(57)【要約】  実施形態は、一般的に、スループットを増加させ、信頼性を増加させたマルチチャンバ処理システム（例えばクラスタツール）を使用して基板を処理する機器および方法を提供する。クラスタツール内で処理される基板は繰り返し可能性が高く、システムフットプリントが小さい。クラスタツールの一実施形態では、基板をまとめてグループ化して移送することで、基板を２枚以上のグループ毎に処理してシステムスループットを増加することにより、また、処理チャンバの間で基板のバッチを移送する際の動作数を低減することで、ロボットの疲労を低減し、システムの信頼性を増加させることにより所有権のコストが低減される。実施形態はまた、システムの停止時間を低減し、基板移送処理の信頼性を増加させるために使用される方法および機器を提供する。【選択図】  図１Ａ
2008526032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理するクラスタツールであって、
第１基板処理チャンバと、
第２基板処理チャンバであって、前記第１基板処理チャンバから固定の垂直距離で離間している前記第２基板処理チャンバと、
第３基板処理チャンバと、
第４基板処理チャンバであって、前記第３基板処理チャンバから固定の垂直距離で離間して位置決めされた前記第４基板処理チャンバと、
前記第１基板処理チャンバと前記第２基板処理チャンバにアクセスするように適合された第１ロボットアセンブリと、
前記第１基板処理チャンバから１枚以上の基板を、前記第２基板処理チャンバから１枚以上の基板をほぼ同時に受容し、その後、前記第１基板処理チャンバからの１枚以上の基板を前記第３基板処理チャンバ内に、更に、前記第２基板処理チャンバからの１枚以上の基板を前記第４基板処理チャンバ内に、ほぼ同時に堆積するように適合されている第２ロボットアセンブリと、
を備えるクラスタツール。
【請求項２】
前記第１基板処理チャンバ、前記第２基板処理チャンバ、前記第３基板処理チャンバ、前記第４基板処理チャンバが、コータチャンバ、デベロッパチャンバ、ＨＭＤＳ処理チャンバ、冷蔵チャンバ、ベークチャンバの中から１つ選択される、請求項１に記載の機器。
【請求項３】
前記第２ロボットアセンブリが、
ロボットと、
前記ロボットに接続した第１ロボットブレードと、
前記ロボットに接続し、前記第１ブレードから一定距離で離間した第２ロボットブレードと、を備え、
前記距離が約１００〜１２００ｍｍである、請求項１に記載の機器。
【請求項４】
前記第２ロボットアセンブリが、
６軸関節ロボットと、
前記６軸関節ロボットに接続した第１ロボットブレードと、
前記６軸関節ロボットに接続し、前記第１ブレードから或る距離で離間した第２ロボットブレードと、を備える、請求項１に記載の機器。
【請求項５】
前記第２ロボットアセンブリが、
それぞれが少なくとも１枚のロボットブレードを有する、２つ以上のフロッグレッグ型ロボットと、
前記２つ以上のフロッグレッグ型ロボットの動作と一致するように適合されたコントローラと、を備える、請求項１に記載の機器。
【請求項６】
前記第２ロボットアセンブリが、
ロボットと、
前記ロボットを、垂直方向に対し、ほぼ直交する方向に位置決めするように適合された水平移送装置と、
前記ロボットを垂直方向に対しほぼ平行な方向へ移送するように適合された垂直移送装置と、を備える、請求項１に記載の機器。
【請求項７】
前記第２ロボットアセンブリがさらに、
前記ロボットに接続した支持部と、
前記支持部に接続したアクチュエータと、
前記支持部に接続しており、基板受容面を有する第１ロボットブレードと、
前記アクチュエータに接続しており、基板受容面を有する第２ロボットブレードと、を備え、前記第１ロボットブレードと前記第２ロボットブレードの間に隙間が形成されており、前記アクチュエータが、前記第１ブレードおよび前記第２ブレードの間の隙間を変更するように適合されている、請求項１に記載の機器。
【請求項８】
基板を処理するクラスタツールであって、
複数の垂直に積重した基板処理チャンバを有する第１処理ラックと、
複数の垂直に積重した基板処理チャンバを有する第２処理ラックと、
第１ロボットブレードアセンブリであって、
第１ロボットブレード、
第１ロボットブレードアクチュエータ、
を備える前記第１ロボットブレードアセンブリと、
第２ロボットブレードアセンブリであって、
第２ロボットブレード、
第２ロボットブレードアクチュエータ、
を備える前記第２ロボットブレードアセンブリと、
前記第１ロボットブレードアセンブリと第２ロボットブレードアセンブリが、固定距離で離間して垂直に位置決めされており、さらに、前記第１ロボットブレードアクチュエータまたは前記第２ロボットブレードアクチュエータを使用して、水平方向に別々に位置決めすることができ、
前記第１ロボットブレードアセンブリと前記第２ロボットブレードアセンブリに接続した６軸関節ロボットであって、前記第１ロボットブレードアセンブリと前記第２ロボットブレードアセンブリが固定距離で離間しており、前記６軸関節ロボットと協同に動作することで、前記第１処理ラック内の２つの垂直に積重した基板処理チャンバ内に位置決めされた基板に、ほぼ同時にアクセスするように、または、前記第２処理ラック内の前記２つの垂直に積重した基板処理チャンバ内に位置決めされた基板にほぼ同時にアクセスするように適合されている前記６軸関節ロボットと、
を備えるクラスタツール。
【請求項９】
前記第１ロボットアセンブリがさらに、
第１底部ロボットブレードと、
第１底部ロボットブレードアクチュエータと、を備え、
前記第１ロボット部レートと第１底部ロボットブレードが、固定距離で離間して垂直に位置決めされており、さらに、前記第１アクチュエータまたは前記第１底部アクチュエータを使用して、別々に水平に位置決めすることも可能であり、
前記第２ロボットアセンブリがさらに、
第２底部ロボットブレードと、
第２底部ロボットブレードアクチュエータと、を備え、
前記第２ロボットブレードと第２底部ロボットブレードが、固定距離で離間して垂直に位置決めされており、さらに、前記第２アクチュエータまたは前記第２底部アクチュエータを使用して、別々に水平に位置決めすることもできる、請求項８に記載の機器。
【請求項１０】
基板を処理するクラスタツールであって、
２枚以上の基板を包含するように適合されたカセットと、
第１モジュールであって、垂直方向に積み重ねた２つ以上の基板処理チャンバを備える第１処理ラックを備える前記第１モジュールと、
第２モジュールであって、垂直方向に積み重ねた２つ以上の基板処理チャンバを備えた第２処理ラックを備える前記第２モジュールと、
前記第１および第２処理ラックのうち少なくとも１つの基板処理チャンバ内と、前記カセット内とに位置決めされた基板にアクセスするように適合された第１ロボットアセンブリと、
第２ロボットアセンブリであって、
ロボット、
前記ロボットに接続した第１ロボットブレード、
前記ロボットに接続し、前記第１ロボットブレードから固定距離で離間して位置決めされた第２ロボットブレード、
を備える前記第２ロボットアセンブリと、
を備え、
前記第２ロボットが、前記第１処理ラックおよび第２処理ラックのそれぞれのうち少なくとも１つの内部の基板処理チャンバ内に位置決めされた基板にアクセスするように適合されており、第１および第２ロボットブレードが、前記第１処理ラックおよび第２処理ラックの各々の内の少なくとも２つの基板処理チャンバ内の基板を、ほぼ同時に移送し、取り上げ、さらに／または下ろすように適合されているクラスタツール。
【請求項１１】
前記第１処理ラックおよび第２処理ラックの各々の内の前記２つ以上の垂直に積重した基板処理チャンバが、コータチャンバ、デベロッパチャンバ、ＨＭＤＳ処理チャンバ、冷蔵チャンバ、露光後ベークチャンバ、ベークチャンバから成るグループより選択される、請求項１０に記載の機器。
【請求項１２】
前記第１ロボットおよび前記第２ロボットが関節ロボットであり、前記関節ロボットが６軸関節ロボットである、請求項１０に記載の機器。
【請求項１３】
前記第１ロボットおよび前記第２ロボットがガントリ（gantry）ロボットであり、各ガントリロボットが、
ロボットと、
前記ロボットを、前記垂直方向に対しほぼ直交する方向に位置決めするように適合されている水平移送装置と、
前記ロボットを、前記垂直方向に対しほぼ平行な方向へ移送するように適合されている垂直移送装置と、を備える、請求項１０に記載の機器。
【請求項１４】
前記水平移送装置と前記垂直移送装置の各々がさらに、
前記ロボットを位置決めするように適合されたモータと、
前記ロボットが前記モータによって位置決めされる際に、前記ロボットを案内するように適合されたスライドと、
前記モータとスライドを包囲するエンクロージャを形成する１つ以上の壁と、
前記１つ以上の壁の１つに搭載されたファンと、を備える、請求項１３に記載の機器。
【請求項１５】
基板を処理するクラスタツールであって、
第１の垂直に積重した基板処理チャンバを包含する第１処理ラックと、
基板を前記第１処理ラック内の基板処理チャンバへ移送するように適合された第１ロボットと、
第１の垂直に積重した基板処理チャンバを包含する第２処理ラックと、
前記第１処理ラック内の基板処理チャンバと前記第２処理ラック内の基板処理チャンバの間で基板を移送するように適合された第２ロボットと、
前記第１ロボットまたは第２ロボットを使用して、前記第１および第２処理ラック内を通過する前記基板の動作を最適化するように適合されたコントローラと、
前記コントローラに結合したメモリであって、前記クラスタツールの操作を方向付けるために、内部で具現化されるコンピュータ可読プログラムを有するコンピュータ可読媒体を備える前記メモリと、
を備え、
前記コンピュータ可読プログラムが、
前記第１ロボットと第２ロボットの動作を制御するためのコンピュータ命令を備え、前記コンピュータ命令が、
（i）  前記第１ロボットおよび第２ロボットへの１つ以上の指令タスクを前記メモリに記憶することと、
（ii）  前記メモリ内に保持されている前記第１ロボットへの指令タスクをレビューすることと、
（iii）  前記メモリ内に保持されている前記第２ロボットへの指令タスクをレビューすることと、
（iv）  各ロボットの使用可能性を平衡化するために、指令タスクを、前記第１ロボットから前記第２ロボットへ、または前記第２ロボットから前記第１ロボットへ移動させることと、
を備えるクラスタツール。
【請求項１６】
基板を処理するクラスタツールであって、
２枚以上の基板を包含するように適合されたカセットと、
垂直に積重した基板処理チャンバを包含しており、また、前記第１処理ラックの第１側部が第１方向に沿って延出し、これを介して前記基板処理チャンバにアクセスできるようになっている第１処理ラックと、
垂直に積重した基板処理チャンバを包含しており、また、前記第２処理ラックの第２側部が第２方向に沿って延出し、これを介して前記基板処理チャンバにアクセスできるようになっている第２処理ラックであって、前記第１側部と前記第２側部が或る距離で離間している前記第２処理ラックと、
前記第２処理ラックの前記第１側部と前記第１処理ラックの前記第１側部との間の固定位置にある基部を有する第１ロボットであって、前記第１処理ラック、前記第２処理ラック、前記カセットの内部の基板処理チャンバへ基板を移送するように適合されている第１ロボットと、
垂直に積重した基板処理チャンバを包含しており、また、前記第３処理ラックの第３側部が第３方向に沿って延出し、これを介して前記基板処理チャンバにアクセスできるようになっている第３処理ラックと、
垂直に積重した基板処理チャンバを包含しており、また、前記第２処理ラックの第４側部が第４方向に沿って延出し、これを介して前記基板処理チャンバにアクセスできるようになっている第４処理ラックであって、前記第３側部と前記第４側部が或る距離で離間している前記第４処理ラックと、
第２ロボットアセンブリであって、
前記第３処理ラックの前記第１側部と前記第４処理ラックの前記第１側部の間の固定位置に在る基部を有するロボット、
前記ロボットに接続した第１ロボットブレード、
前記ロボットに接続し、前記第１ロボットブレードから固定距離で離間して位置決めされた第２ロボットブレード、を備える前記第２ロボットアセンブリと、
を備え、
前記第１ロボットブレードおよび第２ロボットブレードが、前記第１処理ラック、第２処理ラック、第３処理ラック、第４処理ラック内の２つのチャンバへ基板をほぼ同時に移送するように適合されているクラスタツール。
【請求項１７】
前記第１ロボットと前記第２ロボットの各々が６軸関節ロボットである、請求項１６に記載の機器。
【請求項１８】
前記第１ロボットが、前記第１処理ラックの前記第１側部と前記第２処理ラックの前記第１側部の間、さらに前記第３処理ラックの前記第１側部と前記第４処理ラックの前記第１側部の間に位置決めされており、前記スライドが、前記第２ロボットを、前記第１方向、第２方向、第３方向、第４方向と、ほぼ平行する第５方向に位置決めするように適合されているスライドアセンブリをさらに備える、請求項１７に記載の機器。
【請求項１９】
前記第１基板処理チャンバ、第２基板処理チャンバ、第３基板処理チャンバ、第４基板処理チャンバが、コータチャンバ、デベロッパチャンバ、ＨＭＤＳ処理チャンバ、冷蔵チャンバ、ベークチャンバの中から１つ選択される、請求項１６に記載の機器。
【請求項２０】
前記第１ロボットと前記第２ロボットが６軸関節ロボットであり、
前記第１処理ラックの前記第１側部と前記第２処理ラックの前記第１側部の間に位置決めされ、前記第１ロボットを、前記第１方向および第２方向と概略平行な第５方向に位置決めするように適合されたスライドアセンブリを備える、請求項１６に記載の機器。
【請求項２１】
基板を処理するクラスタツールであって、
２枚以上の基板を包含するように適合されたカセットと、
基板に第１処理を実行するように適合された第１処理チャンバと、
基板に第２処理を実行するように適合された第２処理チャンバであって、前記第１処理チャンバと前記第２処理チャンバが、ほぼ相互に近接している前記第２処理チャンバと、
前記第１処理チャンバ内に位置決めされた第１基板および前記第２処理チャンバ内に位置決めされた第２基板と流体連通するように適合されている流体分配手段であって、
流体源、
前記流体源と流体連通したノズル、
流体を前記流体源から前記ノズルへ送出するよう適合された流体送出手段、を備える前記流体分配手段と、
前記第１処理チャンバを前記第２処理チャンバから隔離するように適合された可動シャッタと、
前記カセット、前記第１処理チャンバ、前記第２処理チャンバの間で基板を移送するように適合されたロボットと、
を備える、クラスタツール。
【請求項２２】
第１処理ラックとロボットとを備える、基板を処理するクラスタツールにおいて、
前記第１処理ラックは、第１処理モジュールと第２処理モジュールとを備え、前記第１処理モジュールは：
基板に第１処理を実行するように適合された第１処理チャンバと；
基板に第２処理を実行するように適合された第２処理チャンバであって、前記第１処理チャンバと前記第２処理チャンバが、ほぼ相互に近接している前記第２処理チャンバと；
前記第１処理チャンバ、前記第２処理チャンバの内部で処理の最中にある基板と流体連通するように適合された流体分配手段であって、
流体源、
前記流体源と流体連通しているノズル、
流体を前記流体源から前記ノズルへ送出するように適合された流体送出手段を備える前記流体分配手段と；
前記第１処理チャンバを前記第２処理チャンバから隔離するように適合された可動シャッタと；
を備え、
前記第２処理モジュールは：
基板に第１処理を実行するように適合された第３処理チャンバと；、
基板に第２処理を実行するように適合された第４処理チャンバであって、前記第１処理チャンバと前記第２処理チャンバが、ほぼ相互に近接している前記第４処理チャンバと；
前記第３処理チャンバ、第４処理チャンバの内部で処理の最中にある基板と流体連通するように適合された流体分配手段であって、
流体源、
前記流体源と流体連通しているノズル、
流体を前記流体源から前記ノズルへ送出するように適合された流体送出手段を備える前記流体分配手段と；
前記第１処理チャンバを前記第２処理チャンバから隔離するように適合された可動シャッタと；
を備え、前記第１処理モジュールとほぼ近接しており、
前記ロボットは、前記第１処理チャンバ、前記第２処理チャンバ、前記第３処理チャンバ、前記第４処理チャンバの間で基板を移送するように適合されている、前記クラスタツール。
【請求項２３】
前記第１処理チャンバが、前記第３処理チャンバよりも上に垂直に配置されており、前記第２処理チャンバが、前記第４処理チャンバよりも上に垂直に配置されている、請求項２２に記載の機器。
【請求項２４】
前記第１処理チャンバ、第２処理チャンバ、第３処理チャンバ、第４処理チャンバから成るグループより選択した２つの前記処理チャンバ内に位置決めされた基板に、ほぼ同時にアクセスするように適合された第１ロボットブレードと第２ロボットブレードを有する支持部を有するロボットを備える、請求項２２に記載の機器。
【請求項２５】
カセットと、処理モジュールと、システムロボットとを備える、基板を処理するクラスタツールにおいて、
前記カセットは、２枚以上の基板を包含するように適合され、
前記処理モジュールは：
１つの処理領域内に在る基板に第１処理を実行するように適合された第１処理チャンバと；
１つの処理領域内に在る基板に第２処理を実行するように適合された第２処理チャンバであって、前記第１処理チャンバおよび前記第２処理チャンバが、ほぼ相互に近接している前記第２処理チャンバと；
前記第１処理チャンバ、前記第２処理チャンバ内の基板を移送および位置決めするように適合されたロボットであって、
ロボットブレード、
前記ロボットブレードを前記第１および第２処理チャンバ内に位置決めするように適合されたアクチュエータ、
前記ロボットブレードと熱連通しており、上に位置決めされた基板の温度を制御するように適合された熱交換装置、
を備える前記ロボットと；
を備え、
前記システムロボットは、基板を前記カセットと前記第１処理チャンバの間で移送するように適合されている、
前記クラスタツール。
【請求項２６】
前記第１処理チャンバが冷蔵チャンバであり、前記第２チャンバが、ベークチャンバ、ＨＭＤＳ処理チャンバ、またはＰＥＢチャンバである、請求項２５に記載の機器。
【請求項２７】
さらに、前記第１処理モジュールに近接して位置決めされた第２処理モジュールを備え、前記第２処理モジュールが：
１つの処理領域内に在る基板に第１処理を実行するように適合された第３処理チャンバと；
１つの処理領域内に在る基板に第２処理を実行するように適合された第４処理チャンバであって、前記第３処理チャンバと前記第４処理チャンバが、ほぼ相互に近接している前記第４処理チャンバと；
基板を前記第３処理チャンバおよび前記第４処理チャンバ内の基板を移送および位置決めするように適合されたロボットであって、
ロボットブレード、
前記ロボットブレードを前記第１および第２処理チャンバ内に位置決めするように適合されたアクチュエータ、
前記ロボットブレードと熱連通しており、上に位置決めされた基板の温度を制御するように適合された熱交換装置、
を備える前記ロボットと；
を備え、
前記システムロボットが、基板を前記カセット、前記第１、第２、第３、第４処理チャンバの間で移送するように適合されている、請求項２５に記載の機器。
【請求項２８】
基板を処理するクラスタツールであって、
２枚以上の基板を包含するように適合されたカセットと、
処理モジュールであって、
第１処理チャンバと、
前記第１処理チャンバと、ほぼ近接した第２処理チャンバとを備える前記処理モジュールと、
前記第１処理チャンバおよび前記第２処理チャンバ内に位置決めされた基板にアクセスするように適合された第１ロボットと、
を備え、
前記第１ロボットは、第１ロボットアセンブリと第２ロボットアセンブリとを備え、
前記第１ロボットブレードアセンブリは、第１ロボットブレード、第２ロボットブレードを備え、前記第１ロボットブレードと前記第２ロボットブレードが一定距離で離間しており、
第２ロボットブレードアセンブリは、第３ロボットブレード、第４ロボットブレードを備え、前記第３ロボットブレードと前記第４ロボットブレードが一定距離で離間しており、
前記第２ロボットブレードアセンブリと前記第１ロボットアセンブリが固定距離で離間しており、
前記第１ロボットが前記第１処理チャンバと前記第２処理チャンバにほぼ同時にアクセスするように適合されている、前記クラスタツール。
【請求項２９】
基板を処理するクラスタツールであって、
２つ以上の垂直に積重した基板処理チャンバを備える第１処理ラックであって、第１側部と第２側部を有する前記第１処理ラックと、
２つ以上の垂直に積重した基板処理チャンバを備える第２処理ラックであって、第１側部と第２側部を有する前記第２処理ラックと、
前記第１処理ラック内の前記基板処理チャンバに前記第１側部からアクセスするように適合された第１ロボットと、
前記第１処理ラック内の前記基板処理チャンバに前記第２側部からアクセスするように、また、前記第２処理ラック内の前記基板処理チャンバに前記第１側部からアクセスするように適合された第２ロボットと、
前記第２処理ラック内の前記基板処理チャンバに前記第２側部からアクセスするように適合された第３ロボットと、
を備える、クラスタツール。
【請求項３０】
前記第１ロボット、前記第２ロボット、前記第３ロボットの各々が第１アクチュエータと第２アクチュエータとを有し、前記第１アクチュエータが、第１ロボット、第２ロボット、または第３ロボットを垂直方向に移動させるように適合されており、前記第２アクチュエータが、前記第１ロボット、第２ロボット、または第３ロボットを、前記第１処理ラックまたは第２処理ラックの前記第１側部または第２側部と平行する方向へ移動させるように適合されている、請求項２９に記載の機器。
【請求項３１】
前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータが各々、別々のエンクロージャ内に収容されており、各エンクロージャが、
エンクロージャを形成する１つ以上の壁であって、前記エンクロージャが内部領域を有し、前記内部領域内において前記第１および第２アクチュエータが位置決めされる前記壁と、
前記エンクロージャの前記内部領域と連通した１つ以上のファンアセンブリであって、前記エンクロージャの内部から空気を引き出すように適合されている前記ファンアセンブリと、
一般的に、前記内部領域から引き出された前記空気を受容するために位置決めされたフィルタと、をさらに備える、請求項３０に記載の機器。
【請求項３２】
前記第１処理ラックおよび第２処理ラックの前記第１側部と前記第２側部が、それぞれのラック上の前記基板処理チャンバの対向する両側に在る、請求項２９に記載の機器。
【請求項３３】
基板を処理するクラスタツールにおいて:
２枚以上の基板を包含するように適合されたカセットと;
第１処理ラックであって、
垂直に積重した、第１グループの２つ以上の基板処理チャンバを備え、前記２つ以上の基板処理チャンバが、第１方向に沿って延びた第１側部と、第２方向に沿って延びた第２側部とを有している前記第１処理ラックと；
前記第１処理ラック内の少なくとも１つの基板処理チャンバ内に位置決めされた基板に、前記第１側部と前記カセットからアクセスするように適合された第１ロボットアセンブリと;
第２処理ラックであって、
垂直に積重した、第２グループの２つ以上の基板処理チャンバを備え、前記２つ以上の基板処理チャンバが第３方向に沿って延びた第１側部を有し、前記第１側部を介して基板処理チャンバにアクセスすることができる前記第２処理ラックと;
第２ロボットアセンブリであって、ロボット、第１ロボットブレード、第２ロボットブレードを備え、前記第１ロボットブレードと前記第２ロボットブレードが一定距離で離間している、前記第２ロボットアセンブリと；
を備え、
前記第２ロボットアセンブリが、前記第１処理ラック内の少なくとも２つの基板処理チャンバ内に位置決めされた基板に、前記第２側部から、ほぼ同時にアクセスするように、また、前記第２処理ラック内の少なくとも１つの基板処理チャンバ内に位置決めされた基板に、前記第３側部から、ほぼ同時にアクセスするように適合されている、前記クラスタツール。
【請求項３４】
基板を処理するクラスタツールにおいて：
２枚以上の基板を包含するように適合されたカセットと；
１２個以上のコータ／デベロッパチャンバと；
ベークチャンバ、ＨＭＤＳ処理チャンバ、ＰＥＢチャンバから成るグループより選択した１２個以上の処理チャンバと；
本質的に、第１ロボットおよび第２ロボットを備える移送システムであって、
前記第１ロボットは、前記コータ／デベロッパチャンバの少なくとも１つ、前記処理チャンバの少なくとも１つ、前記カセットの内部に位置決めされた基板にアクセスするように適合され、
前記第２ロボットは、前記コータ／デベロッパチャンバの少なくとも１つ、前記処理チャンバの少なくとも１つの内部に位置決めされた基板にアクセスするように適合され、    
前記第２ロボットは、
ロボット、
前記ロボットに接続した第１ロボットブレード、
前記ロボットに接続し、前記第１ロボットブレードから固定距離で離間して位置決めされた第２ロボットブレードを備える第２ロボットアセンブリから成り、
前記第２ロボットは、少なくとも２つのコータ／デベロッパチャンバ内に位置決めされた少なくとも１枚の基板に、ほぼ同時にアクセスするように、また、少なくとも２つの処理チャンバ内に位置決めされた少なくとも１枚の基板に、ほぼ同時にアクセスするように適合されている、前記移送システムと；
を備える前記クラスタツール。
【請求項３５】
クラスタツール内で基板を処理する方法であって、
第１ロボットを使用して、少なくとも１枚の基板を、第１処理ラック内の２つ以上の垂直に積重した各処理チャンバ内に挿入するステップと、
前記第１処理ラック内の前記２つ以上の処理チャンバ内の基板を処理するステップと、
第２ロボットを使用して、前記第１ラック内の前記２つ以上の垂直に積重した処理チャンバから前記基板をほぼ同時に除去するステップと、
前記第２ロボットを使用して、前記基板を、前記第２処理ラック内の前記２つ以上の垂直に積重した処理チャンバへ同時に移送するステップと、
前記第２ロボットを使用して、前記基板を、前記第２処理ラック内の前記２つ以上の垂直に積重した処理チャンバ内に堆積させるステップと、を備える方法。
【請求項３６】
前記処理チャンバ内で実行される前記処理が、ＨＭＤＳ処理、ＰＥＢ処理、ＢＡＲＣ処理、フォトレジストコーティング処理、現像処理、ＯＥＢＲ処理から成るグループより選択される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
さらに、第３ロボットを使用して、前記第２処理ラック内の前記２つ以上の垂直に積重した処理チャンバから基板を除去するステップと、
前記第３ロボットを使用して、前記基板を、第３処理ラック内の２つ以上の垂直に積重した処理チャンバ内に挿入するステップと、
をさらに備える、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記第２ロボットを使用して、前記基板を、第２処理ラック内の２つ以上の垂直に積重した処理チャンバへ同時に移送するステップが、
スライドアセンブリを使用して、ロボット基部を第１方向に沿って位置決めする工程と、
６軸関節ロボットを使用して、基板をロボットブレード上に、前記ロボット基部に関連して位置決めする工程と、を備える、請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
第２ロボットを使用して、前記基板を、前記第１ラック内の前記２つ以上の垂直に積重した処理チャンバからほぼ同時に除去するステップが、
ロボットブレードアクチュエータを使用して、第１ロボットブレードを支持部に関連して延出させる工程と、
ロボットブレードアクチュエータを使用して、第２ロボットブレードを支持部に関連して延出させる工程と、
前記第２ロボットに接続した前記支持部を位置決めすることにより、第１処理チャンバ内に位置決めされた第１基板を第１の延出されたブレード上に位置決めし、前記第２処理チャンバ内に位置決めされた第２基板を前記第２の延出されたブレード上に位置決めする工程と、
前記第１ロボットブレードと前記第２ロボットブレードを引き込む工程と、を備える、請求項３５に記載の方法。
【請求項４０】
クラスタツール内で基板を処理する方法であって、
第１ロボットを使用して、少なくとも１枚の基板を、第１処理ラック内の２つ以上の垂直に積重した処理チャンバ内に挿入するステップと、
前記第１処理ラック内の前記２つ以上の処理チャンバ内で前記基板を処理するステップと、
第２ロボットを使用して、前記第１処理ラック内の前記２つ以上の垂直に積重した処理チャンバから基板をほぼ同時に除去するステップであって、
前記ブレードが、第１の垂直に積重した処理チャンバにアクセスしないようにするために、前記第２ロボットに取り付けられた支持部に接続しているロボットブレードを再位置決めする工程、
第２の垂直に積重した処理チャンバ内の前記支持部に別々に接続したロボットブレードを位置決めする工程、
前記第２の垂直に積重した処理チャンバ内に位置決めされた基板を、前記ロボットブレード上に位置決めする工程、
前記第２の垂直に積重した処理チャンバから前記ロボットブレードを除去する工程、をさらに備える前記基板を除去するステップと、
前記第２ロボットを使用して、前記基板を、第２組の２つ以上の垂直に積重した処理チャンバへ移送するステップと、
を備える方法。
【請求項４１】
クラスタツール内で基板を処理する方法であって、
第１ロボットを使用して、少なくとも１枚の基板を、クラスタツール内に位置決めされた２つ以上の垂直に積重した処理チャンバの第１側部を介して挿入するステップと、
前記処理チャンバ内で前記基板を処理するステップと、
第２ロボットを使用して、２枚以上の基板を、前記２つ以上の垂直に積重した処理チャンバの第２側部を介してほぼ同時に除去するステップと、
前記第２ロボットを使用して、前記２枚以上の基板を所望の位置へ同時に移送するステップと、を備える方法。
【請求項４２】
前記基板を処理するステップにおいて実行される前記処理が、ＨＭＤＳ処理、ＰＥＢ処理、ＢＡＲＣ処理、フォトレジストコート処理、現像処理、またはＯＥＢＲ処理から成るグループより選択される、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
クラスタツール内で基板を処理する方法であって、
ロボットを使用してカセットから基板を除去するステップと、
第１基板を、第２処理チャンバに近接して位置決めされた第１処理チャンバ内に挿入するステップと、
前記第１処理チャンバと前記第２処理チャンバの間にシャッタを位置決めすることで、前記第２処理チャンバから前記第１処理チャンバを隔離するステップと、
流体分配システムに接続しているノズルを使用して、前記第１処理チャンバ内に位置決めされた前記基板の表面上に処理流体を分配するステップと、
第２基板を前記第２処理チャンバ内に挿入するステップと、
前記流体分配システムに接続している前記ノズルを使用して、前記第２処理チャンバ内に位置決めした前記第２基板の表面上に処理流体を分配するステップと、
を備える方法。
【請求項４４】
クラスタツール内で基板を処理する方法であって、
第２処理チャンバに近接して位置決めされた第１処理チャンバ内の基板交換装置上に基板を位置決めするステップと、
前記基板を、前記第１処理チャンバ内の前記基板交換装置から冷蔵されたロボットブレードの基板受容面へ移送するステップであって、前記基板受容表面が、内部に保持されている前記基板の温度を制御するように適合されているステップと、
前記冷蔵したロボットブレードを使用して、前記基板を前記第２処理チャンバへ移送するステップと、
前記冷蔵したロボットプレートを使用して、前記基板を第３処理チャンバへ移送するステップであって、前記第３処理チャンバが前記第２処理チャンバに近接しているステップと、
を備える方法。
【請求項４５】
クラスタツール内で基板を処理する方法であって、
基板を、第２処理チャンバに近接して位置決めされた第１処理チャンバ内の基板交換装置上に位置決めするステップと、
前記基板を、前記第１処理チャンバ内の前記基板交換装置から冷蔵されたロボットブレードの基板受容面へ移送するステップであって、前記基板受容面が、上に保持する前記基板の温度を制御するように適合されているステップと、
前記冷蔵したロボットブレードを使用して、前記基板を前記第２処理チャンバへ移送するステップと、
前記第２処理チャンバ内の前記基板を所望の温度にまで加熱するステップと、
前記冷蔵したロボットを使用して、前記基板を第３処理チャンバへ移送するステップであって、前記第３処理チャンバが前記第２処理チャンバに近接しているステップと、
前記第３処理チャンバ内の基板を所望の温度にまで冷却するステップと、
を備える方法。
【請求項４６】
クラスタツール内で基板を処理する方法であって、
２枚以上の基板を包含しているカセットから基板を移送するステップであって、前記カセットが前記クラスタツール内に保持されているステップと、
処理チャンバ内の基板上に最終処理ステップを完了するステップと、
前記基板を前記処理チャンバから、冷蔵処理を実行するように適合された冷蔵チャンバへ移送するステップと、
前記基板を前記冷蔵チャンバから前記カセットへ移送するステップと、
を備える方法。
【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、一般的に、複数の基板を並行処理することが可能な、複数の処理ステーションとロボットとを包含している統合型の処理システムに関する。
【０００２】
関連技術の説明
[0002]普通、電子装置の形成処理は、制御された処理環境内で基板（例えば半導体ウェーハ）を連続処理する機能を有するマルチチャンバ処理システム（例えばクラスタツール）にて行われる。典型的なクラスタツールは、フォトレジスト材料の堆積（即ち、コート）および成長に使用され、トラックリソグラフィツールとして普通に知られているものである。このツールには、ポッド／カセット搭載装置と複数の処理チャンバ（両方ともメインフレームに接続している）の間で基板を移送する少なくとも１つの基板移送ロボットを収容するためのメインフレームが含まれている。多くの場合、クラスタツールは、基板を制御された処理環境内で繰り返し処理できるように使用される。制御された処理環境は多くの恩典を有し、その中には、移送の最中、および様々な基板処理ステップを完了する最中における基板の表面の汚染の最小化が含まれる。制御された環境内で処理を行うことにより、欠陥の生成数が低減され、装置生産高が増加する。
【０００３】
[0003]基板製造処理の効果は、装置の生産性と所有コスト（ＣｏＯ）といった、関連し合う重要な２つの要素によって測定されることが多い。これらの要素が重要であるのは、電子装置の生産コスト、さらに市場における装置製造業者の競争力に直接影響するためである。ＣｏＯは多くの要素によって影響されるが、中でもシステムおよびチャンバスループット、または単純に、所望の処理シーケンスを使用して１時間に処理される基板の枚数によって大きな影響を受ける。処理シーケンスは、一般的に、クラスタツール内の１つ以上の処理チャンバにて完了される装置製作ステップ、または処理レシピステップのシーケンスとして定義される。一般的に、処理シーケンスは様々な基板（またはウェーハ）電子装置製造処理ステップを包含している。多くの場合、電子装置製造業者は、ＣｏＯを低減する試みにおいて、クラスタツールアーキテクチャの制限とチャンバ処理時間を考慮した上で可能な限り高い基板スループットを達成するために、処理シーケンスおよびチャンバ処理時間を最適化することに多大な時間を費やしている。トラックリソグラフィタイプのクラスタツールの場合、チャンバ処理時間がかなり短く（例えば、処理完了まで約１分間）、典型的な１つの処理シーケンスを完了するのに要する処理ステップ数が大きいため、処理シーケンス完了にかかる時間のかなりの部分が様々な処理チャンバ間での基板の移送に割かれることになる。一般的に、典型的なトラックリソグラフィ処理シーケンスは以下のステップを含む：基板の表面上に１つ以上の均等なフォトレジスト（またはレジスト）層を堆積させ、次に、この基板をクラスタツールから別々のステッパまたはスキャナツールへ移送し、そこで、フォトレジスト層をフォトレジスト変形電磁放射線で露光し基板の表面にパターンを作成して、パターン付きフォトレジスト層を成長させる。ロボットによってクラスタツール内の基板スループットが制限されない場合には、一般的に、最長の処理レシピステップによって処理シーケンスのスループットが制限される。通例、トラックリソグラフィ処理シーケンスでは、処理時間が短く処理ステップ数が多いため、こういったケースはない。従来の製作処理、例えば典型的な処理を実施中であるトラックリソグラフィツールの典型的なシステムスループットは、一般的に、基板１００〜１２０枚／１時間である。
【０００４】
[0004]ＣｏＯ計算におけるこれ以外の重要な要素は、システムの信頼性と起動時間である。システムの基板処理不能時間が長いほどクラスタツール内で基板を処理する機会が消失し、ユーザは損害を被ることになるので、これらの要素はクラスタツールの有益性および／または有効性にとって非常に重要である。そのため、クラスタツールユーザおよび製造業者は、信頼性の高い処理、信頼性の高いハードウェア、さらに起動時間を増加させた信頼性の高いシステムの開発に多大な時間を費やしている。
【０００５】
[0005]業界における半導体装置のサイズ縮小、装置処理速度の向上、装置による熱生成の低減の推進によって、処理の不定性に対する業界の公差が消滅した。半導体装置のサイズ縮小と、装置性能への果てしない要求によって、装置製造処理の均等性と繰り返し可能性における許容可能なばらつきが大幅に減少した。トラックリソグラフィ処理シーケンスにおいて、処理のばらつきを最小化する上で重要な要因は、クラスタツールを通過する全ての基板が同じ「ウェーハ履歴」を有するようにすることである。一般的に、基板のウェーハ履歴は、後に装置の性能に影響を及ぼす可能性のある全ての装置製作処理のばらつきを制御でき、その結果、同じバッチ内の全ての基板を常に同一方法にて処理することが可能となるように処理エンジニアによって監視および制御される。全ての基板が同じ「ウェーハ履歴」を有するようにするためには、全ての基板が同じ繰り返し可能な基板処理ステップ（例えば、一貫したコーティング処理、一貫したハードベーク処理、一貫した冷蔵処理など）を経験する必要があり、また、各基板について、様々な製作ステップ間の時間を同一にする必要がある。リソグラフィタイプの装置製作処理は、処理のばらつきと装置性能に直接影響する、処理レシピのばらつきの変数と、最終的なレシピステップどうしの間の時間とに特に敏感であってもよい。したがって、処理不定性と、処理ステップどうしの間の時間の不定性とを最小化する処理シーケンスを実行できるクラスタツールおよび支持機器が必要である。また、均等かつ繰り返し可能な処理結果を送出する一方で、所望の基板スループットを達成する、装置製作処理の実行が可能なクラスタツールおよび支持機器も必要である。
【０００６】
[0006]したがって、さらに、要求される装置性能目標を満たし、システムスループットを増加させ、処理シーケンスＣｏＯを低減する形で基板の処理を行えるシステム、方法、機器が必要である。
【発明の概要】
【０００７】
[0007]一般的に、本発明は、複数の基板を並行して処理することが可能な複数の処理ステーションおよびロボットを包含するクラスタツールを提供する。基板を処理するクラスタツールは、第１基板処理チャンバと、第２基板処理チャンバであって、第１基板処理チャンバから固定の垂直距離で離間している前記第２基板処理チャンバと、第３基板処理チャンバと、第４基板処理チャンバであって、第３基板処理チャンバから固定の垂直距離で離間した場所に位置決めされている第４基板処理チャンバと、第１基板処理チャンバと第２基板処理チャンバにアクセスするように適合された第１ロボットアセンブリと、第２ロボットアセンブリであって、第１基板処理チャンバから１枚以上の基板を、および第２基板処理チャンバの１枚以上の基板をほぼ同時に受容し、その後、第１基板処理チャンバからの１枚以上の基板を第３基板処理チャンバ内に、また、第２基板処理チャンバからの１枚以上の基板を第４基板処理チャンバ内にほぼ同時に堆積するように適合されている前記第２ロボットアセンブリと、を含む。
【０００８】
[0008]本発明の実施形態は、基板を処理するクラスタツールであって、複数の垂直に積重した基板処理チャンバを有する第１処理ラックと、複数の垂直に積重した基板処理チャンバを有する第２処理ラックと、第１ロボットブレードアセンブリであって、第１ロボットブレードと、第１ロボットブレードアクチュエータとを備える前記第１ロボットブレードアセンブリと、第２ロボットブレードアセンブリであって、第２ロボットブレードと、第２ロボットブレードアクチュエータとを備える前記第２ロボットブレードアセンブリと、前記第１ロボットブレードアセンブリと第２ロボットブレードアセンブリが、固定距離で離間して垂直に位置決めされており、さらに、前記第１ロボットブレードアクチュエータまたは前記第２ロボットブレードアクチュエータを使用して、水平方向に別々に位置決めすることができ、前記第１ロボットブレードアセンブリと前記第２ロボットブレードアセンブリに接続した６軸関節ロボットであって、前記第１ロボットブレードアセンブリと前記第２ロボットブレードアセンブリが固定距離で離間しており、および、前記６軸関節ロボットと協同に動作することで、前記第１処理ラック内の２つの垂直に積重した基板処理チャンバ内に位置決めされた基板にほぼ同時にアクセスするように、または、前記第２処理ラック内の前記２つの垂直に積重した基板処理チャンバ内に位置決めされた基板にほぼ同時にアクセスするように適合されている前記６軸関節ロボットと、を備えるクラスタツールをさらに提供する。
【０００９】
[0009]本発明の実施形態は、基板を処理するクラスタツールであって、２枚以上の基板を包含するように適合されたカセットと、第１モジュールであって、垂直方向に（avertical direction）積み重ねた２つ以上の基板処理チャンバを備える第１処理ラックを備える前記第１モジュールと、第２モジュールであって、垂直方向に積み重ねた２つ以上の基板処理チャンバを備えた第２処理ラックを備える前記第２モジュールと、前記第１および第２処理ラックのうち少なくとも１つの基板処理チャンバ内と、前記カセット内と、に位置決めされた基板にアクセスするように適合された第１ロボットアセンブリと、第２ロボットアセンブリであって、ロボットと、前記ロボットに接続した第１ロボットブレードと、前記ロボットに接続し、前記第１ロボットブレードから固定距離で離間して位置決めされた第２ロボットブレードとを備える前記第２ロボットアセンブリとを備え、前記第２ロボットが、前記第１および第２処理ラックのそれぞれのうち少なくとも１つの内部の基板処理チャンバ内に位置決めされた基板にアクセスするように適合されており、第１および第２ロボットブレードが、前記第１および第２処理ラックの各々の内の少なくとも２つの基板処理チャンバ内の基板をほぼ同時に移送し、取り上げ、および／または下ろすように適合されているクラスタツールをさらに提供する。
【００１０】
[0010]本発明の実施形態は、基板を処理するクラスタツールであって、第１の垂直に積重した基板処理チャンバを包含する第１処理ラックと、基板を前記第１処理ラック内の基板処理チャンバへ移送するように適合された第１ロボットと、第１の垂直に積重した基板処理チャンバを包含する第２処理ラックと、前記第１処理ラック内の基板処理チャンバと前記第２処理ラック内の基板処理チャンバの間で基板を移送するように適合された第２ロボットと、前記第１ロボットまたは第２ロボットを使用して、前記第１および第２処理ラック内を通過する前記基板の動作を最適化するように適合されたコントローラと、前記コントローラに結合したメモリであって、前記クラスタツールの操作を方向付けるために、内部で具現化されるコンピュータ可読プログラムを有するコンピュータ可読媒体を備える前記メモリとを備え、前記コンピュータ可読プログラムが、前記第１ロボットと第２ロボットの動作を制御するためのコンピュータ命令を備え、前記コンピュータ命令が、前記第１ロボットおよび第２ロボットへの１つ以上の指令タスクを前記メモリに記憶することと、前記メモリ内に保持されている前記第１ロボットへの指令タスクをレビューすることと、前記メモリ内に保持されている前記第２ロボットへの指令タスクをレビューすることと、各ロボットの使用可能性を平衡化するために、指令タスクを、前記第１ロボットから前記第２ロボットへ、または前記第２ロボットから前記第１ロボットへ移動させることとを備えるクラスタツールをさらに提供する。
【００１１】
[0011]本発明の実施形態は、基板を処理するクラスタツールであって、２枚以上の基板を包含するように適合されたカセットと、垂直に積重した基板処理チャンバを包含しており、また、前記第１処理ラックの第１側部が第１方向に沿って延出し、これを介して前記基板処理チャンバにアクセスできるようになっている第１処理ラックと、垂直に積重した基板処理チャンバを包含しており、また、前記第２処理ラックの第１側部が第２方向に沿って延出し、これを介して前記基板処理チャンバにアクセスできるようになっている第２処理ラックであって、前記第１側部と前記第２側部が或る距離で離間している前記第２処理ラックと、前記第２処理ラックの前記第１側部と前記第１処理ラックの前記第１側部との間の固定位置にある基部を有する第１ロボットであって、前記第１処理ラック、前記第２処理ラック、前記カセットの内部の基板処理チャンバへ基板を移送するように適合されている第１ロボットと、垂直に積重した基板処理チャンバを包含しており、また、前記第３処理ラックの第１側部が第３方向に沿って延出し、これを介して前記基板処理チャンバにアクセスできるようになっている第３処理ラックと、垂直に積み重ねた基板処理チャンバを包含しており、また、前記第２処理ラックの第１側部が第４方向に沿って延出し、これを介して前記基板処理チャンバにアクセスできるようになっている第４処理ラックであって、前記第３側部と前記第４側部が一定距離で離間している前記第４処理ラックと、第２ロボットアセンブリであって、前記第３処理ラックの前記第１側部と前記第４処理ラックの前記第１側部の間の固定位置に在る基部を有するロボットと、前記ロボットに接続した第１ロボットブレードと、前記ロボットに接続し、前記第１ロボットブレードから固定距離で離間して位置決めされた第２ロボットブレードと、を備える前記第２ロボットアセンブリとを備え、前記第１および第２ロボットブレードが、前記第１処理ラック、第２処理ラック、第３処理ラック、第４処理ラック内の２つのチャンバへ基板をほぼ同時に移送するように適合されているクラスタツールをさらに提供する。
【００１２】
[0012]本発明の実施形態は、基板を処理するクラスタツールであって、２枚以上の基板を包含するように適合されたカセットと、基板に第１処理を実行するように適合された第１処理チャンバと、基板に第２処理を実行するように適合された第２処理チャンバであって、前記第１処理チャンバと前記第２処理チャンバがほぼ相互に近接している前記第２処理チャンバと、前記第１処理チャンバ内に位置決めされた第１基板および前記第２処理チャンバ内に位置決めされた第２基板と流体連通するように適合されている流体分配手段であって、流体源と、前記流体源と流体連通したノズルと、流体を前記流体源から前記ノズルへ送出するよう適合された流体送出手段とを備える前記流体分配手段と、前記第１処理チャンバを前記第２処理チャンバから隔離するように適合された可動シャッタと、前記カセット、前記第１処理チャンバ、前記第２処理チャンバの間で基板を移送するように適合されたロボットとを備える、クラスタツールをさらに提供する。
【００１３】
[0013]本発明の実施形態は、基板を処理するクラスタツールであって、第１処理ラックであって、第１処理モジュールであって、基板に第１処理を実行するように適合された第１処理チャンバと、基板に第２処理を実行するように適合された第２処理チャンバであって、前記第１処理チャンバと前記第２処理チャンバがほぼ相互に近接している前記第２処理チャンバと、前記第１処理チャンバ、前記第２処理チャンバの内部で処理の最中にある基板と流体連通するように適合された流体分配手段であって、流体源と、前記流体源と流体連通しているノズルと、流体を前記流体源から前記ノズルへ送出するように適合された流体送出手段と、を備える前記流体分配手段と、前記第１処理チャンバを前記第２処理チャンバから隔離するように適合された可動シャッタとを備える前記第１処理モジュールと、第２処理モジュールであって、基板に第１処理を実行するように適合された第３処理チャンバと、基板に第２処理を実行するように適合された第４処理チャンバであって、前記第１処理チャンバと前記第２処理チャンバがほぼ相互に近接している前記第４処理チャンバと、前記第３処理チャンバ、第４処理チャンバの内部で処理の最中にある基板と流体連通するように適合された流体分配手段であって、流体源と、前記流体源と流体連通しているノズルと、流体を前記流体源から前記ノズルへ送出するように適合された流体送出手段とを備える前記流体分配手段と、前記第１処理チャンバを前記第２処理チャンバから隔離するように適合された可動シャッタとを備え、ほぼ前記処理モジュールと近接している前記第２処理モジュールとを備える前記第１処理ラックと、前記第１処理チャンバ、前記第２処理チャンバ、前記第３処理チャンバ、前記第４処理チャンバの間で基板を移送するように適合されたロボットと、を備える、クラスタツールをさらに提供する。
【００１４】
[0014]本発明の実施形態は、基板を処理するクラスタツールであって、２枚以上の基板を包含するように適合されたカセットと、処理モジュールであって、１つの処理領域内に在る基板に第１処理を実行するように適合された第１処理チャンバと、１つの処理領域内に在る基板に第２処理を実行するように適合された第２処理チャンバであって、前記第１処理チャンバおよび前記第２処理チャンバがほぼ相互に近接している前記第２処理チャンバと、前記第１処理チャンバ、前記第２処理チャンバ内の基板を移送および位置決めするように適合されたロボットであって、ロボットブレードと、前記ロボットブレードを前記第１処理チャンバおよび第２処理チャンバ内に位置決めするように適合されたアクチュエータと、前記ロボットブレードと熱連通しており、上に位置決めされた基板の温度を制御するように適合された熱交換装置とを備える前記ロボットとを備える前記処理モジュールと、基板を前記カセットと前記第１処理チャンバの間で移送するように適合されているシステムロボットとをさらに備える、クラスタツールをさらに提供する。
【００１５】
[0015]本発明の実施形態は、基板を処理するクラスタツールであって、２枚以上の基板を包含するように適合されたカセットと、処理モジュールであって、第１処理チャンバと、前記第１処理チャンバとほぼ近接した第２処理チャンバとを備える前記処理モジュールと、前記第１処理チャンバおよび前記第２処理チャンバ内に位置決めされた基板にアクセスするように適合された第１ロボットとを備え、前記第１ロボットが、第１ロボットブレードアセンブリであって、第１ロボットブレードと、第２ロボットブレードとであって、前記第１ロボットブレードと前記第２ロボットブレードが或る距離で離間している前記第２ロボットブレードとを備える前記第１ロボットアセンブリと、第２ロボットブレードアセンブリであって、第３ロボットブレードと、第４ロボットブレードであって、前記第３ロボットブレードと前記第４ロボットブレードが或る距離で離間している前記第４ロボットブレードとを備える前記第２ロボットブレードアセンブリとを備え、前記第２ロボットブレードアセンブリと前記第１ロボットアセンブリが固定距離で離間しており、前記第１ロボットが前記第１処理チャンバと前記第２処理チャンバにほぼ同時にアクセスするように適合されている、クラスタツールをさらに提供する。
【００１６】
[0016]本発明の実施形態は、基板を処理するクラスタツールであって、２つ以上の垂直に積重した基板処理チャンバを備える第１処理ラックであって、第１側部と第２側部を有する前記第１処理ラックと、２つ以上の垂直に積重した基板処理チャンバを備える第２処理ラックであって、第１側部と第２側部を有する前記第２処理ラックと、前記第１処理ラック内の前記基板処理チャンバに前記第１側部からアクセスするように適合された第１ロボットと、前記第１処理ラック内の前記基板処理チャンバに前記第２側部からアクセスするように、また、前記第２処理ラック内の前記基板処理チャンバに前記第１側部からアクセスするように適合された第２ロボットと、前記第２処理ラック内の前記基板処理チャンバに前記第２側部からアクセスするように適合された第３ロボットとを備える、クラスタツールをさらに提供する。
【００１７】
[0017]本発明の実施形態は、基板を処理するクラスタツールであって、２枚以上の基板を包含するように適合されたカセットと、第１処理ラックであって、垂直に積重した、第１グループの２つ以上の基板処理チャンバを備え、前記２つ以上の基板処理チャンバが、第１方向に沿って延びた第１側部と、第２方向に沿って延びた第２側部とを有している前記第１処理ラックと、前記第１処理ラック内の少なくとも１つの基板処理チャンバ内に位置決めした基板に、前記第１側部と前記カセットからアクセスするように適合された第１ロボットアセンブリと、第２処理ラックであって、垂直に積重した、第２グループの２つ以上の基板処理チャンバを備え、前記２つ以上の基板処理チャンバが第３方向に沿って延びた第１側部を有し、前記第１側部を介して基板処理チャンバにアクセスすることができる前記第２処理ラックと、第２ロボットアセンブリであって、ロボットと、第１ロボットブレードと、第２ロボットブレードであって、前記第１ロボットブレードと前記第２ロボットブレードが一定距離で離間している前記第２ロボットブレードとを備える前記第２ロボットアセンブリとを備え、前記第２ロボットアセンブリが、前記第１処理ラック内の少なくとも２つの基板処理チャンバ内に位置決めされた基板に、前記第２側部からほぼ同時にアクセスするように、また、前記第２処理ラック内の少なくとも１つの基板処理チャンバ内に位置決めされた基板に、前記第３側部からほぼ同時にアクセスするように適合されている、クラスタツールをさらに提供する。
【００１８】
[0018]本発明の実施形態は、基板を処理するクラスタツールであって、２枚以上の基板を包含するように適合されたカセットと、１２個以上のコータ／デベロッパチャンバと、ベークチャンバ、ＨＭＤＳ処理チャンバ、ＰＥＢチャンバから成るグループより選択した１２個以上の処理チャンバと、移送システムであって、本質的に、前記コータ／デベロッパチャンバの少なくとも１つ、前記処理チャンバの少なくとも１つ、前記カセットの内部に位置決めした基板にアクセスするように適合された第１ロボットと、前記コータ／デベロッパチャンバの少なくとも１つ、前記処理チャンバの少なくとも１つの内部に位置決めした基板にアクセスするように適合された第２ロボットアセンブリであって、前記第２ロボットが、ロボットと、前記ロボットに接続した第１ロボットブレードと、前記ロボットに接続し、前記第１ロボットブレードから固定距離で離間して位置決めされた第２ロボットブレードとを備える第２ロボットアセンブリから成り、前記第２ロボットが、少なくとも２つのコータ／デベロッパチャンバ内に位置決めされた少なくとも１枚の基板にほぼ同時にアクセスするように、また、少なくとも２つの処理チャンバ内に位置決めされた少なくとも１枚の基板にほぼ同時にアクセスするように適合されている前記移送システムと、を備えるクラスタツールをさらに提供する。
【００１９】
[0019]本発明の実施形態は、複数の基板を並行処理することが可能な複数の処理ステーションとロボットを包含しているクラスタツール内で基板を処理する方法をさらに提供する。クラスタツール内で基板を処理する方法であって、第１ロボットを使用して、少なくとも１枚の基板を、第１処理ラック内の２つ以上の垂直に積重した各処理チャンバ内に挿入するステップと、前記第１処理ラック内の前記２つ以上の処理チャンバ内の基板を処理するステップと、第２ロボットを使用して、前記第１ラック内の前記２つ以上の垂直に積重した処理チャンバから前記基板をほぼ同時に除去するステップと、前記第２ロボットを使用して、前記基板を、前記第２処理ラック内の前記２つ以上の垂直に積重した処理チャンバへ同時に移送するステップと、前記第２ロボットを使用して、前記基板を、前記第２処理ラック内の前記２つ以上の垂直に積重した処理チャンバ内に堆積させるステップと、を備える方法。
【００２０】
[0020]本発明の実施形態は、クラスタツール内で基板を処理する方法であって、第１ロボットを使用して、少なくとも１枚の基板を、第１処理ラック内の２つ以上の垂直に積重した処理チャンバ内に挿入するステップと、前記第１処理ラック内の前記２つ以上の処理チャンバ内で前記基板を処理するステップと、第２ロボットを使用して、前記第１処理ラック内の前記２つ以上の垂直に積重した処理チャンバから基板をほぼ同時に除去するステップであって、前記ブレードが、第１の垂直に積重した処理チャンバにアクセスしないようにするために、前記第２ロボットに取り付けられた支持部に接続しているロボットブレードを再位置決めする工程と、第２の垂直に積重した処理チャンバ内の前記支持部に別々に接続したロボットブレードを位置決めする工程と、前記第２の垂直に積重した処理チャンバ内に位置決めされた基板を、前記ロボットブレード上に位置決めする工程と、前記第２の垂直に積重した処理チャンバから前記ロボットブレードを除去する工程とをさらに備える前記基板を除去するステップと、前記第２ロボットを使用して、前記基板を、２組の２つ以上の垂直に積重した処理チャンバへ移送するステップと、を備える方法をさらに提供する。
【００２１】
[0021]本発明の実施形態は、クラスタツール内で基板を処理する方法であって、第１ロボットを使用して、少なくとも１枚の基板を、クラスタツール内に位置決めされた２つ以上の垂直に積重した処理チャンバの第１側部を介して挿入するステップと、前記処理チャンバ内で前記基板を処理するステップと、第２ロボットを使用して、２枚以上の基板を、前記２つ以上の垂直に積重した処理チャンバの第２側部を介してほぼ同時に除去するステップと、前記第２ロボットを使用して、前記２枚以上の基板を所望の位置へ同時に移送するステップと、を備える方法をさらに提供する。
【００２２】
[0022]本発明の実施形態は、クラスタツール内で基板を処理する方法であって、ロボットを使用してカセットから基板を除去するステップと、第１基板を、第２処理チャンバに近接して位置決めされた第１処理チャンバ内に挿入するステップと、前記第１処理チャンバと前記第２処理チャンバの間にシャッタを位置決めすることで、前記第２処理チャンバから前記第１処理チャンバを隔離するステップと、流体分配システムに接続しているノズルを使用して、前記第１処理チャンバ内に位置決めされた前記基板の表面上に処理流体を分配するステップと、第２基板を前記第２処理チャンバ内に挿入するステップと、前記流体分配システムに接続している前記ノズルを使用して、前記第２処理チャンバ内に位置決めした前記第２基板の表面上に処理流体を分配するステップとを備える方法をさらに提供する。
【００２３】
[0023]本発明の実施形態は、クラスタツール内で基板を処理する方法であって、
第２処理チャンバに近接して位置決めされた第１処理チャンバ内の基板交換装置上に基板を位置決めするステップと、前記基板を、前記第１処理チャンバ内の前記基板交換装置から冷蔵されたロボットブレードの基板受容面へ移送するステップであって、前記基板受容表面が、内部に保持されている前記基板の温度を制御するように適合されているステップと、前記冷蔵したロボットブレードを使用して、前記基板を前記第２処理チャンバへ移送するステップと、前記冷蔵したロボットプレートを使用して、前記基板を第３処理チャンバへ移送するステップであって、前記第３処理チャンバが前記第２処理チャンバに近接しているステップと、を備える方法をさらに提供する。
【００２４】
[0024]本発明の実施形態は、クラスタツール内で基板を処理する方法であって、基板を、第２処理チャンバに近接して位置決めされた第１処理チャンバ内の基板交換装置上に位置決めするステップと、前記基板を、前記第１処理チャンバ内の前記基板交換装置から冷蔵されたロボットブレードの基板受容面へ移送するステップであって、前記基板受容面が、上に保持する前記基板の温度を制御するように適合されているステップと、前記冷蔵したロボットブレードを使用して、前記基板を前記第２処理チャンバへ移送するステップと、前記第２処理チャンバ内の前記基板を所望の温度にまで加熱するステップと、前記冷蔵したロボットを使用して、前記基板を第３処理チャンバへ移送するステップであって、前記第３処理チャンバが前記第２処理チャンバに近接しているステップと、前記第３処理チャンバ内の基板を所望の温度にまで冷却するステップと、を備える方法をさらに提供する。
【００２５】
[0025]本発明の実施形態は、クラスタツール内で基板を処理する方法であって、２枚以上の基板を包含しているカセットから基板を移送するステップであって、前記カセットが前記クラスタツール内に保持されているステップと、処理チャンバ内の基板上に最終処理ステップを完了するステップと、前記基板を前記処理チャンバから、冷蔵処理を実行するように適合された冷蔵チャンバへ移送するステップと、前記基板を前記冷蔵チャンバから前記カセットへ移送するステップと、を備える方法をさらに提供する。
【詳細な説明】
【００２６】
[0026]添付の図面にて数例が図示されている実施形態を参照することにより、上に挙げた本発明の特徴を詳細に理解し、また、上で簡単に要約した本発明をより具体的に説明する方法が得られる。しかしながら、添付の図面は本発明の典型的な実施形態のみを図示するものであり、また本発明は、同等の効果を有する別の実施形態も許可することから、添付の図面は本発明の制限として考慮されるものではない点に留意する。
【００２７】
[00112]本発明は一般的に、システムスループットを増加し、システムの信頼性を高め、クラスタツール内でのウェーハ処理履歴（またはウェーハ履歴）の繰り返し可能回数を上げ、クラスタツールのフットプリントを低減したマルチチャンバ処理システム（例えばクラスタツール）を使用して、基板を処理する機器および方法を提供する。一実施形態では、このクラスタツールはトラックリソグラフィ処理を実行するように適合されている。トラックリソグラフィ処理は、基板を感光材料でコートし、次にこの基板をステッパ／スキャナへ移送し、ここで感光材料を何らかの形の放射線で露光して感光材料にパターンを形成し、その後、クラスタツール内で完了される現像処理において、感光材料の特定部分を除去する。
【００２８】
[00113]図１Ａおよび図１Ｃは、クラスタツール１０の一実施形態の等角図であり、有利に使用できる本発明の多数の態様を図示している。図１Ａ、図１Ｃに図示したクラスタツール１０の一実施形態は、前端モジュール５０、中央モジュール１５０、後部モジュール２００を包含している。前端モジュール５０は、一般的に、１つ以上のポッドアセンブリ１０５（例えば部品１０５Ａ〜１０５Ｄ）、前端ロボット１０８（図１Ｂ）、前端処理ラック５２を包含する。中央モジュール１５０は、一般的に、第１中央処理ラック１５２、第２中央処理ラック１５４、中央ロボット１０７（図１Ｂ）を包含している。後部モジュール２００は、一般的に、後部処理ラック２０２と後部ロボット１０９（図１Ｂ）を包含している。一実施形態において、クラスタツール１０は、前端処理ラック５２内の処理チャンバにアクセスするように適合されている前端ロボット１０８と、前端処理ラック５２、第１中央処理ラック１５２、第２中央処理ラック１５４、および／または後部処理ラック２０２内の処理チャンバにアクセスするように適合されている中央ロボット１０７と、後部処理ラック２０２内の処理チャンバにアクセスし、場合によっては基板をステッパ／スキャナ５(図１Ｂ)と交換するように適合されている後部ロボット１０９とを包含している。一実施形態では、シャトルロボット１１０は、１つ以上の処理ラック（例えば前端処理ラック５２、第１中央処理ラック１５２など）内に保持された２つ以上の近接した処理チャンバどうしの間で基板を移送するように適合されている。一実施形態では、前端エンクロージャ１０４を使用して、前端ロボット１０８周囲の環境、およびポッドアセンブリ１０５と前端処理ラック５２の間の環境を制御している。
【００２９】
[00114]図１Ｂは、図１Ａに図示した一実施形態の平面図を図示しており、本発明の複数の態様で見ることができる使用可能な処理チャンバ構成のさらなる詳細を包含している。図１Ｂを参照すると、前端モジュール５０は、一般的に、１つ以上のポッドアセンブリ１０５、前端ロボット１０８、および前端処理ラック５２を包含する。１つ以上のポッドアセンブリ１０５、または前端開き一体形ポッド（ＦＯＵＰ）は、一般的に、クラスタツール１０内で処理される１枚以上の基板「Ｗ」あるいはウェーハを包含できる１つ以上のカセット１０６を受け入れるように適合されている。前端処理ラック５２は、基板処理シーケンスに見られる様々な処理ステップを実行するよう適合された複数の処理チャンバ（例えばベークチャンバ９０、冷蔵チャンバ８０など）を包含している。一実施形態では、前端ロボット１０８は、ポッドアセンブリ１０５内に搭載されたカセット間、および前端処理ラック５２内に保持されている１つ以上の処理チャンバ間で基板を移送するように適合されている。
【００３０】
[00115]一般的に、中央モジュール１５０は中央ロボット１０７、第１中央処理ラック１５２、第２中央処理ラック１５４を包含している。第１中央処理ラック１５２と第２中央処理ラック１５４は、基板処理シーケンスに見られる様々な処理ステップを実行するよう適合された様々な処理チャンバ（例えばコータ／デベロッパチャンバ６０、ベークチャンバ９０、冷蔵チャンバ８０など）を包含している。一実施形態では、中央ロボット１０７は、前端処理ラック５２、第１中央処理ラック１５２、第２中央処理ラック１５４、および／または後部処理ラック２０２の間で基板を移送するように適合されている。一態様では、中央ロボット１０７は、第中央モジュール１５０の１中央処理ラック１５２と第２中央処理ラック１５４の間の中央にあたる場所に位置決めされている。
【００３１】
[00116]後部モジュール２００は、一般的に後部ロボット１０９と後部処理ラック２０２を包含している。後部処理ラック２０２は、一般的に基板処理シーケンスに見られる様々な処理ステップを実行するよう適合された処理チャンバ（例えばコータ／デベロッパチャンバ６０、ベークチャンバ９０、冷蔵チャンバ８０など）を包含している。一実施形態では、後部ロボット１０９は、後部処理ラック２０２とステッパ／スキャナ５の間で基板を移送するように適合されている。ステッパ／スキャナ５は、Ｃａｎｏｎ  ＵＳＡ，Ｉｎｃ．（カリフォルニア州サンノゼ）、Ｎｉｋｏｎ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｉｎｃ．（カリフォルニア州ベルモント）、ＡＳＭＬ  ＵＳ，Ｉｎｃ．（アリゾナ州テンペ）から販売されており、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用されるリソグラフィック投射機器である。スキャナ／ステッパツール５は、クラスタツール内の基板上に堆積させた感光材料（フォトレジスト）を何らかの電磁放射線で露光することで、基板の表面上に形成する集積回路（ＩＣ）デバイスの個々の層に関連した回路パターンを基板上に生成する。
【００３２】
[00117]一実施形態では、システムコントローラ１０１を使用して、クラスタツール１０内の全てのコンポーネントと、同ツール内で実行される全ての処理を制御する。システムコントローラ１０１は、一般的に、ステッパ／スキャナ５と通信し、クラスタツール１０内で実行される処理の態様を監視および制御するように適合されており、また、基板処理シーケンス全体の全ての態様を制御するように適合されている。システムコントローラ１０１は、典型的にはマイクロプロセッサベースのコントローラであり、ユーザからの入力、および／または処理チャンバの１つに内蔵されている様々なセンサからの入力を受信し、様々な入力とコントローラのメモリに保持されているソフトウェア命令に従って処理チャンバコンポーネントを適切に制御するように構成されている。システムコントローラ１０１は一般的にメモリとＣＰＵ（図示せず）を包含しており、これらがコントローラによって、様々なプログラムを保持するため、プログラムを処理するため、プログラムを必要に応じて実行するために利用される。メモリ（図示せず）はＣＰＵに接続しており、１つ以上のすぐに使用可能な状態にあるメモリ、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、またはその他の形式のローカルまたは遠隔デジタル記憶装置であってもよい。ソフトウェア命令およびデータを、ＣＰＵに命令するためにコーディングして、メモリに記憶しておくことができる。プロセッサを従来の方途でサポートするために、サポート回路（図示せず）もＣＰＵに接続している。サポート回路はキャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステム等を含んでもよく、これらは当分野において周知のものである。システムコントローラ１０１で読み取り可能なプログラム（またはコンピュータ命令）が、処理チャンバ（１つ以上）で実行されるタスクを決定する。このプログラムは、システムコントローラ１０１で読み取り可能なソフトウェアであり、定義された規則と入力されたデータに基づいて処理を監視および制御せよとの命令を含んでいることが好ましい。
【００３３】
[00118]図２Ａは、ステッパ／スキャナ５に取り付けた前端モジュール５０を包含するクラスタツール１０の別の実施形態を図示した平面図である。この構成の前端モジュール５０は、前端ロボット１０８と、前端処理ラック５２と、さらにステップ／スキャナ５と通信している後部ロボット１０９Ａとを包含していてもよい。またこの構成では、前端処理ラック５２は複数の処理チャンバ（例えばコータ／デベロッパチャンバ６０、ベークチャンバ９０、冷蔵チャンバ８０など）を包含しており、これらのチャンバは基板処理シーケンスに見られる様々な処理ステップを実行するように適合されている。この構成では、前端ロボット１０８は、ポッドアセンブリ１０５内に搭載されたカセット１０６と、前端処理ラック５２内に保持されている１つ以上の処理チャンバとの間で基板を移送するように適合されている。またこの構成では、後部ロボット１０９Ａは、前端処理ラック５２とステッパ／スキャナ５の間で基板を移送するように適合されている。一実施形態では、シャトルロボット１１０は、１つ以上の処理ラック（例えば、前端処理ラック５２、第１中央処理ラック１５２（図１Ｂ）など）内に保持されている２つ以上の近接した処理チャンバどうしの間で基板を移送するように適合されている。一実施形態では、クラスタツール１０は、前端モジュール５０を包含しているが、後部ロボット１０９Ａは包含せず、またステッパ／スキャナ５にインターフェースされていない。
【００３４】
[00119]図２Ｂは、図２Ａに示したクラスタ１０の別の実施形態を図示する平面図である。この実施形態のクラスタ１０はステッパ／スキャナ５と通信するように適合されていない。この構成では、クラスタツール１０を、前端処理ラック５２内に包含されている処理チャンバを利用して所望の処理シーケンスを実行するためのスタンドアロン型ツールとして使用できる。
【００３５】
[00120]図２Ｃは、クラスタツール１０のまた別の実施形態を図示する平面図であり、この実施形態のクラスタツール１０は、前端モジュール５０と中央モジュール１５０を包含し、これらはステッパ／スキャナ５に取り付けられ、前端ロボット１０８および中央ロボット１０７によって対応される。一実施形態では、中央ロボット１０７は、前端処理ラック５２、第１中央処理ラック１５２、第２中央処理ラック１５４、および／またはステッパ／スキャナ５の間で基板を移送するように適合されている。一実施形態では、シャトルロボット１１０は、１つ以上の処理ラック（例えば前端処理ラック５２、第１中央処理ラック１５２など）内に保持されている２つ以上の近接した処理チャンバ間で基板を移送するように適合されている。
【００３６】
[00121]図２Ｄはクラスタツール１０のさらに別の実施形態の平面図であり、このクラスタツール１０は、前端モジュール５０、中央モジュール１５０、後部モジュール３００を包含しており、後部処理ラック３０２は第１後部処理ラック３０２と第２後部処理ラック３０４を包含するように構成されている。この構成では、後部ロボット１０９は、第１中央処理ラック１５２、第２中央処理ラック１５４、第１後部処理ラック３０２、第２後部処理ラック３０４、中央ロボット１０７、および／またはステッパ／スキャナ５から基板を移送するように適合されている。またこの構成では、中央ロボット１０７を、第１中央処理ラック１５２、第２中央処理ラック１５４、第１後部処理ラック３０２、第２後部処理ラック３０４、および／または後部ロボット１０９から基板を移送するように適合できる。一実施形態では、シャトルロボット１１０は、１つ以上の処理ラック（例えば前端処理ラック５２、第１中央処理ラック１５２など）内に保持されている２つ以上の近接した処理チャンバ間で基板を移送するように適合されている。
【００３７】
[00122]図２Ｅは図１Ｂに図示した一実施形態の平面図を図示しており、この実施形態は、両方の処理チャンバ内においてフォトレジストコートステップ５２０（図３Ａ〜図３Ｃ）または現像ステップ５５０（図３Ａ〜図３Ｃ）を実行するように適合できる、第２中央処理ラック３１４（図４Ｊ）内に搭載されたツインコータ／デベロッパチャンバ３５０（図９Ａ〜図９Ｂ）を包含している。この構成は、２つの処理チャンバ３７０内に見られる普通のコンポーネントのいくつかを共有して、システムコスト、複雑性、フットプリントを低減することができるため有利である。以下で説明する図９Ａ〜図９Ｂは、ツインコータ／デベロッパチャンバ３５０の様々な態様を図示する。図２Ｅはまた、第１中央処理ラック３２２（図４Ｋ）内に搭載されたベーク／冷蔵チャンバ８００を包含しており、これらを、所望の処理シーケンスにおいて様々なベークステップ（例えばＢＡＲＣ後ベークステップ５１２、ＰＥＢステップ５４０など（図３Ａ〜図３Ｃ））および冷蔵ステップ（例えばＢＡＲＣ後冷蔵ステップ５１４、ＰＥＢ後冷蔵ステップ５４２など（図３Ａ〜図３Ｃ））を実行するように適合できる。ベーク／冷蔵チャンバ８００については、以下で図１８Ａ〜図１８Ｂに関連して説明する。
【００３８】
[00123]図２Ｆはクラスタツール１０のまたさらに別の実施形態の平面図であり、前端モジュール３０６と中央モジュール３１０を包含している。この実施形態では、前端モジュール３０６は第１処理ラック３０８と第２処理ラック３０９を包含していてもよく、また中央モジュール３１０は第１中央処理ラック３１２と第２中央処理ラック３１４を包含していてもよい。前端ロボット１０８は、ポッドアセンブリ１０５内に搭載されたカセット１０６、第１処理ラック３０８、第２処理ラック３０９、第１中央処理ラック３１２、第２中央処理ラック３１４、および／または中央ロボット１０７の間で基板を移送するように適合されている。中央ロボット１０７は、第１処理ラック３０８、第２処理ラック３０９、第１中央処理ラック３１２、第２中央処理ラック３１４、第１端部ロボット１０８、および／またはステッパ／スキャナ５の間で基板を転送するように適合されている。一実施形態では、前端ロボット１０８と中央ロボット１０７は連結式ロボット（以下で説明する）である。一実施形態では、シャトルロボット１１０は、１つ以上の処理ラック（例えば第１処理ラック３０８、第１中央処理ラック３１２など）内に保持されている２つ以上の近接した処理チャンバ間で基板を移送するように適合されている。１つの態様では、前端ロボット１０８が、前端ジュール３０６の第１処理ラック３０８と第２処理ラック３０９の間の中央にあたる場所に位置決めされている。別の態様では、中央ロボット１０７が、中央モジュール３１０の第１中央処理ラック３１２と第２中央処理ラック３１４の間の中央にあたる場所に位置決めされている。
【００３９】
[00124]図２Ｇはクラスタツール１０のさらに別の実施形態の平面図である。この実施形態は図２Ｆに示した実施形態と類似しているが、ステッパ／スキャナ５に取り付けできる後部モジュール３１６が追加されている。この実施形態では、前端モジュール３０６は第１処理ラック３０８と第２処理ラック３０９を包含でき、中央モジュール３１０は第１中央処理ラック３１２と第２中央処理ラック３１４を包含でき、後部モジュール３１６は第１後部処理ラック３１８と第２後部処理ラック３１９を包含できる。前端ロボット１０８は、ポッドアセンブリ１０５内に搭載したカセット１０６、第１処理ラック３０８、第２処理ラック３０９、第１中央処理ラック３１２、第２中央処理ラック３１４、および／または中央ロボット１０７の間で基板を移送するように適合されている。中央ロボット１０７は、第１処理ラック３０８、第２処理ラック３０９、第１中央処理ラック３１２、第２中央処理ラック３１４、第１後部処理ラック３１８、第２後部処理ラック３１９、前端ロボット１０８および／または後部ロボット１０９の間で基板を移送するように適合されている。後部ロボット１０９は、第１中央処理ラック３１２、第２中央処理ラック３１４、第１後部処理ラック３１８、第２後部処理ラック３１９、中央ロボット１０７、および／またはステッパ／スキャナ５の間で基板を移送するように適合されている。一実施形態では、１つ以上の前端ロボット１０８、中央ロボット１０７、後部ロボット１０９は連結式ロボット（以下で説明する）である。一実施形態では、シャトルロボット１１０は、１つ以上の処理ラック（例えば第１処理ラック３０８、第１中央処理ラック３１２など）内に保持されている２つ以上の近接した処理チャンバ間で基板を移送するように適合されている。１つの態様では、後部ロボット１０９は、後部モジュール３１６の第１後部処理ラック３１８と第２後部処理ラック３１９の間の中央の場所に位置決めされている。
【００４０】
[00125]図２Ｆ、図２Ｇに図示した実施形態では、処理ラック間に形成された隙間が比較的開放的なスペースを形成して、メンテナンス作業員が実行不能となったクラスタツールコンポーネントにアクセスし易くなっているので有利である。図２Ｆ、図２Ｇに示すように、本発明の１つの態様では、この隙間の幅は処理ラック間のスペースと同程度であり、その高さは処理ラックと同程度である。システムの休止時間とシステム使用可能性は、所与のツールのＣｏＯを決定する上での重要なコンポーネントであるため、クラスタツールコンポーネントに容易に接触しこれを維持できる能力は、他の従来技術の構成と比べて有利である。
【００４１】
[00126]図２Ｈはクラスタツール１０のさらに別の実施形態の平面図である。この実施形態は図２Ｆに示した実施形態と類似しているが、前端ロボット１０８と中央ロボット１０７の基部をクラスタツールの長さ（それぞれ符号Ａ１、Ａ２）に沿って平行移動できるようにするスライドアセンブリ７１４（図１６Ｈ）が追加されている。この構成により、各ロボットの到達範囲が延び、「ロボットの重なり」が向上する。ロボットの重なりは、ロボットが別のモジュールの処理ラック内の処理チャンバにアクセスする能力である。図２Ｈはシングルのスライドアセンブリ７１４上の前端ロボット１０８と中央ロボット１０７を図示しているのに対し、別の実施形態では、本発明の範囲を変更することのない範囲内で、各ロボット（符号１０７、１０８）が自体のスライドアセンブリの上にあるか、あるいは、スライドアセンブリ上にロボットを１つだけ搭載し、別のロボットを床またはシステムフレームに搭載している。
【００４２】
[00127]図２Ｉはクラスタツール１０の別の実施形態の平面図である。この実施形態は図２Ｇに示した実施形態と類似しているが、さらに、前端ロボット１０８の基部と、中央ロボット１０７および後部ロボット１０９の基部とが、クラスタツール１０の長さ（それぞれ符号Ａ１、Ａ２、Ａ３）に沿って平行移動できるようにする２本のスライドアセンブリ７１４Ａ、７１４Ｂ（図１６Ｈで説明する）を用いている。図２Ｉは、１本のスライドアセンブリ７１４Ａ上の前端ロボット１０８と、シングルのスライドアセンブリ７１４Ｂ上の中央ロボット１０７および後部ロボット１０９を図示しており、別の実施形態では、本発明の精神を変更することのない範囲内で、１つ以上のロボット（符号１０７、１０８、１０９）をそのスライドアセンブリ（図示せず）上または共有のスライドアセンブリ上に載せたり、３つ全てのロボットをシングルのスライドアセンブリ（図示せず）上に載せることができる。
【００４３】
フォトリソグラフィ処理シーケンス
[00128]図３Ａは、基板の表面上に形成されたフォトレジスト材料層を堆積、露光、現像するために使用できる一連の方法ステップ５０１の一実施形態を図示している。リソグラフィック処理は一般的に以下を包含する。ポッドから基板を除去するステップ５０８Ａ、ＢＡＲＣコートステップ５１０、ＢＡＲＣ後ベークステップ５１２、ＢＡＲＣ後冷蔵ステップ５１４、フォトレジストコートステップ５２０、フォトレジストコート後ベークステップ５２２、フォトレジスト冷蔵後のステップ５２４、光学エッジビード除去（ＯＥＢＲ）ステップ５３６、露光ステップ５３８、露光後ベーク（ＰＥＢ）ステップ５４０、ＰＥＢ後冷蔵ステップ５４２、現像ステップ５５０、ポッド内への設置ステップ５０８Ｂ。別の実施形態では、本発明の基本範囲を変更しない範囲内で、一連の方法ステップ５０１を再配列および修正でき、１つ以上のステップを除去し、あるいは２つ以上のステップを組み合わせて１つのステップにすることができる。
【００４４】
[00129]ポッドから基板を除去するステップ５０８Ａは、一般的に、前端ロボット１０８に、ポッドアセンブリ１１０５の１つで静止しているカセット１０６から基板を除去させる処理として定義される。カセット１０６は、１枚以上の基板「Ｗ」を包含しており、さらに、基板処理シーケンスによってクラスタツール１０内で基板を処理できるようにするために、ユーザまたは何らかの外部装置（図示せず）によってポッドアセンブリ１０５上に設置されている。基板処理シーケンスはユーザによって定義され、システムコントローラ１０１内に保持されているソフトウェアによって制御される。
【００４５】
[00130]ＢＡＲＣコートステップ５１０、または底部反射防止コーティング処理（これ以降ＢＡＲＣとする）は、基板の表面の上に有機材料を堆積させるために使用されるステップである。典型的に、ＢＡＲＣ層は、フォトレジスト層が光を吸収する前に基板上に塗布された有機コートであり、この有機コートのために、ステッパ／スキャナ５内で実行される露光ステップ５３８の最中に基板の表面で光が反射され、フォトレジスト内に戻ることができる。これらの反射を防止しなかった場合、フォトレジスト層内で光学定在波が確立され、これにより、フォトレジストの局所の厚さに従って、回路上の或る場所と別の場所で特徴部のサイズ（１つ以上）が異なるという結果が生じる。また、複数の電子装置製作ステップの完了後には常に表面トポグラフィのばらつきが現れるため、ＢＡＲＣ層を使用して、基板の表面のトポロジーをならす（または平坦化する）こともできる。ＢＡＲＣ材料が特徴部の周囲および上を充填することで、フォトレジストをより平坦に塗布できるようになり、局所的にフォトレジストの厚さにばらつきが生じることを防止できる。典型的に、ＢＡＲＣコートステップ５１０は、従来のスピンオンフォトレジスト分配処理を使用して実行される。この従来の処理は、一定量のＢＡＲＣ材料を回転中の基板の表面上に堆積することで、ＢＡＲＣ材料中の溶液を気化させ、これにより堆積されたＢＡＲＣ材料の材料特性を変化させるというものである。多くの場合、ＢＡＲＣ処理チャンバ内における空気流と排気流の速度を制御することで、溶液気化処理と、基板の表面上に形成された層の特性とを制御する。
【００４６】
[00131]ＢＡＲＣ後ベークステップ５１２は、ＢＡＲＣコートステップ５１０にて堆積させたＢＡＲＣ層から全ての溶液を確かに除去するために使用され、場合によっては、ＢＡＲＣ層の基板の表面への接着を促進するためにも使用される。ＢＡＲＣ後ベークステップ５１２の温度は、基板の表面上に堆積させたＢＡＲＣ材料のタイプによって異なるが、一般的には約２５０℃未満である。ＢＡＲＣ後ベークステップ５１２の完了に要する時間は、ＢＡＲＣ後ベークステップの最中における基板の温度によって異なるが、一般的には約６０秒未満である。
【００４７】
[00132]ＢＡＲＣ後冷蔵ステップ５１４は、全ての基板を同一の時間／温度プロフィールと一致させるために、基板が周囲温度よりも高い温度に保たれる時間を制御するべく使用されるステップであり、これによって処理のばらつきを最小化することができる。基板のウェーハ履歴の要素であるＢＡＲＣ処理時間／温度プロフィールのばらつきが堆積させた膜層の特性に影響を及ぼす可能性があるため、多くの場合、このプロフィールを制御することで処理のばらつきを最小化する。ＢＡＲＣ後冷蔵ステップ５１４は、典型的に、ＢＡＲＣ後ベークステップ５１２の後に基板を周囲温度またはこれに近い温度にまで冷却するために使用される。ＢＡＲＣ後冷蔵ステップ５１４完了までに要する時間は、ＢＡＲＣ後ベークステップを出る基板の温度によって異なるが、一般的には約３０秒未満である。
【００４８】
[00133]フォトレジストコートステップ５２０は、基板の表面の上にフォトレジスト層を堆積させるために使用するステップである。このフォトレジストコートステップ５２０の最中に堆積されるフォトレジスト層は、典型的に感光性有機コートである。このフォトレジスト層は、基板上に塗布され、後にステッパ／スキャナ５内部で露光されて、基板の表面上にパターン特徴部を形成する。フォトレジストコートステップ５２０は、典型的に従来のスピンオンフォトレジスト分配処理を使用して実行される。この従来の処理は、一定量のフォトレジスト材料を、基板を回転させながら、基板の表面上に堆積させ、これによりフォトレジスト材料中の溶液を気化させることで、堆積したフォトレジスト層の材料特性を変化させるものである。フォトレジスト処理チャンバ内における空気流と排気流の速度を制御して、溶液気化処理と、基板の表面上に形成された層の特性との制御を行う。場合によっては、排気流速度を制御し、および／または基板の表面付近に溶液を注入することにより、基板の表面の上の溶液の圧力を部分的に制御し、フォトレジストコートステップ中におけるフォトレジストからの溶液の気化を制御する必要がある。図５Ａを参照すると、フォトレジストコートステップ５２０を完了するには、まず基板をコータチャンバ６０Ａ内のスピンチャック１０３３上に位置決めする。モータがスピンチャック１０３３と基板を回転させる一方で、基板の中央上にフォトレジストが分配される。回転によって角度トルクがフォトレジスト上で分散され、これによりフォトレジストが半径方向に押し出されて、最終的に基板を完全に被覆する。
【００４９】
[00134]フォトレジストコート後ベークステップ５２２は、フォトレジストコートステップ５２０中に堆積させたフォトレジスト層から溶液の全て、あるいはその多くを確かに除去するため、またいくつかの場合ではフォトレジスト層のＢＡＲＣ層への接着を促進するために使用されるステップである。フォトレジストコート後ベークステップ５２２の温度は、基板の表面上に堆積させるフォトレジスト材料のタイプによって異なるが、一般的には約２５０℃未満である。フォトレジストコート後ベークステップ５２２の完了に要する時間は、フォトレジストベーク後のステップの最中における基板の温度によって異なるが、一般的には約６０秒未満である。
【００５０】
[00135]フォトレジスト冷蔵後のステップ５２４は、全ての基板を同一の時間／温度プロフィールと一致させるべく、基板が周囲温度よりも高い温度にある時間を制御するために使用されるステップであり、これによって処理のばらつきが最小化される。時間／温度プロフィールのばらつきは、堆積した膜層の特性に影響を及ぼす可能性があるため、処理のばらつきを最小化するために制御されることが多い。そのため、フォトレジストコート後ベークステップ５２２が終了してから、フォトレジスト冷蔵後のステップ５２４の温度を使用して、基板を周囲温度またはこれに近い温度にまで冷却する。フォトレジスト冷蔵後のステップ５２４の完了に要する時間は、フォトレジストベーク後のステップから出る基板の温度によって異なるが、一般的には約３０秒未満である。
【００５１】
[00136]光学エッジビード除去（ＯＥＢＲ）ステップ５３６は、堆積させた感光フォトレジスト層（１つ以上）、例えばフォトレジストコートステップ５２０の最中に形成された層やＢＡＲＣコートステップ５１０の最中に形成されたＢＡＲＣ層を放射線源（図示せず）で露光することで、これらの層の一方または両方を基板の縁から除去できるようにする、また、堆積した層のエッジ除外領域をより均等に制御できるようにするために使用される処理である。基板の表面の露光に使用する放射線の波長と強度は、ＢＡＲＣのタイプと、基板の表面上に堆積させるフォトレジスト層によって異なる。例えば、ＵＳＨＩＯ  Ａｍｅｒｉｃａ．，  Ｉｎｃ．（カリフォルニア州サイプレス市）からＯＥＢＲツールを購入することができる。
【００５２】
[00137]露光ステップ５３８は、集積回路（ＩＣ）の製造に使用するパターンを形成する目的で、リソグラフィック投射装置（例えばステッパスキャナ５）によって適用されるリソグラフィック投射ステップである。露光ステップ５３８は、フォトレジストコートステップ５２０中に形成されたフォトレジスト層や、ＢＡＲＣコートステップ５１０（フォトレジスト）中に形成されたＢＡＲＣ層のような感光材料を何らかの電磁放射線で露光することで、基板の表面上に集積回路（ＩＣ）装置の各層に関連した回路パターンを形成する。ステッパ／スキャナ５はＣａｎｎｏｎ、Ｎｉｋｏｎ、ＡＳＭＬ社より購入できる。
【００５３】
[00138]露光後ベーク（ＰＥＢ）ステップ５４０は、光活性化合物（１つ以上）の拡散をシミュレーションし、フォトレジスト層における定在波の影響を低減すべく、露光ステップ５３８の直後に基板を加熱する目的で使用するステップである。化学増感したフォトレジストの場合には、ＰＥＢステップがさらに触媒作用による化学反応を生じさせ、これによりフォトレジストの可溶性が変化する。ＰＥＢ中における温度制御は微小寸法（ＣＤ）制御にとって非常に重要である。ＰＥＢステップ５４０の温度は、基板の表面上に堆積させるフォトレジスト材料のタイプによって異なるが、一般的には約２５０℃未満である。ＰＥＢステップ５４０完了までに要する時間は、ＰＥＢステップ中における基板の温度によって異なるが、一般的には約６０秒未満である。
【００５４】
[00139]露光ベーク後（ＰＥＢ）冷蔵ステップ５４２は、全ての基板を同一の時間／温度プロフィールと一致させるべく、基板が周囲温度よりも高い温度にある時間を確かに制御するために使用されるステップであり、これによって処理のばらつきが最小化される。ＰＥＢ処理時間／温度プロフィールのばらつきは堆積させた膜層の特性に影響する可能性があるため、多くの場合これを制御することで処理のばらつきを最小化させる。したがって、ＰＥＢ後冷蔵ステップ５４２の温度は、ＰＥＢステップ５４０後に基板を周囲温度またはこれに近い温度にまで冷却する目的で使用される。ＰＥＢ後冷蔵ステップ５４２の完了に要する時間はＰＥＢステップを出る基板の温度によって異なるが、一般的に約３０秒未満である。
【００５５】
[00140]現像ステップ５５０では、溶液を使用して、露光した、あるいはしていないフォトレジスト層およびＢＡＲＣ層に化学的または物理的変化を生じさせることで、露光ステップ５３８中に形成されたパターンを露出させる。現像処理は、デベロッパ溶液の分配に使用される噴霧、液浸、パドルタイプの処理であってもよい。現像ステップ５５０の一実施形態では、溶液を基板の表面上に分配した後にリンスステップを実行して基板の表面から溶液材料をリンスすることができる。基板の表面上に分配するリンス溶液は脱イオン水および／または表面活性剤を包含していてもよい。
【００５６】
[00141]ポッドステップ５０８Ｂにおける基板の挿入は、一般的に、前端ロボット１０８に、ポッドアセンブリ１０５の１つの内部で静止しているカセット１０６へ基板を戻させる処理として定義される。
【００５７】
[00142]図３Ｂは、基板の表面に対してトラックリソグラフ処理を実行するために使用される一連の方法ステップ５０２を含む別の実施形態を図示している。方法ステップ５０２におけるリソグラフィック処理は、図３Ａで見られる全てのステップを包含しているが、但し、ＢＡＲＣコートステップ５１０とＢＡＲＣ後ベークステップ５１２を、ヘキサメチルジシラザン（以降「ＨＭＤＳ」とする）処理ステップ５１１とＨＭＤＳ後冷蔵ステップ５１３に替えている。別の実施形態では、本発明の基本範囲を変更しない範囲内で、一連の方法ステップ５０２を再配列、修正したり、１つ以上のステップを除去したり、あるいは２つ以上のステップを組み合わせて１つのステップにすることが可能である。
【００５８】
[00143]ＨＭＤＳ処理ステップ５１１は、一般的に、基板を約１２５度よりも高い温度にまで加熱することで、基板を短時間（例えば１２０秒未満）の間、一定量のＨＭＤＳ蒸気を包含する処理ガスに晒して基板の表面の準備および乾燥を行うことにより、後に処理シーケンスにおいて堆積させるフォトレジスト層の接着性を促進させるステップを包含する。ＨＭＤＳ蒸気の使用を、先に、ＨＭＤＳ処理ステップ５１１と共に使用される化学物質として詳細に説明したが、ＨＭＤＳ処理ステップ５１１は、より一般的にはこれと類似の、フォトレジスト層の接着性の促進のために基板の表面の準備および乾燥を行うために利用される処理の等級を説明するものである。したがって、本願明細書中での用語「ＨＭＤＳ」の使用は、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。いくつかの場合において、ＨＭＤＳステップは「蒸気プライム」ステップと呼ばれる。
【００５９】
[00144]ＨＭＤＳ後冷蔵ステップ５１３では、フォトレジスト処理ステップに入る全ての基板の初期処理温度を同一にするように基板の温度を制御する。フォトレジストコートステップ５２０に入る基板の温度のばらつきは、堆積した膜層の特性に大きく影響する可能性があるため、これを制御することで処理のばらつきを最小化する場合が多い。そのため、ＨＭＤＳ後冷蔵ステップ５１３の温度を使用して、ＨＭＤＳ処理ステップ５１１後に基板を周囲温度またはこの付近の温度にまで冷却する。ＨＭＤＳ後冷蔵ステップ５１３の完了に要する時間は、ＨＭＤＳ処理ステップ５１１から出る基板の温度によって異なるが一般的には約３０秒未満である。
【００６０】
[00145]図３Ｃは、基板にトラックリソグラフィック処理を実施する処理シーケンス、または方法ステップ５０３の別の実施形態を図示している。このリソグラフィック処理は、一般的に以下のステップを包含している：ポッド５０８Ａからの除去ステップ、ＢＡＲＣ前冷蔵ステップ５０９、ＢＡＲＣコートステップ５１０、ＢＡＲＣ後ベークステップ５１２、ＢＡＲＣ後冷蔵ステップ５１４、フォトレジストコートステップ５２０、フォトレジストコート後ベークステップ５２２、フォトレジスト冷蔵後のステップ５２４、反射防止トップコートステップ５３０、トップコート後ベークステップ５３２、トップコート後冷蔵ステップ５３４、光学エッジビード除去（ＯＥＢＲ）ステップ５３６、露光ステップ５３８、露光後ベーク（ＰＥＢ）ステップ５４０、ＰＥＢ後冷蔵ステップ５４２、現像ステップ５５０、ＳＡＦＩＥＲ（商標）（解像度拡張用収縮補助膜）コートステップ５５１、現像後ベークステップ５５２、現像後冷蔵ステップ５５４、ポッド内への設置ステップ５０８Ｂを包含していてもよい。方法ステップ５０３におけるリソグラフィック処理は、図３Ａに見られる全てのステップに加えて、反射防止トップコートステップ５３０、トップコート後ベークステップ５３２、トップコート後冷蔵ステップ５３４、現像後ゲーキングステップ５５２、現像後冷蔵ステップ５５４、ＳＡＦＩＥＲ（商標）コートステップ５５１を包含する。別の実施形態では、本発明の基本範囲を変更しない範囲内で、方法ステップ５０３のシーケンスを再配列、修正したり、１つ以上のステップを除去したり、２つ以上のステップを組み合わせて１つのステップにすることができる。
【００６１】
[00146]ＢＡＲＣ前冷蔵ステップ５０９は、基板の温度を、ＢＡＲＣ処理ステップに入る全ての基板の初期処理温度が同一となるように制御する。ＢＡＲＣコートステップ５１０に入る全ての基板の温度のばらつきは、堆積した膜層の特性に大きく影響する可能性があるため、処理のばらつきを最小化する目的で制御されることが多い。したがって、ＢＡＲＣ前のステップ５０９の温度を使用して、ＰＯＤから移送された基板を周囲温度またはこれに近い温度にまで冷却または温熱する。ＢＡＲＣ前冷蔵ステップ５０９の完了に要する時間は、カセット１０６内の基板の温度によって異なるが、一般的には約３０秒未満である。
【００６２】
[00147]反射防止トップコートステップ５３０またはトップ反射防止コート処理（以降「ＴＡＲＣ」）は、フォトレジストコートステップ５２０中に堆積させたフォトレジスト層の上に有機材料を堆積させるために使用されるステップである。ＴＡＲＣ層は、典型的に光を吸収するために使用させ、そうでない場合、ＴＡＲＣ層を使用しなかった場合、ステッパ／スキャナ５内で実行される露光ステップ５３８の最中に、光が基板の表面で反射されフォトレジスト内に戻ってしまう。この反射を防止しないと、フォトレジスト層内で光学低定在波が確立されてしまい、これにより、フォトレジストの局所の厚さに従って、回路上の或る場所と別の場所で特徴部のサイズ（１つ以上）が異なるという結果が生じる。ＴＡＲＣ層はまた、装置基板上に常に現れる基板の表面トポグラフィをならす（または平坦化する）ためにも使用できる。反射防止トップコートステップ５３０は、典型的に、従来のスピンオンフォトレジスト分配処理を使用して実行される。この処理では、基板を回転させながら基板の表面上に一定量のＴＡＲＣ材料を堆積することでＴＡＲＣ材料中の溶液を気化させて、ＴＡＲＣ層を高密度化する。コータチャンバ６０Ａ内の空気流と排気流の速度は、溶液気化処理と、基板の表面上に形成された層の特性とを制御するために制御される。
【００６３】
[00148]トップコート後ベークステップ５３２は、反射防止トップコートステップ５３０で堆積させたＴＡＲＣ層から全ての溶液を確かに除去するために使用するステップである。トップコート後ベークステップ５３２の温度は、基板の表面上に堆積したＴＡＲＣ材料のタイプによって異なるが、一般的には約２５０度未満である。トップコート後ベークステップ５３２の完了に要する時間は、トップコート後ベークステップ中に実行される処理の温度によって異なるが、一般的には約６０秒未満である。
【００６４】
[00149]トップコート後冷蔵ステップ５３４は、基板が周囲温度よりも高い温度にある時間を、全ての基板の時間／温度プロフィールが一致して、処理のばらつきが最小化される形に制御するために使用されるステップである。基板ウェーハ履歴のコンポーネントであるＴＡＲＣ処理時間／温度プロフィールのばらつきは、堆積させた膜層の特性に影響を及ぼす可能性があるため、処理のばらつきを最小化するように制御されてることが多い。典型的に、トップコート後冷蔵ステップ５３４は、トップコート後ベークステップ５３２を周囲温度またはこれに近い温度にまで冷却するために使用される。トップコート後冷蔵テップ５３４の完了に要する時間は、トップコート後ベークステップ５３２から出る基板の温度によって異なるが、一般的には約３０秒未満である。
【００６５】
[00150]現像後ベークステップ５５２は、現像ステップ５５０後に残ったフォトレジスト層から全てのデベロッパ溶液を確かに除去するために使用されるステップである。現像後ベークステップ５５２の温度は、基板の表面上に堆積させるフォトレジスト材料のタイプによって異なるが、一般的には約２５０℃未満である。現像後ベークステップ５５２の完了に要する時間は、フォトレジストベーク後のステップの最中における基板の温度によって異なるが、一般的には約６０秒未満である。
【００６６】
[00151]現像後冷蔵ステップ５５４は、基板が周囲温度よりも高い温度にある時間を、全ての基板の時間／温度プロフィールを一致させることで処理のばらつきを最小化するように確かに制御するために使用されるステップである。現像処理時間／温度プロフィールのばらつきは、堆積させた膜層の特性に影響を及ぼす可能性があるため、制御によって処理のばらつきの最小化を図る場合が多い。そのため、現像後冷蔵ステップ５５４の温度を使用して、現像後ベークステップ５５２の後に基板を周囲温度またはこれに近い温度にまで冷却する。現像後冷蔵ステップ５５４の完了に要する時間は、現像後ベークステップ５５２を出る基板の温度によって異なるが、一般的には約３０秒未満である。
【００６７】
[00152]ＳＡＦＩＥＲ(商標)（解像度拡張用収縮補助膜）コートステップ５５１は、現像ステップ５５０後に残留したフォトレジスト層の上に材料を堆積させて、現像後ベークステップ５５２にてこれをベークする処理である。典型的に、ＳＡＦＩＥＲ（商標）処理は、プロフィールの劣化を非常に低く抑え、さらにラインエッジラフネス（ＬＥＲ）を改善しながら、ＩＣトレンチパターン、ビア、コンタクト孔の物理的収縮を生じさせるために使用される。ＳＡＦＩＥＲ（商標）コートステップ５５１は、典型的に、回転している基板の表面上に一定量のＳＡＦＩＥＲ（商標）材料を分配する従来のスピンオンフォトレジスト分配処理を使用して実行される。
【００６８】
処理ラック
[00153]図４Ａ〜図４Ｊは、前端処理ラック５２、第１中央処理ラック１５２、第２中央処理ラック１５４、後部処理ラック２０２、第１後部処理ラック３０２、第２後部処理ラック３０４、第１処理ラック３０８、第２処理ラック３０９、第１中央処理ラック３１２、第２中央処理ラック３１４、第１後部処理ラック３１８、第２後部処理ラック３１９の一実施形態の側面図を図示する。これらの処理ラックは、基板処理シーケンスの様々な態様を実行する複数の基板処理チャンバを包含している。一般に、図４Ａ〜図４Ｊに図示した処理ラックは、１つ以上のコータチャンバ６０Ａ、１つ以上のデベロッパチャンバ６０Ｂ、１つ以上の冷蔵チャンバ８０、１つ以上のベークチャンバ９０、１つ以上のＰＥＢチャンバ１３０、１つ以上の支持チャンバ６５、１つ以上のＯＥＢＲチャンバ６２、１つ以上のツインコータ／デベロッパチャンバ３５０、１つ以上のベーク／冷蔵チャンバ８００、および／または１つ以上のＨＭＤＳチャンバ７０のような１つ以上の処理チャンバを包含しており、これらの処理チャンバについては以降でさらに説明する。図４Ａ〜図４Ｊに示す処理チャンバの方位付け、タイプ、位置決め、個数は本発明の範囲の制限ではなく、本発明の様々な実施形態を図示することを意図したものである。一実施形態では、図４Ａ〜図４Ｊに示すように、処理チャンバを垂直に積重するか、あるいは１つのチャンバを別のチャンバのほぼ上に位置決めすることでクラスタツール１０のフットプリントを低減している。別の実施形態では、チャンバを鉛直に積み重ねることによって、処理チャンバが１つのチャンバが別のチャンバの上に部分的に乗った形で水平方向互い違いのパターンに位置決めされるため、物理サイズの異なる１つ以上のチャンバを使用する場合に、処理ラックのスペースをより効率的に使用できるようになる。さらに別の実施形態では、処理チャンバは、処理チャンバの基部が同じ平面を共用しない形で、垂直方向で互い違いに、および／または、処理チャンバの１側部が別の処理チャンバと同じ面を共用しない形で、水平方向で互い違いに配置されている。クラスタツールを設置するクリーンルームスペースは多くの場合限られており、ツールの建設とメンテナンスに非常に高額の経費がかかるため、クラスタツールフットプリントの最小化はクラスタツールの開発において重要な要因である。
【００６９】
[00154]図４Ａは、中央ロボット１０７と対面し、ポッドアセンブリ１０５の前に位置している前端処理ラック５２をクラスタツール１０の外から見た側面図を図示している。したがって、同図は図１Ａ〜図１Ｂおよび図２Ａ〜図２Ｃに示した図と一致する。図４Ａに示す一実施形態では、前端処理ラック５２は４個のコータ／デベロッパチャンバ６０（ラベルＣＤ１〜ＣＤ４）と、１２個の冷蔵チャンバ８０（ラベルＣ１〜Ｃ１２）と、６個のベークチャンバ９０（ラベルＢ１〜Ｂ６）、および／または６個のＨＭＤＳ処理チャンバ７０（ラベルＰ１〜Ｐ６）を包含している。
【００７０】
[00155]図４Ｂは、中央ロボット１０７と対面している第１中央処理ラック１５２をクラスタツール１０の外から見た側面図を図示している。したがって、同図は図１Ａ〜図１Ｂおよび図２Ａ〜図２Ｃに示した図と一致する。図４Ｂに示す一実施形態では、第１中央処理ラック１５２は１２個の冷蔵チャンバ８０（ラベルＣ１〜Ｃ１２）と、２４個のベークチャンバ９０（ラベルＢ１〜Ｂ２４）とを包含している。
【００７１】
[00156]図４Ｃは、中央ロボット１０７と対面している第２中央処理ラック１５４をクラスタツール１０の外から見た側面図を図示している。したがって、同図は図１Ａ〜図１Ｂおよび図２Ａ〜図２Ｃに示した図と一致する。図４Ｃに示す一実施形態では、第２中央処理ラック１５４は４個のコータ／デベロッパチャンバ６０（ラベルＣＤ１〜ＣＤ４）、4個の支持チャンバ６５（ラベルＳ１〜Ｓ４）を包含する。一実施形態では、４個の支持チャンバ６５を４個のコータ／デベロッパチャンバ６０で代用している。
【００７２】
[00157]図４Ｄは、中央ロボット１０７と対面した後部処理ラック２０２をクラスタツール１０の外から見た側面図を図示している。したがって、同図は図１Ａ〜図１Ｂ、図２Ｂに示した図と一致する。図４Ｄに示す一実施形態では、後部処理ラック２０２は４個のコータ／デベロッパチャンバ６０（ラベルＣＤ１〜４）、８個の冷蔵チャンバ８０（ラベルＣ１〜８）、２個のベークチャンバ９０（ラベルＢ１〜２４）、４個のＯＥＢＲチャンバ６２（ラベルＯＥＢＲ１〜４）、６個のＰＥＢチャンバ１３０（ラベルＰＥＢ１〜４）を包含している。
【００７３】
[00158]図４Ｅは、後部ロボット１０９と対面している第１後部処理ラック３０２をクラスタツール１０の外から見た側面図を図示している。したがって、同図は図２Ｃに示した図と一致する。図４Ｅに示す一実施形態では、第１後部処理ラック３０２は、４個のコータ／デベロッパチャンバ６０（ラベルＣＤ１〜４）、８個の冷蔵チャンバ８０（ラベルＣ１〜８）、２個のベークチャンバ９０（ラベルＢ１〜２４）、４個のＯＥＢＲチャンバ６２（ラベルＯＥＢＲ１〜４）、６個のＰＥＢチャンバ１３０（ＰＥＢ１〜６）を包含している。
【００７４】
[00159]図４Ｆは、後部ロボット１０９と対面している第２後部処理ラック３０４をクラスタツール１０の外から見た側面図を図示している。したがって、同図は図２Ｃに示す図と一致する。図４Ｆに示す一実施形態では、第２後部処理ラック３０４は４個のコータ／デベロッパチャンバ６０（ラベルＣＤ１〜４）、４個の支持チャンバ６５（ラベルＳ１〜４）を包含している。一実施形態では、４個の支持チャンバ６５を４個のコータ／デベロッパチャンバ６０で代用している。
【００７５】
[00160]図４Ｇは、前端ロボット１０８と対面している第１処理ラック３０８をクラスタツール１０の外から見た側面図を図示している。したがって、同図は図２Ｆ〜図２Ｇに示した図と一致する。図４Ｇに示す一実施形態では、第１処理ラック３０８は、図１８に関連して以下で説明する１２個のベーク／冷蔵チャンバ８００（ラベルＢＣ１〜１２）を包含している。
【００７６】
[00161]図４Ｈは、前端ロボット１０８と対面している第２処理ラック３０９をクラスタツール１０の外から見た側面図を図示する。したがって、同図は図２Ｆ〜図２Ｇに示した図と一致する。図４Ｈに示す一実施形態では、第２処理ラック３０９は４個のコータ／デベロッパチャンバ６０（ラベルＣＤ１〜４）、４個の支持チャンバ６５（ラベルＳ１〜４）を包含している。一実施形態では、４個の支持チャンバ６５を４個のコータ／デベロッパチャンバ６０で代用している。
【００７７】
[00162]図４Ｉは、中央ロボット１０７または後部ロボット１０９と対面している第１中央処理ラック３１２または第１後部処理ラック３１８をクラスタツール１０の外から見た側面図を図示している。したがって、同図は図２Ｆ〜図２Ｇに示す図と一致する。図４Ｉに示す実施形態では、第１中央処理ラック３１２または第１後部処理ラック３１８は、８個の冷蔵チャンバ８０（ラベルＣ１〜８）、１４個のベークチャンバ９０（ラベルＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７その他）、４個のＯＥＢＲチャンバ６２（ラベルＯＥＢＲ１〜４）、６個のＰＥＢチャンバ１３０（ラベルＰＥＢ１〜６）を包含している。別の実施形態では、第１中央処理ラック３１２または第１後部処理ラック３１８を、図４Ｇに図示した、１２個の冷蔵チャンバ８０と２４個のベークチャンバ９０を包含する構成と同様に配列することができる。
【００７８】
[00163]図４Ｊは、中央ロボット１０７（または後部ロボット１０９）と対面している第２中央処理ラック３１４または第２後部処理ラック３１９をクラスタツール１０の外から見た側面図を図示している。したがって、同図は図２Ｆ〜図２Ｇに示した図と一致する。図４Ｊに示す一実施形態では、第２中央処理ラック３１４または第２後部処理ラック３１９は４個のツインコータ／デベロッパチャンバ３５０を包含しており、このツインコータ／デベロッパチャンバ３５０は、コータチャンバ６０Ａ、デベロッパチャンバ６０Ｂ、またはこれらの組み合わせとして構成できる４対の処理チャンバ３７０を包含している。
【００７９】
[00164]図４Ｋは、前端ロボット１０８と対面している第１処理ラック３２２をクラスタツール１０の外から見た側面図を図示している。したがって、同図は図２Ｅに示す図と一致する。図４Ｋに示した一実施形態では、第１処理ラック３２２は１２個のベーク／冷蔵チャンバ８００（ラベルＢＣ１〜１２）を包含している。これについては以降で図１８Ａ〜図１８Ｂに関連して説明する。
【００８０】
コータ／デベロッパチャンバ
[00165]コータ／デベロッパチャンバ６０は、例えば図３Ａ〜図３Ｃに示すＢＡＲＣコートステップ５１０、フォトレジストコートステップ５２０、反射防止トップコートステプ５３０、現像ステップ５５０、および／またはＳＡＦＩＥＲ（商標）コートステップ５５１を実行するように適合できる処理チャンバである。一般的に、コータ／デベロッパチャンバ６０は２つの主要タイプのチャンバ、即ち図５Ａに示すコータチャンバ６０Ａと、図５Ｄに示すデベロッパチャンバ６０Ｂ（以降で説明する）に構成することができる。
【００８１】
[00166]図５Ａは、ＢＡＲＣコートステップ５１０、フォトレジストコートステップおよび反射防止トップコートステップ５３０を実行するように適合できる、コータチャンバ６０Ａの一実施形態の垂直断面図である。コータチャンバ６０Ａはエンクロージャ１００１、ガス流分布システム１０４０、コータカップアセンブリ１００３、流体分配システム１０２５を包含していてもよい。エンクロージャ１００１は、一般的に、側壁１００１Ａ、基部壁１００１Ｂ、頂部壁１００１Ｃを包含する。基板「Ｗ」を処理する処理領域１００４を包含するコータカップアセンブリ１００３は、カップ１００５、回転可能なスピンチャック１０３４、リフトアセンブリ１０３０をさらに包含している。回転可能なスピンチャック１０３４は、一般的に、スピンチャック１０３３、シャフト１０３２、回転モータ１０３１、真空源１０１５を包含している。スピンチャック１０３３はシャフト１０３２によって回転モータ１０３１に取り付けられており、回転中の基板を持着するように適合された封止面１０３３Ａを包含している。基板は、真空源１０１５で生成された真空の使用によって封止面１０３３Ａに持着される。カップ１００５は、プラスチック材料（例えばＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ポリプロピレン、ＰＶＤＦその他）、セラミック材料、プラスチック材料でコートした金属（例えばＰＶＤＦ、Ｈａｌａｒ等のいずれかでコートしたアルミニウムまたはＳＳＴ）、または、流体分配システム１０２５から送出された処理流体と融和性を有するこれ以外の材料で製造されている。一実施形態では、回転モータ１０３１は、３００ｍｍの基板を約１〜４０００毎分回転数（ＲＰＭ）で回転させるように適合されている。
【００８２】
[00167]一般的にリフトアセンブリ１０３０は、空気シリンダまたはサーボモータのようなアクチュエータ（図示せず）と、回転可能なスピンチャック１０３４を所望の位置へ昇降させるべく適合されたリニアボールベアリングスライドのような案内部（図示せず）を包含している。そのため、リフトアセンブリ１０３０は、処理中に基板をカップ１００５内の回転可能なスピンチャック１０３４上に搭載された位置決めし、また、外部ロボット（例えば、図示にはない前端ロボット１０８、中央ロボット１０７、ロボット１０９など）による交換を可能にするべく、基板をカップ１００５Ａの頂部よりも上にリフトさせるように適合されている。外部ロボットに取り付けられたロボットのブレード６１１が、側壁１００１Ａ内に形成されたアクセスポート１００２を介してエンクロージャ１００１に取り付けられている。
【００８３】
[00168]ガス流分布システム１０４０が、エンクロージャ１００１とコータカップアセンブリ１００３を通り排出システム１０１２まで均等なガス流を送出できるように適合されている。一実施形態では、ガス流分布システム１０４０は、一般的にＨＥＰＡフィルタ１０４１とフィルタエンクロージャ１０４４を包含しているＨＥＰＡフィルタアセンブリである。ＨＥＰＡフィルタ１０４１とフィルタエンクロージャ１０４４はプレナム１０４２を形成している。このプレナム１０４２は、ガス源１０４３から流入し、ＨＥＰＡフィルタ１０４１、エンクロージャ１００１、およびコータカップアセンブリ１００３を通るガス流を均等にすることができる。一実施形態では、ガス源１０４３は、ガス（例えば空気）を所望の温度および湿度にて処理領域１００４へ送出するように適合されている。
【００８４】
[00169]流体分配システム１０２５は、一般的に、１つ以上の溶液をスピンチャック１０３３上に搭載した基板の表面へ送出する１つ以上の流体源アセンブリ１０２３を包含している。図５Ａは、放出ノズル１０２４、供給管１０２６、ポンプ１０２２、フィルタ１０２１、吸引戻し弁１０２０、流体源１０１９を包含する単一の流体源アセンブリ１０２３を図示する。支持アームアクチュエータ１０２８は、放出ノズル１０２４と分配アーム１２７を所望の位置へ移動させるように適合されている。これにより、放出ノズル１０２４から基板上の所望の位置へ処理流体を分配することができる。ポンプ１０２２を使用して処理流体は放出ノズル１０２４へ送出することができる。ポンプ１０２２は、流体源１０１９から処理流体を除去し、この処理流体をフィルタ１０２１、吸引戻し弁１０２０、放出ノズル１０２４を介して基板の表面上へ放出する。放出ノズル１０２４から放出された処理溶液を、スピンチャック１０３３によって回転されている基板「Ｗ」の上へ分配することができる。吸引戻り弁１０２０は、基板上に望ましくない材料が滴下することを防止するために、基板上に所望の量の処理流体が分配された後に、放出ノズル１０２４から一定量の溶液を引き戻すように適合されている。分配された処理溶液は基板を回転させることで基板のエッジ部から飛び散り、カップ１００５の内壁によって収集され、排液管１０１１へ送出されて、最終的には廃物収集システム１０１０へ送出される。
【００８５】
フォトレジスト厚さ制御チャンバ
[00170]図５Ｂは、例えばＢＡＲＣコートステップ５１０、フォトレジストコートステップ、反射防止トップコートステップ５３０を実行するように適合できるコータチャンバ６０Ａの別の実施形態の側面図である。図５Ｂに示す実施形態は、基板の表面上に堆積した材料の表面からの溶液の気化を制御して厚さ均等処理の結果を改善するための、堆積ステップの１つ以上の段階中に、基板周囲にエンクロージャを形成するように適合することができる。伝統的に、典型的なスピンオンタイプのコーティング処理における厚さ均等性制御は、最後に堆積させる層の均等性の気化を制御するための、基板回転速度と排出流量の制御に依存する。厚さ均等性の制御は、処理ステップ中に基板の表面を横断する空気流によって異なる。処理中の回転速度は、普通、基板の表面を横切る空力のばらつき（例えば、層流から乱流への遷移）の可能性が増加するに従ってコータチャンバ６０Ａ内で処理された基板の直径が増加することで低下される。空力のばらつきは、基板の表面と相互作用した空気に速力が与えられたことで生じた「ポンピング効果」による基板半径の関数としての風速のばらつきが原因で発生すると考えられている。薄いフォトレジスト層に必要量の溶液を拡散してこれを除去する能力毎、即ち基板の回転速度毎に、コートステップの完了までにかかる時間が異なるという１つの問題が発生する。回転速度が速いほど処理時間が短くなる。そのため、一実施形態では、基板の周囲にエンクロージャを配置して、基板の表面の周囲環境を制御することで、より大型の基板の場合の厚さ均等性の制御を改善している。基板周囲に形成されたエンクロージャが、基板の表面を横切るガス流を遮る傾向にあり、これにより、フォトレジストから相当量の溶液が気化する前にフォトレジストを拡散させることができるため、均等性の制御が改善されるのは溶液の気化の制御によるものであると考えられている。
【００８６】
[00171]この実施形態におけるコータチャンバ６０Ａは、一般的にはエンクロージャ１００１、ガス流分布システム１０４０、コータカップアセンブリ１００３、処理エンクロージャアセンブリ１０５０、流体分配システム１０２５を包含している。図５Ｂに図示した実施形態は、図５Ａで説明されているコータチャンバ６０Ａを参照して上述した多数のコンポーネントを包含しているため、明確性の目的から同一または類似のコンポーネントの参照符号を図５Ｂでも使用している。この実施形態では、図５Ａに図示したスピンチャック１０３３を、上に基板が静止するエンクロージャコータチャック封止面１０５６Ａを有するエンクロージャコータチャック１０５６と、チャック基部領域１０５６Ｂとで代用している点に留意すべきである。
【００８７】
[00172]図５Ｂは、処理位置にある処理エンクロージャアセンブリ１０５０を図示している。エンクロージャの蓋１０５２がチャック基部領域１０５６Ｂとは別々になっているため、「交換位置」（図示せず）にある場合には、外部ロボット（例えば前端ロボット１０８、中央ロボット１０７その他）に取り付けられているロボットブレード６１１を使用して基板をエンクロージャコータチャック１０５６へ移送することができることに留意されたい。処理エンクロージャアセンブリ１０５０はエンクロージャ蓋１０５２とチャック基部領域１０５６Ｂを包含し、基板の周囲に処理領域１０５１を形成するため、コーティング処理の複数の異なる段階中に処理環境を制御することが可能である。一般的に、処理エンクロージャアセンブリ１０５０は、エンクロージャ蓋１０５２、スピンチャック１０３３、回転アセンブリ１０５５、リフトアセンブリ１０５４を包含している。リフトアセンブリ１０５４は、一般的に、リフトアクチュエータ１０５４Ａとリフト搭載ブラケット１０５３を包含しており、これが回転アセンブリ１０５５とエンクロージャ１００１の表面に取り付けられる。リフトアクチュエータ１０５４Ａは、一般的に、空気シリンダまたは直流サーボモータのようなアクチュエータ(図示せず)と、リニアボールベアリングスライドのような案内部（図示せず）とを包含している。これらは、処理エンクロージャアセンブリ１０５０内に包含されているスピンチャック１０３３以外の全てのコンポーネントを昇降させるように適合されている。
【００８８】
[00173]回転アセンブリ１０５５は、一般的に、１つ以上の回転ベアリング（図示せず）とハウジング１０５５Ａとを包含している。これらは、エンクロージャコータチャック１０５６の回転と共にエンクロージャ蓋１０５２が回転するように適合されている。一実施形態では、スピンチャック１０３３が回転モータ１０３１によって回転されると、エンクロージャ蓋１０５２とチャック基部領域１０５６Ｂが接触して生じた摩擦によってハウジング１０５５Ａが回転する。エンクロージャ蓋１０５２は、蓋シャフト１０５２Ａを介して回転ベアリングに取り付けられている。一実施形態では、エンクロージャ蓋１０５２とチャック基部領域１０５６Ｂの接触は、リフトアセンブリ１０３０、リフトアセンブリ１０５４、または協働するこれら両方のリフトアセンブリの動作によって開始される。
【００８９】
[00174]一実施形態では、エンクロージャ蓋１０５２とチャック基部領域１０５６Ｂが接触すると封止が形成され、基板の周囲に包囲された処理環境が作成される。一実施形態では、処理領域１０５１の容量は、基板の表面上のフォトレジストからの溶液の気化を制御するために多少小さく設けられ、例えば、エンクロージャ蓋１０５２および／またはチャック基部領域１０５６Ｂの基板までの隙間は約３ｍｍであってもよい。
【００９０】
[00175]一実施形態では、エンクロージャ蓋１０５２とチャック基部領域１０５６Ｂが接触し、基板が第１回転速度で回転される一方で、フォトレジスト材料が、蓋シャフト１０５２Ａ内のクリアランスホール（図示せず）内の管（図示せず）を通って処理領域１０５１へ送出される。このステップでは、回転により生じた遠心力効果のためにフォトレジストが拡散されるが、基板の表面の上で溶液を豊富に含んだ蒸気が形成されることで、フォトレジストの特性変更能力が規制される。フォトレジストの分配後に、エンクロージャ蓋１０５２とエンクロージャコータチャック１０５６を、フォトレジストが所望の薄さになるまで第２回転速度にて回転することができ、所望の薄さが得られた時点でエンクロージャ蓋１０５２をエンクロージャコータチャック１０５６の表面から上昇させて、フォトレジスト内に残留している溶液を逃がす。これにより最後の溶液蒸発処理が完了する。
【００９１】
[00176]別の実施形態では、従来の押し出し分配処理（例えば、不動状態の基板にかけてフォトレジスト分配アーム（図示せず）を押し流す）を使用してフォトレジストの分配を行い、その後、基板を処理エンクロージャアセンブリ１０５０内に包囲し、所望の速度で回転させることで、所望の厚さの均等な層を達成する。所望の厚さが達成されたら、エンクロージャ蓋１０５２をエンクロージャコータチャック１０５６と別々にして、フォトレジストから溶液が気化できるようにする。
【００９２】
[00177]エンクロージャ蓋１０５２の一実施形態では、処理中に余分なフォトレジストを処理領域１０５１から出すための複数の孔１０５２Ｂが、エンクロージャ蓋１０５２の外壁に形成される。この構成では、流入地点および／または流出地点がないために、空気とフォトレジストに作用する遠心力によって、基板の表面を横切る空気流が遮られるか、あるいは最小化される。この構成では、空気およびフォトレジストはこれに作用する遠心力によって孔１０５２Ｂから流出し、処理領域１０５１内の圧力が周囲圧力未満に降下する。一実施形態では、基板、エンクロージャ蓋１０５２、エンクロージャコータチャック１０５６の回転速度を変更することにより、この処理の複数の異なる段階の最中に処理領域内の圧力を変更させて、フォトレジストの気化を制御することができる。
【００９３】
[00178]一実施形態では、処理中に、溶液を豊富に含んだ蒸気が蓋シャフト１０５２Ａの孔から処理領域１０５１内に注入されることで、フォトレジスト層の最終的な厚さと均等性が制御される。
【００９４】
溶液／デベロッパ分配を行うシャワーヘッド流体分配システム
[00179]従来技術設計では、基板の表面上に均等で繰り返し可能なフォトレジスト層を達成する試みにおいて、コータチャンバカップの外形設計、基板のスピン方法、チャンバ処理領域にかけての空気流の変化、フォトレジスト層分配処理を改善するフォトレジスト分配ハードウェアの設計を強調した。これらの設計は、各種レベルの複雑性とコストで或るレベルの均等性を達成する。ＣｏＯを低減し、増加し続ける処理均等性を満たす必要性から、さらなる改善が必要である。
【００９５】
[00180]図５Ｃは、流体を基板の表面へ送出し、処理均等性の成果を拡張するように適合させた流体分布装置１０７０を包含するコータ／デベロッパチャンバ６０の一実施形態を図示している。本発明の１つの態様では、フォトレジスト層内に見られる流体を使用することにより、気化処理を制御できるようにしている。この構成では、リフトアセンブリ１０７４を使用することで、流体分布装置１０７０を基板の表面に対して昇降させることができる。これにより、流体分布装置１０７０と基板の表面の間に最適な隙間を達成でき、堆積した層の表面を分配した流体によって均等に飽和させることができる。一実施形態では、この隙間は約０．５〜１５ｍｍである。リフトアセンブリ１０７４は、一般的に、シャワーヘッドアセンブリ１０７５とエンクロージャ１００３の表面に取り付けることができるリフトアクチュエータ１０７４Ａとリフト取り付けブラケット１０７３を包含している。リフトアクチュエータ１０７４は、一般的に、空気シリンダまたは直流サーボモータのようなアクチュエータ（図示せず）と、リニアボールベアリングスライドのような案内部（図示せず）を包含し、これらは流体分布装置１０７０内の全ての構成要素を昇降するように適合されている。
【００９６】
[00181]図５Ｃは、処理位置にある流体分布装置１０７０を図示している。流体分布装置１０７０は、コーティング処理の異なる段階の最中に処理環境の制御を行えるように、基板と流体分布装置１０７０の間に処理領域１０７１を形成するシャワーヘッドアセンブリ１０７５を包含している。一般的に、流体分布装置１０７０は、シャワーヘッドアセンブリ１０７５、流体源１０７７、リフトアセンブリ１０７４を包含している。
【００９７】
[00182]シャワーヘッドアセンブリ１０７５は、一般的に、シャワーヘッド基部１０７２、シャフト１０７２Ａ、シャワーヘッド板１０７２Ｄを包含する。シャフト１０７２Ａはシャワーヘッド基部１０７２に取り付けられており、流体源１０７７からシャワーヘッド基部１０７２内に形成されたプレナム１０７２Ｃへ流体を送出するためにシャフト内に形成された中央孔１０７２Ｂを有する。シャワーヘッド基部１０７２に取り付けられたシャワーヘッドプレート１０７２Ｄには複数の孔１０７２Ｆが形成されており、この孔はプレナム１０７２Ｃ、さらに流体源１０７７を、シャワーヘッド１０７２Ｄの下方面１０７２Ｅに接続させる。処理中に、流体源１０７７から中央孔１０７２Ｂ内に処理流体が分配され、この処理流体がプレナム１０７２Ｃへ入り、複数の孔１０７２Ｆを通って、基板と下方面１０７２Ｅの間に形成された処理領域１０７１内へと流れる。一実施形態では、孔のサイズ、孔の個数、シャワーヘッド板１０７２Ｄにわたる複数の孔１０７２Ｆの分布は、処理流体を処理領域１０７１へ均等に送出するように設計されている。別の実施形態では、孔のサイズ、孔の個数、シャワーヘッド板１０７２Ｄにわたる複数の孔１０７２Ｆの分布は、処理領域１０７１に処理流体の所望の不均等な分布を送出するシャワーヘッド板１０７２Ｄにわたって不均等に離間している。不均等なパターンは、堆積したフォトレジスト層内に厚さのばらつきを生じさせる可能性のある、空力または別の効果によって生じた厚さのばらつきを修正するために有効である。
【００９８】
[00183]一実施形態では、シャワーヘッドアセンブリ１０７５はモータ１０７２Ｇと回転封止部１０７２Ｈを包含し、これらは処理中に回転し、シャワーヘッドアセンブリ１０７５へ処理流体を送出するように適合されている。回転封止部１０７２Ｈは、当分野において周知の、ダイナミックなリップ封止部またはこれ以外の類似装置であってもよい。
【００９９】
フォトレジストノズルリンスシステム
[00184]図６Ａ〜図６Ｂは、封入容器アセンブリ１０９６をさらに包含する、上述の流体源アセンブリ１０２３の一実施形態を図示した等角図である。理想的な時間または処理ステップどうしの間に放出ノズル１０２４が汚染する可能性を低減するため、供給管１０２６内の処理流体が完全に乾燥してしまうことの防止を試みるため、および／または、流体源アセンブリ１０２３の様々なコンポーネント（例えば放出ノズル１０２４、供給管出口１０２６Ａなど）を洗浄するために、容器開口部１０９５Ａ（図６Ａを参照）よりも上に放出ノズル１０２４が位置決めされ、環境領域１０９９内に制御された領域を形成している。この構成は、乾燥および薄片化し易く、後続の処理ステップで放出ノズル１０２４を基板の表面の上へ移動した際に粒子問題を生じるフォトレジストのような処理流体を使用する場合に有利である。一実施形態では、図６Ａ〜図６Ｂに示した放出ノズル１０２４は、処理流体を供給管出口１０２６Ａから、清潔でかつ繰り返し分配できるように供給管１０２６を保持および支持するように構成されたノズル本体１０２４Ａを包含している。
【０１００】
[00185]図６Ａは、回転して基板の表面上に処理流体を分配できるように、放出ノズル１０２４を封入容器アセンブリ１０９６と別々にした構成を図示している。一般的に、封入容器アセンブリ１０９６は１つ以上のリンスノズル１０９０、容器１０９５、排水管１０９４、容器開口部１０９５Ａを包含している。管１０９０Ａに接続しているリンスノズル１０９０は、１つ以上の流体送出源１０９３（図６Ａ〜図６Ｂでは２つの流体送出源を示している。符号１０９３Ａ〜１０９３Ｂを参照）と連通している。一般的に、排水管１０９４は廃物収集システム１０９４Ａに接続している。
【０１０１】
[00186]図６Ｂを参照すると、処理中における基板の汚染を低減する試みにおいて、流体送出源１０９３に取り付けられ、１つ以上の洗浄溶液をノズルへ送出するための１本または複数のリンスノズル１０９０を使用して、放出ノズル１０２４と供給管出口１０２６Ａを洗浄する。一実施形態では、付与処理完了後に残余したフォトレジストを除去できる洗浄溶液である。ノズルの本数とその方位付けは、放出ノズル１０２４と供給管出口１０２６Ａの全ての側部と表面が洗浄される形で配列準備することができる。洗浄後に、容器１０９５の環境領域１０９９内に保持されている残余蒸気を、供給管１０２６内に保持されている処理流体（１種類または複数種類）が完全に乾いてしまうことを防止するために使用できる。
【０１０２】
フォトレジスト温度制御の使用時点
[00187]分配したフォトレジストの温度が特性および処理結果に大きく影響するので、均等で繰り返し可能なコーティング処理を確かに得るために、分配したフォトレジストの温度を厳しく制御する場合が多い。最適な分配温度はフォトレジスト毎に異なる。そのため、コータチャンバ６０Ａは、異なるフォトレジスト材料を包含する異なる処理レシピを実行するべく複数の流体源アセンブリ１０２３を包含していてもよいため、望ましい処理結果が一貫して確かに得られるように、流体源アセンブリ１０２３の温度のそれぞれを制御する必要がある。本発明の実施形態は、コートまたは現像処理中に基板の表面上に分配する前に、フォトレジストの温度を制御するための様々なハードウェアと方法を提供する。
【０１０３】
[00188]図６Ａ、図６Ｂに示すような一実施形態では、放出ノズル１０２４は、ノズル本体１０２４Ａと、供給管１０２６と、供給管１０２６に内容された処理流体とを加熱および／または冷却するように適合された熱交換装置１０９７を包含している。一実施形態では、熱交換装置は、処理流体の温度を制御するように適合された抵抗性の加熱器である。別の実施形態では、熱交換装置１０９７は、処理流体の温度を制御するために流体熱交換器に作業流体を流す流体温度コントローラ（図示せず）を使用して、処理流体の温度を制御するように適合された流体熱交換器である。別の実施形態では、熱交換装置は、処理流体を加熱または冷却するように適合された熱電気装置である。図６Ａ、図６Ｂは、ノズル本体１０２４Ａと連通した熱交換装置１０９７を示し、また、本発明の別の実施形態は、熱交換装置１０９７が、処理流体の温度を効率的に制御するために供給管１０２６および／またはノズル本体１０２４Ａと接触している構成を含んでいてもよい。一実施形態では、供給管１０２６の長さは第２熱交換器１０９７Ａを使用することで温度制御される。これにより、供給管内部容量１０２６Ｂ内に保持されている、分配された処理流体の全ての容量が、次の処理ステップ中に望ましい温度で基板の表面上に確かに分配できるようになる。第２熱交換器１０９７Ａは、上述したように電気加熱器、熱電装置および／または流体熱交換装置であってもよい。
【０１０４】
[00189]一実施形態では、封入容器アセンブリ１０９６は、放出ノズル１０２４を容器開口部１０９５Ａよりも上に位置決めした場合に（図６Ｂ参照）、ノズル本体１０２４Ａと供給管１０２６内の処理流体の温度を一貫した温度に維持するように温度制御されている。図６Ａ〜図６Ｂを参照すると、容器１０９５の壁に取り付けた容器加熱交換装置１０９８を使用して、容器１０９５を加熱または冷却することができる。容器熱交換装置１０９８は上述したような熱電装置および／または流体熱交換装置であってもよく、これらはシステムコントローラ１０１と共に使用されて容器１０９５の温度を制御する。
【０１０５】
[00190]一実施形態では、チュービング１０９０Ａに接続したリンスノズル１０９０の温度は、洗浄処理中に供給管１０２６内の処理流体が加熱または冷蔵されないよう、放出ノズル１０２４と供給管出口１０２６Ａに噴霧される洗浄溶液が望ましい温度になるように制御された温度である。
【０１０６】
コータノズル設置システム
[00191]均等で繰り返し可能な処理結果を確かに得るために、フォトレジスト材料を分配する基板の表面上の位置を厳しく制御することが好ましい。堆積したフォトレジスト層の均等性は、基板の表面上のフォトレジストを堆積させる位置によって影響される。そのため、放出ノズル１０２４の正確な位置決めが可能な、多くの場合高額な支持アームアクチュエータ１０２８を使用して、分配アーム１０２７の位置を精密に制御することが普通である。コータチャンバ６０Ａが複数の放出ノズル１０２４を有し、複数の異なるフォトレジスト材料を分配することが普通であるが、これにより、多数の分配アーム１０２７を精密または正確に制御する必要が生じるため、コータチャンバ６０Ａのコストと複雑性が大幅に増加してしまう。したがって、本発明の様々な実施形態は、較正および精密な制御を行うアームは１本のみであることから較正が容易な１本の分配アーム１０２７を利用する機器および方法を提供する。この構成では、様々な流体源アセンブリ１０２３に見られる複数の放出ノズル１０２４は、シャトルアセンブリ１１８０（図７Ａ）を使用することで１本の分配アーム１１９２と交換することができる。一実施形態では、分配アーム１１９２は、制御に要する自由度を１度のみにする（例えば１本の直線方向（ｚ方向））ように適合されている。したがって、この構成によってより精密かつ繰り返し可能な放出ノズル１０２４位置を制御することが可能になり、アームの複雑性、システムコスト、使用可能な基板スクラップ、較正の必要性が低減される。
【０１０７】
[00192]図７Ａは、１度の自由度を有する分配アーム１１９２を利用する、コータチャンバ６０Ａに見られる分配アームシステム１１７０の一実施形態の平面図である。この構成では、分配アームシステム１１７０は一般的に分配アームアセンブリ１１９０、シャトルアセンブリ１１８０、キャリアアセンブリ１１６０を包含している。一般的に、分配アームアセンブリ１１９０は分配アーム１１９２と、分配アーム１１９２の内部または上に形成されたノズル取り付け位置１１９３と、アクチュエータ１１９１とを包含している。一実施形態では、ノズル保持特徴１１９４は、シャトルアセンブリ１１８０によってノズル取り付け位置１１９３に置かれた放出ノズル１０２４を掴持するように適合されている。ノズル保持特徴１１９４は、放出ノズル上の特徴を掴持するか、あるいはこれと相互ロックする、ばね装填式または空気式のアクチュエータであってもよい。アクチュエータ１１９１は、例えば空気シリンダ、または分配アーム１１９２を昇降できるその他の装置である。一実施形態では、アクチュエータ１１９１は、分配アーム１１９２を或る位置から別の位置へ移動する際にこれの設置または移動の制御を支援するリニア案内部（図示せず）をさらに包含している。
【０１０８】
[00193]キャリアアセンブリ１１６０は、一般的に、ノズル支持部１１６１と、放出ノズル１０２４および供給管１０２６（６本の放出ノズル１０２４と流体源アセンブリ１０２３を示す）を包含する２つ以上の流体源アセンブリ１０２３と、回転アクチュエータ（図示せず）を包含している。回転アクチュエータは、システムコントローラ１０１からの命令を使用して、ノズル支持部１１６１と、全ての放出ノズル１０２４およびこれに関連した供給管とを所望の位置へ回転させるように適合されている。
【０１０９】
[00194]シャトルアセンブリ１１８０は、キャリアアセンブリ１１６０から放出ノズル１０２４を取り上げ、この放出ノズル１０２４を回転させて分配アーム１１９２上のノズル取り付け位置１１９３へ移送するように適合されている。シャトルアセンブリ１１８０は、一般的に、アクチュエータアセンブリ１１８１、シャトルアーム１１８２、ノズル移送特徴部１１８３を包含している。ノズル移送特徴部１１８３は、放出ノズル１０２４と係合、またはこれを掴持するように適合されている。これにより、放出ノズル１０２４をキャリアアセンブリ１１６０から除去してノズル搭載位置１１９３へ移送し、処理完了後に、ノズル移送位置１１９３からキャリアアセンブリ１１６０へ戻すことができる。アクチュエータアセンブリ１１８１は、一般的に１つ以上のアクチュエータを包含し、このアクチュエータは、シャトルアセンブリ１１８０を昇降させ、シャトルアーム１１８２を所望の位置へ回転させるように適合されている。アクチュエータアセンブリ１１８１は、例えば、昇降タスクを完了するために、空気シリンダ、親ねじに取り付けた交流サーボモータ、交流サーボリニアモータのうち１つ以上を包含する。さらにアクチュエータアセンブリ１１８１は、回転タスクを完了するために、空気シリンダ、ステッパモータ、交流サーボモータのうち例えば１つ以上を包含することもできる。
【０１１０】
[00195]シャトルアーム１１８２がホームポジション（図７Ａの符号「Ａ」を参照）からキャリアアセンブリ１１６０よりも上の位置へ回転し、次に、ノズル取り上げ位置（図示せず）に到達するまで垂直に移動する。その後、放出ノズル１０２４がノズル移送特徴部１１８３と係合できるよう、キャリアアセンブリ１１６０が回転する（符号「Ｂ」を参照）。次に、シャトルアーム１１８２が垂直に移動して、放出ノズル１０２４をキャリアアセンブリ１１６０と別々し、その後、放出ノズル１０２４が、分配アーム１１９２内のノズル搭載位置１１９３の上に位置決めされるまで回転する。シャトルアーム１１８２が、ノズル搭載位置１１９３上に放出ノズル１０２４を置くまで垂直に移動する。シャトルアーム１１８２は垂直に移動した後に、回転してホームポジション（符号「Ａ」を参照）へ戻る。次に、分配アームアセンブリ１１９０内のアクチュエータ１１９１が、基板処理ステップを開始できるように、放出ノズルを基板の表面の上の所望の位置（符号「Ｗ」を参照）へ移動する。放出ノズル１０２４を除去するにはステップを反転させる。
【０１１１】
[00196]図７Ｂは、分配アームシステム１１７０の別の実施形態を図示しており、この場合、分配アームアセンブリ１１９０は２度の回転自由のような自由度、または１度の線形自由（ｘ方向）、縦の自由度（ｚ方向）を有する。図７Ａに示した実施形態の一部である分配アームアセンブリ１１９０は、図７Ｂに図示した分配アームシステム１１７０の一部ではないため、コータチャンバ６０Ａの複雑性が低減する。一実施形態では、ノズル、保持特徴部１１８４は、ノズル移送特徴部１１８３内部に位置決めされた際に、放出ノズル１０２４を掴持または保持するように適合されている。図７Ｂはさらに、放出ノズル１０２４を保持および移送するのに有効なノズル保持特徴１１８４の別の使用可能な構成を図示する。動作時に、シャトルアーム１１８２がホームポジション（図７Ｂ中の符号「Ａ」）からキャリアアセンブリ１１６０の上の位置へ回転し、続いてノズル取り上げ位置（図示せず）に到達するまで縦に移動する。次に、キャリアアセンブリ１１６０が、放出ノズル１０２４がノズル移送特徴部１１８３と係合できるように回転する（符号「Ｂ」を参照）。続いて、シャトルアーム１１８２が縦に移動することで、放出ノズル１０２４がキャリアアセンブリ１１６０と別々になり、その後、放出ノズル１０２４が基板の表面の上の所望の位置上に位置決めされるまで回転する。シャトルアーム１１８２が、基板の表面の上の所望の位置（符号「Ｗ」を参照）に到達するまで縦に移動すると、処理ステップの開始が可能になる。放出ノズル１０２４を除去するために、ステップが逆周りに続く。
【０１１２】
[00197]一実施形態では、キャリアアセンブリ１１６０は、ノズル本体１０２４Ａと供給管１０２６内の処理流体とを、これらがシャトルアセンブリ１１８０へ移送され、基板の表面の上へ運ばれるのを待っている間、一貫した温度に確かに維持されるように温度制御された複数の封入容器アセンブリ１０９６（図７Ａ〜図７Ｂには図示していない（図６Ａ〜図６Ｂを参照））を包含している。
【０１１３】
デベロッパチャンバ
[00198]図５Ｄを参照すると、例えば現像ステップ５５０と、ＳＡＦＩＥＲ（商標）コートステップ５５１を実行するように適合できるデベロッパチャンバ６０Ｂの一実施形態の側面図である。一実施形態では、デベロッパチャンバ６０Ｂは、一般的にコータチャンバ６０Ａ内に包含された全てのコンポーネントを包含しているため、デベロッパチャンバ６０Ｂ（これは「デベロッパチャンバ６０Ａ」では？）を参照して説明したものと同一または類似のデベロッパチャンバ６０Ｂのいくつかのコンポーネントは同一の数字を有する。
【０１１４】
[00199]一実施形態では、現像処理中に、上述の流体分布装置１０７０を包含するデベロッパチャンバ６０Ｂが、デベロッパ処理流体の均等な流れを基板の表面へ送出するように適合されている。一実施形態では、孔のサイズ、孔の個数、複数の孔１０７２Ｆの分布は、基板と流体分布装置１０７０の底面の間に形成された処理領域１０７１へ処理流体を均等に送出するように設計されている。別の実施形態では、孔のサイズ、孔の個数、複数の孔１０７２Ｆの分布は、基板と流体分布装置１０７０の底面の間に形成された処理領域１０７１へ、デベロッパ処理流体の不均等な分布を送出するように設計されている。
【０１１５】
デベロッパエンドポイント検出機構
[00200]図８Ａは、デベロッパエンドポイント検出器アセンブリ１４００を包含するデベロッパチャンバ６０Ｂの一実施形態の側面図である。デベロッパエンドポイント検出器アセンブリ１４００は、現像ステップ５５０のエンドポイントを決定するために、レーザと１つ以上の検出器を使用して、光波散乱計測タイプの技術を実行する。一実施形態では、レーザ１４０１から出射された放射線またはビーム（符号「Ａ」を参照）の単一波長が、露光されたフォトレジスト層が上に堆積した基板の表面上に、基板の表面に対して直角未満の角度で衝突する。ビーム「Ａ」は基板の表面で反射され、反射された放射線「Ｂ」の強度を検出１４１０が検出する。一実施形態では、検出器１４１０は、基板の表面からの一次反射を受容するように方位付けされているので、したがって入射ビームと整列している（例えば、表面に対して同じ角度および同じ方向に整列している）。露光ステップ５３８中に衝突ビームとフォトレジスト内に形成されたパターンとの間の干渉のために、現像ステップ５５０中において、デベロッパにフォトレジストの可溶性部分が溶解する際に、検出された放射線の強度にばらつきが作成され、これにより「格子」タイプパターンが出現し、これが衝突ビームとますます干渉するようになる。そのため、フォトレジストパターンとの干渉によって衝突ビームの散乱が生じて、検出される主要反射が低減する。一実施形態では、エンドポイントの検出は、検出器１４１０で測定された反射強度が漸近的にゼロに近づく。
【０１１６】
[00201]レーザ１４０１から出射されたビームが投射される基板の表面上の範囲は、検出範囲と定義される。一実施形態では、この検出範囲のサイズを、検出した信号に包含されたノイズの量を最小化するよう変更または制御する。検出した信号内のノイズは、処理中に検出範囲のそばに見られるパターントポロジーのばらつきが原因で生成される。
【０１１７】
[00202]一実施形態では、現像処理の進行に伴い、フォトレジストパターンのシャープさの変化をより容易に検出するために、単一波長レーザの代わりに同調可能レーザを使用する。干渉の量は、形成された「格子」と入射放射線の波長によって異なる。別の実施形態では、一次反射と、散乱放射線の量とを検出できる複数の検出器（符号１４１０〜１４１２を参照）が現像エンドポイントの決定の支援を行う。別の実施形態では、ＣＣＤ（電荷結合装置）アレイを使用して、反射した放射線の強度の散乱とシフトを行う。一実施形態では、処理中に基板の表面上に保持された処理流体より出射された反射からノイズが生成されることを防止し、また、スリットを使用することで、反射が検出器に到達することを防止することができる。
【０１１８】
[00203]典型的に基板の表面上に既にパターンが存在している製品基板の場合には、図８Ｂに示すステップを使用できる。この処理ステップは、現像ステップ５５０の実行以前における、散乱した放射線の初期強度の測定を含む（符号１４８０）。次に、現像処理中に強度を測定してこれを初期データと比較することで、基板の表面上に存在するパターンからの寄与が得られる（符号１４８２）。この方法は、フォトレジストプロフィールが望ましい場合のみに必要となる場合がある。現像処理期間にわたる強度変更が全て望ましいものである場合には、単一波長の使用は全て必要なものであるため、その下にある散乱に関連した情報は一般的には不要である。
【０１１９】
[00204]パターンの詳細な知識が必要な場合には、デベロッパ表面にて、恐らく可変屈折のアクティブな修正（図８Ｃの符号１４８４）が必要である。アクティブ修正部は、外部のばらつきによってデベロッパ流体表面内のばらつきを調整し、また、角度の変化を補正するべく適所にて調整を行う複数の小型の鏡（符号１４２５−２７）を有することで働く。さらに図８Ｃはこのような鏡の１つを図示しており、この鏡は、垂直ビーム（符号Ｃ）からの入力を介して得られた入射ビーム「Ａ」の屈折の変化の知識を用いている。特にデベロッパ流体の表面が平坦かつ無起伏から逸脱するに従い、レーザ１４５１からのレーザビーム（符号Ｃ）の通常の反射が、ビームスプリッタ１４５２を使用することで、検出器１４５３内で検出される。この構成では、検出器１４５３は、ビーム「Ｃ」をデベロッパ流体の表面にぶつからせる角度の変化によって生じた反射ビームの角度の変化を感知できるＣＣＤであってもよい。システムコントローラ１０１は、ＣＣＤアレイに関連してＣＣＤアレイ上のピーク強度の位置の変化を検出でき、したがって反射角度の変化量を知ることができる。この変化量を知ることで、アクティブミラー１４２５〜１４２７の角度を調整し、反射ビーム「Ｂ」の位置を１つ以上の検出器１４１０〜１４１２へ送ることができる。この反射の空間位置における一瞬の逸脱は、デベロッパ流体表面における逸脱と上手く相関する必要がある。そのため、適切な制御システムを使用して、検出された反射ビームの位置のばらつきを能動的に位置決めした鏡（符号１４２５〜１４２７）を使用して、反射ビームに対する空間相関を作ることができる。
【０１２０】
[00205]アクティブミラー１４２５〜１４２７は、ＴＩ社（テキサス州ダラス）から販売されているマイクロミラーチップ上に使用されているような（符号１４２５〜１４２７）小型かつコンパクトなものであってもよい。これらは、明瞭に図８Ｃにおいてより広く離れて示されている。アクティブミラーは、上述したようなビーム逸脱を引き起こすデベロッパ表面のばらつきを補正するように設計されている。
【０１２１】
ツインコータおよびデベロッパチャンバ
[00206]図９Ａ〜図９Ｂは、２つの別々の処理チャンバ３７０と中央領域３９５を包含するツインコータ／デベロッパチャンバ３５０の一実施形態の平面図である。この構成は、２つのチャンバ内のいくつかの普通のコンポーネントを共有できるようにし、これによりシステムの信頼性を増加させ、システムコストおよびクラスタツールの複雑性とフットプリントを低減することができるため有利である。一実施形態では、処理チャンバ３７０は一般的にコータチャンバ６０Ａまたはデベロッパチャンバ６０Ｂに関連して上述した処理コンポーネントを全て包含している。但し、この場合は２つのチャンバは流体分配システム１０２５を共有するように適合されている。中央領域３９５は、シャッタ３８０と複数のノズル３９１を包含しており、これらはノズルホルダアセンブリ３９０に包含されている。上述したように、コータまたはデベロッパチャンバ内で使用されている流体分配システム１０２５は、１つ以上の処理流体をスピンチャック１０３３に搭載された基板の表面へ送出する１つ以上の流体源アセンブリ１０２３を包含している。流体源アセンブリ１０２３内に包含されている各ノズル３９１は、典型的に供給管１０２６、ポンプ１０２２、フィルタ１０２１、吸引戻し弁１０２０、流体源１０１９に接続しており、１タイプの処理流体を放出するように適合されている。これにより、各流体源アセンブリ１０２３を左または右のいずれの処理チャンバ３７０にも使用できるため、各処理チャンバに必要な冗長性が低減する。図９Ａ〜図９Ｂは、ノズルホルダアセンブリ３９０が５本のノズル３９１を包含する構成を図示しているが、別の実施形態では、ノズルホルダアセンブリ３９０が、本発明の基本範囲を変えることなく、５本よりも少ないまたは多い本数のノズルを包含することができる。
【０１２２】
[00207]図９Ａはノズルアームアセンブリ３６０を右の処理チャンバ３７０よりも上に位置決めして、スピンチャック１０３３上に保持された基板「Ｗ」上に処理流体を分配するツインコータ／デベロッパチャンバ３５０の平面図である。ノズルアームアセンブリ３６０は、アーム３６２とノズル保持機構３６４を包含している。ノズルアームアセンブリ３６０は、ノズルアームアセンブリ３６０を移送し、案内機構３６１に沿った任意の位置に位置付けるように適合されたアクチュエータ３６３に取り付けられている。一実施形態では、アクチュエータは、ノズルアームアセンブリ３６０を垂直に移動するように適合されているため、処理中にノズル３９１を基板よりも上に正確に位置決めし、ノズル保持機構３６４がノズルホルダアセンブリ３９０からノズル３９１を取り上げ、下ろすことができる。このシステムコントローラ１０１は、ノズル保持機構３６４がノズル３９１をノズルホルダアセンブリ３９０から取り上げ、下ろすことができるようにノズルアームアセンブリ３６０の位置を制御できるように適合されている。処理中に基板が相互汚染してしまうことを防止するために、シャッタ３８０が、１つの処理チャンバ、そしてさらに別の処理チャンバ３７０を閉鎖し、中央領域３９５から隔離するべく垂直に移動させるように適合されている。１つの態様では、シャッタ３８０は、処理中に１つの処理チャンバ３７０、さらに別の処理チャンバ３７０を中央領域３９５から封止可能に隔離するように適合されている。従来のＯリングおよび／または別のリップ封止部を使用することで、シャッタに、２つの処理チャンバを封止可能に隔離させることが可能である。
【０１２３】
[00208]図９Ｂは、スピンチャック１０３３上に保持された基板上に処理流体を分配するために、ノズルアームアセンブリ３６０を左処理チャンバ３７０よりも上に位置決めしたツインコータ／デベロッパチャンバ３５０の平面図である。
【０１２４】
[00209]一実施形態では、図示にはないツインコータ／デベロッパチャンバ３５０が、２つのノズルアームアセンブリ３６０を包含している。このノズルアームアセンブリ３６０は、中央領域３９５内のノズル３９１にアクセスして、１本のノズルを基板の表面よりも上に位置決めするように適合されている。この構成では、各処理チャンバは、ポンプを共有し、２本の異なるノズル３９１から分配を行うことで、同じ処理流体を使用して２枚の基板を処理したり、または各チャンバ内で２種の異なる処理流体を分配することができる。
【０１２５】
冷蔵チャンバ
[00210]図１０Ａは、ＢＡＲＣ後冷蔵ステップ５１４、フォトレジスト冷蔵後のステップ５２４、トップコート後の冷蔵ステップ５３４、ＰＥＢ後の冷蔵ステップ５４２、および／または現像後冷蔵ステップ５５４を実行するように適合可能な冷蔵チャンバ８０の１つの実施形態を図示する垂直断面図である。一般的に、冷蔵チャンバ８０はエンクロージャ８６、冷蔵板アセンブリ８３、支持板８４、リフトアセンブリ８７を包含している。エンクロージャ８６は、冷蔵チャンバ８０内で実行された処理を、これを囲む環境から隔離して処理領域８６Ａを形成するための複数の壁（符号８６Ｂ〜Ｄ、符号８５）によって形成されている。本発明の１つの態様では、冷蔵チャンバ８０内における大気汚染の可能性を熱的に隔離し、最小化するように適合されている。
【０１２６】
[00211]一般的に、冷蔵板アセンブリ８３は熱交換装置８３Ａと冷蔵板ブロック８３Ｂを包含している。冷蔵板ブロック８３Ｂは、上述の様々な冷蔵処理（例えば、ＢＡＲＣ前冷蔵ステップ５０９、ＢＡＲＣ後冷蔵ステップ５１４、フォトレジスト後の冷蔵ステップ５２４など）を実行するために熱交換装置８３Ａによって冷蔵される材料から成る熱伝導ブロックである。冷蔵板ブロック８３Ｂは、処理中における温度均等性を向上させるために熱伝導性になっている。一実施形態では、冷蔵板ブロック８３Ｂはアルミニウム、グラファイト、窒化アルミニウム、またはこれ以外の熱伝導性材料から作られてもよい。一実施形態では、冷蔵板ブロック８３Ｂの、基板「Ｗ」と接触している表面がテフロン飽和陽極アルミニウム、炭化ケイ素、またはこれ以外の、基板の裏面が冷蔵板ブロック８３Ｂと接触した際に基板裏面における粒子の生成を最小化する材料でコートされている。一実施形態では、基板「Ｗ」は、冷蔵板ブロック８３Ｂの表面に埋め込まれたピン（図示せず）の上に静止しているため、基板と冷蔵板ブロック８３Ｂの間の隙間が小さくなり粒子生成が低減される。図１０Ａに示す別の実施形態では、熱交換装置８３Ａは、冷蔵板ブロック８３Ｂの表面に形成され、チャネル８３Ｃ内に継続的に流れる熱交換流体を使用して温度制御される、複数のチャンネル８３Ｃで構成されている。流体温度コントローラ（図示せず）は熱交換流体、さらに冷蔵板ブロック８３Ｂの温度を制御するように適合されている。熱交換流体は、約５〜２０℃に温度制御される、例えばパーフルオロポリエーテル（例えばＧａｌｄｅｎ（登録商標））であってもよい。熱交換流体は約５〜２０℃の所望の温度で送出される冷蔵水であってもよい。さらに、熱交換流体は、アルゴンや窒素といった温度制御されたガスであってもよい。
【０１２７】
[00212]冷蔵板の一実施形態では、熱交換装置８３Ａは、冷蔵板ブロック８３Ｂの表面上で静止している基板を加熱および冷却するように適合されている。この構成は、所望の処理瀬低ポイント温度の達成に必要な時間が、基板と冷蔵板ブロック８３Ｂの間の温度差に依存するため有利である。したがって、冷蔵板ブロック８３Ｂが固定温度に設定される場合、また、基板をこの固定温度にまで冷却することが望ましい場合には、基板と冷蔵板ブロック８３Ｂの間の小さい温度差により、固定温度に達するまでの最後の数度を冷却するために非常に長い時間がかかる。冷蔵板ブロック８３Ｂの温度を能動的に制御することによって、基板温度が所望の設定ポイント温度またはその付近になるまで基板と冷蔵板ブロック８３Ｂの間に大きな温度差が維持され、その後、冷蔵板ブロック８３Ｂの温度が基板の温度内のアンダーシュートまたはオーバシュートの量を最小化するべく調整される場合には、所望の温度を達成するのに要する時間を短縮できる。冷蔵板ブロック８３Ｂの温度は、熱交換装置８３Ａによって冷蔵板ブロック８３Ｂから除去される、または冷蔵板ブロック８３Ｂへ送出されるエネルギー量を変更する目的でシステムコントローラ１０１と共に使用される従来の温度感知装置（例えば熱電対（図示せず））を使用して制御される。したがって、この実施形態では、熱交換装置８３Ａは、冷蔵板ブロック８３Ｂを加熱する能力と冷却する能力の両方を有する。一実施形態では、熱交換装置８３Ａは、冷蔵板ブロック８３Ｂを冷却するおよび／または加熱するために使用される熱電装置である。一実施形態では、熱交換装置８３Ａは、以降でＰＥＢチャンバ１３０に関連して説明する、基板の加熱および冷却を行うように適合された熱管設計である。一実施形態では、冷蔵板ブロック８３Ｂの容量を最小化する、および／または熱伝導性を増加することで、基板温度を制御する能力を向上させることが有利である場合がある。
【０１２８】
[00213]支持板８４は、一般的に、冷蔵板アセンブリ８３を支持し、これを基部８５から絶縁するための板である。一般的に、支持板８４は、外部熱の損失または増加を低減するセラミック材料（例えばジルコニア、アルミナなど）のような熱絶縁材料から成っていてもよい。
【０１２９】
[00214]図１０Ａを参照すると、リフトアセンブリ８７は、一般的に、リフトブラケット８７Ａ、アクチュエータ８７Ｂ、リフトピン板８７Ｃ、３本またはこれ以上のリフトピン８７Ｄ（図１０Ａには２本のみを図示）を包含している。これらは、延出したロボットブレード（図示せず）から離れて基板「Ｗ」を昇降させ、さらに、ロボットブレードが引き込まれると基板を冷蔵板ブロック８３Ｂの表面上に設置するように適合されている。ロボットブレード（図示せず）は、エンクロージャ８６の側壁８６Ｄに設けられた開口部８８から冷蔵チャンバ８０に入るように適合されている。基板をチャンバ内に誤整列することにより、基板処理のばらつきと、基板への損傷を防止するために、典型的に、ロボットがリフトピンどうしの間の中心点と整列した移送位置から基板を取り上げ、下ろすように較正されている。一実施形態では、基部８５と、支持板８４と、冷蔵板アセンブリ８３とに設けられたリフトピン孔８９を通って移動する３本のリフトピンが、アクチュエータ８７Ｂの使用により、基板を昇降させるように適合されている。このアクチュエータは、空気シリンダ、または従来の使用可能な基板昇降手段であってもよい。
【０１３０】
ベークチャンバ
[00215]図１０Ｂは、ベークチャンバ９０の一実施形態を図示している。このベークチャンバ９０は、ＢＡＲＣ後ベークステップ５１２、フォトレジストコート後のベークステップ５２２、トップコート後のベークステップ５３２、および／または、現像後ベークステップ５５２を実行するように適合されていてもよい。一般的に、ベークチャンバ９０はエンクロージャ９６、ベーク板アセンブリ９３、支持板９４、リフトアセンブリ９７を包含している。エンクロージャ９６は、一般的に、処理領域９６Ａを形成するために、ベークチャンバ９０内で実行される処理を包囲する環境から隔離する傾向にある複数の壁（符号９６Ｂ〜Ｄ、および要素９５）を包含している。本発明の１つの態様では、エンクロージャは熱的に隔離し、包囲する環境によるベークチャンバ９０の汚染を最小化するように適合されている。
【０１３１】
[00216]ベーク板アセンブリ９３は、一般的に、熱交換装置９３Ａとベーク板ブロック９３Ｂを包含している。ベーク板ブロック９３Ｂは、上述した様々なベーク処理（例えば、ＢＡＲＣ後のベークステップ５１２、フォトレジストコート後ベークステップ５２２）を実行するために熱交換装置９３Ａによって加熱される材料で出来た熱伝導性ブロックである。ベーク板９３Ｂは、処理中における温度の均等性を向上させるために熱伝導性のものである。一実施形態では、ベーク板ブロック９３Ｂはアルミニウム、グラファイト、窒化アルミニウム、またはその他の熱伝導性材料から成る。一実施形態では、ベーク板ブロック９３Ｂの、基板「Ｗ」と接触している表面は、テフロン飽和陽極アルミニウム、炭化ケイ素、またはこれ以外の、基板の裏面がベーク板ブロック９３Ｂと接触した際に基板裏面における粒子の生成を最小化する材料でコートされている。一実施形態では、基板「Ｗ」は、ベーク板ブロック９３Ｂの表面に埋め込まれたピン（図示せず）の上に静止しているため、基板とベーク板ブロック９３Ｂの間の隙間が小さくなり粒子生成が低減される。一実施形態では、熱交換装置９３Ａは、ベーク板ブロック９３Ｂを使用するために使用される熱電装置である。図１０Ｂに示す別の実施形態では、熱交換装置９３Ａは、ベーク板ブロック９３Ｂの表面に形成され、チャネル９３Ｃ内に継続的に流れる熱交換流体を使用して温度制御される、複数のチャンネル９３Ｃで構成されている。流体温度コントローラ（図示せず）は熱交換流体、さらにベーク板ブロック９３Ｂの温度を制御するように適合されている。熱交換流体は、温度約３０〜２５０℃に温度制御される、例えばパーフルオロポリエーテル（例えばＧａｌｄｅｎ（登録商標））であってもよい。また熱交換流体は、アルゴンや窒素といった温度制御されたガスであってもよい。
【０１３２】
[00217]支持板９４は、一般的に、ベーク板アセンブリ９３を支持し、これを基部９５から絶縁するための板である。一般的に、支持板９４は、外部熱の損失を低減するセラミック材料（例えばジルコニア、アルミナなど）のような熱絶縁材料から成っていてもよい。
【０１３３】
[00218]図１０Ｂを参照すると、リフトアセンブリ９７は、一般的に、リフトブラケット９７Ａ、アクチュエータ９７Ｂ、リフトピン板９７Ｃ、３本またはこれ以上のリフトピン９７Ｄ（図１０Ｂには２本のみを図示）を包含している。これらは、延出したロボットブレード（図示せず）から離れて基板「Ｗ」を昇降させ、さらに、ロボットブレードが引き込まれると基板をベーク板ブロック９ｓ３Ｂの表面上に設置するように適合されている。一実施形態では、基部９５と、支持板９４と、ベーク板アセンブリ９３とに設けたリフトピン孔９９を通って移動する３本のリフトピンが、アクチュエータ９７Ｂの使用によって基板を昇降させるように適合されている。アクチュエータは空気シリンダか、またはこれ以外の、従来より使用可能な基板昇降手段であってもよい。ロボットブレード（図示せず）は、エンクロージャ９６の側壁９６Ｄに設けられた開口部９８からベークチャンバ９０に入るように適合されている。
【０１３４】
ＨＭＤＳチャンバ
[00219]図１０Ｃは、ＨＭＤＳ処理ステップ５１１を実行するように適合されたＨＭＤＳ処理チャンバ７０の一実施形態を図示する側面図である。図１０Ｃに示す一実施形態では、ＨＭＤＳ処理チャンバ７０は、図１０Ｂに示したベークチャンバ９０内に包含されているコンポーネントのいくつかを包含しているため、ＨＭＤＳ処理チャンバ７０のいくつかのコンポーネントは、上述したベークチャンバ７９０を参照して説明したコンポーネントと同一または類似している。したがって、適宜同一の番号を使用している。
【０１３５】
[00220]またＨＭＤＳ処理チャンバ７０は、封止された処理領域７６の形成に使用される蓋アセンブリ７５を包含している。この封止された処理領域７６内では、処理ガスが、ＨＭＤＳベーク板アセンブリ７３で加熱された基板「Ｗ」へ送出される。一般的にＨＭＤＳベーク板アセンブリ７３は、熱交換装置７３ＡとＨＭＤＳベーク板ブロック７３Ｂを包含している。ＨＭＤＳベーク板ブロック７３Ｂは、上述の様々なＨＭＤＳ処理ステップを実行するために熱交換装置７３Ａによって加熱される材料で構成された熱伝導ブロックである。ＨＭＤＳベーク板ブロック７３Ｂは、処理中における温度均等性を向上させるために熱伝導性になっている。一実施形態では、ＨＭＤＳベーク板ブロック７３Ｂはアルミニウム、グラファイト、窒化アルミニウム、またはこれ以外の熱伝導性材料から作られてもよい。一実施形態では、ＨＭＤＳベーク板ブロック７３Ｂの、基板「Ｗ」と接触している表面が、テフロン飽和陽極アルミニウム、炭化ケイ素、またはこれ以外の、基板の裏面がＨＭＤＳベーク板ブロック７３Ｂと接触した際に基板裏面における粒子の生成を最小化する材料でコートされている。一実施形態では、基板「Ｗ」は、ＨＭＤＳベーク板ブロック７３Ｂの表面に埋め込まれたピン（図示せず）の上に静止しているため、基板とＨＭＤＳベーク板ブロック７３Ｂの間の隙間が小さくなり粒子生成が低減される。一実施形態では、熱交換装置７３Ａは、ＨＭＤＳベーク板ブロック７３Ｂを加熱するために使用される熱電装置である。図１０Ｃに示す別の実施形態では、熱交換装置７３Ａは、ＨＭＤＳベーク板ブロック７３Ｂの表面に形成された複数のチャネル７３Ｃで構成されている。このチャネル７３Ｃは、内部を継続的に流れる熱交換流体の使用によって温度制御される。流体温度コントローラ（図示せず）は熱交換流体、さらにＨＭＤＳベーク板ブロック７３Ｂの温度を制御するように適合されている。熱交換流体は、温度約３０〜２５０℃に温度制御される、例えばパーフルオロポリエーテル（例えばＧａｌｄｅｎ（登録商標））であってもよい。また、熱交換流体はアルゴンや窒素といった温度制御されたガスであってもよい。
【０１３６】
[00221]一般的に、蓋アセンブリ７５は、蓋７２Ａ、１つ以上のＯリング封止部７２Ｃ、アクチュエータアセンブリ７２を包含している。アクチュエータアセンブリ７２は、一般的にアクチュエータ７２ＢとＯリング封止部７２Ｄを包含している。Ｏリング封止部７２Ｄは、ＨＭＤＳ処理領域７７をＨＭＤＳ処理チャンバ７０外部の環境から隔離するように設計されている。アクチュエータ７２Ｂは、一般的に、基板をリフトアセンブリ９７内でリフトピン９７Ｄへ、またはリフトピン９７Ｄから移送するために、蓋７２Ａを昇降させるように適合されている。処理領域７６を形成するため、また、ＨＭＤＳ処理ステップ５１１中に使用される処理ガスがＨＭＤＳ処理領域７７内へ逃げることを防止するために、蓋７２Ａは、蓋７２Ａ内（またはＨＭＤＳ基部７４上）に保持されたＯリング封止部７２Ｄの使用により、ＨＭＤＳ基部７４間に封止部を形成するように適合されている。
【０１３７】
[00222]処理中に、アクチュエータ７２Ｂが蓋７２Ａを低下させることで、蓋７２Ａ、Ｏリング封止部７２Ｃ、ＨＭＤＳ基部７４の間に耐漏液性の封止部を形成する。処理ガス送出システム７１は、ＨＭＤＳ処理ステップ５１１を実行するために処理ガス（１つ以上）を処理領域７６へ送出する。処理ガス（１つ以上）を送出するために、ＨＭＤＳ気化システム７１Ａが、ＨＭＤＳ蒸気とキャリアガスを基板の表面にわたり、隔離弁７１Ｂと、ＨＭＤＳ基部７４に形成された入口７１Ｆとを介して処理領域へ送出し、さらに、ＨＭＤＳ基部７４に形成された出口７１Ｇからスクラバ７１Ｅへ出す。一実施形態では、処理ガスを包含するＨＭＤＳ蒸気が処理領域へ送出された後に、浄化ガスが浄化ガス源７１Ｃから処理領域７６へ送出することで、残余したＨＭＤＳ蒸気を全て除去する。浄化ガス源７１Ｃは、隔離弁７１の使用によってＤＨＭＤＳ気化システム７１Ａから隔離されている。一実施形態では、従来のガス熱交換手段（図示せず）のうちの１つを使用することで、浄化ガス源７１Ｃから送出された浄化ガスを加熱または冷却して、注入された浄化ガスの温度制御を行う。
【０１３８】
露光後のベークチャンバ
[00223]ポジティブフォトレジストを使用した露光処理の最中に、非可溶性フォトレジスト材料が可溶性材料内に移送される。露光処理中に、光酸生成器（またはＰＡＧ）を包含するフォトレジスト中の成分が、フォトレジストの露光されていない範囲を攻撃し、露光処理中にフォトレジスト層に形成されたパターンのシャープさに影響する有機フォトアシッドを生成する。したがって、未露光フォトレジストの攻撃は、拡散優勢処理である、生成されたフォトアシッドの移動の影響を受ける。形成されたパターンのフォトアシッド攻撃は拡散優勢処理であるため、攻撃速度は関連する２つの変数、時間、温度に依存する。そのため、微小寸法（ＣＤ）の均等性を受容可能なものにし、これを全ての基板を通じて一貫させるようにする際に、これらの変数を制御することが重要となる。
【０１３９】
[00224]一実施形態では、ＰＥＢステップ５４０が、ベークチャンバ９０内で図１０Ｂに示すとおりに実行される。別の実施形態では、温度制御されたガスが浄化ガス源７１Ｃから処理領域７６へ送出されるＨＭＤＳ処理チャンバ７０内においてＰＥＢステップ５４０を実行することで、ＨＭＤＳベーク板アセンブリ７３上に保持された基板を加熱または冷却する。
【０１４０】
[00225]別の実施形態では、ＰＥＢチャンバ１３０内でＰＥＢステップ５４０を実行する。図１０ＤはＰＥＢチャンバ１３０の側面図を図示している。このＰＥＢチャンバ１３０の内部で処理領域１３８とＰＥＢ板アセンブリ１３３の質量が最適化されることで、熱均等性が向上し、温度の高速変化が可能になり、および／または処理繰り返し可能性が向上する。一実施形態では、ＰＥＢ板アセンブリは、低温質量ＰＥＢ板アセンブリ１３３と熱交換源１４３を利用して、ＰＥＢ板アセンブリ１３３の頂面１３３Ｆと連通した基板の高速加熱および／または冷却を行う。この構成においてＰＥＢ板アセンブリ１３３は、基板が上で静止する頂面１３３Ｆを有する基板支持領域１３３Ｂと、熱交換領域１３３Ａと、基部領域１３３Ｃとを包含している。温度感知装置（図示せず）を使用して、基板支持領域１３３Ｂの温度を制御する。この温度感知装置は、システムコントローラ１０１と共に使用して、熱交換領域１３３ＡからＰＥＢ板アセンブリ１３３へ送出されるエネルギー量を変更する。
【０１４１】
[00226]熱交換領域１３３Ａは、基板支持領域１３３Ｂ、基部領域１３３Ｃ、側壁１３３Ｇの間でこれらによって包囲された領域である。熱交換領域１３３Ａはさらに、１つ以上の入口ポート１３３Ｄと、１つ以上の出口ポート１３３Ｅを介して、熱交換源１４３と連通している。また熱交換領域１３３Ａは、頂面１３３Ｆと熱連通している基板を加熱および冷却するために、熱交換源１４３から送出された様々な熱交換流体を受け入れるように適合されている。本発明の１つの態様では、頂面１３３Ｆの材料の厚さ（即ち、熱交換領域１３３Ａと頂面１３３Ｆの間の距離）、したがって頂面１３３Ｆの質量を最小化することで、基板の高速加熱および冷却を可能にしている。
【０１４２】
[00227]一実施形態では、熱交換領域１３３Ａは、基板の温度を制御するために抵抗性の加熱器または熱電装置を包含していてもよい。別の実施形態では、熱交換領域１３３Ａは、例えば基板支持領域１３３Ｂの下に搭載されたハロゲンランプのような放射線熱移送方法を使用して、ＰＥＢ板アセンブリ１３３の温度を制御するように適合されている。
【０１４３】
[00228]ＰＥＢ板アセンブリ１３３は、１つの単一材料で、従来の手段（例えば機械工作、溶接、ろう付けなど）を使用して、あるいは最適なＰＥＢ板アセンブリ１３３を形成するために各材料の熱伝導性、熱膨張、熱衝撃特性を最大限に使用する複合材料（例えば、多くの異なった材料を包含する材料）によって形成できる。一実施形態では、ＰＥＢ板アセンブリ１３３は、アルミニウム、銅、グラファイト、窒化アルミニウム、炭化ボロン、および／または別の材料のような熱伝導から作られている。
【０１４４】
[00229]一般的に、熱交換源１４３は、熱交換流体を熱交換領域１３３Ａへ送出するように適合された少なくとも１つの熱交換流体送出システムを包含している。図１０Ｄに示す一実施形態では、熱交換源１４３は、熱源１３１と冷却源１４２である２つの熱交換流体送出システムを包含している。
【０１４５】
[00230]一実施形態では、熱源１３１は、基板を加熱するために使用される従来型の熱パイプである。一般に、熱パイプは、典型的に断面が円形をした内容物を排出された容器であり、熱源１３１から熱シンク（例えば基板支持領域１３３Ｂおよび基板）へ熱を移送する少量の作業流体によって充填し戻すことができる。熱の移送は、熱源１３１内における作業流体の気化と、熱交換領域１３３Ａにおける作業流体の凝縮によって実行される。動作時に、熱交換領域１３３Ａは真空ポンプ（図示せず）によって内容物が排出され、その後、熱源１３１内に保持されている作業流体にエネルギーが追加されて、熱源１３１と熱交換領域１３３Ａの間に圧力勾配が作成される。この圧力勾配が蒸気をより低温な部分へ強制的に流し、その場所で蒸気が凝縮することで、潜在する気化熱によってエネルギーが断たれる。次に、重力、毛管作用によって、作業流体が出口ポート１３３Ｅと出口ライン１３１Ｂを介して熱源１３１へ戻る。温度感知装置（図示せず）をシステムコントローラ１０１と共に使用し、熱交換領域１３３Ａへ送出されたエネルギー量（例えば作業流体の流れ）を変更することで、基板支持領域１３３Ｂの温度が制御される。
【０１４６】
[00231]別の実施形態では、対流熱移送タイプの処理によって熱を基板へ移送するために、加熱されたガス、蒸気、または液体が熱源１３１によって流体源（図示せず）から熱交換領域１３３Ａへ送出される。この構成では、加熱されたガス、蒸気、または液体が、出口ポート１３３Ｅを介して熱交換領域１３３Ａへ送出され、次に廃物収集源１４２Ａａへ送出される。廃物収集源１４２Ａは、スクラバまたは典型的な排出システムであってもよい。
【０１４７】
[00232]図１０Ｄに示す一実施形態では、熱交換源１４３も、基板を所望の温度へ冷却するように適合された冷却源１４２Ａを包含している。冷却源１４２の一実施形態では、基板支持領域１３３Ｂから、さらに基板から熱を除去するために、冷却源が液体窒素を熱交換領域１３３Ａに送出する。冷却源１４２の別の実施形態では、冷却源が液体窒素を熱交換領域１３３Ａへ送出することにより、基板支持領域１３３Ｂ、さらに基板から熱を除去する。別の実施形態では、冷却源は冷蔵されたガス、液体、蒸気を熱交換領域１３３Ａへ送出することで基板の冷却を行う。本発明の１つの態様では、冷却源は、基板を周囲温度付近にまで冷却するために使用される。
【０１４８】
[00233]ＰＥＢ板アセンブリ１３３の別の実施形態では、ＰＥＢ板アセンブリ１３３を加熱または冷却するために、熱交換装置１３４が基部領域１３３Ｃ上に設置されている。本発明の１つの態様では、熱交換装置１３４は、複数の熱伝導ピラー１３３Ｈ（２つのみを図示)を介して基板支持領域１３３Ｃと熱接触している基部領域１３３Ｃを冷却する目的で使用される。この構成では、熱源１３１から高温の流体を注入することで基板を加熱し、熱交換装置１３４を使用してこれを冷却する。この構成では、基板を冷却するための冷却源１４２は不要である。複数の熱伝導ピラー１３３Ｈは、基板支持領域１３３Ｂから基部領域１３３Ｃへ、またはこの反対へ熱を移送できる領域である。伝導ピラー１３３Ｈはあらゆるパターン、サイズ、密度（例えば、ユニット範囲毎のピラー１３３Ｈの数）にて配列することができるので、熱を熱交換装置１３４へ、または熱交換装置１３４から均等に流すことができ、さらに、流体を熱源から均等に送出して基板支持領域１３３Ｂと連通させることができる。
【０１４９】
[00234]図１０Ｄを参照すると、本発明の１つの態様では、基板の周囲に制御された環境を形成するために、蓋アセンブリ１３７が、基板「Ｗ」よりも上に、ＰＥＢ位置アセンブリ１３３の頂面１３３Ｆと接触して配置されている。一般的に、蓋アセンブリは蓋１３７Ａと蓋アクチュエータ１３９を包含している。蓋アクチュエータ１３９は蓋１３７Ａを昇降させるように適合されているので、リフトアセンブリ１４０によって基板をクラスタツールロボット（図示せず）および頂面１３３Ｆへ、またはこれらから移送することができる装置である。一実施形態では、蓋アクチュエータ１３９は空気シリンダである。蓋は、図１０Ｄに示す処理位置にある場合には頂面１３３Ｆと接触しているため、基板を包囲して制御された熱環境を作成する処理領域１３８が形成される。
【０１５０】
[00235]一実施形態では、蓋１３７Ａの温度を制御して、基板の周囲に等角環境を形成することで、処理中の基板にわたる熱均等性を向上させるために、蓋アセンブリ１３７が熱交換装置１３７Ｂを包含していてもよい。この構成では、熱交換装置１３７Ｂは、蓋アセンブリ１３７を迅速に加熱および冷却するために、上述した様式と類似の様式で熱パイプとして作用するように適合されている。一実施形態では、熱交換装置１３７Ｂと熱交換領域１３３Ａの両方は、基板の温度を迅速かつ均等に制御するために、熱パイプとして作用するように適合されている。別の実施形態では、熱交換装置１３７Ｂは、放射式（例えば熱ランプ）または対流式の熱移送手段（上述）を使用して、蓋アセンブリ１３７の温度を制御するように適合されている。
【０１５１】
[00236]蓋アセンブリ１３７の別の実施形態では、温度制御された処理流体を基板の表面に流し、さらに蓋出口ポート１３７Ｄから出て廃物収集装置１４１Ｂへと送出させるために、加熱された流体源１４１は蓋入口ポート１３７Ｃを介して処理領域１３８に接続している。一般的に、加熱された流体源１４１は流体源１４１Ａ、流体加熱器１４１Ｃ、廃物収集装置１４１Ｂ（例えば、典型的には排出システムまたはスクラバ）を包含している。流体源１４１Ａは、処理中に基板の温度を制御するためにガスまたは液体を送出できる。本発明の１つの態様では、流体源１４１Ａは、例えばアルゴン、窒素、ヘリウムのような不活性ガスを送出する。
【０１５２】
[00237]図１０Ｄを参照すると、ＰＥＢチャンバ１３０は一般的にエンクロージャ１３６、ＰＥＢ板アセンブリ１３３、リフトアセンブリ１４０を包含している。一般的に、エンクロージャ１３６は、ＰＥＢチャンバ１３０内で実行された処理を包囲する環境から隔離する複数の壁（符号１３６Ｂ〜Ｄ、符号１３５）を包含する。本発明の１つの態様では、エンクロージャは、ＰＥＢチャンバ１３０を包囲する環境から熱的に隔離して、汚染を最小化するように適合されている。一般的に、リフトアセンブリ１４７はリフトブラケット１４０Ａ、アクチュエータ１４０Ｂ、リフトピン板１４０Ｃ、３本またはこれ以上のリフトピン１４０Ｄ（図１０Ｄには２本のみを示す）を包含しており、これらは、延出したロボットブレード（図示せず）から離れて基板「Ｗ」を昇降させ、さらに、ロボットブレードが引き込まれると基板をＰＥＢ板アセンブリ１３３の表面上に設置するように適合されている。リフトピン孔１３２は、ＰＥＢ板アセンブリ１３３を表面から昇降させるために、リフトピン１４０Ｄが基板にアクセスできるように構成されている。アクチュエータ１４０Ｂは、空気シリンダまたはその他の従来の使用可能な基板昇降手段であってもよい。ロボットブレード（図示せず）は、エンクロージャ１３６の側壁１３６Ｄに設けられた開口部１３６Ｅからエンクロージャ１３６に入るように適合されている。
【０１５３】
可変熱移送弁
[00238]図１１Ａは、基板を迅速に加熱および冷却するために使用できる板アセンブリの一実施形態を図示する側面図である。これ以降で使用する用語「板アセンブリ」とは、一般的に、この構成から利益を得るように適合することが可能なＰＥＢ板アセンブリ１３３、冷蔵板アセンブリ８３、ベーク板アセンブリ９３、またはＨＭＤＳベーク板アセンブリ７３の実施形態を説明することを意図する。図１１Ａを参照すると、一実施形態において、板アセンブリ２５０は、処理中に基板「Ｗ」と熱的に連通するブロック表面２５４Ａを有する伝導ブロック２５４、冷却領域２５３、伝導ブロック２５４と冷却領域２５３の間に形成された隙間２５９、入口領域２５７、出口領域２５８、流体送出システム２７５を包含している。
【０１５４】
[00239]伝導ブロック２５４は基板を支持するために使用されており、ブロック表面２５４Ａと熱的に連通している基板を加熱するように適合された加熱板２５５を包含する。伝導ブロック２５４は熱伝導材料、例えばアルミニウム、銅、グラファイト、窒化アルミニウム、窒化ボロン、および／または他の材料から作られてもよい。加熱装置２５５は、伝導ブロック２５４を加熱するために使用される抵抗性加熱器または熱電装置であってもよい。別の実施形態では、加熱装置２５５は、伝導ブロック２５４（図示せず）の表面に形成された複数のチャネルで構成されており、これらのチャネルは内部に継続的に流れる熱交換流体を使用して温度制御される。流体温度コントローラ（図示せず）は熱交換流体、さらに伝導ブロック２５４の温度を制御するように適合されている。熱交換流体は、例えば、温度約３０〜２５０℃に温度制御されたパーフルオロポリエーテル（例えばＧａｌｄｅｎ（登録商標））であってもよい。さらに、熱交換流体は、アルゴンや窒素といった温度制御されたガスであってもよい。
【０１５５】
[00240]冷却領域２５３は、板アセンブリ２５０の或る範囲であり、この範囲は、伝導作業流体が流体送出システム２７５によって隙間２５９へ送出された際に伝導ブロック２５４を冷却するために、隙間２５９によって伝導ブロック２５４から隔離され、低温に維持される。冷却領域２５３は、板アセンブリ２５０のこの範囲を冷却するために使用される冷却装置２６５を包含している。冷却領域２５３は熱伝導材料、例えばアルミニウム、銅、グラファイト、窒化アルミニウム、窒化ボロン、および／または他の材料から作られてもよい。冷却装置２６５は、冷却領域２５３を冷却するために使用される熱電素子であってもよい。別の実施形態では、冷却装置２６５は、冷却領域２５３の表面に形成された複数のチャネル（図示せず）で構成されており、これらのチャネルは内部に継続的に流れる熱交換流体を使用して温度制御される。流体温度コントローラ（図示せず）は熱交換流体、さらに冷却領域２５３の温度を制御するように適合されている。熱交換流体は、例えば約５〜２０℃に温度制御されたパーフルオロポリエーテル（例えばＧａｌｄｅｎ（登録商標））であってもよい。さらに、熱交換流体は、温度制御されたアルゴンや窒素といったガスであってもよい。
【０１５６】
[00241]流体送出システム２７５は、一般的に、伝導ブロック２５４と冷却領域２５３の間に形成された隙間２５９へ伝導作業流体を送出するように適合された流体送出源２７０を包含する。流体送出システム２７５は、伝導作業流体を流体送出システム２７５から入口領域２５７を介して隙間２５９へ流し、次に出口領域２５８から排出させる。排出された伝導作業流体は流体送出システム２７５へ戻る。そのため、伝導作業流体は、処理内の異なる段階の最中に、基板の加熱および冷却を行うべく、冷却領域２５３と伝導ブロック２５４の間の熱電対を増加させる目的で使用される。伝導作業流体は、伝導ブロック２５４と冷却領域２５３の間の熱電対を増加させることが可能な液体、蒸気、ガスであってもよい。一実施形態では、伝導作業流体は、ガリウム、インジウム、錫（例えばガリンスタン）の液体金属合金；水銀（ＨＧ）；ガルデン；ポリエチレングリコールといった液体である。別の実施形態では、伝導作業流体はヘリウム、アルゴン、二酸化炭素（ＣＯ２）のようなガスである。
【０１５７】
[00242]一実施形態では、板アセンブリ２５０は、ＰＥＢステップ５４０を実行するために、例えばＰＥＢチャンバ内で基板をベークするべく使用される。この構成では、最初に、伝導作業流体が隙間２５９を流れている間に基板がブロック表面２５４Ａへ送出され、これにより冷却領域２５３が伝導ブロック２５４と連通することで、ブロック表面が低温に維持される。基板がブロック表面２５４Ａと接触すると、伝導作業流体がその流れを停止され、隙間２５９から除去される。これにより、冷却領域２５３が伝導ブロック２５４から分断される。一実施形態では、ガス源２７２を使用して、残余している伝導作業流体を流体移送システム２７５へ強制的に戻す。次に、加熱装置２５５から送出されたエネルギーによって、伝導ブロック２５４をその所望の処理温度に達するまで加熱する。所望の処理温度を一定時間だけ維持した後に、伝導ブロック２５４と冷却領域２５３の間の熱電対によって伝導ブロック２５４を冷却するために、加熱装置２５５が遮断され、伝導作業流体が隙間２５９へ送出される。基板は所望の温度に達すると処理チャンバから除去される。
【０１５８】
[00243]図１１Ａに示す板アセンブリ２５０の一実施形態では、ビードブラスティング、ローレット切りなどの機械工作処理のような機械製作処理を使用して、ブロック表面２５６を粗くすることで、伝導ブロック２５４材料が熱衝撃によって損傷する機会を低減し、冷却領域２５３が伝導ブロック２５４に結合する表面範囲を拡大している。
【０１５９】
ＰＥＢ処理エンドポイント検出システム
[00244]ベークチャンバ、ＰＥＢチャンバおよび／またはＨＭＤＳ処理チャンバ内での処理時間を短縮し、処理結果の繰り返し可能性を向上させる試みにおいては、エンドポイント検出器をチャンバ内に統合することで、処理が完了、またはほぼ完了したので次の冷蔵チャンバ８０への移送が可能である旨をシステムコントローラ１０１に通知することができる。この設計により、処理を必要以上に長く実行し続けたり、「オーバーベーク」する必要が最小化する上に、チャンバ処理が完了したことを確認することも可能になる。この処理は、露光中に生成された有機酸がフォトレジストの露光されていない部分を攻撃することを防止する上で、ＰＥＢチャンバにおいて特に重要な処理である。
【０１６０】
[00245]この問題を解決するために、一実施形態では、先に識別された先に堆積または露光されたフォトレジスト層の表面上にあるガスおよび蒸気中のＰＥＢ、ＨＭＤＳ、ベークチャンバ反応副次物の濃度を測定することにより、処理エンドポイントを決定する。図１２Ａは、基板「Ｗ」のフォトレジスト層表面（図示せず）から拡散された副次物の濃度の変化を検出するよう適合されたエンドポイント検出システム１９０の一実施形態を図示する。この構成では、レーザ１９１がビーム（符号「Ａ」を参照）を放出する。このビームは、検出器１９２が受信した信号の強度を、処理ステップ中にフォトレジスト表面上のガスまたは蒸気中に拡散される副次物との相互作用によって低減させるように波長を調整してから放出される。また、レーザの波長と強度は、レーザが潜在的にフォトレジストをそれ以上露光しないようにする形にも調整されている。一般に、典型的なフォトレジスト処理副次物とは、例えば、炭化水素を包含する材料および二酸化炭素（ＣＯ２）である。フォトレジストから生じたＣＯ２または他の有機分解生成物の濃度の変化によって生じた強度のばらつきから、エンドポイントを推測できる。レーザで放出される１つ以上の波長は約５００〜４０００ｎｍであってもよい。一実施形態では、二酸化炭素の凝縮が検出された場合、レーザの波長は約１９６０ｎｍであり、この波長は従来のレーザダイオード容易に達成することができる。別の実施形態では、レーザで放出されるビームの波長は４２３０ｎｍである。
【０１６１】
[00246]図１２Ａは、ベークチャンバ、ＰＥＢチャンバ、ＨＭＤＳ処理チャンバ（要素１９９を参照）の側面図である。これらの処理チャンバは、基板の表面上に包含されたフォトレジストの表面のすぐ上を交差するビームを放出するレーザ１９１を包含している。この構成では、レーザ１９１と検出器１９２は、放出されたビームが板アセンブリ１９３上に保持された基板「Ｗ」の表面のフォトレジスト層と平行し、このフォトレジスト層にごく接近して走行できる形で搭載されている。板アセンブリ１９３は、例えば、上述したベーク、ＰＥＢ、ＨＭＤＳ処理ステップ中に基板の処理に使用されるＰＥＢ板アセンブリ１３３またはベーク板アセンブリ９３であってもよい。生じた副次物の濃度はフォトレジストの表面のすぐ上において最も高いため、この構成では、一般的にエンドポイント検出システム１９０は、ガスまたは蒸気中の副次物の濃度の変化に最も良く反応する。この構成の利点は、フォトレジストの表面にビーム投射を行うことで、検出される強度の変化が、ビームの全長にかけてこれを通る副次物量の合計によって表されることである。この方法は、より低い信号対雑音比を提供し、さらにこの処理の異なる段階の最中に処理のばらつきを修正する。
【０１６２】
[00247]エンドポイント検出器の別の実施形態では、レーザを使用してフォトレジスト層の厚さを決定し、および／または、処理のエンドポイントを決定するためにフォトレジスト層の反射指数の変化を感知する。図１２Ｂは、フォトレジスト層の厚さの測定、および／またはフォトレジスト層の反射指数の変化の感知に使用できるエンドポイント検出システム１９８の一実施形態を図示している。一般的に、エンドポイント検出システム１９８は、レーザ１９４、ビームスプリッタ１９５、検出器１９６を包含する。図１２Ｂに示す一実施形態では、エンドポイント検出システム１９８は光ファイバケーブル１９７をさらに包含している。この光ファイバケーブル１９７により、レーザ１９４、ビームスプリッタ１９５、検出器１９６を基板の表面の上の処理領域１９９Ａから望ましい距離に位置決めすることが可能になる。
【０１６３】
[00248]エンドポイント検出処理の一実施形態では、処理中にフォトレジストの厚さおよび／または反射指数の変化を監視できるよう、レーザが複数の波長を放出するように設計されている。フォトレジストの厚さは、処理中にフォトレジストの厚さと反射指数の変化として変化するマルチ波長干渉パターンの変化を検出することで測定される。エンドポイント検出処理の一実施形態では、レーザ１９４がビームスプリッタ１９５に放射線を放出すると、レーザ１９４から放出された一定の割合の放射線がビームスプリッタ１９５を直接通り光ファイバケーブル１９７に到達する。次に、光ファイバケーブル１９７が、放出されたエネルギーを基板の表面に向ける。すると、放出された放射線がフォトレジスト層（符号「Ｐ」）の表面および／または基板の表面にて反射、散乱または吸収される。次に、反射された放射線のうち一定の割合が再び光ファイバケーブル１９７へ戻り、ここで放射線がビームスプリッタ１９５に向けられる。ビームスプリッタ１９５は反射された放射線のうち一定の割合を検出器１９６へ反射させ、ここで入射放射線が検出される。
【０１６４】
[00249]上述した実施形態のいずれかを使用して、処理のエンドポイントがいつ発生したかを検出するために、検出された信号を、先に処理された基板から収集した信号またはデータと比較してもよい。一実施形態では、確信できるエンドポイントの検出を行うには、その前に処理後測定値を得ておく必要がある。図１２Ｃは、先に処理したウェーハから収集されたデータを使用して、エンドポイント検出処理を最適化する方法を図示している。この方法では、２枚以上の基板からのエンドポイント信号を参照のため記録する、あるいは、システムコントローラ１０１のメモリに記憶する必要がある（符号Ａを参照）。次に、エンドポイント信号を理想的な処理と比較する方法を決定するために、２枚以上の基板が十分に処理され、検査される（符号Ｂを参照）。その後、この検査データを使用して、理想的な処理時間と実際のエンドポイント信号とが決定され、今度はこれをチャンバ内で処理される後続の基板に使用して、実際の処理の最後が決定される（符合Ｃを参照）。
【０１６５】
最小の接触での熱移送設計の向上
[00250]冷蔵チャンバ、ベークチャンバ、ＰＥＢチャンバ、および／またはＨＭＤＳ処理チャンバの処理時間を短縮することによってシステムスループットを増加するために、様々な方法を採用して基板と熱交換装置の熱電対を増加させる。基板の表面と板アセンブリの表面（例えばＰＥＢ板アセンブリ１３３、冷蔵板アセンブリ８３など）との接触を増加することで、熱電対が増加し、基板が所望の処理温度に達するまでの時間が短縮される。しかしその一方で、基板の裏面で生成される粒子の数を増加させることにより、露光処理結果さらに装置の生産性に影響するという理由から、接触の増加は望ましくないことが多い。
【０１６６】
[00251]基板の裏面における粒子の生成を低減するためには、基板を板アセンブリの表面から離間させる一列の突起を使用して、基板と板アセンブリの表面との接触を最小化することができる。突起は、生成される粒子の数を低減する一方で、基板と板アセンブリの間の熱電対を低減する傾向にある。そのため、多くの場合、板アセンブリの表面からの突起の高さを最小化して熱電対を向上させる一方で、さらに、基板が板アセンブリの表面に触れないようにすることが望ましい。従来技術の用途は、典型的には、板アセンブリの表面に機械工作した孔の中に押し込むまたは設置されたサファイアの球体を、突起として作用させるべく使用するものであった。サファイアと板アセンブリの表面の間に十分に優れた高さ制御を機械工作によって達成することは困難である場合が多い。それは、この技術では、基板が板アセンブリの表面と接触しないようこれを非常に平坦にする必要があるためである。これらの問題は、球体またはピンを維持する表面特徴を形成するのに必要な機械工作動作の全てが何らかの基準データを参照し、板アセンブリの表面トポロジーのばらつきを考慮しないために起こる。この問題は、板アセンブリの表面から突起の高さが約３０マイクロメートルである場合に特に重要となる。
【０１６７】
[00252]図１３Ａを参照すると、これらの競合する問題を解決するために、一実施形態では、板アセンブリ１７０の表面上に一列の精密に制御された小さな接触範囲突起１７１を形成し、また、基板を板アセンブリの方へ付勢することで基板と板アセンブリの間の熱電対を向上させている。基板の付勢は、真空チャック装置、静電チャック装置、またはこれ以外の、基板を板アセンブリに対して強制的に押圧する従来の方法を使用して行える。ＣＶＤおよび／またはＰＶＤ堆積処理を使用して、１列の精密に制御された小さな接触範囲突起１７１を形成することができる。また、ＣＶＤおよび／またはＰＶＤ堆積処理を使用して、制御されたサイズの薄膜材料を板アセンブリの表面上に所望の高さで均等に堆積させることができる。板アセンブリ１７０の表面上に突起１７１を形成するべく堆積する材料は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、シリコン（Ｓｉ）、金属（例えばニッケル、チタン、窒化チタン、モリブデン、タングステンなど）、セラミック材料、重合体材料（例えばポリイミド、テフロンなど）であるか、またはこれ以外の、ほぼ変形することなく付勢力に耐え得る十分な硬性を有し、基板の裏面（例えばダイヤモンド、ダイヤモンド状硬質炭素、窒化ボロン）との相互作用によって簡単に摩削しない材料であってもよい。このアプローチは、板アセンブリ表面よりも上に位置する突起の高さを、最新構造の突起高さの約十分の一（例えば１／１０）の高さに制御できるため有利である。突起の高さを低減することで、熱移送速度を増すことが可能であるため、ウェーハを遥かに高速に加熱できるようになり、これにより、ウェーハが最終温度に遷移するまでにかかる時間が短縮され、拡散および化学反応のばらつきを低減できる。さらに、ウェーハと加熱気の間の熱電対がより接近することで、他のチャンバの不均等性の熱衝撃が低減する。このアプローチの別の利点は、より多くの突起１７１を使用することで、基板バウの大きさを低減できる。これは、基板に外部圧力が印加された際に基板バウが突起間の距離の４番目の力に反比例するためである。各突起１７１の板アセンブリの表面からの高さが公称的に同一であり、基板が、突起間に最小のバウを設けた状態で、アセンブリの表面よりも上の位置に均等に持着されているため、板アセンブリから基板までの熱移送が均等になる。したがってこの設計は、基板の温度を高速かつ均等に目標温度にする一方で、普通の真空チャックに固有の基板裏面における粒子生成を最小化する。
【０１６８】
[00253]一実施形態では、板アセンブリの表面よりも上の位置にマスク(図示せず)を設置することで突起１７１を形成する。これにより、マスクに形成された特徴部または孔を使用して、画成された特定の範囲上にＣＶＤまたはＰＶＤ材料を堆積させられるようになる。こうすることで、マスクに形成された特徴と突起の高さによりサイズが制御され、従来のＰＶＤまたはＣＶＤ処理堆積速度を使用して板アセンブリの表面上に特定量の材料を堆積させるようにすることで、突起の高さを制御できる。一実施形態では、ＰＶＤまたはＣＶＤ処理によって堆積させた突起１７１の厚さは約１００マイクロメートルである。
【０１６９】
[00254]図１３Ｃ、図１３Ｄは、選択的なＣＶＤ堆積処理を使用して所望の高さの突起を堆積させる実施形態を図示している。この構成では、例えば、テフロンコートしたアルミニウムで作成した板アセンブリ１７０の板アセンブリ表面１７０Ａ内に、二酸化シリコンまたはダイヤモンドシード結晶１８２Ａ層を埋め込んでいる。この構成では、従来のＣＶＤ処理を、二酸化シリコンまたはダイヤモンドの膜１８２Ｂをシード結晶１８２Ａ上に選択的に堆積させるように適合することができる。この実施形態では、シード結晶１８２Ａを、その頂面が板アセンブリ表面１７０Ａとほぼ同一平面を成すように板アセンブリ１７０Ａ内に埋め込むことができる。本発明の１つの態様では、挿入ツールを使用して、シード結晶１８２Ａを繰り返し据付け、これが板アセンブリの表面１７０Ａと同一平面を成すようにしている。この挿入ツールは、比較的圧縮され難く、平坦で、研磨した面を有する材料で作成されるべきである。また、挿入ツールは、少なくともシード結晶１８２Ａの材料と同じ硬さを有する板アセンブリ内へ挿入される最中に、シード結晶と接触する作業面（図示せず）を有している必要がある。
【０１７０】
[00255]図１３Ａは、冷蔵チャンバ８０、ベークチャンバ９０、ＰＥＢチャンバ１３０、および／またはＨＭＤＳ処理チャンバ７０内で使用できる加熱／冷却アセンブリ１８０の一実施形態を図示している。一実施形態では、加熱／冷却アセンブリ１８０は板アセンブリ１７０と真空源１７５を包含し、これらは処理チャンバ１８６内に搭載されている。一般的に板アセンブリ１７０は、板１７０Ｂ、板アセンブリ表面１７０Ａ、突起１７１、真空源ポートアセンブリ１７２を包含している。この構成では、真空源１７５が真空ポートプレナム１７２Ｂ内に負の圧力を作成して、板アセンブリ１７０の表面に形成された複数の真空ポート１７２Ａ内に空気を流動させる。これにより、基板の表面で作成される圧力が低減し、基板が突起１７１の表面へと付勢される。板１７０Ｂは、アルミニウム、銅、グラファイト、窒化アルミニウム、窒化ボロン、および／または他の材料のような熱伝導材料から作ることが可能であり、また、熱交換装置１８３Ａと連通している。図１３Ａは、上述の冷蔵チャンバ８０、ベークチャンバ９０、ＰＥＢチャンバ１３０、および／またはＨＭＤＳ処理チャンバ７０の図面に示したものとは形状の異なる熱交換装置１８３Ａを図示している。この実施形態は、上述した全ての特徴を組み込むことを意図する。
【０１７１】
[00256]一実施形態では、板アセンブリ１７０はさらにガス源ポートアセンブリ１７３とガス源１７４を包含しており、処理中に基板の端を浄化することによって、基板の後ろで生成される圧力が低減したことにより、気化した溶液蒸気が板アセンブリ表面１７０Ａまたは基板の裏面に堆積することを防止する。（例えば、真空チャック構成）この構成では、ガス源１７４を使用して、ガスポートプレナム１７３Ｂ内に正の圧力を作成し、板アセンブリ１７０の表面に形成された複数のガスポート１７３Ａからガスを流出させている。一実施形態では、ガス源１７４は、アルゴン、キセノン、ヘリウム、窒素、および／またはクリプトンのような不活性ガスを基板の端へ送出するように適合されている。一実施形態では、またガス源１７４は、基板の端へ流体を送出するようにも適合されている。
【０１７２】
[00257]図１３Ｂは、突起１７１の頂部に基板が載っていない状態にある板アセンブリ１７０の表面の平面図を図示することで、突起１７１（３３個を図示）、真空ポート１７２Ａ（最大３６７を図示）、ガスポート１７３Ａ（最大３６０を図示）の１つの使用可能な構成を図示している。一般に、接触範囲を最小化し、基板と板アセンブリ表面１７０Ａの間の隙間をほぼ均等化するために、板アセンブリ１７０の表面にかけて複数の突起１７１どうしが離間している。複数の真空ポート１７２Ａは板アセンブリ１７０の表面にかけて、かつその周囲にわたって離間しているので、基板を板アセンブリ１７０へ付勢し、それにより基板と板アセンブリ表面１７０Ａの間の隙間をほぼ均等にすることができる。図１３Ｂに示す一実施形態では、真空ポートの内部アレイ１７２Ａ（符号「Ａ」）は、ガスポートの外部アレイ１７３Ａ（符号「Ｂ」）と鏡象になっている。この場合、内部アレイ「Ａ」の直径は基板直径よりも小さく、外部アレイ「Ｂ」の直径は基板直径と等しいか、あるいはこれよりも大きい。一実施形態では、突起１７１の形成に使用される堆積させたＣＶＤまたはＰＶＤ材料の小さな隆起部を（図示せず）、真空ポートの内部アレイ１７２Ａとガスポートの外部アレイ１７３Ａの間に設置していることで、板の縁を浄化するのに必要なガスの量が最小化される。図１３Ａ〜図１３Ｂはまた、リフトアセンブリ８７と、基板を板アセンブリ表面１７０Ａから持ち上げるために板アセンブリ表面１７０Ａにかけて延びているリフトピン孔１８９とを有する構成を図示している。
【０１７３】
[00258]一実施形態では、処理中に基板の縁が冷却されることを防止するために、ガス源１７４から送出されたガスが、ガスポート１７３Ａを出る前に加熱される。別の実施形態では、板アセンブリ１７０内のガスポートプレナム１７３Ｂの長さは、ガスポートプレナム内に注入されたガスが、ガスポート１７３Ａを出る前に板の温度にほぼ達するのに十分な時間だけガスポートプレナム内に存在するように設計されている。
【０１７４】
支持チャンバ
[00259]支持チャンバ６５（図４Ｃ、図４Ｆ、図４Ｈ）を使用して、コンテナ、ポンプ、弁、フィルタ、さらにこれ以外の、クラスタツール１０内で処理シーケンスを完了するために使用される支持コンポーネントを収納することができる。
【０１７５】
[00260]一実施形態では、処理済みの基板内の欠陥を検出するため、統計的な処理制御を実行するため、および／またはシステムが、入ってくる基板の品質のばらつきを補正できるようにするために、支持チャンバ６５が粒子測定ツール、ＯＣＤ分光解析装置、分光反射計、および多様なスキャタロメトリ装置のような様々な度量衡ツールを包含している。１つのケースでは、非接触型の可視および／またはＤＵＶ反射計技術を使用して、クラスタツール内の基板上の膜の厚さと、膜の均等の性の測定を実行することができる。反射計ツールは、Ｎａｎｏｍｅｔｒｉｃｓ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ（カリフォルニア州ミルピタス）から購入することができる。
【０１７６】
[00261]統合型ＯＣＤ分光解析ツールを使用すれば、ウェーハをスタンドアロン型の度量衡ツールへ移動することなく、リソグラフ処理中の膜特徴および閉鎖ループ制御を完了することができるため、移送時間が節約でき、また潜在的な取り扱いによる汚染と損傷を排除することができる。様々な制御度量衡機能をクラスタツール内に直接統合することによって、ＣＤ制御とＣｏＯの向上が支援される。ＯＣＤ分光解析ツールは、Ｎａｎｏｍｅｔｒｉｃｓ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ（カリフォルニア州ミルピタス）から購入することができる。
【０１７７】
ウェーハシーケンシング／並行処理
[00262]電子装置製造業者は、市場において競争力を持つため、またＣｏＯｗ低減するための努力として、多くの場合、クラスタツールアーキテクチャの制限とチャンバ処理時間を仮定した場合の最大の基板スループットを達成しようと、多大な時間を費やして処理シーケンスおよびチャンバ処理時間の最適化を試みている。トラックリソグラフィタイプのクラスタツールでは、チャンバ処理時間がかなり短くなりがちであり（例えば処理完了までに約１分間）、典型的なトラックシステム処理を完了するために要する処理ステップの数が多いことから、１枚の基板の処理にかかる時間の著しい部分が、クラスタツール内の様々な処理チャンバ間における基板移送処理に費やされてしまう。そこで、クラスタツール１０の一実施形態では複数の基板をまとめてグループ化し、２つ以上のグループ毎に移送および処理することでＣｏＯの低減を行っている。この並行処理形式では、システムスループットを増加し、ロボットが処理チャンバ間で基板バッチを移送するためにとる動作数を低減しているので、ロボットの疲労が低減されてシステムの信頼性が増加する。
【０１７８】
[00263]本発明の１つの態様では、トラックアーキテクチャは、ポッドアセンブリ１０５Ａ〜Ｄ内に搭載したカセット１０６から基板が１枚ずつ離れ、第１処理ステーションでの処理が終了した後に再び２枚以上の基板のグループにまとめてグループ化されるように設計されている。例えば、図３Ａに示す処理シーケンスを使用する場合には、基板はＢＡＲＣコートステップ５１２０の終了後にグループ化される。この構成では、カセット１０６に対応し、各基板を第１処理ステーション内に設置するロボットには１枚ブレードロボットを使用できる。しかし、第１処理ステーションから基板を取り上げ、後続の基板処理ステーションへ設置するロボット（例えば中央ロボット１０７）には、グループ化する基板と同じ枚数の基板保持装置（例えばロボットブレード）を包含するロボットが使用される。例えば、図１６Ａに示すように、２枚の基板をまとめてグループ化する場合には２枚ブレードタイプの中央ロボット１０７を使用できる。本発明の別の態様では、基板は、ステッパ／スキャナ５内へ移送される以前にグループ解除され、ＰＥＢステップ５４０の実行後に再びグループ化される。基板はさらに、最終の処理ステーションで前端ロボット１０８によって取り上げられる前に再びグループ解除される。
【０１７９】
[00264]本発明の１つの態様では、基板はポッドアセンブリ１０５にてまとめてグループ化され、複数のブレードタイプの前端ロボット１０８、中央ロボット１０７、後部ロボット１０９を使用し、クラスタツールを介してグループ毎に移送される。図１６Ａ〜図１６Ｄは、複数のブレードロボットの一実施形態を図示している。この場合、前端ロボット１０８の各ブレードに基板が搭載されると、クラスタツールを介した全ての移送処理がグループ毎に完了する。ステッパ／スキャナ５では基板のグループ解除がなされるべき、即ち基板は１枚ずつ移送されるべきであると気付くだろう。
【０１８０】
[00265]一実施形態では、基板は対単位でグループ化される。そのため移送処理は、第１処理チャンバ内への１枚基板移送のグループ化ステップ、システムを通過する２枚基板移送のグループ化ステップ、次にステッパ／スキャナ５との間を往復する１枚基板移送のグループ化ステップ、そしてシステムを通過する２枚基板移送のグループ化ステップ、さらに最終チャンバからカセットへの１枚基板移送のグループ化ステップを含む。一実施形態では、図１６Ａ〜図１６Ｂの下部に示す中央ロボット１０７は、基板を２枚１グループで移送するため２枚ブレードアセンブリ７０５を包含している。この２枚ブレードアセンブリ７０５は、第１ブレードアセンブリ７１５Ａ上に載っている少なくとも１枚のロボットブレード７１１Ａと、第２ブレードアセンブリ７１５Ｂ上に載っている少なくとも１枚のロボットブレード７１１Ｂとを包含している。この構成では、第１ブレードアセンブリ７１５Ａと第２ブレードアセンブリ７１５Ｂは、基板のグループ化を内部で行う２つのチャンバの垂直空間に対して固定距離で離間している。例えば、図４Ａに示す前端処理ラック５２のＣＤ１、ＣＤ２内でＢＡＲＣコートステップ５１０を実行した後に基板を対にてグループ化する場合には、基板を第１中央処理ラック１５２内のＣ１２冷蔵チャンバ、Ｃ９冷蔵チャンバ、あるいはＢ５ベークチャンバ、Ｂ２ベークチャンバへ移送できるようにＣＤ１チャンバ、ＣＤ２チャンバ内における移送位置の空間を構成する。これにより、ＢＡＲＣ後の冷蔵ステップ５１４の完了後に、中央ロボット１０７が基板の対を、第２中央処理ラック１５４内に保持されたコータ／デベロッパチャンバ６０の１つの対、例えばＣＤ１とＣＤ２、ＣＤ２とＣＤ３、ＣＤ３とＣＤ４へ移送することができる。
【０１８１】
[00266]２枚ブレードアセンブリ７０５の一実施形態では、第２ブレードアセンブリ７１５Ｂに対する第１ブレードアセンブリ７１５Ａの水平空間は固定距離で離間しており、これは内部において基板のグループ化が行われる２つのチャンバの水平空間に対応している。この構成では、第１ブレードアセンブリ７１５Ａと第２ブレードアセンブリ７１５Ｂは、水平平面上に、２枚ブレードアセンブリ７０５が水平に離間したチャンバにアクセスすることができる形で整列されている。
【０１８２】
[00267]図１６Ｄを参照すると、別の実施形態では、第１ブレードアセンブリ７１５Ａと第２ブレードアセンブリ７１５Ｂは、２枚ブレードアセンブリ７０５上に搭載されたアクチュエータ７２２を使用して可変距離で離間している。一般に、アクチュエータ７２２は、様々な数のグループ化された基板どうしの空間を、グループ化した基板が移送されるチャンバの所望の空間と一致するべく変更するように適合されている。１つの態様では、アクチュエータ７２２は支持部７２０上に搭載されており、第２表面７２０Ｂに取り付けられた第２ブレードアセンブリ７１５Ｂを位置決めするように適合されている。この構成では、アクチュエータ７２２は、第２表面７２０Ｂを方向「Ｂ」へ位置決めすることで、第１ブレードアセンブリ７１５Ａと第２ブレードアセンブリ７１５Ｂの間の空間「Ａ」を変更できる。一実施形態では、アクチュエータ７２２は直接駆動式の無ブラシリニアサーボモータであり、このサーボモータは、Ｄａｎａｈｅｒ  Ｍｏｔｉｏｎ（イリノイ州ウッドデール）、またはＡｅｒｏｔｅｃｈ，Ｉｎｃ．（ペンシルベニア州ピッツバーグ）から購入することができる。
【０１８３】
[00268]一実施形態では、基板にバッチ現像処理を施すことが可能である。この場合、基板はグループ化されて移送され、現像処理を実行するためにグループ解除され、その後、再びグループ化されてグループ移送される。
【０１８４】
バッファステーションのないシーケンシング
[00269]本発明の１つの態様では、基板処理シーケンスとクラスタツールは、処理シーケンス中に実行される基板移送ステップが、処理シーケンスの次の処理ステップを実行するチャンバに対して実行され完了する形で設計されている。従来技術のクラスタツール構成では、普通、処理シーケンス中に仮ステーションまたはバッファチャンバを据付けることで、基板を下ろしたロボットが他の移送ステップを完了できる、および／または、他のロボットが待ち状態の基板を取り上げてシステム内の別の所望の位置へ移送できるようになっている。次の処理ステップが実行されないないチャンバ内に基板を設置するステップは時間の無駄であり、これによりロボット（１つ以上）の使用可能性が低下し、クラスタツール内の空間が無駄になり、ロボット（１つ以上）の疲労が増加する。バッファリングステップを追加することで基板ハンドオフの数が増加し、さらに裏面の粒子汚染量が増加するため、装置の生産性に悪影響が及ぶ。また、バッファチャンバ内で費やされる時間を各基板毎に制御しない限り、バッファステップを包含する基板処理シーケンスが異なる基板ウェーハ履歴を固有に有することになる。バッファリング時間を制御すれば、処理変数が追加されることでシステムの複雑性が増加し、これにより達成可能な最大基板スループットが打撃を受け易くなる。ロボットがシステムスループットを制限する場合には、クラスタツールの最大基板スループットが、処理シーケンスを完了するためにロボットが行う動作の総数と、ロボットを動作させるためにかかる時間とによって統制される。通例、ロボットに所望の動作を行わせるのにかかる時間は、ロボットのハードウェア、処理チャンバ間の距離、基板の清潔性の問題、システム制御といった制限によって制限される。典型的に、ロボット動作時間はロボット毎にそれほど異なるわけではなく、業界全体にわたってほとんど一貫している。そのため、処理シーケンスを完了するためのロボット動作数が他よりも固有に少ないクラスタツールのシステムスループットは、処理シーケンスを完了するまでにより多くの動作を要する他のクラスタツール、例えば複数のバッファリングステップを包含するクラスタツールのシステムスループットよりも高い。
【０１８５】
[00270]図２Ａ〜図２Ｇ、図１４Ａ〜図１４Ｂに示したクラスタツールの様々な実施形態は、システムにかけて基板を移送するのに必要な動作とロボット数が少ないため、従来技術の構成にはない特定の利点を有する。その一例は、カセット（１つ以上）１０６にアクセスし、第１処理チャンバ（例えばコータチャンバ６０Ａ）内に基板を直接設置し、第１処理チャンバ内での処理完了後に基板を次の処理チャンバ（例えばベークチャンバ９０）へ送出する前端ロボット１０８の能力である。従来技術の構成では、カセット、処理チャンバ、および／またはステッパ／スキャナの間の複数の仮ステーションと、クラスタツールを介して処理シーケンスを完了するための複数のロボットとを使用する必要がある。いくつかの従来技術の構成では、例えば、第１ロボットが基板を第１位置に設置し、この位置で第２ロボットが基板を取り上げ、処理チャンバ内の第２位置に設置することが普通である。処理チャンバ内での処理が終了した基板が次に第２ロボットによって再び第１位置へ戻され、ここで第１ロボットまたは第３ロボットによって取り上げられ、システム内の別の位置へ移送される。この移送処理あるいは移送経路は、第１位置と第２位置の間の移送を完了するために別々のロボットを必要とし、基板を移送するために２つの無付加価値動作が必要であることから無駄である。さらなるロボットの追加、および／または無付加価値動作の増加は、低下した基板スループットによってコスト高の原因となり、クラスタツールの信頼性を低下させる。この態様の重要性は、連続シーケンスの信頼性がシーケンスにおける各コンポーネントの製品の信頼性に比例すると知ることによってより理解できる。したがって、９９％の起動時間を有する１つのロボットは、９９％の起動時間を有する２つのロボットよりも常に優れているということになるが、これは、それぞれが９９％の起動時間を有する連続した２つのロボットの起動時間は９８．０１％にしかならないためである。トラックリソグラフィチャンバの処理時間はかなり短くなる傾向にあり、また、典型的な処理シーケンスを完了するために必要な処理ステップ数が多いため、システムの信頼性、ウェーハハンドオフの数、ロボットの無付加価値動作がシステムスループットに大幅に影響してしまう。
【０１８６】
[00271]本明細書で説明したクラスタツール構成の１つの利点は、２つ以上のロボットが異なる主要モジュール（例えば前端モジュール３０６、中央モジュール３１０など）内の処理チャンバ（例えば冷蔵チャンバ８０、ベークチャンバ９０など）にアクセスできる能力である。例えば、図２Ｆに示す実施形態では、前端ロボット１０８は第１中央処理ラック３１２および第２中央処理ラック３１４内の処理チャンバにアクセスでき、中央ロボット１０７は第１処理ラック３０８および第２処理ラック３０９内の処理チャンバにアクセスできる。利用中のロボットしかシステムスループットを制限しているロボットを補助できないため、ロボットが別の主要のモジュール内の処理チャンバにアクセスできる能力、または「ロボットの重なり」は、システムロボット移送に伴う障害を防止する上で重要な態様である。したがって、基板シーケンスの最中に各ロボットが行う負荷平衡化作用によって、基板スループットを増加でき、基板のウェーハ履歴をさらに繰り返し可能にでき、システムの信頼性を向上させることができる。１つの態様において、システムコントローラ１０１は、最適化したスループットに基づいて基板移送経路を調整するように、または動作不能となった処理チャンバの周囲で作業するように適合されている。スループットの最適化を可能にするシステムコントローラ１０１の特徴は論理スケジューラとして知られている。論理スケジューラは、ユーザからの入力、およびクラスタツール全体にかけて分布している様々なセンサからの入力に基づいて、タスクおよび基板動作の優先順位を決定する。論理スケジューラは、様々なロボット（例えば前端ロボット１０８、中央ロボット１０７、後部ロボット１０９、１つ以上のシャトルロボット１１０など）の各々に要求された特徴タスクのリストをレビューすることで、様々なロボットのそれぞれに付加された負荷平衡化を補助するように適合される。この特徴タスクは、システムコントローラのメモリ内に保持されている。ＣｏＯを向上させるべく、クラスタツールアーキテクチャおよびシステムコントローラ１０１を共に使用してクラスタツールの利用を最大化することで、ウェーハ履歴の繰り返し可能性が高まり、システムの信頼性も向上する。
【０１８７】
[00272]１つの態様では、ロボットが同時に動作できるようにして、ロボット間の衝突を回避し、システムスループットを向上させるために、システムコントローラ１０１が、システム（例えば２枚ブレードアセンブリ７０５（図１６Ａ〜図１６Ｃ）、ブレードアセンブリ７０６（図１６Ｆ〜図１６Ｇ）など）内に設けた全てのロボットの終端効果器の動作を監視および制御するようにさらにプログラムされる。いわゆる「衝突回避システム」は複数の方法で実現できるが、一般的には、衝突回避の目的でロボット上、あるいはクラスタツール内に位置決めされた様々なセンサを使用して、システムコントローラ１０１が移送処理中に各ロボットの位置を監視する。１つの態様では、システムコントローラは、各ロボットの動作および／または軌道を能動的に変更することで、衝突を回避し、移送経路の長さを最短化するように適合されている。一実施形態では、「ゾーン回避」システムを使用して、複数のロボット間の衝突を防止している。ゾーン回避システムの１つの態様では、システムコントローラが自体のハードウェアおよびソフトウェアコンポーネントを使用して、各ロボット周囲の「オープン」な、もしくは内部で安全に動作できる領域を継続的に監視、更新、および画成することができる。したがって、画成された「オープン」または安全な領域とは、ロボットが別のロボットと衝突することなく侵入あるいは横切ることができる領域のことである。衝突回避システムの別の実施形態では、システムコントローラは、クラスタツールメインフレームの周囲とロボット（１つ以上）上に分布している複数のセンサ（例えば様々なロボット軸上のエンコーダ、位置センサなど）およびエミッタを、クラスタツール内の各ロボットの実位置を継続的に追跡し、２つ以上のロボットの動作が同じ空間内に入って衝突しないように監視および制御を行うように適合されている。１つの態様では、センサは、各ロボットの位置を監視するためにクラスタツール内の様々な垂直および／または水平方位に位置決めされた光センサである。別の態様では、感知システムを使用して、各ロボットおよびそのコンポーネントが監視される。この感知システムは、様々なロボットコンポーネント上にメインフレーム内で複数のセンサに対して位置決めされたエミッタを使用することで様々なロボットコンポーネントの各々の位置を三角測量することができる。１つの態様では、感知システムはＲＦ送信機および受信機であるエミッタとセンサを包含している。
【０１８８】
[00273]図１４Ａは、クラスタツール１０内を流れる基板の一例を図示するために、基板移送経路を概略的に図示す。この例では、バッファステップの数を最小化または完全に排除している。一般的に移送経路は、様々な処理レシピステップを基板（１枚以上）に実行できるようにするために、基板が、１つの位置から別の位置へ移動する際に移動する経路の略図を図示している。図１４Ａは、図３Ａで説明した処理シーケンスの後の基板の移送経路を図示している。この実施形態では、基板が前端ロボット１０８によってポッドアセンブリ１０５（符号１０５Ａ）から除去され、移送路Ａ１を追随してコータチャンバ６０Ａ（例えばＣＤ１、ＣＤ２など（図４Ａ））へ移送されることで、基板にＢＡＲＣコートステップ５１０を完了できる。ＢＡＲＣ処理が一旦完了すると、中央ロボット１０７が移送経路Ａ２を追随し、基板をベークチャンバ９０（例えば、Ｂ１、Ｂ３など）（図４Ｂ））へ移送する。ここで基板にＢＡＲＣ後のベークステップ５１２を完了できる。ＢＡＲＣ後のベークステップ５１２の完了後、シャトルロボット１１０が移送経路Ａ３を追随し、基板をＢＡＲＣ後冷蔵ステップ５１４（例えばＣ１、Ｃ２など（図４Ｂ））へ移送する。ＢＡＲＣ後冷蔵ステップ５１４の実行後、中央ロボット１０７が移送経路Ａ４を追随し、基板をコータチャンバ６０Ａ（例えばＣＤ１、ＣＤ２など（図４Ｃ））へ移送する。ここで基板にフォトレジストコートステップ５２０が実行される。フォトレジストコートステップ５２０の実行後、次に中央ロボット１０７が移送経路Ａ５を追随し、基板をベークチャンバ９０（例えばＢ２、Ｂ４など（図４Ｂ））へ移送する。ここで基板にフォトレジスト後のベークステップ５２２が実行される。フォトレジストコート後のベークステップ５２２の実行後、シャトルロボット１１０が移送経路Ａ６を追随し、基板を冷蔵チャンバ８０（例えばＣ１、Ｃ２など（図４Ｂ））へ移送する。ここで基板にフォトレジスト後の冷蔵ステップ５２４が実行される。フォトレジスト後の冷蔵ステップ５２４の実行後、中央ロボット１０７が移送経路Ａ７を追随し、基板をＯＥＢＲチャンバ６２（例えばＯＥＢＲ１など（図１４Ａには図示していない。図４Ｄを参照））へ移送する。ここで基板にＯＥＢＲステップ５３６が実行される。次に、後部ロボット１０９が移送路Ａ８を追随し、基板をステッパ／スキャナ５へ移送する。露光ステップ５３８の完了後、後部ロボット１０９が移送経路Ａ９を追随し、基板をＰＥＢチャンバ１３０（図４Ｄ）へ移送する。ＰＥＢステップ５４０の実行後、シャトルロボット１１０が移送経路Ａ１０を追随し、基板を冷蔵チャンバ８０へ移送する。ここで基板にＰＥＢ後の冷蔵ステップ５４２が実行される。ＰＥＢ後の冷蔵ステップ５４２の実行後、後部ロボット１０９（または中央ロボット１０７）が移送経路Ａ１１を追随し、基板をデベロッパチャンバ６０Ｂへ移送する。ここで基板に現像ステップ５５０が実行される。現像ステップ５５０の実行後、中央ロボット１０７が移送経路Ａ１２を追随し、基板を冷蔵チャンバ８０へ移送する。ここで前端ロボット１０８が基板を取り上げて移送経路Ａ１３を追随し、ポッドアセンブリ１０５へ移送する。
【０１８９】
[00274]図１４Ａに図示するクラスタツール１０の１つの態様では、基板を２枚以上ずつのグループで移送するために、グループ化した基板を１グループとして、移送経路Ａ１〜Ａ７、Ａ１０〜Ａ１２を介して移動させている。上述したように、この平行処理形式によって、システムスループットが増加し、処理チャンバ間で基板バッチを移送するロボットの動作数が低減し、その結果、ロボットの疲労が低減し、システムの信頼性が増加する。
【０１９０】
[00275]図１４Ａに図示したクラスタ１０の１つの態様では、移送経路Ａ３、Ａ６、および／またはＡ１０は中央ロボット１０７によって完了される。一実施形態では、移送経路Ａ１１は、冷蔵チャンバ８０とデベロッパチャンバ６０Ｂの間で基板を移送するように適合されたシャトルロボット１１０によって完了される。
【０１９１】
[00276]図１４Ｂは、バッファステップ数を最小化または完全に排除できる、図２Ｆのクラスタツール１０の構成を通過する基板移送経路の一例を概略的に図示する。図１４Ｂは、図１３Ａに図示した処理手順に追随する基板移送経路を図示する。本実施形態では、図３前端ロボット１０８がポッドアセンブリ１０５（符号１０５Ｃ）から基板を除去し、移送経路Ａ１を追随してコータチャンバ６０Ａへ移送する。これにより、基板上でＢＡＲＣコートステップ５１０を完了できる。ＢＡＲＣ処理が完了すると、次に前端ロボット１０８が移送経路Ａ２を追随して基板をベークチャンバ９０（例えばＢ１、Ｂ２、Ｂ３など（図４Ｇ））へ移送する。基板上でＢＡＲＣ後のベークステップ５１２が完了される。ＢＡＲＣ後のベークステップ５１２の完了後、シャトルロボット５１４が移送経路Ａ３を追随して基板をＢＡＲＣ後の冷蔵ステップ５１４（例えばＣ１、Ｃ２など（図４Ｇ））へ移送する。ＢＡＲＣ後の冷蔵ステップ５１４を実行した後、前端ロボット１０８または中央ロボット１０７が移送経路Ａ４を追随して基板をコータチャンバ６０Ａ（例えばＣＤ１、ＣＤ２、ＣＤ３など（図４Ｊ））として構成された処理チャンバ３７０へ移送し、この処理チャンバ３７０で基板にフォトレジストコートステップ５２０が実行される。フォトレジストコートステップ５２０の実行後、中央ロボット１０７が移送経路Ａ５を追随して基板をベークチャンバ９０（例えばＢ２、Ｂ４など（図４Ｉ））へ移送し、ここでフォトレジストコート後のベークステップ５２２が実行される。フォトレジストコート後のベークステップ５２２を実行した後、シャトルロボット１１０が移送経路Ａ６を追随して基板を冷蔵チャンバ８０（例えばＣ１、Ｃ２など（図４Ｉ））へ移送し、ここでフォトレジスト後の冷蔵ステップ５２４が実行される。フォトレジスト後の冷蔵ステップ５２４を実行した後に、中央ロボット１０７が移送経路Ａ７を追随して基板をＯＥＢＲチャンバ６２（例えばＯＥＢＲ１など（図４Ｉ））へ移送し、ここでＯＥＢＲステップ５３６が実行される。次に、中央ロボット１０７が移送経路Ａ８を追随して基板をステッパ／スキャナ５へ移送する。露光ステップ５３８の完了後、中央ロボット１０７が移送経路Ａ９を追随して基板をＰＥＢチャンバ１３０へ移送する。ＰＥＢステップ５４０の実行後、シャトルロボット１１０が移送経路Ａ１０を追随して基板を冷蔵チャンバ８０へ移送し、ここでＰＥＢ後の冷蔵ステップ５４２が実行される。ＰＥＢ後の冷蔵ステップ５４２の実行後、中央ロボット１０７が移送経路Ａ１１を追随して基板をデベロッパチャンバ６０Ｂ（例えばＣＤ１、ＣＤ２、ＣＤ３など（図４Ｊ））として構成された処理チャンバ３７０へ移送し、ここで現像ステップ５５０が実行される。現像ステップ５５０の実行後に、前端ロボット１０８が移送経路Ａ１２を追随して基板をポッドアセンブリ１０５へ移送する。１つの態様では、移送経路Ａ１２は、中央ロボット１０７を使用してデベロッパチャンバ６０Ｂから基板を取り上げ、前端ロボット１０８へ移送し、その後ポッドアセンブリ１０５へ移送することで完了する。
【０１９２】
[00277]１つの態様では、移送経路Ａ１２は、中央ロボット１０７が基板を第１処理ラック３０８内の冷蔵チャンバ８０へ移送し、その後、前端ロボット１０８を使用して基板をカセットへ移送するという２つのステップ（図示せず）に分割される。この構成では、冷蔵チャンバ８０は、基板が、ウェーハ履歴と処理基板上の汚染量とに影響を及ぼす可能性のある熱エネルギーまたは処理流体に露出されることなく常駐できる「安全」位置として作用する。「安全」位置は、上昇したリフトピン８７Ｄ（図１０Ａの下方位置に示す）上における基板の持着、または冷却板ブロック８３Ｂ（図１０Ａ）上における基板の保持と一致する。
【０１９３】
[00278]１つの態様では、移送経路Ａ１２は、中央ロボット１０７がデベロッパチャンバ６０Ｂから基板を取り上げ、ポッドアセンブリ１０５へ移送することで完了する。この構成では、中央ロボット１０７は、スライドアセンブリ（図示せず）と平行移動アクチュエータ（例えばリニアサーボモータなど（図示せず））を使用してクラスタツール１０の全長距離を平行移動することで、カセットまでの所望の到達可能範囲を得られるように適合されている。
【０１９４】
[00279]図１４Ｂに図示したクラスタ１０の１つの態様では、移送経路Ａ３、Ａ６、および／またはＡ１０は、中央ロボット１０７または前端ロボット１０８によって完了される。図１４Ｂに図示したクラスタツール１０の別の態様では、グループ化した基板を１つのグループとして移送経路Ａ１〜Ａ７、Ａ１０〜Ａ１２に沿って移動するために、基板が２枚以上ずつグループ化され移送される。
【０１９５】
クラスタロボット設計
Ａ．  垂直レールロボット設計
[00280]図１５Ａは、中央ロボット１０７の一実施形態を図示したクラスタツール１０の等角図である。この中央ロボット１０７の実施形態は、前端処理ラック５２、第１中央処理ラック１５２、第２中央処理ラック１５４、および／または後部処理ラック２０２に包含されている様々な処理チャンバの間で基板を移送するように適合された、フロッグレッグ型ロボット（以降、ＦＬＲまたはＦＬ型ロボット）アセンブリ６０２を包含している。この実施形態に包含されたコンポーネントを強調および明瞭化する目的で、図１５Ａから第２中央処理ラック１５４を除去している。図１５Ａ〜図１５Ｄを参照すると、一般的に、ＦＬＲアセンブリ６０２は上方フロッグレッグ（ＦＬ）型ロボットアセンブリ６１０、下方フロックレッグ（ＦＬ）型ロボットアセンブリ６２０、リフトレールアセンブリ６２６を包含している。一般的に、リフトレールアセンブリ６２６は正面レール６１４と裏面レール６１２を包含する。したがって、この構成は、上方ＦＬ型ロボットアセンブリ６１０と下方ＦＬ型ロボットアセンブリ６２０の２つのロボットアセンブリを包含し、これらは垂直面と水平面の両方で相互から独立して動作するように適合されている。この実施形態では、独立上方ＦＬ型ロボットアセンブリ６１０または独立下方ＦＬ型ロボットアセンブリ６２０の各々は、垂直面で（即ち、リフトレールアセンブリ６２６に沿って）移動でき、また、ＦＬ型ロボット６２５をシステムコントローラ１０１からの命令に従って移動させることで、基板を水平面の任意の位置へ移送することができる。図１５Ａ〜図１５Ｄは、上方ＦＬ型ロボットアセンブリ６１０と下方ＦＬ型ロボットアセンブリ６２０の２つのロボットアセンブリを包含する構成を図示する。クラスタツール１０の他の実施形態は３以上のロボットアセンブリを包含していてもよい。クラスタツール１０の他の実施形態では、１つのＦＬ型ロボットアセンブリを利用して、クラスタツールを通り基板を移送する。
【０１９６】
[00281]図１５Ｂはクラスタツール１０の平面図であり、その内部では、後方処理ラック２０２内に包含されている処理チャンバから来た基板が、ＦＬ型ロボットアセンブリ６０２の下方ＦＬ型ロボットアセンブリ６２０によって交換される。
【０１９７】
[00282]図１５Ｃは、上方ＦＬ型ロボットアセンブリ６１０および下方ＦＬ型ロボットアセンブリ６２０の様々なコンポーネントを強調した中央ロボット１０７の等角図である。典型的にリフトレールアセンブリ６２６は、中央モジュール１５０の一部である中央モジュールフレーム（図示せず）に搭載されている。図１５Ａ〜図１５Ｄは、上方ＦＬ型ロボットアセンブリ６１０または下方ＦＬ型ロボットアセンブリ６２０内のＦＬ型ロボット６２５が対向している（即ち、上方ＦＬ型ロボットが下方に向き、下方ＦＬ型ロボットが上方に向いている）構成を図示しているが、これ以外の構成、例えば、本発明の範囲から異ならない範囲内で、上方ＦＬ型ロボットアセンブリ６１０または下方ＦＬ型ロボットアセンブリ６２０が両方とも上方または下方に向いている構成の使用も可能である。
【０１９８】
[00283]図１５Ｄは、下方ＦＬ型ロボットアセンブリ６２０の平面図であり、上方ＦＬ型ロボットアセンブリ６１０または下方ＦＬ型ロボットアセンブリ６２０内部に普通に見られる様々なコンポーネントを示すことを目的とする。一般的に、上方ＦＬ型ロボットアセンブリ６１０または下方ＦＬ型ロボットアセンブリ６２０は、ＦＬ型ロボット６２５と支持アセンブリ６２４を包含している。図１５Ａ〜図１５Ｄに示す一実施形態では、ＦＬ型ロボット６２５は、様々な処理ステーション間で基板を移送するように適合された２つの基板運搬装置（すなわち６１１Ａ、６１１Ｂ）を有するが、しかし、基板運搬装置の数またはフロッグレッグ型構成の使用はここで説明している本発明の様々な態様を制限することを意図したものではないため、この構成も本発明の範囲の制限を意図するものではない。本発明の恩典を得るように適合することができる、２つの基板運搬装置を有する例示的なＦＬ型ロボットの一例が、同一出願による、１９９４年４月１１日付けで提出の米国特許出願第５，４４７，４０９号「Ｒｏｂｏｔ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ」に説明されている。上記の出願の全体は本願明細書に組み込まれる。本発明から恩典を得るように適合できるＦＬ型ロボット設計の例には、これ以外にも、１９９４年８月３０日付けで出願の同一出願人による米国特許出願第５，４６９，０３５号「Ｔｗｏ−ａｘｉｓ  ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｒｏｂｏｔ」、２０００年４月１４日付けで出願の米国特許出願第６，３７９，０９５号「Ｒｏｂｏｔ  Ｆｏｒ  Ｈａｎｄｌｉｎｇ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ」に説明されている。上記の出願の全体は本願明細書に組み込まれる。
【０１９９】
[00284]ＦＬ型ロボット６２５が２つの基板運搬装置６１１Ａ〜６１１Ｂを有する一実施形態では、一般的に、ＦＬ型ロボット６２４は２軸モータ６１５、１次アーム６１８Ａ〜Ｂ、２次アーム６１９Ａ〜Ｄ、リストアセンブリ６２１Ａ〜Ｂ、基板運搬装置６１１Ａ〜Ｂを包含する。一般的に、２軸モータ６１５の様々な軸が動作することで、一次アーム６１８Ａ〜Ｂが反対方向へ回転して、基板運搬装置６１１Ａ〜Ｂが延出または引き込まれるか、あるいは同方向に回転して、基板運搬装置６１１Ａ〜Ｂが所望の位置へ回転される。ＦＬ型ロボット６２５は、ロボットアセンブリ６２５を支持および保持する支持アセンブリ６２４の支持部６１３上に搭載されている。
【０２００】
[00285]図１５Ｃ〜図１５Ｄを参照すると、支持アセンブリ６２４は一般的に、支持部６１３、正面レール６１４と連通しているモータアセンブリ６１７Ａ、裏面レール６１２と連通しているモータアセンブリを包含しており、これらは両方とも支持部６１３に取り付けられている。一般的に、モータアセンブリ６１７Ａとモータアセンブリ６１７Ｂはアクチュエータ６３０と案内機構６３１を包含している。一実施形態では、アクチュエータ６３０は直接駆動式の無ブラシリニアサーボモータである。このサーボモータは、リフトレールアセンブリ６２６コンポーネント上に搭載された基部コンポーネント６１６Ａ〜Ｂ（例えば２次コイルまたは「回転子」部分）との連通を介して、取り付けられたＦＬ型ロボットアセンブリコンポーネント（例えば符号６１０または６２０）を独立的に昇降するように適合されている。一実施形態では、制御のコストおよび容易性の観点から、リフトレール（即ち、正面レール６１４と裏面レール６１２）の一方だけが１つのアクチュエータ６３０を有し、もう一方のレールは案内機構６３１のみを有するようにすることが有利である。直接駆動式の無ブラシリニアサーボモータは、Ｄａｎａｈｅｒ  Ｍｏｔｉｏｎ（イリノイ州ウッドデール）、またはＡｅｒｏｔｅｃｈ，Ｉｎｃ．（ペンシルベニア州ピッツバーグ）から購入することができる。別の実施形態では、アクチュエータ６３０はステッパモータであるか、または、様々なＦＬ型ロボットアセンブリ６１０または６２０コンポーネントを昇降するために使用できる、別タイプのアクチュエータであってもよい。
【０２０１】
[00286]案内機構６３１は、ＦＬ型ロボットアセンブリ６１０コンポーネントまたはＦＬ型ロボットアセンブリ６２０コンポーネントが昇降される際に、これらをリフトレール上に支持し、正確に案内することにより、ＦＬ型ロボットアセンブリ６１０またはＦＬ型ロボットアセンブリ６２０の動作の位置と正確性が上手く制御され、基板の一貫した動作および移送を行えるように適合されている。一実施形態（図示せず）では、案内機構６３１は、ＦＬ型ロボットアセンブリ６１０コンポーネントまたはＦＬ型ロボットアセンブリ６２０コンポーネントを支持および保持するリニア案内部を包含している。リニア案内部は、Ｄａｎａｈｅｒ  Ｍｏｔｉｏｎ（イリノイ州ウッドデール）から購入することができる。図１５Ｃ〜図１５Ｄに示す別の実施形態では、車輪６１９が直交構成においてモータアセンブリ６１７Ａ〜Ｂに取り付けられており、この車輪６１９がＴ字型のレール構造６１８上を転がると、ＦＬ型ロボットアセンブリ６１０コンポーネントまたはＦＬ型ロボットアセンブリ６２０コンポーネントの位置決めと正確な制御が行われる。
【０２０２】
[00287]本発明の１つの態様では、ＦＬ型ロボットアセンブリ６０２は、基板のグループ化とグループ移送を行えるように同期された、２つ以上のＦＬ型ロボットアセンブリ（例えば符号６１０、６２０）を包含する。この構成は、クラスタツール内の基板スループットを向上させるため有利である。１つの態様では、２つ以上のＦＬ型ロボットアセンブリが物理的に結合しているので、ＦＬ型ロボットアセンブリの各ブレードの動作が調和するとグループ化されるようになっている。この場合、ロボットアセンブリ６１０は、固定距離で離間し、同期して動作する。別の態様では、ＦＬ型ロボットアセンブリ（例えば符号６１０、６２０）は機械的に結合しているため、固定距離で離間した状態に維持されるが、しかし、それぞれのＦＬ型ロボット６２５が互いに独立して移動することが可能である（例えば、水平面上で独立して動作する）。
【０２０３】
[00288]別の態様では、２つ以上のＦＬ型ロボットアセンブリのそれぞれの動作を制御し、同期させるためにシステムコントローラ１０１を使用することで、基板を２枚以上のグループにて移送できるようにしている。例えば、中央ロボット１０７が２つのロボットを包含するＦＬ型ロボットアセンブリ６０２である場合は、上方ＦＬ型ロボットアセンブリ６１０および下方ロボットアセンブリ６２０を使用して、コータチャンバ６０Ａ（例えばＣＤ１、ＣＤ２（図４Ａ））から基板をほぼ同時に取り上げ、次に基板を所望のベークチャンバ９０（例えばＢ１、Ｂ５（図４Ｂ））内にほぼ同時に下ろすことによって図１４Ａで説明した移送経路Ａ２を完了することができる。この構成は、グループで移動することによりスループットが向上する上に、さらに、別の望ましいタスクを完了するために必要であれば各ロボットが独立して移動できるようになっているので有利である。
【０２０４】
Ｂ．  関節ロボット
[00289]図１６Ａは、関節ロボットアセンブリ７０２（以降、ＡＲアセンブリ７０２）を包含する中央ロボット１０７の一実施形態の等角図である。ＡＲアセンブリ７０２は、前端処理ラック５２、第１中央処理ラック１５２、第２中央処理ラック１５４、および／または後部処理ラック２０２の内部に包含されている様々な処理チャンバ間で基板を移送するように適合されている。この実施形態に包含されたコンポーネントを強調および明瞭化する目的で、図１６Ａから第２中央処理ラック１５４を除去している。一般的に、ＡＲアセンブリ７０２は関節ロボット７１０と２枚ブレードアセンブリ７０５を包含している。一般的に、関節ロボット７１０は６軸関節ロボットであり、Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（日本、東京）、Ｋａｗａｓａｋｉ  Ｒｏｂｏｔｉｃｓ（ＵＳＡ），Ｉｎｃ．（ミシガン州ウィクソム）、Ｓｔａｕｂｌｉ  Ｃｏｒｐ．（サウスカロライナ州ダンカン）から販売されている。一実施形態では、６軸関節ロボットはＳｔａｕｂｌｉ  Ｃｏｒｐ．（サウスカロライナ州ダンカン）から購入できるモデル番号ＴＸ９０である。関節ロボット７１０はロボット基部７１３Ａおよび機械インターフェース７１３Ｂを有し、これらはロボットをクラスタツールに、また、終端効果器アセンブリ（例えば２枚ブレードアセンブリ７０５とブレードアセンブリ７０６など）をロボットに接続する。一般的に、６軸関節ロボットは、その複数の軸および複数の接合設計のために、関節ロボットの到達可能範囲は従来のロボットのものと比べて遥かに卓越しているため有利であり、また、複数関節ロボットの到達可能範囲は、基板（１枚以上）を保持および移送する終端効果器の動作が基板移送中に他のロボットをより効率的に回避できるようにするロボットベース７１３Ａの動作とリンクしていないため、および／または、関節ロボットの信頼性がほとんどの従来型ロボットを超越しているため、より簡単に「重なる」ことが可能である。
【０２０５】
[00290]２枚ブレードアセンブリ７０５は、一般的に、支持部７２０、２つ以上のブレードアセンブリ７１５（例えば、第１ブレードアセンブリ７１５Ａ、第２ブレードアセンブリ７１５Ｂなど）を包含している。支持部７２０は関節ロボット７１０に取り付けられており、これによって案内されることで、第１ブレードアセンブリ７１５Ａ内のブレードと、第２ブレードアセンブリ７１５Ｂ内のブレードがそれぞれ基板を取り上げ、これを処理ラック内に保持された２つの異なる処理チャンバ内に設置することができる。ロボットブレード間のピッチ（符号「Ａ」を参照）または距離は、第１支持面７２０Ａと第２支持面７２０Ｂの間の距離によって固定されており、また、処理ラック内に保持された処理チャンバ間のピッチと一致するように設計されている。これにより、例えば第１中央処理ラック１５２内の、符号Ｂ１、Ｂ４を付したベークチャンバの移送位置の間の距離が、前端処理ラック５２内の、符号ＣＤ１、ＣＤ２を付したコータ／デベロッパチャンバの間のピッチと一致するため、ＢＡＲＣコートステップ５１０の完了後に、基板を、符号Ｂ１、Ｂ４を付したベークチャンバへ移送してＢＡＲＣ後のベークステップ５１２を完了することができる。図１６Ｂを参照すると、ピッチ「Ａ」は、一般的に、ブレード７１１Ａ〜Ｂの間の、基板受容面７１２Ａ〜Ｂに対して直角方向に向かう距離または空間として定義される。一実施形態では、ピッチ（符号「Ａ」）は約１００〜１２００ｍｍ、好ましくは約３００〜７００の距離である。２枚ブレードアセンブリ７０５は、関節ロボットアセンブリ７０２に関連して図示されているが、これ以外の構成では、本発明の基本範囲を変更することなく、２枚ブレードアセンブリ７０５を別タイプのロボット上で利用することができる。
【０２０６】
[00291]１つの態様では、基板受容面７１２Ａ〜Ｂは、基板をロボットブレード上の適所に持着する縁掴持機構を使用して、ブレード（図示せず）上に位置決めされた基板を保持するように適合されている。縁掴持機構は、基板の縁を複数の点（例えば３点）にて捕え、基板を持着および保持する。
【０２０７】
[00292]図１６Ｂを参照すると、一実施形態では、各ブレードアセンブリ７１５（例えば第１ブレードアセンブリ７１５Ａまたは第２ブレードアセンブリ７１５Ｂ）は、一般的に１つ以上のロボットブレードアクチュエータ７２１（符号７２１Ａ〜７２１Ｂを参照）と、１つ以上のロボットブレード７１１（符号７１１Ａ〜７１１Ｂを参照）を包含する。ロボットブレードアクチュエータ７２１は、直接駆動式の無ブラシリニアサーボモータ、またはこれ以外の、ロボットブレード７１１の動作および位置の制御が可能な同等の装置であってもよい。一般的に、１つのロボットブレードが別のロボットブレードに対して作動または平行移動することによって、ロボットブレード間のピッチが影響を受けることはない。これは、作動されたブレードが、他のロボットブレードと平行な１平面内で平行移動することが好ましいからである。
【０２０８】
[00293]図１６Ｃは、支持面７２０Ａ上に位置決めした支持ブラケット７２２Ａ上に搭載されている１対のブレードアセンブリ７１５Ａ、７１５Ｃと、第２支持面７２０Ｂ上に位置決めした支持ブラケット７２２Ｂ上に搭載されている第２対のブレードアセンブリ７１５Ｂ、７１５Ｄを包含する２枚ブレードアセンブリ７０５の一実施形態を図示している。図１６Ｃはさらに、ロボットブレード７１１Ｂが作動位置にあり、他のブレード（例えば７１５Ａ、７１５Ｃ〜Ｄ）が引き込み位置にある状態で示す構成を図示している。２枚ブレードアセンブリ７０５の１つの態様では、システムコントローラ（図示せず）とそのロボットブレードアクチュエータ７２１（例えば７２１Ａ〜Ｄ）を使用することで、各ブレードアセンブリ７１５（例えば７１５Ａ〜Ｄ）内に包含された各ロボットブレード７１１（例えば７１１Ａ〜Ｄ）を独立的に作動させることができる。図１６Ｃに示す１つの態様では、ロボットブレードのそれぞれの対におけるロボットブレード７１１を、相互の上にほぼ水平に整列し、水平に離間した方位（多くの場合「オーバ／アンダー」構成と呼ばれる）に物理的に位置決めすることができるため、基板を各ブレード上に同時に保持することが可能となる。オーバ／アンダーブレード構成は、例えば、ロボットが基準位置から離れることなく、次に処理される基板を同じ処理チャンバ内に設置する前に先行の基板をそこから別のチャンバへ除去する必要がある場合に有利である。別の態様では、この構成によって、ロボットが全てのブレードを充填し、その後、ツール内の所望の場所へグループ毎に移送できるようになる。例えば、図１６Ｃでは、４枚の基板を４枚のブレードの上へ移送することができる。この構成はまた、グループ毎に移送された基板を、各ブレード７１１Ａ〜Ｄから基板を１度に１枚ずつ下ろす、または取り上げることによってグループ解除できるというさらなる利点も有する。別の実施形態では、各支持面（例えば図１６Ｂの７２０Ａ、７２０Ｂ）上に搭載された、３枚またはそれ以上に積重した基板を、ロボットブレードの「対」の代わりに使用して、複数基板のグループ毎の移送をさらに促進することができる。
【０２０９】
[00294]図１６Ｅは、１枚ブレード（符号７１５Ｄ）をポッドアセンブリ１０５内の基板「Ｗ」にアクセスできるように延出して、カセット１０６内で基板を取り上げたり下ろすことを可能にした、オーバ／アンダータイプの２枚ブレードアセンブリ７０５の断面図を図示している。この構成によって、システムを通って基板をグループ毎に移送し、１度に１枚の基板しか受容できないステーション（例えばカセット１０６、ステッパ／スキャナ５など）内にて基板を下ろすおよび／または取り上げられるようになる。
【０２１０】
[00295]１つの態様では、２つ以上の固定ロボットブレードを包含する、即ちロボットブレードアクチュエータ７２１を包含していないロボットを使用して、１枚基板移送タスクを実行する場合には、少なくとも１枚のロボットブレードが「再位置決めされる」、例えば裏返される、回転させる、および／または取り外されるようにロボットが適合されているので、「再位置決めされた」ブレード（１つ以上）によって、基板を別のロボットブレード上に移送する処理が干渉されることはない。この構造では、別のロボットブレードを使用して基板の移送を行えるようにするために、特別な位置またはチャンバ（例えば支持チャンバ）を、ロボットブレードを受容して、これを所望の方位に再位置決めするように適合することができる。１つ以上のロボットブレードを再位置決めする能力は、近接した他の処理チャンバ位置の利用を可能にするため、グループ毎の移送シーケンスおいて１つ以上の処理チャンバが稼動しておらず、そのためブレードを処理チャンバに入れることができない場合には特に有効である。
【０２１１】
[00296]図１６Ｆ、図１６Ｇは、１枚ブレードタイプの関節ロボットアセンブリ７０３を包含する前端ロボット１０８または後部ロボット１０９の一実施形態の等角図である。単関節アセンブリ７０３（これ以降「ＳＡロボットアセンブリ７０３」とする）は、ロボットが前端ロボットであるか後部ロボットであるかに応じて、フロンドエンド処理ラック５２、ポッドアセンブリ１０５、後部処理ラック２０２、ステッパ／スキャナ５内の様々なチャンバどうしの間で基板を移送するように適合されている。一般的に、ＳＡロボットアセンブリ７０３は関節ロボット７１０とブレードアセンブリ７０６を包含する。また一般的に、関節ロボット７１０は６軸関節ロボットであり、Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（日本、東京）、Ｋａｗａｓａｋｉ  Ｒｏｂｏｔｉｃｓ（ＵＳＡ），Ｉｎｃ．（ミシガン州ウィクソム）、Ｓｔａｕｂｌｉ  Ｃｏｒｐ．（サウスカロライナ州ダンカン）から販売されている。
【０２１２】
[00297]図１６Ｇを参照すると、ブレードアセンブリ７０６は、一般的に、上述した支持部７１８とブレードアセンブリ７１５（例えば第１ブレードアセンブリ７１５Ａ）を包含する。ブレードアセンブリ７１５内のロボットブレード７１１が、基板を取り上げ、処理ラック内に保持された処理チャンバ内に設置できるようにするために、支持部７１８が関節ロボット７１０に取り付けられており、関節ロボットによって案内されるようになっている。一実施形態では、１枚ブレード関節ロボットアセンブリ７０３は、図１６Ｃに関連して図示および説明した対のうちの１つのような、一対のブレードアセンブリ７１５を含んでいてもよい。
【０２１３】
[00298]一実施形態では、前端ロボット１０８または後部ロボット１０９は、図１６Ａ〜図１６Ｄ、図１４Ａ〜図１４Ｂに関連して図示および上述した２枚ブレードアセンブリ７０５である。この構成は、基板をグループ毎にシステムを通って移送できるようにするため、スループット、ＣｏＯ、システムの信頼性が増加する。
【０２１４】
[00299]図１６Ｈは、スライドアセンブリ７１４を使用することで、関節ロボット基部７１３をクラスタツールの長さに沿って並進させ、位置決めできるように適合された可動関節ロボット（例えばＡＲアセンブリを示す）の等角図である。この構成では、関節ロボット基部７１３は、スライドアセンブリ７１４のアクチュエータアセンブリ７１７に接続しており、また、システムコントローラ１０１からの命令を使用して、ＡＲアセンブリ７０２をクラスタツール内の所望の位置へ移動できるように適合されている。スライドアセンブリ７１４は、一般的にアクチュエータアセンブリ７１７、カバー（図示せず）、基部７１６を包含している。基部７１６はＡＲアセンブリ７０２コンポーネントとスライドアセンブリコンポーネントをクラスタツールに支持および搭載する。カバー（明瞭な図示はない）を使用して、アクチュエータアセンブリ７１７、および他のスライドアセンブリ特徴を封止することで、これらが処理チャンバに到達する前に粒子が生成することを防止し、また、クラスタツールのメンテナンス中における損傷を防止する。アクチュエータアセンブリ７１７は、一般的に、アクチュエータ７１９と案内機構７２３（符号７２３Ａ、７２３Ｂ）を包含していてもよい。図１６Ｈに示す一実施形態では、アクチュエータ７１９は直接駆動式の無ブラシリニアサーボモータである。このサーボモータは、基部７１６とスライダ７１９Ｂ（例えば固定子）上に搭載されている基部コンポーネント７１９Ａとの連通を解して、ＡＲアセンブリ７０２をスライドアセンブリ７１４の長さに沿って移動させるように適合されている。直接駆動式無ブラシリニアサーボモータは、Ｄａｎａｈｅｒ  Ｍｏｔｉｏｎ（イリノイ州ウッドデール）、またはＡｅｒｏｔｅｃｈ，Ｉｎｃ．（ペンシルベニア州ピッツバーグ）から購入することができる。別の実施形態では、アクチュエータ７１９はステッパモータ、またはこれ以外の、ロボットの位置決めにしようできるタイプのアクチュエータであってもよい。案内機構７２３は基部７１６に搭載されており、また、ロボットを、これがスライド組立て７１４の長さに沿って移動する際に支持および案内するために使用される。案内機構７２３は、当分野で周知の、リニアボールベアリングスライドまたは従来のリニア案内部であってもよい。
【０２１５】
[00300]図１６Ｈは、スライドアセンブリ７１４に搭載された１つのロボットを示しているが、別の実施形態では、２つ以上のロボットを同じスライドアセンブリに固定することができる。この構成では、冗長部品の数を低減し、各ロボットの相互に関連した正確な動作を向上させることで、コストの低減が可能である。また、図１６Ｈは、スライドアセンブリ７１４に搭載された２枚ブレードタイプの関節ロボットを図示しているが、ロボットのタイプまたはブレードの数は本発明の範囲を制限することを意図したものではない。
【０２１６】
[00301]図１６Ｉは、２枚のブレードを固定したロボットの一実施形態の断面図を図示している。上記２枚のブレードは、垂直に積重した２つの別々のポッドアセンブリ１０５内で２枚の基板を取り上げるべく位置決めされている。この構成では、複数のブレードを装備したロボットは、２つのカセット（符号１０６Ａ〜Ｂ）内に位置決めされた基板を取り上げる、および／または下ろすことで、基板移送シーケンスのスタートおよび／または最後に、グループ化された基板の移送処理を実行できるように適合されている。１つの態様では、カセットそしてポッドアセンブリは、ロボットがカセット全てにおいて類似した位置で基板にアクセスできるように距離「Ａ」で離間している。１つの態様では、少なくとも１つのカセット（例えば符号１０６Ａ）が不要である場合に、様々な領域（例えば符号７３１Ａ、７３１Ｂなど）を別のカセットよりも上および／または下に形成することで、ブレードが固定されたロボットの第１固定ロボットブレードが、第２固定ロボットブレードとクラスタツール壁７３１Ｃに衝突することなく、第１カセットにアクセスできるようになっている。これにより、１つの態様では、第１ブレード７１１Ａが下方カセット１０６Ｂ内の或る位置にアクセスすると同時に、下方ブレード７１１Ｂが壁７３１Ｃと衝突することなく領域７３１Ｂに入るように、領域７３１Ｂを形成することが可能である。図１６Ｉは、ロボットブレード７１１Ａ〜Ｂが支持部７２０の支持面７２０Ａ〜Ｂに固定され、そのためロボットブレードアクチュエータ７２１を使用しない構成を図示しているが、本発明の基本範囲を変更することなく、ロボットブレードアクチュエータを有する別の実施形態を使用することもできる。
【０２１７】
Ｃ．  シャトルロボット
[00302]図１７Ａ〜図１７Ｃは、近接した様々な処理ラック内のチャンバの間で基板を移送するように適合できるシャトルロボット１１０の様々な実施形態を図示している。ここでの設計は、後続の処理ステップ、例えばＢＡＲＣ後のベークステップ５１２とＢＡＲＣ後の冷蔵ステップ５１４の間、フォトレジストコート後のベークステップ５２２とフォトレジスト後の冷蔵ステップ５２４の間において使用されるベーク処理チャンバ（例えばベークチャンバ９０、ＨＭＤＳ処理チャンバ７０、ＰＥＢチャンバ１３０など）と冷却チャンバ８０の間で基板を移送する場合に使用するのに有利である。したがって、シャトルロボット１１０は、前端ロボット１０８、中央ロボット１０７、後部ロボット１０９を含む様々なシステムロボット上の作業負荷を低減し、これにより、基板上で別の処理ステップが完了するまでの間にシステムロボットに別のタスクを実行させるために使用される。
【０２１８】
[00303]図１７Ａは、３つの近接した処理チャンバの間、例えば２つのベークチャンバと冷蔵チャンバ８０の間で基板を移送するためにシャトルロボット１１０を使用した一構成の等角図である。そのためこの構成は、例えば図４Ｂに示す中央処理ラック１５２内のベークチャンバＢ１、冷蔵チャンバＣ１、ベークチャンバＢ２の間で使用できる。
【０２１９】
[00304]図１７Ｂは、近接した２つの処理チャンバ、例えばベークチャンバ９０と冷蔵チャンバ８０の間で基板を移送するためにシャトルロボット１１０を使用した一構成の等角図である。そのためこの構成は、例えば図４Ａに示す前端処理ラック５２に包含されたベークチャンバＢ１と冷蔵チャンバＣ７の間、図４Ｄに示す後部処理ラック２０２に包含されたＰＥＢベークチャンバＰＥＢ１と冷蔵チャンバＣ３の間、図４Ａに示す前端処理ラック５２に包含されたＨＭＤＳ処理チャンバＰ１と冷蔵チャンバＣ１の間で使用できる。
【０２２０】
[00305]図１７Ｃは、図１７Ａまたは図１７Ｂに示す近接した処理チャンバの裏側の等角図である。この等角図は、シャトルロボット１１０の一実施形態を示すことを目的としている。シャトルロボット１１０は、一般的に、ロボットブレード１１１とシャトルロボットアクチュエータアセンブリ１２０を包含している。シャトルロボットアクチュエータアセンブリ１２０は、一般的に、ロボットブレードアクチュエータ１１２、スライドアセンブリ１１３、ロボット駆動アセンブリ１１９を包含する。ロボットブレード１１１は、一般的に、基板保持範囲１１１Ａと搭載領域１１１Ｂを包含している。取り付け領域１１１Ｂは、ロボットブレード１１１をロボットブレードアクチュエータ１１２（搭載部１１２Ａを参照）に取り付けるために使用されるロボットブレード１１１の一範囲である。基板保持範囲１１１Ａは、基板移送処理中に基板を持着するために、従来の、真空生成源（図示せず）に取り付けられる真空チャックとして作用するように適合される。ロボットブレードアクチュエータ１１２は、１つの処理チャンバから別の処理チャンバへ基板を移送するべくロボットブレード１１１を昇降させるために使用する装置である。一実施形態では、ロボットアクチュエータ１１２は空気シリンダである。また一実施形態では、ロボットブレードアクチュエータ１１２とロボットブレード１１１の間にリニアアクチュエータ（例えば無ブラシリニアサーボモータ（図示せず））を搭載して、ロボットブレード１１１を延出させるおよび／または引き込む（チャンバ内に引き込む、またはチャンバ内から延出させる）ことで、処理チャンバ内のリフトピンまたは他の基板保持特徴により基板移送処理を完了できるようになっている。
【０２２１】
[00306]一実施形態では、スライドアセンブリ１１３は、シャトルロボット１１０が様々な処理チャンバ間で基板を移送する際にこれを案内するリニアボールベアリングスライドである。一般的に、スライドアセンブリ１１３はシャトル１１３Ａを包含しており、このシャトル１１３Ａにロボットブレードアクチュエータ１１２を取り付けることができる。クランプ１１８は、様々な処理チャンバの間でロボットブレード１１１を移動するべく、シャトル１１３Ａをロボット駆動アセンブリ１１９のベルト１１７に取り付けるために使用される。
【０２２２】
[00307]図１７Ｃに示す一実施形態では、ロボット駆動アセンブリ１１９はベルトおよび滑車タイプのシステムであり、スライドアセンブリ１１３の長さに沿ってロボットを移動させるために使用される。この構成では、ロボット駆動アセンブリ１１９は、一般的に２つ以上の遊び滑車１１６Ａ〜Ｂ、ベルト１１７、モータ１１５を包含しており、ロボットの位置を駆動および制御するように適合されている。一実施形態では、モータ１１５は、エンコーダを統合した直流サーボモータであるため、システムコントローラ１０１がシャトルロボット１１０の位置を追い、これを制御することができる。ロボット駆動アセンブリ１１９の別の実施形態では、ベルトおよび滑車タイプのシステムを、Ｄａｎａｈｅｒ  Ｍｏｔｉｏｎ（イリノイ州ウッドデール）から購入できる直接駆動式の無ブラシリニアサーボモータで代用している。
【０２２３】
統合型のベーク／冷蔵チャンバ
[00308]図１８Ａは、クラスタツールの様々な実施形態と共用できる統合型のベーク／冷蔵チャンバ８００の一実施形態を例証している。一般的には、統合型のベーク／冷蔵チャンバ８００は３つの主要処理領域、即ち入力領域８３０、冷蔵領域８１０、ベーク領域を有する。これらの領域は、様々なベーク方法ステップ（例えばＢＡＲＣ後のベークステップ５１２、ＰＥＢステップ５４０など）および／または冷蔵方法ステップ（例えばＢＡＲＣ後の冷蔵ステップ５１４、ＰＥＢ後の冷蔵ステップ５４２など）が実行される場合において、処理シーケンスを実行するように適合できる。統合型のベーク／冷蔵チャンバ８００は、エンクロージャ８０４内に２つ以上のアクセスポート８０２（図１８Ａには２つを示す）を包含していてもよく、これらのアクセスポート８０２は、外部ロボット（例えば前端ロボット１０８、中央ロボット１０７など（図示せず））が、基板を取り上げ、または下ろすために、入力領域８３０および／または冷蔵領域８１０にアクセスできるように適合されている。一般的に、エンクロージャ８０４は入力ステーションステーション８０４Ａ、冷蔵チャンバエンクロージャ８０４Ｂ、ベークチャンバエンクロージャ８０４Ｃを包含している。これらのチャンバは、統合型のベーク／冷蔵チャンバ８００の様々な領域を隔離するように適合されている。
【０２２４】
[00309]一実施形態では、入力領域８３０を、外部ロボットから基板を除去するために使用している。一般的に、入力領域８３０は、例えばリフトピン８３６または他の類似した装置のような基板交換装置を包含する封止領域である。この基板交換装置は、外部ロボットが統合型のベーク／冷蔵チャンバ８００内で基板を取り上げ、下ろせるようにするよう適合されている。入力領域８３０はまた、冷蔵された移送アームアセンブリ８３２がリフトピン８３６から基板を取り上げたり、リフトピン８３６に基板を下ろすことができるように構成されている。
【０２２５】
[00310]冷蔵された移送アームアセンブリ８３２は、一般的に、ブレード受容面８３４と複数の切抜き部８３５とを有する冷蔵されたブレード８３３を包含する。ブレード受容面８３４と複数の切抜き部８３５は、冷蔵されたブレード８３３が統合型のベーク／冷蔵チャンバ８００の様々な処理領域内に在る様々な基板交換装置から基板を取り上げる、そこに保持する、そこへ下ろすことができるように適合されている。一実施形態では、冷蔵された移送アームアセンブリ８３２の冷蔵されたブレード８３３は、ブレード受容面８３４上に位置決めされた基板の温度を温度制御できるようにするためにブレード受容面８３４と熱連通した熱交換装置８３７（図１８Ｂ）を包含している。１つの態様では、システムコントローラ１０１と通信している温度コントローラ８３８（図１８Ｂ）を使用して、熱交換装置８３７の温度の監視と制御を行う。熱交換装置８３７は、基板の温度を制御するために、熱電装置および／または組み込み型の熱要素であってもよい。１つの態様では、熱交換装置８３７は複数の流体チャネル（図示せず）を包含している。この流体チャネルは、冷蔵されたブレード８３３内に組み込まれており、また、温度制御した熱交換流体が内部を流通するように構成されている。ブレード受容面８３４は、基板を受容面上に保持するための機械特徴（図示せず）を包含していてもよい。１つの態様では、ブレード受容面８３４は複数の真空ポート(図示せず)を包含していてもよく、この真空ポートは真空源（図示せず）に接続しているため、基板を保持し、基板とブレード受容面８３４間の密接した接触を確保することができる。
【０２２６】
[00311]図１８Ｂは、冷蔵されたブレードアクチュエータアセンブリ８３９を利用した、冷蔵された移送アームアセンブリ８３２の一実施形態を図示している。冷蔵されたブレードアクチュエータアセンブリ８３９は、図１７Ｃに関連して上述したシャトルロボットアクチュエータアセンブリ１２０と類似しており、また、統合型のベーク／冷蔵チャンバ８００の様々な処理領域のいずれかにおける、冷蔵されたブレードアセンブリ８３２の位置を制御するために使用される。明瞭性の理由から、冷蔵されたブレードアクチュエータ組宛品８３９とシャトルロボットアクチュエータアセンブリ１２０に使用した共通のコンポーネントの符号を変更していない点に気付くだろう。冷蔵された移送アームアセンブリ８３２の１つの態様では、システムコントローラ１０１を利用することで、統合型のベーク／冷蔵チャンバの様々な処理領域のいずれかにおいて、冷蔵されたブレードアセンブリ８３２を垂直および水平の両方向に位置決めする。冷蔵されたブレード８３３の位置決めは、統合型のベーク／冷蔵チャンバ８００の１つ以上の面が上に搭載されている冷蔵されたブレードアクチュエータアセンブリ８３９を使用して行われる。図１８Ａ〜Ｂを参照すると、エンクロージャ８０４は複数のエンクロージャ切抜き部８０６を包含している。このエンクロージャ切抜き部８０６は、冷蔵されたブレード８３３に、統合型のベーク／冷蔵チャンバ８００の様々な処理領域間で基板を移送させることができる。
【０２２７】
[00312]図１８Ａを参照すると、冷蔵領域８１０は、図１０Ａに関して図示および説明した冷蔵チャンバ８０コンポーネントを包含している。冷蔵領域８１０の１つの態様では、冷蔵された移送アームアセンブリ８３２が統合型のベーク／冷蔵チャンバ８００の様々な処理領域間における基板の移送を促進するために、エンクロージャ８０４Ｂは、１つ以上のエンクロージャ切抜き部８０６を包含している。
【０２２８】
[00313]ベーク領域８２０は、図１０Ｂ〜図１０Ｄに関して図示または説明したベークチャンバ９０、ＨＭＤＳ処理チャンバ７０、ＰＥＢチャンバ１３０の全てのコンポーネントを包含している。ベーク領域８２０の１つの態様では、冷蔵された移送アームアセンブリ８３２が統合型のベーク／冷蔵チャンバ８００の様々な処理領域間で基板を移送できるようにするために、エンクロージャ８０４Ｃは１つ以上の切抜き部８０６を包含する。
【０２２９】
[00314]統合型のベーク／冷蔵チャンバ８００を使用する場合、外部ロボットが、基板をアクセスポート８０２を通って入力領域のリフトピン８３６へ移送する。リブとピン８３６の下に位置付けられている冷蔵されたブレード８３３が垂直に移動することで、基板がリフトピン８３６から除去されて、ブレード受容面８３４上に位置決めされる。続いて、冷蔵されたブレード８３３がベーク領域８２０へ移動され、ここに基板を置いた後にベーク領域８２０から出る。これにより、基板上でベーク処理を実行できるようになる。ベーク処理の実行後に、冷蔵されたブレード８３４がベーク領域８２０から基板を取り上げ、冷蔵領域８１０内の基板交換装置へ移送した後に冷蔵領域８１０から出る。冷蔵処理の実行が終わると、外部ロボットを使用して、基板がアクセスポート８０２を通って冷蔵領域８１０から除去される。１つの態様では、冷蔵処理の実行後に、冷蔵されたブレード８３３が基板を冷蔵領域８１０から除去して、入力領域内のリフトピン８３６上に置く。冷蔵領域８１０は新規の基板上で冷蔵処理を完了するようになされていることから、および／または、外部ロボットに、置かれた位置と同じ位置から基板を取り上げさせることから、この構成は有利である。
【０２３０】
ＰＥＢクラスタツール構成を用いた統合型のスキャナ／ステッパ
[00315]図１９Ａは、クラスタツールがクラスタツール１０Ａとステッパ／スキャナ５Ａを包含している本発明の一実施形態の平面図である。この構成では、ＰＥＢチャンバ５Ｃ（即ち、上述した要素１３０（図１０Ｄ））はステッパ／スキャナ５Ａ内に統合されており、ステッパ／スキャナはクラスタツール１０Ａから取り外すことができる。多くの場合、ステッパ／スキャナのスループットはトラックシステムタイプのクラスタツールのスループットの数倍大きく、したがって１つのトラックシステムに専用の１つのステッパ／スキャナを設けることはステッパ／スキャナの過剰スループット容量を無駄にすることとなるため、この構成は従来技術と比べて有利である。この実施形態により、１つのステッパ／スキャナで、複数のトラックシステムに対応できるようになる一方で、さらに、ステッパ／スキャナ内でＰＥＢステップ５４０の実行とＰＥＢ後の冷蔵ステップ５４２を実行することにより、露光処理実行後にフォトレジストが安定する。
【０２３１】
[00316]図１９Ａに示す一実施形態では、クラスタツール１０Ａは、図１Ｂに関連して図示および上述したように前端モジュール５０、中央モジュール１５０、後部モジュール２００を包含できる。この構成では、クラスタツール１０Ａはステッパ／スキャナと統合されていないため、後部ロボット１０９（図２Ｅに示す）を後部モジュール２００から除去して、コスト削減およびシステム複雑性の低減を行っている。別の実施形態では、クラスタツール１０Ａは、本発明の基本範囲から逸脱しない限りの異なる数の処理チャンバおよび／または処理ラックを包含することができる。
【０２３２】
[00317]この構成では、一般的にステッパ／スキャナ５Ａは１つ以上のＰＥＢチャンバ５Ｃと１つ以上の冷蔵チャンバ５Ｂ（即ち上述における符号８０（図１０Ａ））を包含する。必要なＰＥＢチャンバと冷蔵チャンバの数は、ステッパ／スキャナ５Ａが必要とするスループットと、ＰＥＢチャンバおよび冷蔵チャンバ内における処理時間とによって異なる。実際の使用時には、ＰＥＢチャンバ５Ｃおよび／または冷蔵チャンバ５Ｂがステッパ／スキャナの入力ステージおよび／または出力ステージとして作用するため、ステッパ／スキャナロボット（図示せず）が基板を取り上げ、戻す場所を有するようになる。一実施形態では、ＰＥＢチャンバ５Ｃが基板の加熱および冷却の両方を行うように適合されている場合には（上述）、少なくとも２つのＰＥＢチャンバを、図１９Ａには示していないステッパ／スキャナ内の位置５Ｂ、５Ｃに統合することができる。一実施形態では、ＰＥＢチャンバ５Ｃは基板の加熱および冷却の両方を行うように適合されている場合に（上述）、ＰＥＢチャンバを１つのみステッパ／スキャナ５に統合している。
【０２３３】
[00318]図１９Ｂは、図１９Ａに図示したクラスタツール１０Ａおよびステッパ／スキャナ５Ａに関連して使用できる様々な処理レシピステップを包含する方法ステップ５０４の一実施形態を図示する。この実施形態では、処理シーケンスを３つの全く別の部分、即ちクラスタツール段階１、ステッパ／スキャナ段階、クラスタツール段階２に分けている。クラスタツール段階１は、ステッパ／スキャナツールへの移送前に完了する全ての処理ステップを含む。この処理ステップには、ポッド５０８Ａから基板を除去するステップ、ＢＡＲＣコートステップ５１０、ＢＡＲＣ後のベースステップ５１２、ＢＡＲＣ後の冷蔵ステップ５１４、フォトレジストコートステップ５２０、フォトレジストコート後のベークステップ５２２、フォトレジスト冷蔵後のステップ５２４、光学エッジビード除去（ＯＥＢＲ）ステップ５３６、ポッド内への設置ステップ５０８Ｂが含まれる。次に、基板のポッドがクラスタツール１０Ａから除去され、ステッパ／スキャナ５Ａ上に配置されることで、ポッド５０８Ａから基板を除去するステップ、露光ステップ５３８、露光後のベーク（ＰＥＢ）ステップ５４０、ＰＥＢ後の冷蔵ステップ５４２、ポッド内への設置ステップ５０８Ｂを含む処理ステップを実行できるようになる。次に、基板のポッドがステッパ／スキャナ５Ａから除去されると、ポッド５０８Ａ内への設置ステップ、現像ステップ５５０、現像後の冷蔵ステップ５５４、ポッド内への設置ステップ５０８Ｂを含むクラスタツール段階２ステップを完了できるようになる。別の実施形態では、本発明の基本範囲を変更することなく、方法ステップ５０４のシーケンスを再配置または変更でき、１つ以上のステップを除去でき、２つ以上のステップを組み合わせて１つのステップにすることが可能である。
【０２３４】
長円形システム構成
[00319]図２０Ａ〜図２０Ｂは、内部において、図４Ａ〜図４Ｋに示した様々な処理ラック（例えば前端処理ラック５２、第１中央処理ラック１５２など）内に包含された処理チャンバが直線状に方位付けされるのではなく、システム内の共通の中心点周囲に配置されたクラスタツール１０の別の実施形態を例証している。チャンバの直線方位付けに伴う１つの欠点は、ロボットが、処理ラックにおける最頂位置と最底位置に達することが難しく、また、全ての使用可能な空間を利用するためにアーム延出が大きいより大型のロボットが必要となることである。この問題は６軸関節ロボットを使用する場合に特に解決が困難であるが、これは、６軸関節ロボットの到達範囲が中心点からの距離によって制限されるためである。チャンバが直線状に配置されたラックの頂部または最後にある場合には、これらのチャンバがロボットの中心から最も離れているためこの問題は強調される。ロボットの到達範囲の外にある全てのチャンバにはアクセスできないため、いくつかの場合では、処理ラックの高さを完全に利用できない可能性がある。そのためこの問題では、これらのチャンバにアクセスするためにさらなるチャンバおよび／またはロボットが必要となり、ツールのコストおよびスループットが増加してしまう。
【０２３５】
[00320]図２０Ａに示す一実施形態では、別の方位を使用することで、長円形または半球形と考えられる処理チャンバにロボットがアクセスできるようになる。図２０Ａは、ロボットＲ１が処理チャンバ（ＰＭ１から１２）にアクセスすることができる長円形のクラスタツール構成の側面図である。この構成では、角の積重の最頂および最低のステーションをトラックの中央に向かって移動させることで、ロボットがこれらステーションに対応するために移動すべき距離がさらに低減される。この場合、角の積重はその中心から頂部まで、中心から底部までにかけて階段状パターンにて連鎖的につながっている。その結果、より短い到達範囲を用いた小型ロボットを使用できるようになり、低減された到達距離によりロボット取り扱い回数が低下する。
【０２３６】
[00321]図２０Ｂは、複数の垂直に離間した処理チャンバ（ＰＭ１〜１８）がロボット（Ｒ１）の中心点周囲に配置されている。この構成は、球形の作業範囲を利用する。球形の作業範囲は、６軸関節ロボットが「角の」積重をトラック中心へ接近させて、ロボットに到達させ易くすることで提供される。
【０２３７】
[00322]本発明の１つの態様では、図２０Ａ、図２０Ｂに図示した構成どうしが合体して完全な球体、部分球体、または半球体方位（orientation）の処理チャンバを形成している。この処理チャンバは、ロボットが処理チャンバに対応するべく移動する距離を低減するため、また処理チャンバ間の移送時間を低減するためにロボットを包囲して形成される。
【０２３８】
ガントリロボット設計構成
[00323]図２１Ａ〜図２１Ｄは、所望の処理シーケンスを実行できるように様々な処理ラックの周囲に並行処理構成にて構成された複数のロボットを使用するクラスタツール１０の別の実施形態を図示している。一実施形態では、この並行処理構成は３つのロボット（図２１Ｂに示す符号４２０、４３０、４５０）を包含し、これらのロボットは、処理ラック内に平行方向に沿って整列して保持された様々な処理チャンバにアクセスするために垂直方向（これ以降、ｚ方向と定義する）および平行方向に移動する。このシステム構成の１つの利点は、中央領域４２５内のロボットの１つが故障したり、対応目的で分解された場合でも、システムが別の２つのロボットを使用して基板の処理を継続できることである。この構成の別の利点は、柔軟性およびモジュールアーキテクチャによって、ユーザがスループットの必要性を満たすのに要する数の処理チャンバ、処理ラック、処理ロボットを構成できることである。
【０２３９】
[00324]図２１Ａは、第１処理ラック４６０および第２処理ラック４８０内に垂直に積重した様々な処理チャンバにアクセスするように適合された３つのロボットを包含するクラスタツール１０の一実施形態を図示する等角図である。図２１Ａには、典型的に後部領域４４５に取り付けられているステッパ／スキャナ５を示していない。
【０２４０】
[00325]図２１Ｂ〜図２１Ｃは、図２１Ａに示したクラスタツール１０の実施形態の平面図および側面図である。図２１Ａ〜図２１Ｃは、この実施形態と共に使用できる様々なロボットおよび処理チャンバ構成のいくつかを例証することを意図している。一般的にこの構成では、クラスタツール１０は前端領域４０５、中央領域４２５、後部領域４４５を包含する。また一般的に、前端領域４０５は１つ以上のポッドアセンブリ１０５と前端ロボット４１０を包含する。１つ以上のポッドアセンブリ１０５またはＦＯＵＰは、クラスタツール１０内で処理される１枚以上の基板「Ｗ」あるいはウェーハを包含していてもよい、１つ以上のカセット１０６を受容するように適合されている。中央領域４２５は、一般的に第１中央ロボット４２０、第２中央ロボット４３０、第３中央ロボット４４０、第１処理ラック４６０、第２処理ラック４８０を包含する。第１処理ラック４６０と第２処理ラック４８０は、基板処理シーケンスに見られる様々な処理ステップを実行するように適合された様々な処理チャンバ（例えばコータ／デベロッパチャンバ６０、ベークチャンバ９０、冷蔵チャンバ８０など）を包含している。前端ロボット４１０は、ポッドアセンブリ１０５内に搭載したカセットと、前端領域４０５と当接する第１処理ラック４６０または第２処理ラック４８０内の１つ以上の処理チャンバとの間で、基板を移送するように適合されている。
【０２４１】
[00326]第１中央ロボット４２０、第２中央ロボット４３０、第３中央ロボット４４０は、基板を、第１処理ラック４６０と第２処理ラック４８０内に包含された様々な処理チャンバへ移送するように適合されている。一実施形態では、第２中央ロボット４３０は、基板を第１処理ラック４６０と第２処理ラック４８０の間で移送するように適合されている。
【０２４２】
[00327]図２１Ｂを参照すると、本発明の１つの態様において、第１中央ロボット４２０は、第１処理ラック４６０内の処理チャンバに、少なくとも１つの側部、例えば図示の第１側部４７１からアクセスするように適合されている。別の態様では、第２中央ロボット４３０は、第１処理ラック４６０内の処理チャンバに、少なくとも１つの側部からアクセスするように、また第２処理ラック４８０内の処理チャンバに、第１処理ラック４８０の第２側部４７２および第２処理ラック４８０の第１側部４７３からアクセスするように適合されている。１つの態様では、第３中央ロボット４５０は、第２処理ラック４８０内の処理チャンバに、少なくとも１つの側部、例えば図示の第２側部４７４からアクセスするように適合されている。１つの態様では、第１処理ラック４６０の第１側部４７１、第１処理ラック４６０の第２側部４７２、第２処理ラック４８０の第１側部４７３、第２処理ラック４８０の第２側部４７４は全て、様々なロボットアセンブリ（即ち第１中央ロボット４２０、第２中央ロボット４３０、第３中央ロボット４５０）のそれぞれの水平動作アセンブリ４９０（以降で説明する）と平行した１方向に沿って整列している。
【０２４３】
[00328]一実施形態では、後部領域４４５は、基板を、後部領域４４５およびステッパ／スキャナ５に当接する第１処理ラック４６０および第２処理ラック４８０内の処理チャンバ間で移送するように適合された後部ロボット４４０を包含する。
【０２４４】
[00329]図２１Ｄは、第３中央ロボット４４０に最も近い側部上に立ち、第１処理ラック４６０と対面した状態で見た第１処理ラック４６０の一実施形態の側面図を例証している。したがって、図２１Ｄは図２１Ａ〜図２１Ｃに示した図と一致する。一般的に、第１処理ラック４６０は１つ以上のコータ／デベロッパチャンバ６０、１つ以上の冷蔵チャンバ８０、１つ以上のベークチャンバ９０、１つ以上のＯＥＢＲチャンバ６２、１つ以上のＰＥＢチャンバ１３０、１つ以上の支持チャンバ６５、および／または１つ以上のＨＭＤＳチャンバ７０を包含する。図２１Ｄに示す一実施形態では、第１処理ラック４６０は８個のコータ／デベロッパチャンバ６０（ラベルＣＤ１〜８）、１８この冷蔵チャンバ８０（ラベルＣ１〜１８）、８このベークチャンバ９０（ラベルＢ１〜８）、６個のＰＥＢチャンバ１３０（ラベルＰＥＢ１〜６）、２つのＯＥＢＲチャンバ６２（６２）、および／または６個のＨＭＤＳ処理チャンバ７０（ラベルＰ１〜６）を包含している。
【０２４５】
[00330]図２１Ｅは、第３中央ロボット４４０に最も近い側部上に立ち、第２処理ラック８０と対面した状態で見た第２処理ラック４８０の一実施形態の側面図を図示する。したがって、図２１Ｅは図２１Ａ〜図２１Ｃに示した図と一致する。一般的に、第２処理ラック４８０は１つ以上のコータ／デベロッパチャンバ６０、１つ以上の冷蔵チャンバ８０、１つ以上のベークチャンバ９０、１つ以上のＯＥＢＲチャンバ６２、１つ以上のＰＥＢチャンバ１３０、１つ以上の支持チャンバ６５、および／または１つ以上のＨＭＤＳチャンバ７０を包含する。図２１Ｅに示した一実施形態では、第２処理ラック４８０は４個のコータ／デベロッパチャンバ６０（ラベルＣＤ１〜４）、２４個の冷蔵チャンバ８０（ラベルＣ１〜２４）、１２個のベークチャンバ９０（ラベルＢ１〜１２）、６個のＰＥＢチャンバ１３０（ラベルＰＥＢ１〜６）、および／または６個の支持チャンバ６５（ラベルＳ１〜６）を包含している。
【０２４６】
[00331]図２１Ａ〜図２１Ｅに示す処理チャンバの方位付け、位置決め、数は、本発明の範囲を制限することを意図するのではなく、本発明の様々な実施形態の図示を意図する。
【０２４７】
[00332]図２１Ｆは、図２１Ａ〜図２１Ｄに図示したクラスタツール構成を使用して、図３Ａに示した方法ステップ５０１を完了するために各クラスタツールロボットが対応する処理ステップを図示している。符号「Ａ」で示すボックスで囲んだ方法ステップ５０８Ａ、５１０、５５０、５０８Ｂには前端ロボット４１０が対応する。一実施形態では、ＢＡＲＣコートステップ５１０は、前端領域４０５と当接する処理ラック４６０内に搭載されたコータチャンバ６０Ａ内において完了される。図２１Ｂ、図２１Ｄ、図２１Ｆを参照すると、前端ロボット４１０が基板をポッドアセンブリ１０５から除去し、第１処理ラック４６０内のＣＤ１またはＣＤ２を付したコータチャンバ６０Ａの一方の中に設置する。別の実施形態では、ＢＡＲＣコートステップ５１０は、前端領域４０５と当接する第１処理ラック４６０または第２処理ラック４８０内に搭載したコータチャンバ６０Ａの中において完了される。この実施形態では、現像ステップ５５０は、前端領域４０５と当接する第２処理ラック４８０内に搭載した冷蔵チャンバ８０の中で完了することができる。
【０２４８】
[00333]一実施形態では、破線「Ｂ」で囲んだ方法ステップ５１０〜５３６の間で基板を移送する処理は、第１中央ロボット４２０および第２中央ロボットと、第１処理ラック４６０内に包含されたチャンバとを使用して完了される。別の実施形態では、第２中央ロボット４３０を使用して、第１処理ラック４６０と第２処理ラック４８０の間で基板の移送を行えるため、これらのラック内の使用可能なチャンバを必要に応じて使用することで、処理シーケンス要求を満たすことが可能である。
【０２４９】
[00334]一実施形態では、ボックス「Ｃ」で囲んだ処理ステップ５３６〜５５０の間で基板を移送する処理は、後部ロボット４５０を使用して完了される。一実施形態では、ＯＥＢＲステップ５３６は、後部領域４４５と当接する第１処理ラック４６０内に搭載されているＯＥＢＲチャンバ６２の中で完了される。図２１Ｂ、図２１Ｄを参照すると、後部ロボット４５０はＯＥＢＲチャンバ６２から基板を除去し、この基板を、露光ステップ５３８を完了するステッパ／スキャナ５内において交換する。露光ステップ５３８の完了後に、後部ロボット４５０が基板をステッパ／スキャナ５から除去し、第１処理ラック４６０または第２処理ラック４８０内に包含されている符号ＰＥＢ１〜６で示すＰＥＢチャンバのうちの１つの中に設置する。
【０２５０】
[00335]一実施形態では、ボックス「Ｄ」で囲んだ処理ステップ５４０〜５５０の間で基板を移送する処理が、第２中央ロボット４３０および第３ロボット４４０と、第２処理ラック４８０内に包含されたチャンバとを使用して完了される。別の実施形態では、第２中央ロボット４３０を使用して基板を第１処理ラック４６０から第２処理ラック４８０の間で移送するため、これらラック内の使用可能なチャンバを必要に応じて使用して、処理シーケンス要求を満たすことができる。
【０２５１】
[00336]図２１Ｂ、図２１Ｄ、図２１Ｆを参照すると、処理ステップ５５０の完了後、前端ロボット４１０が、符号ＣＤ１またはＣＤ２で示すデベロッパチャンバから基板を除去し、対応するポッドアセンブリ１０５内に設置する。
【０２５２】
[00337]図２１Ｇは、前端ロボット４１０、第１中央ロボット４２０、第２中央ロボット４３０、第３中央ロボット４４０、および／または後部ロボット４５０として使用するように適合できるロボットアセンブリ４１１の一実施形態を図示する。一般的に、ロボットアセンブリ４１１は、ロボットハードウェアアセンブリ４８５、水平動作アセンブリ４９０、２つの垂直動作アセンブリ４９５を包含する。ロボットハードウェアアセンブリ４８５は、一般的に、独立制御可能な２本のアーム／ブレードを包含する従来の選択的に従順な関節ロボットアーム（ＳＣＡＲＡ）ロボットを包含する。図２１Ｈに示す別の実施形態では、１枚ブレードタイプのロボットハードウェアアセンブリ４８５を使用して基板の移送を行う。２枚ブレードタイプのロボットは、例えば、ロボットが、処理チャンバ内に次の基板を設置する前にこの同じ処理チャンバから基板を除去しなければならない場合に有利である。例示的な２枚ブレードタイプのロボットは、Ａｓｙｓｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（カリフォルニア州フリーモント）から購入できる。
【０２５３】
[00338]クラスタツール１０の一実施形態では、前端ロボット４１０、第１中央ロボット４２０、第２中央ロボット４３０、第３中央ロボット４４０、および／または後部ロボット４５０を、２枚以上の基板を１グループとして移送するように適合することが可能である。これにより基板が並行処理されることで、システムスループットが向上する。例えば１つの態様では、独立制御が可能な複数のアーム／ブレードを包含するロボットを使用して、複数の基板を複数の処理チャンバから取り上げ、後続の複数の処理チャンバ内に置く。１つの態様では、ロボットは、所望の距離またはピッチで離間した複数のブレードを有するアームを使用して、基板の取り上げと下ろしを同時に行うように適合されている。例えば、前端ロボット４１０、第１中央ロボット４２０、第２中央ロボット４３０、第３中央ロボット４４０、および／または後部ロボット４５０は、１対のブレードアセンブリ７１５Ａ、７１５Ｂを有する。この１対のブレードアセンブリは、ＳＣＡＲＡロボットの独立制御可能なアーム／ブレードの一端に取り付けた支持部７２０（図１６Ａ〜図１６Ｂに示す）上に搭載されている。別の態様では、ロボットは複数の基板を別々に取り上げ、移送し、下ろすように適合されている。例えば２本のアームロボットは、第１アームまたはブレードを使用して第１チャンバから基板を取り上げ、次に第２処理チャンバへ移動して、第２アームまたはブレードを使用して基板を取り上げることで、基板をグループ毎に移送し、下ろすことを可能にしている。
【０２５４】
[00339]図２１Ｇ〜図２１Ｉを参照すると、水平動作アセンブリ４９０は一般的にエンクロージャ４９１、ロボットアクチュエータ４８９、ロボット支持インターフェース４８７、リニアスライド４８８、ケーブル案内アセンブリ４９２を包含する。リニアスライド４８８は、１つ以上のリニアボールベアリングスライドまたは従来のリニア案内部を包含でき、これらは、様々な処理チャンバ間で基板を移送する際に、ロボット支持インターフェース４８７（例えばロボット基部インターフェース）およびロボットハードウェアアセンブリ４８５を案内する。一実施形態では、ロボットアクチュエータ４８９は、図２１Ｉに図示した直接駆動式の無ブラシリニアサーボモータであり、ロボット支持インターフェース４８７を、エンクロージャ４９１の支持構造４８６上に搭載されたリニアスライド４８８に関連して移動するように適合されている。図２１Ｈは水平動作アセンブリ４９０の一実施形態を図示しており、この実施形態では、処理チャンバ間で基板を移送できるようにするために、モータ４８９Ａ（例えば直流サーボモータ、ステッパモータなど）と、水平動作アセンブリ４９０の長さに沿って水平に走行したベルト(図示せず)と滑車システム（図示せず）とがロボット支持インターフェース４８７を移送および位置決めするように適合されている。
【０２５５】
[00340]図２１Ｈは、図２１Ｇに示したロボットアセンブリ４１１の一実施形態の等角図を図示し、水平動作アセンブリ４９０と垂直動作アセンブリ４９５内に包含されている内部コンポーネントの図示を意図している。一般的に、垂直動作アセンブリ４９５はリフトレールアセンブリ４９５Ａ、リフトアクチュエータ４９５Ｂ、垂直エンクロージャ４９５Ｄ（図２１Ｇを参照。図２１Ｈには示していない）を包含している。リフトレールアセンブリ４９５Ａは、水平動作アセンブリを正確に昇降するための構造支持部４９６と案内機構４９４を包含している。構造支持部４９６は、Ｉビームやその他普通の構造コンポーネントのような従来の構造部材であり、ロボットアセンブリ４１１をクラスタツール１０内のフレーム部材（図示せず）に接続するように、また、垂直動作アセンブリ４９５および水平動作アセンブリ４９０のコンポーネントの重量と、これらによって作成された負荷とを支持するように設計されている。案内機構４９４は、水平動作アセンブリ４９０と整列し、案内機構４９４に沿って垂直に移動する際にこれを正確に案内することが可能な、リニアボールベアリングスライドまたは従来のリニア案内部であってもよい。
【０２５６】
[00341]図２１Ｈを参照すると、垂直動作アセンブリ４９５の一実施形態では、リフトアクチュエータ４９５Ｂは、水平動作アセンブリ４９０およびそのコンポーネントを昇降させるためのベルトおよび滑車の構成（図示せず）と共に使用する、モータ４９５Ｃ（例えば直流サーボモータ、ステッパモータ、あるいはこれ以外のタイプのアクチュエータ）を包含している。垂直動作アセンブリ４９５（図示せず）の別の実施形態では、リフトアクチュエータ４９５Ｂは、Ｄａｎａｈｅｒ  Ｍｏｔｉｏｎ（イリノイ州ウッドデール）から購入できる直接駆動式の無ブラシリニアサーボモータである。ロボットアセンブリ４１１の一実施形態では、各垂直動作アセンブリは、水平動作アセンブリ４９０およびその他の支持コンポーネントを昇降させるためのリフトアクチュエータ４９５Ｂを包含している。ロボットアセンブリ４１１の別の実施形態では、２つの垂直動作アセンブリ４９５と他の垂直動作アセンブリ４９５の１つに搭載したシングルリフトアクチュエータ４９５Ｂは案内機構４９４のみを包含している。
【０２５７】
[00342]図２１Ｉは、水平動作アセンブリ４９０内に包含されているエンクロージャ４９１の一実施形態の等角図を図示する。エンクロージャ４９１は、安全性と汚染低減の理由から、水平動作アセンブリ４９０内のコンポーネントをカバーおよび支持するように適合されている。回転、スライド、または接触し合う複数の機械コンポーネントによって粒子生成が普通に生成される場合には、基板がクラスタツールを通って移送される間に、水平動作アセンブリ４９０内、そして垂直動作アセンブリ４９５内のコンポーネントによって基板に欠陥が生じないようにすることが重要である。一般的に、エンクロージャ４９１は複数の壁（図４９１Ａ〜Ｆ）と、支持構造４８６を包含しており、これらは、エンクロージャ内部で生成された粒子が基板の表面へと前進してしまう機会を最小化するための包囲された領域を形成する。支持構造４８６は、壁４９１Ａ〜Ｆ、ロボットアクチュエータ４８９、ロボットハードウェアアセンブリ４８５、リニアスライド４８８の全てが取り付けられる構造部材である。
【０２５８】
[00343]ファンユニット４９３は、空気をファンポート４９１Ｇを介してエンクロージャ４９１からエンクロージャ４９１の壁の１つの内部へと引き出し、粒子を包含する空気をフィルタ（図示せず）へと押しやることで、この空気がクラスタツール１０内へ排出される（符号「Ａ」を参照）前に粒子を除去できるように適合されている。この構成では、ファンユニット４９３内に包含されたファン４９３Ａは、エンクロージャ４９１内部で負圧を作成することで、エンクロージャ４９１外部の空気がエンクロージャ内へ引き出されて、エンクロージャ４９１内部で生成された粒子が漏出する可能性を防止するように設計されている。一実施形態では、フィルタ（図示せず）は、生成した粒子を空気から除去することができる、ＨＥＰＡタイプのフィルタまたは他タイプのフィルタである。図２１Ｉに示す構成は、エンクロージャから空気を引き出すために３つのファンユニット４９３を使用する一実施形態を図示している。別の実施形態では、本発明の範囲を変更することのない範囲内で、図示した３台ファンユニット４９３構成の代わりに１台または２台ファンユニットシステムを使用できる。
【０２５９】
[00344]リフトレールアセンブリ４９５Ａの一実施形態では、ファンユニット４９３（図示せず）は、それぞれの垂直エンクロージャ４９５Ｄの内部から空気を引き出すことにより、垂直動作アセンブリ４９５の内部で生成された粒子が基板の表面上に形成した装置に欠陥を生じさせる機会を最小化するように適合されている。
【０２６０】
基板の中心を発見する装置
[00345]電子装置製造業者は、市場において競争力を持つため、またＣｏＯｗ低減するための努力として、多くの場合、基板スクラップを低減し、総システムスループット（即ち、週毎のウェーハスタート）を増加しようと、多大な時間を費やして、システムの起動時間と信頼性の向上を試みている。システムの起動時間と信頼性に影響を及ぼす１つの要因には、基板の損傷（例えば、欠け、基板破損など）を生じさせる、様々な処理チャンバ内での基板の不整列がある。基板が損傷すると、ユーザは進行中の処理を停止して、部分的に処理が終了している基板を全て廃棄し、影響を受けたチャンバ（１つ以上）を洗浄してから、処理シーケンスを再スタートしなければならないため、これら全てにより被るシステム休止時間とコストは甚大なものとなる。典型的に、処理チャンバまたはその他のチャンバの１つにおける基板の不整列によって起こる、１枚毎の基板処理におけるばらつきと基板への損傷とを防止するために、ロボットは、移送位置からの基板の取り上げと下ろしについて繰り返し較正される。移送位置は、例えば処理チャンバリフトピンどうしの間の中心点、あるいはチャックの中心点であってもよい。
【０２６１】
[00346]これらの問題を解決するために、クラスタツール１０の一実施形態では、図２２Ａに示す基板位置エラー検出および修正システム１２００（以降、ＳＰＥＤＡＣ１２００とする）を使用している。図２２Ａは、処理ラック内に保持されている２つの隣接した処理チャンバ１２２０（例えばベークチャンバ９０、冷蔵チャンバ８０、コータ／デベロッパチャンバ６０など）の等角図を図示す。それぞれの処理チャンバ１２２０の各開口部８８の外側には、２つの別々の基板位置検出および修正システム１２００が搭載されている。図２２Ａは、頂部支持部１２０４に送信機１２０６を搭載し、底部支持部１２０３に検出器１２０５を搭載したＳＰＥＤＡＣシステム１２００の一実施形態を図示しており、上記支持部は全て処理チャンバ１２２０に接続している。
【０２６２】
[00347]ＳＰＥＤＡＣシステム１２００は、基板移送ロボットブレードが様々な処理チャンバに見られる開口部８８に入る、またはここから出る際にその上に基板が在るかどうかを決定し、後続の移送ステップにおいてロボットブレード１２１０を再位置決めすることでエラーを修正する。ＳＰＥＤＡＣシステム１２００では、２対の送信機１２０６から検出器１２０５へ送られた１対のビーム（符号「Ａ」）を利用して、ビームを通過する基板の位置を検出し、また、ロボット位置を調整して基板の位置のエラーを補正する。システムは、基板位置のエラーを検出すると、不整列の度合いを決定し、こうした不整列が修正可能であれば、ロボットブレード位置を移動させたり、作業者を介入させるべく警告を発することでこれを修正する。さらに、ロボットのブレード上における基板の不整列を検出および補正する例証的な方法の説明は以下の特許にてさらに詳細に説明されている：１９９６年１０月８日付けで発行の米国特許第５，５６３，７９８号「Ｗａｆｅｒ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ」、１９９６年１月９日付けで発行の米国特許第５，４８３，１３８号「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｏｆ  ａ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  ｉｎ  ａ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｃｈａｍｂｅｒ」、１９９９年１１月９日付けでＦｒｅｅｒｋｓ等に発行された米国特許出願第５，９８０，１９４号。これらの特許の全体は、本開示にこれに相反することなく組み込まれる。例証的な制御ロボットの位置制御方法の一例が、さらに２００３年４月２９日付けでＦｒｅｅｍａｎ等に発行された米国特許出願第６，５５６，８８７号に説明されている。この特許の全体は、本開示にこれに相反することなく組み込まれる。
【０２６３】
全地球測位
[00348]基板の損傷（例えば、欠け、基板破損）を防止することでシステムの起動時間および信頼性を向上させるために使用できる別の実施形態は、全地球測位システム（ＧＰＳ）（図示せず）を使用して、ロボットブレードの位置および／または基板の位置におけるエラーを追跡および修正するものである。この構成では、全地球即位検出システムは、ロボットブレード（基板またはロボット終端効果器）の場所を、所定システムの位置標定基準に関連して定義するために使用される。典型的に、各制御軸の駆動モータのシャフト上にエンコーダを組み込むことにより、ロボットブレードの値の位置フィードバックが提供される。このエンコーダは、ロボットブレードの実位置ではなくモータの位置を報告するものである。実位置は、発生する可能性のある様々な駆動コンポーネント間の緩い結合、誤ったロボットパラメータ設定、ロボット位置制御ドリフト、検出されなかった動作失敗、ハードウェアの衝突によって、報告された位置から変更してしまうことがある。そのため、これらの問題を解決する目的で、本発明の一実施形態を、ロボットブレードの実位置、さらに基板の位置を追跡するために使用することができる。一実施形態では、全地球測位装置１３００と通信システム（例えばＲＦ送信機１３０２、ケーブルなど）をロボットブレードまたはロボットに統合して、その位置を測定し、これをシステムコントローラにフィードバックするようにしている。そのため、システムコントローラは、ＧＰＳセンサまたは別の装置を使用して先に収集した各移送位置の３次元座標システム測定値を使用して、様々なロボット部品の位置を調整することでブレード位置のエラーを修正することができるようになる。ロボット部品は、エンコーダ、または、ロボットの位置の制御に使用されるその他のフィードバックタイプの装置を包含する従来の制御手段を使用して位置決めされる。
【０２６４】
[00349]一実施形態では、ロボットブレード付近に搭載されたＲＦ送信機１３０２と通信中の、即ちシステムコントローラ１０１と通信を行うＲＦ受信機１３０３と通信中の全地球測位装置１３００の通信によって、ブレード位置のリアルタイム位置フィードバックを達成できる。全地球測位装置１３００により、ロボットブレードの実位置を命令された位置と比較して、位置の横滑りや、検出されなかったハードウェアの失敗によって生じた失敗を排除することができる。
【０２６５】
[00350]一実施形態では、システムコントローラ１０１は、ＧＰＳシステムとＳＰＥＤＡＣシステム１２００（上述）を使用して、ロボット位置の設置、そしてロボットブレードへの基板の設置の不整列エラーを修正する。そのため、この実施形態は、基板設置エラー、またはロボットブレードに対する基板の動作エラーを修正するために使用される。
【０２６６】
[00351]先述の説明は、本発明の実施形態に関するものであるが、本発明の基本範囲から逸脱しない限り、本発明のこれ以外およびさらなる実施形態を考案することが可能である。この基本範囲は特許請求の範囲によって決定されたものである。
【図面の簡単な説明】
【０２６７】
【図１Ａ】本発明の一実施形態によるクラスタツールを図示する等角図である。
【図１Ｂ】本発明の有利な使用を可能にする、図１Ａに図示する処理システムの平面図である。
【図１Ｃ】図１Ａに示したクラスタツールを反対側から見た図を図示している別の等角図である。
【図２Ａ】ステッパ／スキャナツールと通信するように適合された、前端モジュールを包含するクラスタツールの別の実施形態を図示する平面図である。
【図２Ｂ】スタンドアロン型の前端モジュールのみを包含するクラスタツールの別の実施形態を図示する平面図である。
【図２Ｃ】前端モジュールと、ステッパ／スキャナツールと通信するように適合された中央モジュールとを包含するクラスタツールの別の実施形態を図示する平面図である。
【図２Ｄ】前端モジュール、中央モジュール、後部モジュールを包含するクラスタツールの別の実施形態を図示する平面図である。この場合、後部モジュールは、第１後部処理ラックと第２後部処理ラックを包含し、後部ロボットはステッパ／スキャナツールと通信するように適合されている。
【図２Ｅ】ツインコータ／デベロッパチャンバ３５０を包含し、本発明の有利な使用を可能にするベーク／冷蔵チャンバ８００が組み込まれた図１Ａに図示する処理システムの平面図である。
【図２Ｆ】それぞれが２つの処理ラックを包含している前端モジュールと中央処理モジュールを包含するクラスタツールの別の実施形態を図示する平面図である。
【図２Ｇ】それぞれが２つの処理ラックを包含している前端モジュール、中央処理モジュール、後部処理モジュールを包含するクラスタツールの別の実施形態を図示する平面図である。
【図２Ｈ】前端モジュールと中央モジュールを包含するクラスタツールの別の実施形態を図示する平面図である。両モジュールのそれぞれは、２つの処理ラックと、前端ロボットおよび中央ロボットの基部を平行移動させるスライドアセンブリとを包含している。
【図２Ｉ】前端モジュール、中央処理モジュール、後部処理モジュールを包含するクラスタツールの別の実施形態を図示する平面図である。各モジュールは、２つの処理ラックと２つのスライドアセンブリとを包含しており、このスライドアセンブリは前端ロボット、中央ロボット、後部ロボットの基部を平行移動させることができる。
【図３Ａ】本明細書で説明したクラスタツールの様々な実施形態と共に使用できる様々な処理レシピステップを包含する処理シーケンスの一実施形態を図示する。
【図３Ｂ】本明細書で説明したクラスタツールの様々な実施形態と共に使用できる様々な処理レシピステップを包含する処理シーケンスの別の実施形態を図示する。
【図３Ｃ】本明細書で説明したクラスタツールの様々な実施形態と共に使用できる様々な処理レシピステップを包含する処理シーケンスの別の実施形態を図示する。
【図４Ａ】本発明による前端処理ラック５２の一実施形態を図示する側面図である。
【図４Ｂ】本発明による第１処理ラック１５２の一実施形態を図示する側面図である。
【図４Ｃ】本発明による第２処理ラック１５４の一実施形態を図示する側面図である。
【図４Ｄ】本発明による後部処理ラック２０２の一実施形態を図示する側面図である。
【図４Ｅ】本発明による第１後部処理ラック３０２の一実施形態を図示する側面図である。
【図４Ｆ】本発明による第２後部処理ラック３０４の一実施形態を図示する側面図である。
【図４Ｇ】本発明による第１処理ラック３０８の一実施形態を図示する側面図である。
【図４Ｈ】本発明による第２処理ラック３０９の一実施形態を図示する側面図である。
【図４Ｉ】本発明による第１中央処理ラック３１２と第１後部処理ラック３１８の一実施形態を図示する側面図である。
【図４Ｊ】本発明による第２中央処理ラック３１４と第２後部処理ラック３１９の一実施形態を図示する側面図である。
【図４Ｋ】本発明による第１処理ラック３２２の一実施形態を図示する側面図である。
【図５Ａ】本発明の有利な使用を可能にするコータチャンバの一実施形態を図示する側面図である。
【図５Ｂ】本発明の有利な使用を可能にするコータチャンバの一実施形態を図示する側面図である。
【図５Ｃ】本発明の有利な使用を可能にするシャワーヘッドアセンブリを包含するコータ／デベロッパチャンバの一実施形態を図示する側面図である。
【図５Ｄ】本発明の有利な使用を可能にするデベロッパチャンバの一実施形態を図示する側面図である。
【図６Ａ】流体源アセンブリの一実施形態の分解等角図である。
【図６Ｂ】流体源アセンブリの一実施形態の分解等角図である。
【図７Ａ】１度の自由度を有する流体分配アームを包含するコータチャンバの一実施形態の平面図である。
【図７Ｂ】２度の自由度を有する流体分配アームを包含するコータチャンバの一実施形態の平面図である。
【図８Ａ】デベロッパエンドポイント検出器アセンブリ１４００を包含するデベロッパチャンバ６０Ｂの一実施形態の側面図である。
【図８Ｂ】図８Ａに関連して説明したエンドポイント検出処理を向上させるために使用される処理方法ステップである。
【図８Ｃ】デベロッパエンドポイント検出器アセンブリ１４００を包含するデベロッパチャンバ６０Ｂの一実施形態の側面図である。
【図９Ａ】本発明によるツインコータ／デベロッパチャンバ３５０の平面図である。
【図９Ｂ】本発明によるツインコータ／デベロッパチャンバ３５０の平面図である。
【図１０Ａ】本発明の有利な使用を可能にする冷蔵チャンバの一実施形態を図示する側面図である。
【図１０Ｂ】本発明の有利な使用を可能にするベークチャンバの一実施形態を図示する側面図である。
【図１０Ｃ】本発明の有利な使用を可能にするＨＭＤＳ処理チャンバの一実施形態を図示する側面図である。
【図１０Ｄ】本発明の有利な使用を可能にする露光後ベーク（ＰＥＢ）チャンバの一実施形態を図示する側面図である。
【図１１Ａ】基板を急激に加熱および冷却するために使用できる板アセンブリの一実施形態を図示する側面図である。
【図１２Ａ】処理エンドポイント検出システムの一実施形態を包含するベークチャンバ、ＰＥＢチャンバ、ＨＭＤＳ処理チャンバの側面図である。
【図１２Ｂ】処理エンドポイント検出システムの別の一実施形態を包含するベークチャンバ、ＰＥＢチャンバ、ＨＭＤＳ処理チャンバの側面図である。
【図１２Ｃ】図１２Ａ〜図１２Ｂに関連して説明したエンドポイント検出処理を向上するために使用される処理方法ステップである。
【図１３Ａ】熱結合を向上し、基板の表面との接触を低減した板アセンブリの一実施形態を図示する処理チャンバの側面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａに示した板アセンブリの頂部の平面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ａに示した板アセンブリの表面に埋め込まれたシード結晶の断面図である。
【図１３Ｄ】図１３Ａに示した板アセンブリの表面に埋め込まれたシード結晶の断面図であり、シード結晶の表面上に選択的に堆積させた層を有する。
【図１４Ａ】図１Ｂに図示した処理システムの平面図であり、図３Ａに図示した処理シーケンス終了後に、基板がクラスタツールを通過する移送経路を図示している。
【図１４Ｂ】図２Ｆに図示した処理システムの平面図であり、図３Ａに図示した処理シーケンス終了後に、基板がクラスタツールを通過する移送経路を図示している。
【図１５Ａ】フロッグレッグ型ロボットを包含する本発明のクラスタツールの一実施形態を図示する等角図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａに図示した、本発明による処理システムの平面図である。
【図１５Ｃ】本発明によるフロッグレッグ型ロボットアセンブリの一実施形態を図示する等角図である。
【図１５Ｄ】本発明のフロッグレッグロボットアセンブリの平面図である。
【図１６Ａ】本発明による２枚ブレード６軸関節ロボットアセンブリの一実施形態を図示した等角図である。
【図１６Ｂ】図１６Ａに示した２枚ブレードアセンブリの一実施形態を図示する等角図である。
【図１６Ｃ】図１６Ａに示した２枚ブレードアセンブリの一実施形態を図示する等角図である。
【図１６Ｄ】ロボットブレード間での可変ピッチを可能にする、図１６Ａに示した２枚ブレードアセンブリの一実施形態を図示する等角図である。
【図１６Ｅ】１枚のブレードを、ポッドアセンブリ内のカセット内に設けた基板にアクセスさせるように延出した状態の、オーバ／アンダータイプの２枚ブレードアセンブリの断面図を図示する。
【図１６Ｆ】本発明の有利な使用を可能にする、１枚ブレード６軸関節ロボットアセンブリの一実施形態を図示した等角図である。
【図１６Ｇ】図１６Ｆに示した１枚ブレードアセンブリの一実施形態を図示した等角図である。
【図１６Ｈ】本発明による２枚ブレード６軸関節ロボットアセンブリとスライドアセンブリの一実施形態を図示した等角図である。
【図１６Ｉ】基板を１対のカセットの内部から移送するようにブレードを位置決めした、２枚ブレードアセンブリの断面図を図示している。
【図１７Ａ】基板をチャンバ間で移送するように適合された、ベークチャンバ、冷蔵チャンバ、ロボットの一実施形態の等角図である。
【図１７Ｂ】基板をチャンバ間で移送するように適合された、ベークチャンバ、冷蔵チャンバ、ロボットの一実施形態の等角図である。
【図１７Ｃ】基板をチャンバ間で移送するように適合されたロボットを図示した図１７Ａに示す図の反対側を示す等角図である。
【図１８Ａ】ベーク／冷蔵チャンバ８００の一実施形態の等角図である。
【図１８Ｂ】基板をチャンバ間で移送するように適合されたロボットを図示した図１８Ａの図に示す反対側を示す等角図である。
【図１９Ａ】クラスタツールおよびステッパ／スキャナツールの別の実施形態を図示した平面図であり、ステッパ／スキャナはクラスタツールから別々にされている。ステッパ／スキャナは、ステッパ／スキャナ内に統合した少なくとも１つのＰＥＢチャンバを有する。
【図１９Ｂ】図１９Ａに示すクラスタツールの様々な実施形態と共に使用できる様々な処理レシピステップを包含する処理シーケンスの一実施形態を図示する。
【図２０Ａ】図１６Ａに図示したロボットの側面図であり、このロボットはその到達可能範囲と一致するように構成された処理ラック構成の内部において使用される。
【図２０Ｂ】中央搭載点を有するロボットの到達可能範囲と一致するように適合されている処理ラック構成の別の実施形態の等角図である。
【図２１Ａ】本発明のクラスタツールの別の実施形態を図示する等角図である。
【図２１Ｂ】本発明による、図２１Ａに図示した処理システムの平面図である。
【図２１Ｃ】本発明による、図２１Ａに図示した処理システムの側面図である。
【図２１Ｄ】図２１Ａに図示したクラスタツールの第１処理ラック４６０の一実施形態を図示する側面図である。
【図２１Ｅ】本発明による第２処理ラック４８０の一実施形態を図示した側面図である。
【図２１Ｆ】本明細書で説明したクラスタツールの様々な実施形態と共に使用できる様々な処理レシピステップを包含する処理シーケンスの一実施形態を図示する。
【図２１Ｇ】クラスタツールの様々な実施形態において基板を移送するように適合できるロボットの一実施形態を図示する等角図である。
【図２１Ｈ】シングルアームロボットを利用する、図２１Ｇに示したロボットの一実施形態を図示する等角図である。この図では、エンクロージャコンポーネントが除去されている。
【図２１Ｉ】図２１Ｇ、図２１Ｈに示した水平動作アセンブリの一実施形態を図示する等角図である。
【図２２Ａ】処理ラック内に保持されている処理チャンバの等角図を図示しており、処理チャンバに設けた各開口部の外側には基板位置エラー検出および修正システムが搭載されている。
【符号の説明】
【０２６８】
５…ステッパ／スキャナ、１０…クラスタツール、５０…前端モジュール、５２…前端処理ラック、１０５…ポッドアセンブリ、１０７…中央ロボット、１０８…前端ロボット、１０９…後部ロボット、１１０…シャトルロボット、１５０…中央モジュール、１５２…第１中央処理ラック、１５４…第２中央処理ラック、２００…後部モジュール、２０２…後部処理ラック。
【図１Ａ】
2008526032.tif 000003
【図１Ｂ】
2008526032.tif 000004
【図１Ｃ】
2008526032.tif 000005
【図２Ａ】
2008526032.tif 000006
【図２Ｂ】
2008526032.tif 000007
【図２Ｃ】
2008526032.tif 000008
【図２Ｄ】
2008526032.tif 000009
【図２Ｅ】
2008526032.tif 000010
【図２Ｆ】
2008526032.tif 000011
【図２Ｇ】
2008526032.tif 000012
【図２Ｈ】
2008526032.tif 000013
【図２Ｉ】
2008526032.tif 000014
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図４Ｉ】
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【図４Ｊ】
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【図４Ｋ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｅ】
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【図１６Ｆ】
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【図１６Ｇ】
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【図１６Ｈ】
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【図１６Ｉ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２１Ｅ】
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【図２１Ｆ】
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【図２１Ｇ】
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【図２１Ｈ】
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【図２１Ｉ】
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【図２２Ａ】
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【国際調査報告】
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