(57)【要約】【課題】  半導体ウェハを取扱うシステムのロボットのブレードが劣化して、欠陥粒子が生じて、取扱っている半導体ウェハの中に埋込まれたり又は下方の半導体ウェハ上に落ちたりして、欠陥ウェハを生ずることがないことを保証する。【解決手段】  本発明の１つの実施の形態によれば、半導体ウェハ（１１０）を取扱うためのシステム（１００）は、室（１０２）と、室に関連したロボット（１３０）と、室内に概して水平に配置されて第１端でロボットに結合されたロボットのブレード（２００）とを備え、ロボットのブレードは第１端から遠い第２端を含み、この第２端は連続して曲った表面を形成する平面図的輪郭を有する。【選択図】          図１
2005064509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハを取扱うシステムであって、
室と、
室に関連したロボットと、
室内に概して水平に配置されて、第１端がロボットに結合されて、第１端から遠い第２端が凹状の連続的に曲った表面を形成する平面図的輪郭を持つロボットのブレードと、
を含むシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、半導体ウェハ処理に関し、より詳細には、半導体ウェハを取扱うためのロボットのブレードに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハ上の半導体ダイを製造するために半導体ウェハは多くの異なった工程を受ける。典型的に、半導体ウェハは異なった工程を実行するために処理室間を転送される。効率化の目的のため、ロボットがウェハを室間に転送するために用いられる。ロボットに付随したロボットのブレードは、時々、エンド・エフェクタとも呼ばれ、個々のウェハを転送するために使用される。ロボットのブレードが半導体ウェハを転送している処理室に依存して、温度変動をロボットのブレードは経験する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現在のロボットのブレードは、鋭い角（約９０度）を形成する真っ直ぐな端を持つ遠端（転送の際に半導体ウェハに近い端）を有する。時間の経過により、これらの鋭い角は、はがれたり、削られたり、剥離されたり、又は、他の損傷により劣化する。この劣化は、ロボットブレード材料からの粒子を、ロボットのブレードが転送している半導体ウェハ中に埋め込む又はそれに付着させる。これは、ウェハの部分又は全体に欠陥を生ずる。従って、歩留まりはかなり低下して、相当の時間とお金を浪費する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の１つの実施の形態によると、半導体ウェハを取扱うシステムは、室と、室に関連したロボットと、第１端でロボットに結合されて室内に概して水平に配置されたロボットのブレードを含む。ロボットのブレードは、第１端から遠い第２端を含み、第２端は連続的に曲った表面を形成する平面図的輪郭を持つ。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の実施の形態はいくつかの技術的な効果を与える。本発明の実施の形態は、これらの効果の全て又はいくつかを含む。又は、いずれも持たない。１つの実施の形態では、転送室内で半導体ウェハを転送するために使用されるロボットのブレードは、遠端に丸い角を持ち、熱サイクル又は他の要因による遠端のどの部分における劣化を無くする。これは、ロボットブレード材料に関連した粒子が、ロボットのブレードの取扱っている半導体ウェハの中に埋込まれたり又は下方の半導体ウェハ上に落ちたりして、欠陥ウェハを生ずることがないことを保証する。さらに、ロボットのブレードの遠端の剥離やはがれを防止することにより、ウェハの破損を防ぐことができる。半導体ウェハを取扱う際、半導体ウェハ中の欠陥又は破損を減少することで、歩留まりを大きく改良でき、よって、相当の時間とお金を節約できる。
その他の技術的な効果は、当業者には、以下の説明と図面と特許請求の範囲から容易に理解できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明及びその効果のより完全な理解ために、添付図面を参照して、以下に詳細に説明する。
本発明の例示的な実施の形態及びその効果を最良に理解するために、同様な部分に同様な参照番号が付された図１及び図２Ｃを参照して、説明する。
【０００７】
図１は、本発明の１つの実施の形態によるウェハ処理システム１００の部分を示す平面図である。処理システム１００は、一般に、ノベラス・システム社により製造されたＳＥＱＵＥＬファミリー処理システムを表す。しかし、他の適当な処理システムも本発明では考慮される。図示した実施の形態では、処理システム１００は、１対の処理室１０６ａ、１０６ｂと１対のロード・ロック１０４ａ、１０４ｂとの間に配置された転送室１０２を含む。また、処理システム１００は、冷却ステーション１０８を含む。転送室１０２は、処理システム１００内で半導体ウェハ１１０又は他の適当な基板を転送する機能を持つ、１対のロボットのブレード２００（また、エンド・エフェクタとして知られる）を含む。従って、ロボットのブレード２００は、両端矢印１１４に示されるように転送室１０２内で回転でき、及び、両端矢印１１６に示されるように内及び外に移動できる。ロボットのブレード２００を回転及び移動できるどんな適当なシステムも、本発明では考慮される。図示した実施の形態では、処理システム１００に付随したロボット１３０が使用される。後で図２Ｂと図２Ｃを参照して、ロボットのブレード２００のさまざまな実施の形態を詳細に説明する。
【０００８】
ロード・ロック１０４ａ、１０４ｂは、典型的にボート１１２内に配置された１つ又は複数の半導体ウェハを収納する機能を持つ。個々の半導体ウェハ１１０は、ボート１１２内に置かれて特定のロボットのブレード２００により取上げられて転送されるのを待つ。図１に示すように、特定の半導体ウェハ１１０は既に処理室１０６ａへ転送されている。
【０００９】
処理室１０６ａ、１０６ｂは、半導体ウェハ１１０を処理する機能を持つ。蒸着などのどんな適当な処理が、処理室１０６ａ、１０６ｂ内で実行される。図示した実施の形態では、処理室１０６ａは加熱ブロック１２０と複数のセラミック・フォーク１２２を含む。加熱ブロック１２０は、処理のために上昇した温度に半導体ウェハ１１０を加熱するための機能を持つ。そして、セラミック・フォーク１２２は、ロボットのブレードが加熱ブロック１２０へ半導体ウェハ１１０を配達しそしてそこから取除くことができるようにする機能を持つ。典型的には、加熱ブロック１２０は、約３５０乃至４００℃の範囲の温度である。しかし、加熱ブロック１２０の温度は、処理又は方法に依存して適当などんな温度でもよい。
【００１０】
半導体処理の性質上、半導体ウェハ処理装置は半導体ウェハ１１０中の欠陥を防止することが望ましい。半導体ウェハ１１０に関してほんの小さな外部粒子又は他の欠陥が、その半導体ウェハ１１０の全部又は一部をだめにするだろう。半導体ウェハの取扱い及び／又は処理の際、半導体ウェハ１００中の欠陥又は破損を防止することで、歩留まりを大きく改善して、相当の時間とお金を節約できる。
【００１１】
ここで開示される本発明以前では、図１の処理システム１００と同様な処理システム中の半導体ウェハ内に多くの欠陥粒子が発見された。これら欠陥粒子の１つの理由が、これらの従来のシステムで使用されているロボットのブレードの形状である。図２Ａに、このようなロボットのブレードが示されている。
【００１２】
図２Ａは、従来のロボットのブレード２５０の部分を示す平面図である。ロボットのブレード２５０の遠端２５１は、その外側角の１対の面取り２５２と、真直ぐな端２５３と、ロボットのブレード２５０のほぼ中央に位置する切込み２５４とにより画定される。真直ぐな端２５３と切込み２５４は、１対の角２５６を画定する。典型的に、角２５６は９０度の角度である。しかし、角２５６は４５度の角度でもよい。ロボットのブレード２５０が加熱ブロック１２０へ及びから半導体ウェハ１１０を移動することから出会う熱サイクルに起因して、ロボットのブレード２５０はこれら角２５６で劣化が生ずる。これら角２５６がロボットのブレード２５０に問題を発生する。角２５６の劣化、例えば、はがれ、けずれ、剥離、及びその他のタイプの材料の劣化は、半導体ウェハ１１０の全部又は一部中に埋込まれる又は付着するする小さな粒子を発生して、ウェハ内の欠陥を生ずる。また、欠陥のタイプによっては、半導体ウェハ１１０の破損を生ずる。典型的に、半導体ウェハ１１０に欠陥を生ずることが知られている粒子の大きさは０．５乃至１０ミクロンで、そして、このような粒子の組成はモリブデン、コバルト、鉄、クロニウム、ニッケル、マグネシウム、シリコン、及びその他の適当な粒子からのいずれかに及ぶ。粒子のタイプは、ロボットのブレード２５０が形成される材料のタイプに依存する。
【００１３】
角２５６の劣化の１つの理由は、角２５６の近くに熱シンクが少ないことである。このため、本発明の１つの実施の形態の教示によれば、新しいロボットのブレードは、ロボットのブレードの遠端のいずれの部分の劣化を無くするために、ロボットのブレードの遠端での熱シンクを増加するように設計されている。これは半導体ウェハと関連した欠陥粒子を有するリスクを無くして又は実質的に減少し、大いに歩留まりを改善する。図２Ｂと図２Ｃを参照して、新しいロボットのブレードのさまざまな実施の形態が説明される。
【００１４】
図２Ｂは、本発明の１つの実施の形態によるロボットのブレード２００ａの部分を示す平面図である。ロボットのブレード２００ａは、適当ないずれかの材料から形成できるが、特定の実施の形態では、ロボットのブレード２００ａがモリブデンから形成される。図２Ｂでは図示しないが、ロボットのブレード２００ａは適当ないずれかの厚さを持つ。さらに、図１を参照して、ロボットのブレード２００ａは全体が１つの材料から形成される。換言すると、ロボットのブレード２００ａは、ガスケット又は他の部品を持たず、転送室１０２内の適当なロボットに結合される一個のロボットのブレードである。
【００１５】
ロボットのブレード２００ａは、図２Ａに示されたロボットのブレード２５０のような従来のロボットのブレードに付随した問題を回避した遠端２０２を有する。図示した実施の形態では、遠端２０２はロボット・ブレード２００ａの第１側端２０５と第２側端２０６の間を延びる連続的に曲がった表面２０４を形成する平面図的輪郭（すなわち、上から見た時の輪郭）を有する。第１側端２０５と第２側端２０６は、実質的に互いに平行なロボットのブレード２００ａの真直ぐな端である。連続的に曲った表面２０４は、第１側端２０５と第２側端２０６に関して凸又は凹でよく、そして、円形、楕円形、半楕円形、放物線形、双曲線形、弓形、懸垂線形、又はその他の適当な曲線形などの適当などんな曲面を持って良い。連続的に曲った表面２０４には、遠端２０２の劣化を生ずる従来のロボットのブレードのようなどんな鋭い角も無い。
【００１６】
図２Ｃは、本発明の１つの実施の形態によるロボットのブレード２００ｂの部分を示す平面図である。ロボットのブレード２００ａと同様に、ロボットのブレード２００ｂはどんな適当な材料から形成されて良く、そしてどんな適当な厚さを持って良い。ロボットのブレード２００ａとロボットのブレード２００ｂの１つの違いは、ロボットのブレード２００ｂが遠端２１０に形成された整列切込み２０８を有することである。走査ギャップとしても動作できる整列切込み２０８は、いずれの適当な大きさといずれの適当な形状とを持つことができる。１つの実施の形態では、切込み２０８の平面図的輪郭は、円形、楕円形、半楕円形、放物線形、双曲線形、弓形、懸垂線形、又はその他の適当な曲線形などの適当な曲面を形成する。切込み２０８の結果、遠端２１０には１対の突出２１２が存在する。また、突出２１２は、いずれの適当な大きさといずれの適当な形状とを持つことができる。しかし、突出２１２の平面図的輪郭は、円形、楕円形、半楕円形、放物線形、双曲線形、弓形、懸垂線形、又はその他の適当な曲線形などの連続的に曲った表面を形成することが好ましい。本発明の特定の実施の形態では、突出２１２と整列切込み２０８との平面図的輪郭により画定されるロボットのブレード２００ｂの遠端２１０の平面図的輪郭は、概して、正弦曲線形状を形成する。
【００１７】
本発明の１つの実施の形態では、ロボットのブレード２００ａ及びロボットのブレード２００ｂは、雰囲気温度環境と上昇した温度環境との間で半導体ウェハ１１０を転送するように設計される。例えば、図１を参照すると、処理システム１００は、半導体ウェハ１１０がおおよそ雰囲気温度にあるボート１１２から、おおよそ４００℃などの上昇された温度にある加熱ブロック１２０を持つ処理室１０６ａへ転送される、適当な化学蒸着処理システムであってよい。他の実施の形態では、ロボットのブレード２００ａ、２００ｂは他の適当な処理システム用に設計される。さらに、本発明の１つの実施の形態では、ロボットのブレード２００ａ及び２００ｂは共に真空ポートを持たない。
【００１８】
本発明の実施の形態とそれらの効果が詳細に説明されたが、当業者には特許請求の範囲の記載に定義された本発明の範囲と精神から逸脱することなく、さまざまな変更、追加、及び除去をすることが可能である。
以上の記載に関連して、以下の各項を開示する。
【００１９】
１．半導体ウェハを取扱うシステムであって、
室と、
室に関連したロボットと、
室内に概して水平に配置されて、第１端がロボットに結合されて、第１端から遠い第２端が凹状の連続的に曲った表面を形成する平面図的輪郭を持つロボットのブレードと、
を含むシステム。
【００２０】
２．第２端が、実質的に平行な第１側端及び第２側端の間に延びている１項に記載のシステム。
【００２１】
３．遠端に形成されて、連続的に曲った表面を形成する平面図的輪郭を持った切込みをさらに含くむ１項に記載のシステム。
【００２２】
４．ロボットのブレードが一個の材料から一体的に形成されている１項に記載のシステム。
【００２３】
５．連続的に曲った表面が、円形、楕円形、半楕円形、放物線形、双曲線形、弓形、及び懸垂線形からなるグループから選択された１つ又は複数の形状から形成される１項に記載のシステム。
【００２４】
６．雰囲気温度に実質的に等しい第１温度のロード・ロックと、上昇された温度の加熱ブロックを持つ処理室とをさらに含み、ロボットがロボットのブレードに半導体ウェハをロード・ロックから加熱ブロックへ転送することを指示する１項に記載のシステム。
【００２５】
７．上昇された温度が、おおよそ３５０℃とおおよそ４００℃の間である６項に記載のシステム。
【００２６】
８．半導体ウェハを取扱うシステムであって、
室と、
室に関連したロボットと、
室内に概して水平に配置されて、ロボットに結合された第１端、第１端から遠い第２端、概して平行な第１側端及び第２側端を有し、そして、第２端が第１側端から第２側端へと延びているロボットのブレードと、を備え、そして、ロボットのブレードの第２端が、
第１側端及び第２側端に関して概して凹状の表面を持つ切込みと、
第１側端及び第２側端に関して概して各々が凹状の表面を持つ１対の突出と、を備え、
切込み及び１対の突出の平面図的輪郭が、第１側端から第２側端へ連続的に曲った表面を形成するシステム。
【００２７】
９．切込みの凹状の表面が、円形、楕円形、半楕円形、放物線形、双曲線形、弓形、及び懸垂線形からなるグループから選択された１つ又は複数の曲った形状から形成される８項に記載のシステム。
【００２８】
１０．１対の突出の凹状の表面が、円形、楕円形、半楕円形、放物線形、双曲線形、弓形、及び懸垂線形からなるグループから選択された１つ又は複数の曲った形状から形成される８項に記載のシステム。
【００２９】
１１．ロボットのブレードが、一個の材料から一体的に形成されている８項に記載のシステム。
【００３０】
１２．ロボットのブレードが、真空ポートを持たない８項に記載のシステム。
【００３１】
１３．雰囲気温度に実質的に等しい第１温度のロード・ロックと、上昇された温度の加熱ブロックを持つ処理室とをさらに含み、ロボットがロボットのブレードに半導体ウェハをロード・ロックから加熱ブロックへ転送することを指示する８項に記載のシステム。
【００３２】
１４．上昇された温度が、おおよそ３５０℃とおおよそ４００℃の間である１３項に記載のシステム。
【００３３】
１５．本発明の１つの実施の形態によれば、半導体ウェハ１１０を取扱うためのシステム１００は、室１０２と、室に関連したロボット１３０と、室内に概して水平に配置されて第１端でロボットに結合されたロボットのブレード２００とを備え、ロボットのブレードは第１端から遠い第２端を含み、この第２端は連続して曲った表面を形成する平面図的輪郭を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の１つの実施の形態によるウェハ処理システムの部分を示す平面図。
【図２Ａ】従来のロボットのブレードの部分を示す平面図。
【図２Ｂ】本発明の１つの実施の形態によるロボットのブレードの部分を示す平面図。
【図２Ｃ】本発明の１つの実施の形態によるロボットのブレードの部分を示す平面図。
【符号の説明】
【００３５】
１００          半導体ウェハ処理システム
１０２          転送室
１０４ａ        ロード・ロック
１０６ａ        処理室
１１０          半導体ウェハ
１２０          加熱ブロック
１３０          ロボット
２００          ロボットのブレード
２０２          遠端
２０４          連続的に曲った表面
２０５          第１側端
２０６          第２側端
２０８          切込み
２１０          遠端
２１２          突出
【図１】
2005064509.tif 000003
【図２Ａ】
2005064509.tif 000004
【図２Ｂ】
2005064509.tif 000005
【図２Ｃ】
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