JP7111816B2 - 基板リフト装置及び基板搬送方法 - Google Patents
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Description
本発明は、上面に被処理基板を吸着する静電チャックを有するステージに組み付けられてこのステージに対する被処理基板の受け渡しを行うための基板リフト装置及び基板搬送方法に関する。
半導体製造工程においては、所望のデバイス構造を得るために、シリコンウエハやガラス基板等の被処理基板に対して、スパッタリング法及びプラズマＣＶＤ法等による成膜処理、熱処理、イオン注入処理やエッチング処理などの各種の処理が実施される。これらの処理を行う処理装置には、一般に、真空雰囲気中の真空チャンバ内で被処理基板を位置決め保持するために、静電チャック付きのステージが備えられる。
静電チャックは、金属製のステージ表面に装着される例えばＰＢＮ（Pyrolytic Boron Nitride）製のセラミックスプレート（チャックプレート）を有し、このチャックプレートには、一対の電極が埋設されている（所謂双極型）。一対の電極間には、給電装置によって直流電圧（チャック電圧）が印加され、これにより、両電極間に直流電圧を印加することで発生する静電気力で被処理基板がチャックプレート表面に吸着保持される（チャック操作）。そして、このようなステージに対して被処理基板を受け渡しするために、上記基板リフト装置が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
基板リフト装置は、ステージ内に没入する没入位置と、ステージ上面から上方に突出してステージ上面から所定の高さ位置まで被処理基板を持ち上げる基板受渡位置との間で上下動自在なリフトピンと、リフトピンを上下動させる駆動手段とを備える。被処理基板をステージに受け渡すのに際しては、リフトピンを基板受渡位置に上動させた状態で、搬送ロボットによりリフトピンの上端で被処理基板が支持されるように受け渡す。そして、リフトピンを没入位置まで下動させると、被処理基板がステージ（即ち、チャックプレート）上に設置される。この状態で、静電チャックの電極に直流電圧を印加して被処理基板を吸着し、その後に各種の処理が施される。処理が終了すると、静電チャックの電極への電圧印加が停止される（吸着停止操作）。そして、リフトピンを基板受渡位置まで上動させて被処理基板を持ち上げた後、被処理基板が例えば搬送ロボットに受け渡される。
ところで、被処理基板に対してプラズマを利用した所定の処理を施した場合、吸着停止操作を行っても、被処理基板に残留する電荷によってチャックプレート表面に被処理基板が貼り付いたままとなることがある。このため、被処理基板をリフトピンで基板受渡位置まで持ち上げるのに先立って、被処理基板に対して除電操作を行うことが一般に知られている（例えば、特許文献２参照）。
ここで、被処理基板に対する除電が不充分な状態で、リフトピンを上動させて被処理基板を持ち上げると、被処理基板の位置ずれや跳ね上がりが生じ、場合によっては、被処理基板に割れやかけが発生するという不具合がある。一方、被処理基板が除電されたか否かを判断する各種の機器を設け、完全に除電されたことを待ってリフトピンを上動させることが考えられるが、これでは、部品点数が増加してコストアップを招来するばかりか、被処理基板の受け渡しに時間がかかり、スループットが低下してしまう。
本発明は、以上の点に鑑み、被処理基板が完全に除電されることを待つことなく、被処理基板の位置ずれや跳ね上がりを生じることなく、処理後の被処理基板を基板受渡位置に移動できる基板リフト装置及び基板搬送方法を提供することをその課題とするものである。
上記課題を解決するために、上面に被処理基板を吸着する静電チャックを有するステージに組み付けられてこのステージに対する被処理基板の受け渡しを行うための本発明の基板リフト装置は、ステージ内に没入する没入位置とステージ上面から上方に突出する突出位置との間で上下動自在なリフトピンと、リフトピンを上下動させる駆動手段と、処理済みの被処理基板に対して除電操作を行う除電手段とを備え、駆動手段は、除電手段により被処理基板の除電操作を行った後、没入位置から突出位置までリフトピンを上動させる間で、被処理基板の中央部を局所的に浮き上がらせる中間位置にてリフトピンの上動を停止し、この停止状態を被処理基板の復元力により浮き上がった被処理基板の中央部を起点に被処理基板の残り部分が静電チャックから剥がれるまでの所定時間保持した後、突出位置へのリフトピンの上動が再開されるように構成されることを特徴とする。
本発明によれば、被処理基板に対してプラズマを利用した所定の処理を施した後、処理済みの被処理基板を搬出するのに際しては、先ず、被処理基板の吸着停止操作を行うと共に、公知の方法で被処理基板に対して除電操作を行う。そして、被処理基板が完全に除電されることを待つことなく（例えば、除電操作開始からの経過時間で判断する）、リフトピンを没入位置から中間位置に上動させる。すると、リフトピンからの押圧力が作用する被処理基板の部分（例えば、中央部分）は、残留電荷による吸着力に抗して局所的に浮き上がる（この場合、被処理基板の残りの部分は、残留電荷により静電チャックに張り付いたままとなる）。
次に、リフトピンを中間位置にて所定時間保持すると、被処理基板の残りの部分は、その復元力によって、リフトピンからの押圧力が作用する被処理基板の部分を起点に、その外方に向かって静電チャックから徐々に剥がれていき、やがて完全に静電チャックから剥がれる。この場合、上記従来例のように、リフトピンからの押圧力を作用させて無理に被処理基板を剥がすのとは異なり、被処理基板の位置ずれや跳ね上がりが生じるといった不具合は生じない。
このように本発明では、駆動手段によって、中間位置にてリフトピンの上動を停止可能な構成を採用したことで、被処理基板が完全に除電されることを待たずに、被処理基板の位置ずれや跳ね上がりを生じることなく、処理後の被処理基板を基板受渡位置まで移動することが可能になる。
基板リフト装置に係る発明において、被処理基板が、半導体装置の製造等に一般に利用されるサイズのシリコンウエハである場合、前記中間位置にて、前記ステージの上面から基板径の１／５００以上１／４００以下の高さでシリコンウエハの中央部を局所的に浮き上がらせ、４秒以上１０秒以下保持すれば、シリコンウエハが完全に除電されることを待たずに、被処理基板の位置ずれや跳ね上がりを生じることなく、処理後のものを基板受渡位置まで移動できることが確認された。
また、上記課題を解決するために、本発明の基板搬送方法は、ステージの上面に設けた静電チャックの電極に電圧を印加して被処理基板を吸着した状態で被処理基板に対して処理を施した後に、静電チャックへの電圧印加を停止する停止工程と、被処理基板に対して除電操作を行う除電工程と、ステージに出没自在に組み付けたリフトピンを上動させてステージ上方の基板受渡位置まで被処理基板を持ち上げる持上工程と、を含み、持上工程は、ステージに没入した位置からリフトピンを上動させてその上端を被処理基板に当接させ、この当接した位置から更にリフトピンを上動させることで、静電チャック上の被処理基板の中央部を局所的に浮き上がらせる第１工程と、被処理基板の中央部を浮き上がらせたリフトピンの中間位置にて、被処理基板の復元力により浮き上がった被処理基板の中央部を起点に被処理基板の残り部分が静電チャックから剥がれるまでの所定時間保持する第２工程と、中間位置から基板受渡位置までリフトピンを更に上動させる第３工程と含むことを特徴とする。
基板搬送方法に係る発明において、被処理基板が、上記同様にシリコンウエハである場合、前記第１工程において、静電チャック上のシリコンウエハの中央部を局所的に浮き上がらせる高さを前記ステージの上面から基板径の１／５００以上１／４００以下の高さとすることが好ましく、また、前記第２工程において、被処理基板の中央部を浮き上がらせたリフトピンの中間位置にて４秒以上１０秒以下保持することが好ましい。
以下、図面を参照して、被処理基板を、半導体装置の製造等に一般に利用されるサイズ（例えばφ１５０ｍｍ～４５０ｍｍ）のシリコンウエハ（以下「ウエハＷ」という）、静電チャックを双極型のものとし、その上面にウエハＷを吸着する静電チャックを有するステージに組み付けられて、ステージに対するウエハＷの受け渡しを行う基板リフト装置及び基板搬送方法の実施形態を説明する。以下においては、図１に示すステージの姿勢を基準に、上、下といった方向を説明するものとする。
図１を参照して、ＳＴは、スパッタリング法及びプラズマＣＶＤ法等による成膜処理、熱処理、イオン注入処理やエッチング処理などの各種の処理を施す図外の処理装置の真空チャンバ内に配置される静電チャック付きのステージである。なお、処理装置自体は公知のものが利用されるため、ここでは詳細な説明は省略する。
ステージＳＴは、金属製の基台１と、この基台１の上面に設けられてウエハＷを吸着保持する静電チャックＥＣとで構成される。基台１としては、ウエハＷに応じた輪郭を持つアルミニウム製の筒体で構成され、その内部には、ウエハＷを加熱する加熱手段１１や、冷媒を循環させてウエハＷを冷却する冷却手段（図示せず）が設けられて処理中にウエハＷを加熱したり、冷却したりできるようにしている。静電チャックＥＣは、誘電体たるチャックプレート２とその内部に図示省略の絶縁層を介して配置された一対の電極３ａ，３ｂとを備え、両電極３ａ，３ｂ間に直流電圧（チャック用電圧）を印加するために給電装置Ｐｓが設けられている。チャックプレート２としては、ＰＢＮ製、ＡＬＮ製やシリコンラバー製のものが利用される。そして、基台１と静電チャックＥＣのチャックプレート２とには、上下方向に貫通する透孔４が複数形成されている。本実施形態では、ウエハＷの中心と半径方向の略中間点を通る仮想円周上で周方向に１２０度間隔となる位置に３個の透孔４が設けられている。この場合、仮想円周の径は、ウエハＷのサイズを考慮して適宜設定される。そして、各透孔４には後述のリフトピン５が挿設されている。
給電装置Ｐｓは、一対の電極３ａ，３ｂ間に直流電圧（チャック電圧）を印加する直流電源部Ｅを備える。この場合、直流電源部Ｅと両電極３ａ，３ｂとの間に直流電圧を印加する回路を第１回路Ｃ１、処理後にウエハＷを除電するために両電極３ａ，３ｂをグランド電位に接続する回路を第２回路Ｃ２として、第１回路Ｃ１と第２回路Ｃ２とを切り換えるために２個の切換手段８ａ，８ｂが設けられている。そして、図１に示す第１回路Ｃ１では、直流電源部Ｅの正（高電圧側）の出力が一方の切換手段８ａを介して一方の電極３ｂに接続され、他方の電極３ａが、他方の切換手段８ｂを介して他方の直流電源部Ｅの負（低電圧側）の出力に接続されることで、両電極３ａ，３ｂ間に、チャックプレート２にてウエハＷを吸着保持するために直流電圧が印加される（チャック操作）。一方で、第２回路Ｃ２では、両切換手段８ａ，８ｂが切り換えられて、電極３ａ，３ｂが切換手段８ａ，８ｂを介してグランド電位に接続されることで、ウエハＷに対してプラズマを利用した所定の処理が施された後に、ウエハＷに残留する電荷が除電される（除電操作）。なお、直流電源部Ｅや切換手段８ａ，８ｂの作動は、図示省略の制御ユニットにより統括制御される。そして、このようなステージＳＴに対してウエハＷを受け渡しするために、本実施形態の基板リフト装置ＬＭが設けられている。
図２も参照して、リフト装置ＬＭは、各透孔４に夫々挿設されているリフトピン５と、各リフトピン５をステージＳＴに対して出没自在に上下動する駆動手段９とを備える。駆動手段９は、所謂２段式のエアシリンダで構成されている。この場合、駆動手段９としてのエアシリンダは、シリンダ本体９１を備え、その内部は、中央開口９２ａを備えた隔絶板９２により上側の第１室９３ａと下側の第２室９３ｂとに区画されている。第１室９３ａ内には第１ピストン９４が摺動自在に収納され、第１ピストン９４のロッド９４ａが、隔絶板９２に設けた中央開口９２ａを摺動自在に貫通して第２室９３ｂに突出している。第２室９３ｂ内には、第２ピストン９５が摺動自在に収納され、第２ピストン９５のロッド９５ａが第１ピストン９４に設けた貫通孔及びシリンダ本体９１の壁面に設けた透孔を貫通してシリンダ本体９１外に突出している。シリンダ本体９１外に突出した第２ピストン９５の上端には駆動板９５ｂが設けられ、駆動板９５ｂに、各リフトピン５の下端が夫々連結されている。以下に、図２も参照して、エアシリンダ９によるリフトピン５の上下動の動作を具体的に説明する。
図２（ａ）は、各リフトピン５が没入位置にある状態を示す。没入位置では、シリンダ本体９１の第１導入口９６ａ及び第２導入口９６ｂから圧縮空気が供給されて、第１ピストン９４が第１室９３ａ内で隔絶板９２に当接し、かつ、第２ピストン９５が第２室９３ｂの底内面に当接する位置まで下動する。これにより、駆動板９５ｂが最下位置に移動されることで、各リフトピン５がステージＳＴに完全に没入した状態となる。
次に、第２室９３ｂ内に導入された圧縮空気をシリンダ本体９１の第２排出口９６ｅから排出すると共に、第１室９３ａ内の圧縮空気の圧力よりも低い圧力の圧縮空気をシリンダ本体９１の第３導入口９６ｃから第２室９３ｂ内に導入していく。すると、第２室９３ｂ内で第２ピストン９５が上動することで、駆動板９５ｂが最下位置から上動して、各リフトピン５の上端面がウエハＷの裏面に先ず当接する（図２（ｂ）の当接位置参照）。この状態から、圧縮空気を第２室９３ｂ内に更に導入すると、第２ピストン９５が更に上動するが、シリンダ本体９１の第３導入口９６ｃから第２室９３ｂ内に導入された圧縮空気の圧力を第１室９３ａ内の圧縮空気の圧力よりも低く設定しているため、第２ピストン９５が第２室９３ｂ側に突出するロッド９４ａの下端に当接すると、その上動を停止する。これにより、当接位置から第２ピストン９５がロッド９４ａの下端に当接するまでのストロークに相当する距離だけ、駆動板９５ｂが上動して各リフトピン５の上端がステージから上方に突出して停止する（図２（ｃ）に示す中間位置参照）。
次に、シリンダ本体９１の第１室９３ａ内に導入された圧縮空気をシリンダ本体９１の第１排出口９６ｄから排出すると共に、シリンダ本体９１の第３導入口９６ｃから第２室９３ｂ内に圧縮空気を更に導入する。これにより、シリンダ本体９１の第２室９３ｂ内の圧縮空気の圧力は第１室９３ａ内の圧縮空気の圧力よりも高くなり、第２ピストン９５が第２室９３ｂ内で隔絶板９２に当接する位置まで上動し、駆動板９５ｂが最上位置まで上動して各リフトピン５の上部がステージＳＴ上方に突出する（図２（ｅ）に示す基板受渡位置）。以下に、図１及び図２に示す基板リフト装置ＬＭを用いた基板搬送方法を具体的に説明する。
図外の処理装置にてウエハＷに対して所定のプラズマ処理を施すような場合、先ず、切換手段８ａ，８ｂにより第２回路Ｃ２に切り換えた状態で静電チャックＥＣ表面にウエハＷを設置する。この場合、リフトピン５を図２（ｅ）に示す基板受渡位置まで上動させて、この状態で搬送ロボット１０によってウエハＷを搬送して、ロボットアーム１０ａからリフトピン５に受け渡す。そして、リフトピン５を図２（ａ）に示す没入位置に下動させてチャックプレート２の上面にウエハＷを設置する。そして、チャックプレート２上面へのウエハＷの設置が認識されると、切換手段８ａ，８ｂにより第１回路Ｃ１に切り換えることで、両電極３ａ，３ｂ間に直流電圧が印加され、両電極３ａ，３ｂ間に発生する静電気力でウエハＷがチャックプレート２の上面に吸着保持（チャック）される。
次に、処理済みのウエハＷを搬出するのに際しては、切換手段８ａ，８ｂにより第２回路Ｃ２に切り換えられ、両電極３ａ，３ｂがグランド電位に接続される。これにより、例えばプラズマを利用した処理を施すことで帯電したウエハＷが除電されるが、完全に除電されたことを待って各リフトピン５を上動させるのでは、ウエハＷの受け渡しに時間がかかり、スループットが低下してしまう。
本実施形態では、第２回路Ｃ２に切り換えた後、所定時間経過すると、エアシリンダ９を駆動して、リフトピン５を図２（ａ）に示す没入位置から上動させて、リフトピン５の上端をウエハＷの中央部に当接させ（図２（ｂ）参照）、この当接位置からリフトピン５を図２（ｃ）に示す中間地位まで更に上動させて停止し、静電チャックＥＣ上のウエハＷの中央部を局所的に浮上させる（第１工程）。これにより、リフトピン５からの押圧力が作用するウエハＷの中央部分は、残留電荷による吸着力に抗して局所的に浮き上がり、ウエハＷの残りの部分は、残留電荷によりチャックプレート２に張り付いたままとなる（図２（ｃ）参照）。この場合、チャックプレート２上面からウエハＷの部分を局所的に浮き上がらせる高さは、ステージ、具体的にはチャックプレート２の上面から、ウエハＷの最も高く浮き上がった部分までの高さを基板径の１／５００以上１／２００以下とする。
次に、図２（ｃ）に示す中間位置にて所定時間保持すると（第２工程）、ウエハＷの残りの部分は、その復元力によって、リフトピン５からの押圧力が作用するウエハＷの部分を起点に、その外方に向かって静電チャックＥＣから徐々に剥がれていき、図２（ｄ）に示すようにウエハＷが完全に剥がれた状態となる。この場合、ウエハＷを局所的に浮き上がらせたリフトピン５の中間位置にて４秒以上保持することが好ましい。そして、図２（ｃ）に示す中間位置から図２（ｅ）に示す基板受渡位置までリフトピン５を更に上動させ（第３工程）、基板受渡位置まで持ち上げられたウエハＷは、リフトピン５からロボットアーム１０ａに受け渡されて、搬送ロボット１０により処理室から搬送される（図２（ｅ）参照）。
以上の実施形態によれば、リフトピン５からの押圧力を作用させて無理にウエハＷを剥がすのとは異なり、ウエハＷの位置ずれや跳ね上がりが生じるといった不具合は生じない。このため、ウエハＷが完全に除電されることを待たずに、ウエハＷの位置ずれや跳ね上がりを生じることなく、処理後のウエハＷを基板受渡位置まで移動することができる。
次に、本発明の効果を確認するために、図１に示す基板リフト装置ＬＭを用いて次の実験を行った。本実験では、被処理基板をφ２００ｍｍ（８インチ）のシリコンウエハＷ、チャックプレート２をＰＢＮ製とし、所定のチャック電圧でウエハＷを吸着した後、真空チャンバ内でプラズマを利用した処理を実施するようにした。その後、静電チャックＥＣへの電圧印加を停止した後、リフトピン５を中間位置まで上動させて、所定時間保持した。このとき、中間位置におけるチャックプレート２の上面から突出するリフトピン５の高さ及び中間位置にてリフトピン５を保持する保持時間を表１のように変化させて（即ち、チャックプレート２の上面から突出するリフトピン５の高さを０．１ｍｍ～１．１ｍｍの間で０．１ｍｍごと、中間位置にてリフトピン５を保持する保持時間を１秒～１０秒の間で１秒ごと変化させて）、ウエハＷの位置ずれや跳ね上がりの発生及びウエハＷの位置ずれや跳ね上がりによるウエハＷの搬送の適否を評価した。その結果を表１に示す。なお、評価は、ウエハＷの位置ずれや跳ね上がりが発生し、ウエハＷの搬送を行えなかったものは「×」とし、ウエハＷの跳ね上がりは発生したが、ウエハＷの位置ずれがなく、ウエハＷの搬送が可能であったものは「○」とし、ウエハＷの位置ずれや跳ね上がりが全く発生せず、ウエハＷの搬送に最適なものは「◎」とする三段階評価により行った。
表１より、静電チャックＥＣ（ステージＳＴ）の上面から突出するリフトピン５の高さを０．４ｍｍ～１．０ｍｍに設定すれば、中間位置にて保持する保持時間に関わらず、ウエハＷの跳ね上がりが発生しても、ウエハＷの位置ずれが生じず搬送を行えることが確認された。更に、静電チャックＥＣの上面から突出するリフトピン５の高さを０．４ｍｍ～０．５ｍｍ、中間位置にて保持する保持時間を４秒～１０秒に設定すれば、ウエハＷの位置ずれや跳ね上がりが生じずに、処理後のウエハＷを基板受渡位置まで移動することができ、ウエハＷの搬送に最適であることが確認された。
次に、表２のように異なる径の各ウエハＷ（即ち、ウエハ径が１５０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍのウエハＷ）について、所定のチャック電圧でウエハＷをチャックプレート２に吸着して、真空チャンバ内でプラズマを利用した処理を実施した。その後、静電チャックＥＣへの電圧印加を停止し、リフトピン５を中間位置まで上動させて、中間位置にてリフトピン５を４秒間保持した。このとき、中間位置におけるチャックプレート２の上面から突出するリフトピン５の高さを０．１ｍｍごと変化させて、ウエハＷの位置ずれや跳ね上がりの発生及びウエハＷの位置ずれや跳ね上がりによるウエハＷの搬送の適否を、上記と同様に「×」、「○」、「◎」の三段階により評価した。「○」、「◎」の評価が得られたリフトピン５の高さの範囲（リフトピン５の高さの下限と上限）を表２に示す。
表２より、中間位置における静電チャックＥＣ（ステージＳＴ）の上面から突出するリフトピン５の高さとウエハＷの径とには、概ね比例の関係が得られることが確認された。そして、静電チャックＥＣの上面から突出するリフトピン５の高さをウエハＷの径の１／５００～１／２００の範囲に設定すれば、ウエハＷの位置ずれがなく、ウエハＷの搬送が可能である。更に、ステージＳＴの上面から突出するリフトピン５の高さをウエハＷの径の１／５００～１／４００の範囲に設定すれば、ウエハＷの位置ずれや跳ね上がりが生じずに、処理後のウエハＷを基板受渡位置まで移動することができ、ウエハＷの搬送に最適であることが判った。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で適宜変形が可能である。上記実施形態では、リフトピン５を段階的に上動させる駆動手段として所謂に二段式のエアシリンダ９を用いるものを例に説明したが、例えばステッピングモータを用いることができ、また、設置するリフトピンの数や配置は上記のものに限定されるものではなく、被処理基板に応じて適宜設定できる。
また、上記実施形態では、静電チャックとして双極型のものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、単極型のものでもよい。更に、上記実施形態では、被処理基板をシリコンウエハＷとしたものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、矩形のガラス基板にも適用できる。この場合、例えば、リフトピンを同一の仮想円周上で周方向に所定間隔で配置する場合、リフトピンの数や仮想円周の径は、サイズに応じて適宜設定される。
ＬＭ…基板リフト装置、ＥＣ…静電チャック、ＳＴ…ステージ、Ｗ…ウエハ（被処理基板）、５…リフトピン、９…エアシリンダ（駆動手段）。
Claims (2)
- 上面に被処理基板を吸着する静電チャックを有するステージに組み付けられてこのステージに対する被処理基板の受け渡しを行うための基板リフト装置であって、
ステージ内に没入する没入位置とステージ上面から上方に突出する突出位置との間で上下動自在なリフトピンと、リフトピンを上下動させる駆動手段と、処理済みの基板に対して除電操作を行う除電手段とを備えるものにおいて、
駆動手段は、除電手段により被処理基板の除電操作を行った後、没入位置から突出位置までリフトピンを上動させる間で、被処理基板の中央部を局所的に浮き上がらせる中間位置にてリフトピンの上動を停止し、この停止状態を処理基板の復元力により浮き上がった被処理基板の中央部を起点に被処理基板の残り部分が静電チャックから剥がれるまでの所定時間保持した後、突出位置へのリフトピンの上動が再開されるように構成され、
被処理基板がシリコンウエハである場合、前記中間位置にて、前記ステージの上面から基板径の１／５００以上１／４００以下の高さでシリコンウエハの中央部を局所的に浮き上がらせ、４秒以上１０秒以下保持することを特徴とする基板リフト装置。 - ステージの上面に設けた静電チャックの電極に電圧を印加して被処理基板を吸着した状態で被処理基板に対して処理を施した後に、静電チャックへの電圧印加を停止する停止工程と、被処理基板に対して除電操作を行う除電工程と、ステージに出没自在に組み付けたリフトピンを上動させてステージ上方の基板受渡位置まで被処理基板を持ち上げる持上工程と、を含む基板搬送方法において、
持上工程は、ステージに没入した位置からリフトピンを上動させてその上端を被処理基板に当接させ、この当接した位置から更にリフトピンを上動させることで、静電チャック上の被処理基板の中央部を局所的に浮き上がらせる第１工程と、被処理基板の中央部を浮き上がらせたリフトピンの中間位置にて、被処理基板の復元力により浮き上がった被処理基板の中央部を起点に被処理基板の残り部分が静電チャックから剥がれるまでの所定時間保持する第２工程と、中間位置から基板受渡位置までリフトピンを更に上動させる第３工程と含み、
被処理基板がシリコンウエハである場合、前記第１工程において、静電チャック上のシリコンウエハの中央部を局所的に浮き上がらせる高さを前記ステージの上面から基板径の１／５００以上１／４００以下の高さとし、
前記第２工程において、被処理基板の中央部を浮き上がらせたリフトピンの中間位置にて４秒以上１０秒以下保持することを特徴とする基板搬送方法。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004228488A (ja) | 2003-01-27 | 2004-08-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 基板搬送方法 |
| JP2006303138A (ja) | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Seiko Epson Corp | 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法 |
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| JP2012521652A (ja) | 2009-03-24 | 2012-09-13 | ラム リサーチ コーポレーション | デチャック時における電位スパイクを抑制する方法及び装置 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3245369B2 (ja) * | 1996-11-20 | 2002-01-15 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理体を静電チャックから離脱する方法及びプラズマ処理装置 |
| JP3725967B2 (ja) * | 1997-06-20 | 2005-12-14 | 株式会社日立製作所 | 静電吸着した試料を離脱する方法 |
| JPH11243137A (ja) * | 1998-10-14 | 1999-09-07 | Nec Corp | 静電チャック |
| JP2004040047A (ja) * | 2002-07-08 | 2004-02-05 | Tokyo Electron Ltd | 処理装置及び静電チャックからの被吸着体の脱離方法 |
| TW594297B (en) * | 2002-07-19 | 2004-06-21 | Hitachi Ind Co Ltd | Substrate assembling device |
| US7243003B2 (en) * | 2002-08-31 | 2007-07-10 | Applied Materials, Inc. | Substrate carrier handler that unloads substrate carriers directly from a moving conveyor |
| KR100566324B1 (ko) * | 2005-05-09 | 2006-03-31 | 주식회사 에이디피엔지니어링 | 평판표시소자 제조장치의 리프트 핀 모듈 |
| JP4836512B2 (ja) * | 2005-07-29 | 2011-12-14 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板昇降装置および基板処理装置 |
| JP2008041896A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Tokyo Electron Ltd | 基板検知機構およびそれを用いた基板処理装置 |
| JP4795899B2 (ja) * | 2006-08-31 | 2011-10-19 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板載置機構および基板受け渡し方法 |
| US8652260B2 (en) * | 2008-08-08 | 2014-02-18 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Apparatus for holding semiconductor wafers |
| US8363378B2 (en) * | 2009-02-17 | 2013-01-29 | Intevac, Inc. | Method for optimized removal of wafer from electrostatic chuck |
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| JP5770575B2 (ja) * | 2011-09-12 | 2015-08-26 | 株式会社アルバック | 酸化皮膜の形成方法 |
| JP6342299B2 (ja) | 2014-11-04 | 2018-06-13 | 株式会社アルバック | 基板割れ判定方法 |
| KR20170024215A (ko) * | 2015-08-24 | 2017-03-07 | 세메스 주식회사 | 기판 지지 유닛, 기판 처리 장치, 그리고 기판 처리 방법 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004228488A (ja) | 2003-01-27 | 2004-08-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 基板搬送方法 |
| JP2006303138A (ja) | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Seiko Epson Corp | 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法 |
| JP2008041969A (ja) | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 基板の脱離方法 |
| JP2012511831A (ja) | 2008-12-10 | 2012-05-24 | アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド | 静電チャックからのウエハの解放 |
| JP2012521652A (ja) | 2009-03-24 | 2012-09-13 | ラム リサーチ コーポレーション | デチャック時における電位スパイクを抑制する方法及び装置 |
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