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
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Abstract
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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:
(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。
(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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (35)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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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