(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板保持搬送組立体であって、
ベースプレートと、
一対のクランプにより画定される少なくとも二つの独立点により基板を支持可能に画成された離間した状態で前記ベースプレートに接続された一対のクランプと、
実質的に前記一対のクランプ間の位置において前記ベースプレートに接続されており、前記基板が存在し且つ前記一対のクランプにより保持される時、前記基板に電気接点を与えるように形成された電極組立体と、
を備え、
前記基板保持搬送組立体は、第１の把持装置組立体と第２の把持装置組立体とを含んでおり、
（ｉ）前記第１の把持装置組立体のみで基板を保持すること、
（ｉｉ）前記第１の把持装置組立体のみで保持した基板をメッキ処理組立体に搬入すること、及び、
（ｉｉｉ）前記第１と第２の把持装置組立体の間に、前記第１と第２の把持装置組立体を用いて基板を保持し、前記第１と第２の把持装置組立体を同時に連携するように移動させ、前記メッキ処理組立体に対して基板を前記第１の把持装置組立体により搬入し、前記第２の把持装置組立体により搬出を行うこと、
を行い得るように構成されている、基板保持搬送組立体。
【請求項２】
請求項１記載の基板保持搬送組立体であって、更に、
前記ベースプレートに接続されており、前記一対のクランプを開位置へ操作するように構成された一対のクランプ用アクチュエータを備える、基板保持搬送組立体。
【請求項３】
請求項２記載の基板保持搬送組立体であって、更に、
上部プレートに接続されており、前記電極組立体を閉位置へ操作するように構成された電極用アクチュエータを備える、基板保持搬送組立体。
【請求項４】
請求項３記載の基板保持搬送組立体であって、
前記クランプ用アクチュエータ及び前記電極用アクチュエータは、独立して制御される、基板保持搬送組立体。
【請求項５】
請求項１記載の基板保持搬送組立体であって、
前記電極組立体は、基板の存在時に前記基板へガスを分配するように形成される、基板保持搬送組立体。
【請求項６】
請求項１記載の基板保持搬送組立体であって、
圧縮モジュールが、基板の存在時に前記基板を保持するための一定の圧力を前記一対のクランプに及ぼす、基板保持搬送組立体。
【請求項７】
請求項６記載の基板保持搬送組立体であって、
前記圧縮モジュールは、バネである、基板保持搬送組立体。
【請求項８】
基板をクランプして電気接点を付与する方法であって、
閉位置へ独立して作動させることが可能な、受領位置にある電極組立体、及び、クランプ位置へ独立して作動させることが可能な、受領位置にある少なくとも二つの基板クランプを有するクランプ組立体を提供するステップと、
前記クランプ組立体において前記基板を受領するステップと、
前記基板クランプを前記基板と接触した状態にする前記クランプ位置へ前記基板クランプを作動させるステップと、
前記電極組立体の複数の電極を前記基板に接触した状態にする閉位置へ前記電極組立体を作動させるステップと、を備え、
前記クランプ組立体は、第１の把持装置組立体と第２の把持装置組立体とを含んでおり、
（ｉ）前記第１の把持装置組立体のみで基板を保持すること、
（ｉｉ）前記第１の把持装置組立体のみで保持した基板をメッキ処理組立体に搬入すること、及び、
（ｉｉｉ）前記第１と第２の把持装置組立体の間に、前記第１と第２の把持装置組立体を用いて基板を保持し、前記第１と第２の把持装置組立体を同時に連携するように移動させ、前記メッキ処理組立体に対して基板を前記第１の把持装置組立体により搬入し、前記第２の把持装置組立体により搬出を行うこと、
を行い得るように構成されており、
前記基板と接触している前記複数の電極は、前記電気接点を付与する、方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法であって、
前記電極組立体は、更に、基板の存在時に前記基板の上面へガスを分配するように構成されたディフューザを含む、方法。
【請求項１０】
請求項８記載の方法であって、
前記基板クランプの上方に位置決めされた圧縮モジュールが、前記基板クランプの上面に一定の力を及ぼす、方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法であって、
前記圧縮モジュールは、バネである、方法。
【請求項１２】
請求項８記載の方法であって、
前記基板クランプの前記作動は、空気圧により実行される、方法。
【請求項１３】
請求項８記載の方法であって、
前記電極組立体の前記作動は、空気圧により実行される、方法。
【請求項１４】
基板ハンドリング組立体であって、
ベースプレートと、
前記ベースプレートに結合され、提供時に基板を保持して受け入れるように構成されたクランプ面を有し、開位置と、前記基板を固定するように画定された閉位置とを有する第一の基板クランプと、
前記ベースプレートに結合され、提供時に基板を保持して受け入れるように構成されたクランプ面を有し、前記ベースプレートに沿って前記第一の基板クランプからクランプ距離だけ間隔を空けて前記基板に対する支持部を画成し、開位置と、前記基板を固定するように画定された閉位置とを有する第二の基板クランプと、
実質的に前記第一及び第二の基板クランプ間の位置において前記ベースプレートに接続され、複数の電極を有し、開位置と、前記複数の電極を前記ベースプレートへ向けて移動させて存在時に前記基板に接触させるように画定された閉位置とを有する電極組立体と、
を備え、
前記基板ハンドリング組立体は、第１の把持装置組立体と第２の把持装置組立体とを含んでおり、
（ｉ）前記第１の把持装置組立体のみで基板を保持すること、
（ｉｉ）前記第１の把持装置組立体のみで保持した基板をメッキ処理組立体に搬入すること、及び、
（ｉｉｉ）前記第１と第２の把持装置組立体の間に、前記第１と第２の把持装置組立体を用いて基板を保持し、前記第１と第２の把持装置組立体を同時に連携するように移動させ、前記メッキ処理組立体に対して基板を前記第１の把持装置組立体により搬入し、前記第２の把持装置組立体により搬出を行うこと、
を行い得るように構成されている、基板ハンドリング組立体。
【請求項１５】
請求項１４記載の基板ハンドリング組立体であって、
前記第一の基板クランプ、前記第二の基板クランプ、及び前記電極組立体のそれぞれは、独立したアクチュエータを有する、基板ハンドリング組立体。
【請求項１６】
請求項１４記載の基板ハンドリング組立体であって、
前記電極組立体は、更に、基板の存在時に前記基板の上面へガスを分配するように構成されたディフューザを含む、基板ハンドリング組立体。
【請求項１７】
請求項１４記載の基板ハンドリング組立体であって、更に、
前記第一の基板クランプの上面の上方に位置決めされた圧縮モジュールを備え、
前記第一の基板クランプが前記閉位置にある時、前記圧縮モジュールは、前記第一の基板クランプの前記上面に一定の力を及ぼす、基板ハンドリング組立体。
【請求項１８】
請求項１７記載の基板ハンドリング組立体であって、
前記圧縮モジュールは、バネである、基板ハンドリング組立体。
【請求項１９】
請求項１４記載の基板ハンドリング組立体であって、
前記第一及び第二の基板クランプは、非金属材料により作成される、基板ハンドリング組立体。
【請求項２０】
請求項１５記載の基板ハンドリング組立体であって、
前記アクチュエータは、空気圧式である、基板ハンドリング組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の取り扱いに関し、特に、電気接点を付与した状態での処理ヘッドを介した基板の同時移動に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板処理には、エッチング、堆積、洗浄、及び研磨等を含め、様々な動作が含まれる場合がある。堆積処理を実行する一方法は、電気メッキを使用することである。電気メッキ処理は、電気メッキ処理流体に露出する際に基板との電気接触を形成する必要がある。様々な方法を使用して電気メッキを行うことが可能だが、しかしながら、電気接触はメッキ処理に干渉する可能性があるため、基板全体で一貫したメッキを達成することが困難になる恐れがある。例えば、電気メッキの一方法では、電気メッキ流体槽に基板を浸漬する。電気接触は、槽に浸漬させた複数の電気接点を使用して基板との間に形成可能である。しかしながら、電気接触が基板との間に形成される場所では、メッキ材料の堆積に不規則性が生じる恐れがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したことに鑑みて、メッキ材料の堆積における不規則性を最小化しつつ電気メッキ環境において信頼性の高い接触を提供可能な改良された基板の取り扱いに対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の形態は、基板保持搬送組立体であって、
ベースプレートと、
一対のクランプにより画定される少なくとも二つの独立点により基板を支持可能に画成された離間した状態で前記ベースプレートに接続された一対のクランプと、
実質的に前記一対のクランプ間の位置において前記ベースプレートに接続されており、前記基板が存在し且つ前記一対のクランプにより保持される時、前記基板に電気接点を与えるように形成された電極組立体と、
を備え、
前記基板保持搬送組立体は、第１の把持装置組立体と第２の把持装置組立体とを含んでおり、
（ｉ）前記第１の把持装置組立体のみで基板を保持すること、
（ｉｉ）前記第１の把持装置組立体のみで保持した基板をメッキ処理組立体に搬入すること、及び、
（ｉｉｉ）前記第１と第２の把持装置組立体の間に、前記第１と第２の把持装置組立体を用いて基板を保持し、前記第１と第２の把持装置組立体を同時に連携するように移動させ、前記メッキ処理組立体に対して基板を前記第１の把持装置組立体により搬入し、前記第２の把持装置組立体により搬出を行うこと、
を行い得るように構成されている、基板保持搬送組立体である。
本発明の第２の形態は、基板をクランプして電気接点を付与する方法であって、
閉位置へ独立して作動させることが可能な、受領位置にある電極組立体、及び、クランプ位置へ独立して作動させることが可能な、受領位置にある少なくとも二つの基板クランプを有するクランプ組立体を提供するステップと、
前記クランプ組立体において前記基板を受領するステップと、
前記基板クランプを前記基板と接触した状態にする前記クランプ位置へ前記基板クランプを作動させるステップと、
前記電極組立体の複数の電極を前記基板に接触した状態にする閉位置へ前記電極組立体を作動させるステップと、を備え、
前記クランプ組立体は、第１の把持装置組立体と第２の把持装置組立体とを含んでおり、
（ｉ）前記第１の把持装置組立体のみで基板を保持すること、
（ｉｉ）前記第１の把持装置組立体のみで保持した基板をメッキ処理組立体に搬入すること、及び、
（ｉｉｉ）前記第１と第２の把持装置組立体の間に、前記第１と第２の把持装置組立体を用いて基板を保持し、前記第１と第２の把持装置組立体を同時に連携するように移動させ、前記メッキ処理組立体に対して基板を前記第１の把持装置組立体により搬入し、前記第２の把持装置組立体により搬出を行うこと、
を行い得るように構成されており、
前記基板と接触している前記複数の電極は、前記電気接点を付与する、方法である。
本発明の第３の形態は、基板ハンドリング組立体であって、
ベースプレートと、
前記ベースプレートに結合され、提供時に基板を保持して受け入れるように構成されたクランプ面を有し、開位置と、前記基板を固定するように画定された閉位置とを有する第一の基板クランプと、
前記ベースプレートに結合され、提供時に基板を保持して受け入れるように構成されたクランプ面を有し、前記ベースプレートに沿って前記第一の基板クランプからクランプ距離だけ間隔を空けて前記基板に対する支持部を画成し、開位置と、前記基板を固定するように画定された閉位置とを有する第二の基板クランプと、
実質的に前記第一及び第二の基板クランプ間の位置において前記ベースプレートに接続され、複数の電極を有し、開位置と、前記複数の電極を前記ベースプレートへ向けて移動させて存在時に前記基板に接触させるように画定された閉位置とを有する電極組立体と、
を備え、
前記基板ハンドリング組立体は、第１の把持装置組立体と第２の把持装置組立体とを含んでおり、
（ｉ）前記第１の把持装置組立体のみで基板を保持すること、
（ｉｉ）前記第１の把持装置組立体のみで保持した基板をメッキ処理組立体に搬入すること、及び、
（ｉｉｉ）前記第１と第２の把持装置組立体の間に、前記第１と第２の把持装置組立体を用いて基板を保持し、前記第１と第２の把持装置組立体を同時に連携するように移動させ、前記メッキ処理組立体に対して基板を前記第１の把持装置組立体により搬入し、前記第２の把持装置組立体により搬出を行うこと、
を行い得るように構成されている、基板ハンドリング組立体である。
一実施形態において、基板保持搬送組立体を開示する。基板保持搬送組立体は、ベースプレートと、離間配向性を有してベースプレートに接続された一対のクランプとを含む。離間配向性は、少なくとも二つの独立点により基板を支持可能に画成でき、少なくとも二つの独立点は一対のクランプにより画定される。基板保持搬送組立体は、更に、実質的に一対のクランプ間の位置においてベースプレートに接続された電極組立体を含む。電極組立体は、基板が存在し且つ一対のクランプにより保持される時、基板に電気接点を与えるように形成される。
【０００５】
他の実施形態において、基板をクランプして電気接点を付与する方法を開示する。方法は、閉位置へ独立して作動させることが可能な、受領位置にある統合電極組立体を有するクランプ組立体を提供するステップを含む。クランプ組立体は、更に、受領位置にある少なくとも二つの基板クランプを有し、基板クランプは、クランプ位置へ独立して作動させることが可能である。他の動作において、方法では、クランプ組立体において基板を受領し、クランプ位置へ基板クランプを作動させる。クランプ位置では、基板クランプを基板と接触した状態にする。他の動作において、電極組立体は、閉位置へ作動させる、電極組立体の閉位置では、複数の電極を基板に接触した状態にする。基板と接触している複数の電極は、電気接点を付与する。
【０００６】
他の実施形態において、基板ハンドリング組立体を開示する。基板ハンドリング組立体は、ベースプレートと、ベースプレートに結合された第一の基板クランプとを含む。第一の基板クランプは、提供時に基板を保持して受け入れるように構成されたクランプ面を有する。第一の基板クランプは、更に、開位置及び閉位置を有し、閉位置は基板を固定するように画定される。基板ハンドリング組立体は、更に、ベースプレートに結合され、同じく提供時に基板を保持して受け入れるように構成されたクランプ面を有する第二の基板クランプを含む。第二の基板クランプは、ベースプレートに沿って第一の基板クランプからクランプ距離だけ間隔を空けて基板に対する支持部を画成する。第二の基板クランプは、開位置及び閉位置を有し、閉位置は基板を固定するように画定される。基板ハンドリング組立体は、更に、実質的に第一及び第二の基板クランプ間の位置においてベースプレートに接続された電極組立体を含む。電極組立体は、開位置及び閉位置を有する複数の電極を有する。閉位置は、複数の電極をベースプレートへ向けて移動させて、基板の存在時に基板に接触させるように画定される。
【０００７】
本発明は、以下の適用例としても実現可能である。
［適用例１］
基板保持搬送組立体であって、
ベースプレートと、
一対のクランプにより画定される少なくとも二つの独立点により基板を支持可能に画成された離間配向性を有して前記ベースプレートに接続された一対のクランプと、
実質的に前記一対のクランプ間の位置において前記ベースプレートに接続されており、前記基板が存在し且つ前記一対のクランプにより保持される時、前記基板に電気接点を与えるように形成された電極組立体と、
を備える基板保持搬送組立体。
［適用例２］
適用例１記載の基板保持搬送組立体であって、更に、
前記ベースプレートに接続されており、前記一対のクランプを開位置へ操作するように構成された一対のクランプアクチュエータを備える、基板保持搬送組立体。
［適用例３］
適用例２記載の基板保持搬送組立体であって、更に、
上部プレートに接続されており、前記電極アクチュエータを閉位置へ操作するように構成された電極アクチュエータを備える、基板保持搬送組立体。
［適用例４］
適用例３記載の基板保持搬送組立体であって、
前記クランプアクチュエータ及び前記電極アクチュエータは、独立して制御される、基板保持搬送組立体。
［適用例５］
適用例１記載の基板保持搬送組立体であって、
前記電極組立体は、基板の存在時に前記基板へガスを分配するように形成される、基板保持搬送組立体。
［適用例６］
適用例１記載の基板保持搬送組立体であって、
圧縮モジュールが、基板の存在時に前記基板を保持するための一定の圧力を前記一対のクランプに及ぼす、基板保持搬送組立体。
［適用例７］
適用例６記載の基板保持搬送組立体であって、
前記圧縮モジュールは、バネである、基板保持搬送組立体。
［適用例８］
基板をクランプして電気接点を付与する方法であって、
閉位置へ独立して作動させることが可能な、受領位置にある統合電極組立体、及び、クランプ位置へ独立して作動させることが可能な、受領位置にある少なくとも二つの基板クランプを有するクランプ組立体を提供するステップと、
前記クランプ組立体において前記基板を受領するステップと、
前記基板クランプを前記基板と接触した状態にする前記クランプ位置へ前記基板クランプを作動させるステップと、
前記電極組立体の複数の電極を前記基板に接触した状態にする閉位置へ前記電極組立体を作動させるステップと、を備え、
前記基板と接触している前記複数の電極は、前記電気接点を付与する、方法。
［適用例９］
適用例８記載の方法であって、
前記電極組立体は、更に、基板の存在時に前記基板の上面へガスを分配するように構成されたディフューザを含む、方法。
［適用例１０］
適用例８記載の方法であって、
前記基板クランプの上方に位置決めされた圧縮モジュールが、前記基板クランプの上面に一定の力を及ぼす、方法。
［適用例１１］
適用例１０記載の方法であって、
前記圧縮モジュールは、バネである、方法。
［適用例１２］
適用例８記載の方法であって、
前記基板クランプの前記作動は、空気圧により実行される、方法。
［適用例１３］
適用例８記載の方法であって、
前記電極組立体の前記作動は、空気圧により実行される、方法。
［適用例１４］
基板ハンドリング組立体であって、
ベースプレートと、
前記ベースプレートに結合され、提供時に基板を保持して受け入れるように構成されたクランプ面を有し、開位置と、前記基板を固定するように画定された閉位置とを有する第一の基板クランプと、
前記ベースプレートに結合され、提供時に基板を保持して受け入れるように構成されたクランプ面を有し、前記ベースプレートに沿って前記第一の基板クランプからクランプ距離だけ間隔を空けて前記基板に対する支持部を画成し、開位置と、前記基板を固定するように画定された閉位置とを有する第二の基板クランプと、
実質的に前記第一及び第二の基板クランプ間の位置において前記ベースプレートに接続され、複数の電極を有し、開位置と、前記複数の電極を前記ベースプレートへ向けて移動させて存在時に前記基板に接触させるように画定された閉位置とを有する電極組立体と、
を備える基板ハンドリング組立体。
［適用例１５］
適用例１４記載の基板ハンドリング組立体であって、
前記第一の基板クランプ、前記第二の基板クランプ、及び前記電極組立体のそれぞれは、独立したアクチュエータを有する、基板ハンドリング組立体。
［適用例１６］
適用例１４記載の基板ハンドリング組立体であって、
前記電極組立体は、更に、基板の存在時に前記基板の上面へガスを分配するように構成されたディフューザを含む、基板ハンドリング組立体。
［適用例１７］
適用例１４記載の基板ハンドリング組立体であって、更に、
前記第一の基板クランプの上面上方に位置決めされた圧縮モジュールを備え、
前記第一の基板クランプが前記閉位置にある時、前記圧縮モジュールは、前記第一の基板クランプの前記正面に一定の力を及ぼす、基板ハンドリング組立体。
［適用例１８］
適用例１７記載の基板ハンドリング組立体であって、
前記圧縮モジュールは、バネである、基板ハンドリング組立体。
［適用例１９］
適用例１４記載の基板ハンドリング組立体であって、
前記第一及び第二の基板クランプは、非金属材料により作成される、基板ハンドリング組立体。
［適用例２０］
適用例１４記載の基板ハンドリング組立体であって、
前記アクチュエータは、空気圧式である、基板ハンドリング組立体。
本発明の他の態様及び利点は、本発明の原理を一例として示す次の添付図面と併せて、以下の詳細な説明から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明は、その他の利点と共に、次の添付図面と併せて、以下の詳細な説明を参照することにより最も良く理解し得よう。
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態による、処理モジュール１０２の高レベル概略図である。
【００１０】
【図２】本発明の一実施形態による、処理ステーション及び基板に関連する把持装置組立体の全体概略図である。
【００１１】
【図３】本発明の一実施形態による、把持装置組立体の拡大図を示す概略図である。
【００１２】
【図４】本発明の一実施形態による、把持装置組立体の分解図である。
【００１３】
【図５】本発明の実施形態による、基板クランプ４０２及び４０４の概略図である。
【図６】本発明の実施形態による、基板クランプ４０２及び４０４の概略図である。
【００１４】
【図７】本発明の一実施形態による、接触レバーの図である。
【００１５】
【図８】本発明の一実施形態による、電極マニホルド組立体の図である。
【００１６】
【図８Ａ】本発明の一実施形態による、電極マニホルドの図である。
【００１７】
【図８Ｂ】本発明の一実施形態による、電極アーム８０４の図である。
【００１８】
【図８Ｃ】本発明の一実施形態による、電極ディフューザの概略例図である。
【００１９】
【図９】本発明の一実施形態による、把持装置組立体に設置された基板クランプ組立体の側面を示す概略図である。
【００２０】
【図１０】本発明の一実施形態による、把持装置組立体に設置された電極組立体の側部を示す概略図である。
【００２１】
【図１１Ａ】本発明の実施形態による、様々なクランプ距離及び基板の偏位の比較を示す概略図である。
【図１１Ｂ】本発明の実施形態による、様々なクランプ距離及び基板の偏位の比較を示す概略図である。
【００２２】
【図１２Ａ】本発明の一実施形態による、把持装置組立体を移動させる搬送システムの概略図である。
【図１２Ｂ】本発明の一実施形態による、把持装置組立体を移動させる搬送システムの概略図である。
【００２３】
【図１３】本発明の一実施形態による、処理組立体を介して基板を搬送する手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
基板を保持及び搬送するための発明を開示する。基板を保持及び搬送することは、一定の半導体基板処理の速度及び歩留まりに影響を与え得る。近接ヘッドを使用して施される様々な処理への干渉を最小限にして基板を保持及び搬送する能力は、潜在的な汚染源を減少させ、これにより、歩留まりを増加させることが可能である。更に、単一の近接ヘッド内でのメッキ及び洗浄等、多数の処理を統合することにより、処理速度を向上できる。しかしながら、基板搬送装置が常に基板に接触していると、洗浄処理を統合することが困難な場合がある。
【００２５】
基板用の保持搬送システムの一実施形態は、二つの把持装置を使用して基板を保持し、近接ヘッド内へ移動させる。最初に、この実施形態において、第一の把持装置は、基板縁部に沿った除外領域において基板を持ち上げる。第一の把持装置は、基板を近接ヘッド内へ搬送し、基板のみを処理化学反応に露出する。基板が近接ヘッドから現れる際に、第二の把持装置は、所定位置において、処理直後の基板を受領する。一実施形態において、第一の把持装置と第二の把持装置との間での基板の引き渡しは、第二の把持装置が基板を挟み付けた後で行われる。以下の説明では、本発明の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細について述べる。しかしながら、こうした具体的な詳細の一部又は全部が無くとも、本発明を実現し得ることは、当業者には明らかとなろう。また、周知の処理ステップは、本発明を不必要に曖昧にしないため、詳細な説明を省略している。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態による、処理モジュール１０２の高レベル概略図である。この実施形態において、処理モジュール１０２は、クリーンルーム１０８に配置され、コンピュータ１０６に接続される。コンピュータ１０６は、処理モジュール１０２において実行される処理の直接的制御及び監視を行うことができる。加えて、コンピュータ１０６をコンピュータネットワークにつなげることで、処理モジュール１０２の遠隔制御及び監視を行うことができる。クリーンルーム１０８は、処理モジュール１０２での処理流体の供給及び除去が可能な設備１０９を提供できる。流体制御部１１２は、設備１０９により供給された処理流体を貯蔵可能である。処理化学物質又は脱イオン水貯蔵部１１４は、流量制御器１１６及びバルブ１１８を使用して制御できる。
【００２７】
処理モジュール１０２は、エアフィルタ、ヒータ、加湿器、及び除湿器等を含むことが可能な環境制御部１１０を含み得る。処理モジュール１０２には、様々な処理ステーションも存在する。処理モジュール１０２は、処理ステーションＡ、Ｂ、及びＣを含んでいるが、これは例示のためであり、これより少ない又は追加の処理ステーションを備えた処理モジュールにすることも可能である。処理ステーションＢは、把持装置組立体１２１及び把持装置組立体１２１ａと、メッキ処理組立体１２０と、基板ハンドラ１２３とを含む。一実施形態において、把持装置組立体１２１は、基板１５０をクランプして基板ハンドラ１２３からメッキ処理組立体１２０へ移動させるように位置決めされる。別の処理及びメッキ以外の追加処理を実行可能であることに留意されたい。また、処理ステーションが実行する処理は、単一又は複数の近接処理ヘッドにより実行可能である。
【００２８】
基板１５０がメッキ処理組立体１２０から現れる際に、把持装置組立体１２１ａは、基板１５０を受領するように位置決めされる。基板１５０が適切な量だけメッキ処理組立体１２０から現れた時に、把持装置組立体１２１は、基板１５０をクランプし、メッキ処理組立体を通して基板１５０を引くことができる。一実施形態において、把持装置組立体１２１は、基板１５０を押し続ける。メッキ処理組立体１２０を通して基板１５０を渡すために、把持装置１２１は基板１５０を解放し、把持装置１２１ａは、引き続き基板１５０を引く。他の実施形態において、処理ステーションＢは、メッキ処理組立体１２０に加えて、それ以外の様々な処理組立体及び近接ヘッドを含むことができる。同様に、処理ステーションＡ及びＣは、様々な処理組立体を収容及び支援できる。
【００２９】
図２は、本発明の一実施形態による、処理ステーション２０４及び基板１５０に関連する把持装置組立体１２１の全体概略図である。図示及び上述したように、把持装置組立体１２１は、基板１５０を解放している。この実施形態において、基板１５０は、処理ステーション２０４から現れて来ており、明確にするため、基板を引いているはずの第二の把持装置は図示していない。処理ステーション２０４が電気メッキ工程を実行した場合のシナリオにおいて、把持装置組立体１２１及び第二の把持装置は、基板クランプを使用して基板を固定し、把持装置組立体に組み込まれた電極組立体により電荷を印加するように構成される。
【００３０】
図３は、本発明の一実施形態による、把持装置組立体１２１の拡大図を示す概略図である。説明の目的から、把持装置組立体１２１は、以下の三種類の部分組立体、即ち、クランプ組立体３００、電極組立体３０２、及びクランプ組立体３０４に分割できる。把持装置組立体１２１の他の実施形態は、単一のクランプ組立体又は追加のクランプ組立体を含むことができる。同様に、追加の電極組立体を、把持装置組立体１２１の別の実施形態に含めることができる。図３に示した実施形態において、クランプ組立体３００及び３０４は、基板が存在していないが閉位置の状態で図示している。更に、電極組立体３０２は、開位置の状態で図示している。他の実施形態において、クランプ組立体は、基板が存在しない時に開位置となってよく、電極組立体は閉位置となってよい。
【００３１】
一実施形態において、把持装置組立体１２１は、クランプ組立体３００及び３０４が閉位置にあり、電極組立体３０２が開位置にある状態で、静止した基板に接近する。把持装置組立体１２１が基板に接近する際に、クランプ組立体３００及び３０４を開位置へ作動させることができる。把持装置組立体１２１が基板の周囲に正しく位置決めされた時、クランプ組立体３００及び３０４は、基板の適切な領域上で閉じることができる。一実施形態において、基板の適切な領域は、基板縁部の除外領域を含む。閉鎖するために作動された時、基板クランプ組立体３００及び３０４は、基板を把持装置組立体１２１に対して固定する。一実施形態において、クランプ組立体３００は、クランプ組立体３０４から独立して移動可能である。これにより、最初にクランプ組立体３００、その後、クランプ組立体３０４に基板を掴ませること、或いはその逆が可能となる。他の実施形態において、独立したクランプ組立体３００及び３０４の作動は、同時に発生する。
【００３２】
クランプ組立体３００及び３０４が基板を固定した後、電極組立体３０２を閉位置へ作動させ、電極を基板に接触した状態にすることができる。一実施形態において、電極は、基板縁部の除外領域において基板と接触する。電極組立体３０２を基板に選択的に適用可能であることに留意されたい。把持装置組立体１２１は電極の適用を必要としない処理モジュールを介して基板を搬送する可能性があるため、これは有益となり得る。他の実施形態において、把持装置組立体１２１は、必要に応じた電極組立体３０２又はクランプ組立体３００又は３０４の迅速な追加、除去、又は交換を可能にするモジュラコンポーネントとして製造できる。他の実施形態では、電極組立体を外して追加のクランプ組立体に交換することを可能にし得る。
【００３３】
図４は、本発明の一実施形態による把持装置組立体１２１の分解図である。一実施形態において、クランプ組立体３００及び３０４は、アクチュエータ４０７と、基板クランプ４０４又は基板クランプ４０２と、圧縮モジュール４０８と、停止ブロック４１２とを含む。一実施形態において、基板クランプ４０４及び４０２は、結合点において基部４１０に結合される。結合点において、基板クランプ４０２及び４０４は、開位置及び閉位置への旋回が可能となる。更に、基部４１０には、結合点を中心に基板クランプ４０２及び４０４を開位置へ旋回させることが可能なアクチュエータ４０７が結合される。
【００３４】
基板クランプ４０２及び４０４は、圧縮モジュール４０８と連係する特徴部４１４を含む。図４に示した実施形態において、特徴部４１４は、圧縮モジュール４０８に対応するカウンターボア領域である。圧縮モジュール４０８はバネとして図示されているが、これは圧縮モジュールを例示するものであり、他の実施形態では、基板クランプ４０２及び４０４に一定の反復可能な力を及ぼすことが可能なアクチュエータにすることができる。
【００３５】
停止ブロック４１２は、最上部４１６に結合され、アクチュエータ４０７により開位置へ移動される時に、基板クランプ４０２及び４０４に移動の上限を提供できる。他の実施形態において、アクチュエータ４０７が最大移動距離を制限するように構成可能である場合、停止ブロック４１２は必要ない。
【００３６】
電極組立体３０２は、接触レバー４０６と、電極マニホルド組立体４００と、アクチュエータ４０７と、張力モジュール（図示せず）とを含む。一実施形態において、電極マニホルド組立体４００は、接触レバー４０６に結合され、接触レバー４０６は、基部４１０に結合される。接触レバー４０６は、接触レバー４０６が開位置及び閉位置へ旋回することを可能にする結合点において基部に結合される。電極マニホルド組立体４００については、以下、図８乃至８Ｃの説明において更に詳細に例示する。一実施形態において、張力モジュールは、基部４１０と電極マニホルド組立体４００との間に位置決めされる。張力モジュールは、電極マニホルド組立体４００を開位置へ旋回させる一定の力を提供できる。アクチュエータ４０７は、最上部４１６に結合させることが可能であり、作動時には、電極マニホルド組立体４００を閉位置へ降下させることができる。一実施形態において、アクチュエータ４０７は、空気圧により動作させることが可能であり、アクチュエータ４０７の他の実施形態は、他の様々な手法を使用して動作させることが可能である。
【００３７】
図５及び図６は、本発明の実施形態による、基板クランプ４０２及び４０４の概略図である。基板クランプ４０２及び４０４は、クランプ面５００を含む底部側を有する。基板が存在し、基板クランプ４０２及び４０４が閉位置にある状態において、クランプ面５００は、基板に接触している。図５及び６に図示した基板クランプ４０２及び４０４は、直径約３００ｍｍの円形基板に対応するように構成される。クランプ面５００は基板の除外領域に接触することを目的とするため、クランプ面５００は、二種類の半径Ｒ１及びＲ２により部分的に画成される。一実施形態において、Ｒ１は、約１４５ｍｍであり、Ｒ２は、約１５０ｍｍである。Ｒ１及びＲ２の記載値は、直径約３００ｍｍの基板用の例であることに留意されたい。当業者には、別の直径の基板に対応する基板クランプを作成するためにＲ１及びＲ２の値を修正可能であることは認識されよう。更に、円形基板の使用と、その結果生じる基板クランプの半径とは、限定を目的とするものではない。基板クランプ４０２及び４０４の他の実施形態は、非円形基板に対応するように構成できる。なお、基板クランプ４０２及び４０４は、非金属材料により作成されていてもよい。
【００３８】
一実施形態において、基板クランプ４０２及び４０４は、全長Ｌを約６６ｍｍ、幅Ｗを約２０ｍｍ、高さＨを約２０ｍｍにすることができる。旋回穴５０６は、基板クランプ４０２及び４０４の幅を貫通し、基板クランプと基部との間に結合位置を提供できる。
【００３９】
図７は、本発明の一実施形態による、接触レバー４０６の図である。スルーホール７０２は、接触レバー４０６を貫通しており、基部及び電極マニホルド組立体に対して張力モジュールを固定可能にする。取り付け穴７００ａ及び７００ｂは、電極マニホルド組立体と接触レバー４０６との間に結合位置を提供するように画成される。旋回穴７０４は、接触レバー４０６の幅を横断し、接触レバー４０６と基部との間に結合点を提供できる。
【００４０】
図８は、本発明の一実施形態による、電極マニホルド組立体４００の図である。一実施形態において、電極マニホルド組立体４００は、接触マニホルド８００と、電極アーム８０４と、電極ディフューザ８０２とを含む。電極マニホルド組立体４００の個別の構成要素を以下説明する。
【００４１】
図８Ａは、本発明の一実施形態による、電極マニホルド８００の図である。取り付け穴８１４は、電極マニホルドと接触レバーとの間に結合位置を提供するように位置決めされる。加えて、出口穴８１０は、電極管を収容するように位置及びサイズを定める。出口穴８１０は、ガスマニホルド８１６と交差しており、ガスマニホルドは、ポート８１２及びポート８１８の二つの開口部を有する。ガスマニホルド８１６により、ポート８１２又はポート８１８の何れかを介して導入された加圧ガスは、出口穴８１０へ分配可能となる。
【００４２】
図８Ｂは、本発明の一実施形態による、電極アーム８０４の図である。一実施形態において、電極アーム８０４は、導電性材料により形成された中空の円筒である。電極アーム８０４は、全長約２３ｍｍ、外径約２ｍｍ、及び内径約１ｍｍである。電極アーム８０４は、更に、マニホルド端部８２０と電極端部８２２とを有する。マニホルド端部８２０は、電極マニホルド８００の出口穴８１０に結合するように構成され、電極端部８２２は、電極ディフューザ８０２に結合するように構成される。電極アーム８０４の中空部に加圧ガスを通過させることが可能となるように、マニホルド端部８２０と電極マニホルド８００との間の結合は、実質的に気密にし得る。同様に、電極端部８２２と電極ディフューザ８０２との間の結合も、実質的に気密にし得る。上述した実施形態は、例示であり、限定と見做すべきではなく、電極アーム８０４は様々な断面プロフィールを有する様々な材料により構築可能である。例えば、電極アーム８０４の他の実施形態は、三角形、正方形、五角形、六角形等の断面を備えた管から構築できる。
【００４３】
図８Ｃは、本発明の一実施形態による、電極ディフューザ８０２の概略例図である。電極ディフューザ８０２は、導電性材料により作成可能であり、最大直径Ｄを約３ｍｍとした実質的な円筒形にすることができる。一実施形態において、電極ディフューザ８０２は、約３ｍｍの全長Ｌを有する。電極ディフューザ８０２の第一の端部は、電極管の電極端部と結合するように構成された結合空洞８３０を有する。結合空洞８３０の反対側の端部である第二の端部には、第二の端部から結合空洞へと貫通する複数の穴８３４が存在する。穴８３４は、基板へ向けて電極管を通過した圧縮ガスを拡散する役割を果たし得る。
【００４４】
電極先端部８３５は、電極ディフューザと軸方向に整合して、電極ディフューザ８０２の第二の端部から延びる。電極先端部８３５は、約０．８ｍｍの直径ｄを備えた実質的に円筒形の接触面８３２を有し得る。更に、接触面８３２は、電極ディフューザ８０２の第二の端部から約１ｍｍオフセットさせることができる。電極組立体４００を閉位置にした時には、電荷を電極組立体４００に印加可能となる。電荷は、導電性電極アーム８０４を通り、電極先端部８３５を介して基板へ移動できる。電荷の印加と同時に、圧縮ガスを電極アーム８０４の中空部を介して送給し、ディフューザ８０２を通して基板へ供給できる。圧縮ガスの供給は、電極先端部と基板との間の電荷の流れにより生じた熱を分散可能である。
【００４５】
図９は、本発明の一実施形態による、把持装置組立体に設置された基板クランプ組立体の側面を示す概略図である。この実施形態において、圧縮モジュール４０８は、基板クランプ４０４に一定の力を加え、基板クランプ４０４の初期状態を閉位置とするバネである。基板クランプ４０４を開くために、アクチュエータ４０７は、基板クランプ４０４を押し、結合点５０６を中心に基板クランプ４０４を旋回させてクランプ面５００を持ち上げる。
【００４６】
図１０は、本発明の一実施形態による、把持装置組立体に設置された電極組立体の側部を示す概略図である。この実施形態において、張力モジュール４２４は、電極マニホルド４００に一定の力を加え、電極組立体の初期状態を開位置とすることが可能なバネである。電極組立体を閉位置にするために、アクチュエータ４０７は、電極組立体を押し下げ、これにより、電極先端部を降下させて基板に接触させる。電極先端部が基板に接触すると、電極アーム８０４が曲がり、基板との信頼性の高い電気接触を促進するバネ効果を提供できることに留意されたい。
【００４７】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、本発明の実施形態による、様々なクランプ距離及び基板の偏位の比較を示す概略図である。一実施形態では、単一の把持装置組立体が、最初に、クランプ距離だけ離れた二つの基板クランプに基板１５０を保持する。クランプ距離は、基板１５０の縁部からの距離Ｘとして定めることができる。或いは、クランプ距離は、クランプ領域５００間の距離Ｙとして定めることができる。
【００４８】
クランプ距離に関係なく、基板クランプにより所定位置に保持されると、基板１５０は、片持ち部材として機能する。図１１Ａ及び図１１Ｂに示したように、基板１５０の質量は、ほぼ基板クランプが基板１５０に接触している場所を支点としたモーメントアームを形成可能である。このモーメントアームは、基板１５０が距離ｄだけ偏位した状態を発生させ得る。図１１Ａ及び１１Ｂに示した偏位ｄは、図示のため誇張されていることに留意されたい。基板１５０に応力及び歪みが持ち込まれることで、偏位ｄとの釣り合いがとれる。したがって、クランプ距離と、結果的に生じる基板１５０の偏位とは、応力及び歪みに対する基板１５０の感度により、ある程度制約される可能性がある。クランプ距離に対する別の制約の可能性は、処理組立体の幅である。幅広の処理組立体では、基板の大部分が処理組立体の内部に収容され得るため、より小さなクランプ距離が必要になる場合がある。反対に、幅の狭い処理組立体では、大きなクランプ距離が可能となり得る。
【００４９】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、本発明の一実施形態による、把持装置組立体を移動させる搬送システムの概略図である。端部から見ると、把持装置組立体１２１は、アーム１２０２の末端にあることが分かる。アーム１２０２は、ガイド１２０４ａ及びガイド１２０４ｂに結合させることができる。ガイド１２０４ａ及びガイド１２０４ｂは、レール１２０６に直交する方向でのアームの運動を制限するように構成できる。一実施形態において、レール１２０６は、図１２Ｂに示したように、アーム１２０２が方向Ｘへ移動することを可能にする線形アクチュエータの一部である。
【００５０】
把持装置組立体の質量と、基板が把持装置内に存在する時の追加分とに基づいて、アーム１２０２にはモーメントが生じる。したがって、アーム１２０２の材料及び形状は、偏位に抵抗する能力に基づいて選択可能である。潜在的に腐食性の処理流体がアーム１２０２に近接して使用される場合があるため、アーム１２０２の材料の化学的抵抗性も、付加的な考慮事項となる。一実施形態において、アーム１２０２は、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）ステンレス鋼タイプ３１６を使用して作成される。別の実施形態では、プラスチック、非鉄金属、被覆鉄金属、及び他の種類のステンレス鋼等、異なる材料を使用し得る。
【００５１】
図１３は、本発明の一実施形態による、処理組立体を介して基板を搬送する手順を示すフローチャートである。手順は、動作１３０２により開始され、第一の把持装置組立体の基板クランプ及び電極組立体を開位置にする。次に、動作１３０４では、基板を保持する位置へ第一の把持装置組立体を移動させる。次に、動作１３０６では、基板上で基板クランプを閉じ、その後、動作１３０８では、基板上で電極組立体を閉じる。手順は動作１３１０へ続き、基板を基板処理組立体の内部へ移動させる。この後、動作１３１２において、第二の把持装置組立体の基板クランプ及び電極組立体を開位置にする。
【００５２】
次に、動作１３１４において、処理後に処理組立体から現れた際に基板を受領する場所に第二の把持装置組立体を位置決めする。処理済み基板が十分に現れると、動作１３１６において、第二の把持装置組立体の基板クランプを処理済み基板上で閉じる。この後、動作１３１８では、第二の把持装置組立体の電極組立体を処理済み基板上で閉じる。手順は動作１３２０へ続き、第一及び第二の把持装置は、引き続き処理組立体を通して基板を移動させる。特定の地点において、動作１３２２により、第一の把持装置組立体の電極組立体を開き、その後、動作１３２４において、第一の把持装置組立体の基板クランプを開く。
【００５３】
以上、理解を明確にする目的から、ある程度の詳細さをもって上記発明を説明してきたが、添付特許請求の範囲内で一定の変更及び変形を実施し得ることは明らかであろう。したがって、本実施形態は、例示的であって、限定的ではないと見做すべきであり、本発明は、本明細書に記載の詳細に限定されるべきではなく、添付特許請求の範囲内及びその等価物の範囲内で変形し得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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