(57)【要約】      （修正有）【課題】ウェハーの同心回転位置合わせを維持し、ウェハーの破損、表面損傷、又は反りを防止しながら、処理中にウェハーを保持及び支持する工業規模のデバイスを提供する。【解決手段】処理中に基板を機械的に保持するシステムは、閉鎖可能なウェハー接合チャンバー２１０と、このチャンバーの内部に位置し、３つの機械式保持アセンブリ１１０Ａ〜１１０Ｃを介してウェハーを保持するように構成された上部ブロックアセンブリ２２０を備える。３つの機械式保持アセンブリは、ウェハー処理チャンバーのカバー２２５よりも上方に突出し、ウェハーの縁部においてウェハーを保持するとともに処理チャンバーの外部から調整されるように構成され、機械式保持アセンブリのうちの２つは、ウェハーの縁部に対して所定の位置にロック可能であり、機械式保持アセンブリのうちの１つは、プリロード機構を介してウェハーの縁部上でのプリロード保持を維持する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハー保持システムであって、
ウェハーの縁部において該ウェハーを保持するように構成された３つの機械式保持アセンブリを備え、
前記機械式保持アセンブリのうちの２つは、前記ウェハーの縁部に対して所定の位置にロック可能であり、前記機械式保持アセンブリのうちの１つは、プリロード機構を介して前記ウェハーの縁部においてプリロード保持を維持するように構成されている、ウェハー保持システム。
【請求項２】
前記各機械式保持アセンブリは、フラグ及び枢動駆動アームを備え、前記フラグは、駆動機構を介して前記ウェハーの縁部に接触するように半径方向に駆動される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
ロック可能な２つの前記機械式保持アセンブリのそれぞれでは、前記フラグの遠位縁部は、前記ウェハーの縁部に接触するように構成され、前記枢動駆動アームは、横に移動して、前記フラグの近位端部の側面に形成されたスロットをピンと係合させるように構成されている、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
プリロード保持を維持する１つの前記機械式保持アセンブリでは、前記プリロード機構は、高温耐熱ベアリングガイド式リニアスライドを備える、請求項２又は３に記載のシステム。
【請求項５】
前記各機械式保持アセンブリ内の前記駆動機構は、空気圧駆動ピストン及び駆動アームを備え、前記空気圧駆動ピストンは、前記駆動アームに接続され、該駆動アームを駆動するように構成され、前記駆動アームは、シャフト及び前記枢動駆動アームを介して前記フラグに接続されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
ロック可能な２つの前記機械式保持アセンブリのそれぞれでは、前記駆動機構は、可撓性ブレーキアームを駆動するように構成されたブレーキシリンダーを更に備え、前記可撓性ブレーキアームは、ブレーキング動作を、前記シャフトを介して前記枢動駆動アームに伝達するように構成されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記可撓性ブレーキアームは、面内では硬質であるとともに面外では可撓性であるフレクチャタイプの材料を含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記フラグは、プレート形状であり、チャックによって支持され、該チャックの外側縁部から前記ウェハーの縁部までの距離に及ぶように寸法決めされた長さを有する、請求項２〜７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
ウェハー処理システムであって、
閉鎖可能な処理チャンバーと、
前記処理チャンバーの内部に位置し、請求項１〜７のいずれか１項に記載の前記３つの機械式保持アセンブリを有する前記ウェハー保持システムを介して、ウェハーを保持するように構成された上部ブロックアセンブリと、
を備え、
前記３つの機械式保持アセンブリは、前記ウェハー処理チャンバーのカバーよりも上方に突出し、前記ウェハーの縁部において前記ウェハーを保持するとともに前記処理チャンバーの外部から調整されるように構成されている、ウェハー処理システム。
【請求項１０】
前記フラグは、プレート形状であり、前記上部ブロックアセンブリに備えられたチャックによって支持され、該チャックの外側縁部から前記ウェハーの縁部までの距離に及ぶように寸法決めされた長さを有する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記フラグの遠位縁部は、段部を備える、請求項９又は１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記フラグの遠位縁部は、曲線状である、請求項９〜１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記フラグの前記遠位縁部は、前記ウェハーの縁部の曲率と一致し、これを補間する曲率を有する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記フラグの前記遠位縁部は、前記ウェハーの縁部の完全性を保護し、前記フラグの前記遠位縁部が前記ウェハーの縁部に接触したときに制動を提供し、前記フラグの前記遠位縁部と前記ウェハーの縁部との間に確実な保持摩擦を提供するように構成された保護コーティングを備える、請求項９〜１３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記保護コーティングは、高温耐熱ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）コーティング、ポリイミドコーティング、又はテフロンコーティングのうちの１つを含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記フラグの遠位縁部は、直線状、角度付き又は曲線状である、請求項９〜１５のいずれか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板保持のシステム及び方法に関し、より詳細には、基板の同心回転位置合わせを維持しながら、処理中に基板を機械的に保持するシステム及び方法に関する。
【０００２】
［関連する同時係属出願の相互参照］
本出願は、２０１４年１月２０日に出願され、「SYSTEMAND METHOD FOR SUBSTRATE HOLDING」と題する米国仮特許出願第６１／９２９１９２号の利益を主張し、その内容は引用することにより明確に本明細書の一部をなす。
【０００３】
本出願は、２０１０年４月１５日に出願され、「DEVICEFOR CENTERING WAFERS」と題する米国特許出願第１２／７６１０４４号の一部継続出願であり、その内容は引用することにより明確に本明細書の一部をなす。
【背景技術】
【０００４】
幾つかのウェハー接合プロセスでは、２つ以上の位置合わせされたウェハーが互いに対向して保持され、次いで、互いに接触される。同様に、幾つかの化学的又は機械的な半導体プロセスでは、ウェハーは、処理が行われている間、所定の位置に保持される。これらの半導体ウェハープロセスのうちの幾つかは、ウェハー薄化ステップを含む。特に、幾つかの用途の場合、ウェハーは、集積回路（ＩＣ）デバイスの製作、又は３Ｄ集積接合及びウェハー貫通ビアの製作のために１００マイクロメートル未満の厚さにまで薄化される。
【０００５】
２００マイクロメートルよりも厚いウェハーの場合、ウェハーは通常、真空チャック又は幾つかの他の機械的な取付手段を利用する固定具を用いて適所に保持される。しかしながら、２００マイクロメートルよりも薄いウェハー、特に１００マイクロメートルよりも薄いウェハーの場合、ウェハーを機械的に保持すること、並びに、処理中にウェハーの位置合わせ、平坦性及び完全性の制御を維持することが益々困難になる。これらの事例では、実際には、処理中にウェハーが微小破壊を引き起こすこと及び壊れることが起こりがちである。薄化プロセス中にウェハーを機械的に保持する一代替形態は、デバイスウェハー（すなわち、デバイスに加工されるウェハー）の第１の表面をキャリアウェハー上に取り付けることと、露出した反対側のデバイスウェハー表面を薄化することとを含む。キャリアウェハーとデバイスウェハーとの間の接合は仮であり、薄化処理ステップ及び他の任意の処理ステップの終了時に除去される。デバイスウェハー及びキャリアウェハーの一時的な接合対は、薄化プロセス中、機械的に保持される。
【０００６】
処理中のウェハーの機械的保持の一代替形態は、静電力を用いてウェハーを保持する静電チャック（ｅチャック）を用いることを必要とする。しかしながら、ｅチャックは、通常、高価で複雑なデバイスであり、高電圧源及び高電圧ケーブルを必要とする。さらに、ｅチャックは、通常、ガラス基板を保持することに適用可能ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したウェハー保持機構の重要な側面は、保持されるウェハーの互いに対する位置決め及び位置合わせを必要とする。ウェハーの同心回転位置合わせを維持し、ウェハーの破損、表面損傷、又は反りを防止しながら、処理中にウェハーを保持及び支持する工業規模のデバイスを提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、基板の同心回転位置合わせを維持しながら、処理中に基板を機械的に保持するシステム及び方法を提供する。
【０００９】
一般に、１つの態様では、本発明は、閉鎖可能な処理チャンバーと、この処理チャンバーの内部に位置し、３つの機械式保持アセンブリを介してウェハーを保持するように構成された上部ブロックアセンブリとを備えるウェハー処理システムを特徴とする。３つの機械式保持アセンブリは、ウェハー処理チャンバーのカバーよりも上方に突出し、ウェハーの縁部においてウェハーを保持するとともに処理チャンバーの外部から調整されるように構成されている。機械式保持アセンブリのうちの２つは、ウェハーの縁部に対して所定の位置にロック可能であり、機械式保持アセンブリのうちの１つは、プリロード機構を介してウェハーの縁部上でのプリロード保持（hold preload）を維持するように構成されている。
【００１０】
本発明のこの態様の実施態様は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を含むことができる。前記各機械式保持アセンブリは、フラグ及び枢動駆動アームを備え、前記フラグは、駆動機構を介して前記ウェハーの縁部に接触するように半径方向に駆動される。ロック可能な２つの前記機械式保持アセンブリのそれぞれでは、前記フラグの遠位縁部は、前記ウェハーの縁部に接触するように構成され、前記枢動駆動アームは、横に移動して、前記フラグの近位端部の側面に形成されたスロットをピンと係合させるように構成されている。プリロード保持を維持する前記機械式保持アセンブリでは、前記プリロード機構は、高温耐熱ベアリングガイド式リニアスライドを備える。前記各機械式保持アセンブリ内の前記駆動機構は、空気圧駆動ピストン及び駆動アームを備え、前記空気圧駆動ピストンは、前記駆動アームに接続され、該駆動アームを駆動するように構成され、前記駆動アームは、シャフト及び前記枢動駆動アームを介して前記フラグに接続されている。ロック可能な２つの前記機械式保持アセンブリのそれぞれでは、前記駆動機構は、可撓性ブレーキアームを駆動するように構成されたブレーキシリンダーを更に備え、前記可撓性ブレーキアームは、ブレーキング動作を、前記シャフトを介して前記枢動駆動アームに伝達するように構成されている。前記可撓性ブレーキアームは、面内では硬質であるとともに面外では可撓性であるフレクチャタイプの材料を含む。前記フラグは、プレート形状であり、前記上部ブロックアセンブリに備えられたチャックによって支持され、該チャックの外側縁部から前記ウェハーの縁部までの距離に及ぶように寸法決めされた長さを有する。前記フラグの遠位縁部は、段部を備える。前記フラグの遠位縁部は、曲線状である。前記フラグの前記遠位縁部は、前記ウェハーの縁部の曲率と一致し、これを補間する曲率を有する。前記フラグの前記遠位縁部は、前記ウェハーの縁部の完全性を保護し、前記フラグの前記遠位縁部が前記ウェハーの縁部に接触したときに制動を提供し、前記フラグの前記遠位縁部と前記ウェハーの縁部との間に確実な保持摩擦を提供するように構成された保護コーティングを備える。前記保護コーティングは、高温耐熱ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）コーティング、ポリイミドコーティング、又はテフロン登録商標コーティングから作成される。前記フラグの遠位縁部の側面プロファイルは、直線状、角度付き又は曲線状である。
【００１１】
一般に、別の態様では、本発明は、ウェハーの縁部において該ウェハーを保持するように構成された３つの機械式保持アセンブリを備えるウェハー保持システムを特徴とする。前記機械式保持アセンブリのうちの２つは、前記ウェハーの縁部に対して所定の位置にロック可能であり、前記機械式保持アセンブリのうちの１つは、プリロード機構を介して前記ウェハーの縁部においてプリロード保持を維持するように構成されている。
【００１２】
本システムは、真空において基板を保持すること、及び重力を受ける基板を保持することに用いることができる。本システムは、デバイスウェハーの処理中に、一時的な接合ウェハーの対を保持することにも適用可能である。
【００１３】
本発明の１つ又は複数の実施形態の詳細が、添付図面及び以下の説明に示されている。本発明の他の特徴、目的、及び利点は、好ましい実施形態の以下の説明、図面、及び特許請求の範囲から明らかになる。
【００１４】
図面を参照すると、幾つかの図を通して、類似の符号は類似の部品を表す。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】本発明によるウェハー接合装置モジュールの斜視図である。
【図１Ｂ】Ｘ−Ｘ’面に沿った図１Ａのウェハー接合装置モジュールの断面図である。
【図１Ｃ】Ｙ−Ｙ’面に沿った図１Ａのウェハー接合装置モジュールの断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｂのウェハー接合装置モジュールのエリアＡ内の上部ブロックアセンブリ（又はチャンバー蓋）の詳細断面図である。
【図１Ｅ】図１Ａのウェハー接合装置モジュールの概略図である。
【図２】本発明による閉じた構成のウェハー接合装置システムの斜視図である。
【図３】図２の開いた構成のウェハー接合装置システムの斜視図である。
【図４Ａ】２００ｍｍの直径を有するウェハーを保持する図２のウェハー接合装置モジュールの上部ブロックアセンブリ（又はチャンバー蓋）を示す図である。
【図４Ｂ】３００ｍｍの直径を有するウェハーを保持する図２のウェハー接合装置モジュールの上部ブロックアセンブリ（又はチャンバー蓋）を示す図である。
【図５Ａ】２００ｍｍの直径を有するウェハーを保持する図２のウェハー接合装置モジュールの上部ブロックアセンブリ（又はチャンバー蓋）の斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａの上部ブロックアセンブリ（又はチャンバー蓋）のエリアＢの拡大詳細断面図である。
【図５Ｃ】Ｘ−Ｘ’面に沿った図２のウェハー接合装置モジュールの拡大断面図である。
【図６−１】図５Ｃのウェハー接合装置モジュールのエリアＣの拡大詳細図である。
【図６−２】図６Ｃ〜Ｄは、図６Ａにおけるフラグ１１２の代替の端面プロファイルを示す図である。
【図７Ａ】図４Ａのウェハー保持アセンブリ１１０Ａの拡大底面図である。
【図７Ｂ】図４Ｂのウェハー保持アセンブリ１１０Ａの拡大底面図である。
【図８Ａ】図４Ａのウェハー保持アセンブリ１１０Ａのフラグ駆動機構の拡大上面図である。
【図８Ｂ】図８Ａのフラグ駆動機構の断面図である。
【図８Ｃ】図８Ａのフラグ駆動機構の下断面図である。
【図８Ｄ】図８Ｂのフラグ駆動機構の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、基板の同心回転位置合わせを維持しながら、処理中に基板を機械的に保持するシステム及び方法を提供する。
【００１７】
図１Ａ〜図１Ｅを参照すると、通常のウェハー接合モジュール２１０は、ロード（load：装填）ドア２１１を有するハウジング２１２と、上部ブロックアセンブリ２２０と、対向する下部ブロックアセンブリ２３０とを備える。上部ブロックアセンブリ２２０及び下部ブロックアセンブリ２３０は、４本のＺガイド支柱２４２に移動可能に接続されている。他の実施形態では、４本未満又は４本よりも多くのＺガイド支柱が用いられる。上部ブロックアセンブリ２２０と下部ブロックアセンブリ２３０との間には、テレスコープ式カーテンシール２３５が配置されている。上部アセンブリ２２０及び下部アセンブリ２３０とテレスコープ式カーテンシール２３５との間には、接合チャンバー２０２が形成されている。カーテンシール２３５は、接合チャンバーエリア２０２の外部にあるプロセス構成要素の多くをプロセスチャンバーの温度、圧力、真空、及び大気から隔離した状態に保つ。チャンバーエリア２０２の外部のプロセス構成要素には、特に、ガイド支柱２４２、Ｚ軸ドライブ２４３、照明源、機械式プリアライメントアーム、及びウェハーセンタリングジョーが含まれる。カーテン２３５は、任意の半径方向からの接合チャンバー２０２へのアクセスも提供する。通常のウェハー接合モジュール２１０のより詳細な説明は、「DEVICE FOR CENTERING WAFERS」と題する米国特許出願公開第２０１０／０２６６３７３号（米国特許第８，７６４，０２６号）に提示されている。この米国特許出願公開の内容は、引用することによって明示的に本明細書の一部をなす。
【００１８】
図１Ｂを参照すると、下部ブロックアセンブリ２３０は、ウェハー２０を支持するヒータープレート２３２と、隔離層２３６と、水冷式支持フランジ２３７と、移動ピンステージ２３８と、Ｚ軸ブロック２３９とを備える。ヒータープレート２３２は、セラミックプレートであり、抵抗ヒーター素子及び一体式空冷を備える。これらのヒーター素子は、主要ゾーンすなわち中心ゾーンと縁部ゾーンとの２つの異なる加熱ゾーンが形成されるように配置されている。これらの２つの加熱ゾーンは、ヒータープレート２３２の温度が一様となるように制御される。ヒータープレート２３２は、２００ｍｍ及び３００ｍｍのウェハーをそれぞれ保持する２つの異なる真空ゾーンも備える。水冷式熱隔離支持フランジ２３７は、隔離層２３６によってヒータープレートから分離されている。移動ピンステージ２３８は、下部ブロックアセンブリ２３０の下方に配置され、４本の支柱２４２によって移動可能に（movably）支持されている。移動ピンステージ２３８は、種々のサイズのウェハーを上昇又は下降させることができるように配置された移動ピン２４０を支持している。１つの例では、移動ピン２４０は、２００ｍｍ及び３００ｍｍのウェハーを上昇又は下降させることができるように配置されている。移動ピン２４０は、直線シャフトであり、幾つかの実施形態では、それらの中心を通って延在する真空供給開口部を有する。移動ピン開口部を通って引き込まれる真空によって、支持されたウェハーは、移動中に移動ピン上の所定の位置に保持され、ウェハーの位置合わせ不良が防止される。Ｚ軸ブロック２３９は、図１Ｃに示すように、ボールねじ及び直線カム設計を有する精密Ｚ軸ドライブ２４３と、サブミクロン位置制御用のリニアエンコーダーフィードバック２４４と、ギアボックスを有するサーボモーター２４６とを備える。
【００１９】
図１Ｄを参照すると、上部ブロックアセンブリ２２０は、上部セラミックチャック２２２と、カーテン２３５がシール素子２３５ａを用いてシールする頂部スタティックチャンバー壁２２１と、２００ｍｍ膜層２２４ａと、３００ｍｍ膜層２２４ｂとを備える。膜層２２４ａ、２２４ｂは、上部チャック２２２と頂部ハウジング壁２１３との間に、それぞれクランプ２１５ａ、２１５ｂを用いてクランプされ、２００ｍｍウェハー及び３００ｍｍウェハーをそれぞれ保持するように設計された２つの別々の真空ゾーンを形成する。膜層２２４ａ、２２４ｂは、エラストマー材料又は金属ベローズから作製されている。上部セラミックチャック２２２は、非常に平坦で薄い。この上部セラミックチャックは、低質量を有し、ウェハー２０、３０に対して一様な圧力を印加するためにセミコンプライアント（semi-compliant：半柔軟）である。上部チャック２２２は、３つの調整可能なレベリングクランプ／駆動アセンブリ２１６に対して膜圧を用いて軽くプリロードされる。クランプ／駆動アセンブリ２１６は、１２０度の円形に配置される。上部チャック２２２は、最初に、下部セラミックヒータープレート２３２に接触している間に水平にされ、そのため、ヒータープレート２３２と平行になる。クランプ／駆動アセンブリ２１６は、セラミックチャック２２２を、支持されたウェハーの中心に対応する中心点の回りに並進させることなく回転及び／又は傾斜させる球形ウェッジエラー補償（ＷＥＣ）機構も提供する。他の実施形態では、上部セラミックチャック２２２の位置決めは、当該チャック２２２が結合される固定された水平化／位置付けピンを用いて行われる。
【００２０】
図２及び図３を参照すると、改良型ウェハー接合システム１００は、改良型ウェハーチャンバー２１０及び電子機器ユニット２５０を備える。ウェハー接合チャンバー２１０は、上部ブロックアセンブリ２２０を備えるヒンジ付きカバー２２５を備える。この実施形態では、ウェハー３０は、３つの機械式保持アセンブリ１１０Ａ、１１０Ｂ、及び１１０Ｃを介して上部チャック２２２上に支持される。機械式保持アセンブリ１１０Ａ、１１０Ｂ、及び１１０Ｃは、カバー２２５よりも上方に突出している。
【００２１】
図４Ａ〜図８Ｄを参照すると、各機械式保持アセンブリは、フラグ１１２及び枢動駆動アーム１１４を備える。フラグ１１２は、駆動機構１５０を用いて上部ウェハー３０の縁部３０ａに接触するように半径方向に駆動される。保持アセンブリのうちの２つ１１０Ａ、１１０Ｃでは、フラグ１１２の遠位縁部１１３がウェハー３０ａの縁部に接触すると、枢動駆動アーム１１４は、横に移動して、図５Ｂ及び図７Ａに示すように、フラグ１１２の近位端部１１８の側面１１８ａ上に形成されたスロット１１７をピン１１９と係合させる。枢動アームピン１１９とフラグスロット１１７との係合によって、保持アセンブリ１１０Ａ及び１１０Ｃにおいて、フラグ１１２の位置がウェハーの縁部３０ａに対してロックされる。保持アセンブリ１１０Ｂでは、フラグ１１２は、図８Ｄに示す空気圧又はばねで駆動されるプリロード機構１６０を用いてプリロード保持を維持する。１つの例では、このプリロード機構は、図７Ａに示す高温耐熱ベアリングガイド式リニアスライド１１６を備える。
【００２２】
図８Ａ〜図８Ｄを参照すると、保持アセンブリ１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃのそれぞれの駆動機構１５０は、空気圧駆動ピストン１５２及び駆動アーム１５４を備える。空気圧駆動ピストン１５２は、駆動アーム１５４の第１の端部に接続された端部を有するシリンダー１５２ａを備え、駆動アーム１５４の動作をガイドするように構成されている。駆動アーム１５４は、図８Ｂ及び図８Ｄに示すように、シャフト１５５及び枢動駆動アーム１１４を介してフラグ１１２に接続するように構成された第２の端部を有する。ピストン１５２、駆動アーム１５４、及びシャフト１５５は、フラグ１１２の半径方向の動作を駆動及びガイドする。シャフト１５５の動作は、図８Ｄに示すハウジング１６２内に収容されたボールベアリング１５９ａ、１５９ｂによってガイドされる。ハウジング１６２は、これも同様に図８Ｄに示すＯリングシール１６１ａ、１６１ｂを用いて上部ブロックアセンブリ２２０内にシールされている。
【００２３】
２つの保持アセンブリ１１０Ａ、１１０Ｃのそれぞれにおける駆動機構１５０は、可撓性ブレーキアーム１５７を駆動するブレーキシリンダー１５６も備える。可撓性ブレーキアーム１５７は、ブレーキング動作を、上記同様にシャフト１５５を介して枢動駆動アーム１１４に伝達する。可撓性ブレーキアーム１５７は、面内剛性を有し、枢動駆動アーム１１４の確実なロックを提供するフレクチャタイプの材料から作製される。可撓性ブレーキアーム１５７は、面内方向（ブレーキアーム１５７のｘ−ｙ平面）では硬質であり、面外方向（Ｚ軸１６５）では可撓性である。
【００２４】
動作時、ウェハー３０は、２０１０年４月１５日に出願され、「DEVICE FOR CENTERING WAFERS」と題する米国特許出願第１２７６１０４４号に記載されているようなセンタリングステーションを用いてセンタリングされる。この米国特許出願の内容は、引用することによって明示的に本明細書の一部をなす。代替的に、ウェハー３０は、精密なロボットウェハー配置を介してセンタリングされる。センタリングされたウェハー３０は、頂部チャック２２２に移動され、最初に真空を用いて保持される。代替的に、センタリングされたウェハーは、静電チャック又は真空力及び静電力の組み合わせを介して保持することができる。
【００２５】
次に、３つの保持アセンブリ１１０Ａ、１１０Ｂ、及び１１０Ｃ内のフラグ１１２が、ウェハーの縁部３０ａに接触するように半径方向に駆動される。このステップの間、真空（又は静電）保持機構が支配的であり、フラグ１１２の半径方向動作は副次的である。したがって、フラグ１１２の初期位置は、受け渡しされた位置及び保持力によって決まる。これによって、デバイスは、公称サイズ以外の様々な直径の公差を有する円形ウェハーを保持することが可能になる。１つの例では、３００ｍｍウェハーを保持するように設計されたフラグ１１２を有するデバイスは、３０１ｍｍ又は２９９ｍｍの直径を有するウェハーを保持するのに用いることができる。
【００２６】
次に、アセンブリ１１０Ａ及び１１０Ｃのフラグ１１２におけるブレーキ１５６、１５７は、アセンブリ１１０Ｂ内のフラグ１１２がばね１６０を用いてプリロード保持を維持している間適用される。２つのロックされたアセンブリ１１０Ａ、１１０Ｃは、２つの固定点を規定し、アセンブリ１１０Ｂのプリロード力は、ウェハーを確実に保持する。アセンブリ１１０Ｂのプリロード力は、処理中のシステム内の任意の熱膨張又は他のゆがみに起因して確実な保持を補償及び維持する。真空（又は静電）保持機構は、この時点で除去することができる。
【００２７】
次に、ウェハー３０が、３つのアセンブリ１１０Ａ、１１０Ｂ、及び１１０Ｃを用いて所定の位置に機械的に保持されている間、ウェハーの処理が行われる。ウェハー３０は、アセンブリ１１０Ｂ内のプリロード機構を解除することによって、処理の終了時又は他の任意の時点に解放される。
【００２８】
フラグ１１２は、プレート形状であり、上部チャック２２２の外側縁部からウェハー３０の外側縁部３０ａまでの距離に及ぶように寸法決めされた長さを有する。図４Ａ、図４Ｂ、図７Ａ、及び図７Ｂにそれぞれ示すように、種々の長さを有するフラグが、２００ｍｍの直径を有するウェハー又は３００ｍｍの直径を有するウェハーを保持するのに用いられる。フラグ１１２の遠位縁部１１３は、図６Ａに示すように、２つのウェハー２０、３０が接触したときに、下部ウェハー２０に対する十分なクリアランスを提供する段部１１１を備える。遠位縁部１１３の端面１１３ａは曲線状である。端面１１３ａの曲率は、ウェハー３０の外側縁部３０ａの曲率と一致し、これを補完する。遠位縁部１１３の端面１１３ａは、ウェハーの縁部３０ａの完全性を保護し、２つの縁部表面１１３ａ及び３０ａが互いに接触したときに制動機能を提供する保護コーティングによってコーティングされている。このコーティングは、２つの縁部表面１１３ａ及び３０ａ間の確実な保持摩擦も高める。縁部表面１１３ａの保護コーティングの例には、特に、高温耐熱ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）コーティング、ポリイミドコーティング、又はテフロンコーティングが含まれる。端面１１３ａの側面プロファイルは、図６Ｂ、図６Ｃ、及び図６Ｄにそれぞれ示すように、直線とすることもできるし、角度付きとすることもできるし、曲線状とすることもできる。
【００２９】
本発明の幾つかの実施形態が説明されてきた。それにもかかわらず、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、種々の変更を加えることができることは理解されよう。したがって、他の実施形態も以下の特許請求の範囲内にある。
【図１Ａ】
2015138976.tif 000003
【図１Ｂ】
2015138976.tif 000004
【図１Ｃ】
2015138976.tif 000005
【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
2015138976.tif 000007
【図２】
2015138976.tif 000008
【図３】
2015138976.tif 000009
【図４Ａ】
2015138976.tif 000010
【図４Ｂ】
2015138976.tif 000011
【図５Ａ】
2015138976.tif 000012
【図５Ｂ】
2015138976.tif 000013
【図５Ｃ】
2015138976.tif 000014
【図６−１】
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【図６−２】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【外国語明細書】
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