JP6816132B2 - Wafer plate and mask equipment for substrate manufacturing - Google Patents

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Description

本願は、太陽電池、フラットパネルディスプレイ、タッチスクリーンなどの製造に用いられるシステムなどの、真空処理用システムに関する。 The present application relates to vacuum processing systems such as systems used in the manufacture of solar cells, flat panel displays, touch screens and the like.

半導体IC、太陽電池、タッチスクリーンなどの製造の、様々なシステムが当該技術分野において知られている。これらのシステムの工程は真空で行われ、例えば物理気相成長(PVD)、化学気相成長(CVD)、イオン注入、エッチングなどを含むものである。このようなシステムに用いられる基本的な方法には、単一基板処理またはバッチ処理の2つがある。単一ウエハ処理では、処理時に単一の基板のみがチャンバ内に存在する。バッチ処理では、処理時に複数の基板がチャンバ内に存在する。単一基板処理は、チャンバ内部の処理と、基板に形成された膜または構造との高レベルの制御が可能であるが、スループットが比較的低いものとなる。一方、バッチ処理は、処理条件と得られる膜または構造とに対して制御性が低くなるが、スループットがはるかに高いものとなる。 Various systems for manufacturing semiconductor ICs, solar cells, touch screens and the like are known in the art. The steps in these systems are performed in vacuum and include, for example, physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), ion implantation, etching and the like. There are two basic methods used in such systems: single substrate processing or batch processing. In single wafer processing, only a single substrate is present in the chamber during processing. In batch processing, multiple substrates are present in the chamber during processing. Single substrate processing allows a high level of control between the processing inside the chamber and the membrane or structure formed on the substrate, but with relatively low throughput. On the other hand, batch processing has less control over the processing conditions and the resulting film or structure, but has much higher throughput.

太陽電池、タッチパネルなどの製造システムに使用される処理などのバッチ処理は、一般的に、n×m基板の2次元アレイ状に配置した基板を搬送して製造することによってなされる。例として、Roth&Rau社によって開発された太陽電池製造用のPECVDシステムは、2005年に報告された1200ウエハ/時間のスループットで5×5ウエハのトレイを使用する。しかしながら、その他のシステムでは、6×6、7×7、8×8、さらにより多数の2次元アレイウエハを備えるトレイが使用される。2次元アレイウエハのトレイの使用でスループットが増加するが、そのような大きなトレイの取扱いおよびロード・アンロード操作が複雑になる。 Batch processing such as processing used in manufacturing systems such as solar cells and touch panels is generally performed by transporting and manufacturing substrates arranged in a two-dimensional array of n × m substrates. As an example, the PECVD system for solar cell manufacturing developed by Roth & Rau uses a tray of 5x5 wafers with a throughput of 1200 wafers / hour reported in 2005. However, other systems use trays with 6x6, 7x7, 8x8, and even more 2D array wafers. The use of trays for 2D array wafers increases throughput, but complicates the handling and loading / unloading operations of such large trays.

一部の工程では、被処理基板に対して、例えばRFまたは直流電位などのバイアスを印加する必要がある。しかし、バッチシステムは、基板とともに移動するトレイを使用するので、バイアスを印加することは困難である。 In some steps, it is necessary to apply a bias such as RF or DC potential to the substrate to be processed. However, it is difficult to apply a bias because the batch system uses trays that move with the substrate.

また、一部の工程は基板を水平に保持しながら行われる一方、一部の工程は基板が垂直に保持されることが有利であり得る。しかしながら、基板を垂直にロード・アンロードすることは、基板を水平にロード・アンロードする場合と比較して複雑である。 Further, while some steps are performed while holding the substrate horizontally, it may be advantageous for some steps to hold the substrate vertically. However, loading and unloading the board vertically is more complicated than loading and unloading the board horizontally.

一部の工程では、特定の製造処理から基板の一部が遮蔽されるようにマスクを使用する必要がある。例えば、電池のシャントを防止するために、マスクはコンタクトの形成またはエッジの除外に用いられてもよい。すなわち、電池の表裏面側にコンタクトを有する場合、コンタクトを形成するための材料はウエハのエッジに堆積され、表裏面のコンタクトをシャントさせる可能性がある。そのため、少なくとも表面または裏面のコンタクトを製造するときに、マスクで電池のエッジを除外することが望ましい。 Some steps require the use of masks to shield parts of the substrate from certain manufacturing processes. For example, to prevent battery shunting, masks may be used to form contacts or exclude edges. That is, when the battery has contacts on the front and back sides, the material for forming the contacts may be deposited on the edge of the wafer to shunt the front and back contacts. Therefore, it is desirable to exclude the edges of the battery with a mask, at least when manufacturing front or back contacts.

他の態様では、シリコン太陽電池を製造する場合、ブランケット金属(blanket metal)を裏面に堆積して光反射体や電気導体として機能させることが望ましい。その金属は一般的にアルミニウムであるが、ブランケット金属は、例えばコスト、導電率、はんだ付け性などのような複数の理由から用いられる任意の金属であってもよい。堆積膜厚は、例えば約10nmと非常に薄くてもよく、例えば2μm〜3μmまでと非常に厚くてもよい。しかし、ブランケット金属がシリコンウエハのエッジに回り込むことは、太陽電池の表面と裏面との間の抵抗性接続、すなわち、シャントを発生させるので、防止される必要がある。この接続を防止するために、ウエハの裏側エッジに除外領域が設けられる。その除外領域の典型的なサイズは、幅2mm未満であるが、その除外領域をできるだけ薄くすることが好ましい。 In another aspect, when manufacturing a silicon solar cell, it is desirable to deposit a blanket metal on the back surface to function as a light reflector or an electrical conductor. The metal is generally aluminum, but the blanket metal may be any metal used for multiple reasons such as cost, conductivity, solderability and the like. The deposited film thickness may be very thin, for example, about 10 nm, and may be very thick, for example, from 2 μm to 3 μm. However, wraparound of the blanket metal around the edge of the silicon wafer must be prevented as it creates a resistive connection between the front and back surfaces of the solar cell, i.e. a shunt. An exclusion region is provided on the back edge of the wafer to prevent this connection. The typical size of the exclusion region is less than 2 mm wide, but it is preferable to make the exclusion region as thin as possible.

その除外領域を設けるための方法の1つは、マスクの使用によるものであるが、マスクの使用には多くの課題がある。ソーラー産業の高い競争性により、マスクを極めて安価に製造する必要がある。また、ソーラー製造装置の高スループット(一般的に1500〜2500セル/時間)のため、大量生産において、マスクの使用は迅速性と簡便性とが必要になる。加えて、マスクはウエハの特定の部分での膜堆積を防止するために用いられるので、積み上がる堆積物を吸収、収容することが可能でなければならない。さらに、膜堆積が高温下で行われるので、マスクは、例えば350℃までの高温で適切に機能するとともに、除外領域の幅を正確に維持しながら熱応力による基板の反りに適応することが可能である必要がある。 One of the methods for providing the exclusion area is by using a mask, but there are many problems in using the mask. Due to the high competitiveness of the solar industry, masks need to be manufactured at extremely low prices. In addition, due to the high throughput of solar manufacturing equipment (generally 1500 to 2500 cells / hour), the use of masks requires speed and convenience in mass production. In addition, since the mask is used to prevent film deposition on specific parts of the wafer, it must be able to absorb and contain the piled up deposits. In addition, since the film deposition is carried out at high temperatures, the mask can function properly at high temperatures, for example up to 350 ° C., and adapt to the warpage of the substrate due to thermal stress while accurately maintaining the width of the exclusion region. Must be.

以下の概要は、本発明の一部の態様および特徴の基本的な理解を得るために盛り込まれる。この概要は本発明の広範の概要ではなく、それ自体で本発明の重要なまたは本質的な要素を特に特定したり、または本発明の範囲を定義することを意図するものではない。後述のより詳細な実施形態の前置きとして、本発明のいくつかの概念を簡略化した形で提示することが唯一の目的である。 The following outline is incorporated to gain a basic understanding of some aspects and features of the invention. This overview is not a broad overview of the invention and is not intended by itself to specifically identify important or essential elements of the invention or to define the scope of the invention. As a prelude to a more detailed embodiment described below, the sole purpose is to present some concepts of the invention in a simplified form.

本発明の実施形態は、種々の処理および処理ステップの使用を可能にするモジュールであり、そして、例えば、太陽電池、フラットパネルディスプレイ、タッチスクリーンなどを含む様々なデバイスの製造に適する汎用性の、システム構成を提供する。さらに、このシステムは、再構成をすることなく、使用されるサセプタを単に変更することにより、種々の種類およびサイズの基板を取り扱うことができる。 Embodiments of the present invention are modules that allow the use of various processes and process steps, and are versatile, suitable for the manufacture of various devices, including, for example, solar cells, flat panel displays, touch screens, and the like. Provide system configuration. In addition, the system can handle various types and sizes of substrates by simply changing the susceptors used, without reconfiguration.

このシステム構成により、真空処理とは分かれた、大気環境における、ロード・アンロードなどの基板の取扱いが可能となる。また、様々な実施形態により、自動操作のアイドル時または非存在時に手動のロード・アンロードが可能となる、すなわち、システムはロード/アンロードの自動化を行うことなく適用され得る。真空環境において、該システムにより、基板の静止処理(static processing)または通過処理(pass-by processing)が可能となる。特定の実施形態において、作動バルブを利用して各処理チャンバ同士間に真空分離が設けられる。様々な実施形態において、効率的に冷却することを可能にし、基板の偶発的な移動を防止するために、基板の静電チャックが設けられる。その他の実施形態において、例えば基板のロード/アンロードのためのリリーフ器具を備えたバネ付きクリップを用いて、メカニカルチャックが設けられる。また、様々な実施形態において、例えばRFもしくはDCバイアス電源を利用した基板のバイアス、または基板のフローティングも可能となる。 This system configuration makes it possible to handle substrates such as load and unload in an atmospheric environment, which is separate from vacuum processing. Also, various embodiments allow manual load / unload when the automatic operation is idle or absent, i.e. the system can be applied without load / unload automation. In a vacuum environment, the system allows static processing or pass-by processing of the substrate. In certain embodiments, actuating valves are utilized to provide vacuum separation between the processing chambers. In various embodiments, electrostatic chucks are provided on the substrate to allow efficient cooling and prevent accidental movement of the substrate. In other embodiments, the mechanical chuck is provided, for example, using a spring-loaded clip with a relief device for loading / unloading the substrate. Further, in various embodiments, for example, a substrate bias using an RF or DC bias power supply, or a substrate floating is also possible.

様々な実施形態において、取扱いをラインアレイキャリアで行うことにより、基板の取り扱いを簡素化できるが、処理は、複数のラインアレイキャリアを同時に処理することにより、n×mの2次元アレイ基板で行われる。その他の実施形態において、基板は垂直方向において処理されるが、基板が水平に取り扱われるときにロード・アンロードが行われる搬送器具が設けられる。 In various embodiments, handling with a line array carrier can simplify the handling of the substrate, but processing can be performed with an n × m two-dimensional array substrate by simultaneously processing a plurality of line array carriers. Will be. In other embodiments, the substrate is processed in the vertical direction, but is provided with a carrier that is loaded and unloaded when the substrate is handled horizontally.

また本発明の実施形態において、マスクを用いた基板の処理が可能となり、これはデュアルマスク器具の使用により実施される。2つの部分からなるマスクシステムは、基板をマスキングするように構成されるとともに、処理されるウエハの一部を露出させるアパーチャを有する金属フラットシートからなる内マスクと、内マスクの上に配置され、内マスクの厚さよりも厚く、基板のサイズおよび形状と同様のサイズおよび形状の開放切れ目(opening cut)を有し、内マスクをマスキングするように構成される外マスクとを含む。マスクフレームは、外マスクがマスクフレームと内マスクとの間に挟み込まれるようにして、内マスクと外マスクとを支持するように構成されてもよい。一実施例において、デュアルマスク器具がエッジ分離のために用いられる場合、内マスクの開放切れ目がソーラーウエハよりも若干小さいサイズを有するので、内マスクがウエハに配置されるときにウエハの周縁を覆い、外マスクの開放切れ目は内マスクの開放切れ目よりも若干大きいものとなる。トップフレームキャリアは、内マスクと外マスクとを保持し、内マスクと外マスクとをウエハサセプタに固定するために用いられてもよい。 Further, in the embodiment of the present invention, it is possible to process the substrate using a mask, which is carried out by using a dual mask device. The two-part mask system is configured to mask the substrate and is placed on top of an inner mask consisting of an inner mask consisting of a metal flat sheet with an aperture that exposes a portion of the wafer to be processed. Includes an outer mask that is thicker than the thickness of the inner mask, has an opening cut of a size and shape similar to the size and shape of the substrate, and is configured to mask the inner mask. The mask frame may be configured to support the inner mask and the outer mask so that the outer mask is sandwiched between the mask frame and the inner mask. In one embodiment, when a dual mask appliance is used for edge separation, the open cut of the inner mask has a size slightly smaller than that of the solar wafer, thus covering the periphery of the wafer when the inner mask is placed on the wafer. , The open cut of the outer mask is slightly larger than the open cut of the inner mask. The top frame carrier may be used to hold the inner mask and the outer mask and to fix the inner mask and the outer mask to the wafer susceptor.

4列の基板を同時に取り扱うロード・アンロード器具が設けられる。ロード・アンロード器具は、下降位置と上昇位置とがあり、垂直モーション用に構成される。下降位置において、その器具は、処理後の基板の列を1つのキャリアから取り外すことと、未処理の基板の列を空キャリアに設置することと、処理後の基板の列を基板取り外し器具に設置することと、未処理の基板の列を基板移送器具から回収することとを同時に行うように構成される。基板取り外し器具および基板移送器具は、同一方向または反対方向に移動するコンベアベルトであってもよい。上昇位置において、該器具は180度回転するように構成される。 A load / unload device that handles four rows of boards at the same time is provided. The load / unload device has a descending position and an ascending position, and is configured for vertical motion. In the lowered position, the instrument removes the row of treated substrates from one carrier, places the row of untreated substrates on an empty carrier, and installs the row of treated substrates on the substrate removal appliance. It is configured to do so and to retrieve the row of untreated substrates from the substrate transfer device at the same time. The board removing device and the board transferring device may be conveyor belts that move in the same direction or in opposite directions. In the ascending position, the instrument is configured to rotate 180 degrees.

特定の実施形態では、ウエハプレートがキャリアに下側から取り付けられる一方で、マスク器具が上側からキャリアに取り付けられる構成が用いられる。ウエハプレートまたはマスク器具の一方が、固定された方向でキャリアに取り付けられるとともに、他方は、未処理の各ウエハのロードの際に再位置合わせされることができる。例示の実施形態では、マスク器具が固定された方向でキャリアに配置される。未処理のウエハがウエハプレートにロードされると、ウエハプレートはキャリアの下の位置に配置される。次いで、マスク器具に対するウエハの位置合わせを検証するために、カメラが用いられる。そしてウエハプレートを移動および/または回転させて、マスク器具に対する適切な位置合わせを行うことができる。適切な方向付けがなされると、ウエハプレートは上昇されるとともに例えば一連のマグネットを用いてキャリアに取り付けられる。一実施形態では、ウエハプレートは吸引孔を含むので、位置合わせ工程時に吸引孔に真空を付加してウエハをウエハプレートに保持して押し付けるようにする。 In certain embodiments, a configuration is used in which the wafer plate is attached to the carrier from below, while the masking device is attached to the carrier from above. One of the wafer plates or masking fixtures can be attached to the carrier in a fixed orientation and the other can be realigned during loading of each unprocessed wafer. In an exemplary embodiment, the masking device is placed on the carrier in a fixed orientation. When the untreated wafer is loaded onto the wafer plate, the wafer plate is placed in a position below the carrier. A camera is then used to verify the alignment of the wafer with respect to the masking device. The wafer plate can then be moved and / or rotated to provide proper alignment with the masking instrument. When properly oriented, the wafer plate is raised and attached to the carrier, for example using a series of magnets. In one embodiment, since the wafer plate includes suction holes, a vacuum is applied to the suction holes during the alignment step to hold and press the wafer against the wafer plate.

本明細書に組み込まれその一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を例示し、発明を実施するための形態とともに本発明の原理を説明し図示する役割を担う。図面は、例示的実施形態の主な特徴を図式によって示すことを意図したものである。また、図面において、実際の実施形態のすべての特徴や、図示する要素の相対的なサイズが提示されることは意図せず、図面は正確な縮尺率ではない。 The accompanying drawings which are incorporated in the present specification and constitute a part thereof exemplify the embodiment of the present invention, and play a role of explaining and illustrating the principle of the present invention together with the mode for carrying out the invention. The drawings are intended to diagrammatically show the main features of the exemplary embodiments. Also, it is not intended that the drawings present all the features of the actual embodiment or the relative sizes of the elements illustrated, and the drawings are not at an exact scale.

図1は、搬送キャリアがラインアレイ基板を支持するが、処理は2次元アレイ基板で行われる、マルチ基板処理システムの実施形態を示し、図1Aは、キャリアが搬送および処理時に水平方向にあるシステムの実施例を示し、図1Bは、キャリアが搬送およびロード/アンロード時に水平であるが、処理時に垂直である実施例を示す。FIG. 1 shows an embodiment of a multi-board processing system in which the carrier supports the line array substrate, but the processing is performed on the two-dimensional array substrate, and FIG. 1A shows a system in which the carriers are in the horizontal direction during transportation and processing. 1B shows an embodiment in which the carriers are horizontal during transport and load / unload, but vertical during processing. 図2は、一実施形態に係るマルチウエハキャリアを示し、図2Aは部分的な横断面を示し、図2Bは、シリコンウエハを処理するためのキャリアの実施例を示し、図2Cはガラス基板を処理するためのキャリアの実施例を示す。FIG. 2 shows a multi-wafer carrier according to an embodiment, FIG. 2A shows a partial cross section, FIG. 2B shows an example of a carrier for processing a silicon wafer, and FIG. 2C shows a glass substrate. An example of a carrier for processing is shown. 図3Aは、一実施形態に係るロード/アンロード器具の平面図で、図3Bはその側面図であり、図3Cは、基板位置合わせ器具の実施形態を示す。FIG. 3A is a plan view of the load / unload device according to the embodiment, FIG. 3B is a side view thereof, and FIG. 3C shows an embodiment of the substrate alignment device. 図4は、本開示のシステムとともに使用され得る真空処理チャンバ400の実施形態を示す。FIG. 4 shows an embodiment of a vacuum processing chamber 400 that can be used with the systems of the present disclosure. 図5は、マスクおよびキャリアアセンブリの実施形態を示す。FIG. 5 shows an embodiment of a mask and carrier assembly. 図6A〜図6Cは、真空チャンバが、様々なサイズおよび構成の異なる処理ソース(processing source)にどのように適応可能かを示す3つの実施形態を示す。6A-6C show three embodiments showing how a vacuum chamber can be adapted to different processing sources of various sizes and configurations. 図7A〜図7Eは、様々な実施形態に係る、デュアルマスク器具を有するマルチウエハキャリアの図を示す。7A-7E show diagrams of multi-wafer carriers with dual masking appliances according to various embodiments. 図8は、一実施形態に係るフレーム、外マスクおよび内マスクの拡大部分の横断面であり、図8Aは、別の実施形態に係るフレーム、外マスクおよび内マスクの拡大部分の横断面である。FIG. 8 is a cross section of the enlarged portion of the frame, the outer mask and the inner mask according to one embodiment, and FIG. 8A is a cross section of the enlarged portion of the frame, the outer mask and the inner mask according to another embodiment. .. 図9は、内マスクが嵌入されている外マスクの実施形態を示す。FIG. 9 shows an embodiment of an outer mask in which an inner mask is fitted. 図10は、エッジ分離に用いられる内マスクの実施形態を示す。FIG. 10 shows an embodiment of an inner mask used for edge separation. 図11は、単一ウエハキャリアの実施形態を示す。FIG. 11 shows an embodiment of a single wafer carrier. 図12は、外マスクの実施形態の下面図を示す。FIG. 12 shows a bottom view of an embodiment of the outer mask. 図13は、内マスクおよび外マスクを支持するためのトップフレームの実施形態を示す。FIG. 13 shows an embodiment of a top frame for supporting the inner mask and the outer mask. 図14は、ウエハに複数の孔を形成するための内マスクの実施形態を示す。FIG. 14 shows an embodiment of an inner mask for forming a plurality of holes in a wafer. 図15は、図9のマスクとともに使用されるサセプタの実施形態を示す。FIG. 15 shows an embodiment of a susceptor used with the mask of FIG. 図16A〜図16Dは、ウエハプレートがキャリアに下側から取り付けられる一方で、デュアルマスクが上側から取り付けられる実施形態を示す。図16Eは、一実施形態に係るダブルマスク器具を示す。図16Fは、一実施形態に係るシステムの一部の横断面であり、吹き出しに拡大部分が示される。図16Gは、真空メサと周縁緩衝部とを備える、別の実施形態に係るウエハプレートを示す。図16Hは、一実施形態に係るロード、位置合わせステージの上部分を示す。図16Iは、一実施形態に係るアンロードステージの上部分を示す。16A-16D show embodiments in which the wafer plate is attached to the carrier from below while the dual mask is attached from above. FIG. 16E shows a double mask device according to an embodiment. FIG. 16F is a cross-sectional view of a part of the system according to the embodiment, and the enlarged portion is shown in the balloon. FIG. 16G shows a wafer plate according to another embodiment provided with a vacuum mesa and a peripheral buffer. FIG. 16H shows the upper part of the load and alignment stage according to the embodiment. FIG. 16I shows the upper part of the unload stage according to the embodiment.

以下の詳細な説明では、本明細書に記載される革新的な処理システムの特定の特徴および態様に重点を置いた実施例が提示される。開示される様々な実施形態において、例えば半導体またはガラス基板などの複数の基板を、例えばプラズマ処理チャンバなどの真空処理チャンバの内部で同時に処理するシステムが提供される。例えばタッチスクリーンに使用されるようなガラス基板は一般的にウエハとは考えられないものの、本開示におけるウエハに対する参考例は理解を簡便で容易にするために用いられ、ガラス基板はそのようなすべての参考例の代替になり得るということが理解される必要がある。 The following detailed description provides examples with an emphasis on specific features and embodiments of the innovative processing systems described herein. In various embodiments disclosed, a system is provided for simultaneously processing a plurality of substrates, such as a semiconductor or glass substrate, inside a vacuum processing chamber, such as a plasma processing chamber. Although glass substrates such as those used for touch screens are generally not considered wafers, the reference examples for wafers in this disclosure are used for ease of understanding, and glass substrates are all such. It needs to be understood that it can be an alternative to the reference example of.

図1は、搬送キャリアがラインアレイ基板を支持するが、処理は2次元アレイ基板で行われる、マルチ基板処理システムの実施形態を示す平面図である。図1に示されるシステム100において、基板は、ロード/アンロードステーション105で、すなわちシステムの同じ側から、ロード・アンロードされる。しかし、システムはまた、ロードステーションがシステムにおける一方側に設けられるとともに、アンロードステーションがシステムにおける反対側に設けられるように設計され得ることも理解されるべきである。一部の実施形態において、基板のキャリアへのロードおよび/またはキャリアからのアンロードは手動で行われてもよいが、その他の実施形態において、これら1つのまたは2つのタスクは自動的に行われる。 FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a multi-board processing system in which a transport carrier supports a line array substrate, but processing is performed on a two-dimensional array substrate. In system 100 shown in FIG. 1, the substrate is loaded and unloaded at the load / unload station 105, i.e. from the same side of the system. However, it should also be understood that the system can be designed so that the load station is on one side of the system and the unload station is on the other side of the system. In some embodiments, loading and / or unloading from the carrier of the substrate may be done manually, but in other embodiments, these one or two tasks are done automatically. ..

基板は、キャリア復帰ステーション110から搬送された、ロード/アンロードステーション105に位置するキャリアにロードされる。各キャリアは、システムの内部を移動する方向に垂直の方向で、ラインアレイ基板、すなわち単一列に配置された2つ以上の基板を支持する。キャリアは、ロード/アンロードステーション105からキャリア復帰ステーション110を経由してバッファステーション115に移動する。また、キャリアは、低真空ロードロック(LVLL)120の受け入れ準備が整うまで、バッファステーション115に停留する。後述される一部の実施形態において、バッファステーションが傾動ステーションとしても機能し、水平方向のキャリアが垂直方向をとるように90度傾斜される。そのような実施形態において、クリップは、垂直方向をとる場合に基板を所定位置に保持するために用いられる。 The substrate is loaded onto the carrier located at the load / unload station 105, which is conveyed from the carrier return station 110. Each carrier supports a line array substrate, i.e. two or more substrates arranged in a single row, in a direction perpendicular to the direction of movement within the system. The carrier moves from the load / unload station 105 to the buffer station 115 via the carrier return station 110. The carrier also stays at buffer station 115 until it is ready to accept the low vacuum load lock (LVLL) 120. In some embodiments described below, the buffer station also functions as a tilting station and is tilted 90 degrees so that the horizontal carriers take the vertical direction. In such an embodiment, the clip is used to hold the substrate in place when oriented vertically.

適切なタイミングでバルブ112が開き、バッファステーション115に位置するキャリアがLVLL120に搬送される。次に、バルブ112が閉じ、LVLL120が低真空レベルに排気される。その後、バルブ113が開き、LVLL120からのキャリアが高真空ロードロック(HVLL)125内に移送される。HVLLが真空レベルにポンピングされると、バルブ114が開き、HVLL125からのキャリアが処理チャンバ130内に移送される。システムは、各2つの処理チャンバ間に位置するバルブを経由して1つのチャンバから次のチャンバに移送されるように、直線状に配列されている任意の数の処理チャンバ130を有してもよい。最後の処理チャンバの端部には、システムへの入口のように、すなわちまずHVLLそれからLVLLとなる、逆ロードロック装置に導くバルブが配置される。その後、キャリアは、バルブ116を経由してキャリア復帰モジュール135に出る。キャリアは、例えば処理チャンバ130の上方または下方に位置するコンベア(図示せず)などを使用して、復帰モジュール135からキャリア復帰ステーション110に戻される。 The valve 112 opens at an appropriate time and the carrier located at the buffer station 115 is conveyed to the LVLL 120. The valve 112 is then closed and the LVLL 120 is evacuated to a low vacuum level. The valve 113 is then opened and the carrier from the LVLL 120 is transferred into the high vacuum load lock (HVLL) 125. When the HVLL is pumped to vacuum level, the valve 114 opens and the carrier from the HVLL 125 is transferred into the processing chamber 130. The system may have any number of processing chambers 130 arranged linearly so that they are transferred from one chamber to the next via a valve located between each of the two processing chambers. Good. At the end of the final processing chamber is a valve that leads to a reverse load lock device, such as an inlet to the system, that is, first HVLL then LVLL. The carrier then exits the carrier return module 135 via valve 116. The carrier is returned from the return module 135 to the carrier return station 110 using, for example, a conveyor (not shown) located above or below the processing chamber 130.

上述されるように、各キャリアはリニアアレイ基板を支持するものであり、これは基板のロード・アンロードを簡便化し、キャリアの製造、取扱い、搬送を非常に行いやすくする。しかし、システムが高スループットを有するために、各処理チャンバ130は、順次に配置した複数の、すなわち2つ以上のキャリアに配置された2次元アレイ基板を収容し、同時に処理するように構成される。図1の特定の実施形態において、より効率化するために、バッファステーション115、LVLL120、およびHVLL125は、処理チャンバ130内に同時に収容されるキャリアと同じ数のキャリアを同時に収容するようにそれぞれ構成される。例えば、各キャリアが1列の3つのガラス基板を支持してもよいが、各処理チャンバは、2つのキャリアを同時に処理するように構成されて、3×2の2次元アレイ基板を処理する。 As mentioned above, each carrier supports a linear array substrate, which simplifies the loading and unloading of the substrate and greatly facilitates the manufacture, handling and transport of the carriers. However, due to the high throughput of the system, each processing chamber 130 is configured to accommodate a plurality of sequentially arranged two-dimensional array substrates, i.e. arranged on two or more carriers, and process them simultaneously. .. In the particular embodiment of FIG. 1, for greater efficiency, the buffer stations 115, LVLL 120, and HVLL 125 are each configured to simultaneously accommodate the same number of carriers as are simultaneously accommodated in the processing chamber 130. To. For example, each carrier may support three glass substrates in a row, but each processing chamber is configured to process two carriers simultaneously to process a 3x2 2D array substrate.

その他の実施形態において、ロードロックとバッファチャンバとは、排気/通気(pump/vent)および圧力安定化時間を増加させるために、複数のキャリア、例えば2つのキャリアを取り扱うようなサイズを有する。また、バッファチャンバは、1つのステーションからステーションへのモーションのうちの1つから、処理チャンバ内の連続的通過モーション(pass-by motion)のうちの1つまで、キャリアモーションの移行のために使用されてもよい。例えば、1つの処理チャンバが静止モードでキャリアを処理する一方、次のチャンバが通過モード(pass-by mode)で処理する場合、バッファチャンバはそれら2つのチャンバの間に配置されてもよい。システムにおけるキャリアが処理チャンバまたはモジュール内にキャリアの連続的な流れを生じさせ、各処理チャンバ/モジュールが、端から端までの形でプロセスソース(例えば、熱源、PVD、エッチングなど)を通過して継続的に移動する、5〜10のキャリアを有してもよい。 In other embodiments, the load lock and buffer chamber are sized to handle multiple carriers, eg, two carriers, in order to increase pump / vent and pressure stabilization time. The buffer chamber is also used for carrier motion transitions, from one station-to-station motion to one of the continuous pass-by motions within the processing chamber. May be done. For example, if one processing chamber processes carriers in stationary mode while the next chamber processes in pass-by mode, the buffer chambers may be located between the two chambers. Carriers in the system create a continuous flow of carriers within the processing chamber or module, with each processing chamber / module passing through a process source (eg, heat source, PVD, etching, etc.) end-to-end. It may have 5 to 10 carriers that move continuously.

図1に示すように、基板の搬送、ロード・アンロードのために提供されるシステムの一部は、大気環境中に位置している。一方、すべての処理は真空環境で行われる。大気環境における搬送、ロード・アンロードは、真空の場合に比べて非常に容易である。 As shown in FIG. 1, a part of the system provided for substrate transport, loading and unloading is located in the atmospheric environment. On the other hand, all processing is performed in a vacuum environment. Transporting, loading and unloading in an atmospheric environment is much easier than in the case of vacuum.

図1Aは、図1に示されるようなシステムの実施例を示す。図1Aにおいて、キャリア200は搬送および処理時に水平方向に保たれる。キャリアは、処理チャンバの上方に配置されたリニアコンベア140を経由して開始点に戻される。リニアコンベア140は、コンベアベルトまたは一連の動力化ホイールであってもよい。図1Aに示すように、各キャリア200は、1列で直線状に配置された4つの基板220を支持する。また、同時に配置される6つのキャリア配列を明らかにするために、説明の目的で、チャンバ120の上部が取り除かれている。そのため、本実施形態によると、各キャリアが4つの基板を支持しながら、各チャンバは24の基板を同時に処理する。 FIG. 1A shows an embodiment of a system as shown in FIG. In FIG. 1A, the carrier 200 is held horizontally during transport and processing. The carrier is returned to the starting point via a linear conveyor 140 located above the processing chamber. The linear conveyor 140 may be a conveyor belt or a series of motorized wheels. As shown in FIG. 1A, each carrier 200 supports four substrates 220 arranged linearly in a row. Also, the top of the chamber 120 has been removed for explanatory purposes to reveal the six carrier sequences that are placed simultaneously. Therefore, according to this embodiment, each chamber simultaneously processes 24 substrates while each carrier supports 4 substrates.

図1Bは、キャリアが搬送およびロード/アンロード時に水平であるが、処理時には垂直である実施例を示す。図1Bの構成は、垂直方向で基板を処理するためにロードロックと処理チャンバとが垂直に反転することを除いて、図1Aの構成と非常に類似している。ロードロックと処理チャンバとの構成は、図1Aにおいて水平に取り付けられるが、図1Bにおいてそれらの側部で垂直に取り付けられることを除いて、図1Aおよび図1Bの実施形態において同様であり得る。それ故、バッファステーション115およびシステムの他端のバッファステーション145は、バッファステーション145で示すように、キャリアの向きを90度変える昇降器具を含むように変更される。 FIG. 1B shows an embodiment in which the carriers are horizontal during transport and load / unload, but vertical during processing. The configuration of FIG. 1B is very similar to the configuration of FIG. 1A, except that the load lock and the processing chamber are vertically flipped to process the substrate in the vertical direction. The configuration of the load lock and the processing chamber can be similar in the embodiments of FIGS. 1A and 1B, except that they are mounted horizontally in FIG. 1A but vertically at their sides in FIG. 1B. Therefore, the buffer station 115 and the buffer station 145 at the other end of the system are modified to include a lifting device that orients the carrier 90 degrees, as shown by the buffer station 145.

図2は、シリコンウエハ、ガラス基板などを処理するように構成され得る一実施形態に係るラインアレイキャリアを示す。図2に示すように、本実施形態に係るラインアレイキャリアの構成は、比較的簡単かつ安価なものである。キャリアは、単にキャリアの上に種々のチャックを取り付けることにより、様々な数の基板および基板サイズに合わせて構成され得られることが理解される必要がある。また、各処理チャンバは、いくつかのキャリアを同時に収容するように構成されることで、複数のキャリアにおける複数のウエハを同時に処理し得ることも理解される必要がある。 FIG. 2 shows a line array carrier according to an embodiment that can be configured to process silicon wafers, glass substrates, and the like. As shown in FIG. 2, the configuration of the line array carrier according to the present embodiment is relatively simple and inexpensive. It should be understood that carriers can be configured for different numbers of substrates and substrate sizes by simply mounting different chucks on top of the carriers. It also needs to be understood that each processing chamber can simultaneously process a plurality of wafers on a plurality of carriers by being configured to accommodate several carriers at the same time.

図2のキャリア200は、2つの搬送レール225と2つのセラミックバー210とによって形成される簡易フレーム205で構成される。セラミックバー210は、そこに取り付けたサセプタ(図示せず)の、チャンバの残りの部分からの断熱を向上させる。各セラミックバー210の少なくとも一方側は、吹き出し図で示すように、搬送レール225とともにフォーク機構235を形成する。キャビティ245はフォーク機構235内に形成されて、セラミックバー210が熱膨張により自在に移動可能となり(双方向矢印で示す)、かつ搬送レール225に圧力を与えないようにする。 The carrier 200 of FIG. 2 is composed of a simple frame 205 formed by two transport rails 225 and two ceramic bars 210. The ceramic bar 210 improves the insulation of the susceptor (not shown) attached therein from the rest of the chamber. At least one side of each ceramic bar 210 forms a fork mechanism 235 together with the transport rail 225, as shown in the balloon diagram. The cavity 245 is formed in the fork mechanism 235 to allow the ceramic bar 210 to move freely by thermal expansion (indicated by a bidirectional arrow) and to prevent pressure from being applied to the transport rail 225.

磁気駆動バー240は、搬送レール225のそれぞれに設けられ、キャリアをシステム全体において搬送可能にする。磁気駆動バーは、キャリアを搬送するように磁気ホイールに載置される。システムの清浄度を向上させるために、駆動バー240はニッケルメッキが施されたものであってもよい。この磁性機構により、高加速によるキャリアの滑りのない正確な搬送が可能になる。また、この磁性機構により、キャリアが磁力によってホイールに取り付けられ、概ねカンチレバーのように大きい間隙を横断できるようにして、ホイールスペースを大きくとることが可能になる。さらに、キャリアが磁力によってホイールに取り付けられるので、この磁気機構により、垂直または水平方向のいずれかでキャリアの搬送が可能になる。 Magnetic drive bars 240 are provided on each of the transport rails 225 to allow carriers to be transported throughout the system. The magnetic drive bar is mounted on the magnetic wheel to carry the carrier. The drive bar 240 may be nickel-plated to improve the cleanliness of the system. This magnetic mechanism enables accurate transfer of carriers without slippage due to high acceleration. Further, by this magnetic mechanism, the carrier is attached to the wheel by magnetic force, and it is possible to cross a large gap almost like a cantilever, so that a large wheel space can be taken. In addition, since the carrier is magnetically attached to the wheel, this magnetic mechanism allows the carrier to be transported either vertically or horizontally.

キャリアコンタクトアセンブリ250は、搬送レール225に取り付けられ、チャンバに取り付けられたチャンバコンタクトアセンブリ252と連結する(吹き出し図を参照)。チャンバコンタクトアセンブリは、コンタクトブラシ262が埋め込まれた絶縁バー260を有する。コンタクトアセンブリ250は、絶縁バネ264と絶縁バー260との間に挿入される導電性エクステンション251(図2A)を備え、連結するコンタクトからバイアス電位を受けるためにコンタクトブラシ262に押し付けられる。バイアスは、例えば基板バイアス、基板チャック(静電チャック用)などに用いられてもよい。また、バイアスはRFまたはDC(持続的またはパルス状)であってもよい。キャリアコンタクトアセンブリ250はキャリアの片側または両側に設けられてもよい。 The carrier contact assembly 250 is attached to the transport rail 225 and is connected to the chamber contact assembly 252 attached to the chamber (see blowout diagram). The chamber contact assembly has an insulating bar 260 in which a contact brush 262 is embedded. The contact assembly 250 comprises a conductive extension 251 (FIG. 2A) inserted between the insulating spring 264 and the insulating bar 260 and is pressed against the contact brush 262 to receive a bias potential from the connecting contact. The bias may be used, for example, for a substrate bias, a substrate chuck (for an electrostatic chuck), or the like. The bias may also be RF or DC (persistent or pulsed). The carrier contact assembly 250 may be provided on one or both sides of the carrier.

図2Aは、キャリアがどのように搬送されて、どのようにバイアス力を受けるかを示している部分横断面である。具体的に、図2Aは、シャフト268に取り付けられた3つの磁気ホイール267に載置した駆動バー240を示す。シャフト268は、チャンバの内部真空環境の外部から回転されるように、チャンバ壁269を超えて延出している。また、シャフト268は、シャフト直径の変化に適応するように、例えばO−リングなどの可撓性ベルトを介してモータに連結している。 FIG. 2A is a partial cross section showing how the carriers are transported and how they are subjected to bias forces. Specifically, FIG. 2A shows a drive bar 240 mounted on three magnetic wheels 267 mounted on a shaft 268. Shaft 268 extends beyond the chamber wall 269 so that it is rotated from outside the chamber's internal vacuum environment. Further, the shaft 268 is connected to the motor via a flexible belt such as an O-ring so as to adapt to changes in the shaft diameter.

図2Bは、例えば太陽電池製造用などのシリコンウエハを処理するためのキャリアの実施例を示す。図2Bにおいて、ウエハ220は、例えばチャック電位を用いてサセプタ223にチャッキングされることができる。ロード・アンロードのためのウエハの昇降に、リフター215が使用されることができる。図2Cは、キャリアが例えばタッチスクリーンなどのガラス基板を処理するために使用され得る実施形態を示す。本実施形態において、基板は、機械的なバネ付きクランプまたはクリップ227を用いて所定の位置に固定されてもよい。サセプタ224は、バネ付きクリップのための器具を備える単純なパレットであってもよい。 FIG. 2B shows an example of a carrier for processing a silicon wafer, for example, for manufacturing a solar cell. In FIG. 2B, the wafer 220 can be chucked into the susceptor 223 using, for example, a chuck potential. The lifter 215 can be used to raise and lower the wafer for loading and unloading. FIG. 2C shows an embodiment in which the carrier can be used to process a glass substrate such as a touch screen. In this embodiment, the substrate may be secured in place using mechanical spring-loaded clamps or clips 227. The susceptor 224 may be a simple pallet with an instrument for spring-loaded clips.

図3Aおよび図3Bは、キャリアの復帰と併せて、基板のロード・アンロード機構の実施形態を示す。図3Aはロード/アンロード機構の平面図であり、図3Bは側面図である。図1Aに示すように、処理完了後にコンベアはキャリアを戻す。その後、キャリアは、エレベータ107によって下降させられ、ロード/アンロードステーション105へ水平に搬送される。図3Aおよび図3Bに示すように、デュアルコンベア、すなわちコンベア301とコンベア303とは、処理のために未処理の基板を移動して、処理後のウエハを取り外すために用いられる。どちらのコンベアが未処理のウエハを移動させ、どちらのコンベアが処理後のウエハを取り外すかは、システムがいずれにせよまったく同様に作動するので、実のところ重要ではない。また、本実施形態において、コンベア301とコンベア303とは反対方向に基板を搬送することが示されるが、両方のコンベアが同一の方向に進行する場合に同様の結果が得られる。 3A and 3B show embodiments of a substrate load / unload mechanism, along with carrier return. FIG. 3A is a plan view of the load / unload mechanism, and FIG. 3B is a side view. As shown in FIG. 1A, the conveyor returns the carrier after the process is complete. The carrier is then lowered by the elevator 107 and transported horizontally to the load / unload station 105. As shown in FIGS. 3A and 3B, the dual conveyors, ie conveyor 301 and conveyor 303, are used to move the untreated substrate for processing and remove the processed wafer. Which conveyor moves the unprocessed wafers and which conveyor removes the processed wafers is not really important as the system works exactly the same anyway. Further, in the present embodiment, it is shown that the substrate is conveyed in the opposite directions of the conveyor 301 and the conveyor 303, but the same result can be obtained when both conveyors travel in the same direction.

図3Aおよび図3Bの構成は、2つのキャリアを同時に取り扱うことを支援する。具体的に、本実施形態において、処理後の基板を1つのキャリアからアンロードすると同時に、未処理の基板を別のキャリアにロードする。さらに、処理後の基板はその処理後基板のコンベアに設置されると同時に、未処理の基板がその未処理基板のコンベアから取り上げられ、次のラウンドのキャリアに移動される。この操作は以下のように行われる。 The configurations of FIGS. 3A and 3B support the simultaneous handling of two carriers. Specifically, in the present embodiment, the treated substrate is unloaded from one carrier, and at the same time, the unprocessed substrate is loaded into another carrier. Further, the treated substrate is placed on the conveyor of the treated substrate, and at the same time, the untreated substrate is picked up from the conveyor of the untreated substrate and moved to the carrier of the next round. This operation is performed as follows.

基板ピックアップ機構は、2つのモーション、すなわち回転モーションと垂直モーションとを有するように構成される。4列のチャック307は、基板ピックアップ機構305に取り付けられる。チャック307は、例えば、真空チャック、静電チャックなどであってもよい。この特定の実施例において、4列のベルヌーイチャック、すなわちベルヌーイ吸着を利用して基板を保持可能であるチャックが使用される。4列のチャックは、各側に2列ずつ配置され、一方の2列のチャックがキャリアに位置合わせされるときに、他方の2列はコンベアに位置合わせされるようにする。そのため、ピックアップ機構305が下降位置にあるときに、1列のチャックがキャリアから処理後の基板を取り上げ、別の列が別のキャリアに未処理の基板を設置する一方、他方において、1列のチャックがコンベアに処理後の基板を設置し、別の列のチャックが他方のコンベアから未処理の基板を取り上げる。その後、ピックアップ機構305は上昇位置を取り、180度回転すると、キャリアは同時に1ピッチ移動する、すなわち、未処理の基板を有するキャリアは1ステップ移動し、処理後の基板が取り外されたキャリアは未処理の基板のロード位置に移動し、そして、処理後の基板を有する別のキャリアはアンロード位置に移動する。その後、ピックアップ機構305は下降位置を取り、工程が繰り返される。 The substrate pickup mechanism is configured to have two motions, namely a rotational motion and a vertical motion. The four rows of chucks 307 are attached to the substrate pickup mechanism 305. The chuck 307 may be, for example, a vacuum chuck, an electrostatic chuck, or the like. In this particular embodiment, four rows of Bernoulli chucks, i.e. chucks capable of holding the substrate utilizing Bernoulli adsorption, are used. The four rows of chucks are arranged in two rows on each side so that when one of the two rows of chucks is aligned with the carrier, the other two rows are aligned with the conveyor. Thus, when the pickup mechanism 305 is in the lowered position, one row of chucks picks up the treated substrate from the carrier and another row installs the untreated substrate on another carrier, while the other row of one row. A chuck installs the processed substrate on a conveyor and another row of chucks picks up the unprocessed substrate from the other conveyor. After that, when the pickup mechanism 305 takes an ascending position and rotates 180 degrees, the carriers move one pitch at the same time, that is, the carrier having the untreated substrate moves one step, and the carrier from which the processed substrate has been removed has not yet been removed. It moves to the loading position of the processed substrate, and another carrier with the processed substrate moves to the unloading position. After that, the pickup mechanism 305 takes a lowering position, and the process is repeated.

具体的な実施例を提供するために、図3Aのスナップショットにおいて、キャリア311は、ピックアップ機構305における1列のチャックによって取り上げられる処理後の基板を有する。キャリア313には、ピックアップ機構305の他の列のチャックから未処理の基板がロードされる。ピックアップ機構305の他方において、1列のチャックはコンベア303に処理後の基板を設置し、別の列のチャックはコンベア301から未処理の基板を取り上げる。これらの動作が完了したとき、ピックアップ機構305は、上昇位置に上げられ、曲線状矢印で示すように180度回転させられる。同時に、すべてのキャリアは1ステップ移動する、すなわちキャリア316は、以前キャリア317によって占有されていた位置に移動し、現時点で未処理の基板をロードしたキャリア313は、以前キャリア316によって占有されていた位置に移動し、現時点で空のキャリア311は、以前キャリア313によって占有されていた位置に移動し、そして、処理後の基板をロードしたキャリア318は、以前キャリア311によって占有されていた位置に移動する。そして、ピックアップ機構は下降し、キャリア311に未処理の基板がロードされ、処理後の基板がキャリア318から取り外され、キャリア311から取り外された基板がコンベア303に設置され、未処理の基板がコンベア301から取り上げられる。その後、ピックアップ機構305は上昇し、工程が繰り返される。 To provide a specific embodiment, in the snapshot of FIG. 3A, the carrier 311 has a treated substrate that is picked up by a row of chucks in the pickup mechanism 305. The carrier 313 is loaded with unprocessed substrates from chucks in other rows of the pickup mechanism 305. On the other side of the pickup mechanism 305, one row of chucks places the treated substrate on the conveyor 303, and another row of chucks picks up the untreated substrate from the conveyor 301. When these operations are completed, the pickup mechanism 305 is raised to the ascending position and rotated 180 degrees as indicated by the curved arrow. At the same time, all carriers move one step, i.e. the carrier 316 moves to a position previously occupied by the carrier 317, and the carrier 313 loaded with the currently untreated substrate was previously occupied by the carrier 316. The currently empty carrier 311 moves to a position previously occupied by carrier 313, and the carrier 318 loaded with the processed substrate moves to a position previously occupied by carrier 311. To do. Then, the pickup mechanism is lowered, the unprocessed substrate is loaded on the carrier 311, the processed substrate is removed from the carrier 318, the substrate removed from the carrier 311 is installed on the conveyor 303, and the unprocessed substrate is placed on the conveyor. Taken up from 301. After that, the pickup mechanism 305 is raised and the process is repeated.

また、図3Aおよび図3Bの実施形態において、任意的なマスクリフター器具321が使用される。本実施形態において、マスクは、基板表面に所望のパターンを生成するために使用される、すなわち、処理のために基板の所定領域を露出させるが、処理を防止するためにその他の部分が被覆されるように使用される。キャリアは、マスクリフター321に到着するまで、基板の上部に配置されたマスクとともにシステム中を移動する。処理後の基板を有するキャリアがマスクリフターに到着すると(図3Aおよび図3B、キャリア318)、マスクリフター321は上昇位置を取り、キャリアからマスクを持ち上げる。その後、キャリアはアンロードステーションに進んで処理後の基板を取り外すことができる。同時に、未処理の基板を有するキャリア(図3B、キャリア319)はマスクリフター器具内に移動し、マスクリフター321は下降位置を取って、処理のために未処理の基板にマスクを配置する。 Also, in the embodiments of FIGS. 3A and 3B, an optional mask lifter device 321 is used. In this embodiment, the mask is used to generate the desired pattern on the surface of the substrate, i.e., exposing a predetermined area of the substrate for processing, but covering other parts to prevent processing. Used to. The carrier travels through the system with a mask placed on top of the substrate until it reaches the mask lifter 321. When the carrier having the treated substrate arrives at the mask lifter (FIGS. 3A and 3B, carrier 318), the mask lifter 321 takes an ascending position and lifts the mask from the carrier. The carrier can then proceed to the unload station to remove the processed substrate. At the same time, the carrier having the untreated substrate (FIG. 3B, carrier 319) moves into the mask lifter appliance, the mask lifter 321 takes a descending position and places the mask on the untreated substrate for processing.

理解されるように、図3Aおよび図3Bの実施形態において、マスクリフターは1つのキャリアからマスクを取り外し、異なるキャリアにそのマスクを配置する。つまり、マスクは、マスクが取り外されたキャリアに戻されることはなく、異なるキャリアに配置される。システムにおけるキャリアの設計および数により、数ラウンドの後に、マスクは同一のキャリアに戻される可能性があるが、それは別のキャリアから取り外された後においてのみである。逆も同様であり、すなわち、使用中のキャリアおよびマスクの設計および数により、各マスクをシステムにおけるすべてのキャリアに用いる可能性がある。つまり、システムにおける各キャリアは、システムにおけるマスクのそれぞれとともに使用されてもよく、システム中の各処理周期で、キャリアは異なるマスクを使用してもよい。 As will be appreciated, in the embodiments of FIGS. 3A and 3B, the mask lifter removes the mask from one carrier and places the mask on different carriers. That is, the masks are placed on different carriers without being returned to the carrier from which the mask was removed. Depending on the design and number of carriers in the system, the mask may be returned to the same carrier after a few rounds, but only after it has been removed from another carrier. The reverse is also true, i.e., depending on the design and number of carriers and masks in use, each mask may be used for all carriers in the system. That is, each carrier in the system may be used with each of the masks in the system, and at each processing cycle in the system, the carriers may use different masks.

吹き出しに示すように、キャリアエレベータは、2つの垂直なコンベア器具をキャリアの各側に1つずつ有することによって実現することができる。各コンベア器具は、ローラ336により動作する1つ以上のコンベアベルト333からなる。リフトピン331はベルト333に取り付けられ、ベルト333が動作すると、ピン331がキャリアに係合し、キャリアを垂直方向に移動させる(すなわち、エレベータがシステムのどの側に位置するか、そしてキャリア復帰コンベアが処理チャンバの上かまたは下に位置するかにより、上下移動する)。 As shown in the balloon, the carrier elevator can be realized by having two vertical conveyor appliances, one on each side of the carrier. Each conveyor appliance comprises one or more conveyor belts 333 operated by rollers 336. The lift pin 331 is attached to the belt 333, and when the belt 333 operates, the pin 331 engages the carrier and moves the carrier vertically (ie, on which side of the system the elevator is located, and the carrier return conveyor Moves up and down depending on whether it is located above or below the processing chamber).

図3Cは、基板位置合わせ機構の実施形態を示す。本実施形態によると、チャック345は、一方の側にバネ付勢位置合わせピン329を有し、反対側にノッチ312を有する。回転プッシュピン341は、点線および回転矢印で示すように、ノッチ312に進入し、基板320を位置合わせピン329に押し付け、そして後退するように構成される。なお、回転プッシュピン341は、チャック345またはキャリアの一部ではなく、システムにおいて移動することもなく、固定されているものである。また、マスクを使用する場合、バネ付勢位置合わせピンは低い位置に圧縮される。このように、位置合わせピンを備えて構成される第1の側と、第1の側と直交して2つの位置合わせピンを備えて構成される第2の側と、第1の側に対向して第1のノッチを備えて構成される第3の側と、第2の側に対向して第2のノッチを備えて構成される第4の側とを有するチャックを含む基板位置合わせ機構が提供される。その位置合わせ機構は、第1のノッチに進入して基板を第1の位置合わせピンに押し付けるように構成される第1のプッシュピンと、第2のノッチに進入して基板を2つの位置合わせピンに押し付けるように構成される第2のプッシュピンとをさらに含む。 FIG. 3C shows an embodiment of the substrate alignment mechanism. According to this embodiment, the chuck 345 has a spring-loaded alignment pin 329 on one side and a notch 312 on the other side. The rotary pushpin 341 is configured to enter the notch 312, press the substrate 320 against the alignment pin 329, and retract, as indicated by the dotted line and the rotary arrow. The rotary pushpin 341 is not a part of the chuck 345 or the carrier, and is fixed without moving in the system. Also, when using a mask, the spring urging alignment pin is compressed to a lower position. In this way, the first side configured with the alignment pins, the second side configured with the two alignment pins orthogonal to the first side, and the first side facing each other. A substrate alignment mechanism comprising a chuck having a third side configured with a first notch and a fourth side configured with a second notch facing the second side. Is provided. The alignment mechanism consists of a first push pin configured to enter the first notch and press the substrate against the first alignment pin, and two alignment pins that enter the second notch to push the substrate against the first alignment pin. Further includes a second push pin configured to be pressed against.

図4は、本開示のシステムとともに使用され得る真空処理チャンバ400の実施形態を示す。図4の例示において、チャンバの蓋が取り除かれて内部構造を露出している。チャンバ400は、その構成または構造を変更せず、水平または垂直方向に取り付けられ得る。チャンバは、真空ポンピングのための開口部422を備える単純なボックスフレームで構成される。キャリア424がチャンバに進入し、チャンバ全体を通過し、他方からチャンバを退出することを可能にするように、入口開口部412は一方の側壁に切り取られる一方、出口開口部413は対向する側壁に切り取られている。明瞭にするために、図4の例示においてゲートバルブ414のみが示されるが、ゲートバルブは入口開口部412および出口開口部413に設けられる。 FIG. 4 shows an embodiment of a vacuum processing chamber 400 that can be used with the systems of the present disclosure. In the example of FIG. 4, the lid of the chamber has been removed to expose the internal structure. The chamber 400 can be mounted horizontally or vertically without changing its configuration or structure. The chamber consists of a simple box frame with an opening 422 for vacuum pumping. The inlet opening 412 is cut into one side wall so that the carrier 424 can enter the chamber, pass through the entire chamber, and exit the chamber from the other, while the exit opening 413 is on the opposite side wall. It has been cut out. For clarity, only the gate valve 414 is shown in the illustration of FIG. 4, but the gate valves are provided at the inlet opening 412 and the outlet opening 413.

キャリア424を水平および垂直方向において効率よくかつ正確に搬送可能にするために、チャンバにおける対向する側壁には、磁気ホイール402が設けられる。キャリアは、磁気ホイール402に載置される磁気バーを有する。ホイール402が取り付けられるシャフトは、チャンバの外側へ大気環境中に延出されており、モータ401によって動かされる。具体的には、複数のモータ401が設けられ、それぞれ、例えばO−リングなどのベルトを用いて複数のシャフトを動かす。また、アイドラホイール404は、キャリアを横方向に制限するように設けられる。 Magnetic wheels 402 are provided on the opposing side walls of the chamber to allow the carrier 424 to be transported efficiently and accurately in the horizontal and vertical directions. The carrier has a magnetic bar mounted on the magnetic wheel 402. The shaft to which the wheel 402 is mounted extends out of the chamber into the atmospheric environment and is driven by a motor 401. Specifically, a plurality of motors 401 are provided, and each of them moves a plurality of shafts using a belt such as an O-ring. Further, the idler wheel 404 is provided so as to limit the carrier in the lateral direction.

図4の実施形態の特徴は、磁気ホイールの直径がチャンバの側壁の厚さよりも小さいことにある。これにより、ホイール406、407で示すように、磁気ホイールを入口開口部412および出口開口部413の内側に配置することが可能となる。ホイール406、407を入口開口部412および出口開口部413の内側に配置することにより、キャリアがホイールからの支持を受けずに横断する必要がある間隙を最小限にするので、チャンバへのキャリアの円滑な出入り移動が可能となる。 The feature of the embodiment of FIG. 4 is that the diameter of the magnetic wheel is smaller than the thickness of the side wall of the chamber. This makes it possible to dispose the magnetic wheel inside the inlet opening 412 and the outlet opening 413, as shown by the wheels 406, 407. By arranging the wheels 406, 407 inside the inlet opening 412 and the exit opening 413, the carrier to the chamber minimizes the gap that the carrier must traverse without receiving support from the wheel. Smooth entry and exit is possible.

図5は、マスクおよびキャリアアセンブリの実施形態を示す。曲線状矢印に沿って左から右へと進行して、単一基板のマスクアセンブリ501は、複数のマスクアセンブリを支持するマスクキャリア503に載置され、マスクキャリア503は、基板キャリア505に載置される。一実施形態において、浮上しているマスクアセンブリ501同士の間におけるバネは、各マスクがそれぞれの基板に位置合わせされるように、それらのマスクアセンブリ501と基板キャリア505に設けられるガイドピン507とを係合させるための位置を保持する。各単一基板のマスクアセンブリは、安価でかつ多数回の繰り返し使用可能な内フォイルマスクで構成される。フォイルマスクは、所望の設計によって貫通孔を備えたフラットシート状の磁性材料で構成される。外マスクは内マスクを被覆し、熱負荷を取ることで内マスクを保護するので、フォイルマスクに歪みを生じないようにする。外マスクのアパーチャは、貫通孔を有する内マスクの領域を露出させる。フレームは、内マスクおよび外マスクをマスクキャリア503に保持する。基板キャリア505に埋め込まれたマグネットは、内フォイルマスクを引っ張って基板に接触させる。 FIG. 5 shows an embodiment of a mask and carrier assembly. Proceeding from left to right along the curved arrow, the single substrate mask assembly 501 is mounted on the mask carrier 503 supporting multiple mask assemblies, and the mask carrier 503 is mounted on the substrate carrier 505. Will be done. In one embodiment, the spring between the floating mask assemblies 501 has a guide pin 507 provided on the mask assembly 501 and the substrate carrier 505 so that each mask is aligned with its respective substrate. Hold the position for engagement. Each single substrate mask assembly consists of an inner foil mask that is inexpensive and can be used over and over again. The foil mask is made of a flat sheet-like magnetic material with through holes according to the desired design. The outer mask covers the inner mask and protects the inner mask by taking a heat load, so that the foil mask is not distorted. The outer mask aperture exposes the area of the inner mask that has through holes. The frame holds the inner mask and the outer mask on the mask carrier 503. The magnet embedded in the substrate carrier 505 pulls the inner foil mask into contact with the substrate.

例えば機械チャックまたは静電チャック517である各基板支持部は、単一基板を支持する。個々のチャック517は、様々なタイプおよび/またはサイズの基板を支持するように変更され得、同じシステムが様々なサイズおよびタイプの基板の処理に使用されることができる。本実施形態において、チャック517は、チャックの上の基板の位置合わせを提供する伸縮自在な基板位置合わせピン519を有する。また、本実施形態において、位置合わせの実現は、基板を位置合わせピン519に押し付けた後でスリット512から後退する伸縮自在なピンを収容するスリット512からなる。これにより、マスクを基板に位置合わせするように、基板およびマスクは基板キャリアに位置合わせされることが可能となる。 Each substrate support, for example a mechanical chuck or an electrostatic chuck 517, supports a single substrate. The individual chucks 517 can be modified to support substrates of different sizes and / or sizes, and the same system can be used to process substrates of different sizes and types. In this embodiment, the chuck 517 has a stretchable substrate alignment pin 519 that provides alignment of the substrate on the chuck. Further, in the present embodiment, the realization of alignment includes a slit 512 that accommodates a stretchable pin that retracts from the slit 512 after pressing the substrate against the alignment pin 519. This allows the substrate and mask to be aligned with the substrate carrier in the same way that the mask is aligned with the substrate.

ここまで記載されたシステムは、安価に製造され、例えば太陽電池、タッチスクリーンなどの様々な基板の効率的真空処理を提供することは理解されるべきである。該システムは、基板をダブルまたはシングルでロード・アンロードするように構成される、すなわち、基板を一方の側からロード・アンロードするか、または、一方の側からロードして反対側からアンロードするように構成されてもよい。基板の取扱いは真空では行われない。システムはモジュール式であり、必要な数の真空処理チャンバがロードロックの入口と出口との間に設けられてもよい。真空チャンバは、真空内にほとんど部品のない単純な構成を有する。また、真空チャンバは水平または垂直方向で取り付けられてもよい。システムは、例えば、太陽電池の処理の場合に水平方向で基板を処理してもよいが、タッチスクリーン処理の場合に基板を垂直方向に処理してもよい。いずれにせよ、大気環境におけるロード、アンロード、および搬送は、水平方向の基板で行われる。例えばスパッタリングソースなどの処理ソースは、基板の上方および/または下方に取り付けられてもよい。該システムは、通過処理または静止処理を行ってもよく、すなわち、真空処理時に基板を静止または移動状態で処理することができる。チャンバは、スパッタソース、ヒータ、注入ビームソース、イオンエッチングソースなどを収容してもよい。 It should be understood that the systems described so far are inexpensive to manufacture and provide efficient vacuuming of various substrates such as solar cells, touch screens and the like. The system is configured to load and unload the board in double or single, i.e. load and unload the board from one side, or load from one side and unload from the other side. It may be configured to do so. The substrate is not handled in vacuum. The system is modular and the required number of vacuum processing chambers may be provided between the inlet and outlet of the load lock. The vacuum chamber has a simple configuration with few components in the vacuum. The vacuum chamber may also be mounted horizontally or vertically. The system may process the substrate horizontally, for example, in the case of solar cell processing, but may process the substrate vertically in the case of touch screen processing. In any case, loading, unloading, and transporting in the atmospheric environment is done on a horizontal substrate. Processing sources, such as sputtering sources, may be mounted above and / or below the substrate. The system may perform pass processing or static processing, i.e., the substrate can be processed in a stationary or moving state during vacuum processing. The chamber may accommodate sputter sources, heaters, injection beam sources, ion etching sources and the like.

ソーラーに適用される場合、真空チャンバは、低エネルギー注入装置(例えば、15KV未満)を含んでもよい。例えば、PERC、IBC、またはSEのような特定の太陽電池の設計において、マスク器具は注入のマスキングを行うために用いられてもよい。また、イオンエッチングソースまたはレーザアシストエッチングを用いて、マスクありまたはなしで、テクスチャエッチングを行ってもよい。ポイントコンタクト電池では、コンタクトに位置合わせされる多数の孔を備えるマスクが使用されてもよい。また、複数のPVDチャンバを順次配列し、連続して重ねて層を形成することによって、厚い金属層を形成してもよい。 When applied to solar, the vacuum chamber may include a low energy injection device (eg, less than 15 KV). For example, in the design of certain solar cells such as PERC, IBC, or SE, masking equipment may be used to mask the injection. Texture etching may also be performed with or without a mask using an ion etching source or laser assist etching. In point contact batteries, masks with a large number of holes aligned with the contacts may be used. Further, a thick metal layer may be formed by sequentially arranging a plurality of PVD chambers and continuously stacking them to form a layer.

タッチパネルに適用される場合、チャンバは、PVDソースを用いてコールドおよび/またはホットITO層を堆積するために使用されてもよい。簡単な取扱いでより高いスループットを得るために、処理は、複数の、例えば3つのタッチパネルを各キャリアに幅方向で配置するとともに、複数の、例えば2つのキャリアを各チャンバ内に同時に配置するように行われてもよい。同じシステムは、内部再配置をすることなく、パッドまたは携帯電話のサイズのガラスに用いられるタッチスクリーンを取り扱うことができる。単に、適切なキャリアを構成して、システム全体は同じままになる。同様に、基板の取扱いは真空内では行われない。 When applied to touch panels, the chamber may be used to deposit cold and / or hot ITO layers using PVD sources. In order to obtain higher throughput with simple handling, the process is such that multiple, eg, three touch panels are placed in each carrier in the width direction, and multiple, for example, two carriers are placed simultaneously in each chamber. It may be done. The same system can handle touch screens used in pad or cell phone sized glass without internal relocation. Simply configure the appropriate carriers and the entire system will remain the same. Similarly, the substrate is not handled in vacuum.

すべての種類およびサイズの基板において、取扱いおよび処理操作は同様であってもよい。空のキャリアは、キャリア復帰エレベータから、ロードするために移動する。マスクを使用する場合、マスクは取り外されてエレベータに留まる。基板は、大気環境でキャリアにロードされる。キャリアはエレベータに戻り、マスクが基板上部に配置される。その後、キャリアはロードロック内に移動する。真空において、キャリア搬送は、単純な磁気ホイールによって行われ、その磁気ホイールは、チャンバ壁に位置して、大気環境または真空環境であるチャンバの外側から駆動される。チャンバは、分離用バルブを備えてもよく、上方、または基板の下方で処理するための引出し中にソースを有してもよい。基板は、システムのアンロードエンドで取り外されてもよいし、キャリアに載置されたままロードエンド、すなわちシステムの入口側に戻ってもよい。キャリアは、システムのプロセスエンドからシステムのロードエンドへ、単純なコンベアベルトで戻される。単純なピンコンベアは、ロードステーションへのキャリアまたはアンロードステーションからのキャリアを上昇または下降させる。 Handling and processing operations may be similar for substrates of all types and sizes. Empty carriers move from the carrier return elevator to load. When using a mask, the mask is removed and stays in the elevator. The substrate is loaded onto the carrier in an atmospheric environment. The carrier returns to the elevator and the mask is placed on top of the substrate. The carrier then moves into the load lock. In vacuum, carrier transfer is carried out by a simple magnetic wheel, which is located on the chamber wall and is driven from outside the chamber in an atmospheric or vacuum environment. The chamber may be provided with a separation valve and may have a source in the drawer for processing above or below the substrate. The board may be removed at the unload end of the system or may return to the load end, i.e. the inlet side of the system, while still mounted on the carrier. Carriers are returned by a simple conveyor belt from the process end of the system to the load end of the system. A simple pin conveyor raises or lowers carriers to the load station or from the unload station.

図6A〜図6Cは、真空チャンバが、様々なサイズおよび構成の異なる処理ソースにどのように適合されるかを明らかにする3つの実施形態を示す。図6A〜図6Cの実施例において、基板が幅方向において3つ配置されることを想定しているが、当然、それ以上または以下の基板がキャリアの幅方向に配置されてもよい。また、図6A〜図6Cにおいて、処理チャンバは、同時処理のために複数のキャリア、例えば2つまたは3つのキャリアを収容可能であることが想定される。図6A〜図6Cに示すソースは、例えばPVD、エッチング、インプラントのような任意の処理ソースであってもよい。 6A-6C show three embodiments that reveal how the vacuum chamber fits into different processing sources of various sizes and configurations. In the embodiment of FIGS. 6A to 6C, it is assumed that three substrates are arranged in the width direction, but of course, more or less substrates may be arranged in the width direction of the carrier. Also, in FIGS. 6A-6C, it is envisioned that the processing chamber can accommodate a plurality of carriers, such as two or three carriers, for simultaneous processing. The source shown in FIGS. 6A-6C may be any processing source such as PVD, etching, implant.

図6Aは、単一ソース601がチャンバ600に設けられる実施形態を示す。この単一ソースは、チャンバ600内に位置しているすべての基板の処理に用いられる。ソース601は、すべての基板を同時にカバーする長さおよび/または幅を有してもよい。一部のソースでは、このような大きなサイズで単一ソースを構成することは、非常に複雑もしくは高価になり得る。例えば、ソース601がスパッタリングソースである場合、ターゲットを非常に大きくする必要があり、これは高価で複雑であり、利用が不十分になる。そのため、図6Bおよび図6Cの実施形態では、複数のより小さいソースが用いられる。図6Bの実施形態において、ソース603A〜603Cのそれぞれは、単一基板のみをカバーするのに十分な幅を有するが、長手方向で、すなわち基板の進行方向で、1つ以上の基板をカバーすることができる。各ソースが各キャリアにおける基板のうちの1つのみをカバーするように各ソースをずらすことよって、すべての基板を処理することができる。このようなソースの配置は通過処理に特に適している。反対に、図6Cの実施形態において、ソース606A〜606Cのそれぞれは、1つのキャリアにおけるすべての基板、すなわち基板の進行方向と直交する方向におけるすべての基板をカバーするのに十分な幅を有するが、チャンバ内に位置するすべての基板をカバーするには十分ではない。実際に、一部の実施形態において、ソース606A〜606Cのそれぞれは、1つの基板よりもさらに細いものである。このようなソースの配置は、通過処理または静止処理に同様に適している。 FIG. 6A shows an embodiment in which a single source 601 is provided in chamber 600. This single source is used to process all substrates located within chamber 600. Source 601 may have a length and / or width that covers all substrates at the same time. For some sources, configuring a single source with such a large size can be very complex or expensive. For example, if the source 601 is a sputtering source, the target needs to be very large, which is expensive, complex and underutilized. Therefore, in the embodiments of FIGS. 6B and 6C, a plurality of smaller sources are used. In the embodiment of FIG. 6B, each of the sources 603A-603C has a width sufficient to cover only a single substrate, but covers one or more substrates in the longitudinal direction, i.e. in the traveling direction of the substrate. be able to. All substrates can be processed by shifting each source so that each source covers only one of the substrates in each carrier. Such source placement is particularly suitable for transit processing. On the contrary, in the embodiment of FIG. 6C, each of the sources 606A-606C has a width sufficient to cover all the substrates in one carrier, that is, all the substrates in the direction orthogonal to the traveling direction of the substrates. , Not enough to cover all the substrates located in the chamber. In fact, in some embodiments, each of the sources 606A-606C is even thinner than a single substrate. Such source placement is similarly suitable for transit or static processing.

上述の実施形態において、複数の基板キャリアを同時に収容して処理するようなサイズを有する真空ハウジングを備える真空処理チャンバが提供される。また、ハウジングは、複数の処理ソースを同時に支持するように構成される。処理ソースは、例えば、基板キャリアによって保持されるすべての基板を横断するのに十分な長さを有する細いソースであるが、キャリアに位置する基板の幅より細いものであり得る、スパッタリングソースなどであってもよい。複数のそのようなソースは、キャリアの進行方向において、チャンバの長さ全体または部分にわたって互いに背向して配置されてもよい。チャンバは、キャリアをチャンバ内に搬送するように、2つの対向する側に位置する複数のシャフトを有する。各シャフトは、モータによって動作させる可撓性ベルトによって回転する。また、各シャフトは、その上に交互の極性の順番で配置される複数の磁気ホイールを備える、すなわち、1つのホイールがS極に磁化された外周部とN極に磁化された内径部とを有する一方、隣接するホイールはN極に磁化された外周部とS極に磁化された内径部とを有する複数の磁気ホイールを備える。また、チャンバは、入口開口部を有する入口側壁と、入口側壁と対向して出口開口部を有する出口側壁とを備える。そのチャンバにおいて、入口開口部および出口開口部を通過する基板キャリアを駆動するために、入口側壁内に配置されて入口開口部に突出している磁気ホイール器具と、出口側壁内に配置されて出口開口部に突出している磁気ホイール器具とを有する。 In the above embodiments, a vacuum processing chamber is provided that includes a vacuum housing sized to simultaneously accommodate and process a plurality of substrate carriers. The housing is also configured to support multiple processing sources at the same time. The processing source is, for example, a sputtering source, which is a thin source having a length sufficient to traverse all the substrates held by the substrate carrier, but can be narrower than the width of the substrate located on the carrier. There may be. A plurality of such sources may be placed facing each other over the entire length or portion of the chamber in the direction of carrier travel. The chamber has a plurality of shafts located on two opposite sides so as to carry the carrier into the chamber. Each shaft is rotated by a flexible belt driven by a motor. Further, each shaft includes a plurality of magnetic wheels arranged on the shaft in an order of alternating polarities, that is, an outer peripheral portion in which one wheel is magnetized to the S pole and an inner diameter portion magnetized to the N pole. On the other hand, the adjacent wheel includes a plurality of magnetic wheels having an outer peripheral portion magnetized to the north pole and an inner diameter portion magnetized to the south pole. Further, the chamber includes an inlet side wall having an inlet opening and an outlet side wall having an outlet opening facing the inlet side wall. In that chamber, a magnetic wheel fixture located in the inlet side wall and protruding into the inlet side wall to drive a substrate carrier passing through the inlet and outlet openings and an exit opening placed in the outlet side wall. It has a magnetic wheel fixture that protrudes into the part.

本開示のシステムは直線状システムであり、その直線状システムにおいて、チャンバは、1つのチャンバが次のチャンバと連結されて直線的に配置され、基板キャリアが一方の側からシステムに進入してすべてのチャンバを直線的に横断し、反対側でシステムを退出するようにする。キャリアは、1つのチャンバから、チャンバを分離するゲートバルブを介して次のチャンバに直接的に移動する。キャリアは、システムの真空環境から出ると、エレベータに進入し、復帰コンベアに垂直に移動する。その復帰コンベアは、キャリアを水平に搬送してシステムの入口側に戻す。そして、そのキャリアは、別のエレベータに進入し、垂直に移動して未処理の基板をロードし、再びシステムの真空環境に進入する。キャリアは、大気環境で搬送されるとき、水平方向に保持される。しかし、一実施形態において、キャリアは真空環境に進入するとき、基板を垂直方向に保持しながら処理するように垂直方向に回転させられる。 The system of the present disclosure is a linear system, in which the chambers are all arranged linearly with one chamber connected to the next and the substrate carrier entering the system from one side. Cross the chamber in a straight line and leave the system on the other side. The carrier moves directly from one chamber to the next chamber via a gate valve that separates the chambers. Upon exiting the system's vacuum environment, the carrier enters the elevator and travels vertically to the return conveyor. The return conveyor horizontally transports the carrier back to the inlet side of the system. The carrier then enters another elevator, moves vertically, loads the raw substrate, and reenters the system's vacuum environment. The carrier is held horizontally when transported in an atmospheric environment. However, in one embodiment, when the carrier enters the vacuum environment, it is rotated vertically to process while holding the substrate vertically.

システムは、システムの入口側に位置するロード・アンロードステーションを有してもよい。ロード・アンロードシステムは回転構造を有し、該回転構造には4列のチャックが配置され、回転軸の各側に2列ずつ配置される。回転軸の各側において、1列のチャックは処理後の基板を取り外すように構成され、1列のチャックは未処理の基板をロードするように構成される。回転構造は垂直に動作するように構成され、下降位置を取るときにその構造は基板を取り上げ、上昇位置を取るときにその構造は180度回転する。また、その構造が下降位置にあるときに、回転軸の各側において、一方の列のチャックは基板を取り上げるとともに、他方の列のチャックは基板を設置する、すなわち解放する。一実施形態において、2つのコンベアはシステムへの入口にわたって設けられ、そのうち一方が未処理の基板を移送して、他方が処理後の基板を取り外す。回転構造は、下降位置において一方の列のチャックが未処理の基板を移送するコンベアに位置合わせされ、他方の列のチャックが処理後の基板を取り外すコンベアに位置合わせされるように構成される。同時に、回転軸の他方の側において、一方の列のチャックが空のキャリアに位置合わせされ、他方の列のチャックが処理後の基板を保持するキャリアに位置合わせされる。 The system may have a load / unload station located on the entrance side of the system. The load / unload system has a rotary structure in which four rows of chucks are arranged and two rows are arranged on each side of the rotary shaft. On each side of the rotating shaft, a row of chucks is configured to remove the treated substrate and a row of chucks is configured to load the untreated substrate. The rotating structure is configured to operate vertically, the structure picks up the substrate when in the descending position and the structure rotates 180 degrees when in the ascending position. Also, when the structure is in the descending position, on each side of the axis of rotation, one row of chucks picks up the substrate and the other row of chucks installs, or releases, the substrate. In one embodiment, two conveyors are provided over the inlet to the system, one of which transfers the untreated substrate and the other of which removes the treated substrate. The rotating structure is configured such that in the descending position one row of chucks is aligned with the conveyor that transfers the untreated substrate and the other row of chucks is aligned with the conveyor that removes the treated substrate. At the same time, on the other side of the axis of rotation, the chucks in one row are aligned with the empty carriers and the chucks in the other row are aligned with the carriers holding the treated substrate.

一部の実施形態において、基板に電位を印加するように提供される。具体的に、各キャリアは導電性ストリップを含む。キャリアが処理チャンバに進入するときに、その導電性ストリップは、細長いコンタクトブラシと、導電性ストリップを細長いコンタクトブラシに押し付けるように構成されるコンフォーマル絶縁バネとを含むスライドコンタクトに挿入される。カプトンストリップのような絶縁バネは、導電性ストリップをキャリアに取り付けるために用いられてもよい。 In some embodiments, it is provided to apply an electric potential to the substrate. Specifically, each carrier includes a conductive strip. As the carrier enters the processing chamber, the conductive strip is inserted into a slide contact that includes an elongated contact brush and a conformal insulating spring that is configured to press the conductive strip against the elongated contact brush. Insulating springs, such as Kapton strips, may be used to attach the conductive strips to the carrier.

基板の処理にマスクの使用が必要であるとき、マスクは各基板の上に個別に配置されてもよいし、1つのマスクが1つのキャリアのすべての基板を同時にカバーするように形成されてもよい。マスクは、例えばマグネットなどによって所定の位置に保持されてもよい。しかし、正確に処理するためにマスクは非常に薄く形成される必要があるので、処理時の熱応力により変形する可能性がある。さらに、薄いマスクは堆積物をすぐに取り込んでしまい、その堆積物がマスクの正確な位置やマスキングを妨害する可能性がある。そのため、以下で開示される実施形態に係るデュアルマスク器具を用いることが有利である。 When the use of masks is required to process the substrates, the masks may be placed individually on each substrate, or one mask may be formed to cover all the substrates of one carrier at the same time. Good. The mask may be held in place by, for example, a magnet. However, since the mask needs to be formed very thin for accurate processing, it may be deformed by thermal stress during processing. In addition, thin masks can quickly take up deposits, which can interfere with the exact location of the mask and masking. Therefore, it is advantageous to use the dual mask device according to the embodiment disclosed below.

図7A〜図7Eは、様々な実施形態に係る、デュアルマスク器具を有するマルチウエハキャリアの図を示す。図7Aはデュアルマスク器具を備えたマルチウエハキャリアを示し、図7Aにおいて、マスク器具は下降した位置に配置され、内マスクをウエハと密着させて物理的に接触させるようにする。図7Bはデュアルマスク器具を備えたマルチウエハキャリアを示し、図7Bにおいて、マスク器具は上昇した位置に配置され、ウエハの交換を可能にする。図7Cはデュアルマスク器具を備えたマルチウエハキャリアを示し、図7Cにおいて、ウエハのロード/アンロードを行うためにウエハリフターが含まれる。図7Dはデュアルマスク器具を備えたマルチウエハキャリアの部分的な横断面を示し、図7Dにおいて、マスク器具およびウエハリフターは上昇した位置にある。また、図7Eはデュアルマスク器具を備えたマルチウエハキャリアの部分的な横断面を示し、図7Eにおいて、マスク器具およびウエハリフターは下降した位置にある。 7A-7E show diagrams of multi-wafer carriers with dual masking appliances according to various embodiments. FIG. 7A shows a multi-wafer carrier with dual masking instruments, in which the masking instrument is placed in a lowered position so that the inner mask is in close contact with the wafer for physical contact. FIG. 7B shows a multi-wafer carrier with dual masking appliances, in which the masking appliance is placed in an elevated position to allow wafer replacement. FIG. 7C shows a multi-wafer carrier with dual masking equipment, in which a wafer lifter is included to load / unload wafers. FIG. 7D shows a partial cross section of a multi-wafer carrier with dual masking instruments, in which the masking instrument and wafer lifter are in elevated positions. Further, FIG. 7E shows a partial cross section of a multi-wafer carrier equipped with a dual mask instrument, in which the mask instrument and the wafer lifter are in the lowered position.

図7Aを参照すると、マルチウエハキャリア700(キャリアサポートとも呼ばれる)は、例えばセラミック製などのサセプタフレームまたはバー710によって支持される、3つの分離した単一ウエハキャリアまたはサセプタ705を有する。各単一ウエハキャリア705はデュアルマスク器具とともに単一ウエハを保持するように構成される。図7Aにおいて、デュアルマスク器具は下降位置にあるが、キャリアの構成を示すために、すべてのキャリアにウエハが設けられていない。図7Bにおいて、デュアルマスク器具は上昇位置で示され、同様にすべてのキャリアにウエハが設けられていない。図7A〜図7Eの実施形態において、リフター715はデュアルマスク器具を上昇および下降させるために用いられるが、低コストおよび簡素化のために、リフター715は省略されてもよく、デュアルマスク器具は手動で上昇させてもよい。搬送レール725は、フレーム710の各側部に設けられて、システム全体にわたってキャリア700を搬送可能にする。 Referring to FIG. 7A, the multi-wafer carrier 700 (also referred to as carrier support) has three separate single wafer carriers or susceptors 705 supported by a susceptor frame or bar 710, such as made of ceramic. Each single wafer carrier 705 is configured to hold a single wafer with a dual masking instrument. In FIG. 7A, the dual mask device is in the lowered position, but all carriers are not provided with wafers to show the carrier configuration. In FIG. 7B, the dual mask appliance is shown in the raised position, as well as no wafers on all carriers. In the embodiments of FIGS. 7A-7E, the lifter 715 is used to raise and lower the dual mask device, but for low cost and simplification, the lifter 715 may be omitted and the dual mask device is manual. You may raise it with. Conveyance rails 725 are provided on each side of the frame 710 to allow the carrier 700 to be transported throughout the system.

各単一ウエハキャリア705はベース730(図7Bに示される)を備え、該ベースはウエハをその周縁によって吊り下げて支持するための凹部735付きの隆起したフレーム732を有する。フレーム732を備えるベース730は、吊り下げられたウエハの下に、破損したウエハの破片を捕えるのに有用であるポケット740を形成する。一部の実施形態において、フレーム732はベース730から分離可能である。外マスク745は、フレーム732をカバーするとともに内マスクの周縁をカバーするが、ウエハに対応する内マスクの中心部分を露出させるようにフレーム732に載置されて構成される。これは図8の実施形態の横断面図によって例示される。 Each single wafer carrier 705 comprises a base 730 (shown in FIG. 7B), which base has a raised frame 732 with recesses 735 for suspending and supporting the wafer by its periphery. The base 730 with the frame 732 forms a pocket 740 under the suspended wafer, which is useful for catching broken wafer debris. In some embodiments, the frame 732 is separable from the base 730. The outer mask 745 covers the frame 732 and the peripheral edge of the inner mask, but is mounted on the frame 732 so as to expose the central portion of the inner mask corresponding to the wafer. This is illustrated by the cross-sectional view of the embodiment of FIG.

図8において、ベースまたはサセプタ805は、凹部832を備える隆起したフレーム830を有し、該凹部835はウエハ820をその周縁で支持する。フレーム830を備えるベース805はポケット840を形成し、ウエハはポケットの上方に吊り下げられる。一連のマグネット834は、ウエハ820の周縁部を囲むように、隆起したフレーム830の内に配置される。一部の実施形態において、特に高温の操作において、マグネット834はサマリウムコバルト(SmCo)で構成されでもよい。内マスク850は、隆起したフレーム830とウエハ820との上に配置され、ウエハと物理的に接触するようにマグネット834によって所定の位置に保持される。外マスク845は、内マスク850の上に配置されて内マスク850と物理的に接触し、ウエハを処理するように構成された内マスクの領域を除いて内マスク850の周縁をカバーするようにする。図9には、折り畳まれたアルミニウムシートからなる外マスク945の実施例が示される。この実施例はエッジシャント分離処理(edge shunt isolation processing)のためのものであるので、この実施例において、内マスクは小さな周縁部(small peripheral edge)952を除いて外マスクによってカバーされる。図10には、エッジシャント分離のための内マスク750の実施例が示される。この内マスク750は、ウエハのサイズよりわずかに小さい、例えば1〜2mm小さいことを除いて、基本的にウエハと同様のサイズおよび形状のアパーチャを有する金属フラットシートである。図8の実施形態において、マスクフレーム836はキャリアの内マスクおよび外マスクの支持と昇降とを可能にするように設けられる。このような構成において、外マスクは、マスクフレーム836と内マスク850との間に挟まれる。 In FIG. 8, the base or susceptor 805 has a raised frame 830 with a recess 832, the recess 835 supporting the wafer 820 at its periphery. The base 805 with the frame 830 forms a pocket 840, and the wafer is suspended above the pocket. A series of magnets 834 are arranged within the raised frame 830 so as to surround the peripheral edge of the wafer 820. In some embodiments, especially in high temperature operations, the magnet 834 may be composed of samarium cobalt (SmCo). The inner mask 850 is placed on the raised frame 830 and the wafer 820 and is held in place by the magnet 834 so as to make physical contact with the wafer. The outer mask 845 is placed on top of the inner mask 850 so as to physically contact the inner mask 850 and cover the periphery of the inner mask 850 except for the area of the inner mask configured to process the wafer. To do. FIG. 9 shows an example of an outer mask 945 made of a folded aluminum sheet. Since this embodiment is for edge shunt isolation processing, in this embodiment the inner mask is covered by the outer mask except for the small peripheral edge 952. FIG. 10 shows an example of an inner mask 750 for edge shunt separation. The inner mask 750 is a metal flat sheet having an aperture that is basically the same size and shape as the wafer, except that it is slightly smaller than the size of the wafer, for example, 1 to 2 mm. In the embodiment of FIG. 8, the mask frame 836 is provided so as to support and raise and lower the inner and outer masks of the carrier. In such a configuration, the outer mask is sandwiched between the mask frame 836 and the inner mask 850.

図8Aには、例えばウエハの背部にコンタクトパターンを形成するために使用され得る別の実施形態が示される。本実施形態において、サセプタには、ウエハをその表面全体で支持するために上部プラットフォームが形成されている。マグネット834は、サセプタの上面の下における全領域にわたって埋め込まれる。内マスク850は、ウエハ820の全表面を被覆し、コンタクトの設計に対応して複数の孔を有する。 FIG. 8A shows another embodiment that can be used, for example, to form a contact pattern on the back of a wafer. In this embodiment, the susceptor is formed with an upper platform to support the wafer over its entire surface. The magnet 834 is embedded over the entire area under the top surface of the susceptor. The inner mask 850 covers the entire surface of the wafer 820 and has a plurality of holes corresponding to the contact design.

図7A〜図7Eに戻ると、リフター715は、外マスクを内マスクとともに上昇させるために使用されてもよい。またウエハリフター752は、ウエハをフレーム730から持ち上げて外すために用いられて、該ウエハは、処理のためにロボットアームを用いて未処理の基板ウエハと交換されてもよい。しかし、リフター715、752は省略されてもよく、マスクの上昇操作およびウエハの交換は、代わりに手動で行われてもよい。 Returning to FIGS. 7A-7E, the lifter 715 may be used to raise the outer mask along with the inner mask. The wafer lifter 752 may also be used to lift and remove the wafer from the frame 730, which may be replaced with an untreated substrate wafer using a robotic arm for processing. However, the lifters 715 and 752 may be omitted and the mask lifting operation and wafer replacement may be performed manually instead.

図8を参照して上述した実施形態において、キャリアは、ウエハが吊り下げられるようにウエハをその周縁エッジで支持する。ウエハの下に形成されるポケットは、破損したウエハの破片を閉じ込めて、堆積材料の回り込みを防止する。一方、図8Aの実施形態において、ウエハはその表面全体にわたって支持される。マスクアセンブリは、スパッタリングまたは他の形態の処理のために所定の位置まで下降し、ウエハのロード・アンロードのために手動でまたは機械的に上昇する。キャリアにおける一連のマグネットは、内マスクの位置および内マスクとウエハとの緊密な接触を確保するのに利用される。繰り返して使用した後、外マスクおよび内マスクは交換されてもよいが、キャリアアセンブリのその他の部分は再使用が可能である。フレーム810(マスクアセンブリサイドバーとも呼ばれる)は、アルミナまたはチタンなどの低熱膨張材で構成されてもよい。 In the embodiment described above with reference to FIG. 8, the carrier supports the wafer at its peripheral edge so that the wafer is suspended. Pockets formed under the wafer trap broken wafer debris and prevent sedimentary material from wrapping around. On the other hand, in the embodiment of FIG. 8A, the wafer is supported over its entire surface. The mask assembly descends to a predetermined position for sputtering or other forms of processing and ascends manually or mechanically for wafer loading and unloading. A series of magnets in the carrier are utilized to ensure the position of the inner mask and the close contact between the inner mask and the wafer. After repeated use, the outer and inner masks may be replaced, but the rest of the carrier assembly can be reused. The frame 810 (also referred to as the mask assembly sidebar) may be constructed of a low thermal expansion material such as alumina or titanium.

上述の実施形態によると、内マスクは、基板と間隙なく密着して接触する。外マスクは、内マスク、キャリアおよびフレームを堆積材料から保護する。説明される実施形態において、外および内マスクの開口は略正方形状であり、エッジシャント分離処理において単結晶太陽電池への適用に適している。その他の処理において、内マスクは所定のアパーチャを有し、外マスクは略正方形状アパーチャを有する。略正方形は、ウエハが切り取られる円形インゴットに対応して角が切り取られた正方形である。当然、正方形の多結晶ウエハを使用する場合は、外マスクと内マスクとの開口部も正方形である。 According to the above-described embodiment, the inner mask is in close contact with the substrate without any gap. The outer mask protects the inner mask, carrier and frame from the deposited material. In the embodiments described, the openings of the outer and inner masks are substantially square, making them suitable for application to single crystal solar cells in edge shunt separation processes. In other processes, the inner mask has a predetermined aperture and the outer mask has a substantially square aperture. A substantially square is a square with corners cut out corresponding to a circular ingot from which the wafer is cut. Of course, when a square polycrystalline wafer is used, the openings between the outer mask and the inner mask are also square.

図11は、単一ウエハキャリア1105の実施形態を示す。ウエハは、その周縁で凹部1132に載置されている。破線で示すマグネット1134は、ウエハの全周でキャリア内に設けられる。位置合わせピン1160は外マスクをキャリア1105に位置合わせするために用いられる。外マスクの実施形態は、下側からの視点で図12に示される。外マスク1245は、キャリア1205の位置合わせピン1260に対応する位置合わせ孔または凹部1262を有する。 FIG. 11 shows an embodiment of a single wafer carrier 1105. The wafer is placed in the recess 1132 on its peripheral edge. The magnet 1134 shown by the broken line is provided in the carrier on the entire circumference of the wafer. The alignment pin 1160 is used to align the outer mask to the carrier 1105. An embodiment of the outer mask is shown in FIG. 12 from a lower perspective. The outer mask 1245 has an alignment hole or recess 1262 corresponding to the alignment pin 1260 of the carrier 1205.

図13は、外マスクおよび内マスクを保持してマスクをサセプタに固定するために用いられるトップフレーム1336の実施形態を示す。トップフレーム1336は、例えば、2つの横方向バー1364によってともに保持された2つの縦方向バー1362で構成されてもよい。外マスクは、ポケット1366の内に保持される。トップフレームをサセプタに位置合わせするために、位置合わせ孔1368が設けられる。 FIG. 13 shows an embodiment of a top frame 1336 used to hold the outer and inner masks and secure the masks to the susceptor. The top frame 1336 may consist of, for example, two vertical bars 1362 held together by two horizontal bars 1364. The outer mask is held in pocket 1366. Alignment holes 1368 are provided to align the top frame with the susceptor.

図14は、例えばウエハに複数のコンタクトを製造するために設計されたホールパターンを備える内マスクの実施例を示す。このような内マスクは図15に示されるサセプタとともに用いられてもよく、ここでマグネット1534はウエハの表面の下の全域にわたって分布する。マグネットは、交互の極性で配向されている。 FIG. 14 shows an example of an inner mask with a hole pattern designed to produce a plurality of contacts on a wafer, for example. Such an inner mask may be used with the susceptor shown in FIG. 15, where magnets 1534 are distributed over the entire area beneath the surface of the wafer. The magnets are oriented with alternating polarities.

上部マスクまたは外マスクは、例えば約0.03インチの薄いアルミニウム、鋼またはその他の類似する材料から製造されてもよく、基板キャリアと連結するように構成される。内マスクは、例えば約0.001インチ〜0.003インチの非常に薄い鋼フラットシート、またはその他の磁性材料から製造され、外マスク内に嵌入するように構成される。 The top mask or outer mask may be made of, for example, about 0.03 inch thin aluminum, steel or other similar material and is configured to connect with the substrate carrier. The inner mask is made of, for example, a very thin steel flat sheet of about 0.001 inch to 0.003 inch, or other magnetic material and is configured to fit inside the outer mask.

さらなる実施形態によると、処理時にウエハを支持するための配置が提供され、その配置は、隆起したフレームを有するウエハキャリアまたはサセプタと、隆起したフレームの上に位置するように構成される内マスクと、内マスクの上において隆起したフレームの上に配置されるように構成される外マスクとを含む。上記隆起したフレームは、ウエハの周縁を囲んでウエハを支持してウエハを所定の位置に閉じ込めるための凹部を有する。上記内マスクは、ウエハの一部をマスキングしてウエハの残りの部分を露出させるように構成されたアパーチャを有する。上記外マスクは、内マスクを部分的に被覆するように構成された単一の開口部を有する。トップフレームキャリアは、内マスクおよび外マスクを保持し、内マスクおよび外マスクをウエハサセプタに固定するために用いられてもよい。 According to a further embodiment, an arrangement for supporting the wafer during processing is provided, the arrangement with a wafer carrier or susceptor having a raised frame and an inner mask configured to be located on the raised frame. Includes an outer mask configured to be placed on a raised frame over the inner mask. The raised frame has recesses that surround the periphery of the wafer to support the wafer and confine the wafer in place. The inner mask has an aperture configured to mask a portion of the wafer to expose the rest of the wafer. The outer mask has a single opening configured to partially cover the inner mask. The top frame carrier may be used to hold the inner and outer masks and secure the inner and outer masks to the wafer susceptor.

マグネットはサセプタに配置され、交互にN−S−N−S−Nで、フレームの全周囲を囲むか、またはサセプタの全表面よりも完全に下方でかつウエハの直下にある。外マスクおよび内マスクは、簡便で迅速な基板のロード・アンロードを可能にするために、磁力のみによってフレームに保持されるように設計される。 The magnets are arranged on the susceptor, alternating with N-SN-SN, surrounding the entire perimeter of the frame, or completely below the entire surface of the susceptor and directly below the wafer. The outer and inner masks are designed to be held in the frame solely by magnetic force to allow for convenient and quick loading and unloading of the substrate.

マスクアセンブリは、基板をキャリアにロードするために、ウエハキャリアと支持フレームとから取り外し可能である。外マスクおよび内マスクは、いずれもマスクアセンブリの一部として持ち上げられる。ウエハがキャリアにおいてウエハポケットに配置されると、マスクアセンブリは下降してキャリアに戻される。内マスクはウエハの上面に重なる。キャリアフレームのマグネットは、内マスクを基板に密着させるように引き下げる。これにより、ウエハのエッジに緊密なコンプライアントシールが形成される。外マスクは、薄いコンプライアント内マスク上の堆積を防止するように設計される。上述のように、堆積処理は、内マスクに熱を発生させ、マスクの反りおよびマスクとウエハとの接触不良を生じさせる。マスクとウエハとの接触不良が生じる場合、金属膜は基板ウエハ表面の除外領域に堆積する。ポケットとマグネットによる摩擦力とのため、搬送および堆積時に基板とマスクとが互いに相対移動することが防止され、外マスクは、内マスクにおける膜堆積を防止し、かつ内マスクの反りを防止する。 The mask assembly is removable from the wafer carrier and the support frame for loading the substrate into the carrier. Both the outer and inner masks are lifted as part of the mask assembly. When the wafer is placed in the wafer pocket on the carrier, the mask assembly is lowered back into the carrier. The inner mask overlaps the upper surface of the wafer. The magnet of the carrier frame pulls down the inner mask so that it is in close contact with the substrate. This forms a tight compliant seal on the edge of the wafer. The outer mask is designed to prevent deposition on the thin compliant inner mask. As described above, the deposition process generates heat in the inner mask, causing the mask to warp and poor contact between the mask and the wafer. When poor contact between the mask and the wafer occurs, the metal film is deposited in the exclusion area on the surface of the substrate wafer. The frictional force of the pockets and magnets prevents the substrate and mask from moving relative to each other during transport and deposition, and the outer mask prevents film deposition on the inner mask and prevents warping of the inner mask.

マスクアセンブリは、真空キャリア交換器を用いることにより、キャリアとともにシステムから定期的に取り除かれてもよい。キャリア交換器は、キャリア搬送器具を有するポータブル真空エンクロージャである。これにより、システムの継続運転を停止することなく、「オンザフライで(on the fly)」キャリアの交換が可能となる。 The mask assembly may be periodically removed from the system along with the carriers by using a vacuum carrier exchanger. A carrier switch is a portable vacuum enclosure with a carrier carrier. This allows carrier replacement "on the fly" without interrupting continuous operation of the system.

図16A〜図16Dは、例えばロードステーション105などのロードステーション内で実施されることができる実施形態を示す。この実施形態において、ウエハ支持のためにウエハプレートが用いられ、ウエハプレートはキャリアに下側から着脱可能に取り付けられる一方で、デュアルマスクは上側から取り付けられる。説明を簡潔にするために、図16A〜図16Dはシステムの関連部分のみを示す。また、一部の要素は、本実施形態の特徴を示すことができるように取り除かれている。 16A-16D show embodiments that can be implemented within a load station, such as the load station 105. In this embodiment, a wafer plate is used to support the wafer, the wafer plate is detachably attached to the carrier from below, while the dual mask is attached from above. For brevity, FIGS. 16A-16D show only relevant parts of the system. Also, some elements have been removed to show the characteristics of this embodiment.

図16A〜図16Dにおいて、キャリア1600は、処理される例えば半導体ウエハである基板の形状をなすが、基板の通過を可能にするためにやや大きいものであり得る複数の開口部1602を有する簡易フレーム1605を備える。複数のウエハプレート1610は、各キャリア1600の底部に取り付けられる。ウエハプレート1610は、通常、単純な形態のアルミニウムプレートであり、ウエハプレートをキャリア1600の下側に取り付けるための取付器具を含むことができる。ウエハプレート1610がキャリア1600に取り付けられると、ウエハプレート1610の前面に配置された基板1620は、開口部1602と位置合わせされて該開口部を通して露出される。取付器具はメカニカルクリップ、バネ、マグネットなどを含むとよい。図示される実施例において、複数のマグネット1612(図16C)が取付器具として使用されている。 In FIGS. 16A-16D, the carrier 1600 is in the shape of a substrate to be processed, eg, a semiconductor wafer, but is a simple frame with a plurality of openings 1602 that can be slightly larger to allow passage of the substrate. 1605 is provided. A plurality of wafer plates 1610 are attached to the bottom of each carrier 1600. The wafer plate 1610 is typically a simple form of aluminum plate and may include mounting fixtures for mounting the wafer plate under the carrier 1600. When the wafer plate 1610 is attached to the carrier 1600, the substrate 1620 arranged in front of the wafer plate 1610 is aligned with the opening 1602 and exposed through the opening. Mounting fixtures may include mechanical clips, springs, magnets and the like. In the illustrated embodiment, a plurality of magnets 1612 (FIG. 16C) are used as attachments.

マスク器具1649は、開口部1602を通して露出される一つの基板を各マスク器具1649がカバーするようにして、各キャリア1600の上側に配置される。マスク器具1645は、図9および図10に示されるものと同様のダブルマスク器具であってもよいが、実施される処理に対応して他の器具が使用されてもよい。例として図16Eは、内マスク1650が、この例では常磁性材料製の、単純なプレス加工金属フラットシートである、ダブルマスク器具を示す。外マスク1645は、内マスクの開口部と同様の形状であるがわずかに大きい開口部を有する単純なアルミニウムプレートである。このデュアルマスク器具では、内マスクの開口部の内寸のみが重要であり、他のすべての寸法は高い製造公差を必要とせず、ゆえにマスクの製造の複雑さおよびコストを低減するということが言及される。また、この器具では、マスクは、内マスク1650の開口部がキャリア1600の開口部1602と位置合わせされるように、キャリアに対して固定された方向で取り付けられる。 The mask appliance 1649 is placed above each carrier 1600 such that each mask appliance 1649 covers one substrate exposed through the opening 1602. The masking instrument 1645 may be a double masking instrument similar to that shown in FIGS. 9 and 10, but other instruments may be used in response to the processing performed. As an example, FIG. 16E shows a double masking instrument in which the inner mask 1650 is, in this example, a simple stamped metal flat sheet made of paramagnetic material. The outer mask 1645 is a simple aluminum plate that is similar in shape to the openings in the inner mask but has a slightly larger opening. It is mentioned that in this dual mask instrument, only the inner dimensions of the inner mask opening are important, and all other dimensions do not require high manufacturing tolerances, thus reducing the complexity and cost of manufacturing the mask. Will be done. Further, in this instrument, the mask is attached in a direction fixed to the carrier so that the opening of the inner mask 1650 is aligned with the opening 1602 of the carrier 1600.

明瞭にするために、キャリア1600は一部の図において吊り下げられているように示されるが、当然ながら支持されており、図1Aに示すものなどの搬送器具によって搬送される。一方で、ウエハプレートは、ステージ1664に移送されてキャリア1600に取り付けられるまで、専用コンベアベルト1632で独立して移動する。この機構の動作は以下のとおりである。ウエハプレート1610を、例えばコンベアベルトなどのウエハプレートリニアコンベア1663にロードするためにリフト機構1662が設けられる。各ウエハプレート1610上に配置されたウエハが(カメラ1670を使用して)内マスク1650の開口部に位置合わせされて、次いでウエハプレートを持ち上げてキャリア1600に取り付けるように各ウエハプレート1610を位置合わせするために、ステージ機構1664が設けられる。この実施形態では、ウエハプレートがステージ1662上に配置されると、ウエハを保持するとともに位置合わせ作業時にウエハを移動させないように、ウエハプレート1610の孔1614を通して真空を付加する。ウエハプレートがキャリア1600に取り付けられると、ウエハプレートのキャリアへのクランプがウエハの移動を妨げるため、真空を止めることができる。 For clarity, the carrier 1600 is shown to be suspended in some figures, but is of course supported and carried by a carrier such as that shown in FIG. 1A. On the other hand, the wafer plate moves independently on the dedicated conveyor belt 1632 until it is transferred to stage 1664 and attached to the carrier 1600. The operation of this mechanism is as follows. A lift mechanism 1662 is provided to load the wafer plate 1610 onto a wafer plate linear conveyor 1663, such as a conveyor belt. Wafers placed on each wafer plate 1610 are aligned to the opening of the inner mask 1650 (using the camera 1670) and then each wafer plate 1610 is aligned so that the wafer plates are lifted and attached to the carrier 1600. A stage mechanism 1664 is provided for this purpose. In this embodiment, when the wafer plate is placed on the stage 1662, a vacuum is applied through the holes 1614 of the wafer plate 1610 to hold the wafer and not move the wafer during the alignment operation. When the wafer plate is attached to the carrier 1600, the vacuum can be stopped because the clamp of the wafer plate to the carrier hinders the movement of the wafer.

さらに、基板をウエハプレート1610にロードするためにロード機構1605(図16D)が使用されることができる。特に、ウエハプレート1610にキャリアをロードする前に、基板をウエハプレート1610にロードすることができる。例として、図16Aに示す場合では、2つのウエハプレート(AおよびBとして識別される)にはウエハを有さず、1つのウエハプレート(Cとして識別される)が、その上に配置されているがキャリア1600には取り付けられていないウエハを有し、1つのウエハプレート(Dとして識別される)には、その上に配置されているとともに持ち上げられてキャリア1600に取り付けられたウエハを有するというシークエンスが示されている。 Further, a loading mechanism 1605 (FIG. 16D) can be used to load the substrate onto the wafer plate 1610. In particular, the substrate can be loaded onto the wafer plate 1610 before the carriers are loaded onto the wafer plate 1610. As an example, in the case shown in FIG. 16A, the two wafer plates (identified as A and B) do not have a wafer and one wafer plate (identified as C) is placed on it. It has wafers that are but not attached to the carrier 1600, and one wafer plate (identified as D) has wafers that are placed on it and lifted and attached to the carrier 1600. The sequence is shown.

図16A〜図16Dに示す実施形態は、ウエハのロードおよびアンロードのためのウエハプレートの搬送が、キャリアおよびマスクの搬送とは別に行われるという点で有利である。このようにして、洗浄のためにウエハプレートをシステムから取り外すことができる。また、ウエハプレートは比較的安価なアルミニウム鋳塊から作製されるので、システムの運用に影響を与えることなく、容易に新しいものと交換することができる。 The embodiments shown in FIGS. 16A to 16D are advantageous in that the transfer of the wafer plate for loading and unloading the wafer is performed separately from the transfer of the carrier and the mask. In this way, the wafer plate can be removed from the system for cleaning. Also, since the wafer plate is made from relatively inexpensive aluminum ingots, it can be easily replaced with a new one without affecting the operation of the system.

図16Bおよび図16Dにより明瞭に示されるように、空のキャリア1600は、エレベータ1635によって作業ステーションに移送されて、例えばコンベアベルト1633であるコンベアに配置される。この実施例では、各キャリアは、2つのウエハを同時に処理するための2つのウエハプレートを収容するように構成されるが、他の数のウエハプレートを収容するように構成されることもできる。例えばコンベアベルト1632である別のコンベアが、コンベア1633の下でウエハプレート1610を移送する。例えばロボット1605であるウエハロード機構は、ウエハをウエハプレート1610に配置する。ウエハがウエハプレート1610に配置されると、コンベア1632は、ウエハプレート1610を位置合わせステージ1664の上の位置合わせステーションへと移動させる。次いで、ウエハプレートに吸引力を供給するために真空ポンプ1647が使用されて、ウエハをウエハプレートに保持し、ウエハプレートを位置合わせステージに保持する。具体的には、ウエハプレートはウエハの下に真空孔1614を有する。これらの孔1614を通して吸引されると、ウエハはウエハプレート上に保持されて、これらの孔を封止する。その結果、ウエハによってブロックされている同じ吸引により、ウエハプレートが真空によって位置合わせステージに保持される。一方、コンベア1633は空のキャリア1600をステージ1664真上の位置合わせステーションに移送する。位置合わせステーションのキャリアには、開口部1602上にマスク器具1649が取り付けられている。位置合わせを行うために、アクチュエータ1667はキャリア1600をコンベアから持ち上げて、キャリアは機械的に静止位置に保持されるようになっている。次いで、ステージ1664はウエハプレートを持ち上げて、カメラ1670によって取得された画像を使用してコントローラ1671よって決定されるようにウエハをマスク1645の開口部に位置合わせするために必要に応じて回転または移動を行う。適切な位置合わせがなされたら、ステージは、ウエハプレートがキャリアの下側に接触するまでウエハプレートをさらに上昇させる。この時点で真空を止めて、ウエハプレートが機械的または磁気的手段によってキャリアに取り付けられるようにする。次いで、ステージ1664は、別のウエハプレートを受け入れるために下降する一方で、コンベア1633は、ロードされたキャリアを位置合わせステーションから移動させ、アンロードキャリアを移送してプロセスを繰り返す。 As clearly shown in FIGS. 16B and 16D, the empty carrier 1600 is transferred by elevator 1635 to the work station and placed on a conveyor, eg, conveyor belt 1633. In this embodiment, each carrier is configured to accommodate two wafer plates for processing two wafers simultaneously, but can also be configured to accommodate a number of other wafer plates. Another conveyor, for example the conveyor belt 1632, transfers the wafer plate 1610 under the conveyor 1633. For example, a wafer loading mechanism, which is a robot 1605, arranges wafers on a wafer plate 1610. When the wafer is placed on the wafer plate 1610, the conveyor 1632 moves the wafer plate 1610 to an alignment station above the alignment stage 1664. A vacuum pump 1647 is then used to supply the suction force to the wafer plate, holding the wafer on the wafer plate and holding the wafer plate on the alignment stage. Specifically, the wafer plate has a vacuum hole 1614 under the wafer. When sucked through these holes 1614, the wafer is held on the wafer plate to seal these holes. As a result, the wafer plate is held in the alignment stage by vacuum by the same suction blocked by the wafer. On the other hand, the conveyor 1633 transfers the empty carrier 1600 to the alignment station directly above the stage 1664. The carrier of the alignment station has a mask device 1649 mounted over the opening 1602. To align, the actuator 1667 lifts the carrier 1600 from the conveyor so that the carrier is mechanically held in a stationary position. The stage 1664 then lifts the wafer plate and rotates or moves it as needed to align the wafer with the opening of the mask 1645 as determined by the controller 1671 using the image acquired by the camera 1670. I do. Once properly aligned, the stage further raises the wafer plate until it contacts the underside of the carrier. At this point the vacuum is stopped so that the wafer plate can be attached to the carrier by mechanical or magnetic means. Stage 1664 then descends to receive another wafer plate, while conveyor 1633 moves the loaded carriers from the alignment station, transfers the unload carriers and repeats the process.

一実施形態では、基板をロードして処理する方法は、以下のように進行する。ウエハを持たないキャリアは、アンロードステーションから戻る。ウエハプレートがキャリアに取り付けられることで移送される実施形態では、ウエハプレートはキャリアから取り外され、例えばリフト機構1662によってコンベアに降ろされる。あるいは、ウエハプレート1610はキャリアとは別に移送されてもよい。ロード機構は、各ウエハプレートごとに1つのウエハで、複数のウエハを対応するウエハプレートに配置する。次いで、ウエハプレートとキャリアとを別々に位置合わせステーションに移動させ、該ステーションにおいてカメラ1670がウエハおよびマスクを撮像する。画像はコントローラ1671に提供され、該コントローラはウエハに対するマスク開口部の位置合わせをチェックする。すなわち、この特定の実施例では、マスク1645は固定された方向でキャリアに取り付けられる。ウエハキャリアは、カメラの下に配置されたx−y−z−θステージ1664に配置される。コントローラ1671は、カメラ1670によって提供された画像を使用してマスク開口部に対するウエハの位置/方向を計算し、ステージ1664に信号を送信して、x−y−z−θステージ1664を移動または回転させることによって必要に応じて方向を修正する。次いで、ウエハプレートはステージによって持ち上げられてキャリアに取り付けられ、ウエハは内マスクと接触するように配置される。この位置において、ウエハプレートは磁力によってキャリア内に保持されてウエハが移動することができないようにして、真空が解除されることができる。また、同じ磁力が、ウエハに対して押し付けられたデュアルマスク器具を保持する。その結果、ウエハはその位置合わせした位置から移動できない。すなわち、一実施形態では、ウエハプレートが位置合わせステーションにあり、ウエハが位置合わせした位置に配置されると、ウエハが動かないように、ウエハプレートを介してウエハに真空を付加する。しかしながら、ウエハプレートがキャリアに取り付けられるとともに、マスクがウエハに接触すると、真空ポンピングを停止することができる。次に、キャリアを処理のためにシステム全体にわたって移動させて、処理が完了するとシーケンスが繰り返される。 In one embodiment, the method of loading and processing the substrate proceeds as follows. Carriers without wafers return from the unload station. In the embodiment in which the wafer plate is transferred by being attached to a carrier, the wafer plate is removed from the carrier and lowered onto a conveyor by, for example, a lift mechanism 1662. Alternatively, the wafer plate 1610 may be transferred separately from the carrier. The loading mechanism is one wafer for each wafer plate, and a plurality of wafers are arranged on the corresponding wafer plates. The wafer plate and carrier are then moved separately to an alignment station where the camera 1670 images the wafer and mask. The image is provided to controller 1671, which checks the alignment of the mask opening with respect to the wafer. That is, in this particular embodiment, the mask 1645 is attached to the carrier in a fixed orientation. The wafer carrier is placed on the xyz-θ stage 1664 placed below the camera. The controller 1671 uses the image provided by the camera 1670 to calculate the position / orientation of the wafer with respect to the mask opening and signals the stage 1664 to move or rotate the xyz-θ stage 1664. Correct the direction as needed by letting it. The wafer plate is then lifted by the stage and attached to the carrier, and the wafer is placed in contact with the inner mask. At this position, the wafer plate is magnetically held in the carrier to prevent the wafer from moving and the vacuum can be released. Also, the same magnetic force holds the dual masking device pressed against the wafer. As a result, the wafer cannot move from its aligned position. That is, in one embodiment, when the wafer plate is located at the alignment station and the wafer is placed at the aligned position, a vacuum is applied to the wafer via the wafer plate so that the wafer does not move. However, when the wafer plate is attached to the carrier and the mask comes into contact with the wafer, vacuum pumping can be stopped. The carrier is then moved across the system for processing and the sequence is repeated when processing is complete.

一実施形態では、処理完了後、ウエハはアンロードステーションでウエハプレートから取り外され、ウエハプレートは垂直方向に傾斜される。このため、ウエハが処理時に破損しても、更なる処理のためにウエハプレートを戻す前に破片が取り除かれるということが実現される。 In one embodiment, after processing is complete, the wafer is removed from the wafer plate at the unload station and the wafer plate is tilted vertically. Therefore, even if the wafer is damaged during processing, it is realized that the debris is removed before returning the wafer plate for further processing.

図16Fは、システムの一部の横断面であり、拡大部分が吹き出しに示されている。この実施形態では、内マスク1650が外マスク1645によってカバーされているデュアルマスク器具が使用されていることがわかる。ウエハプレート1610の周囲にはマグネット1612が設けられて、ウエハプレート1610をキャリア1605の下側に保持する。 FIG. 16F is a cross section of a portion of the system, the enlarged portion of which is shown in the balloon. It can be seen that in this embodiment a dual mask device is used in which the inner mask 1650 is covered by the outer mask 1645. A magnet 1612 is provided around the wafer plate 1610 to hold the wafer plate 1610 under the carrier 1605.

特定の実施形態では、以下のシーケンスが実行され、該シーケンスにおいて各キャリアは5つのウエハプレートを支持することができる。5枚のウエハが5つの個別のウエハプレートにロードされる。次いで、ロードされた5つのウエハプレートは位置合わせステーションに移動する。この特定の実施形態では、各ウエハプレートは、エッジ周囲にマグネットを備えたガスケットを有する。ガスケットは、ASTMD1418およびISO1629のFKM表示で分類されているフルオロエラストマーで作製されるとよい。位置合わせステーションでは、5つのウエハプレートが位置合わせステージによってコンベアから持ち上げられる(ここでは5つのウエハプレートを同時に位置合わせするように5つの別個の位置合わせステージが設けられる)。ウエハプレートがコンベアから持ち上げられると、真空によって、ウエハプレートがリフト上に確実に保持され、ウエハがウエハプレート上に確実に保持される。この時点で、5枚のウエハが5台のカメラによって個別に撮像される。次に、コンベアは、キャリアをウエハプレートの直上の位置合わせステーションに移動させ、キャリアの各開口部がウエハプレートのうちの1つの上方にくるようにする。次いで、キャリアをコンベアベルトから持ち上げて、機械的に固定された静止位置にキャリアを配置する。次に、カメラが作動されてキャリア上の5つの開口部を撮像する。次いで、システムは、各マスク開口部のx軸およびy軸、ならびに5枚のウエハのそれぞれのx軸およびy軸を計算する。そして、5つのX/Y/θステージは、各ウエハのx軸およびy軸を対応する各マスクのx軸およびy軸と一致させるように位置合わせするために各ウエハを移動させる。次いで、5つのウエハプレートは、ウエハプレートがキャリアに接触して取り付けられるまで持ち上げられ、各ウエハプレート上のウエハがキャリアの対応する開口部内に配置されて対応する内マスクに接触するようにする。そして真空が解除され、ウエハプレートはこの時点でキャリアに機械的または磁気的に取り付けられている。次いで、キャリアとステージとが降下され、第2の列のためにシーケンスを繰り返す。 In certain embodiments, the following sequence is performed, in which each carrier can support 5 wafer plates. Five wafers are loaded onto five individual wafer plates. The five loaded wafer plates are then moved to the alignment station. In this particular embodiment, each wafer plate has a gasket with magnets around the edges. Gaskets may be made of fluoroelastomers classified by the FKM label of ASTMD1418 and ISO1629. At the alignment station, five wafer plates are lifted from the conveyor by the alignment stage (here, five separate alignment stages are provided to align the five wafer plates at the same time). When the wafer plate is lifted from the conveyor, the vacuum ensures that the wafer plate is held on the lift and that the wafer is held on the wafer plate. At this point, the five wafers are individually imaged by the five cameras. The conveyor then moves the carriers to an alignment station directly above the wafer plate so that each opening of the carrier is above one of the wafer plates. The carrier is then lifted from the conveyor belt to place the carrier in a mechanically fixed stationary position. The camera is then activated to image the five openings on the carrier. The system then calculates the x-axis and y-axis of each mask opening, as well as the x-axis and y-axis of each of the five wafers. The five X / Y / θ stages then move each wafer to align the x-axis and y-axis of each wafer with the x-axis and y-axis of the corresponding mask. The five wafer plates are then lifted until the wafer plates are in contact with the carriers and attached so that the wafers on each wafer plate are placed in the corresponding openings of the carriers and in contact with the corresponding inner masks. The vacuum is then released and the wafer plate is mechanically or magnetically attached to the carrier at this point. The carrier and stage are then lowered and the sequence is repeated for the second row.

図16Gは、ウエハプレート1610の別の実施形態を示す。この実施形態において、ウエハプレート1610はここでもアルミニウム鋳塊から作製されている。ウエハプレート1610の前面には3つの真空メサ1613が設けられ、各メサは真空孔1614を有する。一実施形態では、メサは軟質材料製であり、各メサは各孔1614の周りのシール部1611を含む。したがって、ウエハがウエハプレート1610の上に配置されて、メサに真空を付加すると、ウエハは、ウエハプレート1610の表面に接触しないように、3つのメサの上に真空によって保持される。3つのメサが設けられているのみであるので、ウエハに力が加えられず、ウエハが曲がったり破損したりしない。また、ウエハプレート1610の周縁に緩衝リング1618が設けられる。緩衝リング1618にはマグネット1612が埋め込まれている。この実施形態では、緩衝リングは、ウエハプレート1610の表面側へのウエハの引き込みを回避するために、ウエハに気密封止を提供しない。これは、例えば、緩衝リング1618を多孔質材料製とすることによって、または周囲環境からウエハとウエハプレート1610の上面との間の空間へと連通させる空気チャネル1619を設けることによってなされる。 FIG. 16G shows another embodiment of the wafer plate 1610. In this embodiment, the wafer plate 1610 is again made of ingot aluminum. Three vacuum mesas 1613 are provided on the front surface of the wafer plate 1610, and each mesa has a vacuum hole 1614. In one embodiment, the mesas are made of a soft material and each mesa includes a seal portion 1611 around each hole 1614. Therefore, when the wafer is placed on the wafer plate 1610 and a vacuum is applied to the mesas, the wafer is held by the vacuum on the three mesas so as not to contact the surface of the wafer plate 1610. Since only three mesas are provided, no force is applied to the wafer and the wafer does not bend or break. In addition, a buffer ring 1618 is provided on the periphery of the wafer plate 1610. A magnet 1612 is embedded in the buffer ring 1618. In this embodiment, the buffer ring does not provide an airtight seal on the wafer to avoid pulling the wafer into the surface side of the wafer plate 1610. This is done, for example, by making the buffer ring 1618 made of a porous material or by providing an air channel 1619 that communicates from the ambient environment to the space between the wafer and the top surface of the wafer plate 1610.

図16Hは、一実施形態に係る、ロードステージ1669または位置合わせステージ1664のいずれかに、またはその両方に適合させることができるシートプレート1672の上面を示す。シートプレート1672は、ロードステージ1669および位置合わせステージ1664の上に取り付けられ、ウエハプレート1610は、シートプレート1672に載置される。図16Hに示すように、2組の真空孔が、シートプレート1672の上面を通って形成される。第1組の孔1668は、ウエハに吸引を行ってウエハをウエハプレート1610に保持するために、ウエハプレート1610の対応する真空孔1614と位置合わせされて真空通路を提供する。第2組の孔1667は、ウエハプレート1610を位置合わせステージ1664のシートに保持する吸引力を提供する。したがって、一実施形態では、キャリアがロードステーションに移送されると、ロードステージが上昇し、少なくとも第2組の孔1667に吸引を実施して、真空力によって各ロードステージが対応するウエハプレートを取り付けるようにする。ロードステージが下降すると、ウエハプレート1610は、ウエハプレートをシートプレート1672に保持する真空力によってキャリアから分離される。一実施形態では、キャリアはウエハなしで戻るので(ウエハはこの処理時にアンロードステーションでアンロードされる)孔1668に真空を付加する必要はない。実際には、これらの孔は塞がれていてもよく、またはロードステージには真空孔1667のみを有するシートプレート1672が提供されていてもよい。 FIG. 16H shows the top surface of a seat plate 1672 that can be adapted to either the load stage 1669 and / or the alignment stage 1664 according to one embodiment. The seat plate 1672 is mounted on the load stage 1669 and the alignment stage 1664, and the wafer plate 1610 is placed on the seat plate 1672. As shown in FIG. 16H, two sets of vacuum holes are formed through the top surface of the sheet plate 1672. The first set of holes 1668 is aligned with the corresponding vacuum holes 1614 of the wafer plate 1610 to provide a vacuum passage for attracting the wafer to hold the wafer in the wafer plate 1610. The second set of holes 1667 provides a suction force that holds the wafer plate 1610 on the sheet of the alignment stage 1664. Thus, in one embodiment, when the carrier is transferred to the load station, the load stage rises, suction is performed in at least the second set of holes 1667, and vacuum forces attach the corresponding wafer plates to each load stage. To do so. When the load stage is lowered, the wafer plate 1610 is separated from the carrier by the vacuum force holding the wafer plate on the sheet plate 1672. In one embodiment, there is no need to apply vacuum to the holes 1668 (wafers are unloaded at the unload station during this process) as the carriers return without the wafer. In practice, these holes may be closed, or the load stage may be provided with a sheet plate 1672 having only vacuum holes 1667.

図16Iは、例えば図1、図1A、図1Bに示すキャリア復帰チャンバ135で、アンロードステージに適合させることができるシートプレート1674の上面を示す。シートプレート1674はアンロードステージの上に取り付けられ、ウエハプレート1610はシートプレート1674に載置される。図16Iに示すように、第1組の孔1668は、ブロックされるか、または提供されず、ウエハプレート1610の対応する真空孔1614への真空通路は存在しないようにする。すなわち、アンロードステージでは、ウエハをウエハプレート1610に保持するようにウエハを吸引しない。第2組の孔1667は、ウエハプレート1610を位置合わせステージ1664のシートに保持する吸引力を提供する。したがって、一実施形態では、キャリアがアンロードステーションに移送されると、対応するウエハプレートを真空力によって保持するように孔1667に吸引を実施する。次に、アンロードステージは、曲線状矢印で示すようにシートプレート1674を傾斜させて、ウエハステージ1610に破損したウエハの破片があれば、その破片がウエハプレート1610から滑り落ちて回収トラフ1682に入るようにする。 FIG. 16I shows the top surface of the seat plate 1674 that can be adapted to the unload stage, for example in the carrier return chamber 135 shown in FIGS. 1, 1A and 1B. The seat plate 1674 is mounted on the unload stage and the wafer plate 1610 is placed on the seat plate 1674. As shown in FIG. 16I, the first set of holes 1668 is blocked or not provided so that there is no vacuum passage to the corresponding vacuum holes 1614 on the wafer plate 1610. That is, in the unload stage, the wafer is not sucked so as to hold the wafer on the wafer plate 1610. The second set of holes 1667 provides a suction force that holds the wafer plate 1610 on the sheet of the alignment stage 1664. Thus, in one embodiment, when the carrier is transferred to the unload station, suction is performed on the holes 1667 to hold the corresponding wafer plate by vacuum force. Next, the unload stage tilts the sheet plate 1674 as shown by the curved arrow, and if there is a broken wafer fragment on the wafer stage 1610, the fragment slides off the wafer plate 1610 and becomes a recovery trough 1682. Try to enter.

上記開示から理解されるように、ウエハを処理するシステムが提供され、該システムは、第1組の吸引孔を有するロードシートプレートを備えるとともに垂直方向に移動可能であるロードステージを有する、ロードステーションと、第2組の吸引孔および第3組の吸引孔を有する位置合わせシートプレートを備えるとともにx−y−zおよび回転方向に移動可能である位置合わせステージを有する、位置合わせステーションと、第4組の吸引孔を有するアンロードシートプレートを備えるとともに垂直および傾斜方向に移動可能であるアンロードステージを有し、アンロードステージが傾斜方向に移動するときアンロードシートプレートが垂直方向になる、アンロードステーションと、位置合わせステーションとアンロードステーションとの間に配置された少なくとも1つの真空処理チャンバと、ウエハプレートのそれぞれが1枚のウエハを支持するように構成されるとともに、ウエハプレート上に配置されたウエハに真空を付加するように構成された第5組の吸引孔を備えた複数のウエハプレートと、複数のウエハプレートを、連続して、ロードステーションから、位置合わせステーション、真空処理チャンバ、アンロードステーションへと搬送し、ロードステーションに戻るように搬送するように構成された搬送器具と、を含み、第1組の吸引孔、第2組の吸引孔、および第4組の吸引孔は、ウエハプレートに真空を付加するように構成され、第3組の真空孔は、第5組の吸引孔と位置合わせされて連通される。該システムは複数のキャリアと複数のマスクとをさらに含み、各キャリアは、複数のウエハプレートをキャリアの下側から支持するように構成され、各マスクはキャリアの1つの上面に取り付けられることができる。 As understood from the above disclosure, a system for processing wafers is provided, the system having a load sheet plate with a first set of suction holes and a load stage that is vertically movable. And a fourth set of alignment stations, including an alignment sheet plate with a second set of suction holes and a third set of suction holes, as well as an alignment stage that is movable in the xyz and rotational directions. An unload seat plate with a set of suction holes and an unload stage that is movable in the vertical and tilt directions so that the unload seat plate is vertical when the unload stage moves in the tilt direction. A load station, at least one vacuum processing chamber located between the alignment station and the unload station, and a wafer plate each configured to support one wafer and placed on the wafer plate. A plurality of wafer plates having a fifth set of suction holes configured to add vacuum to the formed wafer and a plurality of wafer plates are continuously mounted from a load station, an alignment station, a vacuum processing chamber, and the like. The first set of suction holes, the second set of suction holes, and the fourth set of suction holes include a transfer device configured to carry to the unload station and back to the load station. , The wafer plate is configured to add vacuum, and the third set of vacuum holes is aligned with and communicated with the fifth set of suction holes. The system further comprises a plurality of carriers and a plurality of masks, each carrier being configured to support a plurality of wafer plates from below the carriers, and each mask can be mounted on one top surface of the carrier. ..

各ウエハプレートは3つのメサを含み、各メサは吸引孔の1つを含むことができる。各メサは、吸引孔の周りのシール部をさらに含むことができる。各ウエハプレートは、緩衝リングと該緩衝リングに取り付けられた複数のマグネットとをさらに含むことができる。システムは、アンロードステーションが傾斜方向に移動するときウエハプレートからウエハの断片を受け入れるように構成された容器を含むことができる。位置合わせステーションは、位置合わせステージに載置されたウエハプレートに配置されたウエハを撮像するとともに、キャリアに取り付けられたマスクを撮像するように位置合わせされたカメラをさらに含むことができる。また、コントローラは、カメラから画像を受信して、ウエハをマスクに位置合わせするために位置合わせ信号を位置合わせステージに送信する。搬送器具は、キャリアを搬送するように構成された第1コンベアベルトと、ウエハプレートを搬送するように構成された第2コンベアベルトとを含むことができる。 Each wafer plate contains three mesas, and each mesa can contain one of the suction holes. Each mesa may further include a seal around the suction hole. Each wafer plate can further include a buffer ring and a plurality of magnets attached to the buffer ring. The system can include a container configured to receive wafer fragments from the wafer plate as the unload station moves in the tilt direction. The alignment station may further include a camera aligned to image a wafer placed on a wafer plate mounted on the alignment stage and image a mask attached to a carrier. The controller also receives an image from the camera and sends an alignment signal to the alignment stage to align the wafer with the mask. The conveyor belt can include a first conveyor belt configured to convey the carrier and a second conveyor belt configured to convey the wafer plate.

本発明では、特定の部材、および特定の段階の例示の実施形態について記載されているが、これらの特定の実施例の変形が行われる、および/または使用され得ることと、そうした構造および方法は、記載および例示された実施例によって、ならびに添付の特許請求の範囲に規定される本発明の範囲から逸脱することなくなされ得る改変形を可能にする運用の検討によって得られる理解から生じ得ることとが当業者には理解される必要がある。 Although the present invention describes specific members and exemplary embodiments of specific stages, modifications of these particular embodiments can be made and / or used, and such structures and methods are described. , And can arise from the understanding gained by the description and illustrated examples, and by the study of operations that allow modifications that can be made without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims. Needs to be understood by those skilled in the art.

Claims (28)

真空処理チャンバにおいてウエハを処理するためのシステムであって、
キャリアのそれぞれが複数の開口部を有するフレームを含み、前記開口部のそれぞれが1枚のウエハを収容するように構成された、複数のキャリアと、
前記複数のキャリアを前記システムにおいて搬送するように構成された搬送器具と、
ウエハプレートのそれぞれが1枚のウエハを支持するように構成された、複数のウエハプレートと
前記キャリアのそれぞれに複数のウエハプレートを取り付けるための取付器具において、前記ウエハプレートのそれぞれは、前記ウエハプレートの1つに配置された前記ウエハのそれぞれが前記キャリアの前記複数の開口部の1つに配置されるように、対応するキャリアの下側の対応する位置に取り付けられる、取付器具と、
マスクのぞれぞれが前記キャリアの前記複数の開口部の1つの前側に取り付けられる、複数のマスクと、
前記ウエハプレートの1つを前記キャリアの前記複数の開口部の1つの下方で支持するように構成されるとともに、移動、回転、および上昇の動作のために構成された、位置合わせステージと、
前記複数のマスクの1つを撮像するとともに、前記ウエハプレートが前記位置合わせステージに配置されたとき前記ウエハプレートの1つに配置されたウエハを撮像するように配置されたカメラと、
前記カメラから画像を受信して、前記位置合わせステージに補正信号を送信するコントローラと、を含むシステム。
A system for processing wafers in a vacuum processing chamber.
A plurality of carriers, each of which comprises a frame having a plurality of openings, each of which is configured to accommodate a wafer.
A transport device configured to transport the plurality of carriers in the system, and
In a mounting device for mounting a plurality of wafer plates and a plurality of wafer plates to each of the carriers, each of the wafer plates is configured to support one wafer, and each of the wafer plates is the wafer plate. A mounting fixture, which is mounted at a corresponding position below the corresponding carrier so that each of the wafers placed in one of the carriers is placed in one of the plurality of openings of the carrier.
A plurality of masks, each of which is attached to the front side of one of the plurality of openings of the carrier.
An alignment stage configured to support one of the wafer plates below one of the plurality of openings in the carrier and configured for moving, rotating, and ascending operations.
A camera arranged to take an image of one of the plurality of masks and to take an image of a wafer arranged on one of the wafer plates when the wafer plate is arranged on the alignment stage.
A system including a controller that receives an image from the camera and transmits a correction signal to the alignment stage.
前記複数のマスクは、複数の内マスクと複数の外マスクと含み、
前記複数の内マスクのそれぞれは、前記キャリアの前記複数の開口部の1つの上に配置するように構成され、前記ウエハの一部をマスキングするとともに前記ウエハの残りの部分を露出するために開口パターンを有し、
前記複数の外マスクのそれぞれは、対応する内マスクの上に配置するように構成され、前記内マスクを部分的にカバーするように構成された開口部を有する、請求項1に記載のシステム。
The plurality of masks include a plurality of inner masks and a plurality of outer masks.
Each of the plurality of inner masks is configured to be placed on one of the plurality of openings in the carrier and is open to mask a portion of the wafer and expose the rest of the wafer. Has a pattern and
The system of claim 1, wherein each of the plurality of outer masks is configured to be placed on top of a corresponding inner mask and has an opening configured to partially cover the inner mask.
前記ウエハプレートのそれぞれは、アルミニウム製のフラットプレートである、請求項1に記載のシステム。 The system according to claim 1, wherein each of the wafer plates is a flat plate made of aluminum. 前記取付器具は、前記複数のウエハプレートのそれぞれに取り付けられた複数のマグネットを含む、請求項3に記載のシステム。 The system according to claim 3, wherein the attachment includes a plurality of magnets attached to each of the plurality of wafer plates. 前記複数のウエハプレートのそれぞれは真空孔をさらに含む、請求項4に記載のシステム。 The system according to claim 4, wherein each of the plurality of wafer plates further includes a vacuum hole. 前記ウエハプレートを前記カメラの視界に入る位置に搬送するように構成されたコンベアベルトをさらに含む、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, further comprising a conveyor belt configured to transport the wafer plate to a position within the field of view of the camera. 前記搬送器具は、前記ウエハプレートが前記キャリアから取り外されたとき前記キャリアを搬送するように構成された第1リニアコンベアと、前記ウエハプレートを搬送するように構成された第2リニアコンベアとを含む、請求項1に記載のシステム。 The transport device includes a first linear conveyor configured to transport the carrier when the wafer plate is removed from the carrier, and a second linear conveyor configured to transport the wafer plate. , The system according to claim 1. 前記位置合わせステージはシートプレートを含み、該シートプレートは、前記ウエハプレートの前記真空孔に位置合わせされた第1組の真空孔と、前記ウエハプレートを前記シートプレートに保持するために吸引を行うように構成された第2組の真空孔とを有する、請求項5に記載のシステム。 The alignment stage includes a sheet plate, which performs suction to hold a first set of vacuum holes aligned with the vacuum holes in the wafer plate and the wafer plate in the sheet plate. The system according to claim 5, further comprising a second set of vacuum holes configured as described above. アンロードシートプレートを包含するアンロードステージをさらに含み、該アンロードシートプレートは、前記ウエハプレートの前記真空孔をブロックして前記真空孔への連通を妨げるとともに、前記ウエハプレートを前記アンロードシートプレートに保持するために吸引を行うように構成された一組の真空孔を含む、請求項5に記載のシステム。 Further including an unload stage including an unload sheet plate, the unload sheet plate blocks the vacuum holes of the wafer plate to prevent communication with the vacuum holes, and makes the wafer plate the unload sheet. The system of claim 5, comprising a set of vacuum holes configured to perform suction for holding on a plate. 前記ウエハプレートから任意の基板破片を回収するために前記ウエハプレートを回収容器の上へ垂直方向に傾斜させる機構を有する基板アンロードステーションをさらに含む、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, further comprising a substrate unload station having a mechanism for vertically tilting the wafer plate onto a collection container to recover arbitrary substrate debris from the wafer plate. ウエハを処理するシステムであって、
第1組の吸引孔を有するロードシートプレートを備えるとともに垂直方向に移動可能であるロードステージを有する、ロードステーションと、
第2組の吸引孔および第3組の吸引孔を有する位置合わせシートプレートを備えるとともにx−y−zおよび回転方向に移動可能である位置合わせステージを有する、位置合わせステーションと、
第4組の吸引孔を有するアンロードシートプレートを備えるとともに垂直および傾斜方向に移動可能であるアンロードステージを有し、前記アンロードステージが傾斜方向に移動するとき前記アンロードシートプレートは垂直方向になる、アンロードステーションと、
前記位置合わせステーションと前記アンロードステーションとの間に配置された少なくとも1つの真空処理チャンバと、
ウエハプレートのそれぞれが1つのウエハを支持するように構成されるとともに、前記ウエハプレート上に配置されたウエハに真空を付加するように構成された第5組の吸引孔を有する、複数のウエハプレートと、
前記複数のウエハプレートを、連続して、前記ロードステーションから、前記位置合わせステーション、前記真空処理チャンバ、前記アンロードステーションへと搬送し、前記ロードステーションに戻るように搬送するために構成された搬送器具と、を含み、
前記第1組の吸引孔、前記第2組の吸引孔、および前記第4組の吸引孔は、前記ウエハプレートに真空を付加するように構成され、前記第3組の吸引孔は、前記第5組の吸引孔と位置合わせされて連通される、システム。
A system for processing wafers
A load station with a load sheet plate with a first set of suction holes and a load stage that is vertically movable.
An alignment station comprising an alignment sheet plate having a second set of suction holes and a third set of suction holes and an alignment stage that is movable in the xyz and rotational directions.
It has an unload seat plate with a fourth set of suction holes and an unload stage that is movable in the vertical and tilt directions, and when the unload stage moves in the tilt direction, the unload seat plate is in the vertical direction. Become an unload station and
With at least one vacuum processing chamber located between the alignment station and the unload station,
A plurality of wafer plates each having a fifth set of suction holes configured to support one wafer and to apply a vacuum to the wafers arranged on the wafer plate. When,
The plurality of wafer plates are continuously transported from the load station to the alignment station, the vacuum processing chamber, and the unload station, and are transported so as to return to the load station. Including instruments and
The first set of suction holes, the second set of suction holes, and the fourth set of suction holes are configured to apply a vacuum to the wafer plate, and the third set of suction holes is the first set. A system that is aligned and communicated with 5 sets of suction holes.
複数のキャリアをさらに含み、該キャリアのそれぞれは複数のウエハプレートを前記キャリアの下側から支持するように構成された、請求項11に記載のシステム。 11. The system of claim 11, further comprising a plurality of carriers, each of which is configured to support a plurality of wafer plates from underneath the carriers. 複数のマスクをさらに含み、該マスクのそれぞれは前記キャリアの1つの上面に取り付けられる、請求項12に記載のシステム。 12. The system of claim 12, further comprising a plurality of masks, each of which is mounted on one top surface of the carrier. 前記ウエハプレートのそれぞれは3つのメサを含み、前記メサのそれぞれは前記吸引孔の1つを含む、請求項11に記載のシステム。 11. The system of claim 11, wherein each of the wafer plates comprises three mesas, and each of the mesas comprises one of the suction holes. 前記メサのそれぞれは前記吸引孔の周りのシール部をさらに含む、請求項14に記載のシステム。 14. The system of claim 14, wherein each of the mesas further comprises a seal around the suction hole. 前記ウエハプレートのそれぞれは、緩衝リングと該緩衝リングに取り付けられた複数のマグネットとをさらに含む、請求項14に記載のシステム。 14. The system of claim 14, wherein each of the wafer plates further comprises a buffer ring and a plurality of magnets attached to the buffer ring. 前記アンロードステーションが傾斜方向に移動するときウエハプレートからウエハの断片を受け入れるように構成された容器をさらに含む、請求項11に記載のシステム。 11. The system of claim 11, further comprising a container configured to receive wafer fragments from the wafer plate as the unload station moves in an inclined direction. 前記位置合わせステーションは、前記位置合わせステージに載置されたウエハプレートに配置されたウエハを撮像するとともに、キャリアに取り付けられたマスクを撮像するように位置合わせされたカメラをさらに含む、請求項13に記載のシステム。 13. The alignment station further comprises a camera aligned to image a wafer placed on a wafer plate mounted on the alignment stage and to image a mask attached to a carrier. The system described in. 前記カメラから画像を受信し、かつ前記ウエハを前記マスクに位置合わせするために前記位置合わせステージに位置合わせ信号を送信するコントローラをさらに含む、請求項18に記載のシステム。 18. The system of claim 18, further comprising a controller that receives an image from the camera and transmits an alignment signal to the alignment stage to align the wafer to the mask. 前記搬送器具は、前記キャリアを搬送するように構成された第1コンベアベルトと、前記ウエハプレートを搬送するように構成された第2コンベアベルトとを含む、請求項12に記載のシステム。 The system according to claim 12, wherein the transfer device includes a first conveyor belt configured to convey the carrier and a second conveyor belt configured to convey the wafer plate. 真空処理チャンバにおいてウエハを処理するための方法であって、
キャリアの上面に、前記キャリアの開口部に重なるマスクを取り付けるステップと、
ウエハプレートの上面にウエハをロードするステップと、
前記ウエハを備えた前記ウエハプレートを位置合わせステーションに搬送して、前記ウエハプレートを位置合わせステージに配置するステップと、
カメラを作動させて前記位置合わせステージ上の前記ウエハを撮像するステップと、
前記マスクを備えた前記キャリアを前記位置合わせステーションに搬送するステップと、
前記カメラを作動させて前記マスクを撮像するステップと、
前記ウエハおよび前記マスクの画像を使用して位置ずれを計算するとともに、前記位置合わせステージを作動させて前記ウエハを前記マスクに位置合わせするステップと、
前記ウエハが前記マスクに位置合わせされると、前記位置合わせステージを上昇させて、前記ウエハが前記キャリアの開口部内に配置されるように前記ウエハプレートを前記キャリアの下側に取り付けるステップと、
前記位置合わせステージを下降させるステップと、
前記キャリアを前記真空処理チャンバに搬送して前記ウエハを処理するステップと、を含む方法。
A method for processing wafers in a vacuum processing chamber.
A step of attaching a mask that overlaps the opening of the carrier on the upper surface of the carrier,
The step of loading the wafer on the top surface of the wafer plate,
A step of transporting the wafer plate provided with the wafer to the alignment station and arranging the wafer plate on the alignment stage.
The step of operating the camera to image the wafer on the alignment stage,
A step of transporting the carrier with the mask to the alignment station,
The step of operating the camera to image the mask,
A step of calculating the misalignment using the image of the wafer and the mask and operating the alignment stage to align the wafer with the mask.
When the wafer is aligned with the mask, the alignment stage is raised and the wafer plate is attached to the underside of the carrier so that the wafer is placed in the opening of the carrier.
The step of lowering the alignment stage and
A method comprising the steps of transporting the carrier to the vacuum processing chamber and processing the wafer.
前記ウエハプレートを前記位置合わせステージに配置するとき、前記ウエハに吸引を行うことをさらに含む、請求項21に記載の方法。 21. The method of claim 21, further comprising sucking the wafer when the wafer plate is placed on the alignment stage. 前記マスクを取り付けることには、前記キャリアに内マスクを取り付けることと、前記内マスク上に外マスクを取り付けることとを含む、請求項21に記載の方法。 21. The method of claim 21, wherein attaching the mask comprises attaching an inner mask to the carrier and attaching an outer mask on the inner mask. 前記ウエハプレートを前記キャリアの下側に取り付けることには、前記ウエハプレートと前記キャリアとの間に磁力を付加することを含む、請求項21に記載の方法。 21. The method of claim 21, wherein attaching the wafer plate to the underside of the carrier comprises applying a magnetic force between the wafer plate and the carrier. 前記マスクに前記磁力を付加することをさらに含む、請求項24に記載の方法。 24. The method of claim 24, further comprising applying the magnetic force to the mask. 真空処理チャンバにおいてウエハを処理するための方法であって、
ウエハプレートをロード位置に搬送して、前記ウエハプレートにウエハをロードするステップと、
前記ウエハプレートを位置合わせステーションに移動させて、前記ウエハプレートを位置合わせステージに配置するステップと、
前記ウエハを前記ウエハプレートに保持するために吸引を行うステップと
前記ウエハをカメラを使用して撮像して、画像から前記ウエハのx軸およびy軸を計算するステップと、
前記位置合わせステーションにキャリアを搬送するとともに、前記キャリアの開口部が前記ウエハプレートの上方に配置されるように前記キャリアを前記ウエハプレートの上方に配置して、マスク開口部を有するマスクが前記キャリアの上に配置されるステップと、
前記キャリアを持ち上げて、前記キャリアを機械的に固定された静止位置に配置するステップと、
前記カメラを作動させて前記キャリア上の前記マスク開口部を撮像するとともに、前記マスク開口部のx軸およびy軸を計算するステップと
位置合わせステージを作動させて、前記ウエハの前記x軸およびy軸を前記マスク開口部の前記x軸およびy軸に一致させるように前記ウエハプレートを移動させるステップと、
前記ウエハが前記キャリアの開口部内に配置されるように前記ウエハプレートが前記キャリアに接触して取り付けられるまで前記ウエハプレートを持ち上げるステップと、
真空を解除するステップと
前記ウエハプレートを備えた前記キャリアを前記真空処理チャンバに搬送するステップと、を含む方法。
A method for processing wafers in a vacuum processing chamber.
The step of transporting the wafer plate to the loading position and loading the wafer onto the wafer plate,
A step of moving the wafer plate to the alignment station and arranging the wafer plate on the alignment stage.
A step of sucking the wafer to hold it on the wafer plate, a step of imaging the wafer using a camera, and a step of calculating the x-axis and y-axis of the wafer from the image.
The carrier is conveyed to the alignment station, the carrier is arranged above the wafer plate so that the opening of the carrier is arranged above the wafer plate, and a mask having a mask opening is the carrier. With the steps placed on
A step of lifting the carrier and placing the carrier in a mechanically fixed stationary position.
The camera is operated to image the mask opening on the carrier, and the step of calculating the x-axis and y-axis of the mask opening and the positioning stage are operated to operate the x-axis and y of the wafer. A step of moving the wafer plate so that the axis coincides with the x-axis and the y-axis of the mask opening.
A step of lifting the wafer plate until the wafer plate is contacted and attached to the carrier so that the wafer is placed in the opening of the carrier.
A method comprising a step of releasing a vacuum and a step of transporting the carrier provided with the wafer plate to the vacuum processing chamber.
吸引を行うことには、前記ウエハを前記ウエハプレートに保持するために、かつ前記ウエハプレートを前記ステージに保持するために吸引を行うことを含む、請求項26に記載の方法。 26. The method of claim 26, wherein the suction is performed to hold the wafer on the wafer plate and to hold the wafer plate on the stage. 前記キャリアを前記真空処理チャンバから搬送することと、前記ウエハプレートをアンロードステージにロードすることと、前記アンロードステージを作動して前記ウエハプレートを傾斜させることで前記ウエハプレート上に位置する任意のウエハ断片を取り除くこととをさらに含む、請求項26に記載の方法。

Arbitrarily located on the wafer plate by transporting the carrier from the vacuum processing chamber, loading the wafer plate onto the unload stage, and activating the unload stage to tilt the wafer plate. 26. The method of claim 26, further comprising removing a wafer fragment of.

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