説明

一方の面にドーピングされるウエハ、特にソーラウエハのスタックの形成方法、及びプロセスボートに複数のウエハバッチを積み込むハンドリングシステム

本発明は、ウエハのバッチをプロセスボートに装填して一方の面にドーピングするためのウエハ、特にソーラウエハのスタックを形成する方法に関するものであり、これは、上方面積み重ね開口を備えた水平面部にクランプされるように所定の偶数個のウエハが連続的に移送キャリアの受け入れスロット内に供給される。パッケージ密度を高めて、拡散工程の処理量を高めるために、移送キャリアに連続的に供給されたウエハの半数分が、第1のウエハスタックの形態として、移送キャリアから移送キャリアの外側に位置するマウントされた待機位置に出され、そして、移送キャリアに連続的に供給されたウエハの残り半数分が、第2のウエハスタックの形態として、移送キャリアから出され、第2のウエハスタックは、該第2のウエハスタックのウエハが待機位置にある第1のウエハスタックのウエハの位置と180°回転した位置に到達するように回転された状態とし、第2のウエハスタックが第1のウエハスタックの待機位置に続いて移動され、それと整列し、第1のウエハスタックとフィッティングを形成するように共に結合して、第1及び第2のウエハスタックの相互に組み合わされるウエハのドーピングがされない面が同時且つ形状一致で相互に当接することにより、それぞれパッケージ状の背中合わせのウエハバッチ(BTBウエハバッチ)を形成し、そして、BTBウエハバッチが移動グリッパにより、フィッティングの形態としてピックアップされて、プロセスボートに装填される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ウエハのバッチをプロセスボート(process boat)に積み込んで一方の面にドーピングするためのウエハ、特にソーラウエハのスタックを形成する方法に関するものであり、これは、上方に向かうスタック開口部(upward facing stacking opening)を備えた水平面部にクランプされるように所定の偶数枚のウエハが移送キャリアの受入スロット内に並んで設けられるものである。
【0002】
本発明は更に、複数の挿入位置を具備するプロセスボートに、拡散オーブン(diffusion oven)内でのドーピング前に、特に複数のソーラウエハからなる複数のウエハバッチを積み込むハンドリングシステムに関するものである。
【背景技術】
【0003】
基板を垂直移動するための少なくとも1つの平坦基板を装填可能及び取外し可能に備える少なくとも1つのキャリアを装填及び取外しするためのプロセス装置(process installation)のハンドリングシステム、並びにこのハンドリングシステムを操作する方法としては、例えば、DE10 2004 039 787.が主として知られている。
【0004】
この第1及び第2のハンドリングモジュールが備えられていることにより、少なくとも1つの基板ハンドリングッユニットが少なくとも1つのハンドリングモジュールと、キャリアから分離させる基板トランスファーのために組み合わされる(associated)。キャリアは、プロセス装置と第1のハンドリングモジュールとの間、プロセス装置と第2のハンドリングモジュールとの間、及び両ハンドリングモジュールの間に垂直に整列した基板を移動可能にし、ハンドリングユニットは、好ましくは1以上の真空グリッパを具備する多軸ロボット(multi-axis robot)として設計されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
電子マイクロ回路または回路部材の製造に関しては、装填ダイス(loading dies)を処理用チャンバーへ供給する装置の供給メカニズム(feeding mechanism)としてDE 30 51 199 C2も知られており、これによりダイスはカセット内に供給される。カセット内に立って配置され、カセットに対して互いに整列しているダイスのそれぞれの1つの上昇及び下降のための装置が供給装置の下方に備えられ、供給装置及びカセットを通過してして動くほぼ垂直に可動なスライドが、下方から1つのダイスをそれぞれ拾い上げる。このような個々の操作では、時間がかかり、複雑になり、摩耗(abrasion)が急速に発生するため、塵問題(dust problems)が生じる。
【0006】
自動化によるソーラーセルの製造工程の効率化を高めてソーラーウエハの処理の加速化を図るために、特にプロセスボートの装填及び取外し工程により、ソーラウエハのそれぞれの拡散オーブンへの供給及び取り出しが重要な要因となる。拡散工程では、ウエハの1つの側面への拡散のみが求められる。ソーラウエハは、プロセスボート内で拡散オーブンに供給され、典型的には、垂直に対して3°の傾きで200個のスロットに供給される。このような傾斜は、ソーラウエハの前もった整列(pre-alignment)に効果があり、これらはプロセスボートの側部(flanks)に対して横たわる。
【0007】
本発明の目的は、前述のタイプの方法及びハンドリングシステムを提供し、プロセスボート内の高いパッケージング密度と、拡散工程の高い処理量(through-put)と、スクラップ率の同時減少とを得ることである。
【0008】
本目的は、本発明により手順的に達成され、これは、移送キャリアに並んで設けられた多数のウエハの半数分が、第1のウエハスタック(first wafer stack)の形態として、移送キャリアから移送キャリアの外側に位置するマウントされた待機位置(mounted standby position)に移送され、そして、移送キャリアに並んで設けられた複数のウエハの残り半数分が、第2のウエハスタック(second wafer stack)の形態として、移送キャリアから出され、第2のウエハスタックは、該第2のウエハスタックのウエハが待機位置(standby position)にある第1のウエハスタックのウエハの位置と180°回転した位置に到達するように回転され、その後第2のウエハスタックが第1のウエハスタックの待機位置に移動され、第2のウエハスタックは第1のウエハスタックと整列され、相互に連係する第1及び第2のウエハスタックを構成する複数枚のウエハのドーピングがされない面のそれぞれを同時に一致するように相互に当接させることにより、一定の形になった(form fitting)パッケージ状の背中合わせウエハバッチ(package-like Back-to-Back wafer batch)(BTBウエハバッチ)を形成するために、第2のウエハスタックが第1のウエハスタックと一緒に組み合わされ、背中合わせウエハバッチが、一定の形のものとして、移動グリッパによってピックアップされてプロセスボートに積み込まれる(loaded)。
【0009】
好ましくは、移送キャリアに並んで設けられた多数枚のウエハの半数分が、第1の持ち上げ位置に第1のウエハスタックとして、移送キャリアの下方に位置し且つ第1の垂直軸(first vertical axis)に沿って移動させられる第1の持ち上げ櫛状具(first lifting comb)により持ち上げられ、第1の持ち上げ櫛状具の複数の櫛ギャップ(comb gaps)は半数分の複数のウエハのそれぞれの中心と正確に揃えられており、第1のウエハスタックは水平方向に移動されるマルチ真空グリッパ(multi-vacuum gripper)によってピックアップされ、第1のウエハスタックは第1の持ち上げ位置内において、その位置に対して180°回転され、第1のウエハスタックが回転した状態で第2の垂直軸と連係する第2の持ち上げ位置に位置決めされ、続いて、移送キャリア内に並んで設けられた多数枚のウエアの残りの半数分が、第2のウエハスタックとして、第2の持ち上げ櫛状具(second lifting comb)によって持ち上げられ、第2の持ち上げ櫛状具は移送キャリアの下方に位置し、第2の垂直軸に沿って移動させられ、第2の持ち上げ櫛状具の櫛ギャップは、多数のウエハの第2の半数分の複数のウエハのそれぞれの中心と正確に揃えられており、サーボ制御された移動通路に沿う第2のウエハスタックの複数のウエハは、それぞれ第2の持ち上げ位置内で180°回転した状態にある第1のウエハスタックの連係する複数枚のウエハの間を、パケット状の背中合わせのウエハバッチを形成する間に、複数のウエハの裏面と裏面とが互いに当接して一つのまとまった形になるまで移動させられ、その後、一つの形になったものが第2の持ち上げ櫛状具から移動グリッパにより取り出されてプロセスボートに積み込まれる。
【0010】
より効果的には、移送キャリアに並んで設けられた多数枚のウエハの第1の半数分が、第1のウエハスタックの形態として、移送キャリアからマルチ真空グリッパによって取り出され、第1の半数分がプロセスボートの1つの挿入位置にサーボ制御されて移送され、第1の半数分が挿入位置にある複数の受入スロット(reception slots)内に挿入され、移送キャリア内に並んで設けられた多数枚のウエハの第2の半数分が、第2のウエハスタックの形態で移送キャリアからマルチ真空グリッパにより取り出され、第2のウエハスタックはプロセスボート内の第1のウエハスタックの位置に対して180°回転させられ、第2のウエハスタックはプロセスボートの挿入位置に置かれた複数のウエハの列の上に、挿入位置にある距離だけオフセット(offset)されて位置決めされ、この距離は少なくとも1枚のウエハの厚みと同じぐらい大きく、マルチ真空グリッパは180°回転させられている第2のウエハスタックをプロセスボートの挿入位置に置かれた第1のウエハスタック内に挿入し、第1及び第2のウエハスタックの互いに連係する複数のウエハは、ドーピングされない側面を互いに一致させて当接させて、パッケージ状の背中合わせのウエハバッチを形成する。
【0011】
プロセスボートの50個の受入スロットをそれぞれ備えた全ての挿入位置に、同様にして連続的に積み込まれる。その結果、本発明の背中合わせ原理を用いると、垂直に対して典型的には3°の傾きで200個の受入スロットを備えた現状のプロセスボートで2倍の容量の400枚のソーラウエハの積み込みが達成される。
【0012】
プロセスボートの1つのスロット内に裏面対裏面(背中合わせ)で当接したBTBウエハバッチの2枚のウエハを受入れることにより(reception)、その中のパッケージの密度と拡散オーブンの処理量とが倍になる。
【0013】
本発明の目的は、以下のハンドリングシステムの発明により達成される。ハンドリングシステムは、複数のウエハバッチを、特に拡散オーブン内でのドーピングの前に複数のソーラウエハバッチを、複数の挿入位置を有するプロセスボートに積み込むためのハンドリングシステムである。
【0014】
自動移送ユニットにより、予め定めた偶数枚のウエハが積み込まれたキャリアが複数のウエハスタックの組立のための待機位置にある水平移送平面(horizontal tranceport plane)内に動かされ、
クランプモジュールによって、キャリアの複数の受入スロット内に置かれた複数のウエハのそれぞれの中心が、第1及び第2の垂直駆動モジュール(first and second vertical-drive module)の複数の垂直可動持ち上げ櫛状具における複数の櫛ギャップと正確に整列するように、キャリアが待機位置にある上向きスタック開口部を備えてクランプされ、第1及び第2の垂直駆動モジュールのそれぞれは待機位置にあるクランプモジュールの下に固定配置されており;
第1の垂直駆動モジュールの持ち上げ櫛状具によって、クランプモジュールによって保持されたキャリア内の複数のウエハからなる第1の半数分が、第1の持ち上げ位置の第1のウエハスタックとして上方に動かされ、そして第1の半数分が、センタリング・モジュールにより互いにウエハスタック内に複数のウエハ間に正確な距離を持って複数の側面縁部において整列され;複数の真空グリップ櫛状具を備えたマルチ真空グリッパを有する背中合わせ用モジュールが設けられ、背中合わせ用モジュールはクランプ・モジュールの上に配置され且つ、X−Y−Z及びR方向に動くことが可能であり、垂直に配向された軸がサーボモータによって下流のプレイフリー・ギアを介して回転させられ;キャリアから第1の持ち上げ位置に第1の垂直駆動モジュールの持ち上げ櫛状具によって持ち上げられた第1のウエハスタックは、複数の感応近接スイッチにより制御されるマルチ真空グリッパによってピックアップされ、180°回転され、第1の垂直駆動モジュールの第1の持ち上げ櫛状具に対するいかなる相対的な動きもなく、第1の持ち上げ位置内で180°回転した位置に配置され;
次にキャリアの複数の受入スロット内に置かれた複数枚のウエハの第2の半数分が、第2の垂直駆動モジュールの持ち上げ櫛状具によって、第2の持ち上げ位置の第2のウエハスタックとして持ち上げられ、且つ第2の半数分がセンタリング・モジュールにより互いに複数のウエハ間に正確な距離を持ってその中で複数の側面縁部において整列され;第2のウエハスタックが背中合わせ用モジュールのマルチ真空グリッパによって第2の持ち上げ位置にピックアップされ、第1のウエハスタックの上の第1の持ち上げ位置内に回転させることなく2のウエハスタックが動かされ;第1のウエハスタックは上に動かされて第2のウエハスタック内に挿入され;第1のウエハスタックの複数のウエハは第1の持ち上げ位置内に既に配置された第2のウエハスタックの対応する複数のウエハの間を通るサーボ制御された動きに沿って動かされ、これらの複数のウエハは2つのドーピング面を備えたパッケージ状の背中合わせウエハバッチを形成する間に、持ち上げ櫛状具内で背中合わせで当接させられ:
マルチ真空グリッパをターンオフ(turning off)して開放した後、移送グリッパにより、形成された背中合わせのウエハバッチが待機位置からプロセスボートに動かされてプロセスボートの挿入位置に置かれる。
【0015】
下流のプレイフリーギアを介したサーボモータによるBTBモジュールの垂直軸の回転駆動(rotary drive)により、マルチ真空グリッパで吸引される第1のウエハスタックは、精密に定義されたスタートランプとブレーキランプを用いて、回転させられる。その結果、、ぎこちない回転運動を防止して、スクラップ率を減少できる。サーボモータを介した回転運動のコントロールは、正確でスムースでウエハの所望の位置へのアプローチをストレスなし(stress-free)に行える。これにより、非常に正確な持ち上げと櫛状具内へのウエハスタックの再挿入とについての位置決め保証(positioning guarantees)の可能性が改善され、ウエハと櫛状具との間の相対的な動きが防止される。
【0016】
BTBモジュールのマルチ真空グリッパは、その垂直軸上に接続された上部パートと複数の真空グリップ櫛状具を支持する底部パートとを具備しており、上部パートと底部パートは、2つのボールスクリューガイド部材を介して接続され、作動中はこれらにより正確な整列が維持され、マルチ真空グリッパの上部パートには、2つの感応性センサが備えられ、これにより、マルチ真空グリッパの下降による複数の真空グリップ櫛状具の底部と持ち上げ櫛状具内に置かれた複数のウエハの上方前面との接触が検知され、マルチ真空グリッパの更なる下降が最小の遅延で阻止される。改善された反応時間の手段により、接触の場合は、ソーラウエファス上には、最小の力作用だけとなる。
【0017】
好ましくは、キャリアに100枚のソーラウエハが設けられており、これらが、第1及び第2のウエハスタックの形態で第1及び第2の垂直駆動モジュールの持ち上げ櫛状具により送り込まれ、50枚のウエハを備えるそれぞれの第1及び第2のウエハスタックは、BTBモジュールにより組み合わされて背中合わせで当接した100枚のウエハを備えたパッケージ状TBウエハバッチになり、好もしくはシリカ(silica)からなるプロセスボート内に、好ましくは4個の積み込みコンポーネントが設けられ、それぞれに1個のパッケージ状BTBウエハバッチが移動グリッパにより置かれることになる。
【0018】
好ましくは、真空グリップ櫛状具の複数の受け入れスロットを形成し、複数のウエハの各側面と係合する、マルチ真空グリッパの真空グリップ櫛状具の複数の櫛壁は、それぞれ互いに平行且つ水平に延びる複数のフィンを有するフレーム状ベゼルの形状に形作られており;複数の櫛壁の2つの櫛壁間にそれぞれ形成された1個の真空スロットは、櫛壁に角度をもって配向され;組合わされるウエハの側面の1つと係合する各櫛壁の支持表面が、複数のフィンのフレーム状ベゼルの外面と、フレーム状ベゼルの外面が位置する垂直面内に存在する複数のフィンの複数の前方端部とにより形成され、これにより、ウエハの単位面積あたりの接触圧力が最小になる。
【0019】
本発明は、ドーピング工程中における拡散オーブン内での処理量の能力を、これらの寸法または設計を変更させることなく高め、合計処理時間を大幅に短くすることができる。更に、移動、ハンドリング及び位置決め作動は、より正確に特定(specified)され、損傷及び/または割れ率が低下し、ドーピングの失敗率は減少する。プロセスボートへのウエハの積み込み及び取外しを行う従来の装置に、本発明のハンドリングシステムを実装(retrofitting)は、容易に可能である。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】2×50のウエハが充填され、上方にBTBモジュールの50個重ね真空グリッパが配置され、水平方向に側面センタリングを備えたキャリアの斜視図である。
【図2】50個のウエハからなる上昇させられた第1のウエハスタックを除いて図1に対応している斜視図である。
【図3】水平方向に2つの側面センタリングが配置されているのを除いて図2に対応している斜視図である。
【図4】持ち上げ櫛状具の援護によりBTBモジュールの真空グリッパによってピックアップされた第1のウエハスタックを除いて図3に対応している斜視図である。
【図5】BTBモジュールの手段による第1のウエハスタックの回転工程を除いて図4に対応している斜視図である。
【図6】キャリア内の第2のウエハスタックの上方にある第1のウエハスタックの待機位置において、BTBモジュールの手段によりキャリア内の第2のウエハスタックの位置に対して180°回転させられた後の状態を除いて図4に対応している斜視図である。
【図7】キャリアから出して第2のウエハスタックを上昇させ、持ち上げ位置において備えられたの第1のウエハスタックと共に結合し、パッケージ状BTBウエハバッチを形成する後の状態を除いて図5に対応している斜視図である。
【図8】図7に見られるパッケージ状BTBウエハバッチを拾い上げる際の移動グリッパの斜視図である。
【図9】プロセスボート内の挿入位置の上方の移動グリッパの斜視図であり、プロセスボート内で移動グリッパによる移動後のBTBウエハバッチが同様にデポジットされ、櫛を上昇させた空のキャリアがこれの下方に配置される。
【図10】下流の遊びのないギアを介してサーボモータの手段により、垂直軸を中心とする回転にプットインされるマルチ真空グリッパを備えたBTBモジュールの斜視図である。
【図11】BTBモジュールのマルチ真空グリッパの断面図である。
【図12】2つの異なった具体例のマルチ真空グリッパの真空グリッピング櫛状具の部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
図1に示されているように、好ましくは、2×50のソーラウエハ(solar wafers)1が充填されたキャリア2が、スタック開口部(stacking opening)4が上方に向くようにクランプ・モジュール(clamping module)3に整列され、クランプされている。キャリア2の垂直方向の下方には、2つの可動の持ち上げ櫛状具(moveable lifting combs)5a及び5bが配置されており、同時に、キャリア2の上方には、図10に単独に描くような、背中合わせ用モジュール(Back-To-Back module)(BTB module)7の50枚重ねの真空グリッパ(fiftyfold vacuum gripper)6が配置されている。2つの直進可動センタリング櫛状具(linear moveable centering combs)8も、側面センタリング(side centring)として、キャリア2の左側(図1)及び右側(図2)の上方に位置している。
【0022】
最初に、キャリア2に設けられた多数枚のウエハ1の第1の半数分のそれぞれの中心と正確に整列する複数の櫛ギャップ(comb gaps)を有する図2に示された右側の持ち上げ櫛状具5aにより、キャリア2に設けられた50枚のウエハ1が、第1のウエハスタック(first wafer stack)9として持ち上げ位置(lifting position)に移動させられ、センタリング櫛状具8によって水平方向にセンタリングさせられ、その後図4に示すように、BTBモジュール7のX−Y−Z及びR方向に可動な真空グリッパ6の50枚重ねの真空グリッピング櫛状具(fiftyfold vacuum gripping comb)10によってピックアップされる(pick up)。
【0023】
図10に示すように、BTBモジュール7の真空グリッピング櫛状具10を備えた真空グリッパ6は、ダウンストリームプレイフリーギア(downstream play-free gear)12を介してサーボモータ11により、垂直軸の周りを回転するように設けられる。
【0024】
そのため、図5のように、真空グリッパ6の50枚重ねの真空グリッピング櫛状具10でピックアップされた第1のウエハスタック9は、真空グリッパ6の回転により、キャリア2内の最初の位置に対して大きな角度である180°回転させられ、第1のウエハスタック9は、キャリア2に設けられた100枚のウエハ1の中で残っている第2の半数分のウエハの上方に位置する待機位置(standby position)に真空グリッパ6の動作によって水平方向に移動させられる(図6)。
【0025】
その後、キャリア2に残っている複数枚のウエハ1の中心と正確に整列する複数の櫛ギャップ(comb gaps)を有する第2の持ち上げ櫛状具5bにより、キャリア2に残された100枚のウエハ1の半分である第2の半数分は、第2のウエハスタック(second wafer stack)13として持ち上げられ、第1のウエハスタック9の待機位置に対応する第2の持ち上げ位置(second lifting position)に移動させられる。これにより、第2のウエハスタック13の複数枚のウエハ1は、一つの形になるまで待機位置において180°回転させられた状態で位置決めされた第1のウエハスタックの連係する複数のウエハの間に形成されたサーボ制御された移動通路(servo-controlled movement path)に沿って移動し、図7に示すように、パッケージ状(package-like)の背中合わせのウエハバッチ(Back-To-Back wafer batch)(BTB wafer batch)14を形成している間、第2のウエハスタック13の複数枚のウエハ1は第1のウエハスタックの複数のウエハに対して当接させられている。このような方法で形成されたBTBウエハバッチは、一つの形になったもの(form fitting)として移動グリッパ(transfer gripper)15により待機位置からピックアップされ、4つの挿入位置(insertion positions)17を備えたプロセスボート(process boat)16に移動され、これら挿入位置17の1つに入れられる(図9)。
【0026】
プロセスボート16は、拡散オーブン(diffusion oven)内の拡散工程のために、全部で400個のソーラウエハを装填できる。
【0027】
図11に示したBTBモジュール7の真空グリッパ6の詳細な断面図に示されるように、真空グリッパ6は、垂直軸上に接続された上部パート18と真空グリッピング櫛状具10を受け入れる底部パート19とを具備している。上部パート18と底部パート19は、2つのボールベアリングガイド部材20を介して接続され、作動中はこれらにより正確に整列される。上部パート18の上方には、更に2つの感応性センサ21があり、これにより、真空グリッパ6の下降による真空グリッピング櫛状具10の底部22(図10)と持ち上げ櫛状具5a,5b内のウエハ1の上方前面との接触が検知される。スムーズなランイングボールベアリングガイド部材(smooth running ball bearing guide elements)20を採用することで、大幅に(considerably)反応時間(reaction time)を改善し、接触する場合、ウエハ1への力の作用を低くする。
【0028】
図12は、最後の真空グリッピング櫛状具の2つの実施可能な具体例の平面図であり、本図において、BTBモジュール7のマルチ真空グリッパ6の真空グリッピング櫛状具10の複数の櫛壁(comb walls)23、即ち、複数の受け入れスロット(reception slots)24を形成し、ウエハ1の側面(side surface)25に係合する複数の櫛壁23は、それぞれフレーム状ベゼル(frame-like bezel)26を有している。図12の前方の具体例において、ベゼル26は、互いに平行且つ水平に延びる複数のフィン27を備えた設計になっており、これらの複数のフィンの間には、櫛壁23に角度をもって配向された真空スロット28が形成されている。これにより、組合わされるウエハ1の側面25の1つに係合する各櫛壁23の支持表面(supporting surface)が、複数のフィン27のフレーム状ベゼル26の外面29と複数のフィン27の複数の前方端部30とにより形成され、複数の前方端部30は、フレーム状ベゼル26の外面29が位置する垂直面内に存在する。これにより、各ウエハ1の単位面積あたりの接触圧力が最小になり、損傷及び割れ率(damage and fracture rate)を十分に低下させることができる。
【0029】
[参照符号のリスト]
1 ウエハ,ソーラウエハ(Wafer , Solar wafer)
2 移送キャリア,キャリア(Transfer carrier , carrier)
3 クランプ・モジュール(Clamping module)
4 スタック開口(stacking opening)
5a,5b 持ち上げ櫛状具(Lifting combs)
6 真空グリッパ,マルチ真空グリッパ(vacuum gripper , multi-vacuum-gripper)
7 背中合わせのモジュール,BTBモジュール(Back-To-Back module)(BTB module)
8 センタリング櫛(Centering combs)
9 第1のウエハスタック(First wafer stack)
10 真空グリッピング櫛状具(Vacuum gripping comb)
11 サーボモータ(Servo motor)
12 プレイフリーギア(Play-free gear)
13 第2のウエハスタック(Second wafer stack)
14 背中合わせのウエハバッチ,BTBウエハバッチ(Back-To-Back wafer batch , BTB wafer batch)
15 移動グリッパ(Transfer gripper)
16 プロセスボート(Process boat)
17 挿入位置(Insertion positions)
18 真空グリッパの上部パート(Upper part of vacuum gripper)
19 真空グリッパの底部パート(Bottom part of vacuum gripper)
20 ボールベアリングガイド部材(Ball bearing guide elements)
21 感応センサ(Inductive sensors)
22 真空櫛の底側(Bottom side of vacuum-gripping-comb)
23 櫛壁(Comb walls)
24 受入スロット(Reception slots of vacuum-gripping-comb)
25 ウエハの側面(Side surface of wafers)
26 フレーム状ベゼル(Frame-like bezel)
27 フィン(Fins)
28 真空スロット(Vacuum slots)
29 フレーム状ベゼルの外面(Outer surface of frame-like bezel)
30 フィンの前方端部(Front edges of fins)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
予め定めた偶数枚のウエハが、上方に向いた開口部を備えて水平面内にクランプされるキャリアの複数の受入スロットに並んで配置された、複数枚のウエハからなる複数のバッチをプロセスボートに積み込むために、特に複数のソーラウエハからなり、一方の側面がドーピングされるべき多数のウエハからなる複数のスタックを形成する方法であって、
移送キャリア内に並んで設けられた複数枚のウエハの半数分が、第1のウエハスタックの形態として、移送キャリアから該移送キャリアの外側に位置するマウントされた待機位置に移送され、前記移送キャリア内に並んで設けられ前記多数のウエハの残り半数分が、第2のウエハスタックの形態として、移送キャリアから出され、前記第2のウエハスタックの前記複数のウエハが、待機位置にある前記第1のウエハスタックの前記複数のウエハの位置と180°回転した位置に到達するように回転され、その後、前記第2のウエハスタックが前記第1のウエハスタックの前記待機位置に移動され、前記第2のウエハスタックは前記第1のウエハスタックと整列され、相互に連係する第1及び第2のウエハスタックを構成する複数枚の前記ウエハのドーピングがされない面のそれぞれを同時に一致するように相互に当接させることにより、一定の形になった前記パッケージ状の背中合わせウエハバッチ(BTBウエハバッチ)を形成するために、前記第2のウエハスタックが前記第1のウエハスタックと一緒に組み合わされ、前記背中合わせウエハバッチが、一定の形のものとして、移動グリッパによってピックアップされてプロセスボートに積み込まれるスタックの形成方法。
【請求項2】
移送キャリアに並んで設けられた多数枚のウエハの半数分が、第1の持ち上げ位置に第1のウエハスタックとして、前記移送キャリアの下方に位置し且つ第1の垂直軸に沿って移動させられる第1の持ち上げ櫛状具により持ち上げられ、前記第1の持ち上げ櫛状具の複数の櫛ギャップは前記半数分の前記複数のウエハのそれぞれの中心と正確に揃えられており、前記第1のウエハスタックは水平方向に移動されるマルチ真空グリッパによってピックアップされ、前記第1のウエハスタックは前記第1の持ち上げ位置内において、その位置に対して180°回転され、前記第1のウエハスタックが回転した状態で第2の垂直軸と連係する第2の持ち上げ位置に位置決めされ、続いて、前記移送キャリア内に並んで設けられた前記多数枚のウエアの残りの半数分が、第2のウエハスタックとして、第2の持ち上げ櫛状具によって持ち上げられ、前記第2の持ち上げ櫛状具は前記移送キャリアの下方に位置し、前記第2の垂直軸に沿って移動させられ、前記第2の持ち上げ櫛状具の櫛ギャップは、前記多数のウエハの前記第2の半数分の前記複数のウエハのそれぞれの中心と正確に揃えられており、サーボ制御された移動通路に沿う前記第2のウエハスタックの前記複数のウエハは、それぞれ第2の持ち上げ位置内で180°回転した状態にある前記
第1のウエハスタックの連係する前記複数枚のウエハの間を、パケット状の背中合わせのウエハバッチを形成する間に、前記複数のウエハの裏面と裏面とが互いに当接して一つのまとまった形になるまで移動させられ、その後、一つの形になったものが前記第2の持ち上げ櫛状具から前記移動グリッパにより取り出されて前記プロセスボートに積み込まれる請求項1に記載の方法。
【請求項3】
移送キャリアに並んで設けられた多数枚のウエハの第1の半数分が、第1のウエハスタックの形態として、前記移送キャリアからマルチ真空グリッパによって取り出され、前記第1の半数分が前記プロセスボートの1つの挿入位置にサーボ制御されて移送され、前記第1の半数分が前記挿入位置にある複数の受入スロット内に挿入され、前記前記移送キャリア内に並んで設けられた前記多数枚のウエハの第2の半数分が、前記第2のウエハスタックの形態で前記移送キャリアから前記マルチ真空グリッパにより取り出され、前記第2のウエハスタックは前記プロセスボート内の前記第1のウエハスタックの位置に対して180°回転させられ、前記第2のウエハスタックは前記プロセスボートの前記挿入位置に置かれた複数の前記ウエハの列の上に、前記挿入位置にある距離だけオフセットされて位置決めされ、この距離は少なくとも1枚の前記ウエハの厚みと同じぐらい大きく、前記マルチ真空グリッパは180°回転させられている前記第2のウエハスタックを前記プロセスボートの前記挿入位置に置かれた前記第1のウエハスタック内に挿入し、前記第1及び第2のウエハスタックの互いに連係する前記複数のウエハは、ドーピングされない側面を互いに一致させて当接させて、前記パッケージ状の背中合わせのウエハバッチを形成する請求項1に記載の方法。
【請求項4】
複数のウエハバッチを、特に拡散オーブン内でのドーピングの前に複数のソーラウエハバッチを、複数の挿入位置(17)を有するプロセスボート(16)に積み込むためのハンドリングシステムであって、
自動移送ユニットにより、予め定めた偶数枚のウエハが積み込まれたキャリア(2)が複数のウエハスタックの組立のための待機位置にある水平移送平面内に動かされ、クランプモジュール(3)によって、前記キャリア(2)の複数の受入スロット内に置かれた複数の前記ウエハのそれぞれの中心が、第1及び第2の垂直駆動モジュールの複数の垂直可動持ち上げ櫛状具(5a;5b)における複数の櫛ギャップと正確に整列するように、前記キャリアが前記待機位置にある上向きスタック開口部(4)を備えてクランプされ、前記第1及び第2の垂直駆動モジュールのそれぞれは前記待機位置にある前記クランプモジュールの下に固定配置されており;前記第1の垂直駆動モジュールの持ち上げ櫛状具(5a)によって、クランプモジュール(3)によって保持された前記キャリア(2)内の複数の前記ウエハからなる前記第1の半数分が、第1の持ち上げ位置の前記第1のウエハスタックとして上方に動かされ、そして前記第1の半数分が、センタリング・モジュール(8)により互いに前記ウエハスタック(9)内に前記複数のウエハ間に正確な距離を持って複数の側面縁部において整列され;複数の真空グリップ櫛状具(10)を備えたマルチ真空グリッパ(6)を有する背中合わせ用モジュール(7)が設けられ、背中合わせ用モジュール(7)はクランプ・モジュール(3)の上に配置され且つ、X−Y−Z及びR方向に動くことが可能であり、垂直に配向された軸がサーボモータ(11)によって下流のプレイフリー・ギア(12)を介して回転させられ;前記キャリア(2)から前記第1の持ち上げ位置に前記第1の垂直駆動モジュールの前記持ち上げ櫛状具(5a)によって持ち上げられた前記第1のウエハスタック9は、複数の感応近接スイッチにより制御される前記マルチ真空グリッパ(6)によってピックアップされ、180°回転され、前記第1の垂直駆動モジュールの前記第1の持ち上げ櫛状具(5a)に対するいかなる相対的な動きもなく、前記第1の持ち上げ位置内で180°回転した位置に配置され;次に前記キャリアの前記複数の受入スロット内に置かれた前記複数枚のウエハの第2の半数分が、前記第2の垂直駆動モジュールの前記持ち上げ櫛状具(5b)によって、第2の持ち上げ位置の前記第2のウエハスタック(13)として持ち上げられ、且つ前記第2の半数分が前記センタリング・モジュール(8)により互いに前記複数のウエハ間に正確な距離を持ってその中で複数の側面縁部において整列され;前記第2のウエハスタック(13)が前記背中合わせ用モジュールの前記マルチ真空グリッパ(6)によって前記第2の持ち上げ位置にピックアップされ、前記第1のウエハスタック(9)の上の前記第1の持ち上げ位置内に回転させることなく前記2のウエハスタック(13)が動かされ;前記第1のウエハスタック(9)は上に動かされて前記第2のウエハスタック(13)内に挿入され;前記第1のウエハスタック(9)の前記複数のウエハは前記第1の持ち上げ位置内に既に配置された前記第2のウエハスタック(13)の対応する複数の前記ウエハ(1)の間を通るサーボ制御された動きに沿って動かされ、これらの前記複数のウエハは2つのドーピング面を備えたパッケージ状の背中合わせウエハバッチ(7)を形成する間に、前記持ち上げ櫛状具(5b)内で背中合わせで当接させられ:前記マルチ真空グリッパ(6)をターンオフして開放した後、移送グリッパ(15)により、形成された前記背中合わせのウエハバッチが前記待機位置から前記プロセスボートに動かされて前記プロセスボートの前記挿入位置(17)に置かれることを特徴とするハンドリングシステム。
【請求項5】
前記背中合わせ用モジュール(7)の前記マルチ真空グリッパ(6)は、その垂直軸上に接続された上部パート(18)と複数の真空グリップ櫛状具(10)を支持する底部パート(19)とを具備しており、前記上部パート(18)と前記底部パート(19)は、2つのボールスクリューガイド部材(20)を介して接続され、作動中はこれらにより正確な整列が維持され、マルチ真空グリッパ(6)の前記上部パート(18)には、2つの感応性センサ(21)が備えられ、これにより、前記マルチ真空グリッパ(6)の下降による前記複数の真空グリップ櫛状具(10)の底部(22)と前記キャリア(2)内に置かれた前記複数のウエハ(1)の上方前面との接触が検知され、前記マルチ真空グリッパ(6)の更なる下降が最小の遅延で阻止される請求項4に記載のハンドリングシステム。
【請求項6】
前記キャリア(2)は、前記背面合わせ用モジュール(7)に対して、それぞれ50枚の前記ウエハを備えた前記第1及び第2のウエハスタック(9及び13)の形態で、第1及び第2の垂直駆動モジュールの前記持ち上げ櫛状具(5a;5b)により供給される100枚のソーラウエハ(1)が設けられる100個の受け入れスロットを具備しており、
前記第1及び第2のウエハスタック(9及び13)が、背中合わせに当接した100枚のウエハ(1)からなる前記背中合わせウエハバッチとして組み合わされ;
プロセスボート(16)内には4つの挿入位置(17)が設けられ、100枚の背中合わせになったウエハ(1)を備えた1つのパッケージ状の背中合わせウエハバッチのそれぞれが、移送グリッパ15によって下ろされる請求項4及び5のいずれか1項に記載のハンドリングシステム。
【請求項7】
前記真空グリップ櫛状具(10)の前記複数の受け入れスロット(24)を形成し、前記複数のウエハ(1)の各側面(25)と係合する、前記マルチ真空グリッパ(6)の前記真空グリップ櫛状具(10)の複数の櫛壁(23)は、それぞれ互いに平行且つ水平に延びる複数のフィン(27)を有するフレーム状ベゼル(26)の形状に形作られており;前記複数の櫛壁の2つの前記櫛壁間にそれぞれ形成された1個の真空スロット(28)は、前記櫛壁(23)に角度をもって配向され;組合わされる前記ウエハ(1)の側面(25)の1つと係合する各櫛壁(23)の支持表面(29)が、前記複数のフィン(27)の前記フレーム状ベゼル(26)の外面(29)と、前記フレーム状ベゼル(26)の前記外面(29)が位置する垂直面内に存在する前記複数のフィン(27)の複数の前方端部(30)とにより形成され、これにより、前記ウエハ(1)の単位面積あたりの接触圧力が最小になる請求項4〜6のいずれか1つに記載のハンドリングシステム。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate

【図10】
image rotate

【図11】
image rotate

【図12】
image rotate


【公表番号】特表2010−510681(P2010−510681A)
【公表日】平成22年4月2日(2010.4.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−537566(P2009−537566)
【出願日】平成19年11月22日(2007.11.22)
【国際出願番号】PCT/EP2007/010364
【国際公開番号】WO2008/061806
【国際公開日】平成20年5月29日(2008.5.29)
【出願人】(509143930)ヨナス アンド レードマン アウトマーツィオーンズテヒニク ゲーエムベーハー (3)
【氏名又は名称原語表記】JONAS & REDMANN AUTOMATIONSTECHNIK GMBH
【住所又は居所原語表記】Reuchlinstrasse 10−11,10553 Berlin GERMANY
【Fターム(参考)】