(57)【要約】      （修正有）【課題】プロセスチャンバ内でのプロセッシングのために基板の効果的なローディングおよびアンローディングを可能にする、基板ホルダシステムおよびローディング方法を提供する。【解決手段】ウエハ支持体の周囲は、好ましくは、連続して３６０°の範囲にわたり完全に延び、ウエハカセット内の特定のウエハを支持する突出部間にはまるように寸法決定される。ウエハボートをローディングするために、エンドエフェクタが、ウエハボートからウエハ支持体を取り除き、ウエハカセット内にウエハ支持体を移動し、ウエハカセットで、エンドエフェクタが、ウエハ支持体上にウエハを置くように上方へ移動する。ウエハおよびウエハ支持体は、次に、ウエハボートに移送され、ウエハおよびウエハ支持体は、エンドエフェクタからウエハボートへウエハおよびウエハ支持体を移送するために、ウエハボート内のウエハスロット内のウエハスロット表面上に低下される。【選択図】図１
2005123583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハボート内にウエハをローディングする方法であって、
ウエハカセット内に前記ウエハを提供することと、
ウエハ支持体ホルダ内にウエハ支持体を提供することと、
ウエハ支持体を取り除くために、前記ウエハ支持体ホルダ内にロボットエンドエフェクタを挿入することとを含み、前記ウエハ支持体は前記ロボットエンドエフェクタに載置し、方法がさらに、
前記ウエハ支持体を、前記ロボットエンドエフェクタを用いて、前記ウエハカセット内の前記ウエハの下に配置することを含み、前記ウエハ支持体が、前記ウエハと平行でありかつ前記ウエハと同軸に整列され、方法がさらに、
前記ウエハを前記ウエハ支持体上または前記エンドエフェクタ上に置くために、前記ウエハカセットに対して前記ロボットエンドエフェクタを垂直方向に移動することと、
前記ウエハ支持体および前記ウエハを保持している間、前記ロボットエンドエフェクタを前記ウエハボートに移送することと、
前記ウエハ支持体を前記ウエハボートの収容器上に配置するために、前記ウエハボートに対して前記ロボットエンドエフェクタを垂直方向に移動することとを含み、前記ウエハが、前記ウエハ支持体上に載置される方法。
【請求項２】
前記ウエハ支持体が、空の中心、および前記ウエハが前記ウエハカセット内に支持されている間に支持されていない、前記ウエハの底部主表面の部分の直径より小さい外径を有する環状リングである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ウエハ支持体ホルダが、前記ウエアボートである請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ウエハカセットに対して前記ロボットエンドエフェクタを垂直方向に移動することが、前記ウエハカセットが静止している間に、前記エンドエフェクタを上方に移動することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ウエハボートに対して前記エンドエフェクタを垂直方向に移動することが、前記ウエハカセットが静止している間に、前記エンドエフェクタを下方に移動することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ウエハ支持体を保持している間、前記ロボットエンドエフェクタを移送することが、前記エンドエフェクタから前記ウエハ支持体の底部表面に真空を加えることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ウエハ支持体の前記底部主表面に真空を加えることが、前記ウエハ支持体におけるチャネルを通して真空を生成することを含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ウエハ支持体の前記底部主表面に真空を加えることが、前記ウエハおよび前記ウエハ支持体の境界に真空吸着を発生するために、前記ウエハ支持体におけるチャネルを通して真空を生成することを含む請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記ウエハの前記底部主表面に真空を加えることが、前記ウエハ支持体の開口部分を通して延びる前記ウエハおよび前記エフェクタ部分の境界に真空を生成することを含む請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記ウエハ支持体が、環状リングであり、開口部分が、前記リングの空の中心である請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ロボットエンドエフェクタを用いて前記ウエハ支持体を配置する間、および前記ロボットエンドエフェクタを移送する間に、前記ウエハ支持体および／または前記ウエハの移動が、前記エンドエフェクタの制限された加速を適用することによって妨げられる請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
滑動に対して高い抵抗を有する材料が、前記ウエハ支持体と前記エンドエフェクタとの間の境界に配置される請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記材料が、ハプティック材料である請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ウエハ支持体が、前記ウエハ支持体および前記ウエハを保持しながら、前記ロボットエンドエフェクタを移送する間に、前記エンドエフェクタに静電的にクランプされる請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ウエハ支持体および前記ウエハを保持しながら、前記ロボットエンドエフェクタを前記ウエハボートに移送することが、前記ウエハ支持体上に前記ウエハを支持することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ウエハ支持体および前記ウエハを保持しながら、前記ロボットエンドエフェクタを前記ウエハボートに移送することが、前記エンドエフェクタ上に前記ウエハを支持することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記ウエハ支持体を前記ウエハボートの収容器上に配置するために、前記ウエハボートに対して前記ロボットエンドエフェクタを垂直方向に移動することが、第１に、前記ウエハボートの収容器の表面上に前記ウエハ支持体を置くことと、第２に、前記ウエハ支持体上に前記ウエハを置くこととを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
ウエハボート内にウエハをローディングするシステムであって、
エンドエフェクタの上方表面に真空を発生するための開口を有するエンドエフェクタと、
前記上方表面開口と整列するように構成された通路を有するウエハ支持体と、
前記エンドエフェクタ上に前記ウエハ支持体を保持するとき、および前記ウエハ支持体上に前記ウエハを保持するときに、前記通路が、前記ウエハ支持体と前記ウエハとの境界で真空吸着を発生するように構成されるシステム。
【請求項１９】
前記ウエハ支持体が、円形形状を有する請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記エンドエフェクタが、さらに前記ウエハ支持体と接触するために前記上方表面にパッドを備える請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
前記パッドが、粒子を発生しない材料からなる請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記材料が、ポリテトラフルオロエチレンからなる請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記材料が、ポリ・エーテル・エーテル・ケトンからなる請求項２１に記載のシステム。
【請求項２４】
さらに、少なくとも１つのウエハを保持するウエハカセットを備える請求項１８に記載のシステム。
【請求項２５】
前記ウエハ支持体が、連続する外周を有する請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
さらに、ウエハ支持体を格納するウエハ支持体ホルダを備える請求項１８に記載のシステム。
【請求項２７】
前記ウエハ支持体ホルダが、ウエハボートである請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
半導体プロセッシングのために基板ホルダ内に複数の基板をローディングする方法であって、
基板縁部支持構造体上に載置する基板を提供することと、
エンドエフェクタ上に置かれた基板支持体を提供することと、
前記基板の下に前記基板支持体を配置することと、
前記基板を前記基板支持体に接触させ、かつ前記基板を前記基板支持体上に置くように、前記エンドエフェクタを上方へ移動することと、
前記基板および前記エンドエフェクタ上に置かれた前記基板支持体を、前記基板ホルダ内に配置するために、前記エンドエフェクタを移送することと、
基板支持体を前記基板ホルダ内で支持するために、前記基板支持体を支持表面上に置くように、前記エンドエフェクタを下方へ移動することとを含む方法。
【請求項２９】
前記基板支持体が、環状リングである請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記基板が、前記基板支持体ホルダ内の前記基板支持体上に置かれている間に、前記基板に半導体製造プロセスを受けさせることをさらに含む請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記基板に半導体製造プロセスを受けさせることが、約１０００°以上の温度に前記基板を曝すことを含む請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記基板に半導体製造プロセスを受けさせることが、約１３５０°以上の温度に前記基板を曝すことを含む請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
１つ以上の基板カセットから基板ホルダ内へ基板のバッチをローディングする方法であって、
前記基板カセット内の基板の支持されていない領域の最も小さい寸法より小さい外側寸法を有する基板支持体を提供するステップと、
前記基板支持体が、前記基板に平行でありかつ前記基板の支持されていない領域と整列されるように、基板支持体を保持するロボットエンドエフェクタを、前記基板カセット内の基板の下の位置に移送するステップと、
前記基板が、前記基板支持体上または前記エンドエフェクタ上に置かれるまで、前記ロボットエンドエフェクタを上方向に垂直方向に移動するステップと、
前記基板支持体および前記基板を有する前記ロボットエンドエフェクタを、前記基板ホルダへ移送するステップと、
前記基板とともに前記基板支持体を、前記基板ホルダの収容器内へ配置するステップとを含む方法。
【請求項３４】
約１０００°以上の温度での熱処理に前記基板を受けさせることをさらに含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記基板支持体および前記基板を有する前記ロボットエンドエフェクタを移送することが、前記ロボットエンドエフェクタから前記基板に対して真空吸着を提供することを含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記ロボットエンドエフェクタから前記基板ホルダに対して真空吸着を提供することをさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記基板ホルダに対する吸着、および前記基板に対する吸着を個別に変えることをさらに含む請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記エンドエフェクタが、前記ロボットエンドエフェクタを移送する間に、前記基板を前記基板支持体上で保持するために、前記基板支持体を通して延びるように構成された上方延長部を備える請求項３３に記載の方法。
【請求項３９】
半導体プロセッシングの間にウエハを支持するウエハ支持体であって、
実質的に平坦な底部主表面と、
前記底部主表面と平行な実質的に平坦な頂部主表面と、
前記頂部および底部主表面を接続する連続外側側壁とを備え、前記頂部および底部表面の最長寸法は、前記ウエハを格納するためのカセット内に前記ウエハを支持するために、端部支持体と同平面および端部支持体の同平面間にはまるように、ウエハ支持体が寸法決定され、前記頂部および底部表面の最長寸法は、プロセッシングの間にウエハボート内に前記ウエハ支持体を保持するために、１つ以上の水平方向延長部上に置くようにウエハ支持体が寸法決定されるウエハ支持体。
【請求項４０】
前記側壁が、円を画定する請求項３９に記載のウエハ支持体。
【請求項４１】
前記ウエハ支持体の中央に開口をさらに備える請求項４０に記載のウエハ支持体。
【請求項４２】
前記開口が、円形である請求項４１に記載のウエハ支持体。
【請求項４３】
前記外側側壁から挿入されたガス通路をさらに備え、前記ガス通路が、前記頂部主表面から前記底部主表面へ延びる請求項４０に記載のウエハ支持体。
【請求項４４】
前記ガス通路が、前記ウエハ支持体を、前記ウエハカセットおよび前記ウエハボート内に、および前記ウエハカセットおよび前記ウエハボート外へ移送するために、エンドエフェクタ上でガスチャネルと整列するように配置される請求項４３に記載のウエハ支持体。
【請求項４５】
前記最長寸法が、約２８０ｍｍより短い請求項３９に記載のウエハ支持体。
【請求項４６】
前記ウエハが、３００ｍｍウエハである請求項４５に記載のウエハ支持体。
【請求項４７】
前記縁部支持体の内縁が、約２９０ｍｍより短い直径を有する円の範囲を定める請求項４５に記載のウエハ支持体。
【請求項４８】
ウエハボート内に半導体ウエハをローディングするシステムであって、
覆う対象物との境界に真空吸着を発生するように構成されたガスチャネルを有するエンドエフェクタと、
半導体プロセッシングの間に覆うウエハを、エンドエフェクタ上に置きかつ支持するように構成されるウエハ支持体とを備え、
前記ウエハ支持体が、ウエハ移送カセット内の前記ウエハを支持する縁部支持体と同平面にかつ縁部支持体間にはまるように寸法決定されるシステム。
【請求項４９】
さらにウエハボートを備え、前記ウエハ支持体が、半導体プロセッシングの間、前記ウエハボートの収容器内の前記ウエハを支持し、前記ウエハ支持体が、プロセッシングの間に前記ウエハボート内の前記ウエハ支持体を保持するために、１つ以上の水平方向延長部上に置くように寸法決定される請求項４８に記載のシステム。
【請求項５０】
前記ウエハ支持体が、前記ガスチャネルに整列するように構成された通路を備え、前記通路が、前記エンドエフェクタ上に前記ウエハ支持体を保持するとき、および前記ウエハ支持体上に前記ウエハを保持するときに、前記通路が、前記ウエハ支持体と前記ウエハとの境界で真空吸着を発生するように構成される請求項４８に記載のシステム。
【請求項５１】
前記覆う対象物が、前記ウエハ支持体であり、前記チャネルが、前記エンドエフェクタと前記ウエハ支持体との境界で真空吸着を生成するように構成される請求項４８に記載のシステム。
【請求項５２】
前記ウエハ支持体が、円形形状である請求項４８に記載のシステム。
【請求項５３】
前記ウエハ支持体が、空の中心を有する環状リングである請求項５２に記載のシステム。
【請求項５４】
前記エンドエフェクタが、前記ウエハの底部表面に接触するために、前記空の中心を通って延びるように寸法決定されかつ配置される上方に延びる部分をさらに備える請求項５３に記載のシステム。
【請求項５５】
前記上方に延びる部分が、前記上方の延びる部分と前記底部表面との間に真空吸着を発生するために開口するチャネルを有する請求項５４に記載のシステム。
【請求項５６】
前記上方に延びる部分が、前記ウエハ支持体上のレベルで前記ウエハを支持する請求項５５に記載のシステム。
【請求項５７】
前記ウエハ支持体とのエンドエフェクタ境界に開口を有する、他の独立して制御可能なガスチャネルをさらに備え、前記他のガスチャネルが、前記エンドエフェクタ境界で真空を発生するように構成される請求項５５に記載のシステム。
【請求項５８】
前記上方に延びる部分が、前記底部表面と接触するパッドをさらに備える請求項５４に記載のシステム。
【請求項５９】
前記パッドが、粒子を発生しない材料からなる請求項５８に記載のシステム。
【請求項６０】
前記材料が、ポリテトラフルオロエチレンからなる請求項５９に記載のシステム。
【請求項６１】
前記材料が、ポリ・エーテル・エーテル・ケトンからなる請求項６０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、一般に半導体製造に関し、より詳細には、複数の半導体基板を収容する基板ホルダをローディングおよびアンローディングするための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエハボートまたはラックなどの基板ホルダは、一般に、従来の垂直方向熱処理装置でのプロセッシングのために、ウエハなどの複数の半導体基板を保持するために使用される。ウエハボートは、通常、ウエハをそれらの縁部で支持する複数の支持体収容器（ａｃｃｏｍｍｏｄａｔｉｏｎ）を備える。このように、ウエハは、垂直方向に離間した方法で水平方向に向けられて保持される。一般に、ウエハは、ウエハの後側または底部表面でウエハと接触することによって、ウエハとインタフェースするためのエンドエフェクタ（ｅｎｄ  ｅｆｆｅｃｔｏｒ）を含む一般的なウエハハンドラを使用して、ウエハコンテナからボートへ自動的にローディングされる。
【０００３】
しかしながら、熱に関係する複雑性は、例えば約１３５０℃までの温度でのプロセッシングなど、炉内のウエハのバッチの非常に高温の処理またはプロセッシングに関する共通のウエハボートの使用を妨げることがある。例えば、高温でのウエハの限定された機械強度のために、ウエハ自体の重量が、共通ウエハボートがその縁部だけでウエハを支持するので、非常に高い温度でウエハを可塑変形させることがある。
【０００４】
ウエハを支持する他の構成を使用するウエハボートウエハ支持体は、米国特許第５８６５３２１号、および米国特許第５８２０３６７号に記載されている。米国特許第５８６５３２１号は、より多くの内側の場所でウエハを支持するために、複数の内側に延びるアームを含むウエハ支持体を有するウエハボートを記載する。米国特許第５８２０３６７号は、リング支持体の全周囲を使用して、中心位置でウエハを支持するウエハボートを記載する。しかしながら、これらのウエハボートにおける支持体は、塑性変形およびその結果のウエハの結晶学的スリップを防ぐには、まだ十分には有効ではない。
【０００５】
単一のウエハシステムに関するウエハ支持体は、それぞれウエハの底部表面領域の実質的な部分を支持することができ、従来のウエハボートにおけるウエハと同じ程度の結晶学的スリップを受けない。そのような単一のウエハシステムに関して、それら底部表面領域全体にわたってウエハを支持するサスセプタ、およびその周辺でウエハを支持するために完全な円を形成する支持リングが知られている。しかしながら、特別な手段は、そのようなサスセプタ上にウエハを置き、またはそのようなサスセプタからウエハを分離する必要がある。
【０００６】
特に、そのような単一のウエハシステムとともに、ロボットエンドエフェクタを使用するとき、ウエハへのアクセスは、一般に底部から提供され、サスセプタは、ウエハが連続的にローディングされかつアンローディングされる間、プロセスチャンバ内の所定の位置のままである。一般に、ロボットエンドエフェクタは、サスセプタ上方のレベルで可動ピン上にウエハを置き、ウエハは、ロボットエンドエフェクタがウエハまたはサスセプタに接触することなく、ロボットエンドエフェクタを引き込むための十分な間隔を可能にするように、サスセプタ上方で十分に離間される。引き込み後、ピンは、サスセプタ上でウエハを下げるように下方へ移動する。ウエハをアンローディングするために、これらの逆のステップが行われる。単一のウエハプロセッシングには適しているが、そのようなウエハローディングおよび支持システムは、バッチプロセッシングシステムには容易に適用できない。なぜなら、全く可能であっても、そのようなシステムは、各プロセス位置が、可動ピン、ならびにこれらのピンを移動するための付帯するハードウエアおよび制御システムがとりわけ提供される必要があるから、そのようなシステムは、複雑でありかつやっかいであり許容されない。
【特許文献１】米国特許第５８６５３２１号明細書
【特許文献２】米国特許第５８２０３６７号明細書
【特許文献３】米国特許出願第１０／３９０５７４号明細書
【特許文献４】米国特許出願第１０／４０６８０１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、とりわけ改善された基板に関する支持を提供し、プロセスチャンバ内でのプロセッシングのために基板の効果的なローディングおよびアンローディングを可能にする、基板ホルダシステムおよびローディング方法の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、ウエハボート内にウエハをローディングする方法が提供される。方法は、ウエハカセットへウエハを提供すること、およびウエハ支持体ホルダへウエハ支持体を提供することを含む。ロボットエンドエフェクタは、ウエハ支持体がロボットエンドエフェクタに載置している状態で、ウエハ支持体を取り除くためにウエハ支持体ホルダに挿入される。ウエハ支持体は、ウエハ支持体が、ウエハと平行でありかつウエハと同軸に整列されるように、ロボットエンドエフェクタを使用してウエハカセット内でウエハの下方に配置される。ロボットエンドエフェクタは、ウエハをウエハ支持体上にまたはエンドエフェクタの表面上に置くために、ウエハカセットに対して垂直方向に移動される。ロボットエンドエフェクタは、ウエハ支持体およびウエハを保持している間、ウエハボートに移される。ロボットエンドエフェクタは、ウエハがウエハ支持体上に載置されるように、ウエハ支持体をウエハボートの収容器上に置くためにウエハボートに対して垂直方向に移動される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、ウエハボート内にウエハをローディングするシステムが提供される。システムは、エンドエフェクタの上方表面で真空を発生するための開口部を有するエンドエフェクタを備える。システムは、また、上方表面開口部と整列して構成された通路を有するウエハ支持体を備える。通路は、ウエハ支持体をエンドエフェクタ上へ保持するとき、およびウエハをウエハ支持体上に保持するときに、ウエハ支持体とウエハとの境界に真空吸着を発生するように構成される。
【００１０】
本発明のさらに他の態様によれば、半導体プロセッシングのために基板ホルダ内に複数の基板をローディングする方法が提供される。方法は、基板縁部支持構造体上に載置された基板を提供することと、エンドエフェクタ上に置かれた基板支持体を提供することとを含む。基板支持体は、基板の下に配置され、エンドエフェクタは、基板を基板支持体に接触させ、かつ基板を基板支持体上に置くために上方に移動される。エンドエフェクタは、エンドエフェクタ上に置かれた基板および基板支持体を、基板ホルダ内に配置するように並進される。エンドエフェクタは、基板支持体を基板ホルダ内に支持するために、基板支持体を支持体表面上に置くように下方に移動される。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、基板ホルダ内に１つ以上の基板カセットから基板のバッチをローディングする方法が提供される。方法は、基板カセット内の基板の支持されていない領域の寸法より小さい外側寸法を有する基板支持体を提供することを含む。ロボットエンドエフェクタは、基板支持体が、基板と平行でありかつ基板の支持されていない領域と整列されるように、基板支持体を保持している間、基板カセット内の基板の下方の位置に移される。ロボットエンドエフェクタは、基板が、基板支持体上にまたはエンドイフェク上に置かれるまで、上方に垂直方向に移動される。ロボットエンドエフェクタは、基板支持体および基板とともに基板ホルダに移される。基板とともに基板支持体は、基板ホルダの収容器に配置される。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、半導体プロセッシングの間にウエハを支持するウエハ支持体が提供される。ウエハ支持体は、実質的に平坦な底部主表面と、底部主表面と平行な実質的に平坦な頂部主表面と、頂部および底部主表面を接続する連続外側側壁とを備える。頂部および底部表面の最長寸法は、ウエハ支持体を格納するためにウエハをカセット内に支持するために、端部支持体と同平面および端部支持体の同平面間にはまるように、ウエハ支持体が寸法決定される。頂部および底部表面の最長寸法は、また、プロセッシングの間ウエハボート内にウエハ支持体を保持するために、１つ以上の水平方向延長部上に載置するようにウエハ支持体が寸法決定される。
【００１３】
本発明のさらに他の態様によれば、ウエハボート内に半導体ウエハをローディングするシステムが提供される。システムは、覆う対象物との境界に真空吸着を発生するように構成されたガスチャネルを有するエンドエフェクタを備える。ウエハ支持体は、半導体プロセッシングの間に覆うウエハを、エンドエフェクタ上に載置しかつ支持するように構成される。ウエハ支持体は、ウエハ移送カセット内のウエハを支持する縁部支持体と同平面にかつ縁部支持体間にはまるように寸法決定される。
【００１４】
本発明は、例示することを意味し本発明を制限するものではない、好ましい実施形態の詳細な記載および添付の図面からより良く理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の好ましい実施形態については以下に図面を参照して説明する。
【００１６】
ウエハの底部表面領域の実質的な部分を支持するウエハ支持体を有する様々なシステムおよび方法が提供されている。いくつかのこれらのウエハ支持体およびウエハボートローディングスキームは、プレートまたはリングであるウエハ支持体を利用する。例えば、２００３年３月１３日に出願された米国特許出願第１０／３９０５７４号に議論される１つのスキームによれば、ウエハ支持体およびウエハは、ウエハがウエハ支持体に配置される移送ステーションに移される。ウエハを保持するウエハ支持体は、ウエハボートの収容器に移されかつ収容器内に挿入される。２００３年４月２日に出願された米国特許出願第１０／４０６８０１号に議論された他のスキームによれば、ウエハは、ウエハボートと共軸方向に整列された受容フレームの収容器上にローディングされる。ウエハは、次に、受容フレームに対してウエハボートを垂直方向に移動することによって、ウエハボートのウエハ支持体上に載置される。
【００１７】
プロセスの特定要件に応じて、これら両方のスキームが特定の欠点を有することが見出された。移送ステーションを利用する方法の欠点は、むしろ時間がかかることであり、これは、長い半導体製造プロセスに関する問題ではなく、短いまたは中間の範囲の持続期間を有するプロセスのスループットの重大な影響である。受容フレームを使用する方法の欠点は、より長いウエハピッチ、すなわちウエハボート内のウエハ間の間隔が、ウエハ取り扱いを容易にするために必要であることである。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態は、迅速でありかつ長いウエハピッチを必要としない基板支持体（例えば、支持プレートまたはリング）を備えるウエハボートなどの基板ホルダ上に、ウエハなどの基板をローディングするシステムおよび方法を有利に提供することにより、これらの欠点を回避する。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態によれば、基板を支持するための基板の径より小さい径を有する基板支持体が提供される。これらの基板支持体は、基板の底部表面領域の有意な部分上に基板を支持することができ、かつ複数の基板を保持するためのウエハボートまたは他の構造体のスロット内に取り外し可能に収容されることができる。
【００２０】
基板を基板ホルダ内にローディングするために、エンドエフェクタは、基板支持体に接触し、かつ基板支持体を格納する基板支持体ホルダから基板支持体を取り除く。次に、エンドエフェクタは、基板を保持するローディングロック内のバッファステーションまたはラックなどのカセットまたは任意の他の構造体に、基板支持体を移動する。基板は、好ましくは、基板縁部に近接して基板に接触する縁部支持構造体によって、カセットまたは他の構造体内に支持される。エンドエフェクタは、基板の下で基板支持体を整列し、基板支持体は、基板が基板支持体上に載置されるように、基板と接触するために基板に対して移動される。その上に基板を有する基板支持体は、次に、カセットから出されて基板ホルダ内に移送される。基板および基板支持体の基板ホルダへの移送後、エンドエフェクタは、基板ホルダから取り出される。
【００２１】
好ましくは、基板支持体を格納する基板支持体ホルダは、基板を保持する基板ホルダであり、基板支持体は、プロセッシングの間に支持する。しかしながら、基板支持体は、半導体プロセッシングの間に使用される基板ホルダとは他の基板支持体ホルダに格納されることもできる。
【００２２】
いくつかの好ましい実施形態において、エンドエフェクタは、基板支持体を安定して移送し滑りを防ぐために、基板支持体の底部に真空吸着力を提供する孔またはガス通路を有する。さらに、エンドエフェクタは、基板をさらに安定して移送するために、基板に直接真空吸着も提供するように基板に延長する部分を有することができる。他の実施形態において、基板支持体は、基板支持体上に載置された基板に直接エンドエフェクタによって発生された吸着力を移すように、その中に通路を有することができる。
【００２３】
図面を通じて、同様の符号が同様の部品を参照する図面を参照する。
【００２４】
図１において、ウエハ１０、およびウエハより小さな径を有するウエハ支持体２０が示される。ウエハ１０が、ウエハ支持体２０によって完全に支持され、かつウエハボート３０自体に直接接触しないように、ウエハボート３０は、ウエハ支持体２０およびウエハ１０を収容する。
【００２５】
図２において、別個におよび重ね合わせたウエハ１０およびウエハ支持体２０の上面図が示される。ウエハ支持体２０の外径は、ウエハ１０の径より小さい。ウエハ支持体は、中央部分において開放領域を有する環状リングの形状を有して示されているが、ウエハ支持体がウエハの周囲に延長しないように寸法決定されている限り、ウエハ支持体は、異なる形状を有することができる。例えば、ウエハ支持体は、プレート、グリッド、またはメッシュ構造体であることができ、または外周は、円形形状から外れることができる。好ましくは、ウエハ支持体２０は、３６０°の範囲にわたってウエハ１０の周りを連続的に延びるのが好ましく、ウエハ１０の外周に延びないが、ウエハ支持体２０は、ウエハ１０の外周に隣接しかつウエハ１０の外周から挿入された連続線に実質的に沿った支持体を提供しない。さらに、ウエハ支持体２０は、ウエハ１０の底１０ａ上の支持されない領域内にはまるように寸法決定され、すなわち、ウエハ支持体２０は、カセット５０内にウエハ１０を支持するために、ウエハカセット突出部５２によって妨げられない空間内にはまる。
【００２６】
図３Ａから図３Ｆは、ウエハ支持体２０上のウエハ１０をウエハボート３０へローディングするプロセスを概略的に示す。ウエハ支持体２０は、好ましくは、ウエハ支持体２０が、ウエハ１０を支持するウエハカセット５０の部品と接触しないように寸法決定される。好ましくは、ウエハ支持体２０は、ウエハカセット５０内のウエハ１０の支持されていない領域の幅よりも小さい幅を有し、すなわち、ウエハ支持体２０が、同平面支持体シェルフ５２の内側縁部によって作られる領域の直径より小さい直径を有する。しかしながら、好ましくは、ウエハ支持体３０は、ウエハ支持体３０が、ウエハボート５０内にローディングされた後にボートシェルフ５１上に載置することができるように十分に広い。好ましくは、ウエハ支持体２０は、ウエハ支持部２０がウエハボート支持体シェルフ５２の内側縁部を超えて延びることを可能にする直径を有する。
【００２７】
図３Ａにおいて、ウエハボート３０は、ウエハ支持体２０を収容する。ロボット４０のエンドエフェクタ４２は、ウエハ支持体２０の下方に移動し、かつウエハ支持体２０がエンドエフェクタ４２上に載置されるように、ウエハ支持体２０と接触するように上方向に垂直に移動する。図３Ｂにおいて、エンドエフェクタは、ウエハボート３０の外にウエハ支持体２０を取り除く。図３Ｃにおいて、その上にウエハ支持体２０を有するエンドエフェクタ４２は、ウエハカセット５０内のウエハ１０の下の位置に移動する。エンドエフェクタ４２は、次に、ウエハ支持体２０がウエハ１０に接触するまで、上方向に垂直に移動する。ウエハ支持体２０の小さな寸法のために、これは、ウエハ支持体２０がウエハカセット５０の支持体シェルフ５２に接触することなく行われることができる。図３Ｄは、ウエハ支持体２０およびウエハ１０を保持するエンドエフェクタ４２が、ウエハカセット５０から引き出されたことを示す。図３Ｅにおいて、エンドエフェクタ４２は、ウエハボート３０に向かって移動し、かつ図３Ｆにおいて、エンドエフェクタは、収容器またはウエハボート３０のウエハスロット３１内に、ウエハ１０を有するウエハ支持体２０を配置する。
【００２８】
ウエハ１０をローディングした後、ウエハボート３０は、好ましくはプロセッシングチャンバ（図示せず）内にローディングされ、ウエハは、半導体製造プロセスを受けることができる。有利には、半導体製造プロセスは、例えば約１０００℃以上またはいくつかの実施形態において約１３５０℃までなどの非常に高温な熱処理でありえる。熱処理の後、アンローディングが、図３に示されるシーケンスに対して逆のシーケンスで行われることが理解される。
【００２９】
好ましくは、ウエハ支持体２０は、ウエハボート３０内に格納され、ウエハを移送する目的で、例えばカセット５０とウエハボート３０との間で前後にウエハ１０を移送するために、ウエハボート３０から取り除かれるだけである。そのような構成は、有利には、エンドエフェクタ４２が、ウエハ１０を移送するために移動しなければならない移動量および距離を最小化することによって有効である。したがって、エンドエフェクタ４２は、ウエハボート３０とカセット５０との間で移動するだけが必要である。ウエハ支持体２０を収納する第３の位置に移動することは、そのような構成において必要ではない。しかしながら、代わりに、ウエハ支持体２０が、使用されないときに格納されるウエハ支持体２０のための１つ以上の格納カセットを提供することができる。その場合、ローディングシーケンスの開始に、ウエハ支持体２０は、ウエハボート３０の代わりに、ウエハ支持体格納カセットからピックアップされる。
【００３０】
また、エンドエフェクタが、ウエハ支持体ホルダ内のスロット（例えば、ウエハボート３０または別個の格納装置）と、ウエハ支持体２０およびウエハ１０を含むウエハカセット５０との間にはまるように寸法決定されかつ形状形成される限り、従来技術で知られている様々なエンドエフェクタが、ウエハ支持体２０およびウエハ１０を移送するために使用されることができることが理解されよう。
【００３１】
ウエハ支持体２０およびウエハ１０を移送する例示的なエンドエフェクタが、図４に示される。図４Ａにおいて、エンドエフェクタ４２が、その頂部表面に、ウエハ支持体２０と接触するための接点パッド４４を備える。これらのパッド４４は、テフロン（（商標）ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＥＥＫ（商標）（ポリ・エーテル・エーテル・ケトン）、またはこの目的に適した従来技術に知られている任意の他の材料などの粒子を生成しない材料で作られることが好ましい。
【００３２】
さらに、ウエハ支持体２０およびウエハ１０を移送するエンドエフェクタは、好ましくは、特にエンドエフェクタが移送機能の間に移動する間に、ウエハ支持体２０をエンドエフェクタ上に保持する機構体が提供される。そのような機構体は、例えば、エンドエフェクタ上に載置されたウエハ支持体の移動を機械的に妨げることができる、ピン、溝、またはウエハ支持体上の突出部およびくぼみの他のマッチングパターン、およびエンドエフェクタの表面をそれぞれ含むことができる。
【００３３】
図示された実施形態において、ウエハ支持体の滑りを防ぐ機構体は、エンドエフェクタによって加えられる真空吸着である。例えば、図４Ａに示されるように、エンドエフェクタ４２は、好ましくは、１つ以上の垂直方向チャネル４７と連絡する、１つ以上の水平方向チャネル４６を備える。１つまたは複数の垂直方向チャネル４７は、１つまたは複数のパッド４４、ウエハ支持体２０、およびエンドエフェクタ４２の上部表面によって画定される空間に開口する。１つまたは複数のチャネル４６に真空を加えることによって、真空が、支持体リング２０の下側表面に加えられ、エンドエフェクタ４２の水平方向の移動の間に移動することを妨げる。
【００３４】
ウエハ支持体２０上のウエハ１０の移動を妨げるように作用する、ウエハ１０とウエハ支持体２０との間に摩擦力に加えて、ウエハ１０は、好ましくは、エンドエフェクタ４２の水平方向の移動の間に移動することをまた積極的に妨げる。これを達成する例示的な構成が、図４Ｂに示されている。この実施形態において、ウエハ支持体２０は、垂直方向に延びる通路２２を備える。水平方向チャネル４８は、垂直方向チャネル４９に連絡し、垂直方向チャネル４９は、次に、通路２２に整列されかつ通路２２と連絡する。したがって、チャネル４８に真空を加えることが、ウエハ１０の下方表面に対する真空を結果として生じる。通路２２が、気体チャネル４６に接続される間に、別個の真空チャネル４６および４７が提供され、ウエハ支持体２０およびウエハ１０に加えられた真空吸着が、所望のように互いに独立して変わることができる。例えば、真空吸着が、ウエハ１０がないウエハ支持体２０を移送する間にウエハ支持体２０だけに加えられ、またはウエハ１０を保持するウエハ支持体２０を移送する間にウエハ支持体２０およびウエハ１０に同時に加えられることができる。
【００３５】
さらに、通路２２がウエハ支持体２０を通って延びる限り、貫通通路２２は、円形である必要はなく、かつ任意の断面形状であることができる。例えば、スリットの形態をとることができる。さらに、貫通通路２２は、チャネル４９より大きな寸法の開口を有することができ、またはチャネル４９は、貫通通路２２より大きな寸法の開口を有することができ、チャネル４９および貫通通路２２のわずかな位置ずれは、ウエハ１０に加えられた真空にほとんど悪影響を与えない。さらに、チャネル４９および貫通通路２２を整列するために、ウエハ支持体１０およびエンドエフェクタ４２上、またはウエハ支持体ホルダ上、例えばウエハ３０のマッチングくぼみおよび突出部、およびウエハ支持体２０は、ウエハ支持体およびエンドエフェクタの位置を、他方に対する所定の固定された向きに固定するように利用されることができる。
【００３６】
ウエハ支持体１０に対して真空吸着を提供するさらに他のエンドエフェクタの構成が、図４Ｃに示される。図示されるように、エンドエフェクタ４２は、好ましくはウエハ１０の中心に整列するように位置付けられた垂直方向に上方に延びる部分６０を備える。部分６０は、ウエハ１０と接触するパッド４５を備える。エンドエフェクタ４２によってウエハ１０の移送の間に、ウエハ１０は、ウエハ支持体２０上に支持されないが、代わりにエンドエフェクタ４２の中央部分６０上に支持される。この実施形態において、中央部分６０は、ウエハ１０の下側表面１０ａに真空を加えることができるように、水平方向真空チャネル４８に連絡する垂直方向チャネル４９が提供される。ウエハボート３０内にウエハ支持体２０およびウエハ１０を配置するために、エンドエフェクタ４２は、垂直方向下側に移動する。第１に、ウエハ支持体２０は、エンドエフェクタ４２が下方へ移動するにつれ、ウエハボート３０に接触し、かつエンドエフェクタ４２から離れるように持ち上げられる。さらにエンドエフェクタ４２を下方へ移動することによって、ウエハ１０は、ウエハ支持体２０と接触し、かつエンドエフェクタ４２から離れるように持ち上げられる。
【００３７】
図４Ｃに示される構成は、有利にウエハ１０を確実に保持するが、いくつかの状況において、エンドエフェクタ４２の垂直方向の延びる中央部分はその全体高さを追加するので、図４Ｂに示されるような他のエンドエフェクタ構成が好ましいことがある。これは、次に、エンドエフェクタ４２とともに使用される、ウエハ１０のためのスロットおよび／または任意のウエハ支持体ホルダにおけるウエハ支持体２０、カセット、またはボート間に必要な最小間隔を増加する。特に、図４Ｃに示されるエンドエフェクタ構成を使用するとき、ウエハボートのウエハピッチは、好ましくは、図４Ｂに示されるエンドエフェクタを使用する構成に対して増加される。
【００３８】
上述のように、真空グリップの適用は、絶対的な要件ではないことが理解されよう。エンドエフェクタの移動の間のウエハ支持体およびウエハの移動を妨げる他の方法が可能である。そのような方法は、エンドエフェクタに限定された加速を適用すること、ハプティック材料などの滑動に対する高い抵抗を有する滑り抵抗材料を適用すること、およびウエハ支持体および／またはウエハの静電クランプを含む。さらに、例えばウエハを保持するための真空グリップと、例えばウエハ支持体の保持のためのこれらの他の方法との様々な組み合わせも可能である。
【００３９】
したがって、様々な他の修正、省略、および追加は、本発明の範囲を逸脱することなく、上述された方法および構造になされることができる。全てのそのような修正および変形は、添付の請求項によって規定されるように、本発明の範囲内にあることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の好ましい実施形態による、ウエハボート内のウエハ支持体上のウエハのローディングおよび支持の概略断面側面図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態による、個別におよび重ね合わされた、ウエハおよびウエハ支持体の概略上面図である。
【図３Ａ】本発明の好ましい実施形態による、ウエハ支持体上にかつウエハボート内にウエハをローディングするプロセスを示す概略断面側面図である。
【図３Ｂ】本発明の好ましい実施形態による、ウエハ支持体上にかつウエハボート内にウエハをローディングするプロセスを示す概略断面側面図である。
【図３Ｃ】本発明の好ましい実施形態による、ウエハ支持体上にかつウエハボート内にウエハをローディングするプロセスを示す概略断面側面図である。
【図３Ｄ】本発明の好ましい実施形態による、ウエハ支持体上にかつウエハボート内にウエハをローディングするプロセスを示す概略断面側面図である。
【図３Ｅ】本発明の好ましい実施形態による、ウエハ支持体上にかつウエハボート内にウエハをローディングするプロセスを示す概略断面側面図である。
【図３Ｆ】本発明の好ましい実施形態による、ウエハ支持体上にかつウエハボート内にウエハをローディングするプロセスを示す概略断面側面図である。
【図４Ａ】本発明の好ましい実施形態での使用に適した異なるエンドエフェクタ構成を示す概略断面側面図である。
【図４Ｂ】本発明の好ましい実施形態での使用に適した異なるエンドエフェクタ構成を示す概略断面側面図である。
【図４Ｃ】本発明の好ましい実施形態での使用に適した異なるエンドエフェクタ構成を示す概略断面側面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  ウエハ
１０ａ  底
２０  ウエハ支持体
２２  通路
３０  ウエハ支持体、ウエハボート
３１  ウエハスロット
４０  ロボット
４２  エンドエフェクタ
４４  接点パッド
４６、４８  水平方向チャネル
４７、４９  垂直方向チャネル
５０  カセット
５１  ボートシェルフ
５２  ウエハカセット突出部、支持体シェルフ
６０  部分
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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