JP2019522114A - 湿式加工システムのためのワークピースローダ - Google Patents

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Abstract

本明細書における技法は、搬送および電気化学堆積のために比較的軟質で且つ薄い基板をロード、アンロードおよび処理するためのワークピース処理およびローディング装置を提供するものである。そのようなシステムは、搬送カートリッジまたはマガジンとワークピースホルダとの間のワークピースホルダ交換を支援する。各実施形態は、所与のワークピースにエアクッションを、また所与のワークピースホルダに、ワークピースの縁部で締め付け得る操縦性をもたらすように構成されたワークピースハンドラを含む。

Description

関連出願の相互参照
本願は、参照によってそのすべての内容が本明細書に組み込まれる、2016年6月27日出願の米国特許出願第15/193,890号に関するものであり、またその優先権を主張するものである。
本発明は、半導体基板の電気めっきを含めた電気化学堆積のための方法およびシステムに関する。より具体的に言えば、本発明は、薄い基板を保持、処理、および搬送するためのシステムおよび方法に関する。
半導体ウエハ、シリコンワークピースまたは薄型パネルなど、様々な構造および表面にフィルムを張り付けるための製造技法として、数ある加工法の中でも特に電気化学堆積が用いられている。そのようなフィルムは、スズ、銀、ニッケル、銅または他の金属層を含み得る。電気化学堆積は、金属イオンを含んだ溶液中に基板を配置し、次いで電流を加えて、溶液からの金属イオンを基板上に堆積させることを伴う。通常、電流が2つの電極の間に、すなわちカソードとアノードとの間に流れる。基板がカソードとして用いられる場合、その上に金属が堆積され得る。めっき溶液は、1種類以上の金属イオン型の酸性物質、キレート剤、錯化剤、および特定の金属をめっきするのを支援するいくつかの他のタイプの添加剤のうちのいずれかを含み得る。堆積された金属フィルムは、スズ、銀、ニッケル、銅などの金属および金属合金、ならびにそれらの合金を含み得る。
本発明は、半導体基板の電気めっきを含めた電気化学堆積のための方法およびシステムを提供する。
電気化学堆積システムは通常、めっき液のタンクに基板を搬送し、電流によって基板上に1種類以上の金属をめっきし、次いでさらなる処理のために基板をタンクから取り出すことを伴う。様々な基板の効果的な搬送および処理は、基板に適切にめっきするために、また基板の損傷を防止するためにも有益である。様々なタイプの基板を搬送および保持することは、基板の大きさ、厚さ、柔軟性などによっては困難となり得る。基板の幾何学的形状の2つの一般的なタイプには、比較的硬質のシリコン円形ディスクを特徴とする半導体ウエハと、通常はより大きく且つより軟質の長方形の基板を特徴とするパネル型の幾何学的形状が挙げられる。
本明細書における技法は、搬送および電気化学堆積のために比較的軟質で且つ薄い基板をロード、アンロードおよび処理/保持し得るワークピース処理およびローディング装置を提供するものである。そのようなシステムは、たとえば搬送カートリッジまたはマガジンと、後の搬送のためのワークピースホルダと、の間のワークピースホルダ交換を支援し得る。各実施形態は、所与のワークピースにエアクッションを、またワークピースホルダに所与のワークピースの操縦性をもたらすように構成されたワークピースハンドラを含む。
一実施形態は、ワークピースを処理するための装置を含む。その装置は、平行板を有するローダモジュールを含む。平行板は、互いを向いた平面状表面を有する。平行板の各平面状表面は、ガス出口の配列を含む。ローダモジュールは、対向する平面状表面を有する軟質ワークピースを受容するように構成される。ローダモジュールは、ローダモジュールの平行板の間にワークピースを配置するように構成され、そのため、軟質ワークピースの対向する平面状表面は、平行板の平面状表面に面する。平行板の各々は、軟質ワークピースを平行板の平面状表面と接触させることなく、軟質ワークピースを平坦化し、軟質ワークピースを平行板の間に保持するのに十分なエアクッションを供給するように構成される。
ワークピースホルダは、ローダモジュールと位置合わせされるように構成される。ワークピースホルダは、ローダモジュールが軟質ワークピースを運搬しているときに軟質ワークピースの対向する縁部を受容するために十分に開放されるように構成された締付け機構を含む。締付け機構は、軟質ワークピースの縁部において軟質ワークピースの対向する平面状表面上で閉鎖し、そのため、軟質ワークピースはワークピースホルダの第1の脚部材と第2の脚部材との間で保持される。ワークピースホルダは、ローダモジュールから分離されるように構成される。
別の実施形態は、ワークピースを処理する方法を含む。軟質ワークピースがローダモジュールの平行板の間に配置される。平行板は、互いに面する平面状表面を有する。平行板の各平面状表面は、ガス出口の配列を含む。軟質ワークピースは、対向する平面状表面を有する。軟質ワークピースは、軟質ワークピースの対向する平面状表面が平行板の平面状表面に面するように配置される。軟質ワークピースが、平行板の平面状表面に接触することなく、エアクッションによって平坦化され、平行板の間に保持されるように、エアクッションが平行板の各々から供給される。ローダモジュールは、軟質ワークピースの対向する縁部を受容するために十分に開放した締付け機構に軟質ワークピースの対向する縁部が配置されるように、ワークピースホルダと位置合わせされる。締付け機構は、軟質ワークピースの縁部において軟質ワークピースの対向する平面状表面上で閉鎖され、そのため、軟質ワークピースはワークピースホルダの第1の脚部材と第2の脚部材との間で保持される。ワークピースホルダはローダモジュールから分離され得る。
言うまでもなく、本明細書で説明する種々のステップの議論の順序は、明確にするために提示されたものである。一般に、これらのステップは、任意の適切な順序で実施され得る。加えて、本明細書における種々の特徴、技法、構成などの各々は、本明細書の種々の個所で議論され得るが、構想の各々は、互いに独立にあるいは互いに組み合わされて実行され得ることが意図されている。したがって、本発明は、多数の異なる方式で実施および考察され得る。
この要約の節は、本開示または請求する発明のすべての実施形態および/または漸増的に新規な態様を具体的に述べるものではないことに留意されたい。その代わりに、この要約は、従来の技術に対する種々の実施形態および対応する新規性の要点の予備的な議論のみを提示するものである。本発明および実施形態のさらなる詳細および/または考えられる視点について、読者は、以下でさらに議論するように、本開示の詳細な説明の節および対応する図を参照することになる。
本発明の様々な実施形態およびそれに伴う利点の多くのより完全な理解が、添付の図面と共に検討される以下の詳細な説明を参照することによって、容易に明らかとなろう。図面は必ずしも一定の尺度ではなく、むしろ、特徴、原理および構想を説明することが重視されている。
本明細書で開示する実施形態によるワークピース処理装置の斜視図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピース処理装置およびワークピースホルダの斜視図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピース処理装置の斜視図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピース処理装置の正面図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピース処理装置の斜視図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピース処理装置の正面図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピース処理装置の斜視図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピース処理装置の正面図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピース処理プレートの斜視図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピース処理プレートの上面図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピース処理装置の側面図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピース処理装置の側面図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピースローディングを示すワークピース処理装置およびワークピースホルダの斜視図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピースローディングを示すワークピース処理装置およびワークピースホルダの側面図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピースローディングを示すワークピース処理装置およびワークピースホルダの斜視図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピースローディングを示すワークピース処理装置およびワークピースホルダの側面図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピース処理を示すワークピース処理装置およびワークピースホルダの斜視図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピース処理を示すワークピース処理装置およびワークピースホルダの側面図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピース処理を示すワークピース処理装置およびワークピースホルダの斜視図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピース処理を示すワークピース処理装置およびワークピースホルダの側面図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピース処理を示すワークピース処理装置およびワークピースホルダの斜視図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピース処理を示すワークピース処理装置およびワークピースホルダの側面図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピースローディングを示すワークピース処理装置およびワークピースホルダの斜視図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピースローディングを示すワークピース処理装置およびワークピースホルダの側面図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピースローディングを示すワークピース処理装置およびワークピースホルダの斜視図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピースローディングを示すワークピース処理装置およびワークピースホルダの側面図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピースローディングを示すワークピース処理装置およびワークピースホルダの斜視図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピースローディングを示すワークピース処理装置およびワークピースホルダの側面図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピース処理を示すワークピース処理装置およびワークピースホルダの斜視図である。 本明細書で開示する実施形態によるワークピース処理を示すワークピース処理装置およびワークピースホルダの側面図である。 本明細書で開示する実施形態による両側エアクッションを示すワークピース処理装置の概略断面図である。
本明細書における技法は、搬送および電気化学堆積のために比較的柔軟で且つ薄い基板をロード、アンロードおよび処理し得るワークピース処理およびローディング装置を提供するものである。そのようなシステムは、たとえば搬送カートリッジまたはマガジンとワークピースホルダとの間のワークピースホルダ交換を支援し得る。各実施形態は、所与のワークピースにエアクッションを、また所与のワークピースホルダに操縦性をもたらすように構成されたワークピースハンドラを含む。
ここで図1を参照すると、ローダモジュール105が全体として示されている。ローダモジュール105は、ワークピースWなどの基板を受容、処理、配置、および送達するように構成されている。様々な異なる基板が、特定の製造プロセスに用いられ得る。いくつかの基板は相対的に硬質であり、このことが処理を容易にし得る。他の基板は比較的に軟質であり得るが、このことは、材料の堆積、材料の除去、および基板の取扱いに関して、いくつかの問題を生じさせ得る。ローダモジュール105は、半導体ウエハと比較して軟質であり得るワークピースWを処理するように構成されている。本明細書における軟質ワークピースは、対向する縁部が互いと比較して10ミリメートルを超えて平面外に移動され得るという点で、10ミリメートルを超える撓曲を有し得る。
ローダモジュール105は平行板115aおよび115bを含んでいる。平行板115aおよび115bは、互いを向いた平面状表面を有している。平行板の各平面状表面は、ガス出口116などのガス出口の配列を含んでいる。ローダモジュール105は、ワークピースWを受容するように構成されており、ワークピースWは、対向する平面状表面を有する軟質のワークピースであり得る。
ローダモジュール105は、ローダモジュールの平行板の間にワークピースWを受容するように構成されており、そのため、軟質ワークピースの対向する平面状表面は、平行板の平面状表面に面する。図1は、平行板115aと115bとの間に部分的に挿入されたワークピースWを示している。図2は、平行板115aと115bとの間でワークピースWを搬送するように構成されたワークピースコンベア121を含んでいる。ワークピースコンベア121は、ワークピースの搬送および取外しのための様々な幾何学的構成および機構を有し得る。ワークピースコンベア121は、多数のワークピースのマガジンまたはカートリッジからワークピースを抜き出すための、より大きなシステムの一部であってもよい。そのようなマガジンは、たとえば別の製作ツールから、本明細書では金属めっきのための電気化学堆積システムへと搬送され得る。いくつかの実施形態において、本明細書での移送および搬送機構は、表面実装機器製造者協会(SMEMA)による規格を用いたものであってもよい。
ローダモジュール105は、ローダモジュールの平行板115aと115bとの間にワークピースWを配置するように構成されており、それによって平行板の各々は、軟質ワークピースを平行板の平面状表面と接触させることなく、軟質ワークピースを平坦化し、平行板の間に軟質ワークピースを保持するのに十分なエアクッションを供給するように構成されている。換言すれば、各平行板は、ワークピースが対向するエアクッションまたはエアベアリングの間に挟まれるように、エアの一様なクッションを供給し得る。比較すると、エアホッケーのゲームは通常、摩擦の低いテーブル表面上をエアホッケーパックがスライドし得るように、エアクッションを供給する小さなホールを有するテーブルを用いている。本明細書におけるシステムでは、しかしながら、ワークピースが平行に接触することなく(あるいは平行板と限定的にのみ接触して)、ワークピースの平面状表面を平行板の間で概ね浮遊させるように、十分なエアがワークピースの両面に吹き付けられるかもしくは連続的に供給される。図19はこの機構の概略図を示している。図19において、ワークピースWは平行な場所の間で浮遊していることに留意されたい。ワークピースがエアの2つのクッションの間に配置された状態を維持することにより、ワークピース表面と物理的に接触する可能性が低減されることで、ワークピースに欠陥を生じる機会が減じられ、それによって、トランジスタ、集積回路などへの潜在的な損傷が防止される。
ローダモジュール105は、ワークピースホルダ107と位置合わせされるように構成されている。ワークピースホルダ107は、ローダモジュール105と位置合わせされるように構成されている。ワークピースホルダ107は、ローダモジュール105がワークピースWを運搬しているときにワークピースWの対向する縁部を受容するために十分に開放されるように構成された締付け機構127を含んでいる。締付け機構127は、ワークピースの縁部においてワークピースの対向する平面状表面上で閉鎖するように構成されており、そのため、ワークピースはワークピースホルダ107の第1の脚部材と第2の脚部材との間で保持される。ワークピースホルダ107は、たとえば所与のワークピースを堆積タンクに、またその内部に搬送するために、ローダモジュール105から分離されるように構成されている。
システムの構成要素および使用方法について、これから、次の図面を参照してさらに詳細に説明することにする。
図3〜図5は、ローダモジュール内における所与のワークピースの平坦化および位置決めを示している。図3Aはローダモジュール105の斜視図であり、図3Bはローダモジュール105の正面図である。図から分かるように、ワークピースWが平行板115aと115bとの間に挿入されている。そのようなワークピースの柔軟性を表すために、ワークピースWはいくぶんか波打ったものとして描写されていることに留意されたい。ワークピースは様々な厚さを有し得る。いくつかのワークピースは0.2mm〜2.0mmまたはそれ以上の範囲に及び得る。4ミリメートル以下の厚さが本明細書では扱われ得る。材料のタイプおよびワークピースの厚さに応じて、所与のワークピースは様々な程度の柔軟性を有し得る。いくつかのワークピースは、矩形のパネルとして実現され得る。
ローダモジュール105は、ワークピースをローダモジュール内へと機械的に移動させるように構成されたコンベアを介して、平行板の間にワークピースを受容するように構成されている。ローダモジュールはまた、エアのクッションを介して軟質ワークピースをローダモジュール内へと機械的に移動させるように構成されている。したがって、ローダモジュール内にワークピースを搬送する間、ワークピースを定位置へとスライドさせるのを支援するために、エアのクッションが任意選択によって用いられ得る。いくつかの実施形態では、空気圧バンパ(図示略)がローダモジュール内でワークピースを位置合わせさせるように構成される。ローダモジュールは、軟質ワークピースが平行板の間で位置合わせされているか、または定位置へと浮動されているときに、軟質ワークピースの少なくとも一方の縁部を支持するように配置された縁部支持部材を含み得る。
平行板の間にワークピースを挿入する前にあるいは挿入した後に、平行板の各平面状表面のガス出口の配列を通じて空気を流動させてエアクッション(両側エアクッション)を設けるために、ガス流動が開始され得る。所与のガス流速および圧力は、重量、厚さ、柔軟性などのワークピース特性に基づき得る。平行板の各平面状表面のガス出口の配列は、軟質ワークピースを2ミリメートル未満の撓曲(非平面性)へと、またはそうでない場合は特定の電気化学堆積(ECD)プロセスの要件に応じて平坦化するように、十分な空気圧力を供給するように構成され得る。
ローダモジュール105は、エアクッションを供給するときに平行板間の距離を短縮するように構成されている。図4Aおよび図4Bでは、平行板は、移動して互いに接近すると共に、ワークピースWの撓曲を低減しているものとして示されている。平行板は、ワークピースの所望の許容差または平坦度に達するまで、互いに向かって移動され得る。図5Aおよび図5Bは、ワークピースWがくせ取りされて、最初にローダモジュール105内に受容されたときよりも平面的となっていることを表している。平行板は、平行板のワークピース受容縁部上に配置され且つ平行板の間の既定の間隙距離を維持するように構成された支持体を含み得る。換言すれば、平行板の少なくとも一方の縁部またはリップが対向する平行板と接触し得る。これにより、ローダモジュールを移動させる間に板の分離距離が変動することが防止され、それによってワークピースは偶発的な接触から保護される。
平行板は、軟質ワークピースのワークピース幅よりも短いプレート幅を有し得るが、そのため、軟質ワークピースがローダモジュール内に配置されるとき、軟質ワークピースの対向する縁部は各平行板の対向する縁部を越えて延びる。図5Bに、ワークピースWが平行板115aと115bの幅を越えて延びていることが分かるような結果が示されている。
図6および図7は、例示的な平行板115bを示している。ガス出口の配列はホールとして示されていることが分かる。様々な形状の開口部がガス出口に用いられ得る。いくつかの実施形態では、リフトピン119が含められ得るが、平行板はリフトピン119とは独立に移動する。リフトピン119は、平行板を互いに移動させることおよび/またはエアクッションを開始することに先立ってワークピースWを保持するために任意選択によって用いられ得る。図8はリフトピン119上に載せられているワークピースWを示している。図9は、リフトピン119が下方に残留するように平行板が互いに移動された後のロードモジュール105を示している。この時点で、ワークピースWの作用表面は、エアのクッションのみによって支持されているが、ワークピースWの少なくとも一方の縁部は、ローダモジュールが旋回されるときにワークピースが滑り落ちることを防止するために、ローダモジュールと接触してもよい。したがって、複数のリフトピンが、所与の平行板(一方または他方または両方)を通じて突出するように構成されてもよい。複数のリフトピンがワークピースに押し当てられ、次いでエアクッションを供給するとワークピースとの接触から外されるなどのように、平行板の間にワークピースを受容するように配置されている。リフトピンは、堆積に先立ってあるいは堆積後に基板を受容するように構成され得る。リフトピンは、ピンが依然として静止しているときに平行板を互いに近づけることによって、ワークピースとの接触から外されてもよく、且つ/またはピンは平行板の間の空間から外にピンを能動的に下降させるためのアクチュエータを有してもよい。
図10〜図18は、ワークピースをローダモジュール内へと受容し、ワークピースをワークピースホルダへと操縦し、次いでワークピースを受容および返送するプロセスを示している。図10〜図18では、文字「A」を伴う図番号は斜視図を表し、文字「B」を伴う図番号は対応する側面図を表している。
図10A〜図10Bは図2と同様のものであり、ローダモジュール105の平行板115aと115bとの間に、ワークピースWを搬送するように構成されたワークピースコンベア121を含んでいる。図11A〜図11Bでは、ワークピースWは平行板115aと115bとの間に挿入されている。様々なコンベア機構のうちの任意のものが用いられ得る。エアクッションはまた、移動を支援するためにワークピースWの搬送中に作動され得る。図12A〜図12Bでは、ワークピースWは完全に平行板の間に配置されており、ワークピースの作用表面との物理的接触を防止するためにエアのクッションが供給されている。
図13A〜図13Bでは、ローダモジュール105が平行板を旋回させ始めている。図14A〜図14Bでは、平行板は、ワークピースホルダ107の下方の垂直位置への移動を完了している。図15A〜図15Bでは、ローダモジュールはワークピースホルダに向かって移動している。ローダモジュールがワークピースを搬送してもよく、もしくはワークピースホルダが定位置へと移動されてもよく、またはそれら両方の組み合わせであってもよいことに留意されたい。図16A〜図16Bは、ワークピースがワークピースホルダ107の脚の間で操縦されているところを示している。このようにして、ローダモジュール105は、軟質ワークピースをある垂直位置に保持するために旋回されるかもしくは移動され、ワークピースホルダと位置合わせされるように構成され得る。
ローダモジュールをワークピースホルダと位置合わせするのに先立って、ワークピースホルダの締付け機構が開放されて、ワークピースを受容するための空間が設けられ得る。締付け機構を開放するために、空気圧ブラダが配置され得る。ワークピースホルダの各脚または脚部材は弾性締付け機構を含み得る。弾性締付け機構は対向する軟質部材を含み得るが、この対向する軟質部材は互いに対して対向する締付け力をもたらすように装着される。締付け機構はまた導電性の締付け接点を含み得る。締付け接点は周囲シールを含んでおり、この周囲シールは、締付け機構が軟質ワークピース上で閉鎖されると、周囲シールが締付け接点を液体の侵入から封止するようになっている。
ワークピースWの対向する縁部がワークピースホルダ107の各締付け機構内に配置された状態で、締付け機構は、ワークピースの対応する縁部に対して閉鎖するように構成され得る。たとえば、ワークピースの縁部で締め付けるために、空気圧ブラダが収縮されて締付け機構が閉鎖される。ワークピースがワークピースホルダによって締め付けられ、保持された状態で、たとえばワークピースに偶発的に接触することなく、ローダモジュールとワークピースホルダとを互いから離して移動させるときにクリアランスを得るために、平行板は互いから分離され得る。
いくつかの実施形態では、ワークピースホルダは任意選択により、ヘッダ部材内にテンショナを含み得る。ヘッダ部材は、ワークピースホルダの第1の脚部材と第2の脚部材とを結合する。テンショナは、締付け機構が閉鎖するのに先立って圧縮力を受容するように構成され得るが、テンショナは次いで、締付け機構が軟質ワークピースを締め付けた後に、軟質ワークピースに引張力を及ぼすように構成される。例示的なワークピースホルダのさらに詳細な説明が、参照によってそのすべての内容が本明細書に組み込まれる、2016年6月27日出願の米国特許出願第15/193,595号に見出される。
ワークピースが堅固に締め付けられた状態で、ワークピースホルダは、図18A〜図18Bに示すように、上向きにあるいはローダモジュールから持ち上げられ得る。この時点で、ワークピースホルダは、基板に電気めっきするために、1つ以上の電気化学堆積(ECD)タンクにワークピースを搬送し得る。所与のECD処理を完了すると、処理されたワークピースをカートリッジまたはマガジンに返すために上述のステップを逆転させて、処理されたワークピースは次いでローダモジュールに搬送され得る。
本明細書の技法はまた、ワークピースを処理する方法を含み得る。軟質ワークピースがローダモジュールの平行板の間に配置される。平行板は、互いに面する平面状表面を有する。平行板の各平面状表面は、ガス出口の配列を含む。軟質ワークピースは、対向する平面状表面を有する。軟質ワークピースは、軟質ワークピースの対向する平面状表面が平行板の平面状表面に面するように配置される。軟質ワークピースが、平行板の平面状表面に接触することなく、エアクッションによって平坦化され、平行板の間に保持されるように、エアクッションが平行板の各々から供給される。
ローダモジュールは、軟質ワークピースの対向する縁部を受容するために十分に開放した締付け機構に軟質ワークピースの対向する縁部が配置されるように、ワークピースホルダと位置合わせされる。締付け機構は、軟質ワークピースの縁部において軟質ワークピースの対向する平面状表面上で閉鎖され、そのため、軟質ワークピースはワークピースホルダの第1の脚部材と第2の脚部材との間で保持される。ワークピースホルダは次いで、ローダモジュールから分離される。
他の実施形態では、エアクッションを供給することは、平行板の各平面状表面のガス出口の配列を通じてガスを流動させることを含む。平行板の各平面状表面のガス出口の配列を通じてガスを流動させることは、軟質ワークピースを2ミリメートル未満の撓曲へと平坦化するように十分な空気圧を供給することを含み得る。
平行板は、軟質ワークピースのワークピース幅よりも短いプレート幅を有し得るが、そのため、軟質ワークピースの対向する縁部は、各平行板の対向する縁部を越えて延びる。エアクッションを供給することは、支持体が平行板のワークピース受容縁部上に配置された状態で、平行板上の支持体が互いに接触するまで、平行板間の距離を短縮することをさらに含み得る。エアクッションを供給することは、ローダモジュール内で軟質ワークピースを位置合わせする空気圧バンパを設けることを含み得る。ローダモジュールをワークピースホルダと位置合わせすることは、軟質ワークピースがある垂直位置に保持されるように、ローダモジュールを旋回させることを含み得る。
いくつかの実施形態では、ローダモジュールをワークピースホルダと位置合わせするのに先立って、締付け機構が開放される。締付け機構を開放することは、空気圧ブラダの膨張を用いることを含み得る。ローダモジュールをワークピースホルダと位置合わせすることは、第1の脚部材と第2の脚部材とを結合するヘッダ部材内のテンショナに圧縮力を加えることを含み得る。圧縮力は、締付け機構を閉鎖した後に解除され得るが、それにより、軟質ワークピースは第1の脚部材と第2の脚部材との間で張力下に保持されるようになる。締付け機構は、各々が弾性締付け機構を有する第1の脚部材および第2の脚部材を含み得る。弾性締付け機構は対向する軟質部材を含み得るが、この対向する軟質部材は互いに対して対向する締付け力をもたらすように装着される。ローダモジュールは、位置合わせの間に軟質ワークピースの少なくとも一方の縁部を支持するように配置された縁部支持部材を含み得る。
締付け機構は、導電性である締付け接点を含み得、また、軟質ワークピース上で締付け機構を閉鎖することが、締付け接点を液体の侵入に対してシールすることを含むような周囲シールを含み得る。締付け機構を閉鎖することは、締付け機構を開放状態に保持するために用いられる空気圧ブラダを収縮することを含み得る。軟質ワークピースを平行板の間に配置することは、コンベアを用いて軟質ワークピースをローダモジュール内へと機械的に移動させることを含み得る。軟質ワークピースを平行板の間に配置することは、エアのクッションを用いて軟質ワークピースをローダモジュール内へと浮動させることを含み得る。軟質ワークピースは、4ミリメートル未満の厚さを有する矩形の薄型パネルであってもよい。ワークピースホルダをローダモジュールから分離することは、ワークピースホルダを上向きに持ち上げることを含み得る。ワークピースホルダをローダモジュールから分離することは、平行板のワークピース受容縁部上に配置された支持体の間を軟質ワークピースが通過し得るように、平行板の間の距離を増大させることを含む。
したがって、本明細書の技法は、ウエハ、薄型パネル、ならびにワークピースをロード、アンロード、および搬送するための他の基板を処理するためのシステムおよび方法を提供する。
前述の説明では、処理システムの特定の幾何学的形状ならびにその処理システムで用いられる様々な構成要素および処理の説明など、具体的な詳細が記載されている。しかしながら、理解されたいこととして、本明細書の技法は、これらの具体的な詳細から逸脱する他の実施形態において実施されてもよく、またそのような詳細は説明を目的としたものであり、限定を目的としたものではない。本明細書で開示される実施形態は、添付の図面を参照して説明されている。同様に、説明を目的として、特定の数、材料、および構成が、完全な理解をもたらすために記載されている。それでもなお、各実施形態はそのような具体的な詳細なしに実施されてもよい。実質的に同じ機能的構造を有する構成要素は、同様の参照符号を付されており、したがって重複する説明は省略されることもある。
様々な実施形態の理解を支援するために、様々な技法が複数の別々の動作として説明されている。説明の順序は、これらの動作が必ず順序に依存することを意味するものと解釈されるべきではない。実際に、これらの動作は提示の順序で実施される必要はない。説明した動作は、説明した実施形態とは異なる順序で実施されてもよい。様々な付加的な動作が実施されてもよく、且つ/または説明した動作は付加的な実施形態において省略されてもよい。
本明細書で用いられる「基板」または「標的基板」は一般に、本発明に従って処理される対象物を指す。基板は、デバイス、特に半導体または他の電子デバイスの任意の材料部分または構造を含んでもよく、また、たとえば半導体ウエハ、レティクルなどのベース基板構造、または、薄いフィルムなどのベース基板上の層もしくはそれを覆う層であってもよい。したがって、基板は、パターン化されたまたはパターン化されていない特定のベース構造、下層または上層に限定されるものではなく、むしろ、そのような層またはベース構造、ならびに層および/またはベース構造の任意の組み合わせを含むと考えられる。この説明では、特定のタイプの基板について言及され得るが、これは説明のみを目的としたものである。
当業者にはまた、本発明の同じ目的を依然として達成しながらも、上記で説明した技法の動作に対して多数の変形がなされ得ることが理解されよう。そのような変形は、本開示の範囲に含まれることが意図されている。したがって、本発明の実施形態の前述の説明は、限定を意図したものではない。むしろ、本発明の実施形態のいかなる限定も、以下の特許請求の範囲に提示されている。
105 ローダモジュール
107 ワークピースホルダ
115a 平行板
115b 平行板
116 ガス出口
119 リフトピン
121 ワークピースコンベア
127 締付け機構
W ワークピース
ローダモジュール105は、ローダモジュールの平行板115aと115bとの間にワークピースWを配置するように構成されており、それによって平行板の各々は、軟質ワークピースを平行板の平面状表面と接触させることなく、軟質ワークピースを平坦化し、平行板の間に軟質ワークピースを保持するのに十分なエアクッションを供給するように構成されている。換言すれば、各平行板は、ワークピースが対向するエアクッションまたはエアベアリングの間に挟まれるように、エアの一様なクッションを供給し得る。比較すると、エアホッケーのゲームは通常、摩擦の低いテーブル表面上をエアホッケーパックがスライドし得るように、エアクッションを供給する小さなホールを有するテーブルを用いている。本明細書におけるシステムでは、しかしながら、ワークピースが平行板に接触することなく(あるいは平行板と限定的にのみ接触して)、ワークピースの平面状表面を平行板の間で概ね浮遊させるように、十分なエアがワークピースの両面に吹き付けられるかもしくは連続的に供給される。図19はこの機構の概略図を示している。図19において、ワークピースWは平行板の間で浮遊していることに留意されたい。ワークピースがエアの2つのクッションの間に配置された状態を維持することにより、ワークピース表面と物理的に接触する可能性が低減されることで、ワークピースに欠陥を生じる機会が減じられ、それによって、トランジスタ、集積回路などへの潜在的な損傷が防止される。

Claims (20)

  1. ワークピースを処理するための装置であって、
    平行板を有するローダモジュールを備えており、前記平行板は、互いを向いた平面状表面を有し、前記平行板の各平面状表面はガス出口の配列を含み、前記ローダモジュールは、対向する平面状表面を有するワークピースを受容するように構成され、前記ローダモジュールは、前記ワークピースを前記ローダモジュールの前記平行板の間に配置するように構成され、それにより、前記ワークピースの前記対向する平面状表面が前記平行板の前記平面状表面に面し、
    前記平行板の各々は、前記ワークピースを前記平行板の平面状表面と接触させることなく、前記ワークピースを平坦化し、且つ前記ワークピースを前記平行板の間に保持するのに十分なエアクッションを供給するように構成され、
    前記ローダモジュールはワークピースホルダと位置合わせされるように構成され、前記ワークピースホルダは、前記ローダモジュールが前記ワークピースを運搬しているときに前記ワークピースの対向する縁部を受容するために十分に開放されるように構成された締付け機構を含み、
    前記締付け機構は、前記ワークピースの縁部において前記ワークピースの前記対向する平面状表面上で閉鎖するように構成され、そのため、前記ワークピースは前記ワークピースホルダの第1の脚部材と第2の脚部材との間に保持され、
    前記ワークピースホルダは前記ローダモジュールから分離されるように構成されている装置。
  2. 前記ローダモジュールは、前記エアクッションを供給するために、前記平行板の各平面状表面のガス出口の前記配列を通じてガスを流動させるように構成される、請求項1に記載の装置。
  3. 前記平行板の各平面状表面のガス出口の前記配列は、前記ワークピースを2ミリメートル未満の撓曲へと平坦化するために十分な空気圧を供給するように構成され、前記ワークピースは軟質ワークピースである、請求項2に記載の装置。
  4. 前記平行板は、前記ワークピースのワークピース幅よりも短いプレート幅を有し、そのため、前記ワークピースが前記ローダモジュール内に配置されたとき、前記ワークピースの前記対向する縁部は各平行板の対向する縁部を越えて延びる、請求項1に記載の装置。
  5. 前記ローダモジュールは、前記エアクッションを供給するときに、前記平行板の間の距離を短縮するように構成され、前記平行板は、前記平行板のワークピース受容縁部上に配置された支持体を含み、前記平行板の間の所定の間隙距離を維持するように構成される、請求項1に記載の装置。
  6. 前記ローダモジュール内の前記ワークピースと整列するように構成された空気圧バンパをさらに備える、請求項1に記載の装置。
  7. 前記ローダモジュールは、旋回され、且つ前記ワークピースを垂直位置に保持し、前記ワークピースホルダと位置合わせされるように構成される、請求項1に記載の装置。
  8. 所与の平行板を通じて突出するように構成された複数のリフトピンをさらに備え、前記複数のリフトピンは、前記平行板の間に前記ワークピースを受容し、前記エアクッションを供給するときに前記ワークピースとの接触から外されるように配置される、請求項1に記載の装置。
  9. 前記締付け機構を開放するように配置可能な空気圧ブラダをさらに備え、前記締付け機構は、前記ローダモジュールを前記ワークピースホルダと位置合わせするのに先立って開放されるように構成される、請求項1に記載の装置。
  10. 前記ワークピースホルダは、ヘッダ部材内にテンショナを含み、前記ヘッダ部材は前記ワークピースホルダの第1の脚部材と第2の脚部材とを結合し、前記テンショナは、前記締付け機構の閉鎖に先立って、圧縮力を受容するように構成され、前記テンショナは、前記締付け機構が前記ワークピース上で閉鎖した後に、前記ワークピースに引張力を及ぼすように構成される、請求項1に記載の装置。
  11. 前記締付け機構は、各々が弾性締付け機構を有する前記第1の脚部材と前記第2の脚部材を含む、請求項1に記載の装置。
  12. 前記弾性締付け機構は対向する軟質部材を含み、前記対向する軟質部材は、互いに対して対向する締付け力をもたらすように装着される、請求項11に記載の装置。
  13. 前記ローダモジュールは、前記ワークピースが位置合わせされているときに、前記ワークピースの少なくとも1つの縁部を支持するように配置された縁部支持部材を含む、請求項1に記載の装置。
  14. 前記締付け機構は、導電性である締付け接点を含み、前記締付け接点は周囲シールを含み、そのため、前記締付け機構が前記ワークピース上で閉鎖されたとき、前記周囲シールが前記締付け接点を液体の侵入に対してシールする、請求項1に記載の装置。
  15. 前記締付け機構を閉鎖するために収縮されるように構成された空気圧ブラダをさらに備える、請求項1に記載の装置。
  16. 前記ローダモジュールは、前記ワークピースを前記ローダモジュール内へと機械的に移動させるように構成されたコンベアを介して、前記平行板の間に前記ワークピースを受容させるように構成される、請求項1に記載の装置。
  17. 前記ローダモジュールは、前記ワークピースを前記ローダモジュール内へと機械的に移動させるように構成されたエアのクッションを介して、前記平行板の間に前記ワークピースを受容させるように構成される、請求項1に記載の装置。
  18. 前記ワークピースは、4ミリメートル未満の厚さを有する矩形の薄型パネルである、請求項1に記載の装置。
  19. 前記ワークピースホルダは、前記ローダモジュールから上向きに持ち上げられるように構成される、請求項1に記載の装置。
  20. 前記平行板は、前記ワークピースホルダを前記ローダモジュールから持ち上げるときに、互いから分離されるように構成される、請求項19に記載の装置。
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