JP2020516065A - シリコンウェーハ吸着装置、シリコンウェーハ搬送装置、シリコンウェーハ搬送システム、及び搬送方法 - Google Patents

シリコンウェーハ吸着装置、シリコンウェーハ搬送装置、シリコンウェーハ搬送システム、及び搬送方法 Download PDF

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Abstract

シリコンウェーハー吸着装置、シリコンウェーハー搬送装置、シリコンウェーハー搬送システム及び搬送方法において、シリコンウェーハー吸着装置（１）はシリコンウェーハー搬送装置に取り付けられ、シリコンウェーハー吸着装置は吸着装置本体（１１）と吸盤装置（１２）と含み、ここで、吸着装置本体は第１開口（１１１）を有し、吸盤装置は第１スカート構造（１２１）を含み、第１スカート構造は吸着装置本体の一側に位置され、且つ第１開口に連結され、第１スカート構造と第１開口の連結部に溝構造（１１２）を有し、溝構造は第１スカート構造の外側に位置される。第１スカート構造と第１開口の外側の連結部に溝構造を設けることにより、第１スカート構造が変形される時に吸盤装置の根元に印加される応力を解放することができる。

Description

本発明は半導体技術分野に関し、特に、シリコンウェーハ吸着装置、シリコンウェーハ搬送装置、シリコンウェーハ搬送システム、及び搬送方法に関する。
半導体分野において、シリコンウェーハはマニピュレーターによってフォークで吸着されて固定された後、シリコンウェーハの移動及び搬送を行う。半導体技術の発展に伴って、シリコンウェーハの厚さは薄くなりつつあり、またシリコンウェーハボンディングプロセスの増加により、ウェーハ自体で程度の異なる反りが発生するようになっている。シリコンウェーハの反りにより、シリコンウェーハの反り部分とフォークの吸着面の表面に隙間が形成され、それにより、フォークの吸着面を真空にする場合には空気漏れが発生し、従来のフォークは反り返ったシリコンウェーハを理想的に吸着することができなくなる。
そこで、反ったシリコンウェーハを効果的に吸着することができるシリコンウェーハ吸着装置、シリコンウェーハ搬送装置、シリコンウェーハ搬送システム、及び搬送方法を設計する必要がある。
本発明の目的は、従来のシリコンウェーハ吸着装置が反ったシリコンウェーハを吸着することができないという問題を解決するために、シリコンウェーハ吸着装置、シリコンウェーハ搬送装置、シリコンウェーハ搬送システム、及び搬送方法を提供することである。
上記の技術問題を解決するために、吸着装置本体と吸盤装置とを含むシリコンウェーハ吸着装置を提供する。
前記吸着装置本体は第１開口を有し、前記吸盤装置は第１スカート構造を含み、前記第１スカート構造は前記吸着装置本体の一側に位置されて、且つ前記第１開口と連結され、前記第１スカート構造と前記第１開口との連結部に溝構造が形成され、前記溝構造は前記第１スカート構造の外側に位置される。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ吸着装置において、前記第１開口の形状は円形であり、前記吸着装置本体の外形は中空の円筒形である。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ吸着装置において、前記第１開口の直径は８．２ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲である。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ吸着装置において、前記吸着装置本体の外径の範囲は１３．０ｍｍ〜１７．０ｍｍの間であり、前記吸着装置本体の高さの範囲は０．４ｍｍ〜０．６ｍｍの間である。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ吸着装置において、前記第１スカート構造の外形は円錐台形であり、前記溝構造が前記吸着装置本体の表面で形成される形状はトーラス状である。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ吸着装置において、前記第１スカート構造の外径の範囲は１５．０ｍｍ〜１７．０ｍｍの間である。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ吸着装置において、前記第１スカート構造の高さの範囲は０．８ｍｍ〜１．６ｍｍの間である。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ吸着装置において、前記第１スカート構造の外側面と前記吸着装置本体の上面との間の角度の範囲は１８°〜２４°の間である。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ吸着装置において、前記第１スカート構造の内側面と前記吸着装置本体の上面との間の角度の範囲は１６°〜２３°の間である。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ吸着装置において、前記溝構造の深さの範囲は０．２ｍｍ〜０．３ｍｍの間である。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ吸着装置において、前記溝構造の内径の範囲は９．８ｍｍ〜１０．６ｍｍの間である。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ吸着装置において、前記溝構造の底面の幅の範囲は０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの間である。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ吸着装置において、前記溝構造は第１側壁及び第２側壁を含み、前記第１側壁は前記第１開口に近接し、前記第２側壁は前記第１開口から離れる。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ吸着装置において、前記第１側壁の中心領域は前記第１開口の方向に凹まれて、トーラス状の外面形状を形成する。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ吸着装置において、前記第２側壁は前記第１開口から離れる方向に傾斜し、傾斜角は９０°〜１８０°である。
本発明はシリコンウェーハ搬送装置をさらに提供し、前記シリコンウェーハ搬送装置は搬送装置本体体と、前述の複数のシリコンウェーハ吸着装置とを含み、複数の前記シリコンウェーハ吸着装置は何れも前記搬送装置本体上に固定される。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ搬送装置は、複数のシリコンウェーハ支持装置とシーリング装置とをさらに含み、前記搬送装置本体上に円形の複数の第１タイプの孔を有し、前記搬送装置本体の底面に溝構造を有し、前記溝構造は複数の前記第１タイプの孔と連通し、
前記搬送装置本体は上面と底面を有し、前記シリコンウェーハ支持装置は中心に第２タイプの孔を有する円筒体であり、前記第１タイプの孔のそれぞれに１つの前記シリコンウェーハ支持装置を収容し、前記シリコンウェーハ支持装置は前記搬送装置本体の上面から露出し、前記シリコンウェーハ吸着装置の前記第１開口は前記第１スカート構造が前記シリコンウェーハ支持装置の上に位置するように各前記シリコンウェーハ支持装置にかぶせられ、
前記シーリング装置は前記搬送装置本体の底面に設けられ、前記溝構造は、前記第１タイプの孔と第２タイプの孔及び第１スカート構造で囲まれた空間によってガス通路を形成する。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ搬送装置において、前記シリコンウェーハ吸着装置及び前記シリコンウェーハ支持装置の数は３つよりも多く、且つ同数であり、複数の前記シリコンウェーハ支持装置の連結線は多角形を形成する。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ搬送装置において、前記シリコンウェーハ搬送装置がシリコンウェーハを搬送する時、複数の前記第１スカート構造は共にシリコンウェーハを積載し、前記シリコンウェーハの重心は前記多角形の内側に位置する。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ搬送装置において、前記シリコンウェーハ搬送装置は排気装置をさらに含み、前記シリコンウェーハ搬送装置がシリコンウェーハを搬送する時、前記排気装置は前記ガス通路が真空空間になるように前記ガス通路内のガスを抽出する。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ搬送装置において、各前記シリコンウェーハ支持装置は何れも第１端部及び第２端部を備え、前記第１端部の直径は前記第１タイプの孔の直径より大きく、前記第２端部の直径は前記第１タイプの孔の直径より小さく、前記第１開口は第１端部上にかぶせられ、前記第１端部の上面は前記搬送装置本体の表面より高く、前記第２端部の底面は前記搬送装置本体の表面より低い。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ搬送装置において、前記ガス通路が真空空間を形成した後、前記シリコンウェーハは前記第１スカート構造の変形によって前記シリコンウェーハ支持装置に接触する。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ搬送装置において、前記シリコンウェーハが前記シリコンウェーハ支持装置に接触する時、前記シリコンウェーハの重量は前記シリコンウェーハに対する前記第１スカート構造の支持力よりも大きい。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ搬送装置において、前記シリコンウェーハ吸着装置は第１固定装置をさらに含み、複数の前記シリコンウェーハ吸着装置は何れも前記第１固定装置によって前記搬送装置本体上に固定され、前記吸着装置本体は正面及び背面を有し、前記第１スカート構造は前記吸着装置本体の正面に位置し、前記第１固定装置は前記吸着装置本体の背面に位置する。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ搬送装置において、前記第１固定装置は第２スカート構造及び第３スカート構造を含み、
前記第２スカート構造及び前記第３スカート構造は何れも前記吸着装置本体に連結され、前記第２スカート構造は前記第１開口の周りを囲み、前記第３スカート構造は前記第２スカート構造の周りを囲み、前記第２スカート構造及び前記第３スカート構造は「Ｖ」字状の溝構造を形成する。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ搬送装置において、前記第１固定装置は吸盤底面をさらに含み、前記吸盤底面は前記第２スカート構造と前記第３スカート構造との間に位置し、前記シリコンウェーハ搬送装置がシリコンウェーハを搬送する時、前記第２スカート構造、前記第３スカート構造及び前記吸盤底面は前記搬送装置本体に付着される。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ搬送装置がシリコンウェーハを搬送する時、前記吸着装置本体の形状はシート状である。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ搬送装置において、前記搬送装置本体は前記第１タイプの孔の周りを囲む吸着面と本体面とをさらに含み、前記吸着面の高さは前記本体面の高さより小さく、前記吸着面の形状はトーラス状であり、前記シリコンウェーハ搬送装置がシリコンウェーハを搬送する時、前記第２スカート構造、前記第３スカート構造及び前記吸盤底面は前記吸着面上に付着される。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ搬送装置において、前記第２スカート構造が前記吸着面に吸着される時、その内径は前記第１端部の直径より大きく、前記第３スカート構造が前記吸着面に吸着される時、その外径は前記吸着面の外径より小さい。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ搬送装置において、複数の前記シリコンウェーハ吸着装置は第２固定装置によって前記搬送装置本体に固定され、前記第２固定装置は加圧構造を含み、前記加圧構造は第２開口を有し、前記第２開口は前記第１開口と整列され、且つ前記第１開口より大きく、前記加圧構造は前記吸着装置本体を前記搬送装置本体上に加圧する。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ搬送装置において、前記第２固定装置は複数のボルトをさらに含み、複数の前記ボルトは前記加圧構造を前記搬送装置本体に固定する。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ搬送装置において、前記シリコンウェーハ吸着装置の材料はシリコンゴムであり、前記シリコンウェーハ吸着装置の表面は粒度を小さくする処理が施されている。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ搬送装置において、前記シリコンウェーハ吸着装置の材料は、ショア硬度が４５ＨＳ〜５５ＨＳである。
本発明はシリコンウェーハ搬送システムをさらに提供し、前記シリコンウェーハ搬送システムは前述のようなシリコンウェーハ搬送装置、マニピュレーター及びシリコンウェーハ保管装置を含み、
前記シリコンウェーハ搬送装置は前記マニピュレーター上に固定され、前記マニピュレーターは前記シリコンウェーハ搬送装置を前記シリコンウェーハ保管装置に入るようにしてシリコンウェーハのピックアンドプレースを行い、前記マニピュレーターは前記シリコンウェーハ搬送装置が前記シリコンウェーハを搬送するようにする。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ搬送システムにおいて、前記シリコンウェーハ保管装置は複数のチップスロットを含み、前記チップスロットは前記シリコンウェーハを格納するのに用いられる。
選択的なものとして、前記シリコンウェーハ搬送システムにおいて、前記シリコンウェーハ搬送装置の厚さ、前記シリコンウェーハの厚さ、前記シリコンウェーハ搬送装置の低い位置が前記シリコンウェーハ保管装置に入る距離と前記シリコンウェーハ搬送装置の高い位置が前記シリコンウェーハ保管装置を離れる距離の和は前記チップスロットのスロットピッチより小さい。
本発明は前述のシリコンウェーハ搬送装置を用いたシリコンウェーハ搬送方法をさらに提供し、前記シリコンウェーハ搬送方法は、
第１固定装置を押圧することにより、シリコンウェーハ吸着装置をシリコンウェーハ搬送装置に固定するステップと、
前記シリコンウェーハ搬送装置をシリコンウェーハの下方に放置し、シリコンウェーハ吸着装置を上向きにし、シリコンウェーハをシリコンウェーハ吸着装置の第１スカート構造上に放置するステップと、
前記シリコンウェーハー搬送装置におけるガス通路内のガスを抽出して、前記ガス通路を真空空間に形成するステップと、
前記第１スカート構造が変形し、前記第１スカート構造は前記シリコンウェーハがシリコンウェーハ支持装置に接触するまでその外側根元の溝構造で変形し続けるステップと、を含む。
本発明で提供するシリコンウェーハ吸着装置、シリコンウェーハ搬送装置、シリコンウェーハ搬送システム、搬送方法において、まず、前記第１スカート構造と前記第１開口の外側連結部に溝構造を設けることにより、第１スカート構造が変形される時に吸盤装置の根元に印加される応力を解放することができて、溝構造を有するシリコンウェーハ吸着装置が溝構造を有しないシリコンウェーハ吸着装置に比べて、同じ厚さの第１スカート構造を用いてより大きいスカート変形量を得ることができ、または、同じスカート変形量の前提において、より厚い第一スカート構造を用いることができる。同じ厚さの第１スカート構造を用いてより大きいスカート変形量を得ることにより、シリコンウェーハ吸着装置がより大きいシリコンウェーハの反り量に適応するようにすることができ、シリコンウェーハの吸着面を真空にする際に空気漏れを防止する。スカート変形量が同じである前提において、第１スカート構造の厚さの増加は、第１スカート構造の強度を向上させることができ、使用過程で第１スカート構造の破損を低減し、第１スカート構造、さらにシリコンウェーハ吸着装置の使用時間を延長して、シリコンウェーハ吸着装置を頻繁に交換する必要がなく、生産効率を向上させる。
さらに、変形量の増加はシリコンウェーハをシリコンウェーハ支持装置に効果的に接触させることができ、また、シリコンウェーハの重量は前記シリコンウェーハに対する前記第１スカート構造の支持力より大きい。即ち、シリコンウェーハとシリコンウェーハ支持装置は密接されてシリコンウェーハの連結精度を向上させることができ、且つ、シリコンウェーハとシリコンウェーハ支持装置との間の摩擦力は０より大きく、シリコンウェーハ支持装置は反りのあるシリコンウェーハーを支持する役割を果たし、反りのあるシリコンウェーハの移動過程における摩擦力を提供して、搬送装置本体に対するシリコンウェーハの位置移動を防止し、前記摩擦力の存在によりシリコンウェーハは滑って落ちることなくシリコンウェーハ吸着装置に固定されることができる。
さらも、本発明では第１固定装置の第２スカート構造及び第３スカート構造を滑らかな平面に押し付け、第１固定装置の内外の圧力差により吸着装置本体を搬送装置本体に固定させる。つまりシリコンウェーハ吸着装置を真空吸着ノズル方式でシリコンウェーハ搬送装置に固定することにより、シリコンウェーハ吸着装置をより簡単且つ効率的に設置及び交換することができ、簡単に押すだけで済む。しかし、従来技術では、シリコンウェーハー吸着装置を固定する際に接着方式を採用し、ゴム材料を用いた吸着装置を交換する場合、吸着装置本体と搬送装置本体上の接着剤を除去することは容易でなく、さらにはナイフで拭いたり洗っても取れない接着剤を削る必要もあり、その過程が煩雑で、時間がかかり、搬送装置本体の表面が損傷されることも発生する。また、接着方式は、吸着装置本体と搬送装置本体との間に接着剤のためのスペースを確保する必要があるため、一定の連結精度エラーが発生する。そこで、本発明は、シリコンウェーハ吸着装置の交換効率を向上し、プロセス全体時間を短縮し、シリコンウェーハの連結精度をさらに向上した。
本発明は搬送装置本体の吸着面の高さを本体面の高さより低く、且つ前記第２スカート構造、前記第３スカート構造及び前記吸盤の底面が前記吸着面に密着されるようにすることにより、搬送装置本体全体の垂直高さをより小さくすることができる。吸着装置本体の確実な取り付けを容易にするために、吸着面は滑らかで精密な平面であり、また、吸着面のサイズは第２スカート構造及び前記第３スカート構造の圧縮された後のサイズより大きい。
具体的には、本発明は、前記シリコンウェーハ吸着装置と前記シリコンウェーハ支持装置の数を３つより多く、且つは同数にし、複数の前記シリコンウェーハ支持装置の連結線が多角形を形成することにより、前記シリコンウェーハ搬送装置がシリコンウェーハを搬送する時、前記第１スカート構造が前記シリコンウェーハを積載し、前記シリコンウェーハの重心が前記多角形の内側に位置して、シリコンウェーハの安定的な吸着を実現する。
シリコンウェーハ吸着装置の設置が完了された後、第１スカート構造の上面とシリコンウェーハ支持装置の上面の垂直方向距離が前記シリコンウェーハ吸着装置のシリコンウェーハ反りの適応量である。それにより、第１スカート構造の変形量が大きいほど、シリコンウェーハの反りに対する適応性が良く、スカートの厚さが厚いほど、使用寿命が長いことが分かる。しかし、スカートが厚くなると変形量が低減するので、本発明では環状溝構造によって厚さが厚くなった場合にも大きな変形量を有するように解決した。または、溝構造を用いて変形量の同じ第１スカート構造の厚さをより厚くすることができる。シリコンウェーハ搬送装置上の複数の吸着点の分布円位置がシリコンウェーハの直径より小さいので、前記シリコンウェーハ吸着装置を用いたシリコンウェーハ搬送装置に適応されたシリコンウェーハの反り量は、シリコンウェーハ吸着装置自体に適応されるシリコンウェーハの反り量より大きい。
本発明におけるシリコンウェーハ吸着装置はシリコンウェーハプリアライメント装置にも適用されることができる。前記シリコンウェーハプリアライメント装置では、シリコンウェーハを固定させるかまたは変位させる必要があり、本発明におけるシリコンウェーハ吸着装置をシリコンウェーハプリアライメント装置に適用する場合、シリコンウェーハの反りに効果的に適応することができ、連結精度を向上させ、シリコンウェーハの固定をより信頼性の高いものにすることができる。
本発明のシリコンウェーハ吸着装置の構造を示す図である。 本発明のシリコンウェーハ吸着装置の構造を示す図である。 本発明のシリコンウェーハ吸着装置の構造を示す断面図である。 本発明のシリコンウェーハ吸着装置の構造を示す断面図である。 本発明のシリコンウェーハ吸着装置における第１スカート構造及び溝構造の寸法図である。 本発明のシリコンウェーハ吸着装置における第１スカート構造及び溝構造の寸法図である。 本発明のシリコンウェーハ吸着装置における第１スカート構造及び溝構造の寸法図である。 本発明のシリコンウェーハ吸着装置における第１スカート構造及び溝構造の寸法図である。 本発明のシリコンウェーハ搬送装置を示す図である。 本発明のシリコンウェーハ吸着装置がシリコンウェーハ搬送置に取り付けられた断面図である。 本発明のシリコンウェーハ吸着装置がシリコンウェーハ搬送置に取り付けられた断面図である。 本発明のシリコンウェーハ吸着装置がシリコンウェーハ搬送置に取り付けられた断面図である。 本発明のシリコンウェーハ吸着装置がシリコンウェーハ搬送置に取り付けられた断面図である。 本発明のシリコンウェーハ吸着装置がシリコンウェーハ搬送置に取り付けられた断面図である。
以下、添付図面及び具体的な実施例をとともに本発明で提案するシリコンウェーハ吸着装置、シリコンウェーハ搬送装置、シリコンウェーハ搬送システム、及び搬送方法についてさらに詳しく説明する。本発明の利点及び特徴は、以下の説明及び特許請求範囲によってさらに明らかになれる。なお、本発明の図面は、簡易化した形式を採用し、且つ正確ではない比率を使用しており、本発明の実施例を容易かつ明確に説明することを補助するために用いられることに留意すべきである。
本発明の核心思想は、従来のシリコンウェーハ吸着装置が反ったシリコンウェーハを吸着することができないという問題を解決するために、シリコンウェーハ吸着装置、シリコンウェーハ搬送装置、シリコンウェーハ搬送システム、及び搬送方法を提供することにある。
前述の思想を実現するために、本発明は、シリコンウェーハ吸着装置、シリコンウェーハ搬送装置、シリコンウェーハ搬送システム、及び搬送方法を提供し、前記シリコンウェーハ吸着装置は前記シリコンウェーハ搬送装置に取り付けられ、前記シリコンウェーハ吸着装置は吸着装置本体と吸盤装置とを含み、前記吸着装置本体は第1開口を有し、前記吸盤装置は第1スカート構造を含み、第1スカート構造は前記吸着装置本体の一側に位置されて、且つ第１開口に連結され、前記第１スカート構造と前記第１開口との連結部に溝構造を有し、前記溝構造は前記第１スカート構造の外側に位置する。
図１〜図２は本発明のシリコンウェーハ吸着装置の構造を示す図であり、図１〜図２に示すように、本実施例はシリコンウェーハ吸着装置１を提供し、前記シリコンウェーハ吸着装置１は吸着装置本体１１と吸盤装置１２とを含み、前記吸着装置本体１１は第1開口１１１を有し、前記吸盤装置１２は第1スカート構造１２１を含み、前記第1スカート構造１２１は前記吸着装置本体１１の一側に位置し、前記第１スカート構造１２１の底部は前記第１開口１１１に連結される。図３〜図４は本発明のシリコンウェーハ吸着装置の構造を示す断面図であり、図３〜図４に示すように、前記第１スカート構造１２１と前記第１開口１１１との連結部に溝構造１１２を有し、前記溝構造１１２は前記第１スカート構造１２１の外側に位置する。
具体的には、図３〜図４に示すように、前記第１開口１１１の形状は円形であり、前記吸着装置本体１１の外形は中空円筒形であり、内側面から前記第１開口１１１は囲まれている。前記第１スカート構造１２１の外形は円錐台形状を有し、弾性側壁で形成され、前記弾性側壁の底部は前記吸着装置本体１１の内側面と連結され、前記溝構造１１２は前記吸着装置本体１１の表面に形成され、且つ前記第１スカート構造１２１の外側に位置され、前記溝構造１１２は環状であり、前記第１側壁１１２１及び第２側壁１１２２を含み、前記第１側壁１１２１は第１開口１１１に近接し、前記第２側壁１１２２は前記第１開口１１１から離れ、前記第１側壁１１２１の中心領域は前記第１開口１１１の方向に凹まれてトーラスの外面の形状を形成し、前記第２側壁１１２２は前記第１開口１１１から離れる方向に傾斜し、傾斜角は９０°〜１８０°である。前記第１側壁１１２１と第２側壁１１２２は溝底面１１２３を通じて連結されてもよく（図３に示すように）、直接連結されてもよい（つまり、図４に示すように、溝底面を通じて連結されない）。好ましくは、溝構造１１２は、矩形に基づいて辺縁を円弧状に設計されることができ、溝構造１１２は、スカートの変形量を満たすために、三角形に基づいた辺縁を円弧状設計などの他の構造形態を採用してもよく、溝構造は多様な形式を採用することができる。
本実施例で提供するシリコンウェーハ吸着装置において、まず、前記第１スカート構造１２１と前記第１開口１１１の外側連結部に溝構造１１２を設けることにより、第１スカート構造１２１が変形される時に吸盤装置１２の根元に印加される応力を解放することができて、溝構造１１２を有するシリコンウェーハ吸着装置１が溝構造を有しないシリコンウェーハ吸着装置に比べて、同じ厚さの第１スカート構造を用いてより大きいスカート変形量を得ることができ、または、同じスカート変形量の前提において、より厚い第一スカート構造を用いることができる。同じ厚さの第１スカート構造１２１を用いてより大きいスカート変形量を得ることにより、シリコンウェーハ吸着装置１がより大きいシリコンウェーハの反り量に適応するようにすることができ、シリコンウェーハの吸着面を真空にする際に空気漏れを防止する。スカート変形量が同じである前提において、第１スカート構造１２１の厚さの増加は、第１スカート構造１２１の強度を向上させることができ、使用過程で第１スカート構造１２１の破損を低減し、第１スカート構造１２１さらにシリコンウェーハ吸着装置１の使用時間を延長して、シリコンウェーハ吸着装置を頻繁に交換する必要がなく、生産効率を向上させる。
図５〜８は、本発明のシリコンウェーハ吸着装置における第１スカート構造及び溝構造の好ましい設計方案の寸法を示す図であり、ここで、図５〜６の設計方案は、６インチまたは８インチのシリコンウェーハが格納されたシリコンウェーハ保管装置（つまり、シリコンウェーハ保管装置内の各シリコンウェーハスロットに全部シリコンウェーハが配置されている）内のシリコンウェーハの吸着に適用することができ、シリコンウェーハの反り量は±１ｍｍ以内である。図７〜８の設計方案は１２インチのシリコンウェーハが格納されたシリコンウェーハ保管装置内のシリコンウェーハの吸着、または一スロットおきに配置された（つまり、２つのシリコンウェーハの間に一つのシリコンウェーハスロットを空ける方式でシリコンウェーハを配置）６インチまたは８インチのシリコンウェーハのシリコンウェーハ保管装置内のシリコンウェーハの吸着に適用されることができ、シリコンウェーハの反り量は±５ｍｍ以内である。具体的には、図５〜図８に示すように、前記第１開口１１１の直径は８．２ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲であり、例えば、８．４ｍｍ、８．６ｍｍ、８．９ｍｍなどであってもよい。前記吸着装置本体１１の外径は、１３．０ｍｍ〜１７．０ｍｍの範囲であり、例えば、１３．５ｍｍ、１４ｍｍ、１５ｍｍ、１６．５ｍｍなどであってもよい。シリコンウェーハ吸着装置１及び溝構造１１２を設計する際には、一定の構造強度を確保する必要があるため、吸着装置本体１１は一定の高さが必要であり、前記吸着装置本体１１の高さは０．４ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲であり、例えば、０．４ｍｍ、０．４６ｍｍ、０．５２ｍｍ、０．６ｍｍなどであってもよい。第１スカート構造１２１のスカートが厚いほど、その強度は強くなり、使用時間が長くなるが、スカートが厚すぎると、スカートの変形量が減少して、シリコンウェーハの連結精度に影響を及ぼし、最終的にシリコンウェーハ吸着装置１が要件を充足することができなくなる。そこで、前記第１スカート構造１２１の外径は１５．０ｍｍ〜１７．０ｍｍの範囲であり、例えば、１５．１ｍｍ、１５．８ｍｍ、１６．３ｍｍ、１６．９ｍｍなどであってもよい。前記第１スカート構造１２１の高さは０．８ｍｍ〜１．６ｍｍの範囲であり、例えば、０．８ｍｍ、１．１ｍｍ、１．４ｍｍ、１．６ｍｍなどであってもよい。前記第１スカート構造１２１の外側面と前記吸着装置本体１１の上面１１３との間の角度は、１８°〜２４°の範囲であり、例えば、１８°、２０°、２２°、２４°であってもよい。前記第１スカート構造１２１の内側面と前記吸着装置本体１１の上面１１３との間の角度は１６°〜２３°の範囲であり、例えば、１６．２５°、１７．５°、２０°、２２．６°などであってもよい。シリコンウェーハー吸着装置１の溝構造１１２が深いほど（つまり、溝底面１１２３または溝構造１１２の最深点が吸着装置本体１１の上面１１３までの距離が大きいほど）及び大きいほど（つまり、第１スカート構造１２１の外側面と吸着装置本体１１の上面１１３との間の角度が大きいほど）、第１スカート構造１２１のスカートの変形量が大きくなる。しかし、溝構造１１２の深さの増加は、シリコンウェーハ吸着装置１のＺ方向寸法を増加させ、シリコンウェーハ吸着装置１が大きくなり、最終的にシリコンウェーハ吸着装置１が要件を充足することができなくなる。そこで、前記溝構造１１２の深さは０．２ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲であり、例えば、０．２ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．３ｍｍなどであってもよい。内径は９．８ｍｍ〜１０．６ｍｍの範囲であり、例えば、９．８ｍｍ、１０．２５ｍｍ、１０．６ｍｍなどであってもよい。底面の幅は０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲であり、例えば、０．３９ｍｍ、０．４５ｍｍ、０．５ｍｍなどであってもよい。
本実施例で、シリコンウェーハ吸着装置１及び溝構造１１２の設計は、シリコンウェーハのサイズ、シリコンウェーハ保管装置のサイズ、シリコンウェーハの反り量、シリコンウェーハ搬送装置のサイズなどのデータを考慮する必要があり、シリコンウェーハの反り量が大きいほど、第１スカート構造のスカートの垂直方向（以下、Ｚ方向ともいう）寸法、つまり高さが大きい必要がある。
本実施例はシリコンウェーハ搬送装置を提供し、前記シリコンウェーハ搬送装置はシリコンウェーハの搬送に用いられ、前記シリコンウェーハ搬送装置は、搬送装置本体２と実施例１に記載のような複数のシリコンウェーハ吸着装置１とを含み、複数の前記シリコンウェーハ吸着装置１は、前記搬送装置本体２に取り付けられ、前記シリコンウェーハ吸着装置１は、吸着装置本体１１と吸盤装置１２とを含み、前記吸着装置本体１１は第１開口１１１を有する。前記吸盤装置１２は第１スカート構造１２１を含み、前記第１スカート構造１２１は前記吸着装置本体１１の一側に位置して、前記第１開口１１１に連結され、前記第１スカート構造１２１と前記第１開口１１１との連結部に溝構造１１２が形成され、前記溝構造１１２は前記第１スカート構造１２１の外側に位置する。
シリコンウェーハ搬送装置は、複数のシリコンウェーハ支持装置３とシーリング装置４とをさらに含み、シーリング装置４はシーリングシート構造であり、前記搬送装置本体２は、円形の複数の第１タイプの孔２１を有し、前記搬送装置本体２の底面に溝構造２２を有し、前記溝構造２２は複数の前記第１タイプの孔２１と連通し、前記搬送装置本体２は上面及び底面を有し、前記シリコンウェーハ支持装置３は、中心に第２タイプの孔３１を有する円筒体であり、前記第１タイプの孔２１のそれぞれに前記シリコンウェーハ支持装置３が挿入され、前記シリコンウェーハ支持装置３は前記搬送装置本体２の上面から露出され、前記シリコンウェーハ吸着装置１の第１開口１１１は前記第１スカート構造１２１が前記シリコンウェーハ支持装置３上に位置するように各前記シリコンウェーハ支持装置３にかぶせられる。前記シーリング装置４は、前記搬送装置本体２の底面に設けられ、前記溝構造２２は第１タイプの孔２１と前記第２タイプの孔３１及び第１スカート構造１２１中の空間によりガス通路を構成する。
本実施例で提供するシリコンウェーハ搬送装置において、前記第１スカート構造１２１と前記第１開口１１１の外側連結部に溝構造１１２を設けることにより、第１スカート構造が変形される時吸盤装置の根元に印加される応力を解放することができ、溝構造を有するシリコンウェーハ吸着装置は溝構造を有しないシリコンウェーハ吸着装置に比べて、同じ厚さの第１ウェーハ構造を用いてもより大きいスカート変形量を得ることができ、変形量の増加は、シリコンウェーハをシリコンウェーハ支持装置に効果的に接触させることができ、また、シリコンウェーハの重量は前記シリコンウェーハに対する前記第１スカート構造の支持力より大きい。即ち、シリコンウェーハとシリコンウェーハ支持装置は密接されてシリコンウェーハの連結精度を向上させることができ、且つ、シリコンウェーハとシリコンウェーハ支持装置との間の摩擦力は０より大きく、シリコンウェーハ支持装置は反りのあるシリコンウェーハーを支持する役割を果たし、反りのあるシリコンウェーハの移動過程における摩擦力を提供して、搬送装置本体に対するシリコンウェーハの位置移動を防止し、前記摩擦力の存在によりシリコンウェーハは滑って落ちることなくシリコンウェーハ吸着装置に固定されることができる。
図９は本発明のシリコンウェーハ搬送装置を示す図であり、図９に示すように、前記シリコンウェーハ搬送装置において、前記シリコンウェーハ吸着装置１と前記シリコンウェーハ支持装置３の数は同じで、何れも３つより多く、複数の前記シリコンウェーハ支持装置３の中心連結線は多角形を形成し、前記シリコンウェーハ搬送装置がシリコンウェーハを搬送する時、複数の前記第１スカート構造１２１はともにシリコンウェーハを積載し、前記シリコンウェーハの重心は前記多角形の内側に位置し、前記シリコンウェーハ搬送装置は、溝構造２２に連通する排気装置をさらに含み、前記シリコンウェーハ搬送装置がシリコンウェーハをピックアップして搬送する時、前記排気装置は前記ガス通路内のガスを抽出して前記ガス通路を真空空間に形成する。
本実施例で前記シリコンウェーハ吸着装置１と前記シリコンウェーハ支持装置３を同数且つ３つより多く設けることにより、複数の前記シリコンウェーハ支持装置３の中心連結線が多角形を形成して、前記シリコンウェーハ搬送装置がシリコンウェーハを搬送する時、前記第１スカート構造が前記シリコンウェーハを積載し、前記シリコンウェーハの重心は前記多角形の内側に位置して、シリコンウェーハの安定的な吸着を実現する。
さらに、図１０に示すように、前記シリコンウェーハ搬送装置において、前記シリコンウェーハ支持装置３は何れも第１端部３２（図面で上端部）と第２端部３３（図面で下端部）とを含み、前記第１端部３２の直径は前記第１タイプの孔２１の直径より大きく、前記第２端部３３の直径は前記第１タイプの孔２１の直径より小さく、前記第１開口１１１は前記第１端部３２上にかぶせられ、前記第１端部３２の上面は前記搬送装置本体２の表面より高く、前記第２端部３３の底面は前記搬送装置本体２の表面より低く、前記ガス通路が真空空間を形成した後、前記シリコンウェーハは前記第１スカート構造１２１の変形によって前記シリコンウェーハ支持装置３に接触し、前記シリコンウェーハが前記シリコンウェーハ支持装置３に接触する時、前記シリコンウェーハの重量は前記シリコンウェーハに対する前記第１スカート構造１２１の支持力より大きい。
また、図２に示すシリコンウェーハ吸着装置１の背面図によれば、前記シリコンウェーハ吸着装置１は、背面に設けられた第１固定装置１３をさらに含み、各前記第１固定装置１３の形状はトーラス状である。図１０に示すように、各前記シリコンウェーハ吸着装置１は、何れも前記第１固定装置１３によって前記搬送装置本体２に固定され、前記吸着装置本体１１は正面と背面とを有し、前記第１スカート構造１２１は前記吸着装置本体１１の正面に位置し、前記第１固定装置１３は前記吸着装置本体１１の背面に位置し、前記第１固定装置１３は第２スカート構造１３１及び第３スカート構造１３２を含む。ここで、前記第２スカート構造１３１及び前記第３スカート構造１３２は何れも前記吸着装置本体１１に連結され、前記第２スカート構造１３１は前記第１開口１１１の周囲を囲み、前記第３スカート構造１３２は前記第２スカート構造１３１の周囲を囲み、前記第２スカート構造１３１と前記第３スカート構造１３２は「Ｖ」字状の溝構造を形成する。前記第１固定装置１３は吸盤底面１３３をさらに含み、前記吸盤底面１３３は前記第２スカート構造１３１と前記第３スカート構造１３２との間に位置する。ここで、前記第２スカート構造１３１及び前記第３スカート構造１３２は何れも弾性材料で製造される。図１０〜１２によれば、前記第２スカート構造１３１及び前記第３スカート構造１３２は外力によって変形されることができ、図１０に示す状態から図１１に示す部分圧縮状態に変化し、さらに図１２に示す完全圧縮状態に変化する。図１２に示すように、前記シリコンウェーハ搬送装置がシリコンウェーハを搬送する時、前記第２スカート構造１３１、前記第３スカート構造１３２及び前記吸盤底面１３３は前記搬送装置本体２に密着され、この場合、前記吸着装置本体１１の形状はシート状である。
本実施例では、第１固定装置１３の第２スカート構造１３１及び第３スカート構造１３２を滑らかな平面に押し付け、第１固定装置１３の内外の圧力差により吸着装置本体１１を搬送装置本体２に固定させる。つまりシリコンウェーハ吸着装置１を真空吸着ノズル方式でシリコンウェーハ搬送装置に固定することにより、シリコンウェーハ吸着装置をより簡単且つ効率的に設置及び交換することができ、簡単に押すだけで済む。しかし、従来技術では、シリコンウェーハー吸着装置を固定する際に接着方式を採用し、ゴム材料を用いた吸着装置を交換する場合、吸着装置本体と搬送装置本体上の接着剤を除去することは容易でなく、さらにはナイフで拭いたり洗っても取れない接着剤を削る必要もあり、その過程が煩雑で、時間がかかり、搬送装置本体の表面が損傷されることも発生する。また、接着方式は、吸着装置本体と搬送装置本体との間に接着剤のためのスペースを確保する必要があるため、一定の連結精度エラーが発生する。そこで、本発明は、シリコンウェーハ吸着装置の交換効率を向上し、プロセス全体時間を短縮し、シリコンウェーハの連結精度をさらに向上した。
具体的には、前記搬送装置本体２は前記第１タイプの孔２１の周りを囲む吸着面２３と本体面２４とをさらに含み、前記吸着面２３の高さは前記本体面２４の高さより低く、前記吸着面２３の形状はトーラス状であり、図１２に示すようなシリコンウェーハ吸着装置に取り付けられた状態で、前記第２スカート構造１３１、前記第３スカート構造１３２及び前記吸盤底面１３３は前記吸着面２３に密着され、前記第２スカート構造１３１が前記吸着面２３に吸着された時、その内径は前記第１端部３２の直径より大きくなり、前記第３スカート構造１３２が前記吸着面２３に吸着された時、その外径は前記吸着面２３の外径より小さい。
本実施例は、搬送装置本体２の吸着面２３の高さを本体面２４の高さより低く、且つ前記第２スカート構造、前記第３スカート構造及び前記吸盤の底面が前記吸着面２３に密着されるようにすることにより、搬送装置本体全体の垂直高さをより小さくすることができる。吸着装置本体の確実な取り付けを容易にするために、吸着面23は滑らかで精密な平面であり、また、吸着面のサイズは第２スカート構造131及び前記第３スカート構造132の圧縮された後のサイズよりも大きい。
シリコンウェーハ吸着装置の設置が完了された後、第１スカート構造の上面とシリコンウェーハ支持装置の上面の垂直方向距離が前記シリコンウェーハ吸着装置のシリコンウェーハ反りの適応量である。それにより、第１スカート構造の変形量が大きいほど、シリコンウェーハの反りに対する適応性が良く、スカートの厚さが厚いほど、使用寿命が長いことが分かる。しかし、スカートが厚くなると変形量が低減するので、本発明では環状溝構造によって厚さが厚くなった場合にも大きな変形量を有するように解決するか、または溝構造を用いて変形量の同じ第１スカート構造の厚さをより厚くすることができる。シリコンウェーハ搬送装置上の複数の吸着点の分布位置（例えば、円形分布）がシリコンウェーハの外郭内にあるので、前記シリコンウェーハ吸着装置を用いたシリコンウェーハ搬送装置に適用されるシリコンウェーハの反り量はシリコンウェーハ吸着装置自体に適応されるシリコンウェーハの反り量より大きい。
本実施例は、シリコンウェーハ吸着装置とシリコンウェーハ搬送装置を固定する他の方法をさらに提供する。図１３〜１４は、本発明のシリコンウェーハ吸着装置とシリコンウェーハ搬送装置が加圧構造及びボルトによって固定された断面を示す図であり、図１３〜１４に示すように、前記シリコンウェーハ搬送装置で、複数の前記シリコンウェーハ吸着装置１は第２固定装置４によって前記搬送装置本体２に固定され、前記第２固定装置１４は加圧構造１４１を含み、前記加圧構造１４１上に第２開口１４２を有し、前記第２開口１４２の内径は前記第１開口１１１の内径より大きく、且つ前記第１開口１１１と整列され、前記加圧構造１４１は前記吸着装置本体１１を前記搬送装置本体２に押し付け、前記固定装置は複数のネジ１４３をさらに含み、複数の前記ネジ１４３は加圧構造１４１を前記搬送装置本体２上に固定する。
具体的には、前記シリコンウェーハー吸着装置１の材料がシリコンゴムであるので、シリコンウェーハー吸着装置１に付着された異物を低減することができ、シリコンウェーハー吸着装置の材料成分がシリコンウェーハー搬送装置に付着されることを防止することもできる。また、シリコンゴム材料を用いて静電気を効果的に防止することができ、材料に対してさらに粒子のシームレス処理を行う必要があり、前記シリコンウェーハ吸着装置１の表面は粒度を小さくする処理が施されている。さらに、第１固定構造１３に吸着される搬送装置本体２の吸着面２３は円滑度が高く、緻密性の良い表面であることが好ましく、シリコンウェーハ吸着装置１の材料は所定の硬度を有する必要があり、自重に耐えることができるので、前記シリコンウェーハ吸着装置１の材料はショア硬度４５ＨＳ〜５５ＨＳの材料であることが好ましい。
上述したように、前述の実施例はシリコンウェーハ搬送装置の異なる構成について詳しく説明した。もちろん、本発明は、前述の実施例に列挙された構成を含むが、これらに制限されず、前述の実施例で提供された構成のいずれかに基づいて変換された内容は全部本発明の保護範囲内に属する。本技術分野における技術者は、前述の実施例の内容に基づいて多様に類推することができる。
本実施例では、実施例２に記載するようなシリコンウェーハ搬送装置、マニピュレーター及びシリコンウェーハ保管装置を含むシリコンウェーハ搬送システムを提供し、前記シリコンウェーハ搬送装置は前記マニピュレーターに固定され、前記マニピュレーターは前記シリコンウェーハ搬送装置が前記シリコンウェーハ保管装置に入るようにしてシリコンウェーハのピックアンドプレースを行い、前記マニピュレーターは前記シリコンウェーハ搬送装置が前記シリコンウェーハを搬送するようにする。
具体的には、前記シリコンウェーハ保管装置は、前記シリコンウェーハを格納するための複数のチップスロットを含み、前記シリコンウェーハ搬送装置の厚さ（即ち、搬送装置本体の厚さ＋シリコンウェーハ吸着装置の厚さ）、 前記シリコンウェーハの厚さ、前記シリコンウェーハ搬送装置の低い位置が前記シリコンウェーハ保管装置に入る距離と前記ウェーハ搬送装置の高い位置が前記シリコンウェーハ保管装置から離れる距離の和は、前記チップスロットのスロットピッチより小さい。
現在、業界では、プリーツ式吸盤、ボウル型吸盤など様々なゴム製吸盤が反りのあるシリコンウェーハの吸着に用いられているが、現在業界で使用しているゴム製吸盤は垂直方向に大きなスペースを占有している。シリコンウェーハはシリコンウェーハ保管装置に格納されるため、これらのシリコンウェーハ保管装置は半導体業界の標準に符合しており、一つのシリコンウェーハ保管装置には通常２５個のスロットがあり、各スロットに一つのシリコンウェーハが格納される。シリコンウェーハ保管装置のスロットピッチも半導体業界の標準によって規定されており、例えば、１２インチのシリコンウェーハ保管装置のスロットピッチは１０ｍｍであり、８インチのシリコンウェーハ保管装置のスロットピッチは６．３５ｍｍであり、６インチのシリコンウェーハ保管装置のスロットピッチはわずか４．７６ｍｍである。シリコンウェーハ保管装置が２５個のシリコンウェーハで満たされている場合、スロットピッチは、Ｚ空間で次の寸法で占められている。シリコンウェーハの厚さ＋シリコンウェーハの反り量＋搬送装置本体の厚さ＋シリコンウェーハ吸着装置の厚さ＋シリコンウェーハ搬送装置の低い位置がシリコンウェーハ保管装置に入った距離＋シリコンウェーハ搬送装置の高い位置がシリコンウェーハ保管装置から離れる距離＋シリコンウェーハの残量。これは、シリコンウェーハの反り量に対応して処理することができるという前提で、シリコンウェーハ吸着装置のＺ方向のサイズが小さければ小さいほどいいことが要求される。業界におけるプリーツ式吸盤やボウル型吸盤などの各種ゴム製吸盤はＺ方向での占用空間が比較的に大きく、反りのあるシリコンウェーハの吸着に適しない。現在業界内では環状のゴムリングを用いてシリコンウェーハの反りに適用しているが、環状ゴムリング方式を適用可能なシリコンウェーハの反り量は比較的少ない。
本実施例では、各種プロセスタイプのシリコンウェーハに適応したシリコンウェーハ搬送システムにおいて反りのあるシリコンウェーハに適応したシリコンウェーハ吸着装置構造を提案する。前記シリコンウェーハ吸着装置はシリコンウェーハの反りに効果的に適応することができ、同時に、Z方向での占有スペースが比較的少ない。この構造で、第１スカート構造の変形量を増加して、シリコンウェーハの連結精度を向上させるために、溝構造を採用して実現した。
本実施例におけるシリコンウェーハ吸着装置１のシリコンウェーハの連結に対する影響を検証するために、シリコンウェーハ搬送システムにおけるプリアライメント装置を検出装置として用いて、連結精度に対する影響を分析した。ここで、プリアライメント装置においてシリコンウェーハには２組の積載及び固定部材があり、表のＰはプリアライメント装置におけるシリコンウェーハの第１組の積載及び固定部材を指し、Ｃはプリアライメント装置におけるシリコンウェーハの第２組の積載及び固定部材を指し、プリアライメント装置を用いてシリコンウェーハに対してＰ−Ｃ間の連結を行う。本実験ではＣＣＤを連結エラー検出素子として用いる。
表１−２に示すように、ΔＸは今回の連結位置と直前の連結位置がＸ方向での距離の差であり、ΔＹは今回の連結位置と直前の連結位置がＹ方向での距離の差である。表１は、シリコンウェーハ搬送システムに本実施例のシリコンウェーハ吸着装置１が装着されておらず、標準シリコンウェーハを用いた時の１９組のＰ−Ｃ連結エラー値を示しており、１９組のエラーの平均値はΔＸ＝０．０００７１０４６ｍｍ、ΔＹ＝０．００３５４７１２４である。表２は、シリコンウェーハ搬送システムに本実施例のシリコンウェーハ吸着装置１が装着されており、標準シリコンウェーハを用いた時の１９組のＰ−Ｃ連結エラー値を示し、１９組のエラーの平均値はΔＸ＝０．００１３０４ｍｍ、ΔＹ＝０．００３６０５５９９である。同じ条件で、前記シリコンウェーハ吸着装置１を設置する前に対して前記シリコンウェーハ吸着装置１を設置した後のＰ−Ｃ連結エラー差はΔΔＸ＝０．０００５９３ｍｍ、ΔΔＹ＝０．００００５８４７ｍｍで、位相差は１μｍ未満である。以上の検出分析から、本実施例のゴム製吸盤は吸盤の寿命を延ばすことにより、連結エラーの増加が非常に小さいことが分かる。
本実施例はシリコンウェーハ搬送方法を提供し、前記シリコンウェーハ搬送方法は、第１固定装置１３を押してシリコンウェーハ吸着装置１をシリコンウェーハ搬送装置に固定するステップと、前記シリコンウェーハ搬送装置をシリコンウェーハの下方に放置し、シリコンウェーハ吸着装置１を上向きにし、シリコンウェーハをシリコンウェーハ吸着装置１の第１スカート構造１２１に放置するステップと、前記シリコンウェーハ搬送装置のガス通路内のガスを抽出して、前記ガス通路を真空空間に形成するステップと、前記第１スカート構造１２１は変形し、前記第１スカート構造１２１は、前記シリコンウェーハがシリコンウェーハ支持装置３に接触するまでその外側根部の溝構造１１２で変形し続けるステップとを含む。
前記実施例は、前記シリコンウェーハ吸着装置を用いたシリコンウェーハ搬送装置が反りのあるシリコンウェーハに対する搬送方法であり、シリコンウェーハとワークテーブルとの間の連結工程において、ワークテーブルのストロークが制限されているため、前記シリコンウェーハ搬送装置及び方法もワークテーブル装置に用いることができる。
前記実施例における反りのあるシリコンウェーハ吸着用シリコンウェーハ吸着装置は基板の搬送にも用いることができる。基板のサイズが大きく、厚さが薄く、基板の変形量が大きいため、前記シリコンウェーハ吸着装置を基板の変形に適応させるのにも用いて、基板の真空吸着を実現することができる。
本発明におけるシリコンウェーハ吸着装置はシリコンウェーハプリアライメント装置にも適用されることができる。前記シリコンウェーハプリアライメント装置では、シリコンウェーハを固定させるかまたは変位させる必要があり、本発明におけるシリコンウェーハ吸着装置をシリコンウェーハプリアライメント装置に適用する場合、シリコンウェーハの反りに効果的に適応することができ、連結精度を向上させ、シリコンウェーハの固定をより信頼性の高いものにすることができる。本発明のシリコンウェーハ吸着装置、シリコンウェーハ搬送装置、及びシリコンウェーハ搬送システムの構成に基づいて変換されたいかなる内容も本発明の保護範囲内に属する。
本明細書における各実施例は漸進的に説明されており、各実施例は他の実施例との相違点について主に説明し、各実施例の間で同じまたは類似する部分は互いに参照され得る。以上の説明は、本発明の好ましい実施例に対する説明であって、本発明の範囲を限定するのではない。本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が以上開示された内容に基づいて行ったいかなる変更及び修正は、何れも特許請求範囲内に属する。
１−シリコンウェーハ吸着装置、１１−吸着装置本体、１１１−第１開口、１１２−溝構造、１１２１−第１側壁、１１２２−第２側壁、１１２３−溝底面、１１３−上面、１２−吸盤装置、１２１−第１スカート構造、１３−第１固定装置、１３１−第２スカート構造、１３２−第３スカート構造、１３３−吸盤底面、１４−第２固定装置、１４１−加圧構造、１４２−第２開口、１４３−ネジ、２−搬送装置本体、２１−第１タイプの孔、２２−溝構造、２３−吸着面、２４−本体面、３−シリコンウェーハ支持装置、 ３１−第２タイプの孔、３２−第１端部、３３−第２端部、４−シーリング装置。

Claims (37)

  1. 吸着装置本体と吸盤装置とを含み、
    前記吸着装置本体は第１開口を有し、
    前記吸盤装置は第１スカート構造を含み、前記第１スカート構造は前記吸着装置本体の一側に位置されて、且つ前記第１開口と連結され、前記第１スカート構造と前記第１開口との連結部に溝構造が形成され、前記溝構造は前記第１スカート構造の外側に位置されることを特徴とするシリコンウェーハ吸着装置。
  2. 前記第１開口の形状は円形であり、前記吸着装置本体の外形は中空の円筒形であることを特徴とする請求項１に記載のシリコンウェーハ吸着装置。
  3. 前記第１開口の直径は８．２ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項２に記載のシリコンウェーハ吸着装置。
  4. 前記吸着装置本体の外径は１３．０ｍｍ〜１７．０ｍｍの範囲であり、前記吸着装置本体の高さは０．４ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項２に記載のシリコンウェーハ吸着装置。
  5. 前記第１スカート構造の外形は円錐台形であり、前記溝構造が前記吸着装置本体の表面に形成される形状はトーラス状であることを特徴とする請求項１に記載のシリコンウェーハ吸着装置。
  6. 前記第１スカート構造の外径は１５．０ｍｍ〜１７．０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項５に記載のシリコンウェーハ吸着装置。
  7. 前記第１スカート構造の高さは０．８ｍｍ〜１．６ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項５に記載のシリコンウェーハ吸着装置。
  8. 前記第１スカート構造の外側面と前記吸着装置本体の上面との間の角度が１８°〜２４°の範囲であることを特徴とする請求項５に記載のシリコンウェーハ吸着装置。
  9. 前記第１スカート構造の内側面と前記吸着装置本体の上面との間の角度は１６°〜２３°の範囲であることを特徴とする請求項５に記載のシリコンウェーハ吸着装置。
  10. 前記溝構造の深さは０．２ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項５に記載のシリコンウェーハ吸着装置。
  11. 前記溝構造の内径は９．８ｍｍ〜１０．６ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項５に記載のシリコンウェーハ吸着装置。
  12. 前記溝構造の底面の幅は０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項５に記載のシリコンウェーハ吸着装置。
  13. 前記溝構造は第１側壁及び第２側壁を含み、前記第１側壁は前記第１開口に近接し、前記第２側壁は前記第１開口から離れることを特徴とする請求項５に記載のシリコンウェーハ吸着装置。
  14. 前記第１側壁の中心領域は前記第１開口の方向に凹まれて、トーラス状の外面形状を形成することを特徴とする請求項１３に記載のシリコンウェーハ吸着装置。
  15. 前記第２側壁は前記第１開口から離れる方向に傾斜し、傾斜角は９０°〜１８０°であることを特徴とする請求項１４に記載のシリコンウェーハ吸着装置。
  16. 搬送装置本体体と、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の複数のシリコンウェーハ吸着装置とを含み、複数の前記シリコンウェーハ吸着装置は何れも前記搬送装置本体に固定されることを特徴とするシリコンウェーハ搬送装置。
  17. 複数のシリコンウェーハ支持装置とシーリング装置とをさらに含み、
    前記搬送装置本体上に円形の複数の第１タイプの孔を有し、前記搬送装置本体の底面に溝構造を有し、前記溝構造は複数の前記第１タイプの孔と連通し、
    前記搬送装置本体は上面と底面を有し、前記シリコンウェーハ支持装置は中心に第２タイプの孔を有する円筒体であり、前記第１タイプの孔のそれぞれに１つの前記シリコンウェーハ支持装置を収容し、前記シリコンウェーハ支持装置は前記搬送装置本体の上面から露出し、前記シリコンウェーハ吸着装置の前記第1開口は前記第1スカート構造が前記シリコンウェーハ支持装置の上に位置するように各前記シリコンウェーハ支持装置にかぶせられ、
    前記シーリング装置は前記搬送装置本体の底面に設けられ、前記溝構造は、前記第１タイプの孔と第２タイプの孔及び第１スカート構造で囲まれた空間によってガス通路を形成することを特徴とする請求項１６に記載のシリコンウェーハ搬送装置。
  18. 前記シリコンウェーハ吸着装置及び前記シリコンウェーハ支持装置の数は３つよりも多く、且つ同数であり、複数の前記シリコンウェーハ支持装置の連結線は多角形を形成することを特徴とする請求項１７に記載のシリコンウェーハ搬送装置。
  19. 前記シリコンウェーハ搬送装置がシリコンウェーハを搬送する時、複数の前記第１スカート構造は共にシリコンウェーハを積載し、前記シリコンウェーハの重心は前記多角形の内側に位置することを特徴とする請求項１８に記載のシリコンウェーハ搬送装置。
  20. 前記シリコンウェーハ搬送装置は排気装置をさらに含み、前記シリコンウェーハ搬送装置がシリコンウェーハを搬送する時、前記排気装置は前記ガス通路が真空空間になるように前記ガス通路内のガスを抽出することを特徴とする請求項１７に記載のウェーハ搬送装置。
  21. 各前記シリコンウェーハ支持装置は何れも第１端部及び第２端部を備え、前記第１端部の直径は前記第１タイプの孔の直径より大きく、前記第２端部の直径は前記第１タイプの孔の直径より小さく、前記第１開口は第１端部上にかぶせられ、前記第１端部の上面は前記搬送装置本体の表面より高く、前記第２端部の底面は前記搬送装置本体の表面より低いことを特徴とする請求項１７に記載のシリコンウェーハ搬送装置。
  22. 前記ガス通路が真空空間を形成した後、前記シリコンウェーハは前記第１スカート構造の変形によって前記シリコンウェーハ支持装置に接触することを特徴とする請求項１７に記載のシリコンウェーハ搬送装置。
  23. 前記シリコンウェーハが前記シリコンウェーハ支持装置に接触する時、前記シリコンウェーハの重量は前記シリコンウェーハに対する前記第１スカート構造の支持力よりも大きいことを特徴とする請求項２２に記載のシリコンウェーハ搬送装置。
  24. 前記シリコンウェーハ吸着装置は第１固定装置をさらに含み、複数の前記シリコンウェーハ吸着装置は何れも前記第１固定装置によって前記搬送装置本体上に固定され、前記吸着装置本体は正面及び背面を有し、前記第１スカート構造は前記吸着装置本体の正面に位置し、前記第１固定装置は前記吸着装置本体の背面に位置することを特徴とする請求項１６に記載のシリコンウェーハ搬送装置。
  25. 前記第１固定装置は第２スカート構造及び第３スカート構造を含み、
    前記第２スカート構造及び前記第３スカート構造は何れも前記吸着装置本体に連結され、前記第２スカート構造は前記第１開口の周りを囲み、前記第３スカート構造は前記第２スカート構造の周りを囲み、前記第２スカート構造及び前記第３スカート構造は「Ｖ」字状の溝構造を形成することを特徴とする請求項２４に記載のシリコンウェーハ搬送装置。
  26. 前記第１固定装置は吸盤底面をさらに含み、前記吸盤底面は前記第２スカート構造と前記第３スカート構造との間に位置し、前記シリコンウェーハ搬送装置がシリコンウェーハを搬送する時、前記第２スカート構造、前記第３スカート構造及び前記吸盤底面は前記搬送装置本体に付着されることを特徴とする請求項２５に記載のシリコンウェーハ搬送装置。
  27. 前記シリコンウェーハ搬送装置がシリコンウェーハを搬送する時、前記吸着装置本体の形状はシート状であることを特徴とする請求項２６に記載のシリコンウェーハ搬送装置。
  28. 前記搬送装置本体は前記第１タイプの孔の周りを囲む吸着面と本体面とをさらに含み、前記吸着面の高さは前記本体面の高さより小さく、前記吸着面の形状はトーラス状であり、前記シリコンウェーハ搬送装置がシリコンウェーハを搬送する時、前記第２スカート構造、前記第３スカート構造及び前記吸盤底面は前記吸着面上に付着されることを特徴とする請求項２６に記載のシリコンウェーハ搬送装置。
  29. 前記第２スカート構造が前記吸着面に吸着される時、その内径は前記第１端部の直径より大きく、前記第３スカート構造が前記吸着面に吸着される時、その外径は前記吸着面の外径より小さいことを特徴とする請求項２８に記載のシリコンウェーハ搬送装置。
  30. 複数の前記シリコンウェーハ吸着装置は第２固定装置によって前記搬送装置本体に固定され、前記第２固定装置は加圧構造を含み、前記加圧構造は第２開口を有し、前記第２開口は前記第１開口と整列され、且つ前記第１開口より大きく、前記加圧構造は前記吸着装置本体を前記搬送装置本体上に加圧することを特徴とする請求項１６に記載のシリコンウェーハ搬送装置。
  31. 前記第２固定装置は複数のボルトをさらに含み、複数の前記ボルトは前記加圧構造を前記搬送装置本体に固定することを特徴とする請求項３０に記載のシリコンウェーハ搬送装置。
  32. 前記シリコンウェーハ吸着装置の材料はシリコンゴムであり、前記シリコンウェーハ吸着装置の表面は粒度を小さくする処理が施されていることを特徴とする請求項１６〜３１のいずれか一項に記載のシリコンウェーハ搬送装置。
  33. 前記シリコンウェーハ吸着装置の材料は、ショア硬度が４５ＨＳ〜５５ＨＳであることを特徴とする請求項１６〜３１のいずれか一項に記載のシリコンウェーハ搬送装置。
  34. 請求項１６〜３３のいずれか一項に記載のシリコンウェーハ搬送装置、マニピュレーター及びシリコンウェーハ保管装置を含み、
    前記シリコンウェーハ搬送装置は前記マニピュレーター上に固定され、前記マニピュレーターは前記シリコンウェーハ搬送装置を前記シリコンウェーハ保管装置に入るようにしてシリコンウェーハのピックアンドプレースを行い、前記マニピュレーターは前記シリコンウェーハ搬送装置が前記シリコンウェーハを搬送するようにすることを特徴とするシリコンウェーハ搬送システム。
  35. 前記シリコンウェーハ保管装置は複数のチップスロットを含み、前記チップスロットは前記シリコンウェーハを格納するのに用いられることを特徴とする請求項３４に記載のシリコンウェーハ搬送システム。
  36. 前記シリコンウェーハ搬送装置の厚さ、前記シリコンウェーハの厚さ、前記シリコンウェーハ搬送装置の低い位置が前記シリコンウェーハ保管装置に入る距離と前記シリコンウェーハ搬送装置の高い位置が前記シリコンウェーハ保管装置を離れる距離の和は前記チップスロットのスロットピッチより小さいことを特徴とする請求項３５に記載のシリコンウェーハ搬送システム。
  37. 請求項１６〜３３のいずれか一項に記載のシリコンウェーハ搬送装置を用いたシリコンウェーハ搬送方法において、
    前記シリコンウェーハ搬送方法は、
    第１固定装置を押圧することにより、シリコンウェーハ吸着装置をシリコンウェーハ搬送装置に固定するステップと、
    前記シリコンウェーハ搬送装置をシリコンウェーハの下方に放置し、シリコンウェーハ吸着装置を上向きにし、シリコンウェーハをシリコンウェーハ吸着装置の第1スカート構造上に放置するステップと、
    前記シリコンウェーハー搬送装置におけるガス通路内のガスを抽出して、前記ガス通路を真空空間に形成するステップと、
    前記第１スカート構造が変形し、前記第１スカート構造は前記シリコンウェーハがシリコンウェーハ支持装置に接触するまでその外側根元の溝構造で変形し続けるステップと、を含むことを特徴とするシリコンウェーハ搬送方法。
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