かに溝内に垂れ下がり、光学的検査オペレーションに重要である、全ダイに亘る集合的又は共通の平坦性を欠いた全体のウェハー表面に帰結する。この平坦性の欠落が、切断されたウェハーの小さい又は非常に小さいダイにとって、より顕著になる。そのうえ、溝の存在が、共通のダイ検査面に関してある角度にダイが変位することを生じさせ、1以上の異なる及び低い面に下降及び座することを生じさせる。更には、溝内に下がった傾斜したダイ上への光照明が画像取得装置から離れるように光を反射させ、傾斜したダイに対応する画像の取得が、ダイ上の関心の1以上の領域の正確な詳細及び/又は特徴を含まず若しくは伝達しない。これが、検査過程で取得された画像の品質に不利に影響し、不正確な検査結果に繋がり得る。
幾つかの従来のアプローチが上述の問題を解決することを試みている。例えば、一つのアプローチにおいては、金属製のウェハーテーブルサポートが、溝の網を含む。平坦な金属板が溝の網の頂部上に配置される。金属板が、多くの小さい若しくは非常に小さい真空穴を含み、真空が穿孔を通じてウェハー又は切断されたウェハーに適用されることが許容される。検討下のウェハーサイズに依存して、適切なパターン又は数の対応の溝が有効化される。多数の小さい又は非常に小さい真空穴は、ダイが一括して同一検査面に維持される見込みを高めるが、時間と共により小さいダイサイズ及びより薄いダイ厚に帰結する継続した科学技術の発展のため、集合的なダイの平坦性の問題が有効又は完全には除去されていない。そのような設計は、また、異なるウェハーサイズに対応する3つ揃いの突き出しピンの多数のセット、つまり、ウェハーテーブルが支持することができる多数の標準のウェハーサイズに対応する3つの突き出しピンの多数の異なるセットを含む。突き出しピン用の多数の穴の存在も、上述したものと類似の理由から、フィルムフレーム上に支持されたダイの検査時、集合のダイの平坦性の問題を提示し、またかなりの可能性として悪化させる。
ある製造業者がウェハーテーブル変換キットを用い、ウェハー全体のハンドリングのために溝を有する金属性のウェハーテーブルが用いられ、多くの小さい開口を有する金属性のウェハーテーブルカバーが、フィルムフレームのハンドリングのために用いられる。一つのウェハーテーブルのタイプから別のものへの変換及び変換後のウェハーテーブルの較正に時間が消費され、また手動で行われる事実のために、不幸にも、変換キットは、検査システム中断時間を要求する。そのような中断が、平坦システムスループットに不利に影響し(例えば、順序又は一緒に考えられるウェハー及びフィルムフレーム検査オペレーションの両方の全体又は平均スループット)、従って、ウェハーテーブル変換キットを要求する検査システムが望ましくない。
米国特許第6,513,796号に記載のものといった他のウェハーテーブル設計が、ウェハー又はフィルムフレームが処理されるか否かに基づいて、異なる中央ウェハーテーブルインサートを許容するウェハーテーブル容器を包含する。ウェハー検査のため、インサートが、典型的には、真空の作動のための真空穴を有する環状リングを有する金属板である。フィルムフレームのため、インサートが、真空作動のための多数の微細穴を有する金属板であり、これが、依然として、上述の集合のダイの非平坦性を生じさせる。
米国特許出願公開第2007/0063453号に開示のものといった他のウェハーテーブル設計は、薄いフィルム材料から成る環状リングにより固有領域が規定された多孔性材料から成るプレートタイプのインサートを有するウェハーテーブルレセプタクルを利用する。典型的には、そのようなウェハーテーブル設計が組み立てにおいて複雑であり、微細及び複雑な製造工程を包含し、従って、困難であり、時間を消費し、若しくは製造に費用がかかる。更には、そのような設計が、金属製の環状リングを用い、ウェハーサイズに応じてウェハーテーブル表面に亘る局部的な真空力の制御を促進する。金属製の環状リングが、不必要に長い平坦化時間を要求し、若しくはウェハーテーブル表面を平坦化する時、ウェハーテーブル表面を研磨するために用いられる研磨装置を損傷する。更には、ウェハーテーブル表面に亘る材料の研磨特性の差異のため、金属製のリングが非平坦性を高め、従って、金属製の環状リングが、近代の光学的検査工程(例えば、特に、フィルム上に実装された切断されたウェハー)にとって適切ではない。
不幸にも、従来のウェハーテーブル設計は、より小さいウェハーダイサイズ及び/又は進歩的に減少するウェハー厚を継続して生じさせる科学技術の進歩に照らして、ウェハーテーブル表面の不十分な平坦均一性の結果から、(a)不必要な構造的な複雑さ、(b)製作するのに困難、高価、又は時間を消費する、及び/又は(c)様々なタイプのウェハー処理オペレーション(例えば、ダイ検査オペレーション、特には、ダイがフィルムフレームにより支持される時)に不適切である。ウェハーテーブルにウェハーと切断されたウェハーの両方を取り扱い、1以上の前述の問題又は欠点を克服することを可能にするウェハーテーブル構造及び関連のウェハーテーブル製造技術の要求が明らかに存在する。
平均の検査スループットと同様にウェハー及びフィルムフレーム検査の精度に影響を与えることができるウェハーテーブル設計の上述の側面に加えて、多数の他のタイプのウェハー又はフィルムフレームハンドリング問題が存在し、これが、ウェハー又はフィルムフレーム検査オペレーションに不利に影響し得る。そのような問題及びそれに対する従来技術の解決手段が以降に詳述される。
ウェハー非平坦性に起因するウェハー−ウェハーテーブル保持欠陥
一つのタイプのウェハーハンドリングの問題が、ウェハーの非平坦性又は反りの結果として発生する。この問題が、(a)製造されるウェハーサイズの増加;(b)ハンドリングされるウェハーの厚みの減少;及び(c)処理前及び後にウェハーがハンドリングされ若しくは保存される態様を含む多数の要因から発生する。光学的検査といった処理前及び後、ウェハーらがそれらの端部でカセット内に保持される。ウェハーの径及び薄さの促進、ウェハーがカセット内に保持される態様、中心近傍のウェハーの降下、又はウェハー反りの想定が非一般的ではない。加えて、この問題がより一般的ではないが、要求の寸法にウェハーを薄くする裏面ラッピング工程の過程において、裏面ラッピング工程は、ウェハーが逆の反り(reverse warp)を有するようにさせる。
非平坦なウェハーがウェハーテーブル表面上に静止する時、ウェハーテーブル表面に対してウェハーの全下面をしっかりと保持するように意図されるウェハーテーブル表面を介して適用される真空力が、ウェハーの下面の一部を弱く保持するだけである。ウェハーの他の部分がウェハーテーブル表面上に存在し、ウェハーテーブルを介して適用される真空が漏れるため、適用される任意の残余の真空力が非常に弱くなる。そのような状況において、ウェハーが、しっかりと押し下げられず、更には、そのような反ったウェハー10が、典型的には信頼性高く検査若しくはテストできない。
ウェハーの全表面積がウェハーテーブル表面上に保持されることを確実にすることに向けられた従来のアプローチが、検査システムオペレーター又はユーザーが手動で介入するまで、不十分な真空保持力(又は最小真空保持閾値未満の真空漏れ)が検出される時、検査システムオペレーションを自動的に停止させることを伴う。問題を解決するため、検査システムオペレーターが手動でウェハーテーブル表面に対してウェハーを押し、そして、ウェハーテーブル表面を介して適用される真空力がウェハーの全表面に係合し、ウェハーテーブル表面に対してウェハーをしっかりと保持する。ウェハーテーブル表面上のウェハーの不十分な真空保持の帰結のそのような検査システムオペレーションのそのような自動的な停止が、問題を手動で正すユーザー干渉の後に再開されるだけである。そのような中断時間が、システムのスループットに不利に影響を与える。
真空力の停止に続く予測不能/制御不能な横方向のウェハー変位
典型的には、ウェハーの検査のため、次のステップが発生し、ウェハーテーブル上にウェハーを配置する:(a)ウェハーがカセットから取り出され、ウェハー(プリ)アライナーに送られる;(b)ウェハーアライナーが検査のためにウェハーを適切に配向するように働く;(c)ウェハーアライメントが完了した後、エンド・エフェクタが、ウェハーを所定位置に搬送し、そこでその中心がウェハーテーブルの中心に一致する;(d)突き出しピンがウェハーを受け取るように作動される;(e)エンド・エフェクタが、引き込み前、ウェハーを突き出しピン上に下降させる;及び(f)突き出しピンが、次に、検査のためにウェハーをウェハーテーブル上に下降し、他方、真空が適用されて検査のためにウェハーを押し下げる。
検査が完了する時、(a)真空が解除される;(b)ウェハーが突き出しピンにより持ち上げられる;(c)エンド・エフェクタがウェハーの下をスライドし、ウェハーを持ち上げる;及び(d)エンド・エフェクタが、検査されたウェハーをカセットに送り戻し、ウェハーをカセット内に押し入れる。
カセット内にウェハーを配置するようにエフェクタを作動させるため、ウェハーテーブル上に置かれた時からエンド・エフェクタに対して、ウェハーが所定位置にとどまり、その位置を変えていないことが重要である、と述べるのが適切である。これは、テーブル上に置かれた瞬間からウェハーが動いてはいけないことを意味する。ウェハーが顕著又は深刻にエンド・エフェクタに対する位置を脱するならば、ウェハーが搬送過程で落下し、若しくはエンド・エフェクタが位置外れのウェハーをカセット内に押し入れることを試みる時に損傷を受けるリスクがある。これらの事故を防止するため、検査後に最終的にエフェクタによりウェハーが持ち上げられる時、ウェハーが、エンド・エフェクタに対して、検査の開始の前にウェハーがウェハーテーブル上に配置された時と同一位置にあるべきである。エンド・エフェクタによる配置に際してウェハーをその位置に保持するため、ウェハーの全体又は部分がウェハーテーブル上に平坦に着座する時に生じる自然吸引に加えて、溝を通じた真空が有効化される。
特定の状況においては、ウェハーの裏面に対する真空力又は負の圧力(negative pressure)の適用が終了した後、次のイベント又は工程ステップの結果として、ウェハーは、ウェハーテーブル表面に沿って横方向にスライドし得る。ウェハーの予測不能な横の動きが、検査の開始の前又は開始の時にウェハーテーブル上にウェハーが元々置かれた位置から異なる位置に移動又は平行移動することをウェハーに生じさせる(つまり、これに対してエフェクタがウェハーを配置及び引き取る参照ウェハーテーブル位置から離れてウェハーが横方向にスライドする)。結果として、そのような横の動きの結果から不確か又は予測不能に誤って位置されるウェハーをエフェクタが取り出す時、エフェクタがウェハーカセット内に位置外れのウェハー10を積み戻すことを試みる時にウェハーが落下及び損傷されるリスクがある。
真空力の停止に続くウェハーテーブル表面に対する意図しない横方向のウェハー変位を管理するための従来のアプローチが、手動の介入を伴い、これが、再び、検査又はテストシステムオペレーションの中断に帰結し、生産スループットに不利に影響を与える。
ウェハー−フィルムフレーム回転ミスアライメント
ウェハー製造の特定ステージで、ウェハーが、フィルムフレーム上に実装される。例えば、ウェハーが切断されようとする時、通常、フィルムフレーム上に実装される。切断された後、切断されたフィルムフレーム上のウェハーが、外観及び/又は他のタイプの欠陥のために更に検査される。図1Aは、フィルムフレーム30上に実装されたウェハー10の概略図であり、当業者により即時に理解される態様において、ウェハー10が実装される典型的には接着又は粘着面を含むフィルム32又は薄材料層によりウェハー10を支持する。ウェハー10が多数のダイ12を含み、製造過程で製造される若しくは顕在になる、水平グリッド線6及び垂直グリッド線8によりお互いに離間又は輪郭が描かれた多数のダイ12を含む。そのような水平及び垂直グリッド線6、8が、各々、ダイの水平及び垂直面11、16に対応し、若しくは輪郭を描く。当業者は、ウェハー10が、典型的には、少なくとも一つの参照特徴(参照特徴)11、例えば、異なる円形の外周上のノッチ又は直線部分又は「フラット」セグメントを含み、ウェハーのアライメントオペレーションを促進することを理解する。当業者は、フィルムフレーム30が、多数の記録又はアライメント特徴34a〜bを含み、フィルムフレームのアライメントオペレーションを促進することを更に理解する。フィルムフレーム30は、また「フラット」35a〜dといった多数の他の参照特徴も含むことができる。
光学的検査については、ウェハー10上のダイ12が、ダイ12の外観又は他の(例えば、構造の)欠陥の識別を促進する検査基準に応じて自動的に検査又は試験される。検査基準を満足するダイ12は、検査基準を満足できなかったダイも同様、各々、「パス」又は「フェイル」の指定に応じて追跡又は分類できる。首尾良く全ての検査基準を満足したダイ12は、更なる処理又は集積回路パッケージ内への組み込みに適し、全ての検査基準を満足することに失敗したダイ12が、(a)廃棄される;(b)失敗の原因(群)を決定し、未来の失敗を阻止するために分析される;又は(c)特定の状況においては、再生/再処理される。
光学的検査が、個別のダイ12又はダイ12のアレイに照明を向ける;画像取得装置を用いてダイ12から反射された照明を取得し、ダイ12に対応する画像データを生成する;及び画像データに対して画像処理オペレーションを実行し、ダイ12上の1以上のタイプの欠陥が存在するか否かを決定することを伴う。典型的には、光学的検査は、ウェハー12が動いている間、「瞬時に(on-the-fly)」実行され、ウェハー12により支持されたダイ12が、画像取得オペレーション過程で画像取得装置に対して連続して動く。
全ウェハー10の検査が、ウェハー10上の各ダイ12に対応する検査結果(例えば、パス/フェイルの結果)の生成を要求する。任意の所与のダイ12に対応する検査結果が生成される前、ダイ12の全表面積が、まず完全に取得されなければならない。換言すれば、任意の所与のダイ12の完全な検査は、ダイの全表面積が、まず完全に画像取得装置により取得されなければならず、各ダイ12の全表面積に対応する画像データが生成及び処理されなければならないことを要求する。もしダイの全表面積に対応する画像データが生成されていないならば、ダイ12の全表面積を包囲する画像のセットの取得まで、又は「全ダイ画像」が生じるまで、ダイ12に対応する画像処理オペレーションが完了できず、検査結果が生成できない。従って、もしダイ12の全表面積に対応する画像データ、又はダイ全体画像データが生成されていないならば、ダイ12の検査結果の生成が不必要に遅延され、これが検査工程のスループットに不利に影響する。
画像処理のためのダイ全体画像の完全な取得に要求される画像取得オペレーションの数が多くなればなるほど、検査のスループットが低下する。検査工程のスループットを最大化するためには、全てのダイの全表面積が、できるだけ少ない画像でなるべく取得されるべきであることが利にかなっている。
ウェハー10の配向の誤差が、フィルムフレーム30上へのウェハー10の実装過程で生じ得る。一般的には、ウェハー実装における誤差が、フィルムフレームフラット35aといった所与のフィルムフレーム参照特徴に関して適切にアライメントされていないウェハーフラット又はノッチ11に関連する。図1Bは、ウェハー10を支持するフィルムフレーム30に関して回転ミスアライメントされたウェハー10の概略図である。フィルムフレーム30に関して図1Aに図示のウェハー10が保つ回転配向よりも、図1Bに図示のウェハー10が、そのフィルムフレーム30に関して顕著に異なる回転配向を保つことが明瞭に見られる。より端的には、図1Bから見られるように、各々、第1フィルムフレームフラット35aに平行及び垂直に規定された水平参照軸36及び/又は垂直軸38に関して、図1Aに図示のウェハー10と比較して、参照水平及び垂直ウェハーグリッド線6、8の組が回転され、角度でオフセットされ、若しくは角度θでミスアライメントされる。
換言すれば、図1Aに図示のウェハー10については、角度θ(第1フィルムフレームフラット35aに関して所定の配向を有する参照軸36、38からウェハーグリッド線6、8が離間するように回転している角度分を示す)がほぼゼロである。図1Bに図示のウェハー10については、ウェハー・トゥ・フィルムフレーム(フィルフレームに対するウェハー)のミスアライメント角度が非ゼロθである。ウェハーサイズが増加し、特には大きいウェハーサイズ(例えば、12インチ以上)については、フィルムフレーム30に対する実装済みのウェハー10の回転ミスアライメントが、典型的には、その上に実装されたウェハー10の検査過程で、以降に更に詳細に説明されるように問題を生じさせる。
ダイ12の所与の画像の取得過程では、検査システムの画像取得装置が、画像取得装置の視野(FOV(field of view))内に配置されたダイの表面積のこれらの部分のみから反射された照明を取得することができる。画像取得装置FOVの範囲外のダイの表面積の部分が、この画像の一部として取得できず、別の画像の一部として取得されなければならない。上述のように、検査工程のスループットの最大化が、ウェハー10上の全てのダイ12の全表面積ができるだけ少ない画像で取得されることを要求する。多数の画像取得オペレーションがダイの全表面積に対応する画像データを生成するために要求される時、ダイ12についての検査結果の生成が遅延され、これがスループットに不利に影響する。従って、検査工程のスループットを最大化するため、ウェハー10上の全てのダイ12についてのダイ全体画像データの生成に要求される画像取得オペレーションの数を最小化するために、ウェハー10上の各ダイ12が画像取得装置FOVに関して適切にアライメントされなければならない。
画像取得装置FOVに関するダイ12の適切なアライメントが、画像取得装置FOVに関するダイ12の任意の回転又は角度ミスアライメントが十分に小さく、最小であり、若しくは無視可能であり、ダイの全表面積がFOVの範囲内にある状況として規定できる。図2Aは、画像取得装置の視野(FOV)50に関して適切に配置又はアライメントされたダイ12の概略図である。図2Aに明らかに示されるように、FOV50に関する適切なダイアライメントの状況下で、ダイ12の水平縁又は側面14がFOV水平軸XIに実質的に平行に配列され、ダイ12の垂直縁又は側面16がFOV垂直軸YIに実質的に平行に配列される。結果として、ダイ12の全表面積がFOV50の範囲内にあり、ダイ12の全表面積が画像取得装置により単一の画像取得イベント、オペレーション、又は「スナップ」において取得される。
図2Bは、画像取得装置FOV50に関して不適切に配置又はミスアライメントされたダイ12の概略図である。図2Bは、ダイの水平及び垂直側面14、16が、各々、FOV水平軸XI及びFOV垂直軸YIから回転若しくは角度にてオフセットされ、ダイの表面積の一部がFOV50の範囲外にあることを明らかに示す。FOV50に関してのそのようなダイ12のミスアライメントのため、ダイ12の全表面積に対応する画像データの生成が、ダイ12の異なる部分を取得する多数の画像の取得を要求し、減じられた検査工程のスループットに帰結する。より端的には、図2Cに図示のように、FOVに関してのダイのミスアライメントの程度に依存し、そのような回転ミスアライメントされたダイ12の全表面積の取得に4つの画像まで要求され得る。
フィルムフレームがハンドリングされる時、典型的には、機械的フィルムフレームレジストレーション工程(登録工程)が生じなければならない。通常、フィルムフレームがウェハーテーブル上に配置される時、フィルムフレームレジストレーション工程が生じる。幾つかのシステムにおいては、2011年5月12日に出願のシンガポール特許出願No.201103524−3タイトル「ウェハー及びフィルムフレームといった構成部品板のハンドリング及びアライメントのためのシステム及び方法」に記述のように、ウェハーテーブル上へのフィルムフレームの配置の前にフィルムフレームを支持するエンド・エフェクタにより、フィルムフレームアライメント特徴34a〜bのセットがフィルムフレームレジストレーション(登録)要素又は構造に係合させられる時といったウェハーテーブル上へのフィルムフレームの配置の前に機械的フィルムフレームレジストレーションが生じる。
機械的フィルムフレームレジストレーション工程が、ある量のハンドリング時間を伴う。しかしながら、フィルムフレームレジストレーション工程は、典型的には、フィルムフレーム30が画像取得装置FOVに関して適切にアライメント又はレジストレーションされることを保証する。しかしながら、これは、まず、ウェハーがフィルムフレーム上に適切に実装されていることを想定し、これは常時のケースではない。フィルムフレーム上に実装されたウェハーが回転ミスアライメントを有する場合、検査に問題及び遅延を生じさせ、以下に詳述のように不利にスループットに影響する。
慣行としてウェハーテーブルアセンブリーにより支持される、フィルムフレームレジストレーション特徴34a〜bと1以上のフィルムフレームレジストレーション要素の間の嵌合係合によりフィルムフレームレジストレーション工程が生じる。フィルムフレーム30がレジストレーションされた後、フィルムフレーム30上に実装されたウェハー10上のダイ12が、画像取得装置FOVに関して適切にアライメントされることが予期される。しかしながら、もし僅か若しくは最小量よりも多いフィルムフレーム30上に実装されたウェハー10の回転又は角度の誤った配向が存在するならば、ダイ12が、画像取得装置FOVに関して適切にアライメントされない。従って、フィルムフレーム30へのウェハー10の実装過程で生じるウェハー10の任意の回転ミスアライメントの程度が、ウェハー12上の各ダイ12の全表面積の取得に要求される画像の数に不利に影響することが当然であり、従って、フィルムフレーム30に関するウェハー10の任意の回転ミスアライメントの程度が不利に検査スループットに影響する。
そのフィルムフレーム30に関するウェハー10の適切なアライメントが、画像取得装置FOV50に関するダイ12の適切なアライメントを確実にする。フィルムフレーム30に関するウェハー10の適切なアライメントが、1以上のウェハーグリッド線6、8が、フィルムフレームフラット35a〜d及び/又は画像取得装置FOVといった1以上のフィルムフレーム構造特徴に関する標準の所定のアライメントを有し、各ダイ12が、図2Aに図示の態様において画像取得装置FOVに関して配置される(つまり、各ダイの水平及び垂直側面14、16が、FOV水平及び垂直軸XI及びYIに合う)状況として規定される。フィルムフレーム30に関するウェハー10のそのようなアライメントが、各ダイの全表面積を取得するのに要求される画像取得オペレーションの数を最小化し、検査工程のスループットを最大化する。
更に図示するに、図2Dは、フィルムフレーム30に関して適切に実装され、アライメントされたウェハー10、及びウェハー10上のダイ12の連続の列内の各ダイ12の全表面積の画像を画像取得装置が取得する検査工程ウェハーの移動路の概略図である。ダイ12の2つの代表の列が図2Dに識別され、つまり、列「A」ダイ12及び列「B」ダイである。このウェハー10がそのフィルムフレーム30に関して適切にアライメントされるため、検査工程過程で、列「A」内の各ダイ12の全表面積が単一の対応の画像で(例えば、ウェハー10が動いている間、若しくは「瞬時に(on-the-fly)」)取得できる。列「A」ダイに対応する画像の取得に続いて、最後に考慮された列「A」ダイ12に最も近い列「B」ダイ12の表面積が画像取得装置により取得されるようにウェハー10が即刻に位置づけられ、検査が、反対の移動方向に沿って継続する。従って、検査移動路が「ヘビ状」である。今一度、このウェハー10がそのフィルムフレーム30に関して適切にアライメントされるため、検査工程過程で、列「B」内の各ダイ12の全表面積が単一の対応の画像で取得できる。ウェハー10がフィルムフレーム30に関して適切にアライメントされる時、この態様において全ウェハー10の検査が最大検査工程スループットに帰結する。
図2Eは、ウェハーを支持するフィルムフレーム30に関して回転ミスアライメントされたウェハー10、及び画像取得装置が任意の単一の画像取得イベントの過程でウェハー10上のダイ12の連続列内の各ダイ12の全表面積未満を取得する検査工程ウェハー移動路の概略図である。光学的検査工程過程で、そのようなウェハー・トゥ・フィルムフレームの回転ミスアライメントの結果として、フィルムフレーム30自体が画像取得装置に関して適切にレジストレーションされる時にも、ウェハー10により支持されるダイ12の水平及び垂直側面14、16が、各々、FOV水平及び垂直軸XI及びYIから回転オフセットされる。結果として、所与のダイ12の全表面積が画像取得装置FOV50の範囲内になく、多数の個別の画像が、所与のダイの全表面積を取得するために要求される。多数の画像がダイの全表面積を取得する後までダイ12についての検査結果が生成できないため、ダイ12に対応する検査結果の生成が望まずにも遅延される。
検査が一群のダイ12に関与する場合、上述のものに類似の検討が適用する。図2Fは、ダイアレイ18内の全てのダイ12の集合の表面積が画像取得装置FOV50よりも小さいダイアレイ18の概略図であり、ダイアレイ18内の各ダイ12の水平及び垂直側面14、16が、各々、FOV水平軸XI及びFOV垂直軸YIに実質的に平行であるため、ダイアレイ18が画像取得装置FOV50に関して適切にアライメントされる。結果として、全体のダイアレイ18が画像取得装置により単一画像として取得され、これにより、検査工程スループットが最大化される。図2Gは、ダイアレイ18内のダイ12の水平及び垂直側面14、16がFOV水平及び垂直軸XI及びYIに関して適切にアライメントされていないダイアレイ18の概略図である。従って、ダイアレイ18の一部がFOV50の範囲外にある。結果として、ダイアレイ18の多数の画像が、ダイアレイ18についての検査結果か生成される前に取得されなければならず、スループットが低下される。
その上、検査が、画像取得装置FOV50に関して適切にアライメントされる時、FOV50よりも大きい表面積を有する単一(例えば、大きい)ダイ12を伴う時、上述のものと類似の検討も適用する。図2Hは、画像取得装置のFOV50よりも大きい表面積を有するダイ12の概略図である。ダイの水平及び垂直側面14、16が、各々、FOV水平及び垂直軸XI及びYIに実質的に平行であるため、このダイ12もFOV50に関して適切にアライメントされている。結果として、ダイ12の全表面積が最小数の画像取得オペレーションで取得できる。この例においては、画像取得装置が、ダイ12の全表面積の検査のために合計9つの画像を取得しなければならず、画像取得装置に関してダイの表面積の異なる部分を連続的に位置づけ、そのような相対的な位置づけの過程で画像取得装置FOV50の範囲内のダイの表面積の各部分の画像を取得することにより生じる。
図2Iは、図2Hに図示のものといった単一のダイ12の概略図であり、適切なFOVアライメント状態の下では9つの画像の取得を通じて完全に検査されるが、FOV水平及び垂直軸XI及びYIに関する水平及び垂直ダイ側面ミスアライメントで、9つの画像の取得後でも画像取得装置FOV50の範囲外にダイ12の部分が残ることに帰結する。
従前のシステム及び方法が、手動の介入又は回転可能なウェハーテーブルのいずれかに依拠し、ウェハー10とフィルムフレーム30間の回転ミスアライメントを補償又は訂正する。前述同様、手動の介入がシステムスループットに不利に影響する。回転可能なウェハーテーブルに関しては、そのようなウェハーテーブルは、ウェハー−フィルムフレーム回転ミスアライメントを補償若しくは実質的に補償するのに十分である回転変位の量を選択的に提供するように構成される。ウェハー10とフィルムフレーム30間のミスアライメントの大きさが、正又は負の方向において、顕著な程度の度数、例えば、10〜15度以上に及ぶ。不幸にも、そのような回転を提供するために構成されたウェハーテーブルは、機械的な見地から不必要に複雑であり、対応して高価(例えば、法外に高価)である。更には、そのような回転ウェハーテーブル変位を提供するウェハーテーブルアセンブリーの追加の構造的な複雑さが、検査過程で画像取得装置の光軸に垂直な単一面にウェハーテーブル表面を首尾一貫して維持することを顕著に困難にする。
ウェハー及びフィルムフレームの両方をハンドリングするための単一のウェハーテーブル構造を提供し、ウェハー反り、予測不能な横方向のウェハーの動き、及びウェハー−フィルムフレーム回転ミスアライメントから生じる上述の問題の少なくとも幾つかを自動的に克服することができ、検査工程スループットを向上若しくは最大化することができるウェハー及びフィルムフレームのハンドリングシステムの要求が存在する。
本開示の一側面においては、ウェハーと、ウェハー又はそれらの部分が実装されるフィルムフレームのハンドリングのためのシステムが、ウェハー又はフィルムフレームを支持するべく構成された超平坦なウェハーテーブル表面(多孔質材を含むことができる)を提供するウェハーテーブルを備えるウェハーテーブルアセンブリーにして、ウェハーの裏面又はウェハーが実装されるフィルムフレームのフィルムの裏面に負の圧力又は正の圧力を適用するべく構成されるウェハーテーブルアセンブリー;及び次の少なくとも一つ:(i)ウェハーテーブル表面上への不十分なウェハー保持の検出に応答してウェハーテーブル表面に垂直な方向に反った又は非平坦なウェハーの部分に下方力を自動的に適用するべく構成された平坦化機器;(ii)ウェハーテーブルを介したウェハーの裏面に対する正の圧力の適用及び適用の負の圧力の停止の後、ウェハーテーブル表面に関してウェハーの無制御の横の動きを自動的に制約又は阻止するべく構成された変位制限機器;及び(iii)フィルムフレーム上に実装されたウェハーの回転ミスアライメントを自動的に補償するべく構成された回転ミスアライメント補償機器を含む。ウェハーテーブルアセンブリーが、フィルムフレームの参照特徴のセットとの嵌合係合によりフィルムフレームアライメントを促進するべく構成されたフィルムフレームレジストレーション要素を除去することができる。
回転ミスアライメント機器が、フィルムフレーム上に実装されたウェハーの部分の画像を取得するべく構成された第1画像取得装置;及び(i)第1画像取得装置の視野及び/又は(ii)フィルムフレームに関して、フィルムフレーム上に実装されたウェハーの回転ミスアライメントの角度範囲及び回転ミスアライメントの方向を決定するべく構成された処理ユニットを含むことができる。
平坦化機器は、その反り又は非平坦性の結果のため、反った又は非平坦なウェハーがウェハーテーブル表面上に確実に保持されない時の手動介入の必要を除去する。変位制限機器が、ウェハーの裏面への負の圧力の適用の停止後にウェハーテーブル表面に対するウェハーの無制御の横方向の変位に応答した手動介入の必要を除去する。変位制限機器が、超薄ウェハーの無制御の横方向の変位を阻止することにより非常に薄い又は超薄ウェハーの損傷を確実に避ける態様において、正の空気圧(positive air pressure)の適用後にウェハーテーブル表面からの非常に薄い又は超薄ウェハーの解放を促進することができる。
一実施形態においては、システムは、ウェハーテーブル表面上に配置可能であり、ウェハーテーブル表面に対して垂直である垂直軸に沿って変位可能である本体;本体に結合した複数の取得アーム、複数の取得アーム内の各取得アームが垂直軸に向かって又はそこから離れるように横切る多数の個別位置に制御可能に変位可能である;複数の取得アームに結合し、複数の取得アームによるフィルムフレームの安定した取得を促進するべくフィルムフレームの外周の部分に真空力を制御可能に適用するために構成される真空要素のセット;及び、フィルムフレームをウェハーテーブル表面上に直接的に配置することによりウェハーテーブル表面へフィルムフレームを搬送するために、制御可能に本体を変位させ、従って、垂直軸に平行な垂直方向に沿って複数の取得アームを同時に変位させるべく構成された垂直変位ドライバーを有する多機能ハンドリング機器を含む。多機能ハンドリング機器は、フィルムフレームがウェハーテーブル表面に搬送される間、フィルムフレーム及び/又は画像取得装置の視野に関して、フィルムフレーム上に実装されたウェハーの回転ミスアライメントを補償するために、垂直軸周りに複数の取得アームを正確に同時に回転させるべく構成された回転ミスアライメント補償ドライバーを更に含むことができる。
一実施形態においては、システムは、ウェハーテーブル表面上に配置可能及びウェハーテーブル表面に対して垂直である垂直軸に沿って変位可能である本体;本体に結合した複数の取得アーム、複数の取得アーム内の各取得アームが垂直軸に向かって又はそこから離れるように横切る多数の個別位置に制御可能に変位可能である;及び複数の取得アーム内の各取得アームに結合した取得アーム先端(各取得アーム先端が軟質及び弾性的に変形可能な材料を備える)を有するハンドリングサブシステムを含み、ハンドリングサブシステムが、平坦化機器及び変位制限機器の少なくとも一つ;又はフィルムフレーム搬送機器、平坦化機器、変位制限機器、及び回転ミスアライメント補償機器の各々を実施する。
複数の先端要素が、(i)複数の係合補助位置(各係合補助位置が、ウェハーテーブル表面上のウェハーの外周で僅かに標準ウェハー径未満のエリアに亘り複数の先端要素をお互いに離して配する)及び(ii)複数の閉じ込め位置(各閉じ込め位置が、複数の先端要素内の各先端要素をウェハーテーブル表面上のウェハーの外周の横及びちょうど超えたところに配する)の少なくとも一つに対して変位可能であり、各係合補助位置が、異なる標準ウェハー寸法に対応し、各閉じ込め位置が、異なる標準ウェハー寸法に対応する。
ウェハーテーブルアセンブリーがウェハーテーブル表面に垂直な垂直方向に沿って変位可能である突き出しピンのセットを含み、
変位制限機器が、
(a)ウェハーの裏面に対する吸引力の適用の中断又は停止の実質的に直後におけるウェハーの裏面に対する一吹きの空気の適用、一吹きの空気が一吹きの空気開始時間から一吹きの空気停止時間まで適用される;及び
(b)一吹きの空気の開始時間に続く非常に短い突き出しピン作動遅延時間後、突き出しピンのセットを上方に変位させ、これにより、一吹きの空気の開始時間に対する非常に短い突き出しピン作動遅延時間の結果として、最小又は無視可能な横方向の変位でウェハーテーブル表面から離れるようにウェハーを持ち上げる突き出しピンのセットの作動
を制御するように構成された制御ユニットを含むことができ、
突き出しピン作動遅延時間が、一吹きの空気開始時間に対して正確に制御され、一吹きの空気に応答したウェハーテーブル表面からのウェハーの解放に同期してウェハーがウェハーテーブル表面から垂直に持ち上げられる。突き出しピン作動遅延時間が、実験的に決定され、及び/又は5〜50msecである。
本開示の一側面においては、ウェハー及びウェハー又はその部分が実装されるフィルムフレームをハンドリングするための方法であって、各ウェハーが外周及び表面積を有し、各フィルムフレームが、ウェハー又はその部分が実装され、フィルムフレームによりサポートされる対応のフィルムを含み、
ウェハーの裏面又はウェハーが実装されるフィルムフレームのフィルムの裏面に負の圧力又は正の圧力を適用するべく構成されたウェハーテーブルを備えるウェハーテーブルアセンブリーに対応する超平坦なウェハーテーブル表面へウェハーを搬送し;及び
少なくとも次の一つ、また可能性としては次のそれぞれ:
(i)ウェハーが実装されたフィルムフレームに関してウェハーの回転ミスアライメントを自動的に修正し;
(ii)ウェハー反り又は非平坦性に起因するウェハーテーブル表面上へのウェハーの不十分な保持を自動的に修正し;及び
(iii)ウェハーの裏面への吸引力の中断又は停止に続いてウェハーテーブル表面に対してウェハーの無制御の横方向の変位を自動的に阻止する、を含む。
工程が、突き出しピンのセットを上昇させることと、上昇された突き出しピンのセットからウェハーを取得するように構成されたエンド・エフェクタにより、ウェハーテーブルからウェハーを除去し;転換キットによりフィルムフレームのハンドリングのためにウェハーテーブルを転換することなく、ウェハーテーブルからのウェハーの除去に続いて突き出しピンを使用せずウェハーテーブル表面上にフィルムフレームを直接的に配置することを更に含む。
ウェハーテーブル表面上にフィルムフレームを直接的に配置することが:フィルムフレーム上にフィルムフレーム搬送機器を位置づけ、フィルムフレーム搬送機器が、複数の変位可能な取得アームに結合したハウジングを含み、各取得アームが軟質及び弾性的に変形可能な先端要素に結合され、各取得アームが、真空又は負の圧力源に流動的に結合される;
フィルムフレームの標準寸法に対応するフィルムフレーム取得位置で複数の取得アームを位置づけ、先端要素がフィルムフレーム縁の部分に係合し;
複数の取得アームによりフィルムフレーム縁の部分に真空力又は負の圧力を適用しフィルムフレームをしっかりと取得し;
ウェハーテーブル表面上に取得されたフィルムフレームを位置づけ;
フィルムフレームがウェハーテーブル表面に接触するまで、ウェハーテーブル表面に向かって下方に取得されたフィルムフレームを変位し;
ウェハーテーブルによりフィルムフレームに対応するフィルムの裏面に吸引力を適用し;
フィルムフレーム縁の部分への真空力又は負の圧力の適用を終了することを含む。
ウェハーが実装されるフィルムフレームに対するウェハーの回転ミスアライメントを自動的に修正することが:
画像取得装置を用いてフィルムフレーム上に実装されたウェハーの部分の画像を取得し;
フィルムフレーム及び/又は画像取得装置に対するウェハーの回転ミスアライメント角度及び回転ミスアライメント方向を決定し;
ウェハーテーブルから離間した回転補償機器により回転ミスアライメント方向に反対の方向に回転ミスアライメント角度に亘りフィルムフレームを回転させ;
ウェハーテーブル上にフィルムフレームを配置する。
ウェハーの部分の画像を取得することが、ウェハーテーブル上へのフィルムフレームの配置の前、第1画像取得装置を用いてウェハーの部分の画像を取得することを含むことができる。ウェハーテーブル上へのフィルムフレームの配置後、検査システムの部分を形成する第2画像取得装置によりそのような画像の取得が生じ得る。
ウェハーテーブル表面上でのウェハーの不十分な保持を自動的に修正することが:
ウェハーテーブル表面上でのウェハーの不十分な保持を自動的に検出し;ウェハーの裏面への吸引力の適用と同時に、ウェハーの露出した上面の部分に下方への力のセットを応答として適用し、ウェハーテーブル表面上でのウェハーのしっかりした保持を促進することを含むことができる。
下方への力のセットを適用することが:
ウェハー上への平坦化機器を位置づけ、平坦化機器が、複数の変位可能なアームに結合したハウジングを含み、複数のアーム内の各アームが、軟質及び弾性的に変形可能な材料を含む先端要素に結合される;ウェハーテーブル上でのウェハーの寸法に対応する係合補助位置に応じて先端要素を位置づけ、各先端要素の部分が、ウェハーの露出面の部分に係合若しくは接触するべく、ウェハーの露出した上面上に直接的に配される;及び
ウェハーの露出した上面上に配された先端要素をウェハーテーブル表面に向かって下方に変位させることを含むことができる。
ウェハーテーブル表面上の不十分なウェハー保持のそのような自動的な修正が、
真空ゲージによりウェハーテーブル表面上でのウェハーのしっかりした保持を検出し;及びウェハーテーブル表面上でのウェハーのしっかりとした保持に応答してウェハーの露出した上面の部分への下方の力のセットの適用を終了することを更に含むことができる。
ウェハーテーブル表面に対するウェハーの無制御の横方向の変位を自動的に阻止することが、ウェハー上に閉じ込め機器を位置づけ、前記閉じ込め機器が、複数の変位可能なアームに結合されたハウジングを備え、複数のアーム内の各アームが、軟質及び弾性的に変形可能な材料を含む先端要素に結合される;ウェハーテーブル上のウェハーの寸法に対応する閉じ込め位置に応じて先端要素を位置づけ、各先端要素の部分が、ウェハーの外周をちょうど超えて配される;ウェハーの裏面への吸引力の適用を中断又は終了し;ウェハーテーブルに対応する突き出しピンのセットを上方に作動させ、ウェハーテーブル表面から離れるようにウェハーを上昇させることを含むことができる。
代替として、ウェハーテーブル表面に対するウェハーの無制御の横方向の変位を自動的に阻止することが:ウェハーの裏面への吸引力の適用を中断又は終了し;ウェハーの裏面への吸引力の適用の中断又は停止の実質的に直後にウェハーの裏面への一吹きの空気を適用し、一吹きの空気が、一吹きの空気開始時間から一吹きの空気停止時間まで適用される;一吹きの空気開始時間に続く非常に短い突き出しピン作動遅延時間の後、真空テーブルに対応する突き出しピンのセットを作動させて突き出しピンのセットを上方に変位させ、一吹きの空気開始時間に対する非常に短い突き出しピン作動遅延時間の結果として、最小又は無視可能な横方向の変位でウェハーテーブル表面から離れるようにウェハーを持ち上げ、突き出しピン作動遅延時間が、一吹きの空気開始時間に対して正確に制御され、一吹きの空気に応答したウェハーテーブル表面からのウェハーの解放に同期してウェハーがウェハーテーブル表面から垂直に持ち上げられる。
本開示の一側面においては、検査システムにより実行可能な検査工程に関連してウェハーをハンドリングするための工程が:
ウェハー源からウェハーを回収し;
ウェハープリアライナーへウェハーを搬送し;
ウェハーの事前アライメントに続いて、ウェハーテーブルにより提供されるウェハーテーブル表面上にウェハーを配置し;
ウェハーの裏面に負の圧力を適用し;
及び次の少なくとも一つ:
(i)検査工程の開始前にウェハーがしっかりとウェハーテーブル表面上に保持されているかどうかを検出し、ウェハーテーブル表面上でのウェハーのしっかりとした保持が検出されるまでウェハーの部分への下方への力を自動的に適用することにより、ウェハー反り又は非平坦性に起因するウェハーテーブル表面上でのウェハーの不十分な保持を自動的に修正し;
(ii)ウェハーテーブル上の閉じ込め位置内にあるようにウェハーを自動的に閉じ込め、若しくはウェハーの裏面への負の圧力の適用の停止をウェハーの裏面への一吹きの空気の適用及びウェハーテーブル表面に対して垂直に変位可能である突き出しピンのセットの作動に連動させること、ここで、ウェハーが、一吹きの空気に応答したウェハーテーブル表面からのウェハーの解放に同期して、ウェハーテーブル表面から離れるように垂直に持ち上げられる;ことにより、ウェハーへの負の圧力の適用の停止の結果として、検査工程に続いてウェハーテーブル表面に沿ってウェハーの無制御の横方向の変位を自動的に阻止すること、及びウェハーテーブルからウェハーを回収し、ウェハー目的地にウェハーを搬送することを含む。
本発明の一側面においては、検査システムにより実行可能である検査工程に関するフィルムフレームをハンドリングするための工程が:
フィルムフレーム源からフィルムフレームを回収し;
第1画像取得装置を用いてフィルムフレーム上に実装されたウェハーの部分の画像を取得し;
画像処理オペレーションにより、フィルムフレーム及び/又は第1画像取得装置に対するウェハーの回転ミスアライメントの角度ミスアライメントの大きさ及び角度ミスアライメント方向を決定し;
(i)フィルムフレーム及び/又は第1画像取得装置に対してウェハーの回転ミスアライメントを補償するべく、ウェハーが実装されたフィルムフレームを自動的に回転し、及び
(ii)検査システムに対応するウェハーテーブルのウェハーテーブル表面上にフィルムフレームを直接的に配置するために構成された多機能ハンドリング機器にフィルムフレームを搬送し、ここで、多機能ハンドリング機器が検査システムから離間される;
多機能ハンドリング機器によるフィルムフレーム及び/又は第1画像取得装置に対するウェハーの回転ミスアライメントを補償することに続いて検査システムに対応する第2画像取得装置を用いて検査工程を開始し;検査工程の完了に続いてフィルムフレーム目的地にフィルムフレームを搬送することを含む。工程は、多機能ハンドリング機器がフィルムフレームをウェハーテーブル表面に搬送する過程で、角度ミスアライメント方向とは反対の方向における角度ミスアライメントの大きさに亘りフィルムフレームを回転させることを更に含む。
第1画像取得装置を用いてフィルムフレーム上に実装されたウェハーの部分の画像を取得することが、(a)フィルムフレームが、多機能ハンドリング機器に向けてロボットアームのエンド・エフェクタにより支持される間、(b)フィルムフレームが多機能ハンドリング機器に運ばれた後、及びウェハーテーブル表面上にフィルムフレームが配置される前、又は(c)フィルムフレームがウェハーテーブル表面上に配置された後に生じ得る。
フィルムフレーム目的地にフィルムフレームを搬送することが、多機能ハンドリング機器によりウェハーテーブル表面からフィルムフレームを直接的に取り外すことを含む。
図1Aは、ウェハーが実装される接着性又は粘着性の側面を含む薄い材料層又はフィルムによりウェハーを支持するフィルムフレームに実装されたウェハーの概略図である。 図1Bは、ウェハーを支持するフィルムフレームに関して回転ミスアライメントされたウェハーの概略図である。 図2Aは、画像取得装置視野(FOV)に関して適切に位置又はアライメントされたダイの概略図である。 図2Bは、画像取得装置FOVに関して不適切に位置又はミスアライメントされたダイの概略図である。 図2Cは、FOVに対するダイのミスアライメントの程度に依存して、図2Bに示すものといった回転ミスアライメントされたダイの全表面積を取得するために上限4つの画像が要求されることを示す概略図である。 図2Dは、フィルムフレームに関して適切に実装及びアライメントされたウェハー及び検査工程ウェハー移動路(これに沿って画像取得装置がウェハーのダイの連続の列内の各ダイの全表面積の画像を取得する)の概略図であり、図2Eは、フィルムフレームに関して回転ミスアライメントされたウェハー10及び検査工程ウェハー移動路(これに沿って画像取得装置が、ウェハーのダイの連続の列内の各ダイの全表面積未満の画像を取得する)の概略図である。 図2Fは、ダイアレイ内の全てのダイの合計の表面積が画像取得装置FOVよりも小さいダイアレイの概略図であり、ダイアレイがFOVに関して適切にアライメントされ、なぜなら、ダイアレイ内の各ダイの水平及び垂直側面が、各々、FOV水平及び垂直軸XI及びYIに実質的に平行であるためである。 図2Gは、ダイアレイの概略図であり、ダイアレイ内のダイの水平及び垂直側面がFOV水平及び垂直軸XI及びYIに関して適切にアライメントされていない。 図2Hは、画像取得装置FOVよりも大きい表面積を有する単一のダイの概略図であり、ダイが適切にFOVに関してアライメントされ、なぜなら、ダイの水平及び垂直側面が、各々、FOV水平及び垂直軸XI及びYIに関して実質的に平行であるためである。 図2Iは、図2Hに図示されたものといった単一のダイの概略図であり、FOV水平及び垂直軸XI及びYIに対するダイ側面のミスアライメントが、画像取得装置FOVの外側に残るダイの部分に帰結する。 図3Aは、ウェハー及び/又はフィルムフレームのハンドリングシステムの部分を示す概略図であり、ウェハー及びフィルムフレームの両方をハンドリングするための単一の多孔性ウェハーテーブル構造を提供し、更に、本開示の実施形態に係る回転ミスアライメント訂正、非平坦性修正、及び/又は横方向変位阻止を提供する。 図3Bは、ウェハー及び/又はフィルムフレームのハンドリングシステムの部分を示す概略図であり、ウェハー及びフィルムフレームの両方をハンドリングするための単一の多孔性ウェハーテーブル構造を提供し、更に、本開示の実施形態に係る回転ミスアライメント訂正、非平坦性修正、及び/又は横方向変位阻止を提供する。 図4Aは、本開示の実施形態に係る、セラミックベースの非多孔性材といった、非多孔性材を含むウェハーテーブルベーストレイの斜視図である。 図4Bは、ラインA−A’における図4Aのベーストレイの断面斜視図である。 図5Aは、図4Aのベーストレイの斜視図であり、その中に、セラミックベース多孔性材といった、成形可能、形成可能、適合可能又は流動可能な多孔性材が配されている。 図5Bは、ラインB−B’における図5Aに対応する成形可能、形成可能、適合可能又は流動可能な多孔性セラミックベース材料を支持するベーストレイの斜視断面図である。 図5Cは、図5A及び5Bに対応する硬化された多孔性セラミック材料を支持するベーストレイに対応する平坦化工程後の真空チャック構造の断面図である。 図5Dは、本開示の実施形態により生産又は製造された真空チャック構造の断面図であり、図5Cに対応し、また平坦な真空チャック表面でウェハー又はフィルムフレームを支持する。 図5Eは、本開示の実施形態に係る真空チャック構造上に置かれた第1標準径(例えば、8インチ)を有する代表例の第1ウェハーの斜視図である。 図5Fは、本開示の実施形態に係る真空チャック構造上に置かれた第2標準径(例えば、12インチ)を有する代表例の第2ウェハーの斜視図である。 図5Gは、本開示の実施形態に係る真空チャック構造上に置かれた第3標準径(例えば、16インチ)を有する代表例の第3ウェハーの斜視図である。 図6Aは、突き出しピンガイド部材のセットを含む、本開示の別の実施形態に係るセラミックベースの真空チャックベーストレイの斜視図である。 図6Bは、ラインC−C’における図6Aのセラミックベースの真空チャックベーストレイの断面図である。 図7Aは、図4A及び4Bのベーストレイの斜視図であり、この中に、成形可能、形成可能、適合可能又は流動可能な多孔性セラミックベース材料が配されている。 図7Bは、ラインD−D’における図7Aに対応する成形可能、形成可能、適合可能又は流動可能な多孔性のセラミックベースの材料を支持するベーストレイの断面斜視図である。 図8は、本開示の実施形態に係る真空チャック構造の製造のための代表の工程のフロー図である。 図9は、本開示の実施形態に係る真空チャック構造の断面図であり、平坦化工程の完了の前のベーストレイの区画容積を少し超える成形可能な多孔性セラミックベース材料の初期の量を図示する。 図10Aは、本開示の実施形態に係るフィルムフレームに対する回転又は角度ウェハーミスアライメントの程度を決定するべく構成されたミスアライメント検査システムの実施形態を示す概略図である。 図10Bは、本開示の実施形態に係る図10Aに示されたものといったミスアライメント検査システムによりフィルムフレームに対する回転又は角度ウェハーミスアライメントの大きさを決定する側面を示す概略図である。 図10Cは、本開示の別の実施形態に係るフィルムフレームに対する回転又は角度ウェハーミスアライメントの大きさを決定するために構成されたミスアライメント検査システムの実施形態を示す概略図である。 図10Dは、本開示の実施形態に係る図10Cに図示のものといったミスアライメント検査システムによるフィルムフレームに対する回転又は角度ウェハーミスアライメントの大きさを決定する側面を示す概略図である。 図11は、第1ハンドリングサブシステムレジストレーション要素を支持する少なくとも一つのエンド・エフェクタを含むエンド・エフェクタのセットの概略図である。 図12Aは、本開示の実施形態に係るウェハー及びフィルムフレームのハンドリングオペレーションを実行するために組み合わされ、一体化され、若しくは統合された態様の回転補償機器、平坦化機器、及び閉じ込め機器の各々として構成された代表例の多機能ハンドリング機器の側面を示す概略図である。 図12Bは、本開示の実施形態に係る取得アームの部分を示す概略図である。 図12Cは、本開示の実施形態に係る取得ポジショニングアセンブリーの部分、及び第1フィルムフレーム径又は断面積に対応する第1位置で複数の取得アームの代表例の第1のポジショニングを示す概略図である。 図12Dは、取得ポジショニングアセンブリーの部分、及び第1フィルムフレーム径又は断面積よりも小さい、第2フィルムフレーム径又は断面積に対応する第2位置で複数の取得アームの代表例の第2のポジショニングを示す概略図である。 図13Aは、本開示の実施形態に係る多機能ハンドリング機器により支持されるフィルムフレームの概略図である。 図13Bは、フィルムフレームに対する第1ウェハーの第1角度ミスアライメントを補償するためのピック及び配置z軸Zpp周りに回転された多機能ハンドリング機器の部分を示す概略図である。 図13Cは、フィルムフレームに対する第2ウェハーの第2角度ミスアライメントを補償するためのピック及び配置z軸Zpp周りに回転された多機能ハンドリング機器の部分を示す概略図である。 図14A−14Bは、本開示の実施形態に係るウェハーテーブル表面でのウェハーの安定した取得を促進するために、ウェハーの部分上に取得アームの先端要素を位置づける多機能ハンドリング機器の概略図である。 図15Aは、ウェハーの裏面に適用される自然吸引力及び真空力によりウェハーテーブル表面上に一様に保持された代表のウェハーの概略図である。 図15Bは、真空力停止に続く図15Aのウェハー、及びウェハーの裏面に対する一吹きの空気の適用に続くウェハー及びウェハーテーブル表面の間のエアークッションの形成の概略図である。 図15Cは、図15Bに図示のエアークッションの結果としてウェハーテーブル表面に対するウェハーの変位の概略図である。 図15D−15Eは、本開示の実施形態に係るウェハーテーブル表面に沿う横方向のウェハー変位を制限又は制約する態様においてウェハーに対して取得アーム及び取得アーム先端要素をポジショニングする多機能ハンドリング機器の概略図である。 図16は、本開示の実施形態に係るウェハーテーブル表面に沿う横方向のウェハーの変位を制限、制御、又は阻止するための代表の工程のフロー図である。 図17は、本開示の実施形態に係る代表のウェハーハンドリング工程のフロー図である。 図18は、本開示の実施形態に係る代表のフィルムフレームハンドリング工程のフロー図である。
本開示においては、付与の要素の図示又は特定図における特定の要素番号の検討又は使用若しくは対応の記述材料におけるそこへの参照が、同一、均等、又は類似の別図において識別された要素又は要素番号若しくはそれに関連した記述材料を指標し得る。図面又は関連の文章における「/」の使用が、逆のことが示されない限り「及び/又は」を意味するものと理解される。本明細書の特定の数値又は数値範囲の掲載が、適切な数値又は数値範囲を含み、若しくは掲載であるものと理解される。
本明細書で用いられるように、既知の数学的な定義(例えば、Peter J. Eccles、ケンブリッジ大学プレス(1998)の数学的論法への招待:数値、セット、及び関数「第11章:有限セットの適切さ」(例えば、140ページに示される)に対応する態様で)に準じて、用語「セット」が、少なくとも一つの濃度(cardinality)を数学的に表わす無ではない有限の要素の組織に対応し、若しくはそのように規定される(つまり、本明細書で規定されるセットは、ユニット、シングレット、又は単一の要素のセット、又は多数の要素のセットに対応し得る)。一般的には、セットの要素が、システム、機器、装置、構造、対象物、工程、物理パラメーター、又は検討下のセットの種類に依存する値を含む、若しくはそれらであり得る。
簡潔さのため及び理解を助ける目的で、本明細書で用いられる用語「ウェハー」が、光学的検査工程及び/又は他の処理オペレーションのセットが望まれる若しくは要求される1以上の平坦な表面積を有するウェハー全体、ウェハー部分、又は他の種類の対象物又はコンポーネント(例えば、ソーラーセル)の全体又は部分を含意し得る。後続の明細書における用語「フィルムフレーム」が、概して、当業者により理解される態様においてウェハーが実装又は接着される、例えば、フィルムフレーム表面積に亘って配された又は延ばされた薄層又はフィルム材料により、ウェハー、薄化された又は裏面研削されたウェハー、又は切断されたウェハーを支持又はサポートするべく構成されたサポート部材又はフレームを意味する。加えて、本明細書において使用の用語「ウェハーテーブル」が、ウェハー検査工程又はフィルムフレーム検査工程過程において、各々、ウェハー又はフィルムフレームを保持するための機器を含み、ここでは、用語「ウェハーテーブル」が、当業者によって、ウェハーチャック、真空テーブル、又は真空チャックと均等、実質的に均等、若しくは類似するものと理解される。本明細書において使用の「非多孔質材」は、少なくとも実質的又は本質的に空気又は液体といった流体の流れ又は移動に不浸透性であり、これに対応して、(例えば、ほぼ0.50〜1.0mmよりも大きい深さといった非多孔質材の所与の厚み又は深さに対して)そこを通じた真空力の連絡又は移動に少なくとも実質的又は本質的に不浸透性である材料を意味することが意図される。類似して、本明細書において使用の「多孔質材」は、少なくとも適度に/実質的又は本質的に空気又は液体といった流体の流れ又は移動に浸透性であり、これに対応して、(例えば、ほぼ0.50〜1.0mmよりも大きい深さといった多孔質材の所与の厚み又は深さに対して)そこを通じた真空力の連絡又は移動に少なくとも適度に/実質的又は本質的に浸透性である材料を意味することが意図される。最後に、用語「セラミックベース」及び「セラミックベースの材料」が、本開示の内容において、その物質構造及び特性において完全又は実質的にセラミックである材料を意味することが意図される。
本開示に係る実施形態が、ウェハー及びフィルムフレームのハンドリングのためのシステム及び工程に関し、(a)正確な高スループット検査工程を促進又は作動させる態様においてウェハー及びフィルムフレームの両方をハンドリングするべく構成された単一又は統合された多孔性ウェハーテーブル;及び(b)自動的に(i)ウェハー反り又は非平坦性に起因するウェハーテーブル上のウェハーの不十分な真空保持を修正し;(ii)真空力停止及び/又は空気パージ適用に起因するウェハーの横方向の変位を阻止し;及び/又は(iii)フィルムフレームにより支持されたウェハーの回転ミスアライメントを訂正又は補償するように構成されたサブシステム、装置又は要素を提供する。本開示に係る幾つかの実施形態が、上述の各々を提供することができるシステム及び工程に関する。
本開示に係る多数の実施形態が、ウェハー及びフィルムフレーム検査システム(例えば、光学的検査システム)に関するが、本開示に係る幾つかの実施形態が、加えて又は代替として、テストオペレーションといった、他の種類のウェハー及び/又はフィルムフレームのフロントエンド又はバックエンド処理オペレーションをサポート又は実行するように構成される。本開示に係る代表の実施形態の側面が、簡潔さ及び理解を助ける目的のため検査システムを主に強調して以降詳細に記述される。
ウェハー及びフィルムフレームの両方をハンドリングするために構成された単一又は統合されたウェハーテーブルにより、本開示の実施形態が、ウェハーテーブル転換キットの必要を除去し、又はそれを排除し、従って、ウェハー・トゥ・フィルムフレーム及びフィルムフレーム・トゥ・ウェハーの転換キットの切り替え及びオペレーションの較正に起因する生産中断時間を除去し、平均検査工程スループットが高められる。本開示の実施形態に係る単一又は統合されたウェハーテーブルは、高い又は非常に高い程度の平坦性を有し、高度に平坦なウェハーテーブル表面の垂直軸に平行な方向に沿うそこからの最小又は無視可能な偏向でウェハーダイ表面を共通検査面に維持するウェハーテーブル表面を提供し、高精度の検査オペレーションを促進又は作動する。
加えて、本開示に係る実施形態が、手動介入の必要を除去することができ、過去においては、(a)ウェハー反り又は非平坦性に起因するウェハーテーブル表面上のウェハー保持の欠如、及び(b)ウェハーテーブル表面にウェハーを保持した真空力の中断又は停止及び/又は任意の残留の真空吸引を除去するためのウェハーテーブルによるウェハーの裏面への一吹きの正の空気の一時的な適用に続くウェハーテーブル表面に沿うウェハーの予測不能な横の動きを解決するために必要であった。更には、本開示に係る実施形態が、手動介入若しくは機械的に複雑及び不必要に高価な回転可能なウェハーテーブルアセンブリーの必要を除去し、それらは、過去においては、(例えば、フィルムフレームに対するウェハーのミスアライメントが、所与の閾値ミスアライメントの大きさを超える時)ウェハーが上に存在するフィルムフレームに対するウェハーの回転ミスアライメントを訂正するために要求されていた。
代表のシステム構成及びシステム要素の側面
図3Aは、本開示の実施形態に係るウェハー10及びフィルムフレーム30をハンドリングするためのシステム200のブロック図であり、検査システム600による検査工程(例えば、各々、ウェハー検査工程及びフィルムフレーム検査工程)過程においてウェハー及びフィルムフレームの両方をハンドリングするために構成された高い又は非常に高い平坦性の表面622を提供する単一又は統合されたウェハーテーブル620を有するウェハーテーブルアセンブリー610を含む。システム200は、第1ハンドリングサブシステム250及び第2ハンドリングサブシステム300を更に含み、これらが、(a)ウェハー10及びフィルムフレーム30を検査システム600へ及びそこから搬送し、及び(b)事前検査ハンドリングオペレーションの一部としてウェハー・トゥ・フィルムフレーム回転ミスアライメント訂正及びウェハー非平坦性修正、及び、検査後のハンドリングオペレーションの一部として横方向の変位を阻止することを提供するように構成され、以下で更に詳述される。
ウェハー10又はフィルムフレーム30が所定時間で検査されているか否かに依存して、システム200が、各々、ウェハーカセットといったウェハー源210、又はフィルムフレームカセットといったフィルムフレーム源230を含む。同様に、もしウェハー10が検査されるならば、システム200が、ウェハーカセット(又は処理ステーションの一部)といったウェハー目的地220を含み;もしフィルムフレーム30が検査されるならば、システム200が、フィルムフレーム目的地240を含み、これが、フィルムフレームカセット(又は処理システムの一部)であり得る。ウェハー源210及びウェハー目的地220が、対応又は同一の場所又は構造(例えば、同一のウェハーカセット)であり得る。同様に、フィルムフレーム源220及びフィルムフレーム目的地240が、対応又は同一の場所又は構造(例えば、同一のフィルムフレームカセット)であり得る。
システム200は、ウェハー10が検査システム600に関して適切にアライメントされるようにウェハー10の初期又は事前検査のアライメントを確立するべく構成されたウェハープリアライメント又はアライメントステーション400;フィルムフレーム30上に実装されたウェハー10に対応する回転ミスアライメント方向及び回転ミスアライメント大きさ(回転ミスアライメント角度により示され得る)を受け取り、検索し、決定し、又は測定するべく構成された回転ミスアライメント検査システム500;及び(例えば、記憶されたプログラム指令の実行により)システムオペレーションの側面を管理又は制御するべく構成された制御ユニット1000も含み、以下に更に詳述される。制御ユニット1000は、コンピューターシステム又はコンピューティング装置を含み若しくはそれであり、処理ユニット(例えば、マイクロプロセッサー又はマイクロコントローラー)、メモリー(例えば、固定及び/又はリムーバブルなランダムアクセスメモリー(RAM)及びリード・オンリー・メモリー(ROM)を含む)、通信リソース(例えば、標準信号伝送及び/又はネットワークインターフェイス)、データ・ストレージ・リソース(例えば、ハードディスクドライブ、光学ディスクドライブ、又は同種のもの)、及び表示装置(例えば、フラットパネルディスプレイスクリーン)を含む。
多数の実施形態においては、システム200は、追加として、サポート構造、ベース、下部フレーム、又は下部構造202を含み、これが、少なくとも第2ハンドリングサブシステム300に結合され、若しくはそれをサポート又は支持するように構成され、第2ハンドリングサブシステム300が、第1ハンドリングサブシステム250及び処理システム600に動作可能にインターフェース接続し、ウェハー又はフィルムフレームハンドリングオペレーションを促進する。幾つかの実施形態においては、サポート構造202が、第1ハンドリングサブシステム250、第2ハンドリングサブシステム300、ウェハーアライメントステーション400、ミスアライメント検査システム500、及び検査システム600のそれぞれをサポート若しくは支持する。
図3Bは、ウェハー10及びフィルムフレーム30をハンドリングするためのシステム200のブロック図であり、検査システム600による検査過程でウェハー及びフィルムフレームの両方をハンドリングするために構成された単一又は統合されたウェハーテーブル620を提供し、更に、本開示の別の実施形態に係る第1ハンドリングサブシステム250及び第2ハンドリングサブシステム300を提供する。この実施形態においては、ウェハー源210及びウェハー目的地230が同一であり、例えば、同一のウェハーカセットである;フィルムフレーム源220及びフィルムフレーム目的地240が同一であり、例えば、同一のフィルムフレームカセットである。そのような実施形態が、より小さい又は顕著に減じられた空間底面積を提供し、コンパクトで空間利用効率が高いシステム200に帰結する。代表の実施形態においては、検査システム600が、ウェハー10及びフィルムフレーム30の2次元及び/又は3次元の光学的検査オペレーションを実行するように構成される。光学的検査システム600が、多数の照明源、画像を取得し、これに対応する画像データセットを生成するべく構成された画像取得装置(例えば、カメラ)と、当業者により理解される態様において、ウェハー10に向かって光を向け、特定の画像取得装置に向かってウェハー表面で反射された光を検出し、ウェハー表面に入射する及び/又はそこから反射される光を反射又は光学的に作用する(例えば、フィルタリング、フォーカシング、コリメーティング)ことの幾つか又は各々のために構成された光学的要素を含むことができる。光学的検査システム600は、記憶されたプログラム指令の実行、及び検査結果の生成により画像データセットを分析するために、処理ユニット及びメモリーも含み、若しくはこれらと通信可能に構成される。
上述のように、検査システム600は、次の1以上:(a)ウェハー10及び/又はフィルムフレーム30をハンドリングするために構成されたウェハーテーブル620であり、無視可能な平坦な偏向で、処理オペレーションの過程でウェハーダイ12を共通面に一括して維持するために非常に高い平坦性を有するウェハーテーブル表面622を提供するもの;(b)ミスアライメント閾値の大きさ(例えば、図10A〜10Dを参照して以下に更に詳述されるような最大スループット検査のために満足されるべき、又は満足されなければならない最大ウェハー・トゥ・フィルムフレーム回転ミスアライメント交差)を超えるフィルムフレーム30に対するミスアライメントの量を呈するウェハー10の正確なアライメント;(c)ウェハーテーブル620によるウェハー10又はフィルムフレーム30(非平坦又は反ったウェハー10を含む)の均一なしっかりとした保持;及び/又は(d)ウェハーテーブル表面622に沿う意図しない、予測不能、又は無制御の横方向のウェハー変位の阻止、が望まれるか要求される別の種類の処理システムを含み、又は代替的にそれである。
図3Cを更に参照すると、ウェハーテーブルアセンブリー610により支持されたウェハーテーブル620が、高度に平坦な外部又は露出したウェハーテーブル表面622を提供し、この上にフィルムフレーム30と同様にウェハー10が位置づけられ、しっかりと維持又は保持され、ウェハーテーブル表面622の中心点、中心、重心、およその中心点、中心、又は重心に垂直に定義される高度に平坦なウェハーテーブル表面622の垂直軸Zwtに平行な方向に沿って、最小又は無視可能な平坦な偏向でウェハーダイ12が一括して共通検査面に維持される。ウェハーテーブルアセンブリー610は、面を規定する又はそれに対応する2つの横の空間軸、例えば、各々、ウェハーテーブルx及びy軸Xvt及びYvt(各々が軸Zvtを横切る)に沿って、ウェハーテーブル620を、また従って、これにより支持又はしっかりと保持された任意のウェハー10又はフィルムフレーム30を選択的及び制御可能に変位するように構成される。
ウェハーテーブル620は、(a)ウェハーの上面、上側面、又は露出面及びウェハーの下面又は裏面に対して作用する大気圧の圧力差に起因して存在する固有又は自然の吸引力と、(b)ウェハーの裏面10への真空力又は負の圧力の選択的に制御された適用との組み合わせにより、ウェハーテーブル表面622上又はそれに対してウェハー10又はフィルムフレーム30を選択的及びしっかりと維持又は保持するように構成される。ウェハーテーブル620は、ウェハーテーブル表面622とウェハー10又はフィルムフレーム30の裏面の間のインターフェースへ、例えば短い/一時的、例えば、ほぼ0.50秒、又は0.25〜0.75秒の正の空気圧の噴射(例えば、エアーパージ又は一吹きの空気)を適用又は配送し、適用された真空力の中断又は停止に続いて、ウェハーテーブル表面622からのウェハー10又はフィルムフレーム30に作用する真空吸引の解放を促進する。
様々な実施形態においては、ウェハーテーブルアセンブリー610は、ウェハーテーブル表面622からウェハー10又はフィルムフレーム30を垂直に変位するために、ウェハーテーブルz軸Zwtに平行又はそれに沿って、ウェハーテーブル表面622に対して垂直又は垂直方向に選択的及び制御可能に変位される突き出しピンのセット612を含む。多数の実施形態においては、ウェハーテーブル620は、8、12、及び16インチウェハー10といった、多数の標準サイズのウェハー10をハンドリングするために構成された単一の突き出しピンのセット612(例えば、3つの突き出しピン)を含む。ウェハーテーブル620は、ウェハーテーブル620上での単一の突き出しピンのセット612のポジショニング(例えば、外周に幾分近く、概して近く、近く、又は近接して8インチウェハーを支持するように位置づけられる)及びウェハー及びフィルムフレームが本開示の実施形態に応じてハンドリングされる態様のため、追加の突き出しピンのセット612(例えば、追加の3つの突き出しピンのセット)を含む必要がなく、また省略又は排除することができる。以下で更に詳述のように、幾つかの実施形態においては、ウェハーテーブル620への又はそこからのウェハー10の搬送のために突き出しピン612が用いられ、ウェハーテーブル620への及び/又はそこからのフィルムフレーム30の搬送が、突き出しピン612の使用を伴う必要がなく、また省略又は完全に排除する。
多数の実施形態においては、ウェハーテーブル620が、図4A〜図9を参照して以降に記述されるウェハーテーブル構造に同一、本質的に同一、実質的に同一、又は類似する構造を有する。
ウェハー及びフィルムフレームのハンドリングのための代表の統合されたウェハーテーブル構造の側面
本開示に係る実施形態においては、ウェハーテーブル構造が、ウェハーテーブル構造の内部又はベース表面(例えば、ベーストレイの底)に一体的に形成された若しくは取り付けられた多数のリッジ(突出、リッジ、立ち上げられた細片(raised strips)、仕切り部、波部(corrugations)、しわ(creases)、又は折り部(folds)を含むことができ、若しくはそれであり得る)を有するベーストレイ(若しくはベース容器、フレーム、フォーム、貯蔵部、又は貯蔵構造)を含むことができる。様々な実施形態においては、ベーストレイが、セラミックベースの材料といった少なくとも一つの種類の非多孔質材を含むことができる。ベーストレイは、真空力(群)の適用に応答して、ガス又は流体(例えば、空気)に不浸透性、又は本質的にガス又は流体に不浸透性であることが意図される。つまり、非多孔質材は、適用された真空力(群)に応答して、そこを通じるガス、流体、又は真空力(群)の通路に不浸透又は本質的に不浸透であることが意図される。非多孔質材は、更に、慣例の研磨ホイールといった通常の技術及び設備により、簡単又は迅速に機械加工可能、研削可能又は研磨可能であることが意図される。多数の実施形態においては、非多孔質材が、磁器(porcelain)を含む若しくはそれであり得る。
リッジが、ベーストレイに多数のコンパートメント、チャンバー、セル構造、開口領域、又はリセスを規定し、そのように分割し、又は分離し、その中に少なくとも一つの種類の成形可能、形成可能、適合可能、又は流動可能な多孔質材が導入され、設けられ、配され、又は注がれて硬化、凝固、又は固められる。多孔質材が、更に、ベーストレイコンパートメントにしっかりと結合(例えば、固める、凝固又は硬化工程に関連の化学結合)又は接着され、固められた多孔質材が、コンパートメント内にしっかりと保持され、又はそこに結合される。追加若しくは代替として、リッジは、コンパートメント内で固められ若しくは硬化される時に多孔質材が、リッジの構造によりその中に固定又は保持されるような態様で形状付けられる。リッジは、望まれる又は要求されるように、曲がった及び/又は張り出す部分を含み、若しくは他の適切な形状を取るように構成され得る。
コンパートメント内の多孔質材は、(例えば、それが硬化若しくは固められ、真空力(群)がそこに適用された後)ガス、流体、又は真空力(群)がそこを通じて連絡又は伝達されるように、そこへの真空力(群)の適用に応答してガス又は流体(例えば、空気)の通路を許容することが意図される。その上、多孔質材は、慣例の研磨ホイールといった通常の技術及び設備により、簡単又は迅速に機械加工可能、研削可能、又は研磨可能であることが意図される。
ウェハーテーブル構造について、非多孔性ベーストレイ材料(群)、及び/又はベーストレイコンパートメント内への導入のための多孔質材(群)の選択は、ウェハー10又はその上に存在するフィルムフレーム30に対して実行される適用又は工程との関係におけるウェハーテーブル構造の所望又は要求の特性に依存する。例えば、フィルムフレーム30により支持される大径の切断されたウェハー10の小さい又は極小のダイ12の光学的検査は、ウェハーテーブル構造が非常に高度な又は超高度な平坦性の程度を有するウェハーテーブル表面を提供することを要求する。その上、非多孔性ベーストレイ材料(群)及び/又は多孔性コンパートメント材料(群)は、ウェハーテーブル構造が晒される、予期又は意図される種類のウェハー又はフィルムフレーム処理条件に照らしてウェハーテーブル構造が満足するべき化学、電気/磁気、熱、又は音響要求に依存する。
様々な実施形態においては、非多孔性ベーストレイ材料(群)及び多孔性コンパートメント材料(群)が、(例えば、実質的又は本質的に同時に)単一の研削又は研磨機器による少なくとも2つの区別可能又は異なる材料の多数の露出した表面に亘る研削又は研磨を促進又は作動させる材料特性(群)又は品質(群)に基づいて選択される。より端的には、2つ(又は2以上の)区別可能又は異なる非多孔性及び多孔質材の露出面は、標準の機械加工、研削、又は研磨技術に従って動作し、若しくは動作される標準の機械加工、研削、又は研磨機器を伴う単一、共通、又は共有の工程により、同じ又は同一の態様において同時に機械加工され、研削され、又は研磨される。各非多孔性及び多孔質材のそのような機械加工、研削、又は研磨は、研磨ヘッドといった機械加工、研削、又は研磨要素、装置、又はツールに対して、低い、最小若しくは無視可能な損害に帰結する。更には、多数の実施形態においては、非多孔性ベーストレイ材料(群)及び多孔性コンパートメント材料(群)は、非多孔性ベーストレイ材料(群)が機械加工、研削、又は研磨により作用される(例えば、平坦化される)速度と、多孔性コンパートメント材料(群)が機械加工、研削、又は研磨により作用される(例えば、平坦化される)速度が実質的又は本質的に同一であるように選択される。
簡潔及び理解の容易の目的のため、以下に記述のウェハーテーブル構造の代表の実施形態においては、非多孔性ベーストレイ材料が、非多孔性セラミックベース材料を含み、若しくはそれであり、多孔性コンパートメント材料が、多孔性セラミックベース材料を含み、若しくはそれである。当業者は、本開示の実施形態に係るウェハーテーブル構造が、以下に記述の代表の実施形態との関係で提供される材料の種類に限定されないものと理解するだろう。
非常にフラット、高度に平坦、又は超平坦なウェハーテーブル表面の創出が望まれ若しくは要求される時、多孔質材は、当業者により理解される態様において、標準/慣行の処理技術、処理シーケンス及び処理パラメーター(例えば、硬化温度又は温度範囲、及び対応の硬化回数又は時間間隔)に応じて多孔性ウェハーテーブル、ウェハーチャック、真空テーブル、又は真空チャックを形成、製作、又は製造することに適する成形可能な多孔性ベースセラミック材料及び/又は他の化合物を含むことができる。多数の実施形態においては、多孔質材が、CoorsTek (CoorsTek Inc.、 Hillsboro、 OR USA、 503-693-2193)により提供された商業的に入手可能な材料を含み、もしくはそれである。そのような多孔質材が、酸化アルミニウム(A123)及び炭化ケイ素(SiC)といった、1以上の種類のセラミックベース材料を含み、若しくはそれであり、固化後/硬化後にほぼ5〜100μmの間(例えば、約5、10、30、又は70μm)の細孔サイズを呈し、多孔率がほぼ20〜80%(例えば、約30〜60%)の範囲にある。多孔性コンパートメント材料(群)の細孔サイズが、当業者により理解されるように、検討される適用(フィルムフレーム30上の薄い又は非常に薄いウェハー10の検査)に適する意図又は所望の真空力レベルといった適用要求に基づいて選択され得る。セラミックベーストレイの部分(例えば、リッジのセット、及び可能性としてベーストレイの縁)及びベーストレイコンパートメントにより支持された硬化された成形可能な多孔性セラミック材料に対応する露出した上面又は外面が、(例えば、統合された又は単一の機械加工又は研削工程により)機械加工され、非常に高度な又は超高度な平坦性又は平坦均一性の程度を呈する共通のウェハーテーブル表面を提供し、これは、例えば、検査過程で、そこからの最小又は無視可能な偏向で、(ウェハーテーブル表面の垂直軸に垂直をなす)共通面に沿って又はその面内にウェハーダイの表面を効果的に配置又は維持する態様において、ウェハー又はフィルムフレームをしっかりと保持するのに適する。
図4Aは、本開示の実施形態に係る、セラミックベースのベーストレイ100の斜視図であり、また図4Bは、ラインA−A’における図4Aのベーストレイの斜視断面図である。上述のように、様々な実施形態においては、セラミックベースのベーストレイ100が非多孔性であり、本質的に非多孔性であり、従って、適用された真空力(群)に応答したそこを通じたガス、流体、又は真空力の伝達に関して不浸透又は本質的に不浸透である。つまり、セラミックベースのベーストレイ100は、そこを通じたガス、流体、又は真空力(群)の連絡又は伝達に関して強い、非常に強い、又は効果的な不可入のバリアーとして機能することが典型的には意図される。
一実施形態においては、ベーストレイ100が、真空開口20が配されるところに対する又はそこを周囲する中心又は重心104;平坦又は横断の空間の広がり又は領域AT;外周部又は縁106;複数の内側底面110a〜c(そこに配された多数の真空開口20を含むことができる);及び(環状又は同心配列にある)ベーストレイの中心とその外縁106の間に配された1以上のリッジ120a〜bを規定する形状を有する。以下で更に詳述のように、様々な実施形態においては、リッジ120a〜bは、ベーストレイの外縁106と同様、標準ウェハー及び/又はフィルムフレームサイズ、形状、及び/又は寸法(例えば、8インチ、12インチ、及び16インチのウェハー、及びそのようなウェハーサイズに対応する1以上のフィルムフレームサイズ)に相関される若しくは対応する態様にて大きさが決められ、形状付けられ、及び/又は寸法される。ベーストレイ100が、少なくとも一つの裏面150を更に含み、その主要部分又は全体が、多数の実施形態においては、単一のベーストレイの裏側の平面に配され又は実質的に配される。幾つかの実施形態においては、垂直ベーストレイ軸ZTが、ベーストレイの裏面150及びベーストレイの内側底面110a〜cに対して垂直又は実質的に垂直であり、ベーストレイの中心又は重心104を通じて延びるように規定できる。当業者により理解されるように、垂直ベーストレイ軸ZTは、この上又はこれに対してウェハー又はフィルムフレームがしっかりと維持又は保持される、意図されるウェハーテーブルの平坦面に対して垂直に規定される。図4A及び4Bにおいては、ZTが、各真空開口20を二等分するラインA−A’に対して垂直である。
各リッジ120a〜bが、ベーストレイ100の内側の底面110a〜cを境界付け、また各リッジ120a〜bが、異なるベーストレイの内側の底面110a〜cの部分をお互いに輪郭付け、分離し、若しくは仕切り、上述の成形可能、 形成可能、 適合可能又は流動可能な多孔質材を受け入れ又は支持することができるベーストレイのコンパートメント又は容器130a〜bのセットを規定する。より端的には、図4Aに図示の実施形態においては、第1リッジ120aが、ベーストレイ100の第1内側底面110aの上を延在し、又はそれを周囲する(例えば、同心に周囲する)。第1内側底面110aを周囲又は一周する第1リッジ120aにより規定される連続又は概して連続の構造的なリセスが、従って、第1ベーストレイコンパートメント又は容器130aを規定し、これが、その底面として第1内側底面110aを有する。類似の態様において、第1リッジ120a及び第2リッジ120bが、ベーストレイ100の第2内側底面110b上を延びる。第2リッジ120bが、第1リッジ120aを包囲し(例えば、第1及び第2リッジ120a〜bが、お互いに対して同心である)、第1及び第2リッジ120a〜bが、第2の連続又は概して連続のベーストレイコンパートメント又は容器130bを規定し、これが、その底面として第2内側底面110bを有する。また同じく、ベーストレイの外縁106が、第2リッジ120bを包囲し(例えば、第2リッジ120b及び外縁106がお互いに対して同心である)、これらが第3の連続又は概して連続のベーストレイコンパートメント又は容器130cを規定し、これがその底面として第3の内側ベーストレイ底面110cを有する。任意の所与のリッジ120が、横断リッジ幅、例えば、ほぼ1〜4mm(例えば、ほぼ3mm);及びコンパートメント又は容器130の深さを規定する対応のリッジ深さ、例えば、ほぼ3〜6mm(例えば、ほぼ4mm)を有する。以下に更に詳述のように、様々な実施形態においては、任意の所与のベーストレイコンパートメント又は容器130a〜cが、標準ウェハー及び/又はフィルムフレームサイズ、形状、及び/又は寸法の空間的な広がり、平坦な表面積、又は直径に相関された若しくは対応する空間的な広がり、平坦な表面積、又は直径を有する。
上述の説明に対する同様又は類似の検討が、代替の実施形態(単一リッジ120を有する実施形態;2つのリッジ120a〜bよりも多くのリッジを有する実施形態;及び/又は1以上のリッジ120の部分が完全に他方を包囲せず、若しくは1以上の他のリッジ120に関して環状/同心ではない(例えば、特定のリッジ120の部分が、別のリッジ120に関して横断状、放射状、又はこれ以外の態様で配置される時)実施形態が含まれる)の追加又は他の種類のベーストレイコンパートメント又は容器130の定義に適用する。様々な形状、サイズ、寸法及び/又はセグメントを呈するリッジ120(例えば、リッジ120が、楕円形、円形、又は他の種類の幾何学的な輪郭又はパターンに関して配された多数の別個の又は分離されたセグメント又はセクションを含むことができる)が異なる種類のベーストレイコンパートメント又は容器130を規定する態様が、当業者により即時に理解されるだろう。
上述に加えて、ベーストレイの外縁106が、各リッジ120a〜bと同様に、各々、露出した外縁上面108及び露出したリッジ上面122a〜bを含み(ベーストレイの裏面150に対する、ベーストレイ100の上面又は上側の面に対応する)、ウェハーテーブルの平坦面により支持されるウェハー10又はフィルムフレーム30に最も近接することが意図される。多数の実施形態においては、ベーストレイの外縁上面108とベーストレイの内側底面110a〜cの間の(例えば、ベーストレイの中央切軸ZTに平行な)垂直距離が、各リッジ上面122a〜bとベーストレイの内側底面110a〜cの間も同様に、ベーストレイコンパートメント深さDTCを規定する。ベーストレイの外縁上面108とベーストレイの裏面150の間の垂直距離が、全体のベーストレイ厚みTOTを規定する。最後に、垂直距離(これに沿って真空開口20が延びる)が、真空通路深さDVを規定し、これがTOTとDTCの差に等しい。
図5Aは、本開示の実施形態に係るウェハーテーブル構造5の形成を促進又は実施し、若しくはそれを形成するための基礎を効果的に提供するために、成形可能、形成可能、適合可能、又は流動可能な多孔質材が導入、配され、若しくは提供される図4Aのベーストレイ100の斜視図である。図5Bは、ラインB−B’における、図5Aに対応する多孔質材を支持するベーストレイ100の斜視断面図である。図5Cは、図5A及び5Bに対応する多孔質材を支持するベーストレイ100の断面図である。
図5A及び5Bにおいては、多孔質材は、検討されるウェハーテーブル構造の製作の段階に依存して、硬化前/セット前若しくは硬化後/セット後の状態にてベーストレイコンパートメント130a〜c内に存在しているものと理解することができる。更には、硬化後/セット後の状態で検討されるならば、多孔質材及び非多孔性又は真空不浸透セラミックベースのベーストレイ100が、平坦化前/機械加工前又は平坦化後/機械加工後の状態にあるものと考えられ、ここでも検討されるウェハーテーブル構造の製作の段階に依存する。本開示の実施形態に係る代表のウェハーテーブル構造の製作の工程の段階が、以下に詳細に記述される。
図5A〜5Cを参照し、図4A及び4Bに示されたベーストレイの実施形態と比較すると、ベーストレイコンパートメント130a〜cへの多孔質材の導入、配置、堆積又は供給と、ベーストレイコンパートメント130a〜cの内部幾何学構造への多孔質材の適合に続いて、第1ベーストレイコンパートメント130aが第1量140aの多孔質材により充填される;第2ベーストレイコンパートメント130bが第2量140bの多孔質材により充填される;及び第3ベーストレイコンパートメント130cが第3量140cの多孔質材により充填される。類似又は同様の検討が、異なる数及び/又は構成のコンパートメント130を有する他のベーストレイの実施形態に適用する。つまり、多孔質材がベーストレイコンパートメント130内に導入された後、そのようなコンパートメント130の各々が、検討される任意の所与のコンパートメント130の寸法又は容積に対応する多孔質材の所定の量140で充填される。任意の所与のベーストレイコンパートメント130内に導入された多孔質材の初期量140が、コンパートメントの容積に等しいか、若しくは超えるべきであり、過剰な多孔質材が、以下に更に詳述のように平坦化工程に関連して機械加工又は研磨により除去される。
コンパートメント130内への多孔質材の導入の後、多孔質材の任意の所与の量140の一部が、コンパートメント130内の多数の真空開口20に晒される。より端的には、多孔質材の所与の量140内において、ベーストレイの内側底面110に接触する多孔質材が、対応のベーストレイの内側底面110に配され若しくは形成された1以上の真空開口20に選択的に晒される。例えば、図5B及び5Cに図示の実施形態においてより端的に示されるように、多孔質材の第1量140aが、第1ベーストレイコンパートメント130aの第1内側底面110a内のベーストレイ100の中心に配された真空開口20に晒される。同じく、多孔質材の第2量140bが、第2ベーストレイコンパートメント130bの第2内側底面110b内に配された真空開口20に晒される;及び多孔質材の第3量140cが、第3ベーストレイコンパートメント130cの第3内側底面110c内に配された真空開口20に晒される。多孔質材の各量140a〜cが対応の真空開口20に晒されるため、真空力(群)が、多孔質材の各量140a〜cを通じて、ウェハーテーブル構造5の上面に対応する多孔質材の上面へ、選択的に連絡、分配、若しくは伝達される。従って、ウェハーテーブル構造5が特定のサイズ又は形状のウェハー10又はフィルムフレーム30を平坦なウェハーテーブル表面上で支持する時、真空力(群)が、以下に更に論述される、ウェハーテーブル平坦面上に配されたウェハー10又はフィルムフレーム30により被覆された対応のベーストレイコンパートメントを介して、ウェハー10又はフィルムフレーム30の裏面へ選択的に連絡若しくは伝達される。
上述及び以下に更に論述のように、多孔質材の量140がベーストレイコンパートメント130内に導入された後、各々のそのような量140が、(例えば、硬化/ボンディング工程に関して若しくはそれ同時に一括して)コンパートメント130を規定する1以上のリッジ120の内部の底面110及び付随の側面又は側壁に対して固化、凝固、又は硬化、及び結合される。加えて、2つの区別可能又は異なる材料表面に亘る単一の機械加工、研削、又は研磨機器を用いた1以上の慣例の、技術的に単純な、高価ではなく、強靱な機械加工又は研磨技術又は工程により、硬化/ボンディング工程に続いて、ウェハーテーブル構造5の露出した上面(多孔質材の量140の露出した上面、露出したリッジ上面122、及び露出した外縁上面108を含む)が、同時に機械加工、研磨、又は平坦化され得る。更には、単一の機械加工、研削、又は研磨機器の使用が、非常に高度又は超高度な程度の平坦均一性を提示するウェハーテーブル表面を生じさせ、提供し、若しくは規定する。結果として、非常に小さいダイ及び/又は非常に薄いウェハーにとっても、最小又は無視可能なそこからの偏向で、その共通面に上側の又は露出したダイ表面を効果的に維持する態様において、ウェハーテーブル平坦面上に配され、またしっかりと維持又は保持されたウェハー10又はフィルムフレーム30により支持されるダイ12が共通面に維持される。そのようなダイ12の上面は、従って、高度に平坦なウェハーテーブル表面の垂直軸に平行な方向(例えば、ベーストレイの垂直軸ZTに対応し、重畳し、若しくは包摂するウェハーテーブル垂直軸Zwt)に沿って、その共通面から外れる最小又は無視可能な位置偏向を提示する。本開示に係る多数の実施形態により提供されるウェハーテーブル表面の超高度な平坦性が、ウェハー10又はウェハー表面に存在するフィルムフレーム12のダイ12に実質的に一つの単一面(例えば、検査面)に座することを可能にし、正確な検査及び/又は他の処理を促進する。
図5Dは、本開示の実施形態に即して生産又は製造されたウェハーテーブル構造5の断面図であり、図5Cに対応し、平坦なウェハーテーブル表面上のウェハー又はフィルムフレームを支持する。ウェハーテーブル構造5が、非常に高度又は超高度な程度の平坦均一性を有するウェハーテーブル平坦面190を提供し、真空力(群)によりウェハーテーブル平坦面上にしっかりと維持又は保持される、ウェハー10又はフィルムフレーム30により支持されるダイ12(例えば、非常に小さく及び/又は非常に薄いダイ12)、装置、又は材料層が、ウェハーテーブル垂直軸Zwtに沿う方向(若しくは、同じく、ウェハーテーブル平坦面190から離れる方向)においてウェハー又はフィルムフレームの処理面192から離れる若しくは外れる最小又は無視可能な位置偏向又は変位でウェハー又はフィルムフレームの処理面192(例えば、光学的検査面)に一括して又は共通に維持され、本質的に維持され、若しくは非常に実質的に維持される。代表の実施形態においては、約0.25〜0.50平方mm又はこれよりも大きい平坦面積と、約25〜50ミクロン又はこれよりも大きい厚みを有するダイ12の露出面又は上面が、集合的に、約+/−100μm未満、若しくは約10〜90μm未満(例えば、約+/−20〜80μm未満、若しくは平均して約50μm未満)のウェハー又はフィルムフレーム処理面192からの垂直偏向を提示し得る。非常に小さい又は極小のダイ12(例えば、約0.25〜0.55平方mm)及び/又は非常薄い又は超薄のダイ12(例えば、約25〜75μm又は約50μm厚)が、検査面192内に維持され、検査面192から外れるそれらの偏向が約20〜50μm未満である。
先に示したように、特定のベーストレイコンパートメント130内の所与の多孔質材の量140の最大の横寸法又は径は、多孔質材の量140が存在するコンパートメント130の最大の平坦空間広がり又は表面積を規定又は制限するリッジ120により測られる平坦な空間広がり又は表面積と同様、特定の標準又は予期されるウェハー及び/又はフィルムフレームサイズ、平坦な空間広がり又は表面積、寸法、又は径に相関され、若しくは対応する。より端的には、所与サイズのウェハー10又はフィルムフレーム30をウェハーテーブル平坦面190にしっかりと維持又は保持するため、現在検討されるウェハー10又はフィルムフレーム30よりも小さいウェハー又はフィルムフレームサイズに対応する各コンパートメント130も同様に、現在において検討されるウェハー又はフィルムフレームサイズの横寸法又は径に最も近接して適合する最大横寸法及び径を有するコンパートメント130内に配され若しくはそれに露出した真空開口(群)20へ又はそれを通じて真空力を選択的に提供又は配給することにより、真空力がウェハー10又はフィルムフレーム30へ提供又は配給される。従って、特定サイズのウェハー10又はフィルムフレーム30は、(a)検討されるウェハー10又はフィルムフレーム30のサイズに最も近接して適合する横寸法又は径を有する多孔質材の量140の上面を完全に被覆するべきであり、(b)より小さい横寸法又は径を有する各多孔性セラミック材料の量140も同様である。ウェハー10又はフィルムフレーム30は、検討されるウェハー10又はフィルムフレーム30よりも小さい径を有する各リッジ120も同様に、ウェハー10又はフィルムフレーム30のサイズに最も近接して適合するリッジ120の部分も被覆するべきである。
図5Eは、本開示の実施形態に係るウェハーテーブル構造5上に配される第1標準径(例えば、8インチ)を有する代表の第1ウェハー10aの斜視図であり、(a)第1ウェハー10aが、多孔質材の第1量140aと第1リッジ120aの横幅の少なくとも一部を被覆するが、多孔質材の第2量140bまで延びず若しくは重複しないこと;及び(b)第1コンパートメントの真空開口20への又はこれを通じた、多孔質材の第1量140a内への又はこれを通じた第1ウェハー10aの裏面への真空力の選択的又は優先の提供による第1ウェハー10aへの真空力の適用又は供給により、第1ウェハー10aが、ウェハーテーブル平坦面190上にしっかりと保持される。
図5Fは、本開示の実施形態に係るウェハーテーブル構造5上に配される第2標準径(例えば、12インチ)を有する代表の第2ウェハー10bの斜視図である。(a)第2ウェハー10bが、多孔質材の第1及び第2量140a〜bを被覆し、また第2リッジ120bの横幅の少なくとも一部を被覆するが、多孔質材の第3量140cまで延びず、若しくは重複しないこと;及び(b)第1コンパートメントの真空開口20及び第2コンパートメントの真空開口20への又はそれを通じた、多孔質材の第1及び第2量140a〜bへの及びそれを通じた第2ウェハー10bの裏面への真空力の選択的又は優先的な提供による第2ウェハー10bへの真空力の適用又は供給により、第2ウェハー10bがウェハーテーブル平坦面190上にしっかりと保持される。
図5Gは、本開示の実施形態に係るウェハーテーブル構造5上に配される第3標準径(例えば、16インチ)を有する代表の第3ウェハー10cの斜視図である。(a)第3ウェハー10cが、多孔質材の第1、第2、及び第3量140a〜cを被覆し、ベーストレイの外縁106の横幅の一部を被覆すること;及び(b)第1コンパートメントの真空開口20、第2コンパートメントの真空開口20、及び第3コンパートメントの真空開口20への又はそれを通じた、多孔質材の第1、第2、及び第3量140a〜c内への又はそれを通じた、第3ウェハー10cの裏面への選択的又は優先の真空力の提供による第3ウェハー10cへの真空力の適用又は供給により、第3ウェハー10cが、ウェハーテーブル平坦面190上にしっかりと保持される。
上述の点に加えて、多数の実施形態においては、セラミックベースのベーストレイ100が、1以上の追加の種類の構造特徴又は要素を含む若しくは収容するように形成され得る。そのようなセラミックベースのトレイ102の特定の代表の非限定の実施形態が以降により詳細に記述される。
図6Aは、本開示の別の実施形態に係るセラミックベースのウェハーテーブルのベーストレイ100の斜視図であり、突き出しピンガイド部材160のセットを含む。図6Bは、ラインC−C’における図6Aのセラミックベースのウェハーテーブルのベーストレイの断面である。そのような実施形態においては、ベーストレイ100が、上述のものと類似又は実質的に同一の概要又は全体構造を有することができる。しかしながら、第1リッジ110aが、多数の突き出しピンガイド構造、要素、又は部材160a〜cを含み(例えば、様々な実施形態においては3つであり、これは、そのようなウェハーサイズに対応する8インチ、12インチ、及び16インチウェハーをハンドリングするために3つの突き出しピンを作動させることに十分である)。各突き出しピンガイド部材160a〜cは、これを通じて突き出しピンが移動することができる通路又は経路に対応する若しくは規定する開口162を提供するべく形状付けられ、また構成される。多数の実施形態においては、任意の所与の突き出しピンガイド部材160a〜cが、第1リッジ110aの一体部分又は伸張として形成され、突き出しピンガイド部材160a〜cが、第1区画120aの部分内に突入する。その上、突き出しピンガイド部材160a〜cは、ウェハーテーブル構造の使用過程(例えば、突き出しピンの上昇又は下降の過程)で突き出しピンガイド部材160a〜cを通じた真空ロスが本質的な無であり、無視可能であり、若しくは最小である態様において、寸法付けられ、及び/又は構築される。幾つかの実施形態においては、突き出しピンガイド部材160a〜cは、単一の突き出しピンのセット164が、ウェハーテーブル構造5がハンドリングするように設計された各々のウェハー及びフィルムフレームサイズをハンドリングすることができるように戦略的に配置される。当業者は、代替的若しくは追加的に、突き出しピンガイド部材160a〜cが第1リッジ110aから分離して形成され、若しくは別のリッジ110(例えば、第2リッジ110b)の一部として形成されることを理解するだろう。
図7Aは、図6A及び6Bのベーストレイの斜視図であり、その中に成形可能、形成可能、適合可能、又は流動可能な多孔質材が導入、提供、又は配置されている。図7Bは、ラインD−D’における図7Aに対応する成形可能な多孔質材を支持するベーストレイ100の断面斜視図である。成形可能な多孔質材がベーストレイ100に導入される時、各突き出しピンガイド部材160a〜c内及びそこを通じた開口162が封止又は閉塞されるべきであり、ウェハーテーブル平坦面190に対してウェハー又はフィルムフレームを下降又は上昇させることを含む突き出しピン作動の過程で硬化された成形可能な多孔質材により通路及び開口162を通じた突き出しピン164a〜cの移動が妨げられないことを確かにするため、多孔質材は、そこに対応する突き出しピンガイド部材160a〜cを通じた開口162及び通路から遮断されることに留意されたい。
幾つかの実施形態においては、ベーストレイ100が、多数の加熱及び/又は冷却要素を支持、含み、又は組み込むことができる。例えば、加熱要素が、抵抗性加熱要素を含むことができる。冷却要素が、冷却物質又は流体(例えば、冷却ガス、又は液体)を搬送するために構成されたチューブ、チャンネル、又は通路;又は熱電気冷却装置を含むことができる。加熱及び/又は冷却要素が、非多孔性セラミックベースのベーストレイ材料に包囲され、又はその中に包まれ得る(例えば、ベーストレイ100の1以上の部分内に一体的に形成される)。代替としては、加熱及び/又は冷却要素が、非多孔性セラミックベースのベーストレイ材料の外部に存在し、ベーストレイ容器130を占める多孔質材の部分に包囲され、又はその中に包まれ得る。上述のものに加えて若しくは代替して、非多孔性セラミックベースのベーストレイ100及び/又はベーストレイ容器130を占める多孔質材が、電極、温度検出要素(例えば、熱電対)他の種類の検出要素(例えば、加速度計、振動センサー、又は光学的センサー)、及び/又はウェハーテーブル構造5の部分内及び/又は外部の周囲/環境状態を検出するための他の種類の検出要素といった追加又は他の種類の要素を支持、含み、又は組み込むことができる。
図8は、本開示の実施形態に係るウェハーテーブル構造5の製造のための代表の工程170のフロー図である。一実施形態においては、ウェハーテーブル製造工程170が、複数のコンパートメント130を有する多孔質性セラミックベースのウェハーテーブルのベーストレイ100を準備する第1工程部分172;成形可能な多孔質材を準備することを含む第2工程部分174;及び成形可能な多孔質材が各コンパートメント130の内側の空間寸法に一致又はそこを占めるように、複数のコンパートメント130内に成形可能な多孔質材を導入し、成形可能な多孔質材内の複数のコンパートメント130内の各コンパートメント130の容積幾何(volumetric geometry)を満たすことを含む第3工程部分176を含む。例えば、図9に示される又は概して示される態様においてベーストレイコンパートメント130の深さDTCを超える深さ又は厚みを呈する成形可能な多孔性セラミック材料のように、各コンパートメント130内においては、成形可能な多孔性セラミック材料の初期量142が、コンパートメント130の容積を超え又は僅かに超える。
第4工程部分178が、成形可能な多孔性セラミック材料を固め、又は硬化し、各コンパートメント130を画定する内面(つまり、ベーストレイ100内の内側底面及びリッジ120に対応するコンパートメント側壁)に対して多孔質材を結合することを伴う。多孔質材がコンパートメント内面内にしっかりと保持又は結合されると、非常に高い程度の平坦性で多孔質材量140の露出面、上面、又は外面、ベーストレイリッジ120の露出した上面122、及びベーストレイ外縁106の露出した上面108を同時に提供し、これにより、ウェハー及びフィルムフレームがしっかりと保持される高い均一性のウェハーテーブル平坦面190を規定するため、第5工程部分180が、ベーストレイリッジ120の露出した上面122及びベーストレイ外縁106の露出した上面108といったベーストレイ100の部分と同様に、多孔質材(つまり、各多孔質材量140)を機械加工又は研磨することを伴う。平坦化後、任意の所与のコンパートメント130に対応する各多孔質材量140が、コンパートメント130の容積に同一又は本質的に同一である。
第6工程部分182が、平坦化されたウェハーテーブル構造5を変位可能なウェハーテーブル又はステージアセンブリー(例えば、x−yウェハーステージ)に結合又は実装し、平坦化されたウェハーテーブル構造5内の真空開口20をステージアセンブリー真空ライン、リンク、及び/又はバルブのセットに結合することを伴い、ウェハーテーブル平坦面190上に配されたウェハー10又はフィルムフレーム30に対して真空力が選択的に作動及び適用される。
多孔質材の領域が1以上の金属から成る又は実質的に成る仕切り部により分離されていた、及び/又は1以上の金属から成る又は実質的に成る外側容器構造を用いるある先例のウェハーテーブル設計とは対照的に、本開示に係るウェハーテーブル構造の様々な実施形態が、1以上の金属から成る又は実質的になるリッジ120を回避又は排除し、また典型的には更に、1以上の金属から成る又は実質的になるベーストレイ100を回避又は排除する。より端的には、少なくとも実質的にセラミック材料から成る上方又は露出した多孔性ウェハーテーブル表面も同様に、少なくとも部分的に又は実質的に金属から成る上方又は露出した非多孔性ウェハーテーブル表面を含む先例のウェハーテーブル設計においては、そのような金属表面が、多孔性セラミック材料表面とは非常に異なる機械加工、研削、又は研磨特徴、特性又は挙動を有する。機械加工、研削、研磨工程の過程においては、金属表面が、多孔性セラミック材料表面と同一の速度又はそれと同様に直ちに平坦化されない。その上、金属表面が、標準の機械加工、研削又は研磨要素、装置又はツール(例えば、研磨ヘッド)をすぐに損傷し得る。金属表面の包含は、本開示の実施形態に即して製造されたウェハーテーブル構造と比較して、機械加工、研削、又は研磨工程を顕著に困難、高価、及び長時間化させる。
更には、露出した金属表面及び露出した多孔性セラミック表面間の機械加工、研削、又は研磨特徴の相違が、最終的にそのように製造されたウェハーテーブル表面が、ウェハーテーブル表面の1以上のセクション又は領域に亘る望まない又は許容できない非平坦性又は不十分な平坦性を呈する見込みを顕著に増加させる。そのような先例のウェハーテーブル設計が、従って、小さい又は極小なダイ12を支持するフィルムフレーム30により支持された12インチ以上の切断されたウェハー10といった、その上に脆弱なダイ12を有する大径の薄いウェハー10の検査にとっては上手く適さない。対照的に、本開示に係るウェハーテーブル構造の実施形態は、この欠点を被ることなく、そのような種類のウェハー10又はフィルムフレーム30の検査に非常に上手く適する高度に均一又は超均一な平坦なウェハーテーブル表面622を提供する。
本開示の実施形態に即して製造されたウェハーテーブル構造の最終結果が、(a)ウェハーテーブル表面622の平坦性に不利に影響し、先述の1以上の関連の問題に帰結し得るウェハーテーブル表面622上の溝又は真空孔(例えば、穿孔された真空孔)を排除又は省略する;(b)平坦なウェハーテーブル表面622が単一面内/上におけるそのようなダイ12の位置づけ及び維持を促進するため(これは、慣例のウェハーテーブル設計では達成が難しい)、(i)ウェハーテーブル転換キットの必要性を除去するべくウェハー10及びフィルムフレーム30の両方、及び(ii)非常に薄い又は可撓性のウェハー(例えば、75μm、50μm、又はこれよりも薄い)上に存在する非常に小さい又は極小のダイ12(例えば、0.5mm×0.5平方mm、若しくはこれ未満)のハンドリングのために適する非常に高度又は超高度な平坦性ウェハーテーブル表面622を有する;及び(c)溝又は機械加工/穿孔された真空孔をウェハーテーブル表面上に含む、及び/又はそれらのウェハーテーブル表面上に露出した金属材料(例えば、ウェハーテーブル表面に亘る金属板又は多数の金属製の仕切り部)を含む特に従来のウェハーテーブル設計と比較して、構造的に簡単、低コスト、及び製造するのに簡単であるウェハーテーブル620である。
代表のウェハーアライメントステーションの側面
図3Aに示されたシステム200の他の部分の記述に再び戻ると、ウェハー(プリ)アライメントステーション400は、ウェハーアライメントステーション400又は検査システム600との関係における1以上のウェハーアライメント特徴又は構造の位置(群)又は配向(群)に基づいて、ウェハーアライメントステーション400及び/又は検査システム600の部分又は要素に対する初期のウェハー配向又はアライメントを確立するべく構成された本質的に任意の種類のアライメント機器又は装置を含むことができる。そのようなウェハーアライメント特徴が、当業者により理解される態様において大規模なフラット(平坦部)及び見込みとしては小規模のフラット(平坦部)を含むことができる。多数の実施形態においては、ウェハーアライメントステーション400が慣例のものである。
代表のミスアライメント検査システムの側面
先述のように、フィルムフレーム30に関するウェハー10の回転ミスアライメントが、回転ミスアライメントされたダイ12のダイ全体の画像が取得及び処理される前により多くの画像取得イベント又はフレームが要求されるため、減じられた検査スループットに帰結する。以降の記述においては、ウェハー・トゥ・フィルムフレームの回転ミスアライメントを検出するための機器及び工程の特定の実施形態が図3A及び図10A〜10Cを参照して記述される。
ミスアライメント検査システム500が、フィルムフレーム30上に実装されたウェハー10について、ウェハー回転ミスオリエンテーション(誤配向)/ミスアライメント方向及び対応のウェハー回転ミスオリエンテーション(誤配向)/ミスアライメント角度、大きさ又は値を決定、検出又は推定するために構成された機器又は装置のセットを含む。実施形態の詳細に依存して、ミスアライメント検査システム500が、フィルムフレームサポート又はポジショニング機器又は装置;1以上の照明又は光信号源(例えば、LEDといった広帯域及び/又は狭帯域光源のセット);及び/又は1以上の照明又は光信号検出器又は画像取得装置を含むことができる。ミスアライメント検査システム500は、(例えば、プログラム指令を実行するように構成されたマイクロコントローラー、加えてそのようなプログラム指令が記憶されるメモリー及び信号通信又は入力/出力リソースを含む埋め込みシステムの部分内の)処理ユニットも含むことができる。
様々なミスアライメント検査システムの実施形態が以降の記述において提示され、ミスアライメント検査システム500は、幾つかの実施形態において、1以上のフィルムフレーム構造及び/又は視覚特徴、例えば、フィルムフレームレジストレーション(登録)特徴34a−b又はそのようなフィルムフレーム特徴に関連する空間方向に対するウェハーグリッド線又はフラット(平坦部)のセットといった1以上のウェハー構造及び/又は視覚特徴の配向を光学的に検出することにより、ミスアライメント角度/ミスアライメント方向及び角度大きさを決定するように構成される。他の実施形態においては、ミスアライメント検査システム500が、追加的又は代替的に、フィルムフレーム30上に配されたウェハー10の少なくともひとつの画像を取得し、ウェハー10の取得画像(群)と、ミスアライメント検査システム500内及び/又は検査システム600内の画像取得装置といった画像取得装置のFOV50に対応する参照軸のセットの間の比較を伴う画像処理オペレーションを実行することにより、ミスアライメント方向及びミスアライメント角度の大きさを決定するように構成される。
更には、以下に記述のように、本開示の実施形態に係るウェハー・トゥ・フィルムフレームのミスアライメント角度の決定及びその補償が、画像取得装置に対するフィルムフレーム30の機械的レジストレーションを回避、省略、又は除外、若しくは除去することができる。代替的に、ある実施形態においては、ウェハー・トゥ・フィルムフレームのミスアライメント角度の決定が、当業者により理解される態様において1以上のレジストレーション要素とのフィルムフレームレジストレーション特徴34a−bの嵌合係合により、(例えば、先行オペレーションとして、又は初期オペレーションとして)画像取得装置に対するフィルムフレーム30の機械的レジストレーションを伴うことができる。
様々な実施形態においては、ミスアライメント角度方向及び対応のミスアライメント角度の大きさの決定が画像処理オペレーションにより生じ;ウェハーが実装されるフィルムフレーム及び/又は画像取得装置FOVに対するウェハーの回転ミスアライメントの補償又は訂正が、ミスアライメント角度方向に反対の方向における回転ミスアライメント角度大きさに亘るフィルムフレームの回転により生じる。本開示に係る実施形態が、従って、フィルムフレームレジストレーション要素又は構造のセットに対するフィルムフレームレジストレーション特徴34a−bの嵌合係合により、画像取得装置(例えば、第1画像取得装置及び/又は第2画像取得装置)に対するフィルムフレーム30の機械的レジストレーションを省略又は回避することができる。
図10Aは、本開示の実施形態に係るフィルムフレーム30に対する回転又は角度のウェハーミスオリエンテーション/ミスアライメントの程度を決定するべく構成されたミスアライメント検査システム500の概略図である。一実施形態においては、ミスアライメント検査システム500が、ミスアライメント処理ユニット510に結合した画像取得装置540を含む。ミスアライメント処理ユニット510は、プログラム指令(例えば、ソフトウェア)を実行し、フィルムフレーム30に対するウェハー10の角度ミスアライメントの方向及び大きさを決定又は推定するように構成される。ミスアライメント処理ユニットは、更に、第2ハンドリングサブシステム300及び検査システム600に通信接続されるように構成されるシステムコントローラー1000と通信接続される。
図10Aに図示のミスアライメント検査システムの実施形態は、フィルムフレーム構造特徴に対してウェハー構造特徴を比較又は参照することによりウェハー・トゥ・フィルムフレームのミスアライメントを決定するように構成される。より端的には、ウェハー10上の個別のダイ12が、典型的には、当業者により理解されるように視覚的に識別可能及び水平グリッド線6及び垂直グリッド線8といったグリッド線により分離される。ウェハーの水平又は垂直グリッド線6、8が、フィルムフレーム参照特徴(群)のセットに関して所定又は標準の参照配向を呈する(例えば、ウェハーの水平又は垂直グリッド線6、8が、特定の所定のフィルムフレーム参照特徴(群)に実質的に平行又は垂直である)ならば、ウェハー10がフィルムフレーム30に関して適切に配列され、これに対応して、ウェハーのダイ12が、検査システムの画像取得装置FOVに関して適切に配列される(従って、検査スループットを最大化する)。他方、ウェハーの水平又は垂直グリッド線6、8が、フィルムフレーム参照特徴(群)のセットに関して所定又は標準の参照配向を呈しない(例えば、ウェハーの水平又は垂直グリッド線6、8が、特定の所定のフィルムフレーム参照特徴(群)に実質的に平行又は垂直ではない)ならば、そのような回転のウェハー・トゥ・フィルムフレームのミスアライメントの訂正又は補償がなければ、ウェハー10がフィルムフレーム30に関して回転ミスアライメントされ、ウェハーのダイが、検査システムの画像取得装置FOVに関してミスアライメントされ、従って、検査スループットが減じられる。多数の実施形態においては、フィルムフレーム30に関してのウェハーのミスオリエンテーション/ミスアライメントの角度方向及び角度大きさが、少なくともひとつのフィルムフレームのフラット(平坦部)35a〜dに関しての1以上のウェハーグリッド線6、8の(角度又はラジアンの数値として)角度変位、オフセット、又は変位に相関された、若しくはそれを示す若しくは規定するウェハーミスアライメント角度θWを決定することにより確認することができる。ウェハーミスアライメント角度θWは、角度ミスアライメント方向(例えば、+/−方向)及び角度ミスアライメント大きさ(例えば、角度又はラジアンの数値)を示す又は含むことができる。
フィルムフレーム30が図10Aのミスアライメント検査システムによる検討下にある時、ミスアライメント検査システムの画像取得装置540が、フィルムフレーム30上に配されたウェハー10の1以上の画像を取得し、対応の画像データを生成する。ミスアライメント検査システムの画像取得装置540により取得された画像(群)が、(a)1以上のウェハー領域(これに沿ってウェハーグリッド線6、8が少なくとも部分的に延びる(例えば、ウェハーの表面積の相当な又は実質的部分に沿って又は亘って延びる));及び(b)1以上のフィルムフレームのフラット35a〜dの部分(例えば、相当な又は実質的部分)(これに対して取得画像(群)内のグリッド線(群)6、8の角度配向が決定され又は推定される)を含む。従って、少なくともひとつのウェハーグリッド線6、8の部分(例えば、1以上のグリッド線6、8の長さの相当な部分)及び少なくとも一つの参照フィルムフレームのフラット35a〜dの部分(例えば、1以上のフィルムフレームのフラット35a〜bの長さの相当な部分)が、前述の画像取得装置540のミスアライメント視野FOVM550内にあるように、ミスアライメント検査システムの画像取得装置540がフィルムフレーム30に関して配置される。
上述の画像データがミスアライメント処理ユニット510に転送され、これが、画像処理オペレーション(例えば、当業者により理解される態様において、プログラム指令の実行により実行される慣例の画像処理オペレーション)を実行し、画像データを分析し、(取得されたフィルムフレームのフラット(群)35a〜dに関しての取得されたウェハーグリッド線(群)6、8の角度配向に相関される態様において)フィルムフレーム30に関するウェハー10の角度ミスアライメントの方向及び大きさを示すウェハーミスアライメント角度θWを決定又は推定する。当業者は、1以上のウェハーのグリッド線6、8の少なくとも相当な長さ又は空間広さ(例えば、少なくとも3〜5cm)の取得及び1以上のフレームフラット35a〜bの相当な長さ又は空間広さ(例えば、少なくとも2〜4cm)の取得が、そのようなウェハーのグリッド線6、8及びフィルムフレームのフラット35a〜dの小さいセグメント又はセクションよりも、各々、ウェハーミスアライメント角度θWの高められた精度の決定を促進するものと理解する。
図10Bは、図10Aに示されたものといったミスアライメント検査システム500によるウェハーミスアライメント角度θWの決定の代表の側面を示す概略図である。図10A及び図10Bに図示の代表の実施形態においては、ミスアライメントシステムの画像取得装置540は、ハンドリングするためにシステム200が構成される最も大きいフィルムフレーム30(例えば、16インチのウェハー10を支持するフィルムフレーム30)のために、そのミスアライメント視野FOVM550内に、第1フィルムフレームフラット35aに最も近い(例えば、ウェハーフラット又はノッチ11が配されることが予期されるウェハー領域に対応する)ウェハー10の表面領域の少なくとも約20%〜50%(例えば、少なくとも約25%〜33%)及びウェハー10のこの領域に近接する第1フィルムフレームフラット35aの長さの大半を取得できるように構成される。より小さいフィルムフレーム30(例えば、12インチ又は8インチウェハーを支持するフィルムフレーム30)については、そのようなミスアライメントシステムの画像取得装置540が、そのようなより小さいフィルムフレームの露出した表面積のより大きい部分を取得することができる。
様々な実施形態においては、単一のミスアライメントシステムの画像取得装置540が、ハンドリングするためにシステム200が構成されるフィルムフレーム30の各サイズの画像を取得するために構成され得る。他の実施形態が、多数のミスアライメントシステムの画像取得装置540、例えば、ウェハー10の第1表面領域(例えば、下部表面領域)に対応する及び第1フィルムフレームフラット35aに対応する第1画像を取得するために構成された第1画像取得装置540と、ウェハー10の別の表面領域(例えば、上部表面領域)に対応する及び他のフィルムフレームフラット35cに対応する第2画像を取得するために構成された第2画像取得装置540を含むことができる。第1及び第2画像の取得が、同時、実質的に同時、又は連続して生じ得る。第1及び第2画像取得装置が、実施形態の詳細に依存して、同一又は異なるミスアライメント視野FOVM550を有することができる。
一実施形態においては、ミスアライメント処理ユニット510が、ウェハーノッチ11又はウェハーフラットの中心点に対して最も近くで終端し、又はそこで終端する垂直ウェハーグリッド線6といった参照ウェハーグリッド線を決定又は識別し、対応の参照延長仮想又は数学的グリッド線568を生成することができ、垂直ウェハーグリッド線6がそれに沿うラインセグメントであり、それがフィルムフレームの第1フラット35aまで延び又は通過する。ミスアライメント処理ユニット510は、加えて、ウェハーミスアライメント角度θWに相関される第1フィルムフレームフラット35aと参照延長グリッド線568の間の角度を決定又は推定する。例えば、図10Bに示されるように、参照延長グリッド線568と、第1フィルムフレームフラット35aがそれに沿うラインセグメントである決定又は計算されたライン又はラインセグメントの間の交点に基づいて又はその交点で、ミスアライメント処理ユニット510が鋭角αWを決定することができる。当業者は、ウェハーミスアライメント角度θWが90°−αwにより与えられるものと理解するだろう。他の実施形態は、追加的又は代替的に、当業者により理解される態様において、標準の幾何学及び/又は三角法関係に基づいて、同様、類似、又は他の種類の計算を実行することができる。
ミスアライメント処理ユニット510が、ウェハーミスアライメント角度θWをシステム制御ユニット1000及び/又は第2ハンドリングサブシステム300へ転送することができ、ウェハーミスアライメント角度θWがメモリーに記憶できる(例えば、バッファーされる)。第2ハンドリングサブシステム300が、ハンドリングされているフィルムフレーム300に対応するウェハーミスアライメント角度θWを受け取り、検索し、若しくはアクセスすることができ、(例えば、プログラム指令の実行の制御の下)ウェハーミスアライメント角度θWとは反対にフィルムフレーム300の全体を回転し、ウェハー・トゥ・フィルムフレームのミスアライメントを訂正することができる。
図10Cは、本開示の別の実施形態に係るフィルムフレーム30に関する回転又は角度ウェハーミスオリエンテーション/ミスアライメントの程度を決定するために構成されたミスアライメント検査システム500を示す概略図である。一実施形態においては、図10Cのミスアライメント検査システム500が、図10A及び10Bに関して上述したものと同様又は類似の態様において、ミスアライメント処理ユニット510に結合した画像取得装置540を含む。
当業者により理解されるように、検査システム600内で、画像取得装置(例えば、カメラ)640が、検査システムFOV軸XI及びYIに対応する視野FOVI650を提供する。対応して、ミスアライメント検査システム500内で、画像取得装置540が、ミスアライメント検査システムFOV軸XM呼びYMに対応する視野FOVM550を提供する。
フィルムフレーム30に関してゼロのミスアライメントを有する(つまり、0度のミスアライメント角度θWを有する)ウェハー10を支持するフィルムフレーム30がミスアライメント検査システムの画像取得装置540に関してレジストレーションされる時、ウェハーの水平及び垂直グリッド線6、8が、ミスアライメント検査システムFOV軸XM及びYMに関して所定の配向を有する。例えば、そのような状況下で、ウェハーの水平及び垂直グリッド線6、8が、ミスアライメント検査システムFOV軸XM及びYMに平行に若しくは幾何学的に一致して配列される。同様に、フィルムフレーム30に関してゼロのミスアライメントを有するウェハー10を支持するフィルムフレーム30がミスアライメント検査システムの画像取得装置640に関してレジストレーションされる時、ウェハーの水平及び垂直グリッド線6、8が、検査システムFOV軸XI及びYIに関して所定の配向を有する(例えば、ウェハーのグリッド線6、8が、検査システムFOV軸XI及びYIに平行に若しくは幾何学的に一致する)。
フィルムフレーム30に関するウェハーミスアライメントの決定のための検討下にフィルムフレーム30がある時、ミスアライメント検査システムの画像取得装置540が、フィルムフレーム30上に配されたウェハー10の1以上の画像を取得し、それに対応の画像データを生成する。そのような画像データがミスアライメント処理ユニット510に転送され、これが、画像処理オペレーション(例えば、当業者により理解される態様において、慣例の画像処理オペレーション)を実行し、画像データを分析し、ミスアライメント検査システムFOV軸XM及びYMに関する1以上の水平ウェハーグリッド線6及び1以上の垂直ウェハーグリッド線8のミスオリエンテーション又はミスアライメントに基づいて、ウェハーミスアライメント角度θWを決定する。
図10Dは、図10Cに図示のものといったミスアライメント検査システム500によるフィルムフレーム30に関する回転又は角度ウェハーミスアライメントの程度を決定する側面を示す概略図である。図10Dに示されるように、ウェハーの水平及び垂直グリッド線6、8が、ミスアライメント検査システムFOV軸XM及びYMから回転又は角度オフセットされる程度が、ウェハーミスアライメント角度θWを規定する。ミスアライメント処理ユニット510が、ウェハーミスアライメント角度θWをシステム制御ユニット1000及び/又は第2ハンドリングサブシステム300へ送信することができ、ウェハーミスアライメント角度θWがメモリーに記憶され、そのフィルムフレーム30に対するウェハー10の回転ミスアライメントを訂正するために第2ハンドリングサブシステム300によりアクセスされる。
以降に詳細に記述のように、第2ハンドリングサブシステム300が所与のフィルムフレーム30をハンドリングする時、第2ハンドリングサブシステム300が、フィルムフレーム30に対応するウェハーミスアライメント角度θWにアクセス又は(例えば、メモリーから)取り出すことができ、例えば、ウェハーミスアライメントの大きさが、所定、プログラム可能、又は選択可能な最大ミスアライメント角度閾値θW-Maxを超える時(つまり、θW>θW-Maxの時)、フィルムフレーム30を回転してフィルムフレーム30により支持されたウェハー10のミスアライメントを訂正する。産業標準閾値は、ウェハー・トゥ・フィルムフレーム回転ミスアライメントに関して15度である。しかしながら、ダイ12がますます小さく製造され、またウェハーサイズがますます大きくなっているため、この特許出願人の経験によれば、5度を超えるウェハー・トゥ・フィルムフレームの回転ミスアライメントが調整を要求する。ダイサイズ及びウェハーサイズに依存して、大きいウェハーにより多数のダイ(例えば、20,000〜30,000個のダイといった10,000以上のダイ)が支持されるならば、ウェハー・トゥ・フィルムフレーム回転ミスアライメントの結果のための画像処理用のダイ全体又はダイ全体画像の画像取得における任意の遅延、従って、検査工程のスループットの低下が、拡大又は悪化される。例えば、θW-Maxが、約10度、7.5度、5度、又は3度の大きさの角度を有するように規定され得る。一般的に、最大ミスアライメント角度閾値が、ダイサイズ及びそれとの関係での検査システム画像取得装置FOV650に依存することができる。
以下に更に記述のように、第2ハンドリングサブシステム300が、フィルムフレームのハンドリングオペレーションに遅延を導入することなく、つまり、フィルムフレームハンドリング又は検査工程のスループットに低下を生じさせず、ウェハー・トゥ・フィルムフレームの回転ミスアライメントを訂正することができる。例えば、第2ハンドリングサブシステム300は、ウェハーミスアライメント角度θWがゼロ又は本質的にゼロのフィルムフレーム30を運ぶことに要求される同じ長さの時間において、フィルムフレームをウェハーテーブル表面622に搬送する過程で、フィルムフレーム30を回転させてウェハー・トゥ・フィルムフレームの回転ミスアライメントを訂正することができる。結果として、ある実施形態においては、ミスアライメント検査システム500により検出可能(例えば、確実に又は繰り返し検出可能)である本質的に任意のウェハー・トゥ・フィルムフレームの回転ミスアライメントが、最大ミスアライメント角度閾値θW-Maxに関わらず、第2ハンドリングサブシステム300に通信され及び/又は作用し、第2ハンドリングサブシステム300は、フィルムフレームハンドリングスループット及び検査スループットに影響することなく、検査されるべき全て又は本質的に全てのフィルムフレーム30に対してウェハー・トゥ・フィルムフレームの回転ミスアライメントを自動的に訂正することができる。
多数の実施形態においては、ミスアライメント検査システム500が、第1及び第2ハンドリングサブシステム250、300の一つ又は両方から独立、別個、又は異なり得る。例えば、ミスアライメント検査システム500が、第1及び第2ハンドリングサブシステム250、300の各々から区別される機器を含み、若しくはその機器であり得るが、システム200の内部にあり、例えば、システムのサポート構造202により支持される。代替的に、ミスアライメント検査システム500が、システム200の外部又はリモート(例えば、異なる部屋)にあり、例えば、システムのサポート構造202から離れて配置され、少なくとも実質的にシステム200とは独立して動作し、フィルムフレームキャリアー内に配された多数のフィルムフレーム30のために、対応のウェハー角度ミスアライメント方向及び角度ミスアライメント大きさを決定するように構成され、これが、メモリーに記憶され、及び/又はシステムの制御ユニット1000又は第2ハンドリングサブシステム300により通信され、及び/又は引き出され、ウェハーミスアライメント訂正オペレーションが促進される。ある実施形態においては、ミスアライメント検査システム500が、1以上のフィルムフレームレジストレーション要素(例えば、フィルムフレームレジストレーション特徴34a−bとの嵌合係合のために構成された機械的レジストレーション要素)を含むことができ、ミスアライメント検査システム500が、ウェハー・トゥ・フィルムフレームのミスアライメントの程度を決定する前、機械的なフィルムフレームレジストレーションを実行する。
特定の実施形態においては、ミスアライメント検査システム500の部分が、第2ハンドリングサブシステム300、ウェハーテーブル620、及び/又は可能性として検査システム600の部分(例えば、ウェハーテーブルアセンブリー610及び1以上の画像取得装置)の1以上の部分を含むことができる。例えば、フィルムフレーム30がウェハーテーブル620上に搬送及び配置された後、検査システムの画像取得装置640が、フィルムフレーム30により支持されたウェハー10の画像のセットを取得し、1以上の対応の画像データセットを生成することができる。検査システム600に結合された処理ユニットが、ウェハーテーブル620上に配されたフィルムフレーム30により支持されたウェハー10について、そのような画像データセットを分析し、ウェハーミスアライメント角度θWを決定することができる。処理ユニットは、更に、ウェハーミスアライメント角度θWを最大ミスアライメント角度閾値θW-Maxに比較し、ウェハーミスアライメントの角度の大きさが最大ミスアライメント角度閾値θW-Maxを超えるかどうか決定することができる。もしそうであるならば、処理ユニットが、第2ハンドリングサブシステム300にミスアライメント訂正要求を発行し、それが、ウェハーテーブル表面622からフィルムフレーム30を持ち上げ、そのフィルムフレーム30に関するウェハー10のミスアライメントを訂正又は調節する方向においてまた角度量だけフィルムフレーム30を回転させることができる。次に、第2ハンドリングサブシステム300が、フィルムフレーム30をウェハーテーブル表面622に戻し置き、この後、適切なウェハー・トゥ・検査システムの画像取得装置FOV650アライメント状態の下、フィルムフレーム検査が開始できる。
他の実施形態においては、ミスアライメント検査システム500の部分が、第1ハンドリングサブシステム200;加えて、フィルムフレームカセットの外部に置かれた画像取得装置540を含むことができ、画像取得装置540は、第1ハンドリングサブシステム200がフィルムフレームカセットからフィルムフレーム30を回収した後、フィルムフレーム30上のウェハー10の画像のセットを取得するために構成される。第1ハンドリングサブシステム200が、ミスアライメント検査システムの画像取得装置540の下にフィルムフレーム30を位置づけることができ、それが、フィルムフレーム30により支持されたウェハー10の画像のセットを取得し、分析/処理及び対応のウェハーミスアライメント角度θWの決定のため、対応の画像データをミスアライメント処理ユニット510に伝送する。エンド・エフェクタ270といった第1ハンドリングサブシステム200の部分が機械的なフィルムフレームレジストレーション要素282を含む実施形態においては、フィルムフレーム30が、フィルムフレームカセットからのフィルムフレーム30の回収に関連して、第1ハンドリングサブシステム200に関して機械的にレジストレーションされる。第1ハンドリングサブシステム200が、既知又は所定のポジショニングに即して、ミスアライメント検査システムの画像取得装置540に関してフィルムフレーム30を位置づけることができ、フィルムフレーム30が、ミスアライメント検査システムFOV軸XM及びYMに関して機械的にレジストレーションされる。
また更なる実施形態においては、第2ハンドリングサブシステム300が、ミスアライメント検査システム500の1以上の部分を含み、実施、若しくはそこに結合され、若しくは効果的に結合される。例えば、第2ハンドリングサブシステム300の1以上の部分が、多数の光学的及び/又は画像取得要素を含み、若しくはそれに関して配置可能であり得る。ある実施形態においては、フィルムフレーム30が第2ハンドリングサブシステム300に搬送された後、第2ハンドリングサブシステム300が、フィルムフレーム30に対応するウェハーミスアライメント角度θWを決定することができる。第2ハンドリングサブシステム300が、次に、フィルムフレーム30を回転させ、ウェハーミスアライメント角度θWにより示されるウェハー・トゥ・フィルムフレームの回転ミスアライメントを訂正し、これにより、検査システム画像取得装置FOV650に対するフィルムフレーム30により支持されたダイ12の適切な配向を確立する。第2ハンドリングサブシステム300が、(例えば、フィルムフレームの回転と同時、若しくはフィルムフレームの回転に続いて)ウェハーテーブル622へフィルムフレーム30を搬送することもできる。
純機械対画像処理補助フィルムフレームレジストレーションの側面
当業者は、フィルムフレームにより支持されたウェハーが、フィルムフレームに関して無又は最小の回転ミスアライメントで正しくフィルムフレーム上に実装されるならば、フィルムフレームにおけるフィルムフレームレジストレーション要素又は構造とのフィルムフレームレジストレーション特徴34a−bの係合によるフィルムフレームの機械的レジストレーションにより、フィルムフレームが、検査システムの画像取得装置のFOVに関して適切にアライメントされ、これに対応して、ウェハーが適切に若しくは許容可能に検査システム画像取得装置FOVに関してアライメントされることに帰結すると更に理解するだろう。
しかしながら、ウェハーがフィルムフレームに当初に実装される時、ウェハーが、フィルムフレームに関して回転ミスアライメントされるかもしれない。結果として、フィルムフレームに対するウェハーの回転ミスアライメントが存在し、フィルムフレームの機械的レジストレーションが、検査システム画像取得装置FOVに対するウェハーの回転ミスアライメントを解決することに失敗する。換言すれば、そのような回転ミスアライメントが存在し、許容可能な範囲を超える又は外の大きさを有する時、画像取得装置FOVに対するフィルムフレームの機械的レジストレーションが、画像取得装置FOVに関してウェハーが適切にアライメントされることを確証することに関して何の利益もない。
本開示に係る様々な実施形態は、光学的又は画像処理の補助を受けた、画像取得装置FOVに対するフィルムフレームにより支持されたウェハーのレジストレーションを実行するように構成され、ウェハー回転ミスアライメント角度及び対応のウェハー回転ミスアライメント方向を決定する画像処理オペレーションを伴う。結果として、機械的フィルムフレームレジストレーション工程が省略され、回避され、若しくは除外可能である。当業者は、製造工程、例えば、1以上のレジストレーション要素とのフィルムフレームレジストレーション特徴34a−bの嵌合係合を伴う機械的フィルムフレームレジストレーション工程といったフィルムフレームハンドリング工程の除去が、時間を節約し、従って、スループットを高めると理解する。本開示に係る幾つかの実施形態が、以降に更に記述のように、機械的フィルムフレームレジストレーション工程を不必要又は助長とする。機械的なフィルムフレームのレジストレーション工程が、依然として、そのような実施形態の幾つかにおいては実行することができ、多数の実施形態においては、機械的フィルムフレームレジストレーション工程が回避又は除外される。
図10A−10Bに図示のものといったミスアライメント検査システム500の実施形態が、(画像取得及び画像処理オペレーションにより)ウェハーの構造的又は視覚的特徴とフィルムフレームの構造的又は視覚的特徴の間の角度関係を決定又は分析することによりウェハーミスアライメント角度θWを決定するために構成される。そのような実施形態は、フィルムフレーム30が検査システム画像取得装置FOV650に関して機械的にレジストレーションされているか否かに関わらず、若しくはこれとは独立して、ウェハーミスアライメント角度θWを正確に決定することができる。(例えば、その設置の一部として、又は初期又は一時のコンフィギュレーション/セットアップ工程として)第2ハンドリングサブシステム300が検査システム画像取得装置640にレジストレーション若しくはアライメントされていると仮定すれば、一度、第2ハンドリングサブシステム300がフィルムフレーム30を回転し検出されたウェハー・トゥ・フィルムフレームの回転ミスアライメントの存在を訂正するならば、第2ハンドリングサブシステム300がウェハーテーブル表面622にフィルムフレーム30を直接的に配送することができ、フィルムフレーム30により支持されたダイ12が適切にアライメントされ、検査システム画像取得装置FOV650に関して正しい回転配向(例えば、最大検査工程スループット配向)を呈する。検査システム600が、続いて、フィルムフレーム30の検査の前の別の又は追加の機械的なフィルムフレームのレジストレーション工程を必要とすることなく、直接的に続いて若しくは即刻にフィルムフレーム検査オペレーションを開始することができる。
類似して、図10C−10Dに図示のものといったミスアライメント検査システム500の実施形態が、ウェハーの構造的又は視覚的特徴とミスアライメント検査システムFOV軸XM及びYMの間の角度関係を決定又は分析することによりウェハーミスアライメント角度θWを決定するために構成される。そのような実施形態は、フィルムフレーム30が検査システム画像取得装置FOV650に関して機械的にレジストレーションされているか否かに関わらず、若しくはこれとは独立して、ウェハーミスアライメント角度θWを正確に決定することもできる。(例えば、その設置の一部として、又は初期又は一時のコンフィギュレーション/セットアップ工程として)ミスアライメント検査システム画像取得装置540が検査システム画像取得装置640にレジストレーション若しくはアライメントされていると仮定すれば、第2ハンドリングサブシステム300がフィルムフレーム30を回転してウェハー・トゥ・フィルムフレームの回転ミスアライメントを訂正した後、フィルムフレーム30上のダイ12が検査システム画像取得装置FOV650に関して適切にアライメントされる。第2ハンドリングサブシステム300が、ウェハーテーブル表面622にフィルムフレーム30を直接的に搬送することができ、検査システム600が、そのフィルムフレーム30の検査の開始前の別又は追加の機械的フィルムフレームレジストレーション工程を必要とすることなく、フィルムフレーム検査オペレーションを直接又は即刻に開始することができる。
(a)検査システム画像取得装置FOV650及び/又はシステム200の別の部分に関してフィルムフレーム30が機械的にレジストレーションされているか否かとは無関係又は独立のミスアライメント検査システムによるウェハーミスアライメント角度θWの正確な決定;(b)ウェハー・トゥ・フィルムフレームの回転ミスアライメントを訂正するためのθWに即した第2ハンドリングサブシステムによるフィルムフレーム30の回転(例えば、θWにより示される方向とは反対の方向において、またθWにより示されるものと等しい又は本質的に等しい角度範囲に亘り)、これにより、回転方向において訂正されたフィルムフレーム30が提供される;及び(c)第2ハンドリングサブシステムによる直接的なウェハーテーブル表面622への回転訂正されたフィルムフレーム30の搬送により、本開示に係る実施形態が、検査システム画像取得装置FOV650に関して効果的に光学的にフィルムフレーム30をレジストレーションすることができる。
第2ハンドリングサブシステムによるフィルムフレームの回転オペレーションの開始の前にミスアライメント検査システム500から第2ハンドリングサブシステム300へのフィルムフレーム30の搬送が正確及び確実に各フィルムフレームの回転方向及び変位を維持又は保持する限り、そのような検査システム画像取得装置FOV650に関する光学的/画像処理に補助されたフィルムフレーム30のレジストレーションが、機械的にフィルムフレームのレジストレーション工程の必要性を除外する。以下に詳細に記述のように、本開示に即した実施形態が、第1ハンドリングサブシステム250から第2ハンドリングサブシステム300へフィルムフレーム30を搬送する態様が、ミスアライメント検査システム500がフィルムフレーム30上に実装されたウェハー10の画像のセットを取得した時間と、第2ハンドリングサブシステム300がウェハーミスアライメント角度θWに基づいてフィルムフレーム回転オペレーションを開始する時間の間で任意の所与のフィルムフレーム30の回転方向が正確及び確実に保存されることを確証又は確証するように意図される。
更には、多数の実施形態においては、(a)ミスアライメント検査システムによるフィルムフレーム30上に実装されたウェハー10の検査及び対応のウェハーミスアライメント角度θWの決定;(b)ミスアライメント検査システム500から第2ハンドリングサブシステム300へのフィルムフレーム30の搬送;(c)第2ハンドリングサブシステムによるウェハー・トゥ・フィルムフレームの回転ミスアライメントの訂正、これにより、光学的/画像処理補助を受けた検査システム画像取得装置FOV650に対するフィルムフレーム30のレジストレーションが生じる;及び(d)第2ハンドリングサブシステムによる回転訂正されたフィルムフレーム30のウェハーテーブル表面622への搬送を伴うフィルムフレームハンドリング及び光学的又は光学的に補助されたレジストレーションシーケンスが、フィルムフレーム30がフィルムフレームカセットから回収される時間と、フィルムフレーム30がウェハーテーブル表面622上に配置される時間の間の追加のフィルムフレームのハンドリング時間の導入を回避する。従って、上述のフィルムフレームハンドリング及び光学的/画像処理基準のレジストレーションシーケンス内の(a)、(b)、(c)、及び(d)のそれぞれが、フィルムフレームハンドリングスループットの低下を回避し、従って検査工程のスループットの低下を回避する。その上、所与の機械的レジストレーション時間を要求する、慣例/純粋に機械的なフィルムフレームのレジストレーション工程の省略又は除去が、時間の節約と対応してスループットの向上に帰結する。本開示に係る実施形態との対照において、先行のシステム及び方法が、機械的なフィルムフレームのレジストレーション工程の排除が望まれる若しくは可能であることを理解できていない。
幾つかの実施形態において上述のように、更に磨きをかけるため、ミスアライメント検査システム500が、フィルムフレームカセットから第2ハンドリングサブシステム300への第1ハンドリングサブシステムによるフィルムフレーム30の搬送に関連してフィルムフレーム30上に実装されたウェハー10の画像を取得するべく構成された画像処理装置540を含む。例えば、ミスアライメント検査システムの画像取得装置540が、フィルムフレームの移動路の部分上に配され、それに沿って第1ハンドリングサブシステムの部分(例えば、以降に記述のように、エンド・エフェクタ270に結合したロボットアーム260)がフィルムフレーム30を第2ハンドリングサブシステム300へ搬送し、ミスアライメント検査システムの画像取得装置540が、フィルムフレーム30がこの移動路に沿って動く時(例えば、「オンザフライ(on-the-fly)」)、フィルムフレーム30上に実装されたウェハー10の画像を取得する。ミスアライメント検査システム500は、次に、上述のものと同一、本質的に同一、類似、又は概して類似する態様においてウェハーミスアライメント角度θWを決定し、ウェハーミスアライメント角度θWを第2ハンドリングサブシステム300へ伝送する。第1ハンドリングサブシステム250は、ミスアライメント検査システムによるウェハーミスアライメント角度θWの決定に関してフィルムフレームの回転配向を正確及び確実に維持する態様においてフィルムフレーム30を第2ハンドリングサブシステム300へ搬送することができ、その後、第2ハンドリングサブシステムが、ウェハー・トゥ・フィルムフレームの回転ミスアライメントを訂正し、フィルムフレーム30をウェハーテーブル622上に搬送することができる。また別の代替の実施形態においては、エンド・エフェクタによりフィルムフレーム30を支持する回転可能なロボットアームアセンブリーといったものにより、第1ハンドリングサブシステム250が、フィルムフレーム30を回転し、フィルムフレーム30上に実装されたウェハー10の回転ミスアライメントを補償することができるように構成される。
機械的なフィルムフレームのレジストレーション工程の省略、除去又は効果的な重複に関する上述のものに対する同様又は類似の検討が、ミスアライメント検査システム500の1以上の部分が、第2ハンドリングサブシステム300に一体化され、又はそれにより実施される実施形態に適用し、第2ハンドリングサブシステム300がウェハーミスアライメント角度θWを決定することができる。
代表の第1ハンドリングサブシステムの側面
第1ハンドリングサブシステム250は、対応のエンド・エフェクタ270のセットに結合した1以上のロボットアーム260といった少なくともひとつのエンド・エフェクタベースのハンドリング機器又は装置を含む。第1ハンドリングサブシステム250は、特定種のウェハーハンドリングオペレーション、及び特定種のフィルムフレームのハンドリングオペレーションを実行するべく構成される。ウェハーハンドリングオペレーションに関しては、幾つかの実施形態においては、第1ハンドリングサブシステム250が、次のそれぞれのために構成される:
(a)検査システム600によるウェハーの処理の前に1以上のウェハー源210からウェハー10を回収し、ここで、ウェハー源210が、ウェハーキャリヤー/カセット、又は別の処理システム又はステーションを含むことができ、若しくはそれらである;
(b)ウェハーアライメントステーション400へウェハー10を搬送する;
(c)(例えば、突き出しピン612へウェハー10を搬送し、その上にウェハー10を位置づけ、続いて、ウェハー10を解放することにより)ウェハーアライメントステーション400からウェハーテーブル620へ初期にアライメントされたウェハー10を搬送し、ウェハー処理オペレーションを促進する;
(d)(例えば、突き出しピン612によりウェハーテーブル620から離間するように上昇されたウェハー10を取得し、突き出しピン612からウェハー10を取り外すことにより)ウェハーテーブル620からウェハー10を回収し;及び
(e)ウェハーテーブル620から取り出されたウェハー10を、ウェハーキャリヤー又はカセット又は別の処理システム又はステーションといった1以上の処理後のウェハー目的地220に搬送する。
フィルムフレームハンドリングオペレーションに関しては、幾つかの実施形態においては、第1ハンドリングサブシステム250が、次のそれぞれのために構成される:
(a)検査システム600によるフィルムフレーム処理の前に1以上のフィルムフレーム源230からフィルムフレーム30を回収し、ここで、フィルムフレーム源230が、フィルムフレームキャリアー/カセット、又は別の処理システム又はステーションを含むことができる;
(b)幾つかの実施形態においては、例えば、図11Bを更に参照して、第1ハンドリングサブシステムレジストレーション要素282を支持する少なくともひとつのエンド・エフェクタ270aを含むエンド・エフェクタ270a−bのセットにより、対応又は相補的なレジストレーション特徴284a−bを含む少なくともひとつの第1ハンドリングサブシステムレジストレーション要素282に関してフィルムフレームレジストレーション特徴34a−bをアライメント、適合、係合、又は嵌合することにより、初期のフィルムフレームレジストレーション又はアライメント(これは、検査システム600のウェハーテーブル620及び/又は1以上の要素に関して維持され得る)を確立する;
(b)第2ハンドリングサブシステム300へフィルムフレーム30を搬送する;及び
(c)第2ハンドリングサブシステム300からフィルムフレーム30を回収し、受け取ったフィルムフレーム30を1以上の処理後のフィルムフレームの目的地240へ搬送し、これが、フィルムフレームキャリアー又はカセット又はフィルムフレーム処理ステーションを含むことができる。
多数の実施形態においては、検査システム600に関する初期のフィルムフレームレジストレーション又はアライメントが、当業者に即時に理解される態様において、ウェハーテーブルアセンブリー610によりレジストレーション要素が支持され、そのようなレジストレーション要素へのフィルムフレームレジストレーション特徴34a−bの嵌合係合といった慣例の態様において確立される。
一実施形態においては、第1ハンドリングサブシステム250が、また、(d)ミスアライメント検査システム500に関してフィルムフレーム30を位置づけ、ウェハー10を支持するフィルムフレーム30に関するウェハー角度ミスアライメント大きさ及び方向の決定又は測定を促進する。
代表の第2ハンドリングサブシステムの側面
多数の実施形態においては、第2ハンドリングサブシステム300が、次のウェハー又はフィルムフレームハンドリングオペレーションのために構成される:
フィルムフレームハンドリングについて:
(a)フィルムフレーム30を第1ハンドリングサブシステム300と交換し(つまり、第1ハンドリングサブシステム300からフィルムフレーム30を受け取り、またそこへフィルムフレーム30を搬送する);
(b)ウェハーテーブル620上にフィルムフレーム30を位置づける。
ウェハーハンドリングについて:
(c)そのような非平坦な反ったウェハー10への真空力のウェハーテーブル適用(及び真空力の十分さの自動/センサー基準の決定)との関係において、非平坦性又は反りのために十分、完全又はしっかりとウェハーテーブル表面620上に保持できないウェハー10の部分に平坦化力又は圧力を選択的に適用し;及び
(d)ウェハーテーブル620からのウェハー解放の過程でウェハー10を空間的に制約し、ここで、そのような解放が、真空力の停止及び見込みのエアーパージ適用、及び任意の突き出しピンの伸張により生じる。
ある実施形態においては、第2ハンドリングサブシステム300は、第1ハンドリングサブシステム250に関して上述のものと類似又は概して類似する態様において、対応又は相補的なレジストレーション特徴(不図示)を有する少なくともひとつの第2ハンドリングサブシステムレジストレーション要素(不図示)に関してフレームレジストレーション特徴34a−bをアライメント、適合、係合、又は嵌合することにより、検査システム600の1以上の部分又は要素に関して初期のフィルムフレームレジストレーション又はアライメントを確立するために構成される。
一実施形態においては、第2ハンドリングサブシステム300が、加えて、ミスアライメント検査システム500により決定されたフィルムフレーム30上に実装されたウェハー10に対応する回転ミスアライメント情報(例えば、ウェハーミスアライメント角度θW)に関してフィルムフレーム30を回転するように構成される。代替としては、ウェハー・トゥ・フィルムフレームの回転ミスアライメントが、検査システム600により検査/決定され得る(例えば、フィルムフレーム30がウェハーテーブル620上に位置づけられるならば、ミスアライメント検査システム500が、検査600の一部又はそれにより実施される)。上述のように、ミスアライメント検査システム500は、検査システム600に対応するウェハーテーブル620及び画像取得装置640を含むことができ、第2ハンドリングサブシステム300が、(a)ウェハーテーブル620上にフィルムフレーム30を位置づけ、ミスアライメント検査システム500がウェハー・トゥ・フィルムフレーム角度ミスアライメント方向及び大きさを決定することができる、(b)ウェハーテーブル620からフィルムフレーム30を回収し、ウェハー・トゥ・フィルムフレームのミスアライメントを訂正する、及び(c)続いてそのようなフィルムフレーム30をウェハーテーブル620上に戻し置くために構成され得る。
上述に照らすと、第1ハンドリングサブシステム250が、ウェハーテーブル突き出しピン位置に対応するウェハーテーブル場所と、ウェハーテーブル620以外又はこの外部のウェハー源/目的地の間でウェハー10を搬送するためのウェハー搬送インターフェースを提供することができる。第2ハンドリングサブシステム300が、第1ウェハーハンドリングサブシステム200とウェハーテーブル600の間でフィルムフレーム30を搬送するためのフィルムフレーム搬送インターフェース;フィルムフレーム回転インターフェース;ウェハー平坦化(flattening)インターフェース;及びウェハー横方向閉じ込めインターフェースを提供することができる。上述のように、ウェハー・トゥ・フィルムフレームの回転ミスアライメントを訂正するための工程に関しては、第2ハンドリングサブシステム300が、静止の間、そのような回転ミスアライメントの訂正を実行する必要がない。ウェハーテーブル620への途中でフィルムフレーム30を搬送する過程で回転ミスアライメントを訂正することができる。第2ハンドリングサブシステム300の設計のこの側面が、ウェハー・トゥ・フィルムフレームのミスアライメント訂正を実行する過程で時間のロスがないことを確証する。加えて、ある大きさ及び方向でフィルムフレーム30を回転し、時間ロスなくウェハー・トゥ・フィルムフレームの回転ミスアライメントを訂正することを伴うため、フィルムフレーム30上に実装されるウェハー10の全ての検査について実施することができる。
従って、第2ハンドリングサブシステム300は、(a)例えば、回転ミスアライメントを訂正する処理時間のロスを伴わずにフィルムフレーム30に関するウェハー10の回転ミスアライメントに関する問題を回避又は克服する態様においてウェハーテーブル620上にフィルムフレーム30を位置づける;(b)ウェハーテーブル620からフィルムフレーム30を取り外す;(c)ウェハー非平坦性又は反りにより生じた真空力のロスに起因するウェハーテーブル620により保持された不十分又は不完全なウェハー表面積を克服する;及び(d)真空力の解放又は中断、及び任意の関連のエアーパージの適用に続くウェハーテーブル表面622に沿うウェハー10の不要な横方向の変位を阻止することができる。
多数の実施形態においては、第2ハンドリングサブシステム300が、次の各々を含む:
フィルムフレームハンドリングについて:
(a)(例えば、角度ミスアライメント方向及び大きさに即して、見込みとしては最大許容可能ウェハー・トゥ・フィルムフレームのミスアライメント公差に相関し、若しくは対応する最大ミスアライメント角度閾値又は公差に照らして)フィルムフレーム30を自動的に回転させフィルムフレーム30に関するウェハー10の回転ミスアライメントを訂正するべく構成された回転補償機器;及び
(b)ウェハーテーブル表面622上にフィルムフレーム30を配置し、ウェハーテーブル表面622からフィルムフレームを取り出すために構成されたウェハーテーブルに関するフィルムフレーム配置及び回収機器(「フィルムフレーム−ウェハーテーブル配置/回収機器」)
ウェハーハンドリングについて:
(a)ウェハーテーブル620による真空力の適用に関連してウェハーテーブル表面622に垂直又は実質的に垂直な(例えば、ウェハーテーブルz軸Zwtに平行)方向においてウェハー10の部分上に力又は圧力を適用するために構成された平坦化機器;及び
(b)ウェハー10に適用された真空力の停止、及びウェハーテーブル620による/介したウェハーの裏面10への任意の関連の空気バースト又はパージの適用に続くウェハーテーブル表面622に沿ってウェハー10の横方向の変位を少なくとも実質的に阻止するために構成された閉じ込め又は制約機器。
幾つかの実施形態においては、第2ハンドリングサブシステム300が、以降に詳述のように、回転補償機器、平坦化機器、及び閉じ込め機器の部分を組み合わせ、一体化し、若しくは統合する多機能ハンドリング、搬送、及び/又は選取(pick)及び配置機器を含む。
代表の多機能ピック及び配置機器の側面
図12A−12Dが、本開示の実施形態に係るウェハー及びフィルムフレームハンドリングオペレーションを実行するために組み合わされ、一体化され、若しくは統合された態様において、回転補償機器、平坦化機器、閉じ込め機器、及びフィルムフレーム−ウェハーテーブル配置/回収機器のそれぞれとして構成された代表の多機能ハンドリング(MFH)機器、アセンブリー、ユニット、又はステーション300の側面を図示する概略図である。一実施形態においては、MFH機器300が、次のそれぞれを含む:
(a)本体、 フレーム 要素、又はハウジング302;
(b)(i)フィルムフレームの外周又は縁の部分に提供された真空力の適用又は停止により異なる寸法、サイズ、又は径のフィルムフレーム30を選択的に取得し、しっかりし保持し、及び選択的に解放し、(ii)ウェハーテーブル表面622に沿うウェハー10の横方向の変位を選択的に制約又は阻止するために構成されたハウジング302に結合した複数の変位可能な取得アーム310;
(c)複数の取得アーム310に結合した真空要素のセット(例えば、真空リンク機構、ライン、及び/又はバルブ)318にして、複数の取得アーム310によりフィルムフレーム30に適用される真空力又は負の圧力の制御を促進するもの;
(d)フィルムフレーム30又はこれにより支持されるウェハー10の中心点、中心、又は重心に対応する若しくはほぼ対応するピック及び配置z軸Zppといった共通軸を横切り、またそこから離れる若しくはそこに向かう多数の(例えば、選択可能又は所定の)個別位置又は距離に複数の取得アーム310を制御可能に変位するために取得アーム変位モーター又はドライバー330及び複数の取得アーム310に結合した変位リンク機構334を含む取得ポジショニングアセンブリー320、ここで、Zppから離れる又は向かうそのような各個別の位置又は距離が、異なるフィルムフレーム寸法、サイズ、又は直径に対応することができる;
(e)ウェハー角度ミスアライメント訂正オペレーションを促進するためピック及び配置z軸Zppといった回転の共通軸の周りの共通の方向において選択的又は同時に複数の取得アーム310のそれぞれを回転する(すなわち、複数の取得アーム310を一括して回転する)ために構成された回転ミスアライメント補償モーター又はドライバー340;
(f)ハウジング302を支持するために構成されたサポート部材又はアーム352;
(g)フィルムフレーム−ウェハーテーブル配置/回収を促進するために、例えば、ハウジング302の垂直変位により、各ウェハーテーブルz軸Zwt及びピック及び配置z軸Zppに平行に垂直方向に沿って(つまり、ウェハーテーブル表面622に対して垂直又は実質的に垂直に)複数の取得アーム310を選択的又は制御可能に変位させるように構成された垂直変位モーター又はドライバー350。
幾つかの実施形態においては、MFH機器300が、図10A−10Dを参照して上述又は上記した態様においてフィルムフレーム30の画像を取得するように構成されたミスアライメント検査システム画像取得装置540に対して配置され、若しくはそれを支持、実施、若しくはそれと光学的に通信するように構成される。例えば、MFH機器ハウジング302が、そのハウジング302内又は上で、画像センサーのセットを含む画像取得装置540といった光学的及び/又は画像取得要素のセットを支持することができる。代替的に、ハウジング302が、そのような画像取得装置540の下に配置され得る(この場合、ハウジングの1以上の部分が、1以上の開口を含み、そこを介した画像取得を促進する)。更なる代替としては、ハウジング302が、光ファイバーバンドルに結合可能であり、ハウジング302の外部又は離れて配置され得る画像取得装置(例えば、カメラ)にフィルムフレーム画像に対応する光学的又はイメージング信号を通信するように構成されたマイクロレンズアレイといった光学的要素のセットを支持することができる。そのような実施形態においては、光学的要素のセットが、多数の照明源(例えば、LED)を含むことができる。
図12Bは、本開示の実施形態に係る取得アーム310の部分を示す概略図である。一実施形態においては、各取得アーム310が、ピック及び配置z軸Zppを実質的に横切る方向又は面内で延びるアーム部材312、及びZppに実質的に平行な方向においてアーム部材312から突出又はそこから離れて延びる対応の終端部分又は端部セグメント314を含む。各アーム部材312及びこの対応の端部セグメント314が、真空力を伝達、提供、若しくは供給するために構成されたそこを通じるチャネル又は通路を含む。更には、各端部セグメント314は、(例えば、フィルムフレーム30の周辺部分又は外縁に位置する端部セグメントにより)フィルムフレームのしっかりとした真空保持、最小又は無視可能な不要な空気の侵入又は真空漏れ、及びウェハー10の表面に近接又は上に位置されるならば、減じられた、最小、若しくは無視可能な損傷又は欠陥を誘起する見込みを促進する軟質及び弾性的に変形可能若しくは柔軟な先端要素316を支持、含み、若しくはそこに結合される。
代表のフィルムフレーム取得及び解放の側面
図12Cは、本開示の実施形態に係る取得ポジショニングアセンブリーの部分、及び第1フィルムフレーム径又は断面積に対応するピック及び配置z軸Zppから離れた第1位置又は半径距離での複数の取得アーム310の代表例の第1のポジショニングを示す概略図である。図12Dは、取得ポジショニングアセンブリー320の部分、及び第1フィルムフレーム径又は断面積よりも小さい、第2フィルムフレーム径又は断面積に対応するZppから離れた第2位置又は半径距離で複数の取得アーム310の代表例の第2のポジショニングを示す概略図である。
取得アームポジショニングモーター330は、複数の取得アーム320をお互いに及びピック及び配置z軸Zppに関して選択的に配向するために構成され、複数の取得アーム320が、多数の取得位置に関して又はそこに選択的に配置され、ここで、各取得位置が、異なるフィルムフレーム寸法、サイズ、エリア、又は径に対応する。図12B−12Cに図示の実施形態においては、複数の取得アーム310の選択的なポジショニングが、滑車332a−eにより生じる。より端的には、任意の所与の取得アーム310a−dが、取得アームの対応の滑車332a−dの中心軸周りのそのアーム部材312a−dの回転を促進する態様において対応の滑車332a−dに結合される;また各取得アーム310a−dに対応する滑車332a−dが、例えば、ベルト又はバンドであり得る変位リンク機構334によりお互いに機械的に結合又はリンクされる。追加の滑車332eが、変位リンク機構334への張力の量を調整、提供、制御又は選択できるように構成される。取得アームポジショニングモーター330が、駆動滑車332dを務める滑車332dの一つに結合される。
取得アームポジショニングモーター330により駆動滑車332dに付与される回転運動又は力が、変位リンク機構334により同時又は本質的に同時及び正確及び制御された各滑車332a−eの回転、従って、その対応の滑車332a−dの中心軸周りの各アーム部材312a−dの同時の回転に帰結する。モーター330が駆動滑車332dを回転させる方向に依存して、アーム部材312a−dの回転が、ピック及び配置z軸Zppに向かう又は離れる方向において各取得アームの先端要素314a−dの放射変位又は平行移動に帰結する。結果として、複数の取得アーム310に対応する先端要素314a−dは、各先端要素314a−dがZppから置かれた放射距離の自動調整を促進する態様において、ピック及び配置z軸Zppを横切るように、若しくはそれに対して共通の横断面において一括して変位又は平行移動され、Zppから離れる先端要素314a−dの特定の別個の放射距離(例えば、選択可能又は所定の距離)が、異なる寸法、サイズ、又は径(例えば、より大きい及び小さい径)のフィルムフレーム30の取得に対応し、また促進する。Zppに向かう又はそこから離れて等距離において放射状に移動する先端要素316の能力が、以降により詳細に記述のウェハーハンドリング工程に関連のウェハー10(例えば、反ったウェハー10)の軽い押圧又は押圧も促進する。
検討下のフィルムフレーム30のサイズに対応するZppから離れた放射距離に複数の取得アーム310が配されると、複数の取得アーム310は、取得アーム先端要素316がフィルムフレーム30の外周部分に接触するように位置づけられる。次に真空が有効にされ、真空力又は負の真空力が複数の取得アーム310を介してフィルムフレーム30の外周部分に適用される。複数の取得アーム310が、そこを通じて適用される真空力によりフィルムフレーム30をしっかりと支持、維持、又は保持することができる。類似して、複数の取得アーム310が、そこを通じて適用される真空力の停止によりフィルムフレーム30を解放することができる。
様々な実施形態においては、MFH機器300は、第1ハンドリングサブシステム250の部分(例えば、エンド・エフェクタ270)に対するポジショニングのために構成され、複数の取得アーム310が、第1ハンドリングサブシステム250からフィルムフレーム30を取得することができる。例えば、エンド・エフェクタ270がフィルムフレーム30を取得する時、エンド・エフェクタが、当業者により理解される態様において、フィルムフレームの裏面の外周部に真空力又は負の圧力を配送する。第1ハンドリングサブシステムのエンド・エフェクタ270がフィルムフレーム30を支持する時、複数の取得アーム310が、エンド・エフェクタ270上及びフィルムフレーム30の上面又は頂面又は表面上に位置づけられる。複数の取得アーム310が、次に、(例えば、垂直変位モーター350、及び/又はエンド・エフェクタ270に結合したロボットアーム260の垂直変位により)エンド・エフェクタ270に関して垂直に変位され、複数の取得アームの先端要素316がフィルムフレームの上面の外周部分に接触する。複数の取得アーム310のそのような垂直変位の過程で真空力が有効にされ、真空力又は負の圧力が複数の取得アームを通じて流れる。第2ハンドリングサブシステム300に結合した真空センサーのセットが、複数の取得アーム310に結合した真空ライン内の真空圧力を自動的にモニターすることができる。複数の取得アーム310がフィルムフレームの上面の外周部分に接触すると、複数の取得アーム310が、そこを通じて配送された真空力によりフィルムフレーム30をしっかりと取り付け、若しくはそれを取得することができる。この真空力が適切な取得閾値を超えたことを真空センサー(群)が検出した後、フィルムフレームの裏面の部分を保持しているエンド・エフェクタ270が、フィルムフレームの裏面に適用している真空力を解放することができ、これにより、エンド・エフェクタ270からフィルムフレームを解放し、MFH機器300へのフィルムフレーム30の搬送が完了する。
上述のものと類似の態様において、MFH機器300が、ウェハーテーブル620により支持されたフィルムフレーム30(例えば、フィルムフレーム30の裏面に適用された真空力によりウェハーテーブル620上に保持されているフィルムフレーム)を取得するためにウェハーテーブル620に対して垂直に変位される。ある実施形態においては、MFH機器300によるフィルムフレームの真空力取得が完了するまで、それがほぼ完了するまで、若しくはその完了近くまで、フィルムフレーム30の裏面へのウェハーテーブル620がそのような真空力の適用を維持することができるが、そのような状況においては、ウェハーテーブル620が、MFH機器300へのフィルムフレーム30の搬送に亘ってフィルムフレーム30にその真空力の適用を維持する必要がない(例えば、ウェハーテーブル表面622に沿うフィルムフレーム30の横方向の変位が、ウェハーテーブル真空力の欠如においては一様にはなりにくいため)。
上述に照らして、MFH機器300がそれにより取得又はしっかりと支持されたフィルムフレーム30をエンド・エフェクタ270上又は真空テーブル表面622といった所与の目的地に搬送すると、フィルムフレーム30が、検討下及び解放された目的地に搬送され若しくは降ろされる。アンロード目的地がエンド・エフェクタ270又はウェハーテーブル620である時、MFH機器300は、(例えば、当業者により即時に理解される態様において、各々、エンド・エフェクタ270又はウェハーテーブル620に結合された真空センサーにより決定されるように)エンド・エフェクタ270又はウェハーテーブル620によるフィルムフレーム30の安定した取得の各々の発生までフィルムフレーム30のその取得及びしっかりとした保持を維持する。MFH機器620は、次に、アンロード目的地から離れるように変位される(例えば、エンド・エフェクタ270又はウェハーテーブル620に対して垂直に変位される)。
代表のウェハー回転ミスアライメント補償の側面
フィルムフレーム30が複数の取得アーム310により取得されるや、回転ミスアライメント補償モーター340が選択的に作動され、フィルムフレーム30により支持されたウェハー10の回転ミスオリエンテーションを訂正又は補償する。そのようなミスアライメント補償が、ウェハー10のために決定されたミスアライメント方向及びミスアライメント角度の大きさに即したピック及び配置z軸Zppに対するフィルムフレーム30全体の回転により生じる。
図13Aは、本開示の実施形態に係るMFH機器300により支持されたフィルムフレーム30の概略図である。フィルムフレーム30により保持されたウェハー10がフィルムフレーム30に対して、ミスアライメント閾値大きさ値θW-Maxを超える程度又は角度(例えば、プログラム可能、選択可能、所定の角度といった最大許容可能ミスアライメント閾値)で、角度に関してミスアライメントされる場合、ミスアライメント補償モーター340が、ウェハーミスアライメントの方向とは反対の方向にウェハー10のために決定されたミスアライメント大きさに対応する、等しい、若しくはほぼ等しい角度範囲、アーク長、又は角度数に亘りフィルムフレーム30が回転することを生じさせることができる。MFH機器300が、そのような回転されたフィルムフレーム30を検査システムのウェハーテーブル620上に配置する時、フィルムフレーム30により支持されたウェハー10が、検査システムの画像取得装置(群)640に関して正確な又は適切な回転アライメント(つまり、ほぼゼロ度の角度ミスアライメント)を有する。ウェハーの回転ミスアライメントのこの訂正が、対応して、画像取得装置のFOV650に関してダイ12が適切に配列されることを保証する。
多数の実施形態においては、MFH機器300によるフィルムフレームの回転が、取得アーム310が結合されるハウジング302の回転といった方法により、ピック及び配置z軸Zpp周りの複数の取得アーム310内の各取得アーム310の同時又は一括の回転により発生する。幾つかの実施形態においては、ミスアライメント保証モーター340が、ハウジング302を回転するために構成された回転可能なシャフト342;及び当業者により理解される態様においてハウジング回転の方向及び程度の制御を促進又は有効にするべく構成された回転運動エンコーダー又はロータリーエンコーダーを提供し、含み、若しくは結合される。
図13Bは、本開示の実施形態に係る第1ミスアライメント補償方向における第1ミスアライメント補償量、大きさ、角度、又は角度の経路の長さによりピック及び配置z軸Zpp周りに回転され、これにより、フィルムフレーム30に対する第1ウェハー10aの第1角度ミスアライメントを補償若しくは訂正するMFH機器310の概略図である。図13Cは、本開示の実施形態において、第1ミスアライメント補償方向とは反対の第2ミスアライメント補償方向における第2ミスアライメント補償量、大きさ、角度、又は角度の経路の長さだけZpp周りに回転され、これにより、フィルムフレーム30に関する第2ウェハー10bの第2角度ミスアライメントを補償又は訂正するMFH機器310の概略図である。
ミスアライメントされたウェハー10を支持するフィルムフレーム30がMFH機器300により支持される時、ウェハーのミスアライメントの角度方向とは反対の方向におけるミスアライメントされたウェハーのミスアライメント角度θWに等しい若しくはほぼ等しい角度に亘る又は角度でのハウジング302の回転が、ウェハーのミスアライメントを補償若しくは訂正し、これにより、検査システム600の1以上の要素(例えば、画像取得装置、これにより提供されるFOV)に関する正確若しくは適切なウェハーの配向が確立される。回転されたフィルムフレーム30、従って、フィルムフレーム30により支持された正しく(再)配向されたウェハー10が、続いて、検査システム600へ搬送される。更には、ウェハー・トゥ・フィルムフレームの回転ミスアライメントを補償するためのそのようなMFH機器300によるフィルムフレーム30の回転が、MFH機器300がウェハーテーブル620にフィルムフレーム30を搬送している過程といったMFH機器300が動いている過程(例えば、フィルムフレーム搬送過程の「オンザフライ(on-the-fly)」フィルムフレーム回転)で実行される。従って、図13Aに示されるような第1ミスアライメント補償方向における第1ミスアライメント量、大きさ、角度、又は角度の経路の長さによるハウジング302の回転に続いて又はその過程で、第1ウェハー10aを支持するフィルムフレーム30がウェハーテーブル620に搬送され、最大するフィルムフレーム30がMFH機器300により最大スループットのウェハーダイ・トゥ・FOV配向状態の下で検査が開始できる。同様に、図13Bに示されるような第2ミスアライメント補償方向における第2ミスアライメント補償量、大きさ、角度、又は角度の経路の長さでのハウジング302の回転に続いて又はその過程で、第2ウェハー10bを支持するフィルムフレーム30が、検査のためにウェハーテーブル620へ搬送される。
ウェハーテーブル620へ搬送されているフィルムフレーム30が、フィルムフレーム30により保持されたウェハー10の角度ミスアライメントを補償又は訂正するために回転されているため、幾つかの実施形態においては、フィルムフレームレジストレーションオペレーションが、ウェハーテーブル620から離れて若しくはウェハーテーブル表面622から離れて生じる(さもなければ、ウェハーテーブル620により支持された任意のフィルムフレームレジストレーション要素が、フィルムフレーム30が回転された角度範囲に即して回転又は再配置される必要があろう)。従って、本開示の多数の実施形態においては、ウェハーテーブルアセンブリー610又はウェハーテーブル620が、第1ハンドリングサブシステム250を参照して上述した種類の1以上のフィルムフレームレジストレーション要素282といったフィルムフレームレジストレーション要素又は機構を含む必要がなく、また省略若しくは除外することができる。
更には、上述のように、幾つかの実施形態においては、(a)MFH機器300によるフィルムフレームの取得の前、及び(b)任意のそのようなウェハー・トゥ・フィルムフレームの回転ミスアライメントの訂正に続いてMFH機器300が直接的にウェハーテーブル表面622へ搬送したフィルムフレーム30に対する検査システムによるフィルムフレーム検査オペレーションの開始の前、MFH機器300は、フィルムフレームレジストレーション工程の不在、省略又は除去においてウェハーミスアライメント角度θWを決定及び訂正することができる。結果としては、MFH機器300のそのような実施形態が、フィルムフレームのハンドリング過程でのそのようなフィルムフレームレジストレーション工程の排除を促進又は有効にさせることができ、これにより時間が節約され、スループットが高められる。
代表のフィルムフレーム搬送の側面
様々な実施形態においては、MFH機器300は、ウェハーテーブル表面622上に直接的にフィルムフレーム30を配置若しくは位置づけるといった方法により、ウェハーテーブル620へフィルムフレーム30を搬送するように構成される。幾つかの実施形態においては、垂直変位モーター350は、ピック及び配置z軸Zpp及びウェハーテーブルz軸Zwtの各々に平行な方向において特定又は所定距離に亘りハウジング302を垂直に変位させ、これにより、ウェハーテーブル表面622上に直接的にフィルムフレーム30とそのウェハー10を配置若しくは位置づけるように構成される。そのような実施形態においては、ウェハーテーブル表面622上でのフィルムフレーム30の配置及び/又はウェハーテーブル表面622からのフィルムフレーム30の取り外しが、ウェハーテーブル突き出しピン612を伴う必要がなく、その使用を省略、回避、若しくは排除することができる。ハウジング302がある距離だけ変位された後(そこで検討下のフィルムフレーム300がウェハーテーブル表面622に近接、隣接、本質的に上方若しくは上方にある)、真空力がウェハーテーブルアセンブリー620により適用され、当業者により理解される態様においてウェハーテーブル表面622上若しくはそこに対してフィルムフレーム30及びその対応のウェハー10をしっかりと係合、取得、又は保持する。ウェハーテーブル表面622上のフィルムフレーム30の配置及びその上のフィルムフレーム30の安定した取得又は保持に関連して、複数のコンポーネントの取得アーム310によりフィルムフレーム30に適用された真空力(群)が解放され、そして、垂直変位モーター350が、ウェハーテーブル表面622から離間する所定の距離で、ハウジング302を変位若しくは上昇し、対応して、複数の取得アーム310を変位若しくは上昇させる。
第1ハンドリングサブシステム200からMFH機器300により保持されたフィルムフレーム30の搬送が、上述のものと類似の態様において、例えば、第1ハンドリングサブシステムによる、複数の取得アーム310の下又は下方のロボットアーム260に結合されたエンド・エフェクタ270のポジションニングにより、発生する。実施形態が、z軸変位のために構成されたMFH機器300を詳細に記述しているが、本開示に係るMFH機器の実施形態は、z軸運動のみに限定されない。
代表のウェハー反り又は非平坦性の修正の側面
もしウェハー10が反るならば、ウェハーテーブル620に実行されるべき次の意図される工程(例えば、ウェハーの検査)を行うことができない。手動介入がなければ、ウェハー検査又は製造工程が停止し、スループットの低下を生じさせる。本開示に係る実施形態が、ウェハー10がウェハーテーブル620上に置かれ、反っていると自動的に検出される時に自動的な訂正又は修正の応答を提供し、従って、手動介入の必要を除去又は本質的に除去し、対応して反ったウェハー10による検査システムの中断時間又は停止時間を除去又は効果的に除去し、従って、検査スループット(例えば、1以上の検査試行内で予期される反ったウェハー10の数に基づいて決定/計算される平均検査スループット)を高める。
(例えば、1以上の真空バルブの作動による)第1ハンドリングサブシステムによるウェハーテーブル表面622へのウェハー10の搬送に関連して及び/又は続いて、ウェハーテーブル620による真空力の有効化又は適用は、(例えば、ウェハーの裏面10の全表面積に適用される真空力による)ウェハーテーブル表面622上又はそこに対するウェハー10のしっかりとした係合、取得、又は保持を促進することが意図若しくは予期される。しかしながら、ウェハー10が、非平坦、実質的に非平坦、反った1以上の部分を含む時、ウェハーテーブル表面622へのウェハー10のしっかりとした保持が(例えば、反りの程度に依存して)可能ではないかもしれない。しっかりとした、適切な、十分な、若しくは適当なウェハーテーブル表面622上のウェハー10の係合の欠落は、適用された真空力又は負の圧力の大きさ(例えば、真空ゲージにより自動的に提供若しくは出力される)が、許容可能な真空係合の圧力閾値(これは、例えば、プログラム可能、選択可能、若しくは指定の値であり得る)よりも上若しくは下であるのかの決定により示される。
本開示においては、MFH機器300の多数の実施形態は、ウェハーテーブル表面622へのしっかりとした、十分、若しくは適切な真空係合がウェハー非平坦性若しくは反りの結果のために確立することができない、ウェハーテーブル表面622により保持されたウェハー10の部分への1以上の真空係合補助、平坦化、フラット化、若しくはタッピング(例えば、弱いタッピング)圧力又は力を選択的に適用若しくは配送するように構成される。幾つかの実施形態においては、1以上の真空要素(例えば、真空バルブ)の作動がウェハーテーブル表面622へのウェハー10のしっかりとした若しくは十分な真空係合に帰結していないとの指標又は決定(例えば、プログラム指令の実行に即して実行される自動的な決定)に応じて、MFH機器300が、ウェハー10の部分上に複数の取得アーム310を配置することができ、各取得アームの先端要素316の少なくとも一部が、検討下のウェハー10の露出面、上面、又は頂面の部分の直上に位置づけられ、若しくはそこに係合若しくは接触することができる。
図14A−14Bは、本開示の実施形態に係るウェハーテーブル表面622上のウェハー10の安定した取得を促進するためにウェハー10の部分上に取得アーム先端要素316をポジショニングするMFH機器の概略図である。検討下のウェハー10については、そのような態様での取得アームの先端要素316のポジショニングが、ウェハー10の外周若しくは外側境界若しくは縁に近接若しくは隣接及び/又は重複して各先端要素316を配置することができる。例えば、複数の取得アーム310内の各取得アーム310が、検討下のウェハー10の空間広さ、スパン、又は直径にほぼ等しいが僅かに小さいピック及び配置z軸Zppから離れた放射距離に位置づけられ得る。多数の実施形態においては、機器300が、複数の取得アーム310を配置することができ、(a)各取得アームの端部セグメント314の中心又は中心点に公差する円が、ウェハー10の円形又は実質的に円形の外周縁に同心又は実質的に同心であり、及び(b)各取得アームの先端要素316がウェハー10の露出面、上面、頂面の外周部分に直接的に接触することができる。
ウェハー10の露出部上の複数の取得アーム310のポジショニングが、取得アーム310及び/又はそれらの対応の先端要素316のための係合補助構成を規定することができ、これに即して、MFH機器300が、ウェハーテーブルアセンブリーによるウェハーの裏面10への真空力の適用と同時に係合補助力又は圧力(例えば、下方力又は圧力)を特定の領域又は点に適用することができ、ウェハーテーブル表面622へのウェハー10の安定した取得を促進又は可能にする。特定又は異なるウェハー寸法、サイズ、エリア、又は径に対応する取得アーム310の空間位置を規定する1以上の係合補助構成が、(例えば、標準ウェハーサイズに即して)事前設定され、またメモリーに記憶及び取り出され得る。
(例えば、特定の係合補助構成に即した)ウェハー10の露出部、上部、又は頂部(例えば、外周又は最も外側の部分)上の複数の取得アーム先端要素316のそのポジショニングに続いて、MFH機器300が、ウェハーテーブル620の表面624に向かって、ピック及び配置z軸Zpp及びウェハーテーブルz軸Zwtの各々に平行である垂直方向において(例えば、ハウジング302の変位により)取得アーム先端要素316を変位することができる。先端要素316が、従って、ウェハー又はフィルムフレーム表面上の特定の領域又は点との接触を確立することができ、係合補助、フラット化、平坦化力(例えば、下方力、又は圧力)をウェハー10の部分上に与えることができる。ウェハーテーブルアセンブリー620は、MFH機器のウェハー10への係合補助力の適用と同時に、真空力をウェハー10の裏面に適用する。
(a)ウェハー10の上面の部分への係合補助力、及び(b)ウェハー10の裏面への真空力の同時の適用の結果として、非平坦又は反ったウェハー10が、自動的にウェハーテーブル表面622上にしっかりと取得及び続いて保持される。ウェハーテーブル表面622上のウェハー10の安定した取得が、当業者により理解される態様において、真空係合圧力閾値に対する現在の真空圧力の読み取り、測定、若しくは値の比較により、自動的に示され、若しくは決定される。ウェハーテーブル表面622上のウェハー10の安定した取得が生じた後、MFH機器300は、例えば、ハウジング302を所定の、デフォルト、又は待機/準備位置へ上昇若しくは戻すことにより、ウェハー10から離間するように複数の取得アーム310を垂直に変位させる。
そのようなウェハーテーブル構造5のリッジ120の存在により、ウェハー10により被覆されたウェハーテーブル表面積の一部の下に真空力が制約及びシールされることが可能になるため、上述のウェハーハンドリング工程は、本開示の実施形態に係るウェハーテーブル構造5を有するウェハーテーブル620に良く適し若しくはそれにより可能にさせられる。効果的な真空シールが、真空ロスを阻止し、ウェハー10の裏面に働く若しくは適用される強い真空力に帰結し、これは、自然吸引力に加えて、ウェハーテーブル表面622上に配置されていた位置にウェハー10を保つことに寄与する。ウェハー10により被覆されていないウェハーテーブル表面積を通じて大半の適用された真空力が喪失するため、リッジ120がなければ、何らの有効な真空力が見込みとして可能ではない。
上述に照らして、本開示の実施形態が、非平坦又は反ったウェハー10がウェハーテーブル表面622上に自動的に取得及びしっかりと保持される見込みを劇的に高めることができる。本開示の実施形態が、従って、先行のシステムに関連の手動介入の必要を低減若しくは実質的に除去する。
代表の横方向のウェハー変位制御/阻止の側面
以降に更に詳細のように、多孔性ウェハーテーブルにより非常に薄いウェハー10をハンドリングする時、短時間又は非常に短い空気の噴出、バースト、パージ、又は一吹きがウェハー10に適用され、ウェハーテーブル表面からのウェハー10の解放を促進する。これがウェハー10を空中浮揚させ、ウェハーテーブル表面622に沿うウェハー10の不要、無制御若しくは予測不能な横方向の変位を生じさせ得る。そのような横方向の変位が、ウェハーのエンド・エフェクタ270ハンドリングの発生が意図される所定のウェハー搭載/非搭載位置から離れる(例えば、顕著に離れる)ようにウェハー10を簡単にシフトさせることができる。これは、信頼性できない若しくは予測不能なエンド・エフェクタ270によるウェハー10の回収に帰結し、これが、更に、エンド・エフェクタ270に、かなりの見込みとしてウェハー損傷又は破壊に帰結し得る、ウェハーカセットへのウェハー10のしっかりとした及び確実な挿入及び次の処理ステーションでのウェハー10のポジショニングを阻止し得る。
過去においては、(例えば、その表面積に対して正規化された基底で)ウェハーが厚い時、特にウェハーテーブル上に溝もある時には、突き出しピンを用いてウェハーを下方から押し上げ、吸引力に反してウェハーを持ち上げることができた。しかしながら、溝が無いならば、ウェハーテーブル620を通じた真空力の適用から残存し得る真空とは別に、ウェハー10への自然吸引力が非常に強くなり得る。これは、ウェハー10下の真空の逃げが難しいことを意味する。その上、今日、処理されるウェハー10がますます薄い。これらの新しい制約を踏まえれば、突き出しピンを単に用いて吸引力により押下された薄いウェハー10を押圧することは可能ではない。そのようにすることは、薄い及び脆弱なウェハー10を破壊するリスクがある。
ウェハー10をハンドリングするために使用可能である多孔性ウェハーテーブル620が含まれている2011年5月12日出願のシンガポール特許出願No.201103425-3「フィルムフレーム及びウェハーといったコンポーネント板のハンドリング及びアライメントのためのシステム及び方法」といったものに記述の検査システムまで、多孔性ウェハーテーブルが、検査システム/工程ではなく、裏面ラッピングシステム/工程において従前は用いられていた。しかしながら、次のウェハーハンドリングの過程での薄い及び脆弱なウェハー10の損傷を確実に避ける態様において非常に平坦若しくは超平坦な多孔性ウェハーテーブル表面622からの非常に薄い又は超薄ウェハー10の解放を促進することが人間の介入を要求することが発見された。
本明細書の記述がこの問題に解決策を提供する。薄い及び脆弱なウェハー10の損傷を確実に避ける態様において非常に平坦若しくは超平坦な多孔性ウェハーテーブル表面622からの非常に薄いウェハー10の解放を促進するため、一時的な噴出、バースト、パージ、若しくは一吹きの正の空気圧力がウェハーテーブル620における多孔性コンパートメント材料を通じてウェハー10の裏面に適用される。正の空気圧力の適用が自然吸引力を解放し、ウェハー10の下の任意の残存の真空力に置き換える。ウェハー10の裏面の下に空気が導入されると、ウェハー10の上面及び下面の間の大気圧差が均等化される。しかしながら、これが、またウェハーハンドリングについて別のユニークな問題、ウェハー10の下のエアークッションの生成を生じさせ、エアークッションがウェハー10の下に一様に分配されないため、浮揚したウェハー10がウェハーテーブル表面622に関して意図しない及び予測不能な横方向の動きを持つようにさせられる。ハンドリングされるウェハー10が薄くなればなるほど、エアークッションが有する効果がより顕著になる。
図15Aは、上述の自然吸引力、これに加えてウェハー10の裏面に適用される真空力又は負の圧力により多孔性真空チャック表面40に対して均一に保持される代表のウェハー10の概略図である。図15Bは、ウェハー10の下のエアークッション42の生成に帰結する、真空力の停止及びウェハー10の裏面への一吹きの空気の適用に続く図15Aのウェハー10の概略図である。ウェハーの重量分布及び/又は下のエアークッション42によりウェハー10に提供される差動サポートに依存して、ウェハー10の下のエアークッション42の存在により、ウェハー10がウェハーテーブル表面622に沿って横に予測不能にスライドする。図15Cは、エアークッション42の結果としてウェハーテーブル表面622に沿うウェハー10の予測不能な横方向の変位Δxを示す図15Bのウェハー10の概略図である。
図15D−15Eは、本開示の実施形態に係るウェハーテーブル表面622に沿うウェハー変位を制限又は制約する態様においてウェハー10に対して取得アーム310及び取得アーム先端要素316をポジショニングするMFH機器の概略図である。幾つかの実施形態においては、ウェハー検査オペレーションに続いて、MFH機器300は、複数の取得アーム310を選択的に配置するように構成され、取得アーム310及び/又は取得アーム先端要素316は、任意の横方向の動きを阻止する目的でウェハーテーブル表面622上のウェハー10の表面積よりもほんの僅かに大きい空間的な閉じ込め領域を規定する態様において先端要素316がお互いに配置される閉じ込め構成に即して位置づけられる。垂直な動きは、制約されない。
多数の取得アーム先端要素316が(a)所定の表面積A及び厚みtを有するウェハー10に対応する閉じ込め構成で配置され、また(b)ウェハーテーブル表面622に接触し、若しくはウェハー厚みtよりも十分に小さいウェハーテーブル表面622から離れた距離に位置づけられる時、各先端要素316が、ウェハー10の外周をちょうど超えてウェハー表面積Aの外側に配置される。ウェハー10及びウェハーテーブル表面622に対して位置するそのような先端要素が、横方向の空間閉じ込め領域を超えた若しくは外側のウェハーテーブル表面622に沿うウェハー10の横方向の変位を阻止又は制限することができる。多数の閉じ込め構成がメモリーに規定及び記憶され、また回収可能である。各閉じ込め構成が、特定の寸法、サイズ、領域、又は径に対応する。
代表例としては、所定の表面積Aw及び径Dwを有する円形又は概して/実質的に円形のウェハー10について、先端要素閉じ込め構成が、先端要素316のお互いの位置、ピック及び配置z軸Zpp、及びウェハー表面積Aw又は径Dwを規定又は画定することができ、(a)Zppに最も近い各先端要素316の共通点に交差し、及び(b)ウェハー10に同心若しくは実質的に同心であり、僅かに、ごく僅かに、若しくはほんの僅かに大きい円が、空間閉じ込め領域Ac、及び対応の空間閉じ込め径Dcを規定し、ここで、Acが、僅かに、非常に僅かに、若しくはごく僅かにAwよりも大きく、またDcが、僅かに、非常に僅かに、若しくはごく僅かにDwよりも大きい。ウェハー10の真空又は吸引力の中断又は停止の前、MFH機器300が、この閉じ込め構成に即して先端要素316をポジショニングすることができ、各先端要素316が、(a)非常に僅かに、僅かに、若しくはごく僅かにウェハーテーブル表面積Awを超えて若しくは外側にあり、また(b)ウェハーテーブル表面622に接触し、若しくはそこから非常に僅かに若しくはごく僅かに離れて変位される。ウェハー10の裏面に適用された真空力の中断又は停止に続いて、ウェハー10の裏面へのエアーパージの適用又は供給の過程若しくは後であっても、ウェハー10がAcを超えて若しくは外側に動くことができないか、若しくは動くことができない見込みが高い。
真空力の停止又は中断及び関連のエアーパージの適用(例えば、真空力の停止の近く若しくは本質的に直後)に続いて、取得アーム先端要素316が一時的に閉じ込め構成に留まり、ウェハーテーブル表面622の上、若しくは隣接/近接して位置され、ウェハー10の横方向の変位が制約若しくは阻止されることを確証する。所定の時間遅延(例えば、ほぼ50msec−250msec又はより長い時間)の後及び/又は突き出しピン612が作動されてウェハー10を持ち上げてウェハーテーブル表面622から離すまで、取得アーム先端要素316は、ピック及び配置z軸Zppに沿うハウジング302の垂直変位といったものにより、ウェハーテーブル表面622から離れるように上昇される。
突き出しピン612がウェハー10をウェハーテーブル表面622に対する最終の垂直位置まで持ち上げると、第1ハンドリングサブシステム250が、ウェハー目的地240までウェハー10を取得及び搬送若しくは回収する。より端的には、参照ウェハーロード/アンロード位置に対してポジショニングされたエンド・エフェクタ260は、エンド・エフェクタ260に対する/上のウェハーの誤ったポジショニングに起因するウェハー破壊の最小、無視可能若しくは本質的に無のリスクで、突き出しピン612により支持されたウェハー10を確実に取得し、次のウェハーカセットといったウェハー目的地230へウェハー10を確実に搬送し、ウェハー目的地230(例えばねウェハーカセット内)に対してウェハー10を確実にポジショニングすることができる。
この工程は、非常に薄いウェハーがその下の正の空気の適用で予測不能に動く傾向があるため、ウェハーハンドリングシステムが非常に薄いウェハー10を処理し、ウェハー10をその元の配置位置に制約する時に特に良く適する。
代替の実施形態においては、横方向のウェハー変位制御又は阻止は、(a)ウェハーテーブルアセンブリーによるウェハー10の裏面に適用された真空力の停止;(b)ウェハーの裏面への一時の一吹きの空気の適用;及び(c)一吹きの空気の適用又は開始に対して正確に時間が計られた態様におけるウェハーテーブル表面622から離れるようにウェハーを持ち上げ又は上昇させる突き出しピンのセット612の作動又は伸張を伴う、正確に時間が計られたウェハー解放及び垂直ウェハー変位工程又はシーケンスにより生じる。
図16は、本開示の実施形態に係るウェハーテーブル表面622に沿う意図しない、予測不能、又は制御不能なウェハー変位を制限、制御、若しくは阻止するための工程700のフロー図である。一実施形態においては、ウェハー上昇工程700は、ウェハーテーブルアセンブリー610がウェハー10の裏面に真空力を適用し、ウェハーテーブル表面622上でのウェハー10のしっかりとした保持を促進するウェハー検査オペレーションの完了に続く、所定、参照又は初期設定のウェハーのロード/アンロード位置でのウェハーテーブル620のポジショニングを伴う第1工程部分702を含む。
工程700は、加えて、ウェハーテーブルアセンブリーによるウェハー10の裏面への真空力の適用の停止を伴う第2工程部分704を含み、これが、即刻、本質的に即刻、若しくはおおよそ即刻に第3工程部分706により続かれ、これが、ウェハーテーブルアセンブリーによる一吹きの空気開始時間から一吹きの空気停止時間までのウェハーの裏面への一吹きの空気の適用を伴い、この間の差が、一吹きの空気の期間を規定することができる。一吹きの空気の期間が、例えば、ほぼ500msec以下であり得る(例えば、ほぼ250msec未満又は250msecに等しい)。ウェハー10の裏面への一吹きの空気の適用の結果、ウェハーテーブル表面622に対してウェハー10を保持しているウェハーの裏面の下の残留の真空力が解放され、ウェハー上の自然吸引力も解放される。
工程700は、ウェハーテーブルz軸Zwtに平行な上方又は垂直方向において突き出しピン612を作動又は変位させる前、一吹きの空気が開始された時間に続く、非常に短い突き出しピン作動遅延時間のために待機することを伴う第4工程部分708を更に含む。突き出しピン作動遅延時間は、典型的には、非常に短い。例えば、突き出しピン作動遅延時間は、一吹きの空気の開始又は開始時間又は試験的に決定され得る適当な時間遅延の後、ほぼ5−50msec(例えば、ほぼ10−25msec)の間であり得る。突き出しピン作動遅延時間が経過した直後又は本質的に直後、第5工程部分710が、ウェハーテーブル表面600から離れるようにウェハー10を上昇させる突き出しピン612の上方作動又は上昇を伴い、第6工程部分712が、一吹きの空気の開始時間(つまり、一吹きの空気がはじめにウェハーの裏面に適用される時間)に対する非常に短い突き出しピン作動遅延時間の結果のため、最小又は無視可能な横方向の変位でウェハーテーブル表面622から離れるウェハーの持ち上げを伴う。最後に、第7工程部分714が、エンド・エフェクタ270を用いて突き出しピン612からウェハー10を確実に回収することを伴う。
一吹きの空気の開始時間に対する正確又は高度に制御された突き出しピンの作動タイミングの結果、突き出しピン612が、一吹きの空気の期間の初期期間の間にウェハー10の裏面に接触し、一吹きの空気に応答したウェハーテーブル表面622からのウェハー10の解放の本質的又は実質的に直後、又はそれに本質的又は実質的に同期し、ウェハーテーブル表面622から離れるようにウェハー10を持ち上げ若しくは上昇させる。一吹きの空気の開始時間に続く非常に短い及び良く制御された、予測可能又は正確な時間間隔に続いて突き出しピン316が作動又は上昇されてウェハー10の裏面に係合するため、突き出しピン612がウェハーテーブル表面622から離れるようにウェハー10を上昇させる前に生じるウェハー10の任意の横の動きが、許容可能に小さく、最小又は無視可能になることが予期される。上述のものと類似又は同一態様において、ウェハーのロード/アンロード位置に対してポジショニングされたエンド・エフェクタ260が、エンド・エフェクタ260に対するウェハーの誤ったポジショニングに起因するウェハーの破損の最小、無視可能又は本質的に無のリスクで、突き出しピン612により支持されたウェハー10を確実に取得し、ウェハー10を次のウェハー目的地230へ確実に搬送し、ウェハー目的地230に対してウェハー10を確実にポジショニングすることができる。
ある実施形態においては、異なる寸法、サイズ、領域、又は径のウェハー10が、異なる予期された最適な突き出しピン作動遅延時間を提示し得る。異なるウェハーサイズに対応するこのような異なる予期された最適な突き出しピン作動時間が、試験又は歴史的な結果に基づいて決定され、制御ユニット1000による自動的な読み出しのためにメモリー又はコンピューター読み取り可能媒体上に記憶され、検査されるウェハーの現在のサイズに即して適切な突き出しピン作動遅延時間が選択される。
代表のウェハーハンドリング工程の側面
図17は、本開示の実施形態に係る代表のウェハーハンドリング工程800のフロー図である。ウェハーハンドリング工程800は、(例えば、据え置き又はリムーバブルRAM又はROM、ハードディスクドライブ、光学ディスクドライブ又は同種のものといったコンピューター読み取り可能媒体上に記憶された)プログラム指令の実行により、コントローラー又は制御ユニット1000(例えば、コンピューターシステム、コンピューティング装置、又は埋め込みシステム)により管理又は制御され得る。そのような記憶されたプログラム指令の実行は、ウェハー10がしっかりとウェハーテーブル表面622上に保持されているかどうかの決定、及びメモリー又はコンピューター読み取り可能又はストレージ媒体からの真空力係合閾値及び可能性としては閉じ込め取得構成パラメーターの読み出しを含むことができる。
一実施形態においては、ウェハーハンドリング工程800は、エンド・エフェクタ270を用いたウェハーカセットからのウェハー10の回収を伴う第1工程部分802;ウェハー10の事前アライメントを伴う第2工程部分804;及びウェハーテーブル620が参照ウェハーのロード/アンロード位置にポジショニングされる時のウェハーテーブル620へのウェハー10の搬送を伴う第3工程部分806を含む。第4工程部分808が、ウェハー10の裏面への真空力の適用を伴い、第5工程部分810が、ウェハーテーブル620によるウェハー10のしっかりとした保持が確立されているか否かの決定を伴う。そのような決定が、当業者により理解される態様において、現在の真空又は吸引力の読み出し値又は真空又は吸引力漏れの読み出し値と真空係合閾値との比較を含むことができる。
所定の時間範囲(例えば、ほぼ0.5−2.0秒)内にウェハーテーブル620によるウェハー10のしっかりとした保持が確立されないならば、第6工程部分812は、ウェハー10がウェハーテーブル表面622上に留まる間、ウェハー10の外周部分上でのMFH機器取得アーム先端要素316のポジショニングを伴い、第7工程部分814は、ウェハーテーブル620がウェハー10の裏面に真空力を適用することを継続し、これにより、ウェハーテーブル620上でのウェハー10の安定した取得又は保持を確立する間、MFH機器300を用いてそのようなウェハー10の外周部分に下方力を適用することを伴う。ある実施形態においては、ウェハーテーブル表面622上のウェハー10のしっかりとした保持を確立する第1試行が成功しなかった場合、工程部分810、812、及び814が、可能性として区別できる若しくは異なる取得アーム先端要素316の回転配向で多数回に亘り繰り返される。第6及び第7工程部分812、814に即したウェハーテーブル表面622上のウェハー10のしっかりとした保持の確立が、当業者により理解されるように、現在の真空力読み出し値又は真空力漏れ値と真空力係合閾値との自動的な比較により決定され得る。
MFH機器の補助をなくしてウェハーテーブル表面622上のウェハー10のしっかりとした真空係合が生じた場合、第7工程部分814に続いて、若しくは第5工程部分810の後、第8工程部分816がウェハー10の検査を伴う。ウェハー検査が完了すると、第9工程部分818が、ウェハーのロード/アンロード位置でウェハーテーブル620をポジショニングすることを伴う。
第10工程部分820が、ウェハー10の望まない横方向の変位がMFH機器300を用いて制限又は阻止されるか否かを決定することを伴う。もしそうであるならば、第11工程部分822が、ウェハーの径に関して適切なウェハー閉じ込め構成内にMFH機器取得アーム先端要素316をポジショニングすることを伴い、第12工程部分824が、ウェハー外周が閉じ込め構成により規定された取得閉じ込め領域AC内にあるように、ウェハーテーブル表面622上のこの閉じ込め構成内に先端要素316を配置することを伴う。第13工程部分626が、ウェハーテーブルによるウェハー10の裏面への真空力の適用を中止し、ウェハーの裏面への一吹きの空気を適用することを伴い、第14工程部分628が、ウェハーテーブル表面622から離れるようにウェハー10を上昇させるために、上昇する突き出しピン612がウェハー10に係合するまで、ウェハーテーブル表面622上の閉じ込め構成に取得アーム先端要素316を維持することを伴う。取得アーム先端要素316が閉じ込め構成内に留まり、ウェハーテーブル表面316に接触している間、閉じ込め領域ACを超えるウェハー10の横方向の変位が阻止され、従って、所定のウェハー回収位置で若しくはほぼその位置でウェハー10が留まることを確証し、エンド・エフェクタ270による次の信頼できる及び無損害のウェハーハンドリングが促進される。
突き出しピン612がウェハーテーブル表面622から離れるようにウェハー10を持ち上げることを開始すると、第15工程部分830が、ウェハーテーブル620から離れるようにMFH機器300を移動させる(例えば、MFH機器ハウジング302を垂直に変位させる)ことを伴い;及び最後の工程部分840が、エンド・エフェクタ270を用いて突き出しピン612からウェハー10を回収し、ウェハーカセットへウェハーを戻すことを伴う。
代表のフィルムフレームのハンドリング工程の側面
図18は、本開示の実施形態に係る代表のフィルムフレームのハンドリング工程900のフロー図である。上述のものと類似の態様において、フィルムフレームのハンドリング工程900が、(例えば、備え付け又はリムーバブルなランダムアクセスメモリー(RAM)、リード・オンリー・メモリー(ROM)、ハードディスクドライブ、光学的ディスクドライブ、又は同種のものといったコンピューター読み取り可能媒体上に記憶された)プログラム指令の実行により、制御ユニット1000により管理又は制御され得る。そのような記憶された指令の実行が、メモリーからの最大ウェハー・トゥ・フィルムフレームのミスアライメント閾値の読み出し;フィルムフレームに対するウェハーのミスアライメントの程度又は大きさが最大ミスアライメント閾値未満若しくはそれよりも大きいか否かの決定;及び検討下のフィルムフレームサイズに対応するMFH機器取得アーム位置のセットのメモリーからの読み出しを含むことができる。
一実施形態においては、フィルムフレームハンドリング工程900が、フィルムフレームの裏面、裏側の側面、又は下面の外周部分への真空力を適用するエンド・エフェクタ270を用いたフィルムフレームカセットからのフィルムフレーム30の回収を伴う第1工程部分902を含む。フィルムフレームハンドリング工程900の幾つかの実施形態が、フィルムフレームアライメント特徴がフィルムフレームレジストレーション要素282のセットに嵌合するように係合される機械的フィルムフレームレジストレーション工程を伴う第2工程部分904を含み得る。例えば、レジストレーション要素282が、エンド・エフェクタ270、MFH機器300の部分、ミスアライメント検査システム500の部分、又はウェハーテーブル620の部分により支持され得る。
上述のように、多数の実施形態においては、(光学的又は画像処理基準のフィルムフレームレジストレーション工程に照らして)そのような機械的フィルムフレームレジストレーション工程が回避、省略、排除又は除去可能であり、これにより、慣例のフィルムフレームハンドリングイベント又は工程が回避又は除去され、時間が節約され、スループットが高められる。結果として、実施形態の詳細に依存して、ミスアライメント検査システム500及びMFH300により実行される光学的フィルムフレームレジストレーション工程に照らして、第2工程部分904が省略又は除外され、又は第2工程部分904がオプションであり得る。
第3工程部分906が、ミスアライメント検査システム500を用いてフィルムフレーム30に関してウェハーミスアライメントの回転又は角度方向及び大きさを決定することを伴う。上述のように、実施形態の詳細に依存して、(a)第1工程部分902に関連してフィルムフレーム30がエンド・エフェクタ270により回収される前、システム200の外部若しくはリモートで;又は(b)検査システム600によるフィルムフレームの検査の開始の前にエンド・エフェクタ270によるフィルムフレーム30の回収に続く任意の時間に、フィルムフレーム30に対する角度ウェハーミスアライメントの決定が発生し得る。
第4工程部分908は、例えば、ピック及び配置z軸ZppといったMFH機器取得アーム回転の共通軸が、フィルムフレーム30の中心又はほぼ中心に合致若しくはそこを通じて延びるように、MFH機器300の下にフィルムフレーム30をポジショニングすることを伴う。第5工程部分910が、フィルムフレームの上面又は頂面の外周部分上にMFH機器取得アームの先端要素316をポジショニングし、MFH機器300がしっかりとフィルムフレーム30を取得するように取得アーム310を通じて真空力を適用することを伴う。第6工程部分912が、フィルムフレームの裏面の外周部分に適用されたエンド・エフェクタ真空力を中止又は解放し、MFH機器300から離れるようにエンド・エフェクタ270を動かすことを伴う。
第7工程部分914は、第3工程部分906に関連して決定されたウェハー・トゥ・フィルムフレームのミスアライメントが最大ミスアライメント閾値を超える場合、又はウェハー・トゥ・フィルムフレームのミスアライメントが検出又は決定される場合、(例えば、上述の取得アーム回転の共通軸の周りに取得アーム310らを同時に回転させることにより)MFH機器を用いてフィルムフレーム30を回転することを伴う。そのような回転が、ウェハー・トゥ・フィルムフレームのミスアライメントを訂正する、つまりウェハー・トゥ・フィルムフレームのミスアライメントとは反対の方向において、及び角度に亘り生じる。
第8工程部分916がウェハーテーブル620をフィルムフレームのロード/アンロード位置に動かすことを伴い、第7工程部分914と同時に発生することができ、時間が節約され、またスループットが高められる。第9工程部分918は、MFH機器ハウジング302の垂直変位といったことにより、MFH機器300を用いてウェハーテーブル620上にフィルムフレーム30を配置することを伴う。第9工程部分918が、所定の距離でMFH機器ハウジング302を変位させ、及び/又はウェハーテーブル620を用いてフィルムフレーム30の裏面に真空力を適用することを伴う第10工程部分920に関連してウェハーテーブル620によりしっかりとフィルムフレーム30が取得されているかどうかの決定を伴うことができる。フィルムフレーム30がウェハーテーブル620によりしっかりと取得された後、第10工程部分920が、フィルムフレーム30の上面への取得アーム310を通じて適用された真空力の適用の停止、及びウェハーテーブル620から離れるようにMFH機器300を動かし、これにより、次のフィルムフレーム検査を可能にすることを更に伴う。特定の実施形態においては、第9工程部分918は、センサー(例えば、光センサー)のセットにより決定される、取得アーム先端要素316がウェハーテーブル表面622に接触するまで、ウェハーテーブル表面622に向かってハウジング302を変位することを追加として若しくは代替として伴うことができる。
第11工程部分922が、フィルムフレーム30を検査することを伴い、また第12工程部分924が、フィルムフレームのロード/アンロード位置にウェハーテーブル620をポジショニングすることを伴う。第13工程部分926が、フィルムフレームの上面の外周部分上にMFH機器取得アーム先端要素316をポジショニングし、フィルムフレーム30がウェハーテーブル表面622上に留まる(例えば、そこにしっかりと保持される)間にフィルムフレーム30を取得するべくフィルムフレーム30の上面に真空力を適用することを伴う。第14工程部分928は、MFH機器が、ウェハーテーブル620からフィルムフレーム30を取得及び取り外しすることができるように、ウェハーテーブルによるフィルムフレームの裏面への真空力の適用を中止する。
第15工程部分930は、MFH機器ハウジング302を垂直に変位するといったことにより、フィルムフレーム30をしっかりと保持するMFH機器300を動かしてウェハーテーブル表面622から離すことを伴う。第16工程部分932が、MFH機器300の下にエンド・エフェクタ270をポジショニングすることを伴い、また第17工程部分934は、フィルムフレーム30がエンド・エフェクタ270によりしっかりと保持される(及び同時にMFH機器300により保持される)ように、エンド・エフェクタ270を介して適用される真空力により、エンド・エフェクタ270を用いてフィルムフレームの裏面の外周の部分を取得することを伴う。第18工程部分936が、フィルムフレーム30がMFH機器300から解放されるように、MFH機器300によるフィルムフレームの外周部分に適用される真空力の非継続を伴う。最後に、第19工程部分938が、MFH機器300に関してエンド・エフェクタ270を下降し、エンド・エフェクタ270を用いてフィルムフレーム30を搬送してフィルムフレームカセットに戻すことを伴う。
本開示に係る様々な実施形態の側面が、ウェハー及び/又はフィルムフレームをハンドリングするための既存のシステム及び方法に関連した少なくとも一つの側面、問題、制限、及び/又は不利益を解決する。本開示に係る多数の実施形態の側面が、ウェハー及び/又はフィルムフレームをハンドリングするための既存のシステム及び方法に関連して上述した問題、制限、及び/又は不利益の各々を解決する。その上、本開示に係る多数の実施形態が、特定のハンドリングイベント又は工程の除去といったことにより、先行のシステム及び方法が改善しなかった若しくはできなかった1以上の態様においてウェハー及び/又はフィルムフレームのハンドリングを改善し、高められたスループットに帰結する。ある実施形態に関連した特徴、側面、及び/又は利益が開示において記述されるが、他の実施形態も、そのような特徴、側面、及び/又は利益を提示し得、また全ての実施形態が、開示の範囲内に含まれるそのような特徴、側面、及び/又は利益を提示することは必ずしも必要ではない。上に開示のシステム、コンポーネント、工程、又はこれらの代替物の幾つかが、他の異なるシステム、コンポーネント、工程、及び/又はアプリケーションに妥当に組み込まれ得ることが当業者により理解されるだろう。加えて、当業者により、様々な修正、変更、及び/又は改良が、本開示の範囲内において開示の様々な実施形態に為され得る。
複数の先端要素が、(i)複数の係合補助位置(各係合補助位置が、ウェハーテーブル表面上のウェハーの外周で僅かに標準ウェハー径未満のエリアに亘り複数の先端要素をお互いに離して配する)及び(ii)複数の閉じ込め位置(各閉じ込め位置が、複数の先端要素内の各先端要素をウェハーテーブル表面上のウェハーの外周の横及びちょうど超えたところに配する)の少なくとも一つ変位可能であり、各係合補助位置が、異なる標準ウェハー寸法に対応し、各閉じ込め位置が、異なる標準ウェハー寸法に対応する。

Claims (35)

  1. ウェハー、及びウェハー又はその部分が実装されるフィルムフレームをハンドリングするためのシステムにして、各ウェハーが外周及び表面積を有し、各フィルムフレームが、ウェハー又はその部分が実装される、フィルムフレームにより保持される対応のフィルムを含む、システムであって、
    ウェハー又はフィルムフレームを支持するべく構成された超平坦なウェハーテーブル表面を提供するウェハーテーブルを備えるウェハーテーブルアセンブリーにして、ウェハーの裏面又はウェハーが実装されるフィルムフレームのフィルムの裏面に負の圧力又は正の圧力を適用するべく構成されるウェハーテーブルアセンブリー;
    フィルムフレームのハンドリング機器;及び
    次の少なくとも一つ:
    ウェハーテーブル表面に垂直な方向において反った又は非平坦なウェハーの部分に下方力を自動的に適用するべく構成された平坦化機器;
    ウェハーテーブルを介したウェハーの裏面に対する正の圧力の適用及び適用された負の圧力の停止の後、ウェハーテーブル表面に関するウェハーの無制御の横の動きを自動的に制約又は阻止するべく構成された変位制限機器を備える、システム。
  2. ウェハーテーブル表面が多孔質材を備える、請求項1に記載のシステム。
  3. フィルムフレームのハンドリング機器が、回転ミスアライメント補償機器を含み、当該回転ミスアライメント補償機器が、フィルムフレーム上に実装されたウェハーの部分の画像を取得するべく構成された第1画像取得装置;及び(i)第1画像取得装置の視野及び/又は(ii)フィルムフレームに関して、フィルムフレーム上に実装されたウェハーの回転ミスアライメントの角度範囲及び回転ミスアライメントの方向を決定するべく構成された処理ユニットを含む、請求項1又は2に記載のシステム。
  4. その反り又は非平坦性の結果として、反った又は非平坦なウェハーが確実にウェハーテーブル表面上に保持できない時、平坦化機器により手動介入の必要が除去される、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のシステム。
  5. 変位制限機器により、ウェハーの裏面への負の圧力の適用及び/又は正の空気圧力の適用の停止後にウェハーテーブル表面に対するウェハーの無制御の横方向の変位に応答した手動介入の必要が除去される、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のシステム。
  6. 変位制限機器により、超薄ウェハーの無制御の横方向の変位を阻止することにより非常に薄い又は超薄ウェハーの損傷を確実に避ける態様において、正の空気圧の適用後にウェハーテーブル表面からの非常に薄い又は超薄ウェハーの解放が促進される、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のシステム。
  7. 請求項1に記載のシステムが、多機能ハンドリング機器を含み、当該多機能ハンドリング機器が、
    ウェハーテーブル表面上に配置可能であり、ウェハーテーブル表面に対して垂直である垂直軸に沿って変位可能である本体;
    本体に結合した複数の取得アームであって、複数の取得アーム内の各取得アームが垂直軸に交差する及びそこに向かって又はそこから離れる多数の個別位置に制御可能に変位可能である、複数の取得アーム;
    複数の取得アームに結合し、複数の取得アームによるフィルムフレームの安定した取得を促進するべくフィルムフレームの外周部分に真空力を制御可能に適用するために構成される真空要素のセット;及び
    フィルムフレームをウェハーテーブル表面上に直接的に配置することによりウェハーテーブル表面へフィルムフレームを搬送するために、制御可能に本体を変位させ、従って、垂直軸に平行な垂直方向に沿って複数の取得アームを同時に変位させるべく構成された垂直変位ドライバーを備える、システム。
  8. 多機能ハンドリング機器は、フィルムフレームがウェハーテーブル表面に搬送される間、フィルムフレーム及び/又は画像取得装置の視野に関して、フィルムフレーム上に実装されたウェハーの回転ミスアライメントを補償するために、垂直軸周りに複数の取得アームを正確に同時に回転させるべく構成された回転ミスアライメント補償ドライバーを更に含む、請求項7に記載のシステム。
  9. ウェハーテーブルアセンブリーにより、フィルムフレーム参照特徴のセットとの嵌合係合によりフィルムフレームアライメントを促進するために構成されたフィルムフレームレジストレーション要素が除外される、請求項1乃至8のいずれか一項に記載のシステム。
  10. ハンドリングサブシステムが、複数の取得アーム内の各取得アームに結合された取得アーム先端を更に備え、各取得アーム先端が軟質及び弾性的に変形可能な材料を備え、ハンドリングサブシステムが平坦化機器及び変位制限機器の少なくとも一つを実施する、請求項7又は8に記載のシステム。
  11. ハンドリングサブシステムが、平坦化機器及び変位制限機器のそれぞれを実施する、請求項10に記載のシステム。
  12. ハンドリングサブシステムが、複数の取得アーム内の各取得アームに結合された取得アーム先端を更に備え、各取得アーム先端が軟質及び弾性的に変形可能な材料を備え、ハンドリングサブシステムが平坦化機器、変位制限機器、及びフィルムフレームハンドリング機器のそれぞれを実施する、請求項8に記載のシステム。
  13. 複数の先端要素が、次の少なくとも一つに対して変位可能である:
    (i)複数の係合補助位置であって、各係合補助位置で、ウェハーテーブル表面上のウェハーの外周で僅かに標準ウェハー径未満のエリアに亘り複数の先端要素がお互いに離して配される、複数の係合補助位置;及び
    (ii)複数の閉じ込め位置であって、各閉じ込め位置で、複数の先端要素内の各先端要素がウェハーテーブル表面上のウェハーの外周の横及び超えたところに配される、複数の閉じ込め位置、
    各係合補助位置が、異なる標準ウェハー寸法に対応し、各閉じ込め位置が、異なる標準ウェハー寸法に対応する、請求項10に記載のシステム。
  14. ウェハーテーブルアセンブリーがウェハーテーブル表面に垂直な垂直方向に沿って変位可能である突き出しピンのセットを含み、
    変位制限機器が制御ユニットを含み、当該制御ユニットが、
    (a)ウェハーの裏面に対する吸引力の適用の中断又は停止の実質的に直後でのウェハーの裏面に対する一吹きの空気の適用、一吹きの空気が一吹きの空気開始時間から一吹きの空気停止時間まで適用される;及び
    (b)一吹きの空気の開始時間に続く非常に短い突き出しピン作動遅延時間後、突き出しピンのセットを上方に変位させ、これにより、一吹きの空気の開始時間に対する非常に短い突き出しピン作動遅延時間の結果として、最小又は無視可能な横方向の変位でウェハーテーブル表面から離れるようにウェハーを持ち上げる突き出しピンのセットの作動を制御するように構成され、
    突き出しピン作動遅延時間が、一吹きの空気開始時間に対して正確に制御され、一吹きの空気に応答したウェハーテーブル表面からのウェハーの解放に同期してウェハーがウェハーテーブル表面から垂直に持ち上げられる、請求項1に記載のシステム。
  15. 突き出しピン作動遅延時間が実験的に決定される、請求項14に記載のシステム。
  16. 突き出しピン作動遅延時間が5〜50msecである、請求項14に記載のシステム。
  17. ウェハー及びウェハー又はその部分が実装されるフィルムフレームをハンドリングするための方法であって、各ウェハーが外周及び表面積を有し、各フィルムフレームが、ウェハー又はその部分が実装され、フィルムフレームによりサポートされる対応のフィルムを含む、前記方法が、
    ウェハーの裏面又はウェハーが実装されるフィルムフレームのフィルムの裏面に負の圧力又は正の圧力を適用するべく構成されたウェハーテーブルを備えるウェハーテーブルアセンブリーに対応する超平坦なウェハーテーブル表面へウェハー又はフィルムフレームを搬送すること;及び
    次の少なくとも一つ:
    ウェハー反り又は非平坦性に起因するウェハーテーブル表面上へのウェハーの不十分な保持を自動的に修正すること;及び
    ウェハーの裏面への吸引力の中断又は停止に続いてウェハーテーブル表面に対してウェハーの無制御の横方向の変位を自動的に阻止すること、を含む、方法。
  18. フィルムフレーム及び/又は画像取得装置の視野に関してウェハーの回転ミスアライメントを自動的に修正することを更に含む、請求項17に記載の方法。
  19. 突き出しピンのセットを上昇させることと、上昇された突き出しピンのセットからウェハーを取得するように構成されたエンド・エフェクタにより、ウェハーテーブルからウェハーを除去し;及び
    転換キットによりフィルムフレームのハンドリングのためにウェハーテーブルを転換することなく、ウェハーテーブルからのウェハーの除去に続いて突き出しピンを使用せずウェハーテーブル表面上にフィルムフレームを直接的に配置することを更に含む、請求項17に記載の方法。
  20. ウェハーテーブル表面上にフィルムフレームを直接的に配置することが:
    フィルムフレーム上にフィルムフレーム搬送機器を位置づけ、フィルムフレーム搬送機器が、複数の変位可能な取得アームに結合したハウジングを含み、各取得アームが軟質及び弾性的に変形可能な先端要素に結合され、各取得アームが、真空又は負の圧力源に流動的に結合される;
    フィルムフレームの標準寸法に対応するフィルムフレーム取得位置で複数の取得アームを位置づけ、先端要素がフィルムフレーム縁の部分に係合する;
    複数の取得アームによりフィルムフレーム縁の部分に真空力又は負の圧力を適用しフィルムフレームをしっかりと取得する;
    ウェハーテーブル表面上に取得されたフィルムフレームを位置づける;
    フィルムフレームがウェハーテーブル表面に接触するまで、ウェハーテーブル表面に向かって下方に取得されたフィルムフレームを変位させる;
    ウェハーテーブルによりフィルムフレームに対応するフィルムの裏面に吸引力を適用する;及び
    欠陥検査後、フィルムフレーム縁の部分への真空力又は負の圧力の適用を終了することを含む、請求項19に記載の方法。
  21. ウェハーが実装されるフィルムフレームに対するウェハーの回転ミスアライメントを自動的に修正することが:
    画像取得装置を用いてフィルムフレーム上に実装されたウェハーの部分の画像を取得し;
    フィルムフレーム及び/又は画像取得装置に対するウェハーの回転ミスアライメント角度及び回転ミスアライメント方向を決定し;
    ウェハーテーブルから離間した回転補償機器により回転ミスアライメント方向に反対の方向に回転ミスアライメント角度に亘りフィルムフレームを回転させ;及び
    ウェハーテーブル上にフィルムフレームを配置することを含む、請求項17に記載の方法。
  22. ウェハーの部分の画像を取得することが、ウェハーテーブル上へのフィルムフレームの配置の前、第1画像取得装置を用いてウェハーの部分の画像を取得することを含む、請求項21に記載の方法。
  23. ウェハーの部分の画像を取得することが、ウェハーテーブル上へのフィルムフレームの配置後、検査システムの部分を形成する第2画像取得装置を用いてウェハーの部分の画像を取得することを含む、請求項21に記載の方法。
  24. ウェハーテーブル表面上でのウェハーの不十分な保持を自動的に修正することが:
    ウェハーテーブル表面上でのウェハーの不十分な保持を自動的に検出し;及び
    ウェハーの裏面への吸引力の適用と同時に、ウェハーの露出した上面の部分に下方への力のセットを応答として適用し、ウェハーテーブル表面上でのウェハーのしっかりした保持を促進することを含む、請求項17に記載の方法。
  25. 下方への力のセットを適用することが:
    ウェハー上への平坦化機器を位置づけ、平坦化機器が、複数の変位可能なアームに結合したハウジングを含み、複数のアーム内の各アームが、軟質及び弾性的に変形可能な材料を含む先端要素に結合される;
    ウェハーテーブル上でのウェハーの寸法に対応する係合補助位置に応じて先端要素を位置づけ、各先端要素の部分が、ウェハーの露出面の部分に係合若しくは接触するべく、ウェハーの露出した上面上に直接的に配される;及び
    ウェハーの露出した上面上に配された先端要素をウェハーテーブル表面に向かって下方に変位させることを含む、請求項24に記載の方法。
  26. 真空ゲージによりウェハーテーブル表面上でのウェハーのしっかりした保持を検出し;及び
    ウェハーテーブル表面上でのウェハーのしっかりとした保持に応答してウェハーの露出した上面の部分への下方の力のセットの適用を終了することを更に含む、請求項24又は25に記載の方法。
  27. ウェハーテーブル表面に対するウェハーの無制御の横方向の変位を自動的に阻止することが、
    ウェハー上に閉じ込め機器を位置づけ、閉じ込め機器が、複数の変位可能なアームに結合されたハウジングを備え、複数のアーム内の各アームが、軟質及び弾性的に変形可能な材料を含む先端要素に結合される;
    ウェハーテーブル上のウェハーの寸法に対応する閉じ込め位置に応じて先端要素を位置づけ、各先端要素の部分が、ウェハーの外周をちょうど超えて配される;
    ウェハーの裏面への吸引力の適用を中断又は終了し;及び
    ウェハーテーブルに対応する突き出しピンのセットを上方に作動させ、ウェハーテーブル表面から離れるようにウェハーを上昇させることを含む、請求項17に記載の方法。
  28. ウェハーテーブル表面に対するウェハーの無制御の横方向の変位を自動的に阻止することが:
    ウェハーの裏面への吸引力の適用を中断又は終了し;
    ウェハーの裏面への吸引力の適用の中断又は停止の実質的直後にウェハーの裏面への一吹きの空気を適用し、一吹きの空気が、一吹きの空気開始時間から一吹きの空気停止時間まで適用される;及び
    一吹きの空気開始時間に続く非常に短い突き出しピン作動遅延時間の後、真空テーブルに対応する突き出しピンのセットを作動させて突き出しピンのセットを上方に変位させ、一吹きの空気開始時間に対する非常に短い突き出しピン作動遅延時間の結果として、最小又は無視可能な横方向の変位でウェハーテーブル表面から離れるようにウェハーを持ち上げ、
    突き出しピン作動遅延時間が、一吹きの空気開始時間に対して正確に制御され、一吹きの空気に応答したウェハーテーブル表面からのウェハーの解放に同期してウェハーがウェハーテーブル表面から垂直に持ち上げられる、請求項17に記載の方法。
  29. 突き出しピン作動遅延時間が実験的に決定される、請求項28に記載の方法。
  30. 突き出しピン作動遅延時間が5〜50msecである、請求項28に記載の方法。
  31. 検査工程に関連してウェハーをハンドリングするための方法であって、当該方法が:
    ウェハー源からウェハーを回収すること;
    ウェハープリアライナーへウェハーを搬送すること;
    ウェハーの事前アライメントに続いて、ウェハーテーブルにより提供されるウェハーテーブル表面上にウェハーを配置すること;
    ウェハーの裏面に負の圧力を適用すること;及び
    次の少なくとも一つ:
    検査工程の開始前にウェハーがしっかりとウェハーテーブル表面上に保持されているかどうかを検出すること;及び
    ウェハーテーブル表面上でのウェハーのしっかりとした保持が検出されるまでウェハーの部分への下方への力を自動的に適用することにより、ウェハー反り又は非平坦性に起因するウェハーテーブル表面上でのウェハーの不十分な保持を自動的に修正すること;
    及び
    (a)ウェハーテーブル上の閉じ込め位置内にあるようにウェハーを自動的に閉じ込めること;若しくは
    (b)ウェハーの裏面への負の圧力の適用の停止をウェハーの裏面への一吹きの空気の適用及びウェハーテーブル表面に対して垂直に変位可能である突き出しピンのセットの作動に連動させ、ウェハーが、一吹きの空気に応答したウェハーテーブル表面からのウェハーの解放に同期してウェハーテーブル表面から離れるように垂直に持ち上げられる;ことにより、ウェハーへの負の圧力の適用の停止の結果として、検査工程に続いてウェハーテーブル表面に沿ってウェハーの無制御の横方向の変位を自動的に阻止すること;
    及び
    ウェハーテーブルからウェハーを回収し、ウェハー目的地にウェハーを搬送すること、を含む、方法。
  32. 検査システムにより実行可能である検査工程に関するフィルムフレームをハンドリングするための方法であって、フィルムフレームが、フィルムフレームに対応する及びフィルムフレームにより保持されたフィルムを介してフィルムフレーム上に実装されたウェハーを有する、前記方法が、
    フィルムフレーム源からフィルムフレームを回収すること;
    第1画像取得装置を用いてフィルムフレーム上に実装されたウェハーの部分の画像を取得すること;
    画像処理オペレーションにより、フィルムフレーム及び/又は第1画像取得装置に対するウェハーの回転ミスアライメントの角度ミスアライメントの大きさ及び角度ミスアライメント方向を決定すること;
    (i)フィルムフレーム及び/又は第1画像取得装置に対してウェハーの回転ミスアライメントを補償するべく、ウェハーが実装されたフィルムフレームを自動的に回転し、及び
    (ii)検査システムに対応するウェハーテーブルのウェハーテーブル表面上にフィルムフレームを直接的に配置するために構成された多機能ハンドリング機器にフィルムフレームを搬送するために構成された多機能ハンドリング機器へフィルムフレームを搬送すること、多機能ハンドリング機器が検査システムから離間される;
    多機能ハンドリング機器によるフィルムフレーム及び/又は第1画像取得装置に対するウェハーの回転ミスアライメントを補償することに続いて検査システムに対応する第2画像取得装置を用いて検査工程を開始すること;及び
    検査工程の完了に続いてフィルムフレーム目的地にフィルムフレームを搬送することを含む、方法。
  33. 多機能ハンドリング機器がフィルムフレームをウェハーテーブル表面に搬送する過程で、角度ミスアライメント方向とは反対の方向における角度ミスアライメントの大きさに亘りフィルムフレームを回転させることを更に含む、請求項32に記載の方法。
  34. 第1画像取得装置を用いてフィルムフレーム上に実装されたウェハーの部分の画像を取得することが、
    (a)フィルムフレームが、多機能ハンドリング機器に向けてロボットアームのエンド・エフェクタにより支持される間、(b)フィルムフレームが多機能ハンドリング機器に運ばれた後、及びウェハーテーブル表面上にフィルムフレームが配置される前、又は(c)フィルムフレームがウェハーテーブル表面上に配置された後に生じる、請求項32又は33に記載の方法。
  35. フィルムフレーム目的地にフィルムフレームを搬送することが、多機能ハンドリング機器によりウェハーテーブル表面からフィルムフレームを直接的に取り外すことを含む、請求項32乃至34のいずれか一項に記載の方法。
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