JP2613938B2 - ウェハー支持用のスパチュラ装置およびウェハーの配置方法 - Google Patents

ウェハー支持用のスパチュラ装置およびウェハーの配置方法

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明はウエハーの転送のための装置及び方法に関係
し、特に、所定の既知の位置にウエハーの中心を維持す
るためのウエハー転送用スパチユラ装置及びウエハーの
正確な配置方法に関する。
半導体ウエハー、または規格的な幾何学的形状または
その中心を通るいかなる線に関しても対称な形状を持た
ないあらゆる他の物品(article)の転送においても、
ウエハーを正確に配置するという点で問題が生ずる。例
えば、プラズマ・リアクタにウエハーを転送するとき
に、ウエハーがリアクタ内に正確に配置され従つてウエ
ハーのいかなる処理も、できるだけ均一に実行されると
いうことが重要である。もしもウエハーの中心が、リア
クタ内で、はずれている(off−center)場合には、ウ
エハー当りの良好なダイチツプ(ダイ,die)の歩留りは
時には著しく低下することになる。
困難さの1つの原因は、ウエハーの結晶学的な面方位
を支持するために用いられるウエハー上のフラツト(fl
at)部である。第1図において図示されたように、カセ
ツト(cassette)11は、ウエハー13のような、数多くの
ウエハーを含んでいる。ウエハー13はカセツトの中でフ
ラツト(flat)部分14をカセツトに向けないで載つてい
る。このように配置されることで、ウエハー13の中心15
は表示された位置を持つことになる。カセツト12はウエ
ハー16を収容している。この場合において、しかしなが
ら、ウエハー16のフラツト(flat)部分17はカセツト12
の内側部分に向かい、中心18は図示のように配置される
ことになる。中心15及び18の比較は、カセツトに対する
中心の配置間のオフセツト19を表示する。4インチウエ
ハーでは、このオフセツトは高々2.3mmの大きさにも達
することがありうる。(別々のカセツトを用い説明され
ているが、この問題は同じ単一のカセツト内のウエハー
位置の変化によるものともまた理解できる)。
従来の先行技術においては問題を解決するために数多
くの様々な機械装置が利用されてきた。一般的に、それ
らの装置では、フラツト(flat)部分を位置づけ、そし
てフラツト(flat)部分の所定の面方位へウエハーを回
転させることに力点が置かれ指向されてきた。これらの
機械装置は複雑であるばかりでなく、またウエハーを汚
染する可能性のある粒子(パーテイクル)の発生する傾
向もありうる。別の方法としては、ウエハーを所定の既
知の位置に転送するために複数のセンサ及びアクチユエ
ータを用いるということであつた。これもまた、複雑な
機構の機械装置となる。
上記のような観点から、本発明の目的の1つは、従つ
てウエハーの中心を反復可能に配置づけるための簡略化
された装置を提供することである。
本発明の別の目的の1つは、転送スパチユラ装置上で
ウエハーの中心を位置づける方法を提供することであ
る。
発明の要約 上記目的を達成するために、本発明の半導体ウエハー
支持用のスパチュラ装置は、所定の長さおよび厚みとウ
エハーの直径より狭い幅とを有する細長いブレードを備
え、該ブレードの長さが自由端と支持端とで終わってい
る、半導体ウエハー支持用のスパチュラ装置において、
前記ブレードの自由端に隣接するも離間された厚みの薄
い部分を備えるリセスであって、ブレードの幅を横切る
一対の弧を形成し、前記一対の弧が共通の中心と前記ウ
エハーの直径よりも僅かに大きい直径とを有する、リセ
スと、前記自由端のあぜであって、前記一対の弧と同じ
直径を有するも前記共通の中心から前記自由端に向かい
僅かに偏位した中心を有するあぜと、を備え、前記スパ
チュラ装置は、ウエハーを前記あぜに初めに係合し、か
つ、ウエハーを僅かに取り外すべくカセット内のウエハ
ー間に挿入でき、そして、前記ウエハーを前記リセス内
に支持すべくカセット内に再挿入できることを特徴とす
る。
ここで、前記ブレードの前記あぜにおける厚みは前記
所定の厚みよりも厚いことが好ましい。
また、前記ブレードの幅は前記半導体ウエハーの平坦
部よりも広いことが好ましい。
さらに、本発明のウエハーの配置方法は、ウエハーが
支持台に水平位置に静止し、スパチュラ装置が上向きの
リセスと該リセスの外側に段状の肩部を形成するあぜと
を有し、前記ウエハーをウエハー転送用の片持ち支持ス
パチュラ装置に正確に配置する方法であって、前記スパ
チュラ装置を前記ウエハーの下側に配置する工程と、前
記ウエハーを前記あぜに係合すべく前記スパチュラ装置
を第1の方向に動かす工程と、前記ウエハーを前記リセ
スの内側の縁部に接触させるべく前記スパチュラ装置を
前記第1の方向と反対の第2の方向に動かす工程と、前
記ウエハーを前記リセス内に着座させるべく前記スパチ
ュラ装置を上昇する工程と、前記ウエハーを前記支持台
から取り外すべく前記スパチュラ装置を前記ウエハーと
共に前記第1の方向に動かす工程と、を備えることを特
徴とする。
ここで、前記支持台は複数のウエハーを保持するカセ
ットを備え、前記配置する工程は前記スパチュラ装置を
前記カセット内のウエハー配置間に挿入する工程を備え
るのが好ましい。
実施例 前に説明したように、第1図は、カセット中のウエハ
ーの中心のシフト(変化)の比較を図示している。特
に、ウエハー16のフラツト(flat)部分17が図示された
ような方位にある時には、ウエハー16はカセツト12の中
でより低い位置にシフトする。さらに加えて、ウエハー
はカセツト12の中にしつかりと(tightly)保持されて
いないことから、ウエハーの中心のわずかな左右の横方
向への位置づれもまたある程度あるかもしれない。
第2図は、本発明に従うテーブル(platen)またはス
パチユラ装置の望ましい実施例を図示している。特に、
詳述すればスパチユラ装置20は、スパチユラ装置20のブ
レードの自由端に形成される主たるリセス(凹所)21を
含む。スパチユラ装置20は、図示されない適当な転送手
段に接続されるということは、当業技術者には理解され
る。リセス(凹所)21はスパチユラ装置20内において、
厚さの減少によつて形成され、曲線エツジ(curved edg
e)24及び26により囲まれ、その各々のエツジ(縁部)
は転送されるべきウエハーの半径より僅かに大きい半径
を持つている。例えば、スパチユラ装置20が100mmの直
径を有するウエハーの転送に使用される場合には、エツ
ジ24及び26の半径は50.25mmで構成されることが好まし
い。
スパチユラ装置20の装置の遠方の末端部分において、
2次的なシヨルダー(肩)22が主たるリセス(凹所)21
に隣接して形成されている。シヨルダー(肩)22は、片
側はエツジ24に、他側はエツジ25によつて囲まれてい
る。エツジ25はエツジ24と同半径よりなるのが好ましい
が、スパチユラ装置20の中心軸に沿つて変位していても
よい。肩(シヨルダー)22は両端より厚さが薄いスパチ
ユラ装置20の部分である点で、シヨルダー22もまた実際
にはリセス(凹所)である。スパチユラ装置20の最外周
辺部分はあぜ23よりなり、肩(シヨルダー)22及びリセ
ス(凹所)21より上に高く延在している。好ましい実施
例では、エツジ26は、エツジ24及び25の和と同一の高さ
であることから、従つて、第5図に関係してより充分に
説明されるように、ウエハーは主たるリセス(凹所)21
と整合している。
第1図に図示されたように、そして当業技術者らにと
つてよく知られているように、半導体ウエハーは、フラ
ツト(平坦)部分14及び17のような、少なくとも1つの
フラツト部分を持つ状態で供給され、ウエハーの結晶学
的面方位の表示を与えている。このようなフラツト(fl
at)部分は様々な幅を持つことが可能である。スパチユ
ラ装置20の幅は、転送されるべきウエハー上のフラツト
(flat)部分の幅より広いか、或いはまた、ウエハーが
1つ以上のフラツト(flat)部分を持つ場合には、ウエ
ハー上のフラツト(flat)部分の大きい方のものよりも
広い。このことはエツジ24,25,及び,26が、弦(chor
d)、即ち、フラツト(flat)部分に沿うのではなく、
その円周においてウエハーに係合するであろうというこ
とを確実に保証している。
第3図は本発明の方法の望ましい実施例に従う第1の
ステツプを図示しており、ここで、スパチユラ装置20
は、あぜ(ridge)23がウエハーの(カセットの外側か
ら見て)内側エッジに係合するようにカセットの中に挿
入されている。スパチュラ装置20はウエハーの間に挿入
され、それから、ウエハー30に係合するために表示され
た方向に移動される。
第4図において図示されるようにスパチユラ装置20は
それから、ウエハー30がエツジ25に係合するのを確実に
保証するために僅かばかり引き出される。
第5図に図示するようにスパチユラ装置20はそれか
ら、ウエハー30がスパチユラ装置20のエツジ26に係合す
るようにカセツトに再挿入される。これは、ウエハー30
がそれぞれ関係したスパチユラ装置20に対し適当に配置
されかつウエハー30の中心が所定の位置に存在すること
を確実に保証する。
第6図において図示されるように、スパチユラ装置20
はそれから、主たるリセス(凹所)21内にウエハー30を
置くために上昇(raise)される。スパチユラ装置20は
そこでカセツトより引き出され、ウエハーは次の位置へ
転送される。典型的には、これは処置チヤンバー(proc
essing chamber)をその構成要素として含み、その中で
は、ウエハーの表面の均一な処理を確実に保証するため
に、ウエハーを正確に配置することが重要である。この
ことは特に、リアクタがウエハーを1枚ずつ処理する状
態において特に重要である。
従つて、ウエハーを転送するための本発明及び改良さ
れたスパチユラ装置により、正確な配置を確実に保証
し、ウエハーの中心を正確に配置するための簡単化され
た技術(テクニツク)が提供された。本発明はこれらの
結果を、従来の先行技術の装置よりも非常に簡単な装置
で、また、従来の先行技術の装置より安価な装置で、達
成している。ウエハーはスパチユラ装置に沿い引きずら
れることなく、ウエハー周辺での軽い接触により、スパ
チユラ装置によりたんに徐々に静かに動かされることか
ら、粒子(パーテイクル)の発生は最少限に抑えられて
いる。ウエハーの運動(motion)は、カセツトからウエ
ハーを単純に取り除くために必要とされるのより、ただ
僅かだけ大きい。運動のこの僅かな増加は、粒子の著る
しい増加を発生させない。
このように発明は説明されたが、本発明の範囲内で様
々な変更修正が可能であるということは当業技術者には
明らかである。例えば、肩(ショルダー)22の位置およ
び本発明の結果を達成する後続の動作を逆にすることが
できる。エッジ24、25、及び26は同一半径及び円の弧を
具備することが非常に好ましいが、このような形状的特
徴の間のスペースがフラツト(flat)部分の寸法(サイ
ズ)よりもかなり小さい限りは、転送されるべきウエハ
ーの半径を近似する弧(arc)に存在する他の形状的特
徴を用いることもできるであろう。あぜ(ridge)23を
省略し、シヨルダー22をウエハーと高い摩擦係数を持つ
非摩耗(non−abrasive)材料、例えば、ポリイミドま
たはポリウレタンで作成することもできる。これは、第
3図から第6図のプロセスをより薄いスパチユラ装置で
実行することを可能にしている。
【図面の簡単な説明】
本発明をより完全に理解するためには、添付図面と関連
する以下の詳細な説明を考慮することによつて与えられ
るであろう。 第1図は、ウエハーカセツトの中のウエハーの中心の位
置の様々な変化を図示している。 第2図は、本発明に従うスパチユラ装置の上部表面及び
側面図を図示している。 第3図から第6図は、本発明に従つて、ウエハーを配置
する一連のステツプ順序を図示している。 11,12……カセツト、13,16,30……ウエハー、14,17……
フラツト(flat)部分、15,18……ウエハーの中心、19
……オフセツトシフト、20……スパチユラ装置、21……
初期(1次)的リセス(凹所)、22……2次的肩(シヨ
ルダー)、23……あぜ(ridge)、24,25、26……エツジ

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の長さおよび厚みとウエハーの直径よ
    り狭い幅とを有する細長いブレードを備え、該ブレード
    の長さが自由端と支持端とで終わっている、半導体ウエ
    ハー支持用のスパチュラ装置において、 前記ブレードの自由端に隣接するも離間された厚みの薄
    い部分を備えるリセスであって、ブレードの幅を横切る
    一対の弧を形成し、前記一対の弧が共通の中心と前記ウ
    エハーの直径よりも僅かに大きい直径とを有する、リセ
    スと、 前記自由端のあぜであって、前記一対の弧と同じ直径を
    有するも前記共通の中心から前記自由端に向かい僅かに
    偏位した中心を有するあぜと、を備え、 前記スパチュラ装置は、ウエハーを前記あぜに初めに係
    合し、かつ、ウエハーを僅かに取り外すべくカセット内
    のウエハー間に挿入でき、そして、前記ウエハーを前記
    リセス内に支持すべくカセット内に再挿入できることを
    特徴とする半導体ウエハー支持用のスパチュラ装置。
  2. 【請求項2】前記ブレードの前記あぜにおける厚みは前
    記所定の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項1に記
    載の半導体ウエハー支持用のスパチュラ装置。
  3. 【請求項3】前記ブレードの幅は前記半導体ウエハーの
    平坦部よりも広いことを特徴とする請求項1に記載の半
    導体ウエハー支持用のスパチュラ装置。
  4. 【請求項4】ウエハーが支持台に水平位置に静止し、ス
    パチュラ装置が上向きのリセスと該リセスの外側に段状
    の肩部を形成するあぜとを有し、前記ウエハーをウエハ
    ー転送用の片持ち支持スパチュラ装置に正確に配置する
    方法であって、 前記スパチュラ装置を前記ウエハーの下側に配置する工
    程と、 前記ウエハーを前記あぜに係合すべく前記スパチュラ装
    置を第1の方向に動かす工程と、 前記ウエハーを前記リセスの内側の縁部に接触させるべ
    く前記スパチュラ装置を前記第1の方向と反対の第2の
    方向に動かす工程と、 前記ウエハーを前記リセス内に着座させるべく前記スパ
    チュラ装置を上昇する工程と、 前記ウエハーを前記支持台から取り外すべく前記スパチ
    ュラ装置を前記ウエハーと共に前記第1の方向に動かす
    工程と、 を備えることを特徴とするウエハーの配置方法。
  5. 【請求項5】前記支持台は複数のウエハーを保持するカ
    セットを備え、前記配置する工程は前記スパチュラ装置
    を前記カセット内のウエハー配置間に挿入する工程を備
    えることを特徴とする請求項4に記載のウエハーの配置
    方法。
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