(57)【要約】本発明は、処理装置(１)内でウェーハ(Ｗ)を操作するためのシステムに関し、この処理装置は、吸入口を設けた吸引システム(１０)と、この吸引システム(１０)の吸入口に接続する第１の端部および第２の端部を有する吸引管(７)と、この吸引管(７)の第２の端に接続し、ウェーハ(Ｗ)を操作してこれを吸引により保持するのに適した器具(６)と、吸引管内の圧力の調整機器とを具えている。調整機器は、吸引管(７)に接続して吸引管(７)内の圧力が予め設定した値以下に下がった場合に開くことができる弁(８)を具えている。
2008542037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハ(Ｗ)を処理装置(１)内で操作するためのシステムであって、
吸入口が設けられた吸引システム(１０)と、
この吸引システム(１０)の吸入口に接続する第１の端部および第２の端部を有する吸引管(７)と、
この吸引管(７)の第２の端部に接続し、ウェーハ(Ｗ)を操作してこれを吸引により保持するのに適した器具(６)と、
前記吸引管内の圧力調整機器と
を具え、前記圧力調整機器が吸引管(７)に接続され、前記吸引管(７)内の圧力が予め設定した値以下に低下した場合に開くことができる弁(８)を具えていることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記弁(８)は、通路(８０)と、ばね(８５)と、このばね(８５)の作動により前記通路(８０)を閉じることができる可動部材(８３、８４)とを具えていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記通路(８０)が第１の側で前記吸引管(７)に接続していることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記通路(８０)が第２の側で前記処理装置の内側チャンバ(３)に接続していることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記弁(８)が較正可能であり、前記予め設定した値が前記弁(８)の較正に依存していることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載のシステム。
【請求項６】
前記ばね(８５)に作用する較正ねじ(８６)を具え、前記弁(８)の較正がこのねじ(８６)の回転によってもたらされることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記吸引システム(１０)が設定または調整可能な吸引力を有することを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載のシステム。
【請求項８】
前記吸引システム(１０)は不活性ガスの流れにより与えられる排出機器を具え、不活性ガスの流れはプログラム可能なマスフローコントローラにより制御されることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記器具(６)が取り付けられる関節式アーム(５１，５２，５３)を有するロボット(５)を具えていることを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載のシステム。
【請求項１０】
前記吸引管(７)は、可撓性配管(７１)により基本的に構成され、好ましくはこれに続く剛体の配管(７３)がこの可撓性配管に回転継手(７２)を介して接続していることを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載のシステム。
【請求項１１】
前記器具(６)は、ウェーハ(Ｗ)の端縁に当接するような形状および寸法に作られた本体(６１)を具え、この本体(６１)とウェーハ(Ｗ)との間に吸引チャンバ(６０)を形成し、この吸引チャンバ(６０)を前記吸引管(７)と連通状態に配するための手段(５１)が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項１０の何れかに記載のシステム。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１の何れかに記載のウェーハ操作システムを具えていることを特徴とするウェーハ(Ｗ)を処理するための装置(１)。
【請求項１３】
移送チャンバ(３)を具え、前記操作システムを調整するための前記機器の弁(８)がこの移送チャンバ(３)に接続していることを特徴とする請求項１２に記載の装置(１)。
【請求項１４】
移送チャンバ(３)を具え、前記操作システムのロボット(５)の少なくともアーム(５１，５２，５３)がこの移送チャンバ(３)内に収納されていることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の装置(１)。
【請求項１５】
ウェーハ(Ｗ)を操作するシステムの圧力を調整するための方法であって、前記システムが吸引管(７)に接続する器具(６)を具えた形態であり、弁(８)が前記吸引管(７)に接続し、この吸引管(７)内の圧力が予め設定した値以下に低下した場合に前記弁(８)が開くことを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記吸引管(７)が設定または調整可能な吸引力を有する吸引システム(１０)に接続していることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
ウェーハ(Ｗ)の端縁に当接するような形状および寸法に作られた本体(６１)を具え、この本体(６１)とウェーハ(Ｗ)との間に吸引チャンバ(６０)を形成するような器具(６)が用いられ、前記吸引チャンバ(６０)を前記吸引管(７)と連通状態に配するための手段(５１)が用いられることを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として請求項１の前段による処理装置内のウェーハを操作するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の好都合な用途を見出せるウェーハ処理装置が特許文献１に記述され、これを参照することによってその内容がこの明細書に組み入れられる。
【０００３】
その特許には、吸引によりウェーハを操作してこれを保持するのに適した器具も記述されており、この器具は吸引管に接続し、この吸引管は吸引システムに順に接続している。
【０００４】
この器具は、ウェーハに対して低い吸引作用を行うように形成されており、この方法においてはウェーハを変形させる危険性がない。しかしながら、ウェーハを保持または把持することが器具にとって困難な状況を引き起こす可能性がある。
【０００５】
特許文献２は、吸引によりウェーハを操作してこれを保持するのに適した器具を記述しており、これは上述した特許による器具の改良である。
【０００６】
この特許出願は、これを参照することによってその内容がこの明細書に組み入れられる。
【０００７】
この改良された器具は、ウェーハに対して高い吸引力を発揮するように形成されており、この方法においてはウェーハを把持または保持することに困難性がない。さらに、ほとんどの場合、ウェーハが有害な状態で変形しないということが見出されている。しかしながら、吸引が有害になってしまう状況を引き起こす可能性がある。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６６４８９７４号
【特許文献２】米国特許出願２００４/０１９１０２９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
吸引力を設定することができる吸引システムを用いた場合、吸引力をウェーハ操作システムの様々な操作条件に適合させることが可能である。しかしながら、例えば器具に対するウェーハの位置合わせの度合いや、ウェーハおよび／または器具および／またはウェーハに対する支持体の変形の如き、予測できない要因を考慮に入れることができない。
【００１０】
理論的最小値よりもかなり高い吸引力が設定されるというこの問題を解決する共通の方法が必要とされる。
【００１１】
従来技術の欠点を改善することが本発明の概略的目的である。
【００１２】
本発明のより具体的な目的は、ウェーハを操作するためのシステムを提供することであり、このシステムはウェーハを適切に把持すると共に保持することができるが、簡単な方法で過度の吸引作用を回避する。
【００１３】
これらおよび他の目的は、この明細書に添付した特許請求の範囲に記述された特徴を持つウェーハ操作システムによって達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の基礎となる考えは、圧力を簡単，確実，効果的かつ迅速に調整することができる単純な弁を用いることである。しかしながら、この弁の存在は、複雑な方法を実行可能な手段により設定できる種類のもの、例えばコンピュータ化された吸引システムを排除しない。
【００１５】
さらに、他の形態によると、本発明はまたウェーハ操作システムにおける圧力を調整するための方法に関する。
【００１６】
最後に、他の形態によると、本発明はまたウェーハを処理するための装置に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、添付図面と共に考慮される以下の説明から、より明確となろう。
【００１８】
この説明および図面の両方は単なる例示の目的として、従って限定しないものとして認識されるべきである。
【００１９】
図１は、本発明によるウェーハを処理するための装置の典型的な一実施形態を示し、全体を参照符号１により示したこの装置は、特に誘導加熱される「パンケーキ」型エピタキシャル反応装置である。
【００２０】
この装置１は、反応チャンバ２と、移送チャンバ３と、洗浄チャンバ４と、図示しない収容領域とを具有する。
【００２１】
移送チャンバ３にはロボットアーム５が配され、このアームは、処理前にウェーハを洗浄チャンバ４から同時に引き出して反応チャンバ２へと差し込み、そして処理後にウェーハを反応チャンバ２から同時に引き出して洗浄チャンバ４へと差し込むために設けられている。
【００２２】
反応チャンバ２には、処理されるウェーハのための支持体２１が配されている。図１の実施形態における支持体２１は、４枚のウェーハを支持することができる。代わりに、よく知られているように、支持体は最小の１枚から最大の数十枚まで変化する多数枚のウェーハを支持体の径およびウェーハの径に応じて支持することができる。ウェーハは、支持体２１の上面に設けた窪み２１１に収容される。支持体２１は回転可能であり、ロボット５が常に同じ動きで種々のウェーハを種々の窪み２１１に載置することができるようになっている。
【００２３】
要求される動きを実行するため、ロボット５には相互に関節で適切につながれた部材を具えたアームが設けられ、図１の実施形態ではアームが３つの部材５１，５２および５３を具え、このアームの一端の部材５１には、ウェーハを１つずつ操作すると共に吸引によりこれらを保持するのに適した器具６が装着されている。図１の実施形態では、この部材５１が吸引通路としても機能する剛体の配管により構成されている。この配管５１は、吸引器具６を吸引システム１０と連通状態に配するような方法で、片側が吸引システム１０（図１には示さず、図２において概略的に見ることができる）に吸引管７を介して接続し、もう片側が器具６に接続している。
【００２４】
吸引管７は可撓性配管７１にて構成され、この可撓性配管に続き、剛体の配管７３が回転継手７２を介して接続している。
【００２５】
この装置１において、移送チャンバ３の直近の外側には、吸引管７内の圧力を調整するための機器８が配され、この機器８は、剛体の配管７３、特に吸引管７と、移送チャンバ３に通じる配管９とに接続している。
【００２６】
ここで図２を参照すると、器具６は、ウェーハＷをウェーハ処理装置内で操作することができる。この器具６をロボットのアームの部材５１に装着することが好適であり、この器具には吸引管７に接続する吸引通路が設けられ、吸引管はこの装置１の吸引システム１０に接続している。
【００２７】
器具６は本体６１を具え、これはウェーハＷの端縁に当接し、当該本体６１とウェーハＷとの間に吸引チャンバ６０を形成するように構成されると共に特定の寸法に作られる。この種の器具は、ウェーハを把持するために非常に効率的であり、その理由はウェーハが器具の本体と良好な接触状態にある場合に形成される吸引チャンバ（ほぼ閉塞する）に起因してウェーハに対する高い吸引効果を発揮することができるためである。
【００２８】
さらに、本体６１が配管５１に取り付けられ、吸引チャンバ６０が吸引管７と連通するようになっている。
【００２９】
図２のシステムに含まれる機器８は弁であって詳細に示されているが、図３では概略的に示されている。
【００３０】
この弁８は、配管９に接続する入口８１が設けられた通路８０と、配管７３に接続する出口８２とを具有し、弁の内側の座に対して滑動できるロッド８４につながるディスク８３によって構成された可動部材がある。座内にあるばね８５の第１の端部が可動部材のディスク８３に押し当たって通路８０を閉じた状態に保持するようにし、ばね８５の第２の端部がシートに向けてねじ込まれたねじ８６を押圧している。このねじ８６は、弁の外側から操作可能であり、これが可動部材に加わる力を調整するようになっている。
【００３１】
弁の入口８１の圧力（すなわち移送チャンバ３の圧力）と、弁の出口８２の圧力（すなわち管の全長に亙ってほぼ均一な吸引管７の圧力）との間の差が予め設定した値を超えると、ばね８５はディスク８３によって通路８０を閉じた状態に保持しておくことができなくなり、従って気体の流動が入口８１と出口８２との間で起こる。予め設定した値は、ばね８５の弾性定数と、ねじ８６の位置とに依存し、従って弁座に向けてねじ込まれるねじ８６が弁座からどの程度離れているかに依存する。
【００３２】
図３において、弁の可動部材、特にディスク８３は、ほぼ最大に開いた状態で示され、実際にディスク８３の前面の通路断面積は、ディスク８３の側面の通路断面積にほぼ対応する。
【００３３】
図３に概略で示す如き弁がほぼ比例型の調整をもたらすことに注意すべきである。代わりに、オン/オフ（または開/閉）型の調整を用いた場合、望まない振動を装置１に引き起こす危険性があり、また処理されるウェーハの品質に対して影響を与える可能性もあろう。
【００３４】
概ね、本発明による操作システムは、
吸入口が設けられた吸引システムと、
この吸引システムの吸入口に接続する第１の端部および第２の端部を有する吸引管と、
この吸引管の第２の端部に接続し、ウェーハを操作してこれを吸引して保持するのに適した器具と、
前記吸引管内の圧力調整機器と
を具え、前記圧力調整機器は、前記吸引管に接続して前記吸引管内の圧力が予め設定した値以下に低下した場合に開くことができる弁を具えている。
【００３５】
この本発明の概略的な定義は、図２に対する例示を参照することによって容易に理解することができ、すでに述べたように６が器具であり、７が吸引管であり、８が弁であり、そして１０が吸引システムである。
【００３６】
この弁、つまり多少なりとも単純な機器（用途に応じた良好な品質の機器を提供することが必要であるけれども）により、吸引管内の過度に低い圧力の形成、つまり器具による過度の吸引を回避することが可能である。さらに、この弁は、多少なりとも低減した応答時間を有する。最終的に、この弁はほぼ比例的な調整を具合よくもたらすことができる。
【００３７】
本発明の目的のため、概ねこの弁は、通路と、ばねと、このばねの作動により通路を閉じることができる可動部材とを具えることができる。可動部材に作用する圧力がばねの作用を越えた場合、この通路が開くことは明らかである。
【００３８】
図３に対する例示を参照することにより、この弁の概略的な定義を容易に理解することができる。特に、通路の第１の端部が吸引管に接続し、第２の端部が処理装置の内側チャンバに、有利なものとしてエピタキシャル反応装置の移送チャンバに接続する。この方法においては、処理剤と互換性のある気体のみが吸引システム回路内を循環する。
【００３９】
弁が較正されることを可能にし、弁が開く圧力値に関してこのような較正に応じるようにすることが有利である。この方法において、弁の構成的変更、また吸引回路を構成する部品（器具の本体や吸引管の部分など）の構成的変更、ならびに装置の操作に関する気候条件（例えば温度）の変化に対して較正することが可能である。
【００４０】
較正を可能にするための簡単な方法は、ばねに作用する較正ねじを設けることである。弁は、このねじの回転によって較正される。これは、図３の実施形態の場合である。
【００４１】
圧力調整弁の使用は、操作システムに吸引力を設定または調整することができる吸引システム設けることを少しも排除しない。実際、設定（リングを開く調整）または調整（リングを閉じる調整）は、通常の操作の場合に行われ、弁は必要な場合にのみ、特に異常な状態が発生した場合、介入しよう。さらに、上で一般的に規定した如き弁は、もうその必要がない場合、特に異常な状況が終わった場合、自動的かつ自立的に停止する。
【００４２】
調整することができる吸引力を持った吸引システムが用いられる場合、本発明による操作システムには、２つの調整手段が装備される。弁によりもたらされる調整は、迅速，簡単かつ確実である。吸引システムによって、一般的にはしばしばコンピュータ化された電子システムによってもたらされる調整は、より遅く，より複雑かつ電子システムの訂正機能に依存する。
【００４３】
圧力調整弁と組み合わせて用いるのに極めて都合がよく、（設定することができる）吸引システムは、不活性ガスの流れにより与えられる排出機器を具有する。不活性ガスの流れは、英語で頭字語ＭＦＣにより知られ、プログラム化することができる種類のマスフローコントローラにより制御される。現在、市場には単段式および多段式の排出機器がある。これらの機器において、差圧は一定ではなく、吸引能力に依存する。
【００４４】
本発明による操作システムは、自動形式であることが有利である。このため、この操作システムはウェーハを操作するための器具が取り付けられる関節式アームを持ったロボットを具えている。
【００４５】
一般に、操作システムの吸引管は、いくつかの部品で構成されよう。特に、可撓性配管を基本的に設けることができ、この可撓性配管に回転継手を介して連結される剛体の配管が好ましくは後に続く。このような形状は、図１の実施形態の場合のように、関節式アームを持つロボットと組み合わせて用いられる場合に特に良好に適合する。実際、この可撓性配管はロボットの動きを可能にし、回転継手は吸引管に沿った機械的な応力を特に剛体の配管と可撓性配管との間の接続部分にて回避する。
【００４６】
調整弁を持つ操作システムは、特定の種類の器具と共に用いられる場合に特に良好に適合する。この器具は、ウェーハの端縁に接触して本体とウェーハとの間に吸引チャンバを画成するように形成されると共に所定の寸法に作られた本体を具え、吸引チャンバを吸引管と連通状態にするための手段が設けられる。これは、図２に概略的に示す器具を持った場合であり、参照符号６０が吸引チャンバを示し、６１が器具６の本体、Ｗがウェーハである。
【００４７】
すでに述べたように、本発明はまた、ウェーハを処理するための装置、特に上述した技術的特徴を有するウェーハ操作システムを具有するエピタキシャル反応装置をもその対象として含む。
【００４８】
装置が移送チャンバを具えている場合、操作システムの調整機器の弁を移送チャンバに接続するように設けることが有利である。
【００４９】
さらに、アームを有するロボットが操作システムに装備される場合、少なくともこのロボットのアームを移送チャンバ内に収容するように設けることが有利である。
【００５０】
方法論的な観点から、本発明の教示は、弁を吸引管に接続すること、ならびに吸引管内の圧力が予め設定した値以下に低下した場合に弁を開くことが基本である。
【００５１】
都合が良いことに、弁の開放は段階的であり、ほぼ比例型の制御をもたらすようになっている。
【００５２】
また、さらなる方法論的な観点から、吸引管を設定または調整可能な吸引力を持つ吸引システムに接続することが有効である。
【００５３】
最後に、さらなる方法論的な観点から、ウェーハの端縁に接触して本体とウェーハとの間に吸引チャンバを画成するように形成されると共に所定の寸法に作られた本体を具えた器具と、前記吸引チャンバを前記吸引管に連通状態にするための手段とを用いることが有効である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明によるウェーハ処理装置を概略的に示す。
【図２】本発明によるウェーハ操作システムを概略的に示す。
【図３】図２におけるシステムの圧力調整機器を概略的に示す。
【図１】
2008542037.tif 000003
【図２】
2008542037.tif 000004
【図３】
2008542037.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月21日(2008.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハ(Ｗ)を処理装置(１)内で操作するためのシステムであって、
吸入口が設けられ、吸引力を設定または調整可能な手段を有する吸引システム(１０)と、
この吸引システム(１０)の吸入口に接続する第１の端部および第２の端部を有する吸引管(７)と、
この吸引管(７)の第２の端部に接続し、ウェーハ(Ｗ)を操作してこれを吸引により保持するのに適した器具(６)と、
前記吸引システム(１０)の吸引力を設定または調整可能な手段と共に前記吸引管内の圧力を調整するための圧力調整機器と
を具え、前記圧力調整機器が吸引管(７)に接続され、前記吸引管(７)内の圧力が予め設定した値以下に低下した場合に開くことができる弁(８)を具えていることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記弁(８)は、通路(８０)と、ばね(８５)と、このばね(８５)の作動により前記通路(８０)を閉じることができる可動部材(８３、８４)とを具えていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記通路(８０)が第１の側で前記吸引管(７)に接続していることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記通路(８０)が第２の側で前記処理装置の内側チャンバ(３)に接続していることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記弁(８)が較正可能であり、前記予め設定した値が前記弁(８)の較正に依存していることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載のシステム。
【請求項６】
前記ばね(８５)に作用する較正ねじ(８６)を具え、前記弁(８)の較正がこのねじ(８６)の回転によってもたらされることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記吸引システム(１０)は不活性ガスの流れにより与えられる排出機器を具え、不活性ガスの流れはプログラム可能なマスフローコントローラにより制御されることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載のシステム。
【請求項８】
前記器具(６)が取り付けられる関節式アーム(５１，５２，５３)を有するロボット(５)を具えていることを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載のシステム。
【請求項９】
前記吸引管(７)は、可撓性配管(７１)により基本的に構成され、好ましくはこれに続く剛体の配管(７３)がこの可撓性配管に回転継手(７２)を介して接続していることを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載のシステム。
【請求項１０】
前記器具(６)は、ウェーハ(Ｗ)の端縁に当接するような形状および寸法に作られた本体(６１)を具え、この本体(６１)とウェーハ(Ｗ)との間に吸引チャンバ(６０)を形成し、この吸引チャンバ(６０)を前記吸引管(７)と連通状態に配するための手段(５１)が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載のシステム。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０の何れかに記載のウェーハ操作システムを具えていることを特徴とするウェーハ(Ｗ)を処理するための装置(１)。
【請求項１２】
移送チャンバ(３)を具え、前記操作システムを調整するための前記機器の弁(８)がこの移送チャンバ(３)に接続していることを特徴とする請求項１１に記載の装置(１)。
【請求項１３】
移送チャンバ(３)を具え、前記操作システムのロボット(５)の少なくともアーム(５１，５２，５３)がこの移送チャンバ(３)内に収納されていることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の装置(１)。
【請求項１４】
ウェーハ(Ｗ)を操作するシステムの圧力を調整するための方法であって、前記システムが吸引管(７)に接続する器具(６)を具えた形態であり、弁(８)が前記吸引管(７)に接続し、この吸引管(７)内の圧力が予め設定した値以下に低下した場合に前記弁(８)が開くことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記吸引管(７)が設定または調整可能な吸引力を有する吸引システム(１０)に接続していることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ウェーハ(Ｗ)の端縁に当接するような形状および寸法に作られた本体(６１)を具え、この本体(６１)とウェーハ(Ｗ)との間に吸引チャンバ(６０)を形成するような器具(６)が用いられ、前記吸引チャンバ(６０)を前記吸引管(７)と連通状態に配するための手段(５１)が用いられることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
概ね、本発明による操作システムは、
吸入口が設けられ、吸引力を設定または調整可能な手段を有する吸引システムと、
この吸引システムの吸入口に接続する第１の端部および第２の端部を有する吸引管と、
この吸引管の第２の端部に接続し、ウェーハを操作してこれを吸引して保持するのに適した器具と、
前記吸引システムの吸引力を設定または調整可能な手段と共に前記吸引管内の圧力を調整するための圧力調整機器と
を具え、前記圧力調整機器は、前記吸引管に接続して前記吸引管内の圧力が予め設定した値以下に低下した場合に開くことができる弁を具えている。
【国際調査報告】
2008542037.tif 000006
2008542037.tif 000007