(57)【要約】  基板を処理するための新規な装置が開示される。４つの環境的に分離されたチャンバを有する複数レベルのロードロックチャンバが、ロボットアッセンブリを有する移送チャンバとインターフェイスする。ロボットアッセンブリは、ロボットアッセンブリがその軸の周りで回転するときに水平方向に各々移動できる２つのアームを有する。これらのアームは、ロードロックの分離されたチャンバに届き、底部の分離されたチャンバから基板を受け入れ、基板をプロセスチャンバへ搬送し、次いで、基板を上部チャンバへ入れることができる。ロードロックチャンバにおける分離されたチャンバは、分離されたチャンバの内部にアクセスするために開くことのできる枢着された蓋を含むことができる。【選択図】      図２
2009540613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一体的チャンバ本体と、
上記チャンバ本体に横方向に間隔を開けて形成された第１チャンバ及び第２チャンバと、
上記第１チャンバ及び第２チャンバより低い高さで上記チャンバ本体に横方向に間隔を開けて形成された第３チャンバ及び第４チャンバと、
を備え、上記第１チャンバ、第２チャンバ、第３チャンバ及び第４チャンバは、互いに環境的に分離され、
更に、各チャンバに各々配置された基板支持体、
を備えたロードロックチャンバ。
【請求項２】
上記ロック本体に結合された移送チャンバであって、中央空洞を有する移送本体を含む移送チャンバと、
上記中央空洞内に配設されたロボットアッセンブリと、
を更に備えた請求項１に記載のチャンバ。
【請求項３】
上記第１チャンバ及び第２チャンバを選択的にシールする上部スリットバルブドアと、
上記第３チャンバ及び第４チャンバを選択的にシールする下部スリットバルブドアと、
を更に備えた請求項１又は２に記載のチャンバ。
【請求項４】
上記上部スリットバルブドアに結合されたアクチュエータであって、上記上部スリットバルブドアを、下降された閉じた位置と、上昇された開いた位置との間で移動するアクチュエータと、
上記下部スリットバルブドアに結合された第２のアクチュエータであって、上記下部スリットバルブドアを、上昇された閉じた位置と、下降された開いた位置との間で移動する第２のアクチュエータと、
を更に備えた請求項３に記載のチャンバ。
【請求項５】
上記基板支持体は、更に、ヒーター素子を含む、請求項１又は２に記載のチャンバ。
【請求項６】
上記チャンバ本体に結合されて、上記第１チャンバを選択的にシールする第１の蓋と、
上記チャンバ本体に結合されて、上記第２チャンバを選択的にシールする第２の蓋と、
を更に備えた請求項１又は２に記載のチャンバ。
【請求項７】
上記チャンバ本体に結合されて、上記第３チャンバを選択的にシールする第３の蓋と、
上記チャンバ本体に結合されて、上記第４チャンバを選択的にシールする第４の蓋と、
を更に備えた請求項６に記載のチャンバ。
【請求項８】
上記第３の蓋及び第４の蓋は、底部から上記第３チャンバ及び第４チャンバにアクセスするためにヒンジにおいて枢着回転する、請求項７に記載のチャンバ。
【請求項９】
上記第３チャンバ及び第４チャンバに配設された複数のリフトピンであって、下降された位置と上昇された位置との間で移動できるリフトピンと、
上記第１チャンバ及び第２チャンバに配設された基板リフトフープであって、下降された位置と上昇された位置との間で移動できる第１チャンバ及び第２チャンバの基板リフトフープと、
を更に備えた請求項１又は２に記載のチャンバ。
【請求項１０】
上記移送チャンバは、更に、
上記移送本体を通して上記中央空洞へと形成された２つの開口を有するロードロックチャンバインターフェイスと、
上記本体に結合された２対のスリットバルブドアであって、上記ロードロックチャンバインターフェイスの各開口に各対が配設された、２対のスリットバルブドアと、
を更に含む請求項２に記載の装置。
【請求項１１】
中央空洞及びロードロックチャンバインターフェイスを有する本体であって、該インターフェイスが、該本体を通して該中央空洞へと形成された２つの開口を含むような本体と、
上記本体に結合された２対のスリットバルブドアであって、上記ロードロックチャンバインターフェイスの各開口に各対が配設された、２対のスリットバルブドアと、
上記中央空洞内に配設されたロボットアッセンブリと、
を備えた移送チャンバ。
【請求項１２】
１枚の基板を各々受け入れることができる２つの基板受け入れ延長部を含む少なくとも１つのアームと
各アームに結合された少なくとも１つの基板受け入れブレードであって、基板の周りにブレードが巻き付くことなく基板がブレードに対してフラットに横たわるよう基板を受け入れる構成とされた少なくとも１つの基板受け入れブレードと、
を備えたロボットアッセンブリ。
【請求項１３】
上記ロボットアッセンブリは２つのアームを含む、請求項１２に記載のアッセンブリ。
【請求項１４】
上記２つのアームは、個別の平面に横たわり、各々他のアームとは独立して移動する、請求項１３に記載のアッセンブリ。
【請求項１５】
基板を処理する方法において、
ロードロックチャンバ本体内に２つの基板を位置付けるステップであって、上記ロードロックチャンバ本体内にある第１及び第２チャンバ内に基板を位置付け、上記第１チャンバ及び第２チャンバは、横方向に間隔を開けて横たわり、上記ロードロックチャンバ本体は、一体的な処理ツールに結合されるようなステップと、
上記ロードロックチャンバ本体から基板を取り出して、その基板を上記一体的な処理ツールに位置付けるステップと、
基板を処理するステップと、
上記ロードロックチャンバ本体内に基板を再位置付けするステップであって、上記ロードロックチャンバ本体内にある第３及び第４チャンバ内に基板を位置付け、これら第３チャンバ及び第４チャンバは、上記第１チャンバ及び第２チャンバより上の高さにおいて横方向に間隔を開けて横たわり、上記第１チャンバ、第２チャンバ、第３チャンバ及び第４チャンバは、互いに環境的に分離されるようなステップと、
を備えた方法。
【請求項１６】
第１チャンバ及び第２チャンバ内に基板を位置付ける上記ステップは、上記第１チャンバ及び第２チャンバにアクセスするためにファクトリインターフェイスドアを開くことを含み、上記第１チャンバ及び第２チャンバには共通のドアが結合され、更に、上記ファクトリインターフェイスドアは、上記ロードロックチャンバ本体の第１の側に配置される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
基板を取り出す上記ステップは、上記第１チャンバ及び第２チャンバに対する移送チャンバドアを開くことを含み、各チャンバは、個別の移送チャンバドアを有し、更に、上記移送チャンバドアは、上記第１の側とは反対のロードロックチャンバ本体の側に位置される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
上記第１チャンバ、第２チャンバ、第３チャンバ及び第４チャンバ内の基板の状態を監視するステップを更に備え、この監視は、透過性チャンバ蓋を通して状態を監視することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
付加的な基板に対して上記位置付け、取り出し、処理、及び再位置付けを繰り返すステップを更に備えた、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
付加的な基板に対する上記繰り返しステップは、上記取り出しの後に開始する、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
[0001]本発明の実施形態は、一般に、環境的に制御された雰囲気内で基板に対して複数のプロセスを次々に遂行するための装置に関する。
【０００２】
関連技術の説明
[0002]半導体処理における基板スループットは、常に、難題である。技術を進歩させるべき場合には、半導体基板を効率的に処理することが絶えず必要である。真空を中断せずに複数の基板を同時に処理するための効率的な手段としてクラスターツールが開発されている。単一の基板を処理し、次いで、別のチャンバへ移送する間に基板を雰囲気へ露出するのではなく、複数のプロセスチャンバを共通の移送チャンバに接続して、あるプロセスチャンバ内で基板に対してプロセスが完了したときに、基板を、まだ真空下にある状態で、その同じ移送チャンバに結合された別のプロセスチャンバへ移動できるようにしている。
【０００３】
[0003]クラスターツールの別の利益は、異なるチャンバのツール内で複数の基板を同時に処理できることである。ある基板がプロセスチャンバを出て別のプロセスチャンバへ移送された後、その第１のプロセスチャンバへ第２の基板を入れることができる。従って、クラスターツール内では異なる基板に対して順次のプロセスを同時に遂行することができる。
【０００４】
[0004]移送チャンバに入るために、基板は、先ず、ロードロックチャンバを通過する。ロードロックチャンバは、基板を処理の前に加熱することができる。クラスターツール内で遂行されるべき全ての基板処理が基板に対して完了した後に、基板は、ロードロックへ戻るように移送され、そこで、クラスターツールシステムから出ることができる。
【０００５】
[0005]それ故、クラスターツールは、基板のスループットを高める上で非常に有用なものである。もちろん、基板のスループットを更に高めようとする希望が常に存在する。従って、この技術では、基板に対して複数のプロセスを次々に遂行する装置において基板のスループットを高めることが要望される。
【発明の概要】
【０００６】
[0006]本発明は、一般に、複数レベルのロードロックチャンバ、移送チャンバ、及びこれに調和させるのに適したロボットを包含する。複数レベルのロードロックチャンバは、４つの環境的に分離されたチャンバを有していて、ロボットアッセンブリを収容する移送チャンバとインターフェイスすることができる。ロボットアッセンブリは、そのロボットアッセンブリが軸の周りで回転するときに水平方向及び垂直方向の両方に独立して移動できる２つのアームを有している。ロボットは、そのアームの各々でロードロックの上部チャンバ及び下部チャンバの両方にアクセスするように構成される。
【０００７】
[0007]一実施形態においては、ロードロックチャンバが開示される。このロードロックチャンバは、第１、第２、第３及び第４の環境的に分離されたチャンバが形成された一体的チャンバ本体を備えている。第１及び第２のチャンバは、横方向に間隔が開いている。第３及び第４のチャンバは、横方向に間隔が開けてあり、且つ第１及び第２のチャンバより高さが低い。環境的に分離されたチャンバの各々には、基板支持体が配置されている。
【０００８】
[0008]別の実施形態では、移送チャンバが開示される。この移送チャンバは、ロードロックチャンバインターフェイス及び中央空洞を有する本体を備えている。空洞にはロボットアッセンブリが配設される。ロードロックチャンバインターフェイスに形成された開口内で移送チャンバ本体に複数のスリットバルブドアが結合される。
【０００９】
[0009]別の実施形態では、２つのアームを備えたロボットアッセンブリが開示される。アームは、水平及び垂直の両方に移動可能である。各アームは、２つの基板受け入れ延長部を含む。各基板受け入れ延長部は、１つの基板を受け入れることができる。
【００１０】
[0010]別の実施形態では、ロードロックチャンバ、移送チャンバ、及び該移送チャンバ内に配設されたロボットアッセンブリを備えた装置が開示される。ロードロックチャンバは、第１、第２、第３及び第４の環境的に分離されたチャンバが形成された一体的チャンバ本体を備えている。第１及び第２のチャンバは、横方向に間隔が開けてある。第３及び第４のチャンバは、横方向に間隔が開けてあり、且つ第１及び第２のチャンバより高さが低い。環境的に分離されたチャンバの各々には、基板支持体が配置されている。
【００１１】
[0011]本発明の前述した特徴を詳細に理解できるように、簡単に概要を前述した本発明について、幾つかを添付図面に例示した実施形態を参照して以下に詳細に説明する。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態のみを例示するもので、それ故、本発明の範囲をそれに限定するものではなく、本発明は、等しく有効な他の実施形態も包含することに注意されたい。
【００１２】
[0021]理解を容易にするために、図面に対して共通の同じ要素を示すのに、できるだけ同じ参照番号を使用する。１つの実施形態に開示される要素は、特に記載がなくても、他の実施形態に有益に使用できることが意図される。
【詳細な説明】
【００１３】
[0022]本発明は、一般に、複数レベルのロードロックチャンバ及び移送チャンバを有する処理装置を包含する。複数レベルのロードロックチャンバは、４つの環境的に分離されたチャンバを有しており、ロボットアッセンブリを有する移送チャンバとインターフェイスする。ある実施形態では、ロボットアッセンブリは、ロボットアッセンブリがその軸の周りで回転するときに各々水平方向に移動できる２つのアームを含む。これらアームは、ロードロックチャンバの底部の分離されたチャンバに届き、基板を受け入れ、基板をプロセスチャンバへ搬送し、次いで、基板を上部の分離されたチャンバへ入れることができる。ロードロックチャンバにおける分離されたチャンバの各々は、分離されたチャンバの内部にアクセスするために開くことのできる蓋を含む。本発明の実施形態は、カリフォルニア州、サンタクララのアプライドマテリアルズ社により製造されたＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録商標）ＳＥ処理システムのようなクラスターツールにおいて移送チャンバ、ロードロックチャンバ及び／又は移送ロボットとして使用することができる。また、本発明は、他の製造者から入手できるものを含む他のチャンバ、ロボット及びクラスターツールにおいても有益に実施され得ることが意図される。
【００１４】
[0023]図１は、複数レベルのロードロックチャンバ１００と、該ロードロックチャンバ１００に結合された移送チャンバ４００と、複数のプロセスチャンバ１６とを備えたクラスターツール又は処理システム１０の一実施形態を示す平面図である。移送チャンバ４００の中央空洞４１２内には、移送チャンバ用ロボット６００が配置される。ロードロックチャンバ１００は、処理を開始するために基板１８がロードロックチャンバ１００へ運び込まれるファクトリインターフェイス側と、処理の後に基板１８がロードロックチャンバ１００へ入れられる移送チャンバ側とを有する。移送チャンバ用ロボット６００は、基板を処理チャンバ１６とロードロックチャンバ１００との間で移送するのに適している。
【００１５】
ロードロックチャンバ
[0024]図２から図４は、本発明の一実施形態によるロードロックチャンバの種々の図である。図２は、本発明による複数レベルのロードロックチャンバ１００の一実施形態のファクトリインターフェイス側を示す前面図である。図３は、ロードロックチャンバの断面図である。図４は、ロードロックチャンバの上面図である。図２を参照すれば、ロードロックチャンバ１００は、スリットバルブドア１０２と、チャンバアクセス蓋１０４と、スリットバルブドアアクチュエータ１０６と、流体供給管１０８と、蓋ロックメカニズム１１０と、基板リフトピンアクチュエータ１１２と、基板支持柱１１４と、チャンバ開口１１６とを備えている。複数レベルのロードロックチャンバ１００は、基板をシステムへ連続的に出し入れするのを許す。流体供給管１０８は、窒素を供給することができる。
【００１６】
[0025]ロードロックチャンバ１００は、一体的チャンバ本体２１８を有する。第１チャンバ２２０及び第２チャンバ２２２がチャンバ本体２１８に横方向に間隔が開けて形成される。第３チャンバ２２４（図３を参照）及び第４チャンバ２２６（図３を参照）が、第１チャンバ２２０及び第２チャンバ２２２より低い高さにおいて、チャンバ本体２１８に横方向に間隔が開けて形成される。第１チャンバ２２０、第２チャンバ２２２、第３チャンバ２２４及び第４チャンバ２２６は、交配汚染を防止するために互いに環境的に分離される。基板支持体２０６、２１０（図３を参照）が、各チャンバに配置される。２つの上部チャンバ２２０、２２２は、開口１１６内に示されており、また、２つの下部チャンバ２２４、２２６は、下部のスリットバルブドア１０２の後方にある。上部チャンバ２２０、２２２は、下部チャンバ２２４、２２６とは独立して動作でき、従って、上部チャンバ２２０、２２２は、下部チャンバ２２４、２２６を含む活動によって影響されない。更に、各個々のチャンバは、ロードロックチャンバ１００内の他のチャンバとは独立して動作（即ち、開／閉、通気、及び排気）でき、従って、各チャンバは、ロードロックチャンバ１００内の他のチャンバの活動によって影響されない。４つの環境的に分離されたチャンバをロードロックチャンバ１００内に有することで、各チャンバ内の内部容積が減少され、これは、排気時間を短縮できるようにし、それに対応して、小型の低廉な真空ポンプしか要求しない。
【００１７】
[0026]各チャンバ２２０、２２２、２２４、２２６は、他のチャンバから環境的に分離された指定のチャンバ容積を有するので、基板の連続的な出し入れ移動を行うことができる。入ってくる基板からの脱ガスが、出て行く基板に接触することはない。環境的に分離されたチャンバ容積は、入ってくる基板及び出て行く基板の基板スループットを独立して最大にすることができる。更に、入ってくる方のチャンバが出て行く方のチャンバから分離されるので、出て行くウェハからの汚染又はクロストークは、入ってくるウェハから分離される。
【００１８】
[0027]一実施形態では、下部の２つのチャンバ２２４、２２６は、到来する（即ち未処理の）基板に使用され、また、上部チャンバ２２０、２２２は、システム内で処理された去り行く基板に使用される。基板は、下部チャンバ２２４、２２６へ、一度に２つ、運び込むことができる。換言すれば、各１つの基板が各下部チャンバ２２４、２２６へ実質的に同時に入れられる。次いで、基板は、ロードロックチャンバ１００から出て、処理システムへ移送され、そこで、基板が処理される。全ての処理が完了した後に、基板は、ロードロックチャンバ１００の上部チャンバ２２０、２２２を通ることにより、システムから取り出される。処理された基板及び未処理の基板は、チャンバ本体２１８内のチャンバの他の組合せを通して移動されてもよいことが意図される。
【００１９】
[0028]スリットバルブドア１０２は、ファクトリインターフェイス側でロードロックチャンバ１００を横切って水平方向に延び、チャンバ本体２１８を貫通して形成された２つの水平方向チャンバ開口１１６を各々カバーする。単一のスリットバルブドア１０２を使用して２つの上部チャンバ２２０、２２２をシールすると共に、単一のスリットバルブドア１０２を使用して２つの下部チャンバ２２４、２２６をシールする。アクチュエータ１０６は、スリットバルブドア１０２を開き、チャンバ開口１１６を通してチャンバの内部を露出させる。複数レベルのロードロックチャンバ１００の頂部に配置されたアクチュエータ１０６は、第１チャンバ２２０及び第２チャンバ２２２を選択的にシールするドア１０２を操作する。複数レベルのロードロックチャンバ１００の底部に配置された第２のアクチュエータ１０６は、第３チャンバ２２４及び第４チャンバ２２６を選択的にシールするドア１０２を操作する。これらアクチュエータ１０６は、これらスリットバルブドア１０２が逆方向に開くように動作する。スリットバルブアクチュエータ１０６は、互いに独立して動作し、下部のアクチュエータ１０６が上部のアクチュエータ１０６とは独立して下部のスリットバルブドア１０２を開閉することができる。上部チャンバ２２０、２２２のためのスリットバルブドア１０２は、上方に開き、また、下部チャンバ２２４、２２６のためのスリットバルブドアは、下方に開く。
【００２０】
[0029]１つの上部チャンバ及び１つの下部チャンバがスリットバルブドア１０２を共有するのではなく、ファクトリインターフェイス側で上部チャンバ２２０、２２２が１つのスリットバルブドア１０２を共有することの利益は、上部チャンバ２２０、２２２を一致して動作して基板スループットの効率を高めることである。同様に、下部チャンバ２２４、２２６も、一致して動作して、基板スループットを更に向上させることができる。（以下に述べる）移送ロボットは、基板支持体が例えば同じ平面内に存在するように実質的に同様の高さに配設された２つのチャンバに同時にアクセスするように設計される。１つの上部チャンバ及び１つの下部チャンバが実質的に同様の機能を実質的に同時に遂行すべき（即ち一致して動作すべき）場合に、実質的に同じ平面に存在する処理チャンバへ基板を移送することは、著しく困難で、効率の悪いことになる。
【００２１】
[0030]ロードロックチャンバ１００内の上部チャンバ２２０、２２２は、ロードロックチャンバを通して流れる熱交換流体であって上部チャンバ２２０、２２２が大気へ通気されたときにそれらチャンバ内の基板から熱を引き出す熱交換流体により能動的に冷却することができる。それに加えて又はそれとは別に、冷却プレートにおいて基板を冷却することもできる。冷却プレートは、複数のスタンドオフピンを含み、これらスタンドオフピンは、基板及び基板支持体の間隔を開けて維持し、潜在的な後方汚染を減少すると共に、基板と基板支持体との間に均一なギャップを与えて、均一な放射冷却を促進する。一実施形態では、ギャップは、約０．０５インチから約０．０２５インチでよい。別の実施形態では、ギャップは、約０．０１０インチから約０．０２０インチでよい。更に別の実施形態では、ギャップは、０．０１５インチでよい。このギャップは、基板を冷却プレートから間隔を開け、潜在的な後方汚染を減少させる一方、基板を効率的に冷却できるようにもする。
【００２２】
[0031]ロードロックチャンバ１００内の各チャンバは、独立して動作される基板支持体２０６、２１０を、それに対応するリフト共に有している。下部チャンバ２２４、２２６のリフトは、一連のリフトピン２０８である。上部チャンバのリフトは、スタンドオフピンを伴うフープ２０４である。チャンバ本体２１８内の各チャンバは、ロードロックチャンバ１００の他のチャンバ及び処理環境から環境的に分離された容積部を有する。上部チャンバ２２０、２２２及び下部チャンバ２２４、２２６のための蓋３０６（図４を参照）、１０４（図２を参照）は、処理中に計測を遂行できるように計測信号を透過してもよいし、又はそれを透過する領域を有してもよい。透過的である蓋１０４、３０６は、基板及びそこに堆積される層の異なる条件及びパラメータをセンサで監視できるようにする。一実施形態では、蓋１０４、３０６が透過的である。別の実施形態では、蓋３０４、３０６が透過的な石英である。
【００２３】
[0032]ロードロックチャンバ１００は、上部チャンバ２２０、２２２及び下部チャンバ２２４、２２６の各々に対して存在する蓋１０４、３０６を開放することにより、容易にサービスすることができる。下部チャンバ２２４、２２６の蓋１０４は、ロードロックチャンバ１００に枢着されている。下部チャンバ２２４、２２６の枢着された蓋１０４は、技術者が、ハードウェアを最小限取り除くだけで、下部チャンバ２２４、２２６をサービスできるようにする。蓋１０４は、チャンバ本体２１８から離れて支持柱１１４を揺動できる角度（図２を参照）でカットされる。蓋１０４が１８０度揺動されると、技術者は、下部チャンバ２２４、２２６の全てのコンポーネントを容易に且つ効率的にサービスすることができる。下部チャンバ２２４、２２６の蓋１０４は、ロードロックチャンバ１００に固定される蓋ロックメカニズム１１０により、ロードロックチャンバ１００を閉じた状態でロックされる。一実施形態では、蓋ロックメカニズム１１０は、ロードロックチャンバ１００にねじで取り付けられ、蓋１０４をチャンバ本体２１８にクランプするように締め付けることができる。下部チャンバの蓋１０４は、ヒンジ１１８（図２を参照）の周りで枢着回転する。図４は、ポイント２１６（図２を参照）に取り付けられる上部蓋３０６を示し、この上部蓋３０６は、技術者がこれを容易に把持して取り外せるようにする取手３０４を有する。蓋３０６は平らな表面を有する。流体供給管１０８は、蓋３０６をチャンバにインデックスする。蓋３０６をチャンバ１００にシールするための固定具スルーホールが流体供給管１０８の周りを回転する。ポイント２１６は、蓋３０６でチャンバ１００を閉じるときに蓋３０６の重量を制御するための支点として使用されてもよい。
【００２４】
[0033]ロードロックチャンバ１００は、ロードロックチャンバ１００の雄コネクタ３０２、３０８を移送チャンバの雌コネクタ４０６、４０８（図５を参照）に挿入することにより、移送チャンバ４００（図５を参照）にインターフェイスすることができる。ロードロックチャンバの本体２１８は、ロードロックチャンバ１００の上部チャンバ２２０、２２２及び下部チャンバ２２４、２２６の開口を取り巻く雄コネクタ３０２を含む。丸い雄コネクタ３０８は、チャンバ本体２１８から延びて、移送チャンバ４００へ挿入され、移送チャンバ４００に対してロードロックチャンバ１００を配置させる。ロードロックチャンバ１００と移送チャンバ４００との間には、真空漏れを防止するために、シール（図示せず）が配設される。
【００２５】
[0034]ある動作モードでは、ロボットが下部チャンバ２２４、２２６へ伸びて、基板を各基板支持体２１０に載せる。加熱流体を下部チャンバ２２４、２２６へ通流できる基板支持柱１１４が存在する。基板がロードロックチャンバ１００から移送チャンバ４００へ移送される準備ができたときに、リフトピンアクチュエータ１１２がリフトピン（図３を参照）を上昇させて、基板を基板支持体２１０から持ち上げる。次いで、下部チャンバ内の圧力は、移送チャンバ４００内の圧力に一致するように下げられる。この時間中に、基板は、予熱又は冷却のような前処理プロセスを受けることができる。基板が前処理プロセスを受けるかどうかは、システムが基板において遂行する一次プロセスの要件に依存する。例えば、ある用途では、プロセスが開始する前に基板が加熱される場合には一次プロセスがより迅速に又はより効率的に進行する。
【００２６】
[0035]基板は、基板支持体２１０内に存在する加熱素子２１２（図３を参照）によって加熱することができる。熱供給体２１４（図３を参照）は、加熱流体のような適当な加熱手段を加熱チャンネルに供給するか、又は加熱素子２１２へ電気を供給する電気的コンジットである。熱供給体は、基板支持柱１１４を通して供給される。一実施形態では、ロードロックチャンバ１００は、下部チャンバ２２４、２２６内の基板を加熱し、上部チャンバ２２０、２２２内の基板を冷却する。
【００２７】
[0036]下部チャンバ２２４、２２６内の圧力が下げられ、任意の前処理が完了した後に、移送チャンバ側のスリットバルブドア５０２（図６を参照）が開く。次いで、移送チャンバ用ロボット６００（図７を参照）が、下部チャンバ２２４、２２６に応対し、下部チャンバ２２４、２２６のリフトピン２０８から基板を取り出すことができる。移送チャンバ用ロボット６００は、基板を処理のために下部チャンバ２２４、２２６からプロセスチャンバ６００へ移動させ、その後、基板を上部チャンバ２２０、２２２へ戻す。上部チャンバ２２０、２２２に基板を受け取ると、ロボット６００は、上部チャンバ２２０、２２２に配設されたフープ２０４（図３を参照）に基板を載せる。フープ２０４に受け取られると、フープアクチュエータ２０２（図３を参照）が基板を基板支持体２０６へ下げることができる。基板がシステムから取り出される準備ができると、上部アクチュエータ１０６がスリットバルブドア１０２を開き、両上部チャンバ２２０、２２２をファクトリインターフェイスに露出させる。フープアクチュエータ２０２は、フープ２０４上の基板を上昇させる。基板が取り出された後に、アクチュエータ１０６は、スリットバルブドア１０２を上部チャンバ２２０、２２２に対して閉じる。
【００２８】
[0037]次いで、上部チャンバ２２０、２２２内の圧力が流体供給管１０８によりファクトリインターフェイスの圧力に戻される。この時間中に、基板は、熱処理又は冷却のような後処理プロセスを受けることができる。例えば、スピン又はガラスプロセスのようなあるケースでは、基板支持体２０６を加熱することにより薄い液体ガラスコーティングが熱硬化される。或いは又、基板がプロセスチャンバから戻された後に高温である幾つかのケースでは、基板支持体２０６を冷却することにより基板を冷却した後にファクトリインターフェイスを通して基板を返送してもよい。上部チャンバ２２０、２２２内の圧力が周囲圧力へ増加され、任意の後処理ステップが完了した後に、ファクトリインターフェイス内のロボットが処理済みの基板を上部チャンバから移動することができる。
【００２９】
移送チャンバ
[0038]図５は、本発明の一実施形態による移送チャンバの概略図である。移送チャンバ４００は、中央空洞４１２を含む本体を有する。この本体は、中央空洞４１２が処理チャンバとインターフェイスするのを許す６個までの開口４０４を有する。第１の側には、ロードロックチャンバ１００とインターフェイスするための２つの開口４０２が存在する。移送チャンバ４００は、雌コネクタ４０６、４０８を有し、これは、ロードロックチャンバ１００の雄コネクタ３０２、３０８と係合する。雄コネクタ３０２は、雌コネクタ４０６に嵌合し、雄コネクタ３０８は、雌コネクタ４０８に接続する。本体の下部には、移送チャンバ用ロボット６００のための開口４１０が設けられている。
【００３０】
[0039]図６は、本発明の一実施形態によりロードロックチャンバがインターフェイスする移送チャンバの概略図である。ロードロックチャンバ１００の移送チャンバ側をシールするためのスリットバルブドア５０２が、移送チャンバ４００に設けられている。ロードロックチャンバ１００の各チャンバ２２０、２２２、２２４、２２６に対してスリットバルブドア５０２が設けられている。２つの上部ドア５０２及び２つの下部ドア５０２がある。２つの上部ドア５０２は、ロードロックチャンバ１００の２つの上部チャンバ２２０、２２２に対応し、２つの下部ドア５０２は、ロードロックチャンバ１００の２つの下部チャンバ２２４、２２６に対応する。スリットバルブドア５０２の各々は、アクチュエータ接続部５０４によりスリットバルブアクチュエータ０６に接続される。一実施形態では、スリットバルブアクチュエータ５０６は、空気圧式であり、アクチュエータへ空気圧流体を供給するための配管を有する。ベローズ（図示せず）が空気圧配管を取り巻き、空気圧流体がシステムへ漏れるのを防止することができる。
【００３１】
[0040]移送チャンバ４００は、この移送チャンバ４００を必要に応じてサービスできるようにロボットアーム５１２（図６を参照）により枢着回転して開く蓋５１０（図６を参照）を有する。この蓋５１０は、計測のための（石英窓のような）透過領域でもよいし、又はそれを有してもよい。移送チャンバ４００の上面にわたり、スルービーム局部中心ファインダー５０８が取り付けられ、これは、システム内の異なる平面において基板を検出することができる。基板は、ロードロックチャンバ１００の下部チャンバ２２４、２２６を通して移送チャンバ４００へ運び込まれ、更に、移送チャンバ４００からロードロックチャンバ１００の上部チャンバ２２０、２２２を通して取り出されるので、基板は、複数の平面において移送チャンバ４００内を移動することになる。スルービーム局部中心ファインダー５０８は、移送チャンバ４００内で複数の平面において基板を追跡するのに使用できる。
【００３２】
移送チャンバ用ロボット
[0041]図７から図９は、本発明の移送チャンバ用ロボット６００の一実施形態を示す。この移送チャンバ用ロボット６００は、複数のアーム６０８、６１６を有する。移送チャンバ用ロボット６００は、ロードロックチャンバ１００の下部チャンバ２２４、２２６及び上部チャンバ２２０、２２２の両方にアクセスするように構成される。ロボット６００は、複数の平面内でアーム６０８、６１６を移動することができる。ロボット６００は、Ｘ−Ｙ平面内でアーム６０８、６１６を回転し及び伸ばすことができる。また、ロボット６００は、Ｚ平面内でアップ及びダウン方向に並進移動して、下部チャンバ２２４、２２６から回収した基板を持ち上げ、処理チャンバに入れることができる。更に、ロボット６００は、異なる高さの処理チャンバへ基板を入れるようにＺ平面において移動できることも意図される。例えば、ロボット６００は、互いに上下に積み重ねられた処理チャンバにアクセスすることができる。
【００３３】
[0042]一実施形態では、ダブルデッカーチャンバが使用される。ダブルデッカーチャンバは、垂直方向に互いに上下に積み重ねられた２つのチャンバであり、システム内の同じ設置面積を共有する。各チャンバは、ダブルデッカー構成体内で互いに他のチャンバから環境的に分離できるチャンバ容積部を有する。これらチャンバは、コストを低く保てるように同じポンプ及びガスパネルを共有してもよいし、又は独立したポンプ及び独立したガスパネルを有してもよい。更に、これらチャンバは、異なる機能を遂行するように仕立てられてもよい。これらチャンバは、ダブルデッカー構成体の一方のチャンバが、ダブルデッカー構成体の他方のチャンバに対して逆転されるように、互いに鏡像であってもよい。処理システム内の全ての処理チャンバがダブルデッカーチャンバに切り換えられたときには、基板スループットを倍増することができる。
【００３４】
[0043]ロボット６００は、各アームアッセンブリ６０８、６１６に対する下部ピボットアーム６０２、６１０と、各アームアッセンブリ６０８、６１６に対する上部ピボットアーム６０４、６１２とを含む。アームアッセンブリ６０８、６１６の各々は、２つのフラットブレード６１８、６２０を有する。それ故、各アームアッセンブリ６０８、６１６は、２枚の基板を保持することができる。各ブレード６１８、６２０に１つの基板を保持することができる。一実施形態では、ブレード６１８、６２０は、ポケットを有することができる。図８に示す実施形態では、ブレード６１８、６２０がフラットであり、ポケットを形成しない。ブレード６１８、６２０は、基板６２２の後側に対してフラットである。基板６２２は、ブレード６１８、６２０が基板６２２の縁を擦らないように、ブレード６１８、６２０に載せられる。ポケットを形成しないブレード６１８、６２０は、基板の縁に接触しない。
【００３５】
[0044]図９に見られるように、ロボット６００は、アーム６０２、６１０の各々が移送チャンバ４００に沿った異なる場所にある異なるプロセスチャンバへブレード６１８、６２０を伸ばせるように、伸び出すことができる。アーム６０２、６１０は、処理チャンバ又はロードロックチャンバ１００にアクセスすることができ、各アーム６０２、６１０は、移送チャンバ４００の反対側又は移送チャンバ４００の隣接側のチャンバにアクセスする。上部アームアッセンブリ６１６及び下部アームアッセンブリ６０８が互いに独立して伸びるように、下部ピボットアーム６０２、６１０及び上部ピボットアーム６０４、６１２を各々伸ばすことができる。アームアッセンブリ６０８、６１６を伸ばすために、上部ピボットアーム６０４、６１２及び下部ピボットアーム６０２、６１０が回転する。ロボット６００を集合的にＺ方向に移動し、これにより、移送チャンバ用ロボット６００全体をＺ方向に並進移動することができる。
【００３６】
[0045]４つの環境的に分離されたチャンバを有するロードロックチャンバ１００を設けることにより、ロードロックチャンバ１００を通して４枚という数の基板を同時に移送できるので、基板スループットを著しく高めることができる。更に、複数の平面内を移動できるダブルアームロボットを有することで、一度に４枚という数の基板をロボットにより搬送できるので、基板スループットが高められる。
【００３７】
[0046]以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の基本的な範囲から逸脱せずに、他の実施形態及び更に別の実施形態を案出することができ、従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ロードロックチャンバと、ロボットアッセンブリが配設された移送チャンバと、処理チャンバとを備えた装置の平面図である。
【図２】本発明のロードロックチャンバのファクトリインターフェイス側の前面図である。
【図３】本発明のロードロックチャンバの断面図である。
【図４】本発明のロードロックチャンバの上面図である。
【図５】本発明の移送チャンバの概略図である。
【図６】ロードロックチャンバがインターフェイスする移送チャンバの概略図である。
【図７】本発明の移送ロボットの概略図である。
【図８】本発明の移送ロボットの底面図である。
【図９】本発明の移送ロボットの概略図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…クラスターツール又は処理システム、１６…プロセスチャンバ、１８…基板、１００…複数レベルのロードロックチャンバ、１０２…スリットバルブドア、１０４…チャンバアクセス蓋、１０６…スリットバルブドアアクチュエータ、１０８…流体供給管、１１０…蓋ロックメカニズム、１１２…基板リフトピンアクチュエータ、１１４…基板支持柱、１１６…チャンバ開口、２０４…フープ、２０６、２１０…基板支持体、２１８…チャンバ本体、２２０、２２２…上部チャンバ、２２４、２２６…下部チャンバ、３０２、３０８…雄コネクタ、３０６…蓋、４００…移送チャンバ、４０６、４０８…雌コネクタ、４１２…中央空洞、５０８…スルービーム局部中心ファインダー、５１０…蓋、５１２…ロボットアーム、６００…移送チャンバ用ロボット、６０８、６１６…アームアッセンブリ、６０２、６１０…下部ピボットアーム、６０４、６１２…上部ピボットアーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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