特表 2024-546551 製造システムロボット用の静電エンドエフェクタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-12-26

(54)【発明の名称】製造システムロボット用の静電エンドエフェクタ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20241219BHJP

   B25J 15/06 20060101ALI20241219BHJP

   H02N 1/00 20060101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 B

B25J15/06 Z

H02N1/00

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024503886

(86)(22)【出願日】2022-12-16

(85)【翻訳文提出日】2024-03-12

(86)【国際出願番号】 US2022053222

(87)【国際公開番号】W WO2023114501

(87)【国際公開日】2023-06-22

(31)【優先権主張番号】17/554,404

(32)【優先日】2021-12-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】タヌ， ラジクマール

(72)【発明者】

【氏名】ウー， ペイ－チェン

(72)【発明者】

【氏名】レイキー， ウィリアム

(72)【発明者】

【氏名】ファーバー， マトヴェイ

(72)【発明者】

【氏名】ハジェンズ， ジェフリー シー．

【テーマコード（参考）】

3C707

5F131

【Ｆターム（参考）】

3C707AS24

3C707BS15

3C707FS10

3C707JS02

3C707NS13

5F131AA02

5F131BA03

5F131BA04

5F131BA19

5F131BA24

5F131BA37

5F131CA12

5F131CA32

5F131DA32

5F131DA33

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5F131DA42

5F131DB03

5F131DB05

5F131DB23

5F131DB25

5F131DB32

5F131DB34

5F131DB42

5F131DB52

5F131DB57

5F131DB76

5F131EA03

5F131EA04

5F131EA06

(57)【要約】

静電エンドエフェクタ、及びその製造方法の実施形態が本明細書に開示される。一実施形態では、静電エンドエフェクタは、セラミックベース、該セラミックベースに連結した第１の電極層、及び該セラミックベースに連結した第２の電極層を備える。静電エンドエフェクタは、第１の電極に印加される電圧に応答して基板上に静電気力を生成するように構成される。基板上の静電気力は、基板上の摩擦力を増加させることができ、それにより、基板がエンドエフェクタ上で滑ることなく、現在の技術よりも速い速度でエンドエフェクタを加速することが可能性となりうる。
【選択図】図２Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

静電エンドエフェクタであって、
セラミックベース；
前記セラミックベースに連結した第１の電極層、及び
前記セラミックベースに連結した第２の電極層であって、前記静電エンドエフェクタが、前記第１の電極に印加される電圧に応答して基板上に静電気力を生成するように構成される、第２の電極層
を備えた、静電エンドエフェクタ。

【請求項2】

前記基板を支持するように構成された、前記セラミックベースの上面の複数のピラー、及び
前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に配置された誘電体層であって、前記第１の電極層を前記第２の電極層から電気的に絶縁する、誘電体層
をさらに含む、請求項１に記載の静電エンドエフェクタ。

【請求項3】

前記複数のピラーの間に複数のバレーをさらに含み、前記第１の電極層が前記バレーの少なくとも１つ以上の表面に堆積される、請求項２に記載の静電エンドエフェクタ。

【請求項4】

前記第１の電極層及び前記第２の電極層が、前記セラミックベース上に物理的気相堆積プロセスによって堆積されたチタン層を含む、請求項２に記載の静電エンドエフェクタ。

【請求項5】

前記誘電体層が実質的に、前記第１の電極層及び前記複数のピラーの上に堆積され、かつ
前記第２の電極層が実質的に、前記誘電体層の上に堆積される、
請求項２に記載の静電エンドエフェクタ。

【請求項6】

前記セラミックベースが複数の積層シートを含み、前記セラミックベースが前記第１の電極層を前記第２の電極層から電気的に絶縁する、請求項１に記載の静電エンドエフェクタ。

【請求項7】

前記第１の電極層及び前記第２の電極層が前記複数の積層シート内に埋め込まれる、請求項６に記載の静電エンドエフェクタ。

【請求項8】

前記セラミックベースの上面に複数のメサをさらに含み、前記複数のメサが前記基板を支持するように構成される、請求項６に記載の静電エンドエフェクタ。

【請求項9】

前記第１の電極層及び前記第２の電極層が白金層であり、前記第２の電極層が実質的に前記第１の電極層の下に配置され、前記第２の電極層が、１つ以上のメサを通って立ち上がりそこから突出する１つ以上の突起を備えている、請求項８に記載の静電エンドエフェクタ。

【請求項10】

静電エンドエフェクタを製造する方法であって、
セラミックブランクを提供すること、
前記セラミックブランク上に材料除去プロセスを実施して、前記セラミックブランクの上面に１つ以上の特徴部を生成すること、
前記セラミックブランクの少なくとも上面にカソード層を堆積すること、
少なくとも前記カソード層の上に誘電体層を堆積すること、及び
前記誘電体層の少なくとも一部の上にアノード層を堆積すること
を含む、方法。

【請求項11】

前記材料除去プロセスが前記セラミックブランクの前記上面に複数のピラーを生成し、該複数のピラーが、該ピラー上に位置づけられた基板を支持するように構成される、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記材料除去プロセスが前記セラミックブランクの前記上面に複数のバレーを生成し、前記カソード層が前記複数のバレーの１つ以上の表面上に堆積される、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記カソード層及び前記アノード層が、物理的気相堆積プロセスによって堆積されたチタン層を含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項14】

前記誘電体層が実質的に前記第１の電極層及び前記複数のピラーの上に堆積され、かつ
前記アノード層が、実質的に前記複数のピラーの上の前記誘電体層の上に堆積される、
請求項１１に記載の方法。

【請求項15】

前記カソード層、前記誘電体層、又は前記アノード層のうちの少なくとも１つが、物理的気相堆積プロセスによって堆積される、請求項１０に記載の方法。

【請求項16】

静電エンドエフェクタを製造する方法であって、
複数のセラミックシートを提供すること、
積層プロセスを実施して１つ以上の電極層を前記複数のセラミックシートと組み合わせることによって、積層層のセットを生成すること、
焼結プロセスを実施して前記積層層を結合することによって、焼結層のセットを生成すること、
前記焼結層の少なくとも上面を研削すること、及び
前記焼結層の少なくとも前記上面を研磨すること
を含む、方法。

【請求項17】

材料除去プロセスを実施して、前記静電エンドエフェクタの前記上面に複数のメサを生成すること
をさらに含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記１つ以上の電極層が白金で構成される、請求項１６に記載の方法。

【請求項19】

前記１つ以上の電極層が同一平面上にある、請求項１６に記載の方法。

【請求項20】

前記１つ以上の電極層がカソード層と接地層とを含み、該接地層が前記カソード層の下に配置されており、前記接地層が、１つ以上のメサを通って立ち上がり、そこから突出する１つ以上の突起を備えている、請求項１７に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の実施形態は、概して、半導体製造システムロボット用の静電エンドエフェクタの製造方法及び設計パラメータに関する。

【背景技術】

【0002】

電子デバイス製造システムは、基板を輸送及び製造するための１つ以上のツール又は構成要素を含むことができる。電子デバイス製造システムは、基板をある場所から別の場所へと移送するためにロボット装置（例えば、移送チャンバロボット、ファクトリインターフェースロボット）を使用することがある。例えば、移送チャンバロボットは、ロードロックと処理チャンバとの間で基板を搬送するように構成することができる。ロボット装置は、基板が位置間を移送される際に基板を取り扱う１つ以上のエンドエフェクタを有することができる。

【0003】

現在の一部のロボットエンドエフェクタは、ロボットによるエンドエフェクタ上での基板の搬送を可能にするために、エンドエフェクタと基板との間の静摩擦に依拠している。したがって、ロボットのエンドエフェクタのピーク加速度は約０．１Ｇ（重力加速度の１０分の１）に制限される。エンドエフェクタが該エンドエフェクタと基板との間の静止摩擦力によって許容される限界を超えて加速すると、基板がエンドエフェクタ上で滑り、基板の配置及び製造プロセスが損なわれる可能性がある。わずかな基板のズレでさえも粒子が基板から削り取られ、汚染につながる可能性がある。したがって、速度効率を高めつつ基板を搬送するための改良されたエンドエフェクタが必要とされている。

【発明の概要】

【0004】

以下は、本開示の幾つかの態様の基本的な理解を提供するための、本開示の簡略化された概要である。この概要は、本開示の広範な概観を示すものではない。これは、本開示のキーとなる要素又は重要な要素を特定することを意図したものではなく、また、本開示の特定の実装形態の範囲又は特許請求の範囲を描写することを意図したものでもない。その唯一の目的は、後で提示されるより詳細な説明に対する前置きとして、本開示の幾つかの概念を簡略化された形式で提示することである。

【0005】

本開示の一態様では、静電エンドエフェクタは、セラミックベース、該セラミックベースに連結した第１の電極層、及び該セラミックベースに連結した第２の電極層を備える。静電エンドエフェクタは、第１の電極に印加される電圧に応答して基板上に静電気力を生成するように構成される。

【0006】

本開示の別の態様では、静電エンドエフェクタを製造する方法は、セラミックブランクを提供することを含む。該方法は、セラミックブランク上に材料除去プロセスを実施して、セラミックブランクの上面に１つ以上の特徴部を生成することをさらに含む。該方法は、セラミックブランクの少なくとも上面にカソード層を堆積することをさらに含む。該方法は、少なくともカソード層の上に誘電体層を堆積することをさらに含む。該方法は、誘電体層の少なくとも一部の上にアノード層を堆積することをさらに含む。

【0007】

本開示の別の態様では、静電エンドエフェクタを製造する方法は、複数のセラミックシートを提供することを含む。該方法は、積層プロセスを実施して１つ以上の電極層を複数のセラミックシートと組み合わせることによって積層層のセットを生成することをさらに含む。該方法は、焼結プロセスを実施して積層層を結合することによって焼結層のセットを生成することをさらに含む。該方法は、焼結層の少なくとも上面を研削することをさらに含む。該方法は、焼結層の少なくとも上面を研磨することをさらに含む。

【0008】

本開示は、例として示されているのであって、同様の参照が同様の要素を示す添付の図面の図に限定されない。本開示における「ある（an）」又は「一（one）」実施形態に対するさまざまな言及は、必ずしも同じ実施形態を指すのではなく、そのような言及は少なくとも１つを意味することに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】ある特定の実施形態による、例となる製造システムの概略的な上面図

【図2A】ある特定の実施形態による、単極静電エンドエフェクタの概略的な上面図

【図2B】ある特定の実施形態による、単極静電エンドエフェクタの少なくとも一部の概略的な断面図

【図3】ある特定の実施形態による、単極静電エンドエフェクタの１つ以上の層の二次元表現図

【図4A】ある特定の実施形態による、単極静電エンドエフェクタの概略的な上部断面図

【図4B】ある特定の実施形態による、単極静電エンドエフェクタの概略的な底部断面図

【図4C】ある特定の実施形態による、単極静電エンドエフェクタの少なくとも一部の概略的な断面図

【図5】ある特定の実施形態による、単極静電エンドエフェクタを製造する方法のフローチャート

【図6】ある特定の実施形態による、単極静電エンドエフェクタを製造する方法の別のフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0010】

電子デバイス製造システムにおいて基板を移送するように構成された静電ロボットエンドエフェクタを対象とした技術が本明細書に記載される。電子デバイス製造システムは、１つ以上の処理チャンバ内で基板に対して１つ以上のプロセスを実施することができる。電子デバイス製造システムは、１つ以上の処理チャンバに近接して位置づけられた移送チャンバを含むことができる。該移送チャンバは、ロボットによって１つ以上の処理チャンバ間で基板が移送される間、基板をその上に位置づけることができる１つ以上のエンドエフェクタを有するロボットを含むことができる。さらに、電子デバイス製造システムは、ファクトリインターフェースに近接してファクトリインターフェースロボットを含むことができる。該ファクトリインターフェースロボットは、基板がファクトリインターフェースから又はファクトリインターフェースへと移送される間に基板を位置づけることができる１つ以上のエンドエフェクタを有するロボットを含むことができる。既存のロボットエンドエフェクタは、基板の搬送を可能にするためにエンドエフェクタと基板との間の静摩擦に依拠しており、したがって、エンドエフェクタの加速が制限される。静摩擦限界を超えてエンドエフェクタを加速すると、基板の配置が損なわれ、削り取られた粒子による汚染が生じ、それによって基板に欠陥が生じて使用できなくなる可能性がある。

【0011】

本開示の実施形態は、半導体製造システムロボット用の静電エンドエフェクタを対象とする。幾つかの実施形態では、本明細書に記載されるロボットエンドエフェクタは、アノードとカソードを含むことができる。アノードとカソードは、実質的に同一平面上に存在しうる。例えば、アノードとカソードは、実質的に同一平面内に配置されうる。さらに、アノードとカソードは、１つ以上の誘電体層によって分離されうる。基板がエンドエフェクタ上に位置づけられると、電圧がカソードに印加されうる。アノードは接地されていてもよい。幾つかの実施形態では、印加電圧は単極であってもよいが、他の実施形態では双極であってもよい。印加された電圧は、エンドエフェクタと基板との間に静電引力を生成しうる。引力により、エンドエフェクタと基板との間の静摩擦が増加する可能性があり、基板が滑ることなく基板を移送しつつ、静摩擦のみに依拠しているエンドエフェクタよりも速い速度でエンドエフェクタを加速できるようになる。

【0012】

本開示のロボットエンドエフェクタを製造する第１の方法は、セラミックブランクを提供することを含むことができる。幾つかの実施形態では、セラミックブランクはストックから機械加工される。セラミックブランクは、アルミナ（すなわち、酸化アルミニウム）、適切な特性を有する１つ以上の他のセラミック材料、又はそれらの任意の組合せから機械加工することができる。セラミックブランクは平坦な上面を有しうる。該方法は、制御された位置でセラミックブランクの少なくとも上面における材料除去動作をさらに含むことができる。幾つかの実施形態では、セラミックブランクはマイクロビーズブラスト処理される。材料除去プロセスは、エンドエフェクタの上面の上に複数のピラーとバレーを生成することができる。複数のピラーは、エンドエフェクタの上面から突出する小さい実質的に円筒形の突起でありうる。複数のピラーは、エンドエフェクタの上面にパターン状に配置することができる。幾つかの実施形態では、複数のピラーは、エンドエフェクタの上面に実質的に列を成して配置される。１つ以上のバレーは、エンドエフェクタの上面の窪みであってもよい。１つ以上のバレーは、広いというよりも長くなりうる。幾つかの実施形態では、１つ以上のバレーは１列以上のピラーを分離する。次に、１つ以上の層が、エンドエフェクタの少なくとも上面に堆積されうる。幾つかの実施形態では、１つ以上の層は、物理的気相堆積プロセス（ＰＶＤ）によって堆積される。エンドエフェクタの上面に堆積される第１の層は、カソード層でありうる。第２の層は誘電体層でありうる。第３の層はアノード層でありうる。幾つかの実施形態では、アノード層は接地層であってもよい。アノード層は、誘電体層の上のピラーの少なくとも上部に堆積されうる。使用時には、基板は、ピラーの上部のアノード層上に位置づけられうる。幾つかの実施形態では、１つ以上の層の各々は約１０μｍでありうる。しかしながら、ある範囲の層厚さを、エンドエフェクタと基板との間に十分な静電引力を提供するような方法でエンドエフェクタを構築するために使用することができる。

【0013】

本開示の静電エンドエフェクタを製造する第２の方法は、最初に複数のセラミックシートを機械加工することを含むことができる。幾つかの実施形態では、セラミックシートはアルミナから製造される。積層プロセスを使用して、１つ以上の電極層を複数のセラミックシートと組み合わせることができる。幾つかの実施形態では、エンドエフェクタは、同一平面上にあり、かつ互いに電気的に絶縁された第１の電極層と第２の電極層とを含む。他の実施形態では、エンドエフェクタは、第２の電極層の下に配置された第１の電極層を含む。１つ以上の電極層は、導電性材料で構成することができる。例えば、１つ以上の電極層は白金でありうる。該方法は、焼結プロセスを実施して積層層を結合して粗いエンドエフェクタにすることによって、焼結層のセットを生成することをさらに含むことができる。該焼結プロセスは、層が合体して単一の塊になるように、積層された層を十分に加熱することを含むことができる。該方法は、エンドエフェクタの上面を研削して前記表面を平坦にすることをさらに含むことができる。該方法は、エンドエフェクタの上面を研磨することをさらに含むことができる。幾つかの実施形態では、研磨は、ラッピングプロセスによって実施されてもよい。幾つかの実施形態では、ラッピングプロセスは研磨プロセスである。例えば、ラッピングプロセスは、ツール表面を、エンドエフェクタの上面に対して微細な研磨剤を間に挟んでこすることによって達成することができる。ラッピングプロセスは、エンドエフェクタの上面をさらに平坦化し、該表面を研磨するために、エンドエフェクタの上面に微細な研磨剤を使用することを含むことができる。動作中、基板はエンドエフェクタの上面に位置づけることができる。第１の電極層を接地させつつ、第２の電極層に電圧を印加することができる。これにより、エンドエフェクタと基板との間に静電気力が発生し、基板とエンドエフェクタとの間の静摩擦を増加させることができる。

【0014】

幾つかの実施形態では、第２の製造方法は、エンドエフェクタの上面で実施される材料除去動作をさらに含む。幾つかの実施形態では、材料除去動作はマイクロビーズブラストプロセスである。該マイクロビーズブラストプロセスは、エンドエフェクタの表面から材料を除去するために、エンドエフェクタの上面に高圧でマイクロ研磨剤を適用することを含むことができる。マイクロ研磨剤は小さいガラスビーズであってもよい。材料除去動作により、エンドエフェクタの上面に複数のメサを生成することができる。複数のメサは、エンドエフェクタの上面から突出する実質的に円筒形の突起でありうる。幾つかの実施形態では、突出した電極は、１つ以上のメサから立ち上がり、第１の下部電極層まで下方に延在することができる。１つ以上の突出電極は、上部電極層から電気的に絶縁されつつ、下部電極層に電気的に接続されうる。１つ以上の突出電極は導電性材料から製造することができる。例えば、１つ以上の突出電極は白金から製造されてもよい。エンドエフェクタが動作しているとき、基板は１つ以上の突出電極上に位置づけられうる。

【0015】

エンドエフェクタと基板との間に引力を適用するエンドエフェクタは、基板を移動させることなくエンドエフェクタの加速限界を増加させることができよう。これにより、基板の移送速度の増加が可能となり、製造システムの生産性の向上につながる。

【0016】

図１は、本開示の態様による、例となる製造システム１００の概略的な上面図である。製造システム１００は、基板１０２上に１つ以上のプロセスを実施することができる。基板１０２は、電子デバイス又はその上の回路構成要素の製造に適した、例えば、ケイ素含有ディスク又はウエハ、パターン化されたウエハ、ガラス板などの任意の適切な剛性の固定寸法の平面物品でありうる。

【0017】

製造システム１００は、処理ツール１０４と、該処理ツール１０４に連結されたファクトリインターフェース１０６とを含むことができる。処理ツール１０４は、内部に移送チャンバ１１０を有するハウジング１０８を含むことができる。移送チャンバ１１０は、その周囲に配置され、それに連結された１つ以上のプロセスチャンバ（処理チャンバとも呼ばれる）１１４、１１６、１１８を含むことができる。処理チャンバ１１４、１１６、１１８は、スリットバルブなどのそれぞれのポートを介して移送チャンバ１１０に連結することができる。移送チャンバ１１０は、処理チャンバ１１４、１１６、１１８、ロードロック１２０などの間で基板１０２を移送するように構成された移送チャンバロボット１１２も含むことができる。移送チャンバロボット１１２は、一又は複数のアームを含むことができ、各アームは、各アームの端に１つ以上のエンドエフェクタを含む。エンドエフェクタは、ウエハなどの特定の物体を取り扱うように構成することができる。

【0018】

処理チャンバ１１４、１１６、１１８は、基板１０２上で任意の数のプロセスを実施するように適合させることができる。同じ又は異なる基板プロセスを各処理チャンバ１１４、１１６、１１８で行うことができる。基板プロセスには、原子層堆積（ＡＬＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、エッチング、アニーリング、硬化、前洗浄、金属又は金属酸化物の除去などが含まれうる。他のプロセスを基板上で実施してもよい。処理チャンバ１１４、１１６、１１８は各々、基板プロセスの前、後、又は基板プロセス中に基板１０２のデータを捕捉するように構成された１つ以上のセンサを含むことができる。例えば、１つ以上のセンサは、基板プロセス中に基板１０２の一部のスペクトルデータ及び／又は非スペクトルデータを捕捉するように構成することができる。他の又は同様の実施形態では、１つ以上のセンサは、基板プロセスの前、後、又は基板プロセス中にプロセスチャンバ１１４、１１６、１１８内の環境に関連するデータを捕捉するように構成することができる。例えば、１つ以上のセンサは、基板プロセス中に処理チャンバ１１４、１１６、１１８内の環境の温度、圧力、ガス濃度などに関連するデータを捕捉するように構成することができる。

【0019】

ロードロック１２０はまた、ハウジング１０８及び移送チャンバ１１０にも連結することができる。ロードロック１２０は、一方の側で移送チャンバ１１０と、かつファクトリインターフェース１０６とインターフェースするように構成することができ、一方の側で移送チャンバ１１０と、かつファクトリインターフェース１０６と連結することができる。ロードロック１２０は、幾つかの実施形態では、真空環境（基板を移送チャンバ１１０との間で移送することができる）から大気圧又はそれに近い不活性ガス環境（基板をファクトリインターフェース１０６との間で移送することができる）へと変更することができる環境制御雰囲気を有しうる。ファクトリインターフェース１０６は、例えば機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）などの任意の適切な筐体でありうる。ファクトリインターフェース１０６は、該ファクトリインターフェース１０６のさまざまな負荷ポート１２４でドッキングされた基板キャリア１２２（例えば、前方開口型統一ポッド（ＦＯＵＰ））から基板１０２を受け取るように構成することができる。ファクトリインターフェースロボット１２６（破線で示されている）は、キャリア（容器とも呼ばれる）１２２とロードロック１２０との間で基板３０２を移送するように構成することができる。キャリア１２２は、基板保管キャリア又は交換部品保管キャリアでありうる。

【0020】

製造システム１００は、該製造システム１００に関する情報をユーザ（例えば、オペレータ）に提供するように構成されたクライアントデバイス（図示せず）にも接続することができる。幾つかの実施形態では、クライアントデバイスは、１つ以上のグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を介して製造システム１００のユーザに情報を提供することができる。例えば、クライアントデバイスは、処理チャンバ１１４、１１６、１１８で実施される堆積プロセス中に基板１０２の表面に堆積される膜の目標厚さプロファイルに関する情報を、ＧＵＩを介して提供することができる。クライアントデバイスは、本明細書に記載される実施形態に従い、ターゲットプロファイルに対応すると予測される堆積設定のそれぞれのセットを考慮して、プロセスレシピの修正に関する情報を提供することもできる。

【0021】

製造システム１００はまた、システムコントローラ１２８も含むことができる。システムコントローラ１２８は、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、マイクロコントローラなどのコンピューティングデバイスであってもよく、及び／又はそれらを備えていてもよい。システムコントローラ１２８は、マイクロプロセッサ、中央処理装置などの汎用処理装置でありうる、１つ以上の処理デバイスを含むことができる。より具体的には、処理デバイスは、複合命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、縮小命令セットコンピューティング（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサ、又は他の命令セットを実装するプロセッサ若しくは命令セットの組合せを実装するプロセッサでありうる。処理デバイスはまた、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークプロセッサなどの１つ以上の専用処理デバイスであってもよい。システムコントローラ１２８は、データストレージデバイス（例えば、１つ以上のディスクドライブ及び／又はソリッドステートドライブ）、メインメモリ、スタティックメモリ、ネットワークインターフェース、及び／又は他の構成要素を含むことができる。システムコントローラ１２８は、本明細書に記載される方法及び／又は実施形態のうちの任意の１つ以上を実施するための命令を実行することができる。幾つかの実施形態では、システムコントローラ１２８は、プロセスレシピに従って製造システム１００において１つ以上の動作を実施するための命令を実行することができる。命令は、メインメモリ、スタティックメモリ、二次記憶装置、及び／又は処理デバイス（命令の実行中）を含みうる、コンピュータ可読記憶媒体に格納することができる。

【0022】

システムコントローラ１２８は、製造システム１００のさまざまな部分（例えば、処理チャンバ１１４、１１６、１１８、移送チャンバ１１０、ロードロック１２０など）上又はその中に含まれるセンサからデータを受信することができる。幾つかの実施形態では、システムコントローラ１２８によって受信されるデータは、基板１０２の一部についてのスペクトルデータ及び／又は非スペクトルデータを含むことができる。他の又は同様の実施形態では、システムコントローラ１２８によって受信されるデータは、前述したように、処理チャンバ１１４、１１６、１１８での基板１０２の処理に関連するデータを含むことができる。本説明の目的上、システムコントローラ１２８は、処理チャンバ１１４、１１６、１１８内に含まれるセンサからデータを受信するものとして説明される。しかしながら、システムコントローラ１２８は、本明細書に記載される実施形態に従って、製造システム１００の任意の部分からデータを受信することができ、該部分から受信したデータを使用することができる。例示的な一例では、システムコントローラ１２８は、処理チャンバ１１４、１１６、１１８における基板プロセスの前、後、又は基板プロセス中に、処理チャンバ１１４、１１６、１１８の１つ以上のセンサからデータを受信することができる。製造システム１００のさまざまな部分のセンサから受信したデータは、データストア１５０に格納することができる。データストア１５０は、システムコントローラ１２８内の構成要素として含むことができ、又はシステムコントローラ１２８とは別個の構成要素であってもよい。

【0023】

図２Ａは、本開示の実施形態による、エンドエフェクタ２００の概略的な上面図である。エンドエフェクタ２００は、エンドエフェクタベース２１０、ロボットコネクタ２１６、ピラー２２０、カソード層２３０、誘電体層２４０、及び接地層２５０を含むことができる。図２Ａは、互いに重ね合わされたエンドエフェクタ２００の層を示している。エンドエフェクタ２００の層は、図３Ａ～Ｄに別々に示されている。幾つかの実施形態では、エンドエフェクタ２００は１つ以上のセンサを含むことができる。

【0024】

エンドエフェクタベース２１０はセラミック材料を含むことができる。幾つかの実施形態では、エンドエフェクタ本体２１０はアルミナセラミックである。エンドエフェクタ２００は、１つ以上の締め具又は他のコネクタによってロボットコネクタ２１６を介してロボットに取り付けることができる。幾つかの実施形態では、ピラー２２０は、エンドエフェクタ本体２１０の１つ以上の側縁に沿って配置される。幾つかの実施形態では、ピラー２２０は、エンドエフェクタベース２１０の長手方向軸に対して実質的に平行なラインで配置される。幾つかの実施形態では、ピラー２２０は、エンドエフェクタベース２１０の表面から約２０μｍ立ち上がる。ピラー２２０は、エンドエフェクタ２００が移送している基板、又は移送しようとしている基板を支持することができる。幾つかの実施形態では、エンドエフェクタ２００は、１００本以上のピラー２２０を含む。幾つかの実施形態では、エンドエフェクタ２００は、該エンドエフェクタ２００と基板との間に引力が加えられたときに、エンドエフェクタ２００によって運ばれる基板の曲がりが最小限に抑えられるように、十分なピラーを含む。エンドエフェクタベース２１０は、ピラー２２０の１つ以上の列の間に実質的に１つ以上のバレー２２５を含むことができる。１つ以上のバレー２２５は、材料除去プロセスによって生成することができる。幾つかの実施形態では、ピラー２２０を生成する同じプロセスが、１つ以上のバレー２２５も生成する。１つ以上のバレー２２５は、マイクロビーズブラストプロセスによって生成することができる。幾つかの実施形態では、エンドエフェクタベース２１０の１つ以上のバレー２２５の深さは、約４０μｍである。

【0025】

エンドエフェクタ２００の少なくとも上面に１つ以上の層を堆積することができる。該１つ以上の層は、１つ以上の堆積プロセスによって堆積することができる。幾つかの実施形態では、１つ以上の層は、気相堆積プロセスによって堆積される。ある特定の実施形態では、１つ以上の層は、ＰＶＤプロセスによって堆積される。カソード層２３０及び接地層２５０は、導電性材料で構成することができる。接地層２５０はアノード層でありうる。幾つかの実施形態では、カソード層２３０及び接地層２５０は、ＰＶＤプロセスによって堆積されたチタン層である。カソード層２３０は、エンドエフェクタベース２１０の１つ以上のバレーに施すことができる。誘電体層２４０は、カソード層２３０の上に堆積させることができる（図２Ｂ参照）。誘電体層２４０は誘電体を含みうる。幾つかの実施形態では、誘電体層２４０は、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）の層である。幾つかの実施形態では、誘電体層２４０は、カソード層２３０及びピラー２２０の上に堆積させることができる（図２Ｂ参照）。幾つかの実施形態では、接地層２５０は、誘電体層２４０の上に堆積される。幾つかの実施形態では、接地層２５０は、ピラー２２０の各々の上面に堆積され、導電経路も形成する。

【0026】

図２Ｂは、ある特定の実施形態による、単極静電エンドエフェクタの少なくとも一部の概略的な断面図である。エンドエフェクタベース２１０は、少なくとも上面に堆積された１つ以上の層を有しうる。幾つかの実施形態では、カソード層２３０、誘電体層２４０、及び接地層２５０が、エンドエフェクタベース２１０上に堆積される。カソード層２３０、誘電体層２４０、及び接地層２５０は、エンドエフェクタベース２１０の外縁によって形成されたエンドエフェクタベース２１０の外側境界内に配置されてもよい。カソード層２３０は、エンドエフェクタベース２１０の１つ以上のバレー２２５に堆積させることができる。誘電体層２４０は、カソード層２３０の上に堆積させることができ、エンドエフェクタベース２１０のバレー２２５の側壁を上って延在し、１つ以上のピラー２２０の少なくとも表面を覆うことができる。接地層２５０は、誘電体層２４０が１つ以上のピラー２２０を覆う場合に、誘電体層２４０上に堆積させることができる。接地層２５０の上には基板２８０が位置づけられうる。幾つかの実施形態では、カソード層２３０、誘電体層２４０、及び接地層２５０の各々の厚さは約１０μｍである。他の実施形態では、カソード層２３０、誘電体層２４０、及び接地層２５０の各々は、電圧がカソード層２３０に印加されたときに、結果として生じる所望の静電引力が基板２８０上に印加されるような厚さでありうる。幾つかの実施形態では、誘電体層２４０の上面と基板２８０の下面との間に約６０μｍの間隙が存在する。しかしながら、結果として得られる所望の静電引力を生成するために、適切な電圧がカソード層２３０に印加される場合には、より小さい又はより大きい間隙が存在していてもよい。幾つかの実施形態では、特定の環境又は圧力範囲でのグロー放電の失敗を回避するために、間隙が必要な場合がある。さらに、間隙は、ある特定の圧力範囲に合わせて（例えば、ある特定の圧力ではより小さい間隙、異なる圧力ではより大きい間隙に）調整することができる。幾つかの実施形態では、間隙は、ピラーを垂直に伸長及び／又は収縮させる、圧電アクチュエータを使用して調整される。

【0027】

幾つかの実施形態では、エンドエフェクタ２００は、電子デバイス製造システム（例えば、システム１００）において基板を移送するために、移送チャンバロボット又はファクトリインターフェースロボットによって用いられうる。基板２８０は、エンドエフェクタ２００によって搬送することができる。エンドエフェクタ２００が基板２８０を搬送している間、基板２８０は接地層２５０の上に位置づけられうる。カソード層２３０には電圧を印加することができ、接地層２５０は接地させることができ、したがって、エンドエフェクタ２００と基板２８０との間に静電気力が生成される。幾つかの実施形態では、カソード層２３０に印加される電圧は約５００ボルトであるが、印加される電圧は、所望の静電気力を生成するために必要な任意の電圧とすることができる。静電気力は、エンドエフェクタ２００が加速状態下にあるときに、エンドエフェクタ２００上での基板２８０の滑りを低減又は排除するように基板２８０に作用することができる。したがって、この静電気力により、基板２８０が滑ることなく、エンドエフェクタ２００をより大きく加速することができる。

【0028】

図３Ａ～Ｄは、ある特定の実施形態による、単極静電エンドエフェクタの１つ以上の層の上面図を示している。幾つかの実施形態では、エンドエフェクタベース２１０は、ピラー２２０と、実質的にピラーの間にある１つ以上のバレー２２５とを含む。カソード層２３０は、エンドエフェクタベース２１０の外側境界内のエンドエフェクタベース２１０の上面に堆積されうる。誘電体層２４０は、少なくともカソード層２３０の上及びエンドエフェクタベース２１０の上面に堆積されうる。接地層２５０は、少なくとも誘電体層２４０の上及びエンドエフェクタベース２１０の上面に堆積されうる。接地層２５０はピラー２２０の上に堆積されてもよく、ピラー２２０の各々の間に導電経路を生成することができる。

【0029】

図４Ａは、ある特定の実施形態による、単極静電エンドエフェクタの概略的な上部断面図である。幾つかの実施形態では、エンドエフェクタ４００は、エンドエフェクタベース４１０を含む。複数のメサ４２０は、エンドエフェクタベース４１０の上面の周りに分散されてもよい。幾つかの実施形態では、メサの各々の高さは約１０μｍである。エンドエフェクタ４００は、１つ以上の積層シートの間に埋め込まれた１つ以上の層を含むことができる。１つ以上の積層シートはセラミックシートでありうる。幾つかの実施形態では、１つ以上の埋め込まれた層は同一平面上にある。他の実施形態では、１つ以上の層は同一平面上にはない。幾つかの実施形態では、１つ以上の積層シートは、アルミナのシートである。エンドエフェクタ４００は、エンドエフェクタベース４１０の外縁によって形成されたエンドエフェクタベース４１０の外側境界内に配置された１つ以上の積層シートの間にカソード層４３０を含むことができる。カソード層４３０は導電性材料を含みうる。幾つかの実施形態では、カソード層４３０は白金層である。エンドエフェクタ４００はまた、１つ以上の積層シートの間に接地層４５０を含むこともできる。接地層４５０は導電性材料を含むことができる。幾つかの実施形態では、接地層４５０は白金層である。ある特定の実施形態では、カソード層４３０と接地層４５０は同一平面上にあるが、互いに電気的に絶縁されている。幾つかの実施形態では、カソード層４３０と接地層４５０は、エンドエフェクタ本体４１０内の異なる平面上に存在する。

【0030】

図４Ｂは、ある特定の実施形態による、単極静電エンドエフェクタの概略的な底部断面図である。エンドエフェクタ４００は接地層４５０を含むことができる。接地層４５０は、１つ以上のセラミックシートの間に埋め込まれ、エンドエフェクタベース４１０の外側境界内に配置されうる。幾つかの実施形態では、接地層４５０は、エンドエフェクタベース４１０内を走る１つ以上のトレースを含む。他の実施形態では、接地層４５０は、エンドエフェクタベース４１０の実質的に設置面積全体にわたって配置される。ある特定の実施形態では、接地層４５０は、１つ以上の接地ピン４６０を接続する。ある特定の実施形態では、エンドエフェクタ４００は、わずか３つの接地ピン４６０を有しうる。他の実施形態では、エンドエフェクタ４００は、５つの接地ピン４６０を有する。（接地ピン４６０の説明については、図４Ｃを参照）。

【0031】

図４Ｃは、ある特定の実施形態による、単極静電エンドエフェクタの少なくとも一部の概略的な断面図である。幾つかの実施形態では、接地層４５０は、カソード層４３０の下のエンドエフェクタベース４１０内に配置される。カソード層４３０と接地層４５０は互いに電気的に絶縁されている。

【0032】

エンドエフェクタ４００は、エンドエフェクタベース４１０の上面に複数のメサ４２０を含むことができる。接地ピン４６０は、メサ４２０と、１つ以上の接地突起４５２とを含むことができる。各接地突起４５２は、導電性材料を含むことができる。例えば、幾つかの実施形態では、各接地突起４５２は白金である。接地突起４５２は、メサ４２０の上面よりも上に立ち上がっていてもよい。幾つかの実施形態では、接地突起４５２は、メサ４２０の上面より２～３μｍ上に立ち上がっていてもよい。

【0033】

幾つかの実施形態では、エンドエフェクタ４００は、電子デバイス製造システムにおいて基板を移送するために、移送チャンバロボット又はファクトリインターフェースロボットによって使用されうる。基板はエンドエフェクタ４００によって搬送されうる。エンドエフェクタ４００が基板を搬送している間、基板は１つ以上のメサ４２０の上に置かれる。基板の底部とカソード層との間には特定の間隙（例えば、７０μｍ）が存在しうる。間隙は特定の圧力に合わせて調整することができる。幾つかの実施形態では、間隙は、圧電アクチュエータを使用してメサ４２０を垂直に伸長及び／又は収縮させることによって調整することができる。基板は、１つ以上の接地突起と電気接触することができる。カソード層４３０には電圧を印加することができ、接地層４５０は接地させることができ、したがって、エンドエフェクタ４００と基板との間に静電気力が生成される。幾つかの実施形態では、カソード層４３０に印加される電圧は５００ボルトであるが、印加される電圧は、所望の静電気力を生成するために必要な任意の電圧とすることができる。静電気力は、エンドエフェクタ４００が加速状態下にあるときに、エンドエフェクタ４００上での基板の滑りを低減又は排除するように基板に作用することができる。したがって、この静電気力により、基板が滑ることなく、エンドエフェクタ４００をより大きく加速することができる。

【0034】

図５は、ある特定の実施形態による、単極静電エンドエフェクタを製造する方法のフローチャートである。方法５００は、ハードウェア（回路、専用ロジックなど）、ソフトウェア（汎用コンピュータシステム又は専用マシン上で行われるものなど）、ファームウェア、又はそれらの何らかの組合せを含みうる処理ロジックによって実施される。一実装形態では、方法５００は、図示されていないコンピュータシステム又は処理デバイスによって実施されうる。他の又は同様の実装形態では、方法５００の１つ以上の動作は、図示されていない１つ以上の他のマシンによって実施されうる。

【0035】

動作５１０では、セラミックブランクが提供される。幾つかの実施形態では、セラミックブランクは機械加工される。幾つかの実施形態では、セラミックブランクは、少なくとも略静電エンドエフェクタの形状を有する。ある特定の実施形態では、セラミックブランクはアルミナ製である。

【0036】

動作５２０では、セラミックブランクの上面に１つ以上の特徴部を生成するために、セラミックブランクは材料除去プロセスに供される。幾つかの実施形態では、材料除去プロセスは、マイクロビーズブラスト処理、又はセラミックブランク上に上面特徴部を生成することができる別の任意の適切な材料除去プロセスを含みうる。材料除去プロセスにより、セラミックブランクの上面の一部が除去され、それにより、ワークピースがエンドエフェクタの上面に複数のピラーと１つ以上のバレーを含むようになる。

【0037】

動作５３０では、堆積プロセスによってエンドエフェクタの少なくとも上面にカソード層が堆積される。幾つかの実施形態では、堆積プロセスは気相堆積プロセスである。カソード層は、エンドエフェクタの少なくとも１つ以上のバレーの表面に堆積されうる。

【0038】

動作５４０では、堆積プロセスによってエンドエフェクタの上面の上に誘電体層が堆積されうる。誘電体層はカソード層を覆うことができる。

【0039】

動作５５０では、エンドエフェクタ上にアノード層が堆積される。アノードレイ（ｌａｙ）は、誘電体層の一部を覆うことができる。幾つかの実施形態では、アノード層は、エンドエフェクタの複数のピラーの上に堆積される。

【0040】

図６は、ある特定の実施形態による、単極静電エンドエフェクタを製造する別の方法のフローチャートである。方法６００は、ハードウェア（回路、専用ロジックなど）、ソフトウェア（汎用コンピュータシステム又は専用マシン上で行われるものなど）、ファームウェア、又はそれらの何らかの組合せを含みうる処理ロジックによって実施される。一実装形態では、方法６００は、図示されていないコンピュータシステム又は処理デバイスによって実施されうる。他の又は同様の実装形態では、方法６００の１つ以上の動作は、図示されていない１つ以上の他のマシンによって実施されてもよい。

【0041】

動作６１０では、各セラミックシートが完成したエンドエフェクタのおおよその輪郭を有している、複数のセラミックシートが提供される。ある特定の実施形態では、セラミックシートはアルミナのシートである。幾つかの実施形態では、セラミックシートはストックから機械加工される。

【0042】

動作６２０では、積層プロセスを実施して、１つ以上の電極層を複数のセラミックと組み合わせることによって、積層層のセットが生成される。１つ以上の電極層は、少なくともアノード層とカソード層を含むことができる。幾つかの実施形態では、カソード層とアノード層は同一平面上にある。他の実施形態では、カソード層とアノード層は、上下に又はその逆で配置される。

【0043】

動作６３０では、焼結プロセスを実施して積層層を結合することによって、焼結層のセットが生成される。焼結プロセスは、積層された層をオーブン内で、層が単一の塊へと合体するように十分に高い温度に曝露することを含むことができる。

【0044】

動作６４０では、焼結されたエンドエフェクタの少なくとも上面に研削動作が実施されうる。研削動作は、粗い研磨剤を使用して達成することができる。研削動作により、エンドエフェクタの上面がほぼ平坦になりうる。

【0045】

動作６５０では、エンドエフェクタの少なくとも上面が研磨プロセスによって研磨されうる。研磨プロセスにより、微細な研磨剤を使用して達成することができる。研磨プロセスの結果として、エンドエフェクタは、研磨された滑らかな上面を有することができる。

【0046】

前述の説明は、本開示の幾つかの実施形態の十分な理解を提供するために、特定のシステム、構成要素、方法等の例など、多くの特定の詳細を記載している。本開示の少なくとも幾つかの実施形態がこれら特定の詳細なしに実施可能であることは当業者には明らかであろう。他の事例では、本開示を不必要に曖昧にすることを避けるために、周知の構成要素又は方法は詳細には説明されていないか、あるいは単純なブロック図の形式で提示されている。したがって、記載された具体的な詳細は単なる例示に過ぎない。特定の実装形態は、これらの例示的な詳細とは異なる場合があるが、依然として本開示の範囲内にあると考えられる。

【0047】

本明細書全体にわたる「一実施形態」又は「ある実施形態」への言及は、その実施形態に関連して説明される特定の特徴部、構造、又は特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体のさまざまな箇所に現れる「一実施形態では」又は「ある実施形態では」という語句は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すわけではない。加えて、「又は」という用語は、排他的な「又は」ではなく、包括的な「又は」を意味することを意図している。「約」又は「およそ」という用語が本明細書で用いられる場合、これは、提示された公称値が±１０％以内の精度であることを意味することを意図している。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】