ウエハ保持装置
【課題】検査中にウエハの裏面に障害なく接近することを許容し、ウエハ上にかかる応力を最小化するウエハ保持装置を提供する。
【解決手段】ウエハ保持装置に確保される少なくとも１つのスペーサー３４を有する第１プレート、少なくとも１つのフィンガー３８を有する第２プレート２４であって、第２プレート２４が第１プレートに関して開き位置にある場合には、フィンガー３８がリップ３６から離れて位置し、および第２プレート２４が第１プレートに関して閉じ位置にある場合には、フィンガー３８およびリップ３６が協同してフィンガー３８およびリップ３６の間にあるウエハＷの規定部分を固定するように、少なくとも１つのフィンガー３８が第２プレート２４上に配置される。
【解決手段】ウエハ保持装置に確保される少なくとも１つのスペーサー３４を有する第１プレート、少なくとも１つのフィンガー３８を有する第２プレート２４であって、第２プレート２４が第１プレートに関して開き位置にある場合には、フィンガー３８がリップ３６から離れて位置し、および第２プレート２４が第１プレートに関して閉じ位置にある場合には、フィンガー３８およびリップ３６が協同してフィンガー３８およびリップ３６の間にあるウエハＷの規定部分を固定するように、少なくとも１つのフィンガー３８が第２プレート２４上に配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２００４年７月１２日に出願された米国仮出願シリアル番号６０／５８７，５７１号に関し、この出願から優先権主張を行い、参照としてここに組み込まれる。
【０００２】
本発明は概して、円盤状の物体を握持するためのメカニズムに関し、さらに詳しくは、半導体およびマイクロ電子デバイスの製造時に使用されるタイプのディスク状のウエハを固定および操作するためのメカニズムに関する。
【背景技術】
【０００３】
我々の経済活動のほとんどすべての分野および個人生活においては、マイクロエレクトロニクスの使用によるほぼ指数関数的な成長を伴って、集積回路および半導体デバイスに対する要求は急速に成長して来た。これを維持するために、製造者はマイクロ電子デバイスを組み込む商品の、依然増え続ける需要に見合うように製造能力を持続的に促進するように努力してきた。
【０００４】
利益（すなわち、製造能力に対する有効なマイクロ電子デバイス生産高の割合）増収のために、さらには、それらの商品の品質を高めるために、製造者は欠陥のあるマイクロ電子デバイスを識別し、識別された欠陥の根本的な原因を判断することを助けるために、自動化された検査工程および方法へと次第に変わってきている。これらの自動化検査方法の使用により、製造者は事実上、製造品の多くが有効であることを確実にし得る製造能力を上げてきている。また、それら製品の需要がさらに増えると、製造者の収入を維持しおよび増加するので、製造物をより高い品質にすることは製造者に有効である。
【０００５】
マイクロ電子デバイス自体を検査することに加えて、マイクロ電子デバイスが製造されるシリコンウエハの裏面およびエッジを検査する傾向が増えている。マイクロ電子デバイスが製造されるウエハの裏面検査は、ウエハ自体において、またはウエハ裏面の電子デバイスにおいて欠陥を識別し得る。ウエハの裏面上の欠陥を識別することによって、製造者は、製造過程において迅速に問題を把握することが可能になり、次のデバイス製造の利益増加するために解決し得る、製造工程における問題を指摘するのに有効であり得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在の裏面検査システムの１つの問題は、ウエハ表（おもて）面が、ウエハの余分な操作を考慮せず、その上に形成される傷つきやすい構造を有するという事実からでている。概して、貴重なウエハおよびその上に形成されたマイクロ電子デバイスを傷つけ、壊すことは非常に容易である。この危険は、操作器によりしっかりと握持され得るウエハ上の位置が、単にウエハのエッジのみであるという事実によりさらに複雑になる。一般的に製造者は、３ｍｍおよび１０ｍｍの間の幅でウエハの外周周りのエッジ除外範囲を考慮する。ただし、これらの寸法は製造者およびアプリケーション間でしばしば変わる。
【０００７】
ウエハ検査の産業において使用される現在存在するシステムの１つは、米国特許番号６，２０４，９１７号に記述される。このデバイスは溝が掘られた一組のホイールを有し、空気軸受表面上でウエハが回転して、カメラがその表面および裏面を同時に検査する。この設計の有する１つの問題点は、ウエハがエッジ回転しそれが回転すると、ウエハの表面を汚し得る部分が形成され得るということである。この設計の有する他の問題点は、エッジ部分に接触する回転部分がスリップし得るのでウエハの回転角を正確に予測することが困難であるということである。
【０００８】
他のシステムは、３軸のロボット装置、またはＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸として一般的に言及される３つの直交軸についてウエハを回転させる遠隔操縦器を組み合わせた周知の画像手段を活用している。このような１つのシステムの実施例はＩＳＮ３３００であり、これはＬｅｉｃａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ ｏｆ Ｗｅｔｚｌａｒ（独国）により市販されている。このシステムは、検査中にウエハを遠隔操作するためにロボットを使用している。このような遠隔操作の結果として、ウエハがいくらか曲がるので、ウエハ自体またはその上に形成されたマイクロ電子構造を損傷し得、それゆえ、このような遠隔操作は多くの製造業者には好まれない。
【０００９】
したがって、検査中にウエハの裏面に障害なく接近することを許容し、ウエハ上にかかる応力を最小化するウエハ保持システムに対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ウエハ保持装置に固定される少なくとも１つのスペーサーを有する第１プレートであって、該スペーサーが該第１プレートから離れて伸び、およびその先端から半径方向内側へ伸びる少なくとも１つのリップを有する第１プレート；
ウエハ保持装置に接続される少なくとも１つのフィンガーを有する第２プレートであって、該第２プレートが該第１プレートとほぼ同一平面にあり、および該スペーサーのリップおよび上部プレート間にほぼ位置し、該リップおよび第１プレートの間の距離により、下部プレートが上部プレートに関して移動可能となり、第２プレートが該第１プレートに関して開き位置にある場合には、該フィンガーが該リップから離れて位置し、および該第２プレートが該第１プレートに関して閉じ位置にある場合には、該フィンガーおよび該リップが協同的にフィンガーおよびリップの間にあるウエハ規定部分を握持するように、少なくとも１つのフィンガーが該第２プレート上に配置される該第２プレート、
を有するウエハ保持装置を包含し得る。また、本発明は、前記ウエハの外周付近、および前記ウエハのエッジ除外ゾーンの１以上の位置においてウエハを握持するためのウエハ保持手段であって、該ウエハがほぼ水平方向に保持される手段、前記ウエハ保持装置を移動するための前記ウエハ保持装置に接続される駆動手段、および前記ウエハがイメージメカニズム関して移動する場合に、前記ウエハの画像をキャプチャーする画像化手段を有する、ウエハ表面検査システムを包含し得る。さらに本発明は、ウエハ保持装置と前記ウエハとの間で実質的に無関係な動きがあるように外周付近のみのウエハを握持する工程、ウエハの水平面を維持しながら、前記ウエハの表面に実質的に垂直な軸周りにウエハを回転する工程、および前記ウエハの表面が画像化メカニズムを通過して回転する場合に、ウエハの表面の画像をキャプチャーする工程、を有するウエハの表面検査方法を包含し得る。さらに本発明は、上部握持要素および下部握持要素が第１の開き位置および閉じ位置を有するウエハ保持装置であって、該上部握持要素および該下部握持要素が、該第１の開き位置の場合に、ウエハを受け取るように適合され、該ウエハがこれと握持要素との間に固定される場合には、該ウエハおよび該握持要素との間で相対運動がないような形式で、該ウエハのエッジ除外ゾーン内で該ウエハの端を握持することに適応し、該上部握持要素および下部握持要素はさらに実質的に該ウエハの下側の全体領域が検査メカニズムに対してアドレス可能であるように適合されている、ウエハ保持装置を包含し得る。
【００１１】
（項目１） ウエハ保持装置に固定される少なくとも１つのスペーサーを有する第１プレートであって、該スペーサーが該第１プレートから離れて伸び、およびその先端から半径方向内側へ伸びる少なくとも１つのリップを有する第１プレート；
ウエハ保持装置に接続される少なくとも１つのフィンガーを有する第２プレートであって、該第２プレートが該第１プレートとほぼ同一平面にあり、および該スペーサーのリップおよび上部プレート間にほぼ位置し、該リップおよび第１プレートの間の距離により、下部プレートが上部プレートに関して移動可能となり、第２プレートが該第１プレートに関して開き位置にある場合には、該フィンガーが該リップから離れて位置し、および該第２プレートが該第１プレートに関して閉じ位置にある場合には、該フィンガーおよび該リップが協同的にフィンガーおよびリップの間にあるウエハ規定部分を握持するように、少なくとも１つのフィンガーが該第２プレート上に配置される該第２プレート、
を有するウエハ保持装置。
【００１２】
（項目２） その間に実質的に空気の停留空間が形成されるように、前記第２プレートが前記第１プレートおよび前記第２プレートの間に固定されるウエハに十分近くに配置される、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００１３】
（項目３） 前記ウエハ保持装置を回転するために、前記第１プレートに接続されるドライブ装置をさらに有する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００１４】
（項目４） 前記ドライブ装置が、前記第１プレートに接続されるモーターをさらに有する、請求項３に記載のウエハ保持装置。
【００１５】
（項目５） 前記モーターが、空気軸受により前記第１プレートに接続される、請求項４に記載のウエハ保持装置。
【００１６】
（項目６） 前記モーターがブラシレスな電気モードを有する、請求項４に記載のウエハ保持装置。
【００１７】
（項目７） 少なくとも１つのカラムにおいて、第２プレートがウエハ保持装置に接続され、該カラムが該第１プレートにおける少なくとも１つの孔を通過し、該カラムおよび該孔が、該カラムが該孔内で直線的に往復運動することを許容するように形成されおよび配置され、該カラムが、ヨークに接続される該第２プレートに接続されるカラム端と反対側に遠位端を有し、該ヨークがアクチュエーターと係合するように形成および配置され、該ヨークおよび該カラムにより、該アクチュエーターの運動が該第２プレートへ伝達され、該アクチュエーターが開き位置および閉じ位置の間で該第２プレートを作動するように適合されている、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００１８】
（項目８） 少なくとも２つのカラムにより、前記第２プレートが前記ヨークに接続される、請求項７に記載のウエハ保持装置。
【００１９】
（項目９） 前記ウエハ保持装置の回転位置に関係なく、前記ヨークが前記アクチュエーターと係合するように適合される、請求項７に記載のウエハ保持装置。
【００２０】
（項目１０） 前記アクチュエーターが少なくとも２つのシリンダであり、該少なくとも２つのシリンダが、前記ウエハ保持装置に関して静止している構造物に接続される、請求項７に記載のウエハ保持装置。
【００２１】
（項目１１） 前記アクチュエーターが第１位置に付勢され、前記第２プレートに接続される付勢機構によって、それが前記第２プレートが閉じ位置に向かって付勢されることを許容する、請求項７に記載のウエハ保持装置。
【００２２】
（項目１２） 前記少なくとも２つのシリンダが油圧式シリンダおよび空気圧式シリンダのうちの１つである、請求項１０に記載のウエハ保持装置。
【００２３】
（項目１３） 互いに約１２０°開いた位置に前記ウエハを握持するように適合される３つのフィンガーを有する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００２４】
（項目１４） 少なくとも１つのフィンガーが中実構造である、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００２５】
（項目１５） 前記フィンガーの接触面がウエハと接触する場合に、接触面を有するフィンガーの一部が弾性的に変形するように、前記少なくとも１つのフィンガーが、該フィンガーに形成されるスロットを有する中実構造である請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００２６】
（項目１６） 前記フィンガーが前記ウエハと接触するようになる場合に、前記フィンガーが前記第２プレートに関して移動し得るように、前記少なくとも１つのフィンガーが前記第２プレートに弾性的に接続される、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００２７】
（項目１７） 前記第２のプレートがその閉じ位置にある場合、少なくとも１つのフィンガーが、ウエハに適用される圧力の大きさを弾性的に制限するように適合される、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００２８】
（項目１８） 前記少なくとも１つのフィンガーの弾性が、少なくとも１つのフィンガーによって、前記ウエハに適用される圧力を最大３７オンスに制限する、請求項１７に記載のウエハ保持装置。
【００２９】
（項目１９） 前記第２のプレートをその閉じ位置に付勢するために、前記第１プレートおよび第２プレートのうち少なくとも１つに接続される付勢機構をさらに有する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００３０】
（項目２０） 前記付勢機構が、前記第１プレートおよび前記第２プレートの間に配置されるスプリングである、請求項１９に記載のウエハ保持装置。
【００３１】
（項目２１） 前記少なくとも１つのフィンガーが、前記第２のプレートが閉じ位置にある場合に、前記第１プレートと前記第２プレートと間の誤配置の規定量を弾性的に収容するように適合される、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００３２】
（項目２２） 前記第１プレートが、前記第２プレートのほぼ上側に向けられる、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００３３】
（項目２３） 前記第１プレートが、前記第２プレートのほぼ下側に向けられる、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００３４】
（項目２４） 前記ウエハ保持装置がウエハを握持し、ほぼ水平方向に該ウエハを保持する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００３５】
（項目２５） 前記フィンガーおよび前記リップが、前記ウエハと前記フィンガーおよび前記リップと間において実質的に無関係に移動することを特徴とする方式でウエハを保持する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００３６】
（項目２６） 前記第２のプレートがその閉じ位置にある場合に、前記フィンガーが、前記ウエハのエッジ除外ゾーンのみで接触するウエハ接触面を有する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００３７】
（項目２７） 前記ウエハ保持装置により握持されたウエハが、前記ウエハのエッジ除外ゾーンの範囲内のみで支持される、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００３８】
（項目２８） 前記ウエハの外周付近、および前記ウエハのエッジ除外ゾーンの１以上の位置においてウエハを握持するためのウエハ保持手段であって、該ウエハがほぼ水平方向に保持される手段；
前記ウエハ保持装置を移動するための前記ウエハ保持装置に接続される駆動手段；および
前記ウエハがイメージメカニズム関して移動する場合に、前記ウエハの画像をキャプチャーする画像化手段；
を有する、ウエハ表面検査システム。
【００３９】
（項目２９） 前記ウエハ保持手段が：
少なくとも１つの固定されたスペーサーを有する第１プレートであって、該スペーサーが該第１プレートから離れて広がり、そこから半径方向内側に広がる少なくとも１つのリップを有する第１プレート；
接続される少なくとも１つのフィンガーを有する第２プレートであって、該第２プレートが、該第１プレートとほぼ同一平面にあり、該スペーサーのリップおよび上部プレートの間にほぼ位置し、前記リップおよび該第１プレート間の距離が、下部プレートが上部プレートに関して動くことを許容するようにあり、該第２プレートが該第１プレートに関して開き位置の場合に、該フィンガーが該リップから離れて位置し、かつ該第２プレートが該第１プレートに関して閉じ位置にある場合、該フィンガーおよび該リップが共同してウエハの規定部分を握持するように、該フィンガーが該第２のプレート上に位置する、第２プレート；
をさらに有する、請求項２８に記載のウエハの表面検査システム。
【００４０】
（項目３０） 開き位置および閉じ位置相互間の前記第２プレートを移動するために該第２プレートに接続されるアクチュエーター手段をさらに有する、請求項２９に記載のウエハの表面検査システム。
【００４１】
（項目３１） その閉じ位置に向けて前記第２プレートを付勢するための付勢手段をさらに有する、請求項２９に記載のウエハの表面検査システム。
【００４２】
（項目３２） ウエハ保持装置と前記ウエハとの間で実質的に無関係な動きがあるように外周付近のみのウエハを握持する工程；
ウエハの水平面を維持しながら、前記ウエハの表面に実質的に垂直な軸周りにウエハを回転する工程；および
前記ウエハの表面が画像化メカニズムを通過して回転する場合に、ウエハの表面の画像をキャプチャーする工程、
を有するウエハの表面検査方法。
【００４３】
（項目３３） 前記ウエハの表面の変形を特徴付ける工程；および
前記ウエハ変形の特徴由来のデータを使用して、ウエハの表面の画像が実質的な焦点を保持することを確実にするために、焦点メカニズムを調節する工程、
を包含する、請求項３２に記載のウエハの表面検査方法。
【００４４】
（項目３４） ウエハ表面の変形を特徴付けることが：
少なくとも一部でウエハの物理的特長、および固定されたウエハの境界条件に基づくウエハの表面の予測変形をモデリングする工程；
形状データを得るために実際のウエハの少なくともある一部を計測する工程；および
該形状データを使用して、ウエハ表面の予測変形のモデルを正規化する工程、
を有する、請求項３３に記載のウエハ表面検査方法。
【００４５】
（項目３５） 上部握持要素および下部握持要素が第１の開き位置および閉じ位置を有するウエハ保持装置であって、該上部握持要素および該下部握持要素が、該第１の開き位置の場合に、ウエハを受け取るように適合され、該ウエハがこれと握持要素との間に固定される場合には、該ウエハおよび該握持要素との間で相対運動がないような形式で、該ウエハのエッジ除外ゾーン内で該ウエハの端を握持するように適合され、該上部握持要素および下部握持要素はさらに実質的に該ウエハの下側の全領域が検査メカニズムに対してアドレス可能であるように適合されている、ウエハ保持装置。
【００４６】
（項目３６） 請求項３５に記載のウエハ保持装置であって、前記上部握持要素および前記握持要素がそれぞれ：
第１プレートに固定される少なくとも１つのスペーサーを有する該第１プレートであって、該スペーサーが該第１プレートから離れて伸び、および該第１プレートの遠位端から半径方向内側へ伸びる少なくとも１つのリップを有する第１プレート；および
第２プレートに接続される少なくとも１つのフィンガーを有する該第２プレートであって、該第２プレートが該第１プレートとほぼ同一平面であり、およびほぼ該スペーサーのリップおよび該上部プレートの間に位置し、該リップと該第１プレートとの間の距離が該下部プレートが上部プレートに関して移動することを許容するようにあり、該少なくとも１つのフィンガーが、該第２プレートが該第１プレートに関して該開き位置である場合には、該フィンガーが該リップから離れて位置し、該第２プレートが該第１プレートに関して閉じ位置にある場合には、該フィンガーおよび該リップが該フィンガーおよび該リップの間でウエハの規定部分を協同して握持するように第２プレート上に位置する、第２プレート、を有するウエハ保持装置。
【００４７】
（項目３７） 前記上部握持要素および前記下部握持要素が約１２０°離れた３箇所で該ウエハを握持する、請求項３５に記載のウエハ保持装置。
【００４８】
次に示す本発明の詳細な説明では、この明細書の一部を形成する添付図面について言及し、例示によって、本発明が実施される特定の実施形態が明細書中に示される。図面中、同じ番号は、いくつかの図を通して、実質的に同じ構成要素を記載する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施できる程度に十分詳細に記載される。他の実施形態は利用され得、構造的、論理的、電気的改変が、本発明の範囲から逸脱することなくなされ得る。それゆえ、次の詳細な説明は、限定的な意味では捉えられず、および本発明の範囲は、添付された特許請求の範囲およびその均等物によってのみ定義される。
【００４９】
まず図１では、ウエハの裏面検出システム１０の一実施形態が見られ得る。このシステム１０は、ウエハＷの裏面の画像を取り込むための画像メカニズム１００に関して、ウエハＷを握持および移動するためのウエハ保持装置２０を有し、これらのメカニズムの両方が、この実施形態においてフレームまたはシャーシ１２に搭載される。一実施形態では、ウエハ保持装置２０は垂直軸周りに回転し、一方、他の実施形態では、ウエハ保持装置は、ｘ軸、ｙ軸、および／またはｚ軸の方向にウエハ保持装置を直線的に動かすように適合される移動台（示されていない）に接続される。さらに他の実施形態では、ウエハ保持装置は、４自由度（例えば、Ｘ，Ｙおよび／またはＺ方向線形移動および／または１以上の軸周りの回転方向）までもつ移動台に搭載され得る。
【００５０】
ウエハハンドラＨ（つまり、操作器）、または当業者に知られた種類の他のメカニズムによって、ウエハＷは、該ウエハ保持装置２０から出し入れされる。システム１０に対するウエハＷの挿入は、図２に模式的に示される。ウエハ保持装置２０、画像メカニズム１００およびウエハハンドラは、スタンドアロンのマニュアルモードで操作され得、ほとんどの実施形態においては、図２から図４に示されるように、これらのメカニズムが１以上のコントローラー１６に通信接続され得ることが理解され、これらのコントローラーは好ましくは協調して作用して、このウエハＷの動きをウエハ検査システム１０に組み込み、この動きは、ウエハ保持装置２０によるウエハＷの固定または握持、画像システム１００によるウエハＷの少なくとも１つの裏面および表面の画像化、および画像化されたウエハＷのシステム１０からの取り出しである。１以上のコントローラー１６上で実行するソフトウェアは、ある実施形態では、欠陥などに対してウエハＷの裏面の画像を検査し、付加的なソフトウェアまたは診断オペレーターにこれらの欠陥を報告する。
【００５１】
図２は、メカニズム２０の回転軸に平行である平面にそって垂直に切断されたウエハ保持装置２０の一実施形態の断面を示す。メカニズム２０は、図３に最もよく見られるように、それらの間にあるウエハＷを、柔軟にしかし確実に固定するために、協同して作用する上部プレート２２および下部プレート２４を有する。ある実施形態では、ウエハ保持装置２０は、ウエハＷがその間に固定された状態で、ウエハＷの裏面を画像メカニズム１００に示すために回転し、この画像メカニズム１００は、検査の目的で、１以上のウエハＷの裏面のイメージを取り込む。他の実施形態では、ウエハ保持装置２０は回転しないが、その中にあるウエハＷを固定し、画像メカニズム１００が、その要求されるイメージを取り込むためにウエハＷの裏面に関して動く。
【００５２】
図２のように、開いたウエハ受け取り位置では、上部および下部プレート２２、２４は互いに離れて配置され、その位置ではウエハＷがプレート２２および２４の間に挿入され得、およびそこから取り出され得る。一実施形態においては、上部プレート２２は垂直に固定されるが、つまりこのことから、システム１０のシャーシ１２に関して垂直方向に動かないということになる。これらの実施形態では、下部プレート２４は上部プレート２２に関して移動する。上部プレート２２が、固定された下部プレート２４に関して動く場所で、ウエハ保持装置はまた作用し得ることが理解される。
【００５３】
ある実施形態では、上部および下部プレート２２および２４は、画像メカニズム１００に関してプレートを回転するためのドライブメカニズム２９に接続される。図２および図３でよく見られる特定の一実施形態では、プレート２２および２４は、プレート２２および２４をシャーシ１２に接続し、およびプレートを回転するための機動電源にプレート２２および２４の接続手段を提供する機械サポート２１によって支持されている。
【００５４】
図２および図３の実施形態において、プレート２２は、機械サポート２１のシャフト２６に接続される。シャフト２６は、上部プレート２２の表面からほぼ垂直に伸び、および、好ましくは、シャフトおよびプレートは概して、同じ回転軸回りを共に回転するようにプレートにほぼ同心に配置される。機械サポート２１のシャフト２６は、ベアリング２８によって、シャーシ１２に可転可能に接続される。ベアリング２８は、例えばボールまたはローラーベアリングのようなどのような有効な型式であり得る。しかしながら、ベアリング２８はシャフト２６および上部プレート２２の回転を可能にする手段を提供するだけでなく、ある実施形態においては、シャフトおよび上部プレートの垂直方向の動きも制限することが理解される。一実施形態では、ベアリング２８とシャフト２６との間、およびベアリング２８とシャーシ１２との間のわずかな接触、つまり圧力の適合は、シャフト２６の垂直方向の動きを制限するのには十分である。他の実施形態では、スラスト・ベアリング（示されていない）が、シャフト２６の垂直方向の動きを制限するために使用され得る。
【００５５】
回転エンコーダー３０はシャフト２６とシャーシ１２との間で接続され、シャフト２６からの半径方向の位置（つまり、ここではウエハＷの半径方向の位置）が正確に知られることを確実にする。一実施形態では、回転エンコーダー３０は磁気回転エンコーダーであり得、光学回転エンコーダーまたは当業者に知られた他の有効な種類の回転エンコーダーが、シャフト２６からの半径方向を感知および出力するために利用され得ることが理解される。図２においては、回転エンコーダー３０のリードヘッド３１ａは、該リードヘッド３１ａがシャフト２６に接続されるエンコードストリップ３１ｂをアドレスするためにシャフト２６に近接して配置される。シャフト２６が回転するにしたがって、エンコードストリップ３１ｂがリードヘッド３１ａを通って動くので、リードヘッド３１ａは直接的にまたは間接的に、シャフトからの半径位置を与えるデータ（つまり、ここではウエハＷのデータ）を出力する。
【００５６】
ドライブ２９はさらに、機械サポート２１に、特にそのシャフト２６に接続される電源、つまりモーター３２を有する。モーター３２は、シャフト２６（ここでは、ウエハ保持装置）を回転するように適合されている。図２に記載される実施形態において示されるように、ドライブ２９のモーター３２の出力３３は、ベルト、チェーンまたはギア伝達によって、シャフト２６に連結され得、これらのすべては、プーリー、つまりシーブ（ｓｈｅａｖｅ）３８の周りを通るベルト３５によって比喩的に示される。適切なガーディング（ｇｕａｒｄｉｎｇ）またはシールディング（図示せず）をベルト周りに備え得る。
【００５７】
上述のように、ウエハ保持装置２０の一実施形態では、上部プレート２２はシャフト２６に接続され、それゆえその垂直方向の位置に固定される。他方、下部プレート２４は、ウエハＷを選択的に握持および開放するために上部プレート２２に関して動くように適合される。図２に示されるように、下部プレート２４は上側にあり、開き位置では、下部プレート２４は上部プレート２２の近くに配置される。図３では、下部プレート２４は下側に示され、閉じ位置では、下部プレートは上部プレート２２から離れて配置される。上部プレート２２は、その外周に複数のスペーサー３４を固定している。他の実施形態においてスペーサー３４は、それ自体で有効な形状を有し得、したがって、他の一般形状も有する空間を形成し得ることが理解されるが、一般的には、スペーサー３４は上部プレート２２から離れて下方向に伸び、その間にほぼ円柱状の空間を規定する。それぞれのスペーサー３４は、内側の半径方向に伸びるリップ３６を有する。スペーサー３４のリップ３６は、下部プレート２４に対向し、下部プレートの下方向の移動限界を規定する。ウエハＷは下部プレート２４と、上部プレート２２から伸びているスペーサー３４のリップ３６との間で固定される。
【００５８】
スペーサー３４は、それらの間にある下部プレート２４を受容するのに十分遠くに離れて配置される。さらに、スペーサー２２は、図３に示されるように、ウエハＷが、その間に挿入可能であるような形式で配置される。図６によく見られるウエハ保持装置２０の一実施形態では、上部プレート２２は３つのスペーサー３４を備えており、そのうち２つは突起３７を持つリップ３６を有し、この突起は前方に突出してウエハＷの支持を提供しおよびフィンガー３８に対向する。リップ３６は、ウエハＷの外周の大部分を支持し得るか、または、フィンガー３８に対向するのみでウエハＷを支持し得ることに注目したい。一実施形態では、ウエハＷがスペーサー３４とリップ３６との間に挿入される間は、上部プレート２２の外周の可変部分周りに伸びる１以上のスペーサーが使用され得、リップ３６はスペーサー３４および下部プレート２４から内側にのびる。したがって、ある実施形態では、ウエハＷは、その外周の２点、３点、４点等の位置に、実質的に外周全体で固定され得る。固定機構の一実施形態が図６に示される。
【００５９】
一実施形態では、ウエハＷは、リップ３６と下部プレート２４との間で直接固定される。図に示されるような他の実施形態では、下部プレート２４は複数のフィンガー３８を備え、これらはリップ３６に対向し、それらの間にあるウエハＷを固定する。フィンガー３８が組み込まれる実施形態においては、ウエハＷは、一般的には接触範囲が制限されるので、複数点として最もよく特徴付けられる離接位置に固定される。複数のフィンガー３８が提供され得る。さらに、リップ３６は表面の範囲を制限するように適応され得るが、これはリップ３６が、対向するフィンガー３８の接触範囲と実質的に同じである範囲上のウエハＷと接触するためである。
【００６０】
図５ａから図５ｃは、フィンガー３８のいくつかの実施形態を示す。フィンガー３８は、図示されてない他の方法で適合し得ることに注目されたい。したがって、本発明は、まさに示されているこれらの実施形態に制限されない。図５ａは、フィンガー３８の理想的な実施形態を示す。フィンガー３８の実施形態のそれぞれは、フィンガー３８を下部プレート２４、一定の実施形態では、ボルトまたは他のファスナーの孔への接続に必要なこれらの構造を組み込むベース部分４０を有する。チップ４２は、ベース部分４０から下方に伸び、接触面４３を有する。チップ４２、および具体的には接触面４３は、平面状、円状、面状、または他の形状または大きさであり得る。フィンガー３８は、鉄材または非鉄材、プラスチック、および混合材のような材料から形成され得る。
【００６１】
フィンガー３８によってウエハＷに適用される圧力を制限することが望まれるので、一定の実施形態では、ウエハＷに関して下部プレート２４の位置は慎重に制御され、適用される圧力を制限する。他の実施形態では、フィンガー３８は、フィンガー３８の接触面４３の表面積の大きさを考慮に入れ、ウエハＷに適用される圧力の大きさを制限する既定の弾性を有するように適応される。一実施形態では、ウエハＷに適用される圧力は、約３７オンスに制限される。図５ａに示されるフィンガー３８の実施形態は固体構造であり、ウエハＷへの適用を慎重に制御し得る場合には、相対的に剛な材料から形成され得、フィンガー３８の弾性変形の増加により下部プレート２４からフィンガー３８へ伝達される過度の力が補正される場合には、相対的に弾性材料から形成され得る。図５ｂはフィンガー３８の一実施形態を示し、このフィンガー３８はここに形成されるコンプライアンススロット４４を有する。このスロット４４は、フィンガー３８のチップ４２がフィンガー３８の弾性定数または固有弾性を修正することにより適用し得る力の大きさを制限する。フィンガー３８によって圧力がウエハＷに適用されるので、フィンガー３８は、スロット４４があるために柔軟性をもつので、ウエハＷに適用される圧力を制限する。図５において最もよく見られる他の実施形態では、これとは別に、柔軟性がない、硬質なフィンガー３８が弾性構造３９によって下部プレート２４に接続され得、この弾性構造３９は、フィンガー３８と下部プレート２４との間で、相対運動を許容する。フィンガー３８によりウエハＷにかかる応力は、下部プレート２４および接触面４３の表面積によりフィンガー３８に適用された力の結果物であるので、一般的には、ある実施形態において、フィンガー３８の弾性は、接触面４３の表面積と逆の関係を有することが理解されることに注目されたい。弾性またはコンプライアントフィンガー３８を使用するさらなる利益は、プレート２２と２４との間で誤配置がある場合に、弾性またはコンプライアントフィンガーは、ウエハＷに適用される圧力を制限する間に誤配置に対応し得ることである。しかし、ウエハ保持装置２０の他の利益は、ウエハＷはプレート２２、２４との間の相対運動を実質的に除くような方法で固定され、ウエハＷがその間で固定されるということである。
【００６２】
プレート２２、２４は、ウエハ保持装置２０上から落ち得る粒子から、プレート２２と２４との間で固定されるウエハＷの表面を保護するように作用する。さらに、ウエハＷは複数のプレートの間に固定され、下部プレート２４はウエハＷの表面に相対的に近く配置されるので、ウエハＷの表面の上の空気の流れを回避または少なくとも阻害する澱んだ空気を伴う間隙が、下部プレート２４およびウエハＷの間で作られる。この澱んだ空気を伴う間隙は、ウエハＷの表面上に存在するようになるエアーボーム（ａｉｒｂｏｍｅ）微粒子および混入物に対する障害物として作用する。
【００６３】
下部プレート２４は、上部プレート２２に形成される孔５０に通している複数の支持カラム４８によって、支持および上げ下げされる。多いに越したことはないが、少なくとも１つの支持カラム４８が必要とされる。一実施形態では、下部プレート２４は、３つの支持カラム４８に支持される。支持カラム４８の滑らかな垂直運動を確保するために、およびカラムの横方向の運動を最小化するために、孔５０は直線ベアリングまたはブシング（ｂｕｓｈｉｎｇ）５２を備え得る。支持カラム４６のそれぞれの先端は、制御ヨーク（ｃｏｎｔｒｏｌ ｙｏｋｅ）５４に接続される。垂直力を制御ヨーク５４に適用する場合、下部プレート２４は、上部プレート２２に関して垂直に移動させられ得る。この方式では、上部プレート２２と下部プレート２４との間でウエハＷを安全に保持するために必要とされる固定力が適用および開放され得る。
【００６４】
１以上のアクチュエーター５６によって、力が制御ヨーク５４に適用される。アクチュエーター５６は、二重または単一作用油圧または空気圧シリンダ、ソレノイド、ボールねじ（ｂａｌｌ ｓｃｒｅｗ）メカニズム、または当業者に知られた他のタイプの直線アクチュエーターであり得る。図２に示される実施形態において、アクチュエーター５６は単一作用空気圧シリンダである。それぞれのアクチュエーターは、ボディー（ｂｏｄｙ）５８を有し、このボディーはこれを通る気筒５９をもつ。ピストンヘッド６０は、気筒５９内に収容され、および圧縮空気またはその他のガスが、ピストンヘッド６０とショルダー６１および６２のそれぞれとの間の気筒５９に導入されると、上部ショルダー６１および下部ショルダー６２の間を往復可能である。ピストンヘッド６０に取り付けられたシャフト６３は、アクチュエーター５６から制御ヨーク５４へ原動力を伝達する。シャフト６３は、シャフトに取り付けられる止めワッシャーを有し、このワッシャーは、上部の力が制御ヨーク５４の回転を制限することなく、ここに適用されることを許容するように、制御ヨーク５４に係合して、制御ヨーク５４が上部プレート２２および下部プレート２４とともに回転する。他方、アクチュエーター５６は一般的に、システム１０のシャーシ１２に固定される。明らかなように、好ましい実施形態では、図７により、制御ヨーク５４は輪状であり、ヨーク断面のみが見られる。
【００６５】
一実施形態では、バネ６６は、上部プレート２２と下部プレート２４との間に配置され、下方向つまり閉じ位置に下部プレート２２を偏らせる。結果として、力の損失が存在し、およびシステム１０が停止するとしても、ウエハＷは、上部プレート２２と下部プレート２４との間に安全に固定されたままである。バネ６６が省略される実施形態においては、バネ６６の作用を増大しまたはバネ６６を置換するのと同様に、アクチュエーター５６にバネ荷重をかけ得る（示されていない）ことに注目されたい。ある実施形態では、上部プレート２２は概して、少なくとも一部にバネ部分６６を有する円筒ハウジング６８を備える。同様にして、ある実施形態では、下部プレート２４は概して、バネ部分６６を少なくとも一部に有する円筒状のハウジング７０を有し得る。上述したある実施形態では、上部プレートおよび下部プレートのそれぞれのハウジング６８および７０は、バネ６６を完全に内蔵するように伸縮して重なりあう。他の実施形態では、ハウジング６８および７０は部分的にのみ伸縮して重なりあう。
【００６６】
一実施形態では、ウエハ保持装置２０は、図４によく見られるように、駆動メカニズム８０によって支持および回転される。駆動メカニズム８０は、上部プレート２２の上面に直接接続される空気軸受８２を有する。内蔵モーター８４は、空気軸受８２の上面に接続される。空気源（示されていない）は、ウエハ保持装置２０を支持するために、およびその円滑な回転を促進するために、空気軸受に接続される。回転力は、内蔵モーター８４から伝達され、この内蔵モーターは、一実施形態において、空気軸受８２を通って、ウエハ保持装置２０の上部プレートに通じるブラシレス電気モーターである。
【００６７】
一実施形態では、内蔵モーター８４は、１以上の永久磁石８７を確保する回転器８６を有する。回転器８６は固定器８８内に配置され、固定器は、電源と電気的に接続される１以上のコイル８９をその中に有している。コイル８９は選択的に、回転器の磁石８８と相互作用するために電圧を印加され、ここに回転運動を与える。空気軸受を通して、ウエハ保持装置２０を、回転電源と接続することの一つの利益は、ウエハ保持装置２０に強いられる垂直運動がほとんどないということである。その結果として、メカニズム２０に固定されるウエハＷは、ウエハを偏らせ得る垂直力をほとんど受けない。
【００６８】
図４に示される一実施形態におけるウエハ保持装置２０の回転位置は、図２および図３中に示される実施形態とともに記載される種類の回転符号器３０により、直接決定される。特には、リードヘッド３１ａは内蔵モーター８４の固定器に接続され、回転器８６に接続された符号化リング（ｅｎｃｏｄｉｎｇ ｒｉｎｇ）３１ｂに係合する。
【００６９】
使用時には、ウエハ保持装置２０は、図２に示されるように、開き位置から開始する。この位置においては、下部プレート２４は上部プレート２２の近くに移動し、その結果、フィンガー３８がリップ３６から離れて動く。その後、ウエハＷは、ウエハ保持装置またはウエハ移送メカニズムＨにより、または操作器により、フィンガー３８とリップ３６との間に挿入され得る。いったんウエハＷが、上部プレート２２と下部プレート２４との間の所望位置にあると、下部プレート２４は、図３に見られるように、その開き位置から閉じ位置に移るように作用する。図３において、ウエハＷは、その性質に依存する位置の規定数により、およびフィンガー３８およびリップ３６の規定数により、下部プレート２４のフィンガー３８と上部プレート２２のリップ３６との間に固定される。このゾーンの外側からウエハＷを固定するように、リップ３６およびフィンガー３８を組立ておよび配置することは可能であるが、これがよくあらわされる実施形態では、ウエハＷは、そのエッジ排除ゾーン（図６にＥとして参照される）として上記されるものでのみ固定されることに注目されたい。
【００７０】
いったんウエハＷが、ウエハ保持装置２０のプレートの間に固定されると、保持装置２０は、このウエハＷの表面全体（本実施形態では、ウエハＷの下面つまり裏面）を画像化する画像メカニズム１００に関して回転する。ウエハ保持装置２０の再設定のみによって、ウエハ表面にアクセスし、画像化することも可能であることが理解される。一実施形態では、画像メカニズム１００は、面走査カメラ、および関連する光学縦列を有し、および他の実施形態では、画像メカニズム１００は、直線走査カメラおよび関連する光学縦列を有する。ある実施形態では、画像メカニズム１００は、ウエハＷが回転するにつれ、ウエハＷに関して高速で動く。他の実施形態では、画像メカニズム１００は、ウエハＷが回転するのとは反して、固定し続ける。
【００７１】
ウエハ保持装置２０およびその中に固定されるウエハＷは、上述されるドライブ２９または８０、または当業者に知られたタイプの他の回転電源により回転される。回転符号器３０は、ウエハＷの回転位置をトラックし、画像メカニズム１００によって取り込まれる画像によりその位置を整合する。ウエハ表面の画像は個々に検査または調査され得、またはステッチ（ｓｔｉｔｃｈ）され得、またはそうでなければ１回で表面全体を見るために、ウエハの裏面を大きな画像に併合することに注目されたい。さらに、画像システム１００により取り込まれる画像に関するデータが、リモートコンピュータまたは他の処理装置に伝送された後に、このような検査は、コントローラー１６上のシステム１０内または遠隔的に起こり得る。
【００７２】
半導体デバイスの製造時に使用される種類のウエハを固定するためのウエハ保持装置は明細書中に記載される。このメカニズムは、半径方向に内側にオフセットして伸びる、少なくとも１つのリップを定義する複数のオフセットをもつ第１プレートを有する。第２のプレートは、第２のプレートに接続される１以上のフィンガーが、第１プレートから決定するリップに対向するように、第１プレート、および一般的には第１プレートとリップとの間に隣接して配置される。第２のプレートが閉じ位置に移動する場合、少なくとも１つのリップ、および１以上のフィンガーが協同して、その間にあるウエハの端を固定する。ウエハ保持装置は、ウエハの画像を取り込むための画像メカニズムが起動する前に、ウエハを回転させるドライブに接続される。
【００７３】
（結論）
本発明の特定の実施形態を明細書中に示し、および記載したが、同目的を達成しようとするいずれの置換物も、示された特定の実施形態に代替され得ることは当業者によって理解される。本発明の多くの適応は、当業者にとって明らかである。したがってこの適用は、本発明の適応物または変形物に及ぶことが意図される。本発明は、添付された請求の範囲およびその均等物にのみに制限されるということが明白に意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施形態による、ウエハ保持装置を有するウエハ検査システムの斜視図である。
【図２】ウエハ保持装置の実施形態の模式的な立断面を示しており、該ウエハ保持装置がウエハを受容するために配置され、該ウエハ保持装置がウエハの裏面を画像化するための画像メカニズムついて示される。
【図３】図２のウエハ保持装置の模式的な立断面であり、該ウエハ保持装置がウエハを固定した状態を示す。
【図４】ウエハ保持装置の他の実施形態の模式的な断面図であり、そのメカニズム中で、ウエハ保持装置を支持する空気軸受によってウエハ保持装置に接続される。
【図５】図５Ａは、ウエハ保持装置の固定フィンガーの一実施形態を示す。図５Ｂは、ウエハ保持装置の固定フィンガーの第２の実施形態を示す。図５Ｃは、ウエハ保持装置の固定フィンガーの第３の実施形態を示す。
【図６】ウエハを固定するためのフィンガーの配置を示す、ウエハ保持装置の一実施形態の模式的な底図である。
【図７】ウエハ保持装置の一実施形態の一部の模式的な拡大断面図である。
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２００４年７月１２日に出願された米国仮出願シリアル番号６０／５８７，５７１号に関し、この出願から優先権主張を行い、参照としてここに組み込まれる。
【０００２】
本発明は概して、円盤状の物体を握持するためのメカニズムに関し、さらに詳しくは、半導体およびマイクロ電子デバイスの製造時に使用されるタイプのディスク状のウエハを固定および操作するためのメカニズムに関する。
【背景技術】
【０００３】
我々の経済活動のほとんどすべての分野および個人生活においては、マイクロエレクトロニクスの使用によるほぼ指数関数的な成長を伴って、集積回路および半導体デバイスに対する要求は急速に成長して来た。これを維持するために、製造者はマイクロ電子デバイスを組み込む商品の、依然増え続ける需要に見合うように製造能力を持続的に促進するように努力してきた。
【０００４】
利益（すなわち、製造能力に対する有効なマイクロ電子デバイス生産高の割合）増収のために、さらには、それらの商品の品質を高めるために、製造者は欠陥のあるマイクロ電子デバイスを識別し、識別された欠陥の根本的な原因を判断することを助けるために、自動化された検査工程および方法へと次第に変わってきている。これらの自動化検査方法の使用により、製造者は事実上、製造品の多くが有効であることを確実にし得る製造能力を上げてきている。また、それら製品の需要がさらに増えると、製造者の収入を維持しおよび増加するので、製造物をより高い品質にすることは製造者に有効である。
【０００５】
マイクロ電子デバイス自体を検査することに加えて、マイクロ電子デバイスが製造されるシリコンウエハの裏面およびエッジを検査する傾向が増えている。マイクロ電子デバイスが製造されるウエハの裏面検査は、ウエハ自体において、またはウエハ裏面の電子デバイスにおいて欠陥を識別し得る。ウエハの裏面上の欠陥を識別することによって、製造者は、製造過程において迅速に問題を把握することが可能になり、次のデバイス製造の利益増加するために解決し得る、製造工程における問題を指摘するのに有効であり得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在の裏面検査システムの１つの問題は、ウエハ表（おもて）面が、ウエハの余分な操作を考慮せず、その上に形成される傷つきやすい構造を有するという事実からでている。概して、貴重なウエハおよびその上に形成されたマイクロ電子デバイスを傷つけ、壊すことは非常に容易である。この危険は、操作器によりしっかりと握持され得るウエハ上の位置が、単にウエハのエッジのみであるという事実によりさらに複雑になる。一般的に製造者は、３ｍｍおよび１０ｍｍの間の幅でウエハの外周周りのエッジ除外範囲を考慮する。ただし、これらの寸法は製造者およびアプリケーション間でしばしば変わる。
【０００７】
ウエハ検査の産業において使用される現在存在するシステムの１つは、米国特許番号６，２０４，９１７号に記述される。このデバイスは溝が掘られた一組のホイールを有し、空気軸受表面上でウエハが回転して、カメラがその表面および裏面を同時に検査する。この設計の有する１つの問題点は、ウエハがエッジ回転しそれが回転すると、ウエハの表面を汚し得る部分が形成され得るということである。この設計の有する他の問題点は、エッジ部分に接触する回転部分がスリップし得るのでウエハの回転角を正確に予測することが困難であるということである。
【０００８】
他のシステムは、３軸のロボット装置、またはＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸として一般的に言及される３つの直交軸についてウエハを回転させる遠隔操縦器を組み合わせた周知の画像手段を活用している。このような１つのシステムの実施例はＩＳＮ３３００であり、これはＬｅｉｃａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ ｏｆ Ｗｅｔｚｌａｒ（独国）により市販されている。このシステムは、検査中にウエハを遠隔操作するためにロボットを使用している。このような遠隔操作の結果として、ウエハがいくらか曲がるので、ウエハ自体またはその上に形成されたマイクロ電子構造を損傷し得、それゆえ、このような遠隔操作は多くの製造業者には好まれない。
【０００９】
したがって、検査中にウエハの裏面に障害なく接近することを許容し、ウエハ上にかかる応力を最小化するウエハ保持システムに対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ウエハ保持装置に固定される少なくとも１つのスペーサーを有する第１プレートであって、該スペーサーが該第１プレートから離れて伸び、およびその先端から半径方向内側へ伸びる少なくとも１つのリップを有する第１プレート；
ウエハ保持装置に接続される少なくとも１つのフィンガーを有する第２プレートであって、該第２プレートが該第１プレートとほぼ同一平面にあり、および該スペーサーのリップおよび上部プレート間にほぼ位置し、該リップおよび第１プレートの間の距離により、下部プレートが上部プレートに関して移動可能となり、第２プレートが該第１プレートに関して開き位置にある場合には、該フィンガーが該リップから離れて位置し、および該第２プレートが該第１プレートに関して閉じ位置にある場合には、該フィンガーおよび該リップが協同的にフィンガーおよびリップの間にあるウエハ規定部分を握持するように、少なくとも１つのフィンガーが該第２プレート上に配置される該第２プレート、
を有するウエハ保持装置を包含し得る。また、本発明は、前記ウエハの外周付近、および前記ウエハのエッジ除外ゾーンの１以上の位置においてウエハを握持するためのウエハ保持手段であって、該ウエハがほぼ水平方向に保持される手段、前記ウエハ保持装置を移動するための前記ウエハ保持装置に接続される駆動手段、および前記ウエハがイメージメカニズム関して移動する場合に、前記ウエハの画像をキャプチャーする画像化手段を有する、ウエハ表面検査システムを包含し得る。さらに本発明は、ウエハ保持装置と前記ウエハとの間で実質的に無関係な動きがあるように外周付近のみのウエハを握持する工程、ウエハの水平面を維持しながら、前記ウエハの表面に実質的に垂直な軸周りにウエハを回転する工程、および前記ウエハの表面が画像化メカニズムを通過して回転する場合に、ウエハの表面の画像をキャプチャーする工程、を有するウエハの表面検査方法を包含し得る。さらに本発明は、上部握持要素および下部握持要素が第１の開き位置および閉じ位置を有するウエハ保持装置であって、該上部握持要素および該下部握持要素が、該第１の開き位置の場合に、ウエハを受け取るように適合され、該ウエハがこれと握持要素との間に固定される場合には、該ウエハおよび該握持要素との間で相対運動がないような形式で、該ウエハのエッジ除外ゾーン内で該ウエハの端を握持することに適応し、該上部握持要素および下部握持要素はさらに実質的に該ウエハの下側の全体領域が検査メカニズムに対してアドレス可能であるように適合されている、ウエハ保持装置を包含し得る。
【００１１】
（項目１） ウエハ保持装置に固定される少なくとも１つのスペーサーを有する第１プレートであって、該スペーサーが該第１プレートから離れて伸び、およびその先端から半径方向内側へ伸びる少なくとも１つのリップを有する第１プレート；
ウエハ保持装置に接続される少なくとも１つのフィンガーを有する第２プレートであって、該第２プレートが該第１プレートとほぼ同一平面にあり、および該スペーサーのリップおよび上部プレート間にほぼ位置し、該リップおよび第１プレートの間の距離により、下部プレートが上部プレートに関して移動可能となり、第２プレートが該第１プレートに関して開き位置にある場合には、該フィンガーが該リップから離れて位置し、および該第２プレートが該第１プレートに関して閉じ位置にある場合には、該フィンガーおよび該リップが協同的にフィンガーおよびリップの間にあるウエハ規定部分を握持するように、少なくとも１つのフィンガーが該第２プレート上に配置される該第２プレート、
を有するウエハ保持装置。
【００１２】
（項目２） その間に実質的に空気の停留空間が形成されるように、前記第２プレートが前記第１プレートおよび前記第２プレートの間に固定されるウエハに十分近くに配置される、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００１３】
（項目３） 前記ウエハ保持装置を回転するために、前記第１プレートに接続されるドライブ装置をさらに有する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００１４】
（項目４） 前記ドライブ装置が、前記第１プレートに接続されるモーターをさらに有する、請求項３に記載のウエハ保持装置。
【００１５】
（項目５） 前記モーターが、空気軸受により前記第１プレートに接続される、請求項４に記載のウエハ保持装置。
【００１６】
（項目６） 前記モーターがブラシレスな電気モードを有する、請求項４に記載のウエハ保持装置。
【００１７】
（項目７） 少なくとも１つのカラムにおいて、第２プレートがウエハ保持装置に接続され、該カラムが該第１プレートにおける少なくとも１つの孔を通過し、該カラムおよび該孔が、該カラムが該孔内で直線的に往復運動することを許容するように形成されおよび配置され、該カラムが、ヨークに接続される該第２プレートに接続されるカラム端と反対側に遠位端を有し、該ヨークがアクチュエーターと係合するように形成および配置され、該ヨークおよび該カラムにより、該アクチュエーターの運動が該第２プレートへ伝達され、該アクチュエーターが開き位置および閉じ位置の間で該第２プレートを作動するように適合されている、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００１８】
（項目８） 少なくとも２つのカラムにより、前記第２プレートが前記ヨークに接続される、請求項７に記載のウエハ保持装置。
【００１９】
（項目９） 前記ウエハ保持装置の回転位置に関係なく、前記ヨークが前記アクチュエーターと係合するように適合される、請求項７に記載のウエハ保持装置。
【００２０】
（項目１０） 前記アクチュエーターが少なくとも２つのシリンダであり、該少なくとも２つのシリンダが、前記ウエハ保持装置に関して静止している構造物に接続される、請求項７に記載のウエハ保持装置。
【００２１】
（項目１１） 前記アクチュエーターが第１位置に付勢され、前記第２プレートに接続される付勢機構によって、それが前記第２プレートが閉じ位置に向かって付勢されることを許容する、請求項７に記載のウエハ保持装置。
【００２２】
（項目１２） 前記少なくとも２つのシリンダが油圧式シリンダおよび空気圧式シリンダのうちの１つである、請求項１０に記載のウエハ保持装置。
【００２３】
（項目１３） 互いに約１２０°開いた位置に前記ウエハを握持するように適合される３つのフィンガーを有する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００２４】
（項目１４） 少なくとも１つのフィンガーが中実構造である、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００２５】
（項目１５） 前記フィンガーの接触面がウエハと接触する場合に、接触面を有するフィンガーの一部が弾性的に変形するように、前記少なくとも１つのフィンガーが、該フィンガーに形成されるスロットを有する中実構造である請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００２６】
（項目１６） 前記フィンガーが前記ウエハと接触するようになる場合に、前記フィンガーが前記第２プレートに関して移動し得るように、前記少なくとも１つのフィンガーが前記第２プレートに弾性的に接続される、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００２７】
（項目１７） 前記第２のプレートがその閉じ位置にある場合、少なくとも１つのフィンガーが、ウエハに適用される圧力の大きさを弾性的に制限するように適合される、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００２８】
（項目１８） 前記少なくとも１つのフィンガーの弾性が、少なくとも１つのフィンガーによって、前記ウエハに適用される圧力を最大３７オンスに制限する、請求項１７に記載のウエハ保持装置。
【００２９】
（項目１９） 前記第２のプレートをその閉じ位置に付勢するために、前記第１プレートおよび第２プレートのうち少なくとも１つに接続される付勢機構をさらに有する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００３０】
（項目２０） 前記付勢機構が、前記第１プレートおよび前記第２プレートの間に配置されるスプリングである、請求項１９に記載のウエハ保持装置。
【００３１】
（項目２１） 前記少なくとも１つのフィンガーが、前記第２のプレートが閉じ位置にある場合に、前記第１プレートと前記第２プレートと間の誤配置の規定量を弾性的に収容するように適合される、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００３２】
（項目２２） 前記第１プレートが、前記第２プレートのほぼ上側に向けられる、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００３３】
（項目２３） 前記第１プレートが、前記第２プレートのほぼ下側に向けられる、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００３４】
（項目２４） 前記ウエハ保持装置がウエハを握持し、ほぼ水平方向に該ウエハを保持する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００３５】
（項目２５） 前記フィンガーおよび前記リップが、前記ウエハと前記フィンガーおよび前記リップと間において実質的に無関係に移動することを特徴とする方式でウエハを保持する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００３６】
（項目２６） 前記第２のプレートがその閉じ位置にある場合に、前記フィンガーが、前記ウエハのエッジ除外ゾーンのみで接触するウエハ接触面を有する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００３７】
（項目２７） 前記ウエハ保持装置により握持されたウエハが、前記ウエハのエッジ除外ゾーンの範囲内のみで支持される、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【００３８】
（項目２８） 前記ウエハの外周付近、および前記ウエハのエッジ除外ゾーンの１以上の位置においてウエハを握持するためのウエハ保持手段であって、該ウエハがほぼ水平方向に保持される手段；
前記ウエハ保持装置を移動するための前記ウエハ保持装置に接続される駆動手段；および
前記ウエハがイメージメカニズム関して移動する場合に、前記ウエハの画像をキャプチャーする画像化手段；
を有する、ウエハ表面検査システム。
【００３９】
（項目２９） 前記ウエハ保持手段が：
少なくとも１つの固定されたスペーサーを有する第１プレートであって、該スペーサーが該第１プレートから離れて広がり、そこから半径方向内側に広がる少なくとも１つのリップを有する第１プレート；
接続される少なくとも１つのフィンガーを有する第２プレートであって、該第２プレートが、該第１プレートとほぼ同一平面にあり、該スペーサーのリップおよび上部プレートの間にほぼ位置し、前記リップおよび該第１プレート間の距離が、下部プレートが上部プレートに関して動くことを許容するようにあり、該第２プレートが該第１プレートに関して開き位置の場合に、該フィンガーが該リップから離れて位置し、かつ該第２プレートが該第１プレートに関して閉じ位置にある場合、該フィンガーおよび該リップが共同してウエハの規定部分を握持するように、該フィンガーが該第２のプレート上に位置する、第２プレート；
をさらに有する、請求項２８に記載のウエハの表面検査システム。
【００４０】
（項目３０） 開き位置および閉じ位置相互間の前記第２プレートを移動するために該第２プレートに接続されるアクチュエーター手段をさらに有する、請求項２９に記載のウエハの表面検査システム。
【００４１】
（項目３１） その閉じ位置に向けて前記第２プレートを付勢するための付勢手段をさらに有する、請求項２９に記載のウエハの表面検査システム。
【００４２】
（項目３２） ウエハ保持装置と前記ウエハとの間で実質的に無関係な動きがあるように外周付近のみのウエハを握持する工程；
ウエハの水平面を維持しながら、前記ウエハの表面に実質的に垂直な軸周りにウエハを回転する工程；および
前記ウエハの表面が画像化メカニズムを通過して回転する場合に、ウエハの表面の画像をキャプチャーする工程、
を有するウエハの表面検査方法。
【００４３】
（項目３３） 前記ウエハの表面の変形を特徴付ける工程；および
前記ウエハ変形の特徴由来のデータを使用して、ウエハの表面の画像が実質的な焦点を保持することを確実にするために、焦点メカニズムを調節する工程、
を包含する、請求項３２に記載のウエハの表面検査方法。
【００４４】
（項目３４） ウエハ表面の変形を特徴付けることが：
少なくとも一部でウエハの物理的特長、および固定されたウエハの境界条件に基づくウエハの表面の予測変形をモデリングする工程；
形状データを得るために実際のウエハの少なくともある一部を計測する工程；および
該形状データを使用して、ウエハ表面の予測変形のモデルを正規化する工程、
を有する、請求項３３に記載のウエハ表面検査方法。
【００４５】
（項目３５） 上部握持要素および下部握持要素が第１の開き位置および閉じ位置を有するウエハ保持装置であって、該上部握持要素および該下部握持要素が、該第１の開き位置の場合に、ウエハを受け取るように適合され、該ウエハがこれと握持要素との間に固定される場合には、該ウエハおよび該握持要素との間で相対運動がないような形式で、該ウエハのエッジ除外ゾーン内で該ウエハの端を握持するように適合され、該上部握持要素および下部握持要素はさらに実質的に該ウエハの下側の全領域が検査メカニズムに対してアドレス可能であるように適合されている、ウエハ保持装置。
【００４６】
（項目３６） 請求項３５に記載のウエハ保持装置であって、前記上部握持要素および前記握持要素がそれぞれ：
第１プレートに固定される少なくとも１つのスペーサーを有する該第１プレートであって、該スペーサーが該第１プレートから離れて伸び、および該第１プレートの遠位端から半径方向内側へ伸びる少なくとも１つのリップを有する第１プレート；および
第２プレートに接続される少なくとも１つのフィンガーを有する該第２プレートであって、該第２プレートが該第１プレートとほぼ同一平面であり、およびほぼ該スペーサーのリップおよび該上部プレートの間に位置し、該リップと該第１プレートとの間の距離が該下部プレートが上部プレートに関して移動することを許容するようにあり、該少なくとも１つのフィンガーが、該第２プレートが該第１プレートに関して該開き位置である場合には、該フィンガーが該リップから離れて位置し、該第２プレートが該第１プレートに関して閉じ位置にある場合には、該フィンガーおよび該リップが該フィンガーおよび該リップの間でウエハの規定部分を協同して握持するように第２プレート上に位置する、第２プレート、を有するウエハ保持装置。
【００４７】
（項目３７） 前記上部握持要素および前記下部握持要素が約１２０°離れた３箇所で該ウエハを握持する、請求項３５に記載のウエハ保持装置。
【００４８】
次に示す本発明の詳細な説明では、この明細書の一部を形成する添付図面について言及し、例示によって、本発明が実施される特定の実施形態が明細書中に示される。図面中、同じ番号は、いくつかの図を通して、実質的に同じ構成要素を記載する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施できる程度に十分詳細に記載される。他の実施形態は利用され得、構造的、論理的、電気的改変が、本発明の範囲から逸脱することなくなされ得る。それゆえ、次の詳細な説明は、限定的な意味では捉えられず、および本発明の範囲は、添付された特許請求の範囲およびその均等物によってのみ定義される。
【００４９】
まず図１では、ウエハの裏面検出システム１０の一実施形態が見られ得る。このシステム１０は、ウエハＷの裏面の画像を取り込むための画像メカニズム１００に関して、ウエハＷを握持および移動するためのウエハ保持装置２０を有し、これらのメカニズムの両方が、この実施形態においてフレームまたはシャーシ１２に搭載される。一実施形態では、ウエハ保持装置２０は垂直軸周りに回転し、一方、他の実施形態では、ウエハ保持装置は、ｘ軸、ｙ軸、および／またはｚ軸の方向にウエハ保持装置を直線的に動かすように適合される移動台（示されていない）に接続される。さらに他の実施形態では、ウエハ保持装置は、４自由度（例えば、Ｘ，Ｙおよび／またはＺ方向線形移動および／または１以上の軸周りの回転方向）までもつ移動台に搭載され得る。
【００５０】
ウエハハンドラＨ（つまり、操作器）、または当業者に知られた種類の他のメカニズムによって、ウエハＷは、該ウエハ保持装置２０から出し入れされる。システム１０に対するウエハＷの挿入は、図２に模式的に示される。ウエハ保持装置２０、画像メカニズム１００およびウエハハンドラは、スタンドアロンのマニュアルモードで操作され得、ほとんどの実施形態においては、図２から図４に示されるように、これらのメカニズムが１以上のコントローラー１６に通信接続され得ることが理解され、これらのコントローラーは好ましくは協調して作用して、このウエハＷの動きをウエハ検査システム１０に組み込み、この動きは、ウエハ保持装置２０によるウエハＷの固定または握持、画像システム１００によるウエハＷの少なくとも１つの裏面および表面の画像化、および画像化されたウエハＷのシステム１０からの取り出しである。１以上のコントローラー１６上で実行するソフトウェアは、ある実施形態では、欠陥などに対してウエハＷの裏面の画像を検査し、付加的なソフトウェアまたは診断オペレーターにこれらの欠陥を報告する。
【００５１】
図２は、メカニズム２０の回転軸に平行である平面にそって垂直に切断されたウエハ保持装置２０の一実施形態の断面を示す。メカニズム２０は、図３に最もよく見られるように、それらの間にあるウエハＷを、柔軟にしかし確実に固定するために、協同して作用する上部プレート２２および下部プレート２４を有する。ある実施形態では、ウエハ保持装置２０は、ウエハＷがその間に固定された状態で、ウエハＷの裏面を画像メカニズム１００に示すために回転し、この画像メカニズム１００は、検査の目的で、１以上のウエハＷの裏面のイメージを取り込む。他の実施形態では、ウエハ保持装置２０は回転しないが、その中にあるウエハＷを固定し、画像メカニズム１００が、その要求されるイメージを取り込むためにウエハＷの裏面に関して動く。
【００５２】
図２のように、開いたウエハ受け取り位置では、上部および下部プレート２２、２４は互いに離れて配置され、その位置ではウエハＷがプレート２２および２４の間に挿入され得、およびそこから取り出され得る。一実施形態においては、上部プレート２２は垂直に固定されるが、つまりこのことから、システム１０のシャーシ１２に関して垂直方向に動かないということになる。これらの実施形態では、下部プレート２４は上部プレート２２に関して移動する。上部プレート２２が、固定された下部プレート２４に関して動く場所で、ウエハ保持装置はまた作用し得ることが理解される。
【００５３】
ある実施形態では、上部および下部プレート２２および２４は、画像メカニズム１００に関してプレートを回転するためのドライブメカニズム２９に接続される。図２および図３でよく見られる特定の一実施形態では、プレート２２および２４は、プレート２２および２４をシャーシ１２に接続し、およびプレートを回転するための機動電源にプレート２２および２４の接続手段を提供する機械サポート２１によって支持されている。
【００５４】
図２および図３の実施形態において、プレート２２は、機械サポート２１のシャフト２６に接続される。シャフト２６は、上部プレート２２の表面からほぼ垂直に伸び、および、好ましくは、シャフトおよびプレートは概して、同じ回転軸回りを共に回転するようにプレートにほぼ同心に配置される。機械サポート２１のシャフト２６は、ベアリング２８によって、シャーシ１２に可転可能に接続される。ベアリング２８は、例えばボールまたはローラーベアリングのようなどのような有効な型式であり得る。しかしながら、ベアリング２８はシャフト２６および上部プレート２２の回転を可能にする手段を提供するだけでなく、ある実施形態においては、シャフトおよび上部プレートの垂直方向の動きも制限することが理解される。一実施形態では、ベアリング２８とシャフト２６との間、およびベアリング２８とシャーシ１２との間のわずかな接触、つまり圧力の適合は、シャフト２６の垂直方向の動きを制限するのには十分である。他の実施形態では、スラスト・ベアリング（示されていない）が、シャフト２６の垂直方向の動きを制限するために使用され得る。
【００５５】
回転エンコーダー３０はシャフト２６とシャーシ１２との間で接続され、シャフト２６からの半径方向の位置（つまり、ここではウエハＷの半径方向の位置）が正確に知られることを確実にする。一実施形態では、回転エンコーダー３０は磁気回転エンコーダーであり得、光学回転エンコーダーまたは当業者に知られた他の有効な種類の回転エンコーダーが、シャフト２６からの半径方向を感知および出力するために利用され得ることが理解される。図２においては、回転エンコーダー３０のリードヘッド３１ａは、該リードヘッド３１ａがシャフト２６に接続されるエンコードストリップ３１ｂをアドレスするためにシャフト２６に近接して配置される。シャフト２６が回転するにしたがって、エンコードストリップ３１ｂがリードヘッド３１ａを通って動くので、リードヘッド３１ａは直接的にまたは間接的に、シャフトからの半径位置を与えるデータ（つまり、ここではウエハＷのデータ）を出力する。
【００５６】
ドライブ２９はさらに、機械サポート２１に、特にそのシャフト２６に接続される電源、つまりモーター３２を有する。モーター３２は、シャフト２６（ここでは、ウエハ保持装置）を回転するように適合されている。図２に記載される実施形態において示されるように、ドライブ２９のモーター３２の出力３３は、ベルト、チェーンまたはギア伝達によって、シャフト２６に連結され得、これらのすべては、プーリー、つまりシーブ（ｓｈｅａｖｅ）３８の周りを通るベルト３５によって比喩的に示される。適切なガーディング（ｇｕａｒｄｉｎｇ）またはシールディング（図示せず）をベルト周りに備え得る。
【００５７】
上述のように、ウエハ保持装置２０の一実施形態では、上部プレート２２はシャフト２６に接続され、それゆえその垂直方向の位置に固定される。他方、下部プレート２４は、ウエハＷを選択的に握持および開放するために上部プレート２２に関して動くように適合される。図２に示されるように、下部プレート２４は上側にあり、開き位置では、下部プレート２４は上部プレート２２の近くに配置される。図３では、下部プレート２４は下側に示され、閉じ位置では、下部プレートは上部プレート２２から離れて配置される。上部プレート２２は、その外周に複数のスペーサー３４を固定している。他の実施形態においてスペーサー３４は、それ自体で有効な形状を有し得、したがって、他の一般形状も有する空間を形成し得ることが理解されるが、一般的には、スペーサー３４は上部プレート２２から離れて下方向に伸び、その間にほぼ円柱状の空間を規定する。それぞれのスペーサー３４は、内側の半径方向に伸びるリップ３６を有する。スペーサー３４のリップ３６は、下部プレート２４に対向し、下部プレートの下方向の移動限界を規定する。ウエハＷは下部プレート２４と、上部プレート２２から伸びているスペーサー３４のリップ３６との間で固定される。
【００５８】
スペーサー３４は、それらの間にある下部プレート２４を受容するのに十分遠くに離れて配置される。さらに、スペーサー２２は、図３に示されるように、ウエハＷが、その間に挿入可能であるような形式で配置される。図６によく見られるウエハ保持装置２０の一実施形態では、上部プレート２２は３つのスペーサー３４を備えており、そのうち２つは突起３７を持つリップ３６を有し、この突起は前方に突出してウエハＷの支持を提供しおよびフィンガー３８に対向する。リップ３６は、ウエハＷの外周の大部分を支持し得るか、または、フィンガー３８に対向するのみでウエハＷを支持し得ることに注目したい。一実施形態では、ウエハＷがスペーサー３４とリップ３６との間に挿入される間は、上部プレート２２の外周の可変部分周りに伸びる１以上のスペーサーが使用され得、リップ３６はスペーサー３４および下部プレート２４から内側にのびる。したがって、ある実施形態では、ウエハＷは、その外周の２点、３点、４点等の位置に、実質的に外周全体で固定され得る。固定機構の一実施形態が図６に示される。
【００５９】
一実施形態では、ウエハＷは、リップ３６と下部プレート２４との間で直接固定される。図に示されるような他の実施形態では、下部プレート２４は複数のフィンガー３８を備え、これらはリップ３６に対向し、それらの間にあるウエハＷを固定する。フィンガー３８が組み込まれる実施形態においては、ウエハＷは、一般的には接触範囲が制限されるので、複数点として最もよく特徴付けられる離接位置に固定される。複数のフィンガー３８が提供され得る。さらに、リップ３６は表面の範囲を制限するように適応され得るが、これはリップ３６が、対向するフィンガー３８の接触範囲と実質的に同じである範囲上のウエハＷと接触するためである。
【００６０】
図５ａから図５ｃは、フィンガー３８のいくつかの実施形態を示す。フィンガー３８は、図示されてない他の方法で適合し得ることに注目されたい。したがって、本発明は、まさに示されているこれらの実施形態に制限されない。図５ａは、フィンガー３８の理想的な実施形態を示す。フィンガー３８の実施形態のそれぞれは、フィンガー３８を下部プレート２４、一定の実施形態では、ボルトまたは他のファスナーの孔への接続に必要なこれらの構造を組み込むベース部分４０を有する。チップ４２は、ベース部分４０から下方に伸び、接触面４３を有する。チップ４２、および具体的には接触面４３は、平面状、円状、面状、または他の形状または大きさであり得る。フィンガー３８は、鉄材または非鉄材、プラスチック、および混合材のような材料から形成され得る。
【００６１】
フィンガー３８によってウエハＷに適用される圧力を制限することが望まれるので、一定の実施形態では、ウエハＷに関して下部プレート２４の位置は慎重に制御され、適用される圧力を制限する。他の実施形態では、フィンガー３８は、フィンガー３８の接触面４３の表面積の大きさを考慮に入れ、ウエハＷに適用される圧力の大きさを制限する既定の弾性を有するように適応される。一実施形態では、ウエハＷに適用される圧力は、約３７オンスに制限される。図５ａに示されるフィンガー３８の実施形態は固体構造であり、ウエハＷへの適用を慎重に制御し得る場合には、相対的に剛な材料から形成され得、フィンガー３８の弾性変形の増加により下部プレート２４からフィンガー３８へ伝達される過度の力が補正される場合には、相対的に弾性材料から形成され得る。図５ｂはフィンガー３８の一実施形態を示し、このフィンガー３８はここに形成されるコンプライアンススロット４４を有する。このスロット４４は、フィンガー３８のチップ４２がフィンガー３８の弾性定数または固有弾性を修正することにより適用し得る力の大きさを制限する。フィンガー３８によって圧力がウエハＷに適用されるので、フィンガー３８は、スロット４４があるために柔軟性をもつので、ウエハＷに適用される圧力を制限する。図５において最もよく見られる他の実施形態では、これとは別に、柔軟性がない、硬質なフィンガー３８が弾性構造３９によって下部プレート２４に接続され得、この弾性構造３９は、フィンガー３８と下部プレート２４との間で、相対運動を許容する。フィンガー３８によりウエハＷにかかる応力は、下部プレート２４および接触面４３の表面積によりフィンガー３８に適用された力の結果物であるので、一般的には、ある実施形態において、フィンガー３８の弾性は、接触面４３の表面積と逆の関係を有することが理解されることに注目されたい。弾性またはコンプライアントフィンガー３８を使用するさらなる利益は、プレート２２と２４との間で誤配置がある場合に、弾性またはコンプライアントフィンガーは、ウエハＷに適用される圧力を制限する間に誤配置に対応し得ることである。しかし、ウエハ保持装置２０の他の利益は、ウエハＷはプレート２２、２４との間の相対運動を実質的に除くような方法で固定され、ウエハＷがその間で固定されるということである。
【００６２】
プレート２２、２４は、ウエハ保持装置２０上から落ち得る粒子から、プレート２２と２４との間で固定されるウエハＷの表面を保護するように作用する。さらに、ウエハＷは複数のプレートの間に固定され、下部プレート２４はウエハＷの表面に相対的に近く配置されるので、ウエハＷの表面の上の空気の流れを回避または少なくとも阻害する澱んだ空気を伴う間隙が、下部プレート２４およびウエハＷの間で作られる。この澱んだ空気を伴う間隙は、ウエハＷの表面上に存在するようになるエアーボーム（ａｉｒｂｏｍｅ）微粒子および混入物に対する障害物として作用する。
【００６３】
下部プレート２４は、上部プレート２２に形成される孔５０に通している複数の支持カラム４８によって、支持および上げ下げされる。多いに越したことはないが、少なくとも１つの支持カラム４８が必要とされる。一実施形態では、下部プレート２４は、３つの支持カラム４８に支持される。支持カラム４８の滑らかな垂直運動を確保するために、およびカラムの横方向の運動を最小化するために、孔５０は直線ベアリングまたはブシング（ｂｕｓｈｉｎｇ）５２を備え得る。支持カラム４６のそれぞれの先端は、制御ヨーク（ｃｏｎｔｒｏｌ ｙｏｋｅ）５４に接続される。垂直力を制御ヨーク５４に適用する場合、下部プレート２４は、上部プレート２２に関して垂直に移動させられ得る。この方式では、上部プレート２２と下部プレート２４との間でウエハＷを安全に保持するために必要とされる固定力が適用および開放され得る。
【００６４】
１以上のアクチュエーター５６によって、力が制御ヨーク５４に適用される。アクチュエーター５６は、二重または単一作用油圧または空気圧シリンダ、ソレノイド、ボールねじ（ｂａｌｌ ｓｃｒｅｗ）メカニズム、または当業者に知られた他のタイプの直線アクチュエーターであり得る。図２に示される実施形態において、アクチュエーター５６は単一作用空気圧シリンダである。それぞれのアクチュエーターは、ボディー（ｂｏｄｙ）５８を有し、このボディーはこれを通る気筒５９をもつ。ピストンヘッド６０は、気筒５９内に収容され、および圧縮空気またはその他のガスが、ピストンヘッド６０とショルダー６１および６２のそれぞれとの間の気筒５９に導入されると、上部ショルダー６１および下部ショルダー６２の間を往復可能である。ピストンヘッド６０に取り付けられたシャフト６３は、アクチュエーター５６から制御ヨーク５４へ原動力を伝達する。シャフト６３は、シャフトに取り付けられる止めワッシャーを有し、このワッシャーは、上部の力が制御ヨーク５４の回転を制限することなく、ここに適用されることを許容するように、制御ヨーク５４に係合して、制御ヨーク５４が上部プレート２２および下部プレート２４とともに回転する。他方、アクチュエーター５６は一般的に、システム１０のシャーシ１２に固定される。明らかなように、好ましい実施形態では、図７により、制御ヨーク５４は輪状であり、ヨーク断面のみが見られる。
【００６５】
一実施形態では、バネ６６は、上部プレート２２と下部プレート２４との間に配置され、下方向つまり閉じ位置に下部プレート２２を偏らせる。結果として、力の損失が存在し、およびシステム１０が停止するとしても、ウエハＷは、上部プレート２２と下部プレート２４との間に安全に固定されたままである。バネ６６が省略される実施形態においては、バネ６６の作用を増大しまたはバネ６６を置換するのと同様に、アクチュエーター５６にバネ荷重をかけ得る（示されていない）ことに注目されたい。ある実施形態では、上部プレート２２は概して、少なくとも一部にバネ部分６６を有する円筒ハウジング６８を備える。同様にして、ある実施形態では、下部プレート２４は概して、バネ部分６６を少なくとも一部に有する円筒状のハウジング７０を有し得る。上述したある実施形態では、上部プレートおよび下部プレートのそれぞれのハウジング６８および７０は、バネ６６を完全に内蔵するように伸縮して重なりあう。他の実施形態では、ハウジング６８および７０は部分的にのみ伸縮して重なりあう。
【００６６】
一実施形態では、ウエハ保持装置２０は、図４によく見られるように、駆動メカニズム８０によって支持および回転される。駆動メカニズム８０は、上部プレート２２の上面に直接接続される空気軸受８２を有する。内蔵モーター８４は、空気軸受８２の上面に接続される。空気源（示されていない）は、ウエハ保持装置２０を支持するために、およびその円滑な回転を促進するために、空気軸受に接続される。回転力は、内蔵モーター８４から伝達され、この内蔵モーターは、一実施形態において、空気軸受８２を通って、ウエハ保持装置２０の上部プレートに通じるブラシレス電気モーターである。
【００６７】
一実施形態では、内蔵モーター８４は、１以上の永久磁石８７を確保する回転器８６を有する。回転器８６は固定器８８内に配置され、固定器は、電源と電気的に接続される１以上のコイル８９をその中に有している。コイル８９は選択的に、回転器の磁石８８と相互作用するために電圧を印加され、ここに回転運動を与える。空気軸受を通して、ウエハ保持装置２０を、回転電源と接続することの一つの利益は、ウエハ保持装置２０に強いられる垂直運動がほとんどないということである。その結果として、メカニズム２０に固定されるウエハＷは、ウエハを偏らせ得る垂直力をほとんど受けない。
【００６８】
図４に示される一実施形態におけるウエハ保持装置２０の回転位置は、図２および図３中に示される実施形態とともに記載される種類の回転符号器３０により、直接決定される。特には、リードヘッド３１ａは内蔵モーター８４の固定器に接続され、回転器８６に接続された符号化リング（ｅｎｃｏｄｉｎｇ ｒｉｎｇ）３１ｂに係合する。
【００６９】
使用時には、ウエハ保持装置２０は、図２に示されるように、開き位置から開始する。この位置においては、下部プレート２４は上部プレート２２の近くに移動し、その結果、フィンガー３８がリップ３６から離れて動く。その後、ウエハＷは、ウエハ保持装置またはウエハ移送メカニズムＨにより、または操作器により、フィンガー３８とリップ３６との間に挿入され得る。いったんウエハＷが、上部プレート２２と下部プレート２４との間の所望位置にあると、下部プレート２４は、図３に見られるように、その開き位置から閉じ位置に移るように作用する。図３において、ウエハＷは、その性質に依存する位置の規定数により、およびフィンガー３８およびリップ３６の規定数により、下部プレート２４のフィンガー３８と上部プレート２２のリップ３６との間に固定される。このゾーンの外側からウエハＷを固定するように、リップ３６およびフィンガー３８を組立ておよび配置することは可能であるが、これがよくあらわされる実施形態では、ウエハＷは、そのエッジ排除ゾーン（図６にＥとして参照される）として上記されるものでのみ固定されることに注目されたい。
【００７０】
いったんウエハＷが、ウエハ保持装置２０のプレートの間に固定されると、保持装置２０は、このウエハＷの表面全体（本実施形態では、ウエハＷの下面つまり裏面）を画像化する画像メカニズム１００に関して回転する。ウエハ保持装置２０の再設定のみによって、ウエハ表面にアクセスし、画像化することも可能であることが理解される。一実施形態では、画像メカニズム１００は、面走査カメラ、および関連する光学縦列を有し、および他の実施形態では、画像メカニズム１００は、直線走査カメラおよび関連する光学縦列を有する。ある実施形態では、画像メカニズム１００は、ウエハＷが回転するにつれ、ウエハＷに関して高速で動く。他の実施形態では、画像メカニズム１００は、ウエハＷが回転するのとは反して、固定し続ける。
【００７１】
ウエハ保持装置２０およびその中に固定されるウエハＷは、上述されるドライブ２９または８０、または当業者に知られたタイプの他の回転電源により回転される。回転符号器３０は、ウエハＷの回転位置をトラックし、画像メカニズム１００によって取り込まれる画像によりその位置を整合する。ウエハ表面の画像は個々に検査または調査され得、またはステッチ（ｓｔｉｔｃｈ）され得、またはそうでなければ１回で表面全体を見るために、ウエハの裏面を大きな画像に併合することに注目されたい。さらに、画像システム１００により取り込まれる画像に関するデータが、リモートコンピュータまたは他の処理装置に伝送された後に、このような検査は、コントローラー１６上のシステム１０内または遠隔的に起こり得る。
【００７２】
半導体デバイスの製造時に使用される種類のウエハを固定するためのウエハ保持装置は明細書中に記載される。このメカニズムは、半径方向に内側にオフセットして伸びる、少なくとも１つのリップを定義する複数のオフセットをもつ第１プレートを有する。第２のプレートは、第２のプレートに接続される１以上のフィンガーが、第１プレートから決定するリップに対向するように、第１プレート、および一般的には第１プレートとリップとの間に隣接して配置される。第２のプレートが閉じ位置に移動する場合、少なくとも１つのリップ、および１以上のフィンガーが協同して、その間にあるウエハの端を固定する。ウエハ保持装置は、ウエハの画像を取り込むための画像メカニズムが起動する前に、ウエハを回転させるドライブに接続される。
【００７３】
（結論）
本発明の特定の実施形態を明細書中に示し、および記載したが、同目的を達成しようとするいずれの置換物も、示された特定の実施形態に代替され得ることは当業者によって理解される。本発明の多くの適応は、当業者にとって明らかである。したがってこの適用は、本発明の適応物または変形物に及ぶことが意図される。本発明は、添付された請求の範囲およびその均等物にのみに制限されるということが明白に意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施形態による、ウエハ保持装置を有するウエハ検査システムの斜視図である。
【図２】ウエハ保持装置の実施形態の模式的な立断面を示しており、該ウエハ保持装置がウエハを受容するために配置され、該ウエハ保持装置がウエハの裏面を画像化するための画像メカニズムついて示される。
【図３】図２のウエハ保持装置の模式的な立断面であり、該ウエハ保持装置がウエハを固定した状態を示す。
【図４】ウエハ保持装置の他の実施形態の模式的な断面図であり、そのメカニズム中で、ウエハ保持装置を支持する空気軸受によってウエハ保持装置に接続される。
【図５】図５Ａは、ウエハ保持装置の固定フィンガーの一実施形態を示す。図５Ｂは、ウエハ保持装置の固定フィンガーの第２の実施形態を示す。図５Ｃは、ウエハ保持装置の固定フィンガーの第３の実施形態を示す。
【図６】ウエハを固定するためのフィンガーの配置を示す、ウエハ保持装置の一実施形態の模式的な底図である。
【図７】ウエハ保持装置の一実施形態の一部の模式的な拡大断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハ保持装置に固定される少なくとも１つのスペーサーを有する第１プレートであって、該スペーサーが該第１プレートから離れて伸び、およびその先端から半径方向内側へ伸びる少なくとも１つのリップを有する第１プレート；
ウエハ保持装置に接続される少なくとも１つのフィンガーを有する第２プレートであって、該第２プレートが該第１プレートとほぼ同一平面にあり、および該スペーサーのリップおよび上部プレート間にほぼ位置し、該リップおよび第１プレートの間の距離により、下部プレートが上部プレートに関して移動可能となり、第２プレートが該第１プレートに関して開き位置にある場合には、該フィンガーが該リップから離れて位置し、および該第２プレートが該第１プレートに関して閉じ位置にある場合には、該フィンガーおよび該リップが協同的にフィンガーおよびリップの間にあるウエハ規定部分を握持するように、少なくとも１つのフィンガーが該第２プレート上に配置される該第２プレート、
を有するウエハ保持装置。
【請求項２】
その間に実質的に空気の停留空間が形成されるように、前記第２プレートが前記第１プレートおよび前記第２プレートの間に固定されるウエハに十分近くに配置される、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項３】
前記ウエハ保持装置を回転するために、前記第１プレートに接続されるドライブ装置をさらに有する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項４】
前記ドライブ装置が、前記第１プレートに接続されるモーターをさらに有する、請求項３に記載のウエハ保持装置。
【請求項５】
前記モーターが、空気軸受により前記第１プレートに接続される、請求項４に記載のウエハ保持装置。
【請求項６】
前記モーターがブラシレスな電気モードを有する、請求項４に記載のウエハ保持装置。
【請求項７】
少なくとも１つのカラムにおいて、第２プレートがウエハ保持装置に接続され、該カラムが該第１プレートにおける少なくとも１つの孔を通過し、該カラムおよび該孔が、該カラムが該孔内で直線的に往復運動することを許容するように形成されおよび配置され、該カラムが、ヨークに接続される該第２プレートに接続されるカラム端と反対側に遠位端を有し、該ヨークがアクチュエーターと係合するように形成および配置され、該ヨークおよび該カラムにより、該アクチュエーターの運動が該第２プレートへ伝達され、該アクチュエーターが開き位置および閉じ位置の間で該第２プレートを作動するように適合されている、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項８】
少なくとも２つのカラムにより、前記第２プレートが前記ヨークに接続される、請求項７に記載のウエハ保持装置。
【請求項９】
前記ウエハ保持装置の回転位置に関係なく、前記ヨークが前記アクチュエーターと係合するように適合される、請求項７に記載のウエハ保持装置。
【請求項１０】
前記アクチュエーターが少なくとも２つのシリンダであり、該少なくとも２つのシリンダが、前記ウエハ保持装置に関して静止している構造物に接続される、請求項７に記載のウエハ保持装置。
【請求項１１】
前記アクチュエーターが第１位置に付勢され、前記第２プレートに接続される付勢機構によって、それが前記第２プレートが閉じ位置に向かって付勢されることを許容する、請求項７に記載のウエハ保持装置。
【請求項１２】
前記少なくとも２つのシリンダが油圧式シリンダおよび空気圧式シリンダのうちの１つである、請求項１０に記載のウエハ保持装置。
【請求項１３】
互いに約１２０°開いた位置に前記ウエハを握持するように適合される３つのフィンガーを有する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項１４】
少なくとも１つのフィンガーが中実構造である、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項１５】
前記フィンガーの接触面がウエハと接触する場合に、接触面を有するフィンガーの一部が弾性的に変形するように、前記少なくとも１つのフィンガーが、該フィンガーに形成されるスロットを有する中実構造である、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項１６】
前記フィンガーが前記ウエハと接触するようになる場合に、前記フィンガーが前記第２プレートに関して移動し得るように、前記少なくとも１つのフィンガーが前記第２プレートに弾性的に接続される、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項１７】
前記第２のプレートがその閉じ位置にある場合、少なくとも１つのフィンガーが、ウエハに適用される圧力の大きさを弾性的に制限するように適合される、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのフィンガーの弾性が、少なくとも１つのフィンガーによって、前記ウエハに適用される圧力を最大３７オンスに制限する、請求項１７に記載のウエハ保持装置。
【請求項１９】
前記第２のプレートをその閉じ位置に付勢するために、前記第１プレートおよび第２プレートのうち少なくとも１つに接続される付勢機構をさらに有する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項２０】
前記付勢機構が、前記第１プレートおよび前記第２プレートの間に配置されるスプリングである、請求項１９に記載のウエハ保持装置。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのフィンガーが、前記第２のプレートが閉じ位置にある場合に、前記第１プレートと前記第２プレートと間の誤配置の規定量を弾性的に収容するように適合される、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項２２】
前記第１プレートが、前記第２プレートのほぼ上側に向けられる、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項２３】
前記第１プレートが、前記第２プレートのほぼ下側に向けられる、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項２４】
前記ウエハ保持装置がウエハを握持し、ほぼ水平方向に該ウエハを保持する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項２５】
前記フィンガーおよび前記リップが、前記ウエハと前記フィンガーおよび前記リップと間において実質的に無関係に移動することを特徴とする方式でウエハを保持する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項２６】
前記第２のプレートがその閉じ位置にある場合に、前記フィンガーが、前記ウエハのエッジ除外ゾーンのみで接触するウエハ接触面を有する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項２７】
前記ウエハ保持装置により握持されたウエハが、前記ウエハのエッジ除外ゾーンの範囲内のみで支持される、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項２８】
前記ウエハの外周付近、および前記ウエハのエッジ除外ゾーンの１以上の位置においてウエハを握持するためのウエハ保持手段であって、該ウエハがほぼ水平方向に保持される手段；
前記ウエハ保持装置を移動するための前記ウエハ保持装置に接続される駆動手段；および
前記ウエハがイメージメカニズム関して移動する場合に、前記ウエハの画像をキャプチャーする画像化手段；
を有する、ウエハ表面検査システム。
【請求項２９】
前記ウエハ保持手段が：
少なくとも１つの固定されたスペーサーを有する第１プレートであって、該スペーサーが該第１プレートから離れて広がり、そこから半径方向内側に広がる少なくとも１つのリップを有する第１プレート；
接続される少なくとも１つのフィンガーを有する第２プレートであって、該第２プレートが、該第１プレートとほぼ同一平面にあり、該スペーサーのリップおよび上部プレートの間にほぼ位置し、前記リップおよび該第１プレート間の距離が、下部プレートが上部プレートに関して動くことを許容するようにあり、該第２プレートが該第１プレートに関して開き位置の場合に、該フィンガーが該リップから離れて位置し、かつ該第２プレートが該第１プレートに関して閉じ位置にある場合、該フィンガーおよび該リップが共同してウエハの規定部分を握持するように、該フィンガーが該第２のプレート上に位置する、第２プレート；
をさらに有する、請求項２８に記載のウエハの表面検査システム。
【請求項３０】
開き位置および閉じ位置相互間の前記第２プレートを移動するために該第２プレートに接続されるアクチュエーター手段をさらに有する、請求項２９に記載のウエハの表面検査システム。
【請求項３１】
その閉じ位置に向けて前記第２プレートを付勢するための付勢手段をさらに有する、請求項２９に記載のウエハの表面検査システム。
【請求項３２】
ウエハ保持装置と前記ウエハとの間で実質的に無関係な動きがあるように外周付近のみのウエハを握持する工程；
ウエハの水平面を維持しながら、前記ウエハの表面に実質的に垂直な軸周りにウエハを回転する工程；および
前記ウエハの表面が画像化メカニズムを通過して回転する場合に、ウエハの表面の画像をキャプチャーする工程、
を有するウエハの表面検査方法。
【請求項３３】
前記ウエハの表面の変形を特徴付ける工程；および
前記ウエハ変形の特徴由来のデータを使用して、ウエハの表面の画像が実質的な焦点を保持することを確実にするために、焦点メカニズムを調節する工程、
を包含する、請求項３２に記載のウエハの表面検査方法。
【請求項３４】
ウエハ表面の変形を特徴付けることが：
少なくとも一部でウエハの物理的特長、および固定されたウエハの境界条件に基づくウエハの表面の予測変形をモデリングする工程；
形状データを得るために実際のウエハの少なくともある一部を計測する工程；および
該形状データを使用して、ウエハ表面の予測変形のモデルを正規化する工程、
を有する、請求項３３に記載のウエハ表面検査方法。
【請求項３５】
上部握持要素および下部握持要素が第１の開き位置および閉じ位置を有するウエハ保持装置であって、該上部握持要素および該下部握持要素が、該第１の開き位置の場合に、ウエハを受け取るように適合され、該ウエハがこれと握持要素との間に固定される場合には、該ウエハおよび該握持要素との間で相対運動がないような形式で、該ウエハのエッジ除外ゾーン内で該ウエハの端を握持するように適合され、該上部握持要素および下部握持要素はさらに実質的に該ウエハの下側の全領域が検査メカニズムに対してアドレス可能であるように適合されている、ウエハ保持装置。
【請求項３６】
請求項３５に記載のウエハ保持装置であって、前記上部握持要素および前記握持要素がそれぞれ：
第１プレートに固定される少なくとも１つのスペーサーを有する該第１プレートであって、該スペーサーが該第１プレートから離れて伸び、および該第１プレートの遠位端から半径方向内側へ伸びる少なくとも１つのリップを有する第１プレート；および
第２プレートに接続される少なくとも１つのフィンガーを有する該第２プレートであって、該第２プレートが該第１プレートとほぼ同一平面であり、およびほぼ該スペーサーのリップおよび該上部プレートの間に位置し、該リップと該第１プレートとの間の距離が該下部プレートが上部プレートに関して移動することを許容するようにあり、該少なくとも１つのフィンガーが、該第２プレートが該第１プレートに関して該開き位置である場合には、該フィンガーが該リップから離れて位置し、該第２プレートが該第１プレートに関して閉じ位置にある場合には、該フィンガーおよび該リップが該フィンガーおよび該リップの間でウエハの規定部分を協同して握持するように第２プレート上に位置する、第２プレート、を有するウエハ保持装置。
【請求項３７】
前記上部握持要素および前記下部握持要素が約１２０°離れた３箇所で該ウエハを握持する、請求項３５に記載のウエハ保持装置。
【請求項１】
ウエハ保持装置に固定される少なくとも１つのスペーサーを有する第１プレートであって、該スペーサーが該第１プレートから離れて伸び、およびその先端から半径方向内側へ伸びる少なくとも１つのリップを有する第１プレート；
ウエハ保持装置に接続される少なくとも１つのフィンガーを有する第２プレートであって、該第２プレートが該第１プレートとほぼ同一平面にあり、および該スペーサーのリップおよび上部プレート間にほぼ位置し、該リップおよび第１プレートの間の距離により、下部プレートが上部プレートに関して移動可能となり、第２プレートが該第１プレートに関して開き位置にある場合には、該フィンガーが該リップから離れて位置し、および該第２プレートが該第１プレートに関して閉じ位置にある場合には、該フィンガーおよび該リップが協同的にフィンガーおよびリップの間にあるウエハ規定部分を握持するように、少なくとも１つのフィンガーが該第２プレート上に配置される該第２プレート、
を有するウエハ保持装置。
【請求項２】
その間に実質的に空気の停留空間が形成されるように、前記第２プレートが前記第１プレートおよび前記第２プレートの間に固定されるウエハに十分近くに配置される、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項３】
前記ウエハ保持装置を回転するために、前記第１プレートに接続されるドライブ装置をさらに有する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項４】
前記ドライブ装置が、前記第１プレートに接続されるモーターをさらに有する、請求項３に記載のウエハ保持装置。
【請求項５】
前記モーターが、空気軸受により前記第１プレートに接続される、請求項４に記載のウエハ保持装置。
【請求項６】
前記モーターがブラシレスな電気モードを有する、請求項４に記載のウエハ保持装置。
【請求項７】
少なくとも１つのカラムにおいて、第２プレートがウエハ保持装置に接続され、該カラムが該第１プレートにおける少なくとも１つの孔を通過し、該カラムおよび該孔が、該カラムが該孔内で直線的に往復運動することを許容するように形成されおよび配置され、該カラムが、ヨークに接続される該第２プレートに接続されるカラム端と反対側に遠位端を有し、該ヨークがアクチュエーターと係合するように形成および配置され、該ヨークおよび該カラムにより、該アクチュエーターの運動が該第２プレートへ伝達され、該アクチュエーターが開き位置および閉じ位置の間で該第２プレートを作動するように適合されている、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項８】
少なくとも２つのカラムにより、前記第２プレートが前記ヨークに接続される、請求項７に記載のウエハ保持装置。
【請求項９】
前記ウエハ保持装置の回転位置に関係なく、前記ヨークが前記アクチュエーターと係合するように適合される、請求項７に記載のウエハ保持装置。
【請求項１０】
前記アクチュエーターが少なくとも２つのシリンダであり、該少なくとも２つのシリンダが、前記ウエハ保持装置に関して静止している構造物に接続される、請求項７に記載のウエハ保持装置。
【請求項１１】
前記アクチュエーターが第１位置に付勢され、前記第２プレートに接続される付勢機構によって、それが前記第２プレートが閉じ位置に向かって付勢されることを許容する、請求項７に記載のウエハ保持装置。
【請求項１２】
前記少なくとも２つのシリンダが油圧式シリンダおよび空気圧式シリンダのうちの１つである、請求項１０に記載のウエハ保持装置。
【請求項１３】
互いに約１２０°開いた位置に前記ウエハを握持するように適合される３つのフィンガーを有する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項１４】
少なくとも１つのフィンガーが中実構造である、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項１５】
前記フィンガーの接触面がウエハと接触する場合に、接触面を有するフィンガーの一部が弾性的に変形するように、前記少なくとも１つのフィンガーが、該フィンガーに形成されるスロットを有する中実構造である、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項１６】
前記フィンガーが前記ウエハと接触するようになる場合に、前記フィンガーが前記第２プレートに関して移動し得るように、前記少なくとも１つのフィンガーが前記第２プレートに弾性的に接続される、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項１７】
前記第２のプレートがその閉じ位置にある場合、少なくとも１つのフィンガーが、ウエハに適用される圧力の大きさを弾性的に制限するように適合される、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのフィンガーの弾性が、少なくとも１つのフィンガーによって、前記ウエハに適用される圧力を最大３７オンスに制限する、請求項１７に記載のウエハ保持装置。
【請求項１９】
前記第２のプレートをその閉じ位置に付勢するために、前記第１プレートおよび第２プレートのうち少なくとも１つに接続される付勢機構をさらに有する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項２０】
前記付勢機構が、前記第１プレートおよび前記第２プレートの間に配置されるスプリングである、請求項１９に記載のウエハ保持装置。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのフィンガーが、前記第２のプレートが閉じ位置にある場合に、前記第１プレートと前記第２プレートと間の誤配置の規定量を弾性的に収容するように適合される、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項２２】
前記第１プレートが、前記第２プレートのほぼ上側に向けられる、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項２３】
前記第１プレートが、前記第２プレートのほぼ下側に向けられる、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項２４】
前記ウエハ保持装置がウエハを握持し、ほぼ水平方向に該ウエハを保持する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項２５】
前記フィンガーおよび前記リップが、前記ウエハと前記フィンガーおよび前記リップと間において実質的に無関係に移動することを特徴とする方式でウエハを保持する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項２６】
前記第２のプレートがその閉じ位置にある場合に、前記フィンガーが、前記ウエハのエッジ除外ゾーンのみで接触するウエハ接触面を有する、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項２７】
前記ウエハ保持装置により握持されたウエハが、前記ウエハのエッジ除外ゾーンの範囲内のみで支持される、請求項１に記載のウエハ保持装置。
【請求項２８】
前記ウエハの外周付近、および前記ウエハのエッジ除外ゾーンの１以上の位置においてウエハを握持するためのウエハ保持手段であって、該ウエハがほぼ水平方向に保持される手段；
前記ウエハ保持装置を移動するための前記ウエハ保持装置に接続される駆動手段；および
前記ウエハがイメージメカニズム関して移動する場合に、前記ウエハの画像をキャプチャーする画像化手段；
を有する、ウエハ表面検査システム。
【請求項２９】
前記ウエハ保持手段が：
少なくとも１つの固定されたスペーサーを有する第１プレートであって、該スペーサーが該第１プレートから離れて広がり、そこから半径方向内側に広がる少なくとも１つのリップを有する第１プレート；
接続される少なくとも１つのフィンガーを有する第２プレートであって、該第２プレートが、該第１プレートとほぼ同一平面にあり、該スペーサーのリップおよび上部プレートの間にほぼ位置し、前記リップおよび該第１プレート間の距離が、下部プレートが上部プレートに関して動くことを許容するようにあり、該第２プレートが該第１プレートに関して開き位置の場合に、該フィンガーが該リップから離れて位置し、かつ該第２プレートが該第１プレートに関して閉じ位置にある場合、該フィンガーおよび該リップが共同してウエハの規定部分を握持するように、該フィンガーが該第２のプレート上に位置する、第２プレート；
をさらに有する、請求項２８に記載のウエハの表面検査システム。
【請求項３０】
開き位置および閉じ位置相互間の前記第２プレートを移動するために該第２プレートに接続されるアクチュエーター手段をさらに有する、請求項２９に記載のウエハの表面検査システム。
【請求項３１】
その閉じ位置に向けて前記第２プレートを付勢するための付勢手段をさらに有する、請求項２９に記載のウエハの表面検査システム。
【請求項３２】
ウエハ保持装置と前記ウエハとの間で実質的に無関係な動きがあるように外周付近のみのウエハを握持する工程；
ウエハの水平面を維持しながら、前記ウエハの表面に実質的に垂直な軸周りにウエハを回転する工程；および
前記ウエハの表面が画像化メカニズムを通過して回転する場合に、ウエハの表面の画像をキャプチャーする工程、
を有するウエハの表面検査方法。
【請求項３３】
前記ウエハの表面の変形を特徴付ける工程；および
前記ウエハ変形の特徴由来のデータを使用して、ウエハの表面の画像が実質的な焦点を保持することを確実にするために、焦点メカニズムを調節する工程、
を包含する、請求項３２に記載のウエハの表面検査方法。
【請求項３４】
ウエハ表面の変形を特徴付けることが：
少なくとも一部でウエハの物理的特長、および固定されたウエハの境界条件に基づくウエハの表面の予測変形をモデリングする工程；
形状データを得るために実際のウエハの少なくともある一部を計測する工程；および
該形状データを使用して、ウエハ表面の予測変形のモデルを正規化する工程、
を有する、請求項３３に記載のウエハ表面検査方法。
【請求項３５】
上部握持要素および下部握持要素が第１の開き位置および閉じ位置を有するウエハ保持装置であって、該上部握持要素および該下部握持要素が、該第１の開き位置の場合に、ウエハを受け取るように適合され、該ウエハがこれと握持要素との間に固定される場合には、該ウエハおよび該握持要素との間で相対運動がないような形式で、該ウエハのエッジ除外ゾーン内で該ウエハの端を握持するように適合され、該上部握持要素および下部握持要素はさらに実質的に該ウエハの下側の全領域が検査メカニズムに対してアドレス可能であるように適合されている、ウエハ保持装置。
【請求項３６】
請求項３５に記載のウエハ保持装置であって、前記上部握持要素および前記握持要素がそれぞれ：
第１プレートに固定される少なくとも１つのスペーサーを有する該第１プレートであって、該スペーサーが該第１プレートから離れて伸び、および該第１プレートの遠位端から半径方向内側へ伸びる少なくとも１つのリップを有する第１プレート；および
第２プレートに接続される少なくとも１つのフィンガーを有する該第２プレートであって、該第２プレートが該第１プレートとほぼ同一平面であり、およびほぼ該スペーサーのリップおよび該上部プレートの間に位置し、該リップと該第１プレートとの間の距離が該下部プレートが上部プレートに関して移動することを許容するようにあり、該少なくとも１つのフィンガーが、該第２プレートが該第１プレートに関して該開き位置である場合には、該フィンガーが該リップから離れて位置し、該第２プレートが該第１プレートに関して閉じ位置にある場合には、該フィンガーおよび該リップが該フィンガーおよび該リップの間でウエハの規定部分を協同して握持するように第２プレート上に位置する、第２プレート、を有するウエハ保持装置。
【請求項３７】
前記上部握持要素および前記下部握持要素が約１２０°離れた３箇所で該ウエハを握持する、請求項３５に記載のウエハ保持装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−４９８８０（Ｐ２００６−４９８８０Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００５−２０３７０６（Ｐ２００５−２０３７０６）
【出願日】平成１７年７月１２日（２００５．７．１２）
【出願人】（５０１０１８８４１）オーガスト テクノロジー コーポレイション (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０３７０６（Ｐ２００５−２０３７０６）
【出願日】平成１７年７月１２日（２００５．７．１２）
【出願人】（５０１０１８８４１）オーガスト テクノロジー コーポレイション (9)
【Ｆターム（参考）】
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