JP2023540884A

JP2023540884A - Ｃｍｐ処理のための基板ハンドリングシステム及び方法

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Publication number: JP2023540884A
Application number: JP2023512062A
Authority: JP
Inventors: ジョンフンオー，; マノジュエー．ガジェンドラ，; ジョンアンソニーガルシア，; ナラシンガイア，チェタンクマールマイラッパナハリ; サンジャイバヌラオチャヴァン，; ガガンドバル，; マノジュバラクマール，; ジェイミースチュアートレイトン，; ヴァンエイチ．グエン，
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2020-09-08
Filing date: 2021-08-19
Publication date: 2023-09-27
Also published as: TW202224849A; CN116234661A; EP4210903A2; KR20230061535A; WO2022072079A2; US20220072682A1; WO2022072079A3

Abstract

炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の、互いに逆を向く表面を順次片面ＣＭＰ処理するためのシステム及び方法が開示される。本方法は、複数の研磨パッドのうちの１つに基板の第１の表面を押し付けることであって、複数の研磨パッドが、複数の回転可能な研磨プラテンの対応する研磨プラテンに載置されている、基板の第１の表面を押し付けることを含む。本方法は、エンドエフェクタの第１の側面を使用して、基板キャリアローディングステーションから基板アライメントステーションへと基板を移送することを含む。本方法は、エンドエフェクタの第１の側面を使用して、基板アライメントステーションから基板キャリアローディングステーションへと基板を移送することを含む。本方法は、複数の研磨プラテンのうちの１つに基板の第２の表面を押し付けることを含む。【選択図】図２Ａ

Description

本明細書に記載される実施形態は、概して、電子デバイスの製造時に使用される化学機械研磨（ＣＭＰ：ｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）システム及びプロセスに関する。特に、本明細書の実施形態は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板といった基板の、互いに逆を向く表面を順次片面ＣＭＰ処理するための基板ハンドリング方式に関する。

化学機械研磨（ＣＭＰ）は一般的に、半導体デバイスの製造時に、結晶シリコン（Ｓｉ）基板の表面上に堆積した材料層を平坦化又は研磨するために使用されている。典型的なＣＭＰプロセスでは、基板は基板キャリア内で保持され、基板キャリアが、研磨液の存在下で、回転する研磨パッドに向かって基板の裏面を押し付ける。一般に、研磨液は、１つ以上の化学成分の水溶液と、当該水溶液中に懸濁したナノスケールの研磨粒子と、を含む。研磨液と、基板と研磨パッドとの相対運動と、によってもたらされる化学的活性と機械的活性の組み合わせを介して、材料が、研磨パッドと接触する基板の材料層表面にわたって除去される。

ＣＭＰはまた、結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の作製に使用することができ、当該ＳｉＣ基板は、その独特の電気特性及び熱的特性により、高度な高出力及び高周波半導体デバイスの用途において、Ｓｉ基板に対して優れた性能を提供する。ＳｉＣ基板は典型的に、単結晶インゴットからスライスされて、ケイ素終端表面（Ｓｉ表面）と、Ｓｉ表面とは反対側の炭素終端表面（Ｃ表面）と、を有する円形のウエハを提供する。その後、Ｓｉ表面とＣ表面のそれぞれは典型的に、研削、ラップ仕上げ、及びＣＭＰ処理という工程の組み合わせを使用して、所望の厚さ及び表面の仕上げになるよう処理される。例えば、ＣＭＰプロセスは、Ｓｉ表面とＣ表面の一方又は両方を平坦化するために、以前の研削工程及び／又はラップ仕上げ工程によって生じた表面下の損傷を取り除くために、及び／又は、その後のＳｉＣのエピタキシャル成長のためＳｉＣ基板を準備するために、使用することができる。

Ｓｉ表面及びＣ表面のＣＭＰ処理は、例えば両面研磨システムを使用して同時に実施することができ、又は、片面研磨システムを使用して連続的に実施することができる。原子組成が異なっており、従ってＣＭＰプロセスに対する反応性が異なっているため、材料除去率及び仕上げ表面粗さといったＳｉ表面及びＣ表面の異なる研磨結果が、同じ研磨パラメータについて得られる。Ｓｉ表面とＣ表面を連続的に片面研磨することで、有利に、これと共に使用されるそれぞれのＣＭＰプロセスの微調整が可能となり、両面研磨と比較したときに改善された表面仕上げの結果がもたらされる。

半導体デバイス製造時のＣＭＰ処理のために以前使用された、片面研磨システムを再利用することで、ＳｉＣ基板の作製のために望まれる細かな制御が提供される。残念ながら、Ｓｉ基板上の半導体デバイスの製造時に使用される片面研磨システムの基板ハンドラは、典型的に、基板表面の片面のみ、例えば、電子デバイスが形成された基板の活性面のみ研磨するよう構成されている。したがって、Ｓｉ表面とＣ表面又はその逆の連続的な片面研磨を促進するために、ＳｉＣ基板が、典型的に、第１の表面（Ｓｉ表面又はＣ表面）が研磨された後でＣＭＰシステムから取り出され、自身の基板ホルダ内で反転させられて、第２の表面（残りの研磨されていないＳｉ表面又はＣ表面）を研磨するためにＣＭＰシステムに戻される。

連続的な片面ＣＭＰプロセスの合間に自身の基板ホルダ内でＳｉＣ基板の向きを反転されることは、典型的に手動で行われる。残念ながら手作業には人手がかかり、結果的に、処理中に望ましくないエラー及び遅延が発生し、それに伴って基板の処理コストが増大する可能性がある。

従って、当技術分野で必要とされているのは、上記の問題を解決するための装置及び方法である。

本開示は、概して、電子デバイスの製造時に使用される化学機械研磨（ＣＭＰ：ｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）システム及びプロセスに関する。特に、本開示は、片面研磨システム内で炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の両面を連続的に片面ＣＭＰ処理する際に使用される基板ハンドリング方式に関する。

一実施形態において、基板研磨システムは、基板保持領域を画定するベイスン（ｂａｓｉｎ）を含み、ベイスンは、１つ以上の基板カセットを受け入れるよう寸法設定されており、基板カセットのそれぞれが、複数の基板を保持するよう構成されている。本システムは、基板保持領域内に配置された基板アライメントステーションと、回転可能な研磨プラテンをそれぞれが含む複数の研磨ステーションと、基板キャリアロードステーションと、を備える。本システムは、キャリッジアセンブリから吊り下げられた複数の基板キャリアであって、キャリッジアセンブリが、複数の研磨ステーションと基板キャリアローディングステーションとの間で複数の基板キャリアのうちの個別基板キャリアを動かすために、キャリッジ軸の周りで回転可能である、複数の基板キャリアと、第１の側面と、第１の側面とは反対側の第２の側面と、を有するエンドエフェクタを含む基板ハンドラと、基板処理方法のための命令が格納されたコンピュータ可読媒体と、を備える。基板処理方法は、順に、（ａ）複数の研磨パッドのうちの１つに基板の第１の表面を押し付けることであって、複数の研磨パッドが、複数の回転可能な研磨プラテンの対応する研磨プラテンに載置されている、基板の第１の表面を押し付けることと、（ｂ）エンドエフェクタの第１の側面を使用して、基板キャリアローディングステーションから基板アライメントステーションへと基板を移送することと、（ｃ）エンドエフェクタの第１の側面を使用して、基板アライメントステーションから基板キャリアローディングステーションへと基板を移送することと、（ｄ）複数の研磨パッドのうちの１つに基板の第２の表面を押し付けることと、を含む。

他の実施形態において、基板処理方法が、（ａ）複数の研磨パッドのうちの１つに基板の第１の表面を押し付けることであって、複数の研磨パッドが、複数の回転可能な研磨プラテンの対応する研磨プラテンに載置されている、基板の第１の表面を押し付けることと、（ｂ）エンドエフェクタの第１の側面を使用して、基板キャリアローディングステーションから基板アライメントステーションへと基板を移送することと、（ｃ）エンドエフェクタの第１の側面を使用して、基板アライメントステーションから基板キャリアローディングステーションへと基板を移送することと、（ｄ）複数の研磨プラテンのうちの１つに基板の第２の表面を押し付けることと、を含む。

さらに別の実施形態において、コンピュータ可読媒体に、基板処理方法のための命令が格納されている。基板処理方法は、（ａ）複数の研磨パッドのうちの１つに基板の第１の表面を押し付けることであって、複数の研磨パッドが、複数の回転可能な研磨プラテンの対応する研磨プラテンに載置されている、基板の第１の表面を押し付けることと、（ｂ）エンドエフェクタの第１の側面を使用して、基板キャリアローディングステーションから基板アライメントステーションへと基板を移送することと、（ｃ）エンドエフェクタの第１の側面を使用して、基板アライメントステーションから基板キャリアローディングステーションへと基板を移送することと、（ｄ）複数の研磨プラテンのうちの１つに基板の第２の表面を押し付けることと、を含む。

本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約した本開示のより具体的な説明を、実施形態を参照することによって得ることができ、実施形態のいくつかが添付の図面に示されている。しかしながら、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、添付の図面は本開示の典型的な実施形態のみを示しており、従って、本開示の範囲を限定すると見なすべきではないことに注意されたい。

一実施形態に係る、本明細書に記載の方法を実践するために使用しうる例示的な研磨ステーションの概略的な側面図である。一実施形態に係る、本明細書に記載の方法を実践するために使用しうるマルチステーション研磨システムの一部分の概略的な平面図である。一実施形態に係る、図１Ｂの基板キャリアローディングステーションの概略的な側方断面図である。一実施形態に係る、図１Ｂのマルチステーション研磨システムの概略的な等角図であり、本明細書に記載の方法を実施するために使用しうる基板ハンドリングシステムをさらに含む。一実施形態に係る、図２Ａの基板ハンドリングシステムのエンドエフェクタの運動の度数を概略的に示す。一実施形態に係る、図２Ａの基板ハンドリングシステムのエンドエフェクタの運動の度数を概略的に示す。一実施形態に係る、図２Ａの基板ハンドリングシステムのエンドエフェクタの運動の度数を概略的に示す。一実施形態に係る、図２の基板ハンドリングシステムと共に使用しうる基板アライメントステーションの概略的な側方断面図である。一実施形態に係る、基板処理方法を示す図である。一実施形態に係る、図４の方法を実施するために使用しうる研磨ステーションの概略的な側面図である。一実施形態に係る、図２のマルチステーション研磨システムの概略的な等角図であり、図４で記載した方法の一態様を示す。一実施形態に係る、図２のマルチステーション研磨システムの概略的な等角図であり、図４で記載した方法の一態様を示す。一実施形態に係る、図２のマルチステーション研磨システムの概略的な等角図であり、図４で記載した方法の一態様を示す。実施形態に係る、図４の方法を実践するために使用しうる研磨ステーションの概略的な側面図である。１つ以上の実施形態に係る、例示的な基板ハンドラアセンブリの概略的な等角図である。図６Ａに示す例示的なエンドエフェクタの拡大等角図である。図６Ｂのセクション線６－６’に沿った例示的な回転アクチュエータの拡大断面図である。図６Ｃの回転アクチュエータの等角図である。

理解が容易になるよう、可能な場合には、各図に共通する同一の要素を示すために同一の参照番号を使用した。一実施形態の構成要素及び特徴は、さらなる記述がなくとも、他の実施形態に有益に組み込まれうると想定されている。

本開示は、概して、電子デバイスの製造時に使用される化学機械研磨（ＣＭＰ：ｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）システム及びプロセスに関する。特に、本開示の実施形態は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板を連続的に片面ＣＭＰ研磨するために基板をひっくり返すことに関する。

図１Ａは、本明細書に記載の方法を実施するために使用しうる、一実施形態に係る研磨ステーション１００ａの概略的な側面図である。図１Ｂは、複数の研磨ステーション１００ａ～１００ｃを含むマルチステーション研磨システム１０１の一部分の概略的な平面図であり、研磨ステーション１００ｂ～１００ｃのそれぞれは、図１Ａに記載の研磨ステーション１００ａと実質的に同様である。図１Ｂでは、図１Ａに記載の研磨ステーション１００ａに対して構成要素の少なくとも一部が、視覚的な混乱を低減するために、複数の研磨ステーション１００ａ～１００ｃ上に示されていない。

図１Ａに示すように、研磨ステーション１００ａは、プラテン１０２と、プラテン１０２に結合された第１のアクチュエータ１０４と、プラテン１０２に載置されておりプラテン１０２に固定された研磨パッド１０６と、研磨パッド１０６の上に配置された流体供給アーム１０８と、基板キャリア１１０（断面で図示）と、パッドコンディショナアセンブリ１１２と、を含む。ここでは、基板キャリア１１０が、キャリッジアセンブリ１１５のキャリッジアーム１１３（図１Ｂ）から吊り下げられており、これにより、基板キャリア１１０は、研磨パッド１０６の上に配置されており、そこで研磨パッド１０６の方に向いている。キャリッジアセンブリ１１５は、基板キャリア１１０、従ってそこでチャックされた基板１２２を、基板キャリアローディングステーション１０３（図１Ｂ）とマルチステーション研磨システム１０１の研磨ステーション１００ａ～１００ｃとの間で、及び／又は、マルチステーション研磨システム１０１の研磨ステーション１００ａ～１００ｃの間で移動させるために、キャリッジ軸Ｃの周りで回転可能である。基板キャリアローディングステーション１０３は、基板１２２を基板キャリア１１０にローディングするためのロードカップ１５０（想像線で図示）を含む。

基板の研磨中には、第１のアクチュエータ１０４が、プラテン１０２をプラテン軸Ａの周りで回転させるために使用され、基板キャリア１１０が、プラテン１０２の上方に配置されておりそこでプラテン１０２の方を向いている。基板キャリア１１０が、キャリア軸Ｂの周りで同時に回転しながら、その中に配置された基板１２２の研磨すべき表面（想像線で図示）を、研磨パッド１０６の研磨面に押し付けるために使用される。ここで、基板キャリア１１０は、ハウジング１１１と、ハウジング１１１に結合された環状の保持リング１１５と、保持リング１１５の内径にわたり延びる膜１１７と、を含む。保持リング１１５は基板１２２を取り囲んでおり、研磨中に基板１２２が基板キャリア１１０から滑り落ちることを防止する。膜１１７は、基板１２２に対して下向きの力を加えるため、かつ、基板ローディング動作中に及び／又は基板研磨ステーション間で、基板を基板キャリア１１０に装填（チャック）するために使用される。例えば、研磨中に、加圧ガスが、典型的にキャリアチャンバ１１９に供給されて膜１１７に下向きの力を及ぼし、したがって膜１１７と接触する基板１２２に下向きの力を及ぼす。研磨の前及び研磨の後に、チャンバ１１９に真空を適用し、これにより、膜１１７を上方へと反らせて、膜１１７と基板１２２の間に低圧ポケットを形成し、従って基板１２２を基板キャリア１１０内に真空チャックすることもできる。

基板１２２は、流体供給アーム１０８によって供給された研磨液の存在下で、パッド１０６に押し付けられる。典型的に、回転中の基板キャリア１１０が、プラテン１０２の内径と外径の間で動き、部分的に、研磨パッド１０６の表面の偏摩耗を低減する。ここで、基板キャリア１１０は、第１のアクチュエータ１２４を使用して回転させられ、第２のアクチュエータ１２６を使用して揺動させられる。

ここで、パッドコンディショナアセンブリ１１２が、固定された研磨コンディショニングディスク１２０、例えば、ダイヤモンド含浸ディスクを含み、研磨コンディショニングディスク１２０を研磨パッド１０６に押し付けてその表面を再生し及び／又はそこから研磨副生成物又は他のデブリを除去することができる。他の実施形態において、パッドコンディショナアセンブリ１１２は、ブラシ（図示せず）を含んでよい。

ここで、マルチステーション研磨システム１０１及び／又はその個別の研磨ステーション１００ａ～１００ｃの動作は、システムコントローラ１３６（図１Ａ）によって促される。システムコントローラ１３６は、プログラム可能な中央処理ユニット（ＣＰＵ１４０）を含み、中央処理ユニット１４０は、メモリ１４２及び支援回路１４４と共に動作可能である。支援回路１４４は、従来ではＣＰＵ１４０に接続されており、研磨システム１０１の様々な構成要素に接続された、キャッシュ、クロック回路、入出力サブシステム、電源等及びこれらの組み合わせを含み、基板研磨プロセスの制御を容易にする。例えば、幾つかの実施形態において、ＣＰＵ１４０は、様々な研磨システム構成要素及びサブプロセッサを制御するための、プログラム可能な論理制御装置（ＰＬＣ：ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｌｏｇｉｃｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）といった産業用設定において使用される任意の形態の汎用コンピュータプロセッサのうちの１つでありうる。メモリ１４２はＣＰＵ１４０に接続されており、非一過性であり、典型的に、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：ｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓｍｅｍｏｒｙ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ：ｒｅａｄｏｎｌｙｍｅｍｏｒｙ）、フロッピーディスクドライブ、ハードディスク、又は任意の他の形態によるローカル若しくは遠隔のデジタルストレージといった容易に入手可能な１つ以上のメモリでありうる。

本明細書では、メモリ１４２は、命令を含むコンピュータ可読記憶媒体（たとえば、不揮発性メモリ）の形態であり、命令は、ＣＰＵ１４０によって実行されると、処理システム１０１の動作を促す。メモリ１４２内の命令は、本開示の方法を実現するプログラムといったプログラム製品の形態をしている（例えば、ミドルウェアアプリケーション、機器ソフトウェアアプリケーション等）。プログラムコードが、いくつかの異なるプログラミング言語のうちの任意の１つに適合しうる。一例において、本開示は、コンピュータシステムで使用するためのコンピュータ可読媒体上に格納されたプログラム製品として実現されうる。プログラム製品のプログラムが、実施形態の機能（本明細書に記載の方法を含む）を定める。

例示的なコンピュータ可読記憶媒体は、限定するものではないが、（ｉ）情報が永続的に格納される書込み不能な記憶媒体（例えば、ＣＤ－ＲＯＭドライブにより可読なＣＤ－ＲＯＭディスク、フラッシュメモリ、ＲＯＭチップ、若しくは任意の種類のソリッドステート不揮発性半導体メモリといった、コンピュータ内の読出し専用メモリデバイス）と、（ｉｉ）変更可能な情報が格納される書き込み可能な記憶媒体（例えば、ディスクドライブ若しくはハードディスクドライブ内のフロッピーディスク、又は任意の種類のソリッドステートランダムアクセス半導体メモリ）と、を含む。このようなコンピュータ可読記憶媒体は、本明細書に記載の方法の機能を方向付けるコンピュータ可読な命令を担持するときには、本開示の実施形態となる。

図１Ｃは、一実施形態に係る、図１Ｂの基板キャリアローディングステーション１０３の概略的な側方断面図である。図１Ｃに示すように、ロードカップ１５０が、その上に載置された研磨すべき基板１２２を基板キャリア１１０内にロードするため、及び基板キャリア１１０から研磨された基板１２２をアンロードするためのペデスタル１５２を含む。ペデスタル１５２は、Ｚ方向に、すなわち、その上に配置された基板キャリア１１０に向かって移動可能であり、かつ、基板キャリア１１０から離れる方向に移動可能である。ここで、ロードカップ１５０は、ペデスタル１５２を取り囲むシュラウド１５４を含む。いくつかの実施形態において、ロードカップ１５０は、基板キャリア１１０の表面に向けて洗浄液、例えば脱イオン水を方向付け、表面上に蓄積した研磨液を除去するための、ペデスタル１５２の径方向内側に配置された１つ以上のノズル（図示せず）を更に含む。

本明細書では、基板１２２は、研磨すべき表面を下向きにして、ペデスタル１５２へと及びペデスタル１５２から移送される。例えば、ここでは、基板１２２の研磨すべき第１の表面１２２ａが、ペデスタル１５２と接触しており、従ってペデスタル１５２の方を向いており、第１の表面とは反対側の基板１２２の第２の表面１２２ｂが、ペデスタル１５２から離れる方向に基板キャリア１１０の方を向いている。

いくつかの実施形態において、基板１２２は、結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板とすることができ、ここでは、第１の表面１２２ａがケイ素終端面（Ｓｉ表面）であり、第２の表面１２２ｂが炭素終端面（Ｃ表面）であり、又はその逆も然りである。同実施形態において、第１の表面１２２ａが「下向き（ｆａｃｅｄｏｗｎｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）」になるように、すなわち、第１の表面１２２ａが、ペデスタル１５２の基板キャリアの方を向く表面と接触するように、基板１２２をロードすることによって、第１の表面１２２ａが最初に研磨されうる。ここでは、基板１２２は、（図２に示す）基板ハンドリングシステム２００のエンドエフェクタ２４２を使用して、基板キャリアローディングステーション１０３へと移送される。その後、ペデスタル１５２が上げられ及び／又は基板キャリア１１０が下げられ、基板１２２が基板キャリア１１０内へと真空チャックされる。基板キャリア１１０は、１つ以上の研磨ステーション１００ａ～１００ｃ間で基板１２２を移動させるため、及び、当該研磨ステーション１００ａ～１００ｃの１つ以上の研磨パッド１０６に、基板１２２の第１の表面１２２ａを押し付けるために使用される。

第１の表面１２２ａが研磨されてしまうと、基板キャリア１１０は、基板キャリアローディングステーション１０３の上の位置に戻され、基板１２２は、第１の表面が下向きになった状態で、基板キャリア１１０からペデスタル１５２の表面へと移送される。典型的に、基板１２２の第２の表面１２２ｂを研磨することが、当該第２の表面１２２ｂがペデスタル１５２に対して下向きになるように、基板１２２の向きを反転させる又は基板１２２をひっくり返すことを含む。例えば、基板１２２は、第１の表面１２２ａが基板キャリア１１０の方を向き第２の表面１２２ｂがペデスタル１５２と接するように、ひっくり返されうる。基板１２２がひっくり返された後で、基板１２２は、第２の表面を下向きにした状態で基板キャリア１１０内へとロードされ、これにより、第２の表面１２２ｂが、１つ以上の研磨ステーション１００ａ～１００ｃで研磨されうる。第１の表面１２２ａ及び第２の表面１２２ｂの連続的な片面研磨を容易にするために、基板１２２の向きを反転させるため、すなわち基板１２２をひっくり返すための方法が、図４に記載されている。

図２Ａは、一実施形態に係る、マルチステーション研磨システム１０１の概略的な等角図であり、本明細書に記載の方法を実施するために使用しうる基板ハンドリングシステム２００をさらに示している。図２Ａに示されるように、基板ハンドリングシステム２００は、一般に、ベイスン２０２と、基板ハンドラアセンブリ２３０と、アライメントステーション２６０と、を含む。ベイスン２０２は、壁２０４及びベース２０６を特徴とし、壁２０４及びベース２０６によって、複数の基板移送容器、例えばカセット２２０を収容するよう寸法設定された基板保持領域２０８が画定される。使用中に、ベイスン２０２は典型的に、脱イオン水といった流体２１０を含み、基板保持領域２０８内に配置された１つ以上のカセット２２０は流体２１０に浸されている。ここでは、流体２１０を使用して、処理工程間に研磨すべき基板及び研磨された基板を湿った状態で保ち、スタンドアロンのポストＣＭＰ（ｐｏｓｔ－ＣＭＰ）洗浄システム（図示せず）内でのポストＣＭＰ洗浄のために基板を取り出せるようになる前に基板上の研磨液が乾燥するのを防止する。１つ以上のカセット２２０が、ベイスン２０２の第１の長手方向の軸２１２に沿って整列している。ここで、各カセット２２０は、研磨システム１０１内での処理のために複数の基板１２２を保持するよう構成されている。例えば、直径２００ｍｍの基板を研磨するよう構成されたＣＭＰシステムの場合、各カセット２２０は典型的に、おおよそ２５個の基板を保持するよう構成されている。

基板ハンドラアセンブリ２３０は、ベイスン２０２の上方に配置された架線軌道２３２を含む。ここでは、架線軌道２３２は、ベイスン２０２の第１の軸２１２と実質的に平行な第２の軸２３４に沿って配向されている。１つ以上の実施形態において、架線軌道２３２を水平方向に配向することができ、すなわち、第２の軸２３４は重力の方向に対して直交している。基板ハンドラアセンブリ２３０は、ハウジング２３８の内部に少なくとも部分的に配置されたアーム２３６をさらに含み、ここでは、ハウジング２３８が、Ｚ方向に可動なアーム２３６を案内する。例えば、ここでは、アーム２３６は第３の軸２４０に沿って、ベイスン２０２に向かって及びベイスン２０２から離れる方向に移動することができ、ここで、第３の軸２４０は、架線軌道２３２の第２の軸２３４に対して直交している。アーム２３６はハウジング２３８に対して、第３の軸２４０に沿ってベイスン２０２に向かって及びベイスン２０２から離れる方向に伸びうる。１つ以上の実施形態において、アーム２３６が垂直方向に、すなわち、重力の方向に対して平行に配向されうる。

ここで、基板ハンドリングシステム２００は、リストアセンブリ２４４によってアーム２３６の第１の末端又は下端に結合されたエンドエフェクタ２４２をさらに含む。基板ハンドリングシステム２００は、エンドエフェクタ２４２とリストアセンブリ２４４との間に結合されたブレードマウント２４３及び回転アクチュエータ２４５をさらに含む。一実施形態において、エンドエフェクタ２４２は真空ブレードであり、基板ハンドリング表面、ここではその第１の表面２４２ａに形成されたポート２４６を有する。ポート２４６は、当該ポート２４６を介して真空圧を加えるための低圧ポンプ（図示せず）に流体的に結合している。真空圧は、エンドエフェクタ２４２の基板ハンドリング表面、ここでは第１の表面２４２ａが基板１２２の表面に近づけられ又は当該表面と接触したときに、基板１２２の表面に係合するために使用される。例えば、エンドエフェクタ２４２を基板保持領域２０８内へと下げて、カセット２２０のうちの１つで保持された基板１２２の近傍に配置することができる。このポジションにおいて、真空圧が、基板１２２の表面とエンドエフェクタ２４２の第１の側面２４２ａと係合させるために適用されうる。典型的に、基板１２２は、カセット２２０がベイスン２０２内に配置されているときには、カセット２２０内で実質的に垂直の向きで配置されており、ここで、実質的に垂直とは、重力の方向から約２０°の範囲内である。エンドエフェクタ２４２の第１の側面２４２ａは、典型的に基板１２２の表面に対して平行であり、これらの間の真空係合が容易になる。したがって、アーム２３６が上方にカセット２２０から離れる方向に持ち上げられたときには、エンドエフェクタ２４２と、エンドエフェクタ２４２と真空係合した基板１２２は、実質的に垂直な向きで配置されている。ここで、リストアセンブリ２４４は、単独で又はアーム２３６との組み合わせにおいて、エンドエフェクタ２４２に少なくとも１度の運動を提供する。この運動の度数は、アーム２３６がベイスン２０２に向かって又はベイスン２０２から離れる方向に延在するときにアーム２３６がもたらす垂直方向の平行移動（前述）、又は第２のアクチュエータ２５２によって提供されるアーム２３６の回転（後述）に加えてである。少なくとも１度の運動が、図２Ｂに概略的に示されている。

図２Ｂは、垂直方向又は実質的に垂直方向の配向から、水平方向の配向にエンドエフェクタ２４２を動かすために使用される移動の度数を示している。垂直方向又は実質的に垂直方向の配向は、カセット２２０との間で基板１２２を移送するため、及び／又は基板アライメントステーション２６０との間で基板１２２を移送するために使用される。水平方向の配向は、ペデスタル１５２に基板１２２を載置するため、又はペデスタル１５２から基板１２２を取り除くために使用される。例えば、図２Ｂでは、リストアセンブリ２４４は、第４の軸２４８周りでエンドエフェクタ２４２を移動させ、したがって、エンドエフェクタ２４２に固定された基板１２２を、第１の位置２４９ａと第２の位置２４９ｂの間で動かすよう構成されている。ここで、第４の軸２４８は、アーム２３６の第３の軸２４０に対して直交している。１つ以上の実施形態において、第４の軸２４８は水平方向に配向されうる。第１の位置２４９ａでは、エンドエフェクタ２４２の第１の側面２４２ａが、ベイスン２０２の第１の軸２１２及び／又は架線軌道２３２の第２の軸２３４に対して平行である。第２の位置２４９ｂでは、エンドエフェクタ２４２の第１の側面２４２ａが、アーム２３６の第３の軸２４０に対して平行であり、エンドエフェクタ２４２が、アーム２３６からベイスン２０２に向かって延在する。第２の位置２４９ｂにおいて、エンドエフェクタ２４２は、ベイスン２０２内へと下降するように位置決めされて、上述のように基板１２２と真空係合する。

ここで、回転アクチュエータ２４５は、単独で又はブレードマウント２４３との組み合わせにおいて、エンドエフェクタ２４２に少なくとも１度の運動を提供する。この運動の度数は、アーム２３６がベイスン２０２に向かって又はベイスン２０２から離れる方向に延在するときにアーム２３６がもたらす垂直方向の平行移動（前述）、又は第２のアクチュエータ２５２がもたらすアーム２３６の回転（後述）、又はリストアセンブリ２４４がもたらす第４の軸２４８周りのエンドイフェクタ２４２の運動（前述）に加えてである。少なくとも１度の運動が、図２Ｃ～図２Ｄに概略的に示される。図２Ｃ～図２Ｄは、図２Ｃに示す第１の向き２５１ａと、図２Ｄに示す第２の向き２５１ｂと、の間でエンドエフェクタ２４２を第５の軸２５３周りで回転又は旋回させるために使用される運動の度数を示している。ここで、第５の軸２５３は、リストアセンブリ２４４の第４の軸２４８に対して直交している。１つ以上の実施形態において、第５の軸２５３は垂直方向に配向されうる。ここで、回転アクチュエータ２４５は、エンドエフェクタ２４２を第５の軸２５３周りで約１８０°回転させて、エンドエフェクタの第１の側面２４２ａと第２の側面２４２ｂの向きを反転させるよう構成されている。例えば、第１の向き２５１ａでは、エンドエフェクタの第１の側面２４２ａが－Ｘ方向を向いており、エンドエフェクタの第２の側面２４２ｂが＋Ｘ方向を向いている。しかしながら、第２の向き２５１ｂでは、エンドエフェクタ２４２の向きが反転しており、これにより、エンドエフェクタの第１の側面２４２ａが＋Ｘ方向を向いており、エンドエフェクタの第２の側面２４２ｂが－Ｘ方向を向いている。いくつかの他の実施形態において、回転アクチュエータ２４５が、エンドエフェクタ２４２を第５の軸２５３周りで約１８０°以上、例えば約１８０°～約３６０°回転又は旋回させるよう構成されうる。いくつかの実施形態において、回転アクチュエータ２４５は、エンドエフェクタ２４２を時計回りに、反時計回りに、又はその両方で回転又は旋回させることができる。

ここで、基板ハンドラアセンブリ２３０は、アーム２３６を架線軌道２３２に沿って移動させるための第１のアクチュエータ２５０をさらに含む。典型的に、基板ハンドラアセンブリ２３０は、アーム２３６を第３の軸２４０周りで回転させて基板キャリアローディングステーション１０３のペデスタル１５２に基板１２２を載置するのを容易にするための、駆動アセンブリといった第２のアクチュエータ２５２を含む。いくつかの実施形態において、第２のアクチュエータ２５２が、当該第２のアクチュエータ２５２が架線軌道２３２に沿ってアーム２３６と共に移動するように、第１のアクチュエータ２５０に接続されている。

アライメントステーション２６０は、複数のカセット２２０と位置合わせされた状態で、第１の軸２１２に沿ってベイスン２０２内に配置されている。アライメントステーション２６０は、エンドエフェクタ２４２及びこれにより基板１２２が第２の位置２４９ｂで配置されたときには、エンドエフェクタ２４２から基板１２２を受け取るよう配置され配向されている。ここで、アライメントステーション２６０は、流体２１０中に浸された状態で、基板保持領域２０８内に配置されている。代替的に、アライメントステーション２６０は、基板保持領域２０８の外に配置されうる。アライメントステーション２６０は、図４の方法４００を促進するため基板１２２を一時的に保持するために使用される。例えば、ここではアライメントステーション２６０は、第１の表面１２２ａの研磨と、第２の表面１２２ｂの研磨と、の合間に基板の向きを反転させ又は基板をひっくり返すのを支援するために使用される。基板の向きを反転させ又は基板をひっくり返すことは、典型的に、第１の向き２５１ａに配置されたエンドエフェクタ２４２を使用してアライメントステーション２６０に基板を配置することと、基板１２２の第１の表面１２２ａ又は第２の表面１２２ｂをエンドエフェクタ２４２から離すことと、エンドエフェクタ２４２を第５の軸２５３周りで１８０°回転又は旋回させて、第２の向きでエンドエフェクタを配置することと、その後、エンドエフェクタ２４２によって、基板１２２の反対側の表面（１２２ａ又は１２２ｂ）に再係合することと、を含む。

図３は、一実施形態に係る、図２の基板ハンドリングシステム２００と共に使用しうる基板アライメントステーション２６０の概略的な側方断面図である。図３に示すように、アライメントステーション２６０は、エンドフランジ２６４を有するフレーム２６２を含む。フレーム２６２は、基板を直立した向きで及び／又は実質的に垂直の向きで支持するよう成形されている。フレーム２６２は、基板１２２を支持するようその下端が閉じている。フレーム２６２は、その上端が開いており、基板１２２を上方からフレーム２６２に挿入し及びフレーム２６２から取り出せるようになっている。エンドフランジ２６４は、フレーム２６２の外縁部を囲んでいる。エンドフランジ２６４が、実際には基板１２２を把持することなく、基板１２２を直立した向きで支持するよう構成されていることが分かるであろう。したがって、エンドフランジ２６４は、基板１２２の端面を支持するよう構成されている。代替的に、フレーム２６２はその下端に、基板１２２を収容するためのスロットを含んでよく、エンドフランジ２６４を省くことができる。いくつかの他の実施形態において、フレーム２６２及び／又はエンドフランジ２６４がより短くてよく、例えば、基板１２２の下４分の３程度又はそれ以下、基板１２２の下半分程度又はそれ以下、基板１２２の下４分の１程度又はそれ以下を包む。いくつかの実施形態において、アライメントステーション２６０を（例えば、基板保持領域２０８内で）基板ハンドリングシステム２００に付けるために、フレーム２６２がベース２６６に取り付けられうる。

図４は、一実施形態に係る、基板１２２を処理する方法４００を示す図である。図５Ａ～図５Ｅは、一実施形態に係る図４の方法４００の態様を説明するために使用される。いくつかの実施形態において、方法４００の１つ以上の動作が、システムコントローラ１３６のコンピュータ可読媒体に、命令として格納されている。方法４００は、おおまかに、基板１２２の第１の表面１２２ａを研磨することと、基板ハンドリングシステム２００を使用して基板１２２の向きを反転させること、すなわち基板１２２をひっくり返すことと、基板１２２の第２の表面１２２ｂを研磨することと、を含む。有利に、方法４００は、基板１２２を研磨システム１０１から取り外すことなく実施される。

動作４０２において、方法４００は、複数の研磨パッド１０６のうちの１つに基板１２２の第１の表面１２２ａを押し付けることを含み、複数の研磨パッド１０６が、複数の回転可能な研磨プラテン１０２の対応する研磨プラテンに載置されている。研磨パッド１０６に基板１２２の第１の表面１２２ａを押し付ける様子が、図５Ａに示されている。ここで、上記押し付ける間、基板キャリア１１０は、基板１２２の第２の（反対側の）表面１２２ｂと係合しており、例えば、第２の表面１２２ｂは膜１１７と接触している。

動作４０４において、方法４００は、エンドエフェクタ２４２の第１の側面２４２ａを使用して、基板キャリアローディングステーション１０３から、基板保持領域２０８内に配置された基板カセット２２０へと基板１２２を移送することを含む。ここで、エンドエフェクタ２４２の第１の側面２４２ａは、基板１２２の第２の表面１２２ｂと係合する。エンドエフェクタ２４２は、第１の側面２４２ａとは反対側を向く第２の側面２４２ｂを有する。図５Ｂは、基板１２２が基板カセット２２０へと移送される様子を示している。

動作４０４において、基板キャリアローディングステーション１０３から基板カセット２２０へと基板１２２を移送することは、典型的に、エンドエフェクタ２４２と、ペデスタル１５２に載置された基板１２２と、を係合させることを含む。ペデスタルに基板１２２を載置するために、基板１２２が、基板キャリア１１０から基板キャリアローディングステーション１０３のロードカップ１５０へと移送される（図１Ｃ）。ここで、基板キャリア１１０がキャリッジ軸Ｃ周りに動かされて、基板キャリア１１０が、基板キャリアローディングステーション１０３の上に配置される。ペデスタル１５２と基板キャリア１１０の一方が動かされ又はこれらの両方が互いに対して相対的に動かされて、これらの間で基板１２２が移送される。例えば、ここでは、基板１２２の第１の表面１２２ａが、ペデスタル１５２と接触させられ、基板１２２の第２の表面１２２ｂが基板キャリア１１０から外れることでペデスタル１５２と移送される。その後、エンドエフェクタ２４２による基板１２２へのアクセスを容易にするために、ロードカップ１５０と基板キャリア１１０の一方が動かされ又は両方が互いに対して相対的に動かされて、基板１２２と基板キャリア１１０の間に間隙が形成される。

エンドエフェクタ２４２を基板１２２と係合させることは、アーム２３６を第３の軸２４０周りで回転させ、ほぼ水平方向の位置で配置されたエンドエフェクタ２４２を動かして、基板キャリア１１０と、基板１２２が載置されたペデスタル１５０と、間の間隙に入れることを含む。その後、エンドエフェクタ２４２と、ペデスタル１５２及びそこに配置された基板１２２と、の一方が動かされ又はこれらの両方が互いに対して、即ち互いに向かって動かされて、基板１２２の第２の表面１２２ｂが、エンドエフェクタ２４２の第１の側面２４２ａと接触させられる。

エンドエフェクタ２４２と基板１２２とを係合させた後に、アーム２３６が第３の軸２４０周りで回転させられ、エンドエフェクタ２４２及びそれと係合した基板１２２を、第１の位置２４９ａへと動かす（図２Ａは、基板１２２がエンドエフェクタ上に配置されていない第１の位置２４９ａを示している）。第１の位置２４９ａでは、エンドエフェクタ２４２及び基板１２２が、基板保持領域２０８の上方に配置されている。典型的に、アーム２３６が架線軌道２３２に沿って動かされ、エンドエフェクタ２４２及びこれにより、エンドエフェクタ２４２と係合した基板１２２を、カセット２２０の所望の「開（ｏｐｅｎ）」位置の上に、すなわち、基板１２２をそこに移送するためのカセット２２０内の所望のスロットがある位置の上に配置する。基板１２２をカセット２２０内の所望の開位置と位置合わせすることは、エンドエフェクタ２４２及び基板１２２が下げられて基板保持領域２０８内に配置されるように、リストアセンブリ２４４の第４の軸２４８周りでエンドエフェクタ２４２を動かして第２の位置２４９ｂにすることをさらに含む。基板１２２が一旦所望の開位置と位置合わせされると、アーム２３６が第３の軸２４０に沿ってカセット２２０に向かって伸び、基板１２２をその中に配置する。基板１２２が、カセット２２０内の所望の開口内に配置されると、基板１２２とエンドエフェクタ２４２との間の真空を解除することで基板１２２がエンドエフェクタ２４２から外れ、アーム２３６を上方に後退させることで、エンドエフェクタ２４２がカセットから取り除かれる。

動作４０６において、方法４００は、エンドエフェクタ２４２の第１の側面２４２ａを使用して、基板カセット２２０から基板アライメントステーション２６０へと基板１２２を移送することを含む。ここで、移送中にエンドエフェクタ２４２の第１の表面２４２ａは、基板１２２の第２の表面１２２ｂに係合する。

動作４０６において、基板カセット２２０から基板アライメントステーション２６０へと基板１２２を移送することは、典型的に、エンドエフェクタ２４２と、基板カセット２２０内に配置された基板１２２と、を係合させることを含む（図５Ｂ参照）。ここで、基板１２２の第１の表面１２２ａは、電子デバイスが製造されるデバイス側の表面であり、第２の表面１２２ｂは、デバイス側ではない表面、すなわち裏側の表面である。一般に、基板カセット２２０から基板１２２を取り出すとき及び基板カセット２２０に基板を戻すときには、エンドエフェクタ２４２は、第２の表面１２２ｂにのみ係合して、基板ハンドリングが誘発する欠陥、例えば、デバイス側の表面のすり傷を回避する。２つの基板表面の連続的な研磨を促進するため基板１２２の向きを反転させることは、エンドエフェクタ２４２を各表面と係合させることを必要とする。したがって、デバイス側ではない表面、又は第２の表面１２２ｂが典型的に最初に研磨され、これにより、エンドエフェクタ２４２により第１の表面１２２ａに引き起こされるどのような表面損傷も、第１の表面１２２ａの研磨中に排除することが可能である。

一般に、基板カセット２２０は、当該基板１２２が－ｘ方向に垂直に対して約３°から約５°まで傾くように、ベイスン２０２内に着座している。図５Ｂに示すように、基板１２２の第１の表面１２２ａは、＋ｘ方向を向いており、基板１２２の第２の表面１２２ｂは－ｘ方向を向いている。したがって、基板１２２は、－ｘ方向に向く側である第２の表面１２２ｂからピックアップされる。基板カセット２２０内で基板１２２の第２の表面１２２ｂに係合した後で、アーム２３６が、第３の軸２４０に沿ってカセット２２０から離れるように後退する。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタ２４２が、回転アクチュエータ２４５を使用して、第５の軸２５３周りで回転又は旋回させられ、第２の向き２５１ｂ（図２Ｄ）から第１の向き２５１ａ（図２Ｃ）になる。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタ２４２を第５の軸２５３周りで回転させる前に、エンドエフェクタ２４２が、リストアセンブリ２４４を使用して第４の軸２４８周りに動かされ、第１の位置２４９ａと第２位置２４９ｂ（図２Ｂ）の間の中間位置にくる。ここで、アーム２３６が架線軌道２３２に沿って動かされ、アーム２３６が、基板アライメントステーション２６０の上に配置され、従って基板１２２が基板アライメントステーション２６０と位置合わせされる。その後アーム２３６が、図５Ｃに示すように、第３の軸２４０に沿って基板アライメントステーション２６０に向かって伸ばされ、基板１２２がフレーム２６２内に配置される。この位置において、エンドエフェクタ２４２の第１の側面２４２ａは、基板１２２の第２の表面１２２ｂの方を向いている。基板１２２が一旦フレーム２６２内に配置されると、エンドエフェクタ２４２の第１の側面２４２ａが基板１２２から外れ、アーム２３６が架線軌道２３２に向かって上方へと後退する。

いくつかの実施形態において、例えば基板１２２の第１の表面１２２ａが研磨されるときには、基板１２２は、当該基板１２２を基板カセット２２０に移送せずに、エンドエフェクタ２４２の第１の側面２４２ａを使用して、基板キャリアローディングステーション１０３から基板アライメントステーション２６０へと移送される。

動作４０８において、方法４００は、エンドエフェクタ２４２の第１の側面２４２ａを使用して、基板アライメントステーション２６０から基板キャリアローディングステーション１０３へと基板１２２を移送することを含む。ここで、基板アライメントステーション２６０から基板キャリアローディングステーション１０３へと基板１２２を移送することは、移送中にエンドエフェクタ２４２の第１の側面２４２ａが基板１２２の第１の表面１２２ａと係合するように、基板１２２に対してエンドエフェクタ２４２の向きを変えることを含む。図５Ｄは、第２の向き２５１ｂ（図２Ｄ参照）で配置されたエンドエフェクタ２４２を示しており、ここでは、第１の側面２４２ａが基板１２２の第１の表面１２２ａに係合している。エンドエフェクタ２４２の第１の側面２４２ａと基板１２２の第１の表面１２２ａとを係合させることで、第２の表面１２２ｂが「下向き（ｆａｃｅｄｏｗｎ）」になった状態で、基板１２２をペデスタル１５２（図１Ｃ）に載置することが容易になる。

典型的に、動作４０６（図５Ｃ参照）において基板１２２からエンドエフェクタ２４２を外した後に、アーム２３６が基板アライメントステーション２６０から離れるように動かされ、エンドエフェクタ２４２と、基板アライメントステーション２６０及び／又はそこに配置された基板１２２と、の間に空隙がもたらされる。いくつかの実施形態において、アーム２３６を第３の軸２４０に沿って後退させて、エンドエフェクタ２４２と基板１２２との間に空隙をもたらすことができる。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタ２４２が、回転アクチュエータ２４５を使用して、第５の軸２５３周りで回転又は旋回させられ、第１の向き２５１ａ（図２Ｃ）から第２の向き２５１ｂ（図２Ｄ）になる。いくつかの他の実施形態において、エンドエフェクタ２４２の向きを変えることは、アーム２３６を第３の軸２４０周りで回転又は旋回させて、第１の向き２５１ａ（図２Ｃ）と第２の向き２５１ｂ（図２Ｄ）との間でエンドエフェクタ２４２を動かすことを含む。いくつかの実施形態において、アーム２３６が、第３の軸２４０周りに約１８０°回転又は旋回させられ、これにより、エンドエフェクタ２４２の第１の側面２４２ａが、基板１２２の第２の表面１２２ｂとは反対側の方向に向く。いくつかの実施形態において、アーム２３６が、約１８０°以上、例えば約１８０°から約３６０°まで回転させられる。いくつかの他の実施形態において、アーム２３６が時計周りに、反時計周りに、又はその両方に回転させられる。いくつかの実施形態において、第３の軸２４０に対するアーム２３６の第２の向きは、第３の軸２４０に対するアーム２３６の第１の向きとは反対である。

ここで、動作４０８は、エンドエフェクタ２４２が基板アライメントステーション２６０の上を通過するまで、アーム２３６を架線軌道２３２の第２の軸２３４に沿って動かすことを含む。この位置において、第２の向き２５１ｂで配置されたエンドエフェクタ２４２の第１の側面２４２ａは、基板１２２の第１の表面１２２ａの方を向いている（図５Ｄ参照）。第１の向き２５１ａから第２の向き２５１ｂにエンドエフェクタの向きを変える前、当該エンドエフェクタの向きを変えた後、又は当該エンドエフェクタの向きを変えるのと同時に、アーム２３６が第２の軸２３４に沿って動かされうる。動作４０８は、第３の軸２４０に沿ってアーム２３４を伸ばして、基板１２２の第１の表面１２２ａと係合するためにエンドエフェクタ２４２を配置することと、エンドエフェクタ２４２と基板１２２の第１の表面１２２ａとを係合させることと、を含む。

この位置から、基板１２２を基板キャリアローディングステーション１０３へと移送することは、動作４０４を逆の順序で実施することを含む。ここでは、エンドエフェクタ２４２の第１の側面２４２ａが、基板１２２の第１の表面１２２ａに係合する。したがって、エンドエフェクタ２４２が基板キャリアローディングステーション１０３の近傍にあるときには、基板の第２の表面１２２ｂが下向きになっており、これにより、ロードカップ１５０のペデスタル１５２が、基板１２２の第２の表面１２２ｂに係合し、基板キャリア１１０が基板１２２の第１の表面１２２ａに係合する。したがって、基板キャリア１１０がキャリッジ軸Ｃ周りに動いて研磨パッド１０６の上に基板キャリア１１０を配置したときには、基板１２２の第２の表面１２２ｂが、図５Ｅに示すように、研磨パッド１０６の方を向いている。

図５Ｅは、研磨ステーション１００ａの概略的な側面図であり、動作４１０を示している。動作４１０において、方法４００は、複数の研磨パッド１０６のうちの１つに基板１２２の第２の表面１２２ｂを押し付けることを含む。ここで、上記押し付ける間、基板キャリア１１０は、基板１２２の第１の表面１２２ａと係合しており、例えば、第１の表面１２２ａが膜１１７と接触している。

有利に、方法４００は、処理システムから基板を取り出すことなく、基板の両面の連続的な片面ＣＭＰ処理の間に、ＳｉＣ基板の向きをその基板ホルダ内で反転させるために使用されうる。したがって、方法４００は望ましくは、処理中の望まれないエラー及び遅延、並びにそれに関連する基板処理コストの対応する増大を低減及び／又は解消する。

図６Ａは、図２Ａに示したマルチステーション研磨システムの基板ハンドラアセンブリ２００の代わりとなりうる例示的な基板ハンドラアセンブリ６３０の等角図である。基板ハンドラアセンブリ６３０は、おおまかに、架線軌道６３２と、ハウジング６３８と、エンドエフェクタ６４２と、第１のアクチュエータ６５０及び第２のアクチュエータ６５２と、を含む。ここで、架線軌道６３２は、第２の軸２３４に沿って配向された第１のレール６３２ａ及び第２のレール６３２ｂを含む。キャリッジアセンブリ６３９が、第１のレール６３２ａ及び第２のレール６３２ｂに沿って可動である。ハウジング６３８は、キャリッジアセンブリ６３９のベースに結合されており、当該ベースと共に移動可能である。キャリッジアセンブリ６３９は、アーム（図示せず）がその中に配置されたハウジング６３８を第３の軸２４０周りで回転させるための第２のアクチュエータ６５２を含む。ここで、第１のアクチュエータ６５０は、架線軌道６３２の第１のレール６３２ａと第２のレール６３２ｂの間に配置されている。第１のアクチュエータ６５０は、第１レール６３２ａに沿って移動するベルト６５１を駆動する。ベルト６５１は、キャリッジアセンブリ６３９を第１のレール６３２ａ及び第２のレール６３２ｂに沿って移動させるために、キャリッジアセンブリ６３９に結合されている。エンドエフェクタ６４２が、アーム（図示せず）及びリストアセンブリ６４４を介してハウジング６３８に結合されている。

図６Ｂは、エンドエフェクタ６４２を含む図６Ａの部分の拡大等角図である。ここで、エンドエフェクタ６４２は、第１の側面６４２ａ（上向きで図示）を有する真空ブレードである。ブレードマウント６４３が、エンドエフェクタ６４２をリストアセンブリ６４４に結合する。ブレードマウント６４３は、エンドエフェクタ６４２の第２の側面６４２ｂに形成されたポート（図示せず）に真空圧を供給するためのコネクタ６４３ａを含む。回転アクチュエータ６４５が、ブレードマウント６４３とリストアセンブリ６４４の間に結合されている。回転アクチュエータ６４５は、第１の向き２５１ａと第２の向き２５１ｂとの間の、第５の軸２５３周りのエンドエフェクタエンドエフェクタ６４２の回転を駆動する（図２Ｃ～図２Ｄ）。回転アクチュエータ６４５は、第５の軸２５３周りのエンドエフェクタエンドエフェクタ６４２の回転を駆動するための複数の、ここでは一対の空気圧コネクタ６４５ａを含む。

ここで、マッパ６４７が、エンドエフェクタ６４２に対して概ね直交する向きで配置されたアームに結合されている。典型的に、アームは、当該アームとエンドエフェクタ６４２の双方が第４の軸２４８周りに動く間、エンドエフェクタ６４２との関係において概ね直交する配向を維持する。マッパ６４７は、複数の基板１２２を追跡するために使用しうる１つ以上のセンサ６４７ａを含む。マッパ６４７の感知機能は、１つ以上のカセット２２０内で各基板１２２を位置決めすることと、１つ以上のカセット２２０内の各基板１２２に付番することと、１つ以上のカセット２２０内の各基板１２２の位置をシステムコントローラ１３６のメモリに格納することと、処理中ずっと各基板１２２を追跡することと、１つ以上のカセット２２０内のそれぞれの位置に各基板１２２を返すことと、のうちの１つ以上を行うために、システムコントローラ１３６と組み合わせて使用されうる。ここでは、マッパ６４７は回転アクチュエータ６４５と一体であり、これにより、回転アクチュエータ６４５とマッパ６４７とは固定の相対位置を有する。回転アクチュエータ６４５とマッパ６４７が一体的に形成された実施形態では、マッパ６４７の感知の再現性が改善される。いくつかの他の実施形態において、マッパ６４７が、アーム６３８、架線軌道６３２、又は基板ハンドラアセンブリ６３０の他の構成要素に結合されている。

図６Ｃは、図６Ｂのセクション線６－６’に沿った例示的な回転アクチュエータ６４５の拡大断面図である。図６Ｄは、図６Ｃの回転アクチュエータ６４５の等角図である。回転アクチュエータ６４５は、軸受ハウジング６４５ｂと、その中に配置された軸受６４５ｃと、を含む。軸受６４５ｃは、軸受ハウジング６４５ｂとブレードマウント６４３の軸受シャフト６４３ｂとの間に配置されている。エンドエフェクタ６４２が結合されている回転アクチュエータ６４５は、空気圧コネクタ６４５ａの対のうちの第１の空気圧コネクタ６４５ａを使用して、第１の方向に回転させられる。回転アクチュエータ６４５は、空気圧コネクタ６４５ａの対のうちの第２の空気圧コネクタ６４５ａを使用して、第２の反対方向に回転させられる。回転アクチュエータ６４５は、回転アクチュエータ６４５及びそれに取り付けられたエンドエフェクタ６４２の位置を感知するための１つ以上のセンサ６４５ｄを含む。いくつかの実施形態において、センサ６４５ｄが、磁気ベースの近接センサ、例えばホール効果センサである。センサ６４５ｄは、エンドエフェクタ６４２が所望の位置まで回転したかどうか、例えばひっくり返されたかどうかを示すよう構成されている。いくつかの実施形態において、コネクタ６４５ａの対に接続された空気圧システムにおける空気圧の急激な低下又は急激な増加が、回転アクチュエータ６４５の回転に問題があることを示す。

上記の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって規定される。

Claims

基板研磨システムであって、
基板アライメントステーションと、
回転可能な研磨プラテンをそれぞれが含む複数の研磨ステーションと、
基板キャリアローディングステーションと、
第１の側面と、前記第１の側面とは反対側の第２の側面と、を有するエンドエフェクタを含む基板ハンドラと、
基板処理方法のための命令が格納されたコンピュータ可読媒体であって、前記方法が順に、
（ａ）複数の研磨パッドのうちの１つに基板の第１の表面を押し付けることであって、前記複数の研磨パッドが、複数の前記回転可能な研磨プラテンの対応する研磨プラテンに載置されている、基板の第１の表面を押し付けること、
（ｂ）前記エンドエフェクタの前記第１の側面を使用して、前記基板キャリアローディングステーションから前記基板アライメントステーションへと前記基板を移送すること、
（ｃ）前記エンドエフェクタの前記第１の側面を使用して、前記基板アライメントステーションから前記基板キャリアローディングステーションへと前記基板を移送すること、及び
（ｄ）前記複数の研磨パッドのうちの１つに前記基板の第２の表面を押し付けることを含む、コンピュータ可読媒体と、
を備えた、基板研磨システム。
前記基板ハンドラが、前記基板アライメントステーションと、基板保持領域内に配置された基板カセットと、の間を架線軌道に沿って移動可動なアームをさらに備え、前記エンドエフェクタが前記アームに回転可能に結合されている、請求項１に記載のシステム。
前記架線軌道が、前記基板保持領域を画定するベイスンの第１の長手方向の軸と揃えられており、前記エンドエフェクタが、前記第１の軸と実質的に直交する第２の軸の周りで回転可能である、請求項２に記載のシステム。
（ｂ）前記基板キャリアローディングステーションから前記基板アライメントステーションへと前記基板を移送することが、前記エンドエフェクタを前記基板の前記第２の表面と係合させることを含み、（ｃ）前記基板アライメントステーションから前記基板キャリアローディングステーションへと前記基板を移送することが、
前記エンドエフェクタを前記第２の軸周りで約１８０度回転させることと、
回転後に、前記エンドエフェクタの前記第１の側面と前記基板の前記第１の表面とを係合させることと、
を含む、請求項３に記載のシステム。
前記基板ハンドラが、前記エンドエフェクタを前記アームに対して前記第２の軸周りで回転させるよう構成されたリストアセンブリをさらに備える、請求項４に記載のシステム。
前記エンドエフェクタを前記第２の軸周りで約１８０度回転させることで、前記エンドエフェクタの前記第１の側面と前記第２の側面の向きが反転する、請求項４に記載のシステム。
前記基板キャリアローディングステーションがロードカップを備え、前記方法が、
前記複数の研磨ステーションのうちの１つから前記ロードカップへと前記基板を移送することであって、前記基板の前記第１の表面が、当該移送の後に前記ロードカップに対して下向きになっている、前記基板を移送することと、
前記ロードカップから前記複数の研磨ステーションのうちの１つへと前記基板を移送することであって、前記基板の前記第２の表面が、当該移送の前に前記ロードカップに対して下向きになっている、前記基板を移送することと、
をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
基板を処理する方法であって、
（ａ）複数の研磨パッドのうちの１つに基板の第１の表面を押し付けることであって、前記複数の研磨パッドが、複数の回転可能な研磨プラテンの対応する研磨プラテンに載置されている、基板の第１の表面を押し付けることと、
（ｂ）エンドエフェクタの第１の側面を使用して、基板キャリアローディングステーションから基板アライメントステーションへと前記基板を移送することと、
（ｃ）前記エンドエフェクタの前記第１の側面を使用して、前記基板アライメントステーションから前記基板キャリアローディングステーションへと前記基板を移送することと、
（ｄ）前記複数の研磨プラテンのうちの１つに前記基板の第２の表面を押し付けることと、
を含む、方法。
前記エンドエフェクタがアームに回転可能に結合されており、前記方法が、前記アームを架線軌道に沿って記基板アライメントステーションと基板カセットとの間で動かすことをさらに含む、請求項８に記載の方法。
前記アームが前記架線軌道の第１の軸に沿って移動し、前記方法が、前記第１の軸に実質的に直交する第２の軸周りで前記エンドエフェクタを回転させることをさらに含む、請求項９に記載の方法。
（ｂ）前記基板キャリアローディングステーションから前記基板アライメントステーションへと前記基板を移送することが、前記エンドエフェクタを前記基板の前記第２の表面と係合させることを含み、（ｃ）前記基板アライメントステーションから前記基板キャリアローディングステーションへと前記基板を移送することが、
前記エンドエフェクタを前記第２の軸周りで約１８０度回転させることと、
回転後に、前記エンドエフェクタの前記第１の側面と前記基板の前記第１の表面とを係合させることと、
を含む、請求項１０に記載の方法。
前記エンドエフェクタが、リストアセンブリによって前記アームに回転可能に結合されており、前記エンドエフェクタを前記第２の軸周りで回転させることが、前記リストアセンブリを前記アームに対して回転させることを含む、請求項１１に記載の方法。
前記エンドエフェクタが、前記第１の側面とは反対側の第２の側面を有し、前記エンドエフェクタを前記第２の軸周りで約１８０度回転させることで、前記エンドエフェクタの前記第１の側面と前記第２の側面の向きが反転する、請求項１１に記載の方法。
前記基板キャリアローディングステーションがロードカップを備え、前記方法が、
複数の研磨ステーションのうちの１つから前記ロードカップへと前記基板を移送することであって、前記基板の前記第１の表面が、当該移送の後に前記ロードカップに対して下向きになっている、前記基板を移送することと、
前記ロードカップから前記複数の研磨ステーションのうちの１つへと前記基板を移送することであって、前記基板の前記第２の表面が、当該移送の前に前記ロードカップに対して下向きになっている、前記基板を移送することと、
をさらに含む、請求項８に記載の方法。
基板処理方法のための命令が格納されたコンピュータ可読媒体であって、前記方法が、
（ａ）複数の研磨パッドのうちの１つに基板の第１の表面を押し付けることであって、前記複数の研磨パッドが、複数の回転可能な研磨プラテンの対応する研磨プラテンに載置されている、基板の第１の表面を押し付けることと、
（ｂ）エンドエフェクタの第１の側面を使用して、基板キャリアローディングステーションから基板アライメントステーションへと前記基板を移送することと、
（ｃ）前記エンドエフェクタの前記第１の側面を使用して、前記基板アライメントステーションから前記基板キャリアローディングステーションへと前記基板を移送することと、
（ｄ）前記複数の研磨プラテンのうちの１つに前記基板の第２の表面を押し付けることと、
を含む、方法。
前記エンドエフェクタがアームに回転可能に結合されており、前記方法が、前記アームを架線軌道に沿って前記基板アライメントステーションと基板カセットとの間で動かすことをさらに含む、請求項１５に記載のコンピュータ可読媒体。
前記アームが前記架線軌道の第１の軸に沿って移動し、前記方法が、前記第１の軸に実質的に直交する第２の軸周りで前記エンドエフェクタを回転させることをさらに含む、請求項１６に記載のコンピュータ可読媒体。
（ｂ）前記基板キャリアローディングステーションから前記基板アライメントステーションへと前記基板を移送することが、前記エンドエフェクタを前記基板の前記第２の表面と係合させることを含み、（ｃ）前記基板アライメントステーションから前記基板キャリアローディングステーションへと前記基板を移送することが、
前記エンドエフェクタを前記第２の軸周りで約１８０度回転させることと、
回転後に、前記エンドエフェクタの前記第１の側面と前記基板の前記第１の表面とを係合させることと、
を含む、請求項１７に記載のコンピュータ可読媒体。
前記エンドエフェクタが、リストアセンブリによって前記アームに回転可能に結合されており、前記エンドエフェクタを前記第２の軸周りで回転させることが、前記リストアセンブリを前記アームに対して回転させることを含む、請求項１８に記載のコンピュータ可読媒体。
前記エンドエフェクタが、前記第１の側面とは反対側の第２の側面を有し、前記エンドエフェクタを前記第２の軸周りで約１８０度回転させることで、前記エンドエフェクタの前記第１の側面と前記第２の側面の向きが反転する、請求項１８に記載のコンピュータ可読媒体。