(57)【要約】  本発明は、粒子状物質の影響を受けやすい基板を収容するためのポッドであって、外部とポッドの内部環境との間において均圧化を行い、かつ粒子状物質の影響を受けやすい基板近傍において内部の気体の流れを最小限にするポッドに関する。ポッドは、第１ポッドと、カバー内に配置されるダイヤフラムとを備え、ダイヤフラムは、通常は非撓み位置にあり、その非撓み位置から撓むことができる。好ましくは、ポッドは、第１ポッド内に配置され、かつ粒子状物質の影響を受けやすい基板を収容するための第２エンクロージャを形成する第２ポッドを備える。ポッドは、同ポッドに連結され、かつポッド外部とポッド内部との間で気体の流通を可能にするフィルタを備えることができる。ダイヤフラムは、急激な圧力変化に応答することができる。フィルタは、より緩やかな圧力変化に応答することができ、ダイヤフラムがその通常の非撓み位置に戻ることを許容する。
2008532855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子状物質の影響を受けやすい基板を収容するためのポッドであって、外部と該ポッドの内部環境との間において均圧化を行い、かつ前記粒子状物質の影響を受けやすい基板の近傍において内部の気体の流れを最小限にするためのポッドであって、
ベースおよびカバーを有する第１ポッドと、前記カバーは、外面に対向する凹状内面を備えるとともに、該凹状内面とベースとの間に第１容積を有する第１エンクロージャを形成するように、取り外し可能にベースと係合することと、前記カバーは開口を有することと、
前記カバーに配置され、通常時においては非撓み位置にあるダイヤフラムと、該ダイヤフラムは、前記ポッドの外部と連通する第２容積と、前記ポッドの外部に連通しない第３容積との間において前記第１容積を分割することと、前記ダイヤフラムは、通常の非撓み位置から撓むことができることと、
前記第１ポッド内に配置され、かつ下部および上部を有する第２ポッドと、前記上部は前記下部と接合して、前記粒子状物質の影響を受けやすい基板を収容するための第２エンクロージャ容積を特徴とする第２エンクロージャを形成することと、前記下部は、前記粒子状物質の影響を受けやすい基板を取り外し可能に保持する支持機構を備えることと、前記上部は、該上部が前記下部と係合したときに、前記粒子状物質の影響を受けやすい基板を保持するための保持構造を有することと
を備えるポッド。
【請求項２】
前記ダイヤフラムは、内部に配置される前記粒子状物質の影響を受けやすい基板とほぼ同心状に配置される、請求項１に記載のポッド。
【請求項３】
前記ダイヤフラムは、通常の非撓み位置から撓み位置に変位可能な作動部を備える、請求項２に記載のポッド。
【請求項４】
前記作動部は第１部分および第２部分を備え、前記第１部分は気体不透過性であり、前記第２部分は気体透過性である、請求項３に記載のポッド。
【請求項５】
前記ポッドに取り付けられたフィルタを備え、該フィルタは、前記ポッドの外部と内部の間において気体の流通を可能にする、請求項１に記載のポッド。
【請求項６】
前記ダイヤフラムは作動部を有し、該作動部の少なくとも一部は、複数の同心状隆起部からなる構造を備える、請求項１に記載のポッド。
【請求項７】
前記ダイヤフラムは弾性材料で形成される、請求項６に記載のポッド。
【請求項８】
前記カバーが、前記ダイヤフラムの寸法に合わせた寸法を有する開口を備えた第１外郭部分と、該第１外郭部分の開口を覆う第２外郭部分とからなり、該第２外郭部分とダイヤフラムとにより第２容積が形成される、請求項７に記載のポッド。
【請求項９】
前記第２外郭部分はドーム状壁部と、該ドーム状壁部から横方向外側に向かって延びる、水平に配向された一対の突出部を備える、請求項８に記載のポッド。
【請求項１０】
前記第１ポッド、第２ポッド、およびダイヤフラムはすべて同心状に配置される、請求項１に記載のポッド。
【請求項１１】
前記第２ポッドは、空隙を有する絞りによって粒子状物質の進入を妨げる、請求項１に記載のポッド。
【請求項１２】
前記ベースが上方に指向する面を有し、前記第２ポッドの上部が下方に指向する周縁リップを有し、該周縁リップは、接触せずにベースと対面し、前記リップと前記ベースの上方に指向する面との間に延びる空隙を形成する、請求項１に記載のポッド。
【請求項１３】
粒子状物質の影響を受けやすい基板を少なくとも１つ収容するためのポッドであって、外部と該ポッドの内部環境との間において均圧化を行い、かつ前記粒子状物質の影響を受けやすい基板近傍において内部の気体の流れを最小限にするポッドにおいて、
ドアフレームを形成する開口を備えた外郭部分と、
前記ドアフレームを受承可能な寸法を有するドアと、該ドアはラッチ機構を備え、該ラッチ機構は、前記ドアフレームと係合して前記ドアを該ドアフレーム内に固定するための引込み式ラッチ部分を備え、前記ドアが固定された状態にある前記外郭部分は第１容積を形成することと、
前記ポッド内に配置されて、前記少なくとも１つの粒子状物質の影響を受けやすい基板を制御された密閉内部空間において取り外し可能に保持するための基板支持体と、
前記ポッドに取り付けられて前記制御された密閉内部空間を前記外部環境から分離するように配置されたダイヤフラムと、該ダイヤフラムは、ポッド内部とポッド外部との間の圧力差を補償するように撓むことができることと
を備えるポッド。
【請求項１４】
前記基板が少なくとも約３００ｍｍの直径を有する半導体ウエハーであり、前記外郭部分が、底面、左側面、右側面、および前面を有し、前記ドアフレームが前記前面に配置され、前記基板支持体は、前記ポッド内部において、左側面および右側面に配列される複数のウエハー棚を備え、前記底面は動的カップリングを有する、請求項１３に記載のポッド。
【請求項１５】
前記ダイヤフラムは、前記外郭部分に取り付けられた弾性ダイヤフラムである、請求項１４に記載のポッド。
【請求項１６】
前記ダイヤフラムは前記ドアに配置される、請求項１４に記載のポッド。
【請求項１７】
前記ポッドはさらに、さらなる均圧化を行うための気体透過性フィルタを備える、請求項１３に記載のポッド。
【請求項１８】
前記外郭部分およびドアの内部に配置される第２ポッドをさらに備え、該第２ポッドは上部および下部を有し、該下部はドアに連結され、該上部は該下部上に取り外し可能に配置可能であり、前記上部は、外郭構造がドアと係合したときに外郭構造と係合する、請求項１３に記載のポッド。
【請求項１９】
ドアと、該ドアを受承する外郭部分とを有する、複数のウエハーを保持するためのポッドであって、前記容器はさらに、可撓性を有する変位可能なダイヤフラムをさらに備え、該ダイヤフラムの一方の側はポッド外部に連通し、反対の側はポッド内部に連通し、前記ポッドはさらにフィルタを備え、該フィルタの一方の側がポッド外部に連通し、反対側がポッド内部に連通し、これによってダイヤフラムとフィルタがポッド内部を外部に対して均圧化するポッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造において使用される、粒子状物質による汚染を防止する基板用キャリアに関する。より詳細には、本発明は、キャリア内の基板周囲の制御環境内に均圧化システムを備えた、輸送可能かつ出荷可能なレチクルキャリアに関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィーは、半導体用途のシリコンウエハーの加工において一般的に行われる加工工程の一つである。フォトリソグラフィーにおいて、窒化ケイ素が堆積されたウエハー表面は、感光性液体ポリマーまたはフォトレジストで被覆された後に、所望のパターンを有するテンプレートを用いて線源に選択的に暴露される。通常、紫外光は、マスクまたはレチクルを通して光り、すなわちマスクまたはレチクルによって反射されるため、フォトレジストで被覆されたウエハー上に所望のパターンを投影する。フォトレジストの露光された部分は、化学的に改質され、その後に露光されなかったフォトレジストを除去する化学溶剤がウエハーに使用されるときには影響を受けないため、ウエハー上の改質されたフォトレジストがマスク上において前記パターンの正確な形状で残る。通常、ウエハーは窒化膜の露光された部分を除去するエッチング工程を経て、窒化物のパターンがウエハー上にマスクの正確な形状にて残る。
【０００３】
当産業における動向は、より小型の、かつ／または、より大きなウエハー上により微細な線幅を必要とするより高いロジック密度を有するチップの生産に向かっている。明らかに、パターニング可能なレチクル表面の緻密さ、およびこのパターンが正確にウエハー表面に複製される度合いは、最終的な半導体製品の品質に影響を与える要因となる。パターンのウエハー上への複製を可能にする解像力は、フォトレジストで被覆されたウエハーの表面上にパターンを投影するために使用される紫外光の波長の影響を受ける。最先端のフォトリソグラフィー器具は、波長が１９３ｎｍの深紫外光を使用するため、約１００ｎｍの最小特徴サイズを得られる。現在開発中の器具は、１５７ｎｍの極紫外（ＥＵＶ）光を使用し、７０ｍｍ未満のサイズの特徴解像力を可能にしている。
【０００４】
レチクルは、ウエハー上に複製されるパターンを含む極めて平坦なガラス板である。典型的なレチクル基材は石英である。現代の集積回路に欠かせない要素が非常に小さなサイズであることから、レチクルの有効表面（すなわちパターンを有する表面）を汚染物質がない状態に保つことが必要不可欠である。汚染物質は、表面に損傷を与え得る、または加工中にフォトレジスト層に投影される像を歪め得るため、許容できない品質の最終製品を生じさせるおそれがある。典型的には、ＥＵＶがフォトリソグラフィー工程で使用される場合、パターンを有さない表面およびパターンを有する表面の限界粒子サイズはそれぞれ、０．１μｍおよび０．０３μｍである。通常、レチクルのパターンを有する表面は、フレームに取り付けられて支持され、かつレチクルに付着される（典型的にはニトロセルロースからなる）薄膜（必要に応じて透明薄膜であってもよい）で被覆される。その目的は、汚染物質が入り込まないようにし、像平面に移動するこのような汚染物質によって引き起こされ得る印刷欠陥を減少させることにある。しかしながら、極ＥＵＶは、深紫外光フォトリソグラフィーのレチクル特性による透過とは対照的に、パターンを有する表面からの反射を用いる。現時点の技術では、ＥＵＶ透過性の薄膜材料を提供することはできない。結果として、ＥＵＶフォトリソグラフィーで用いられる反射型フォトマスク（レチクル）は、汚染物質の影響を受けやすく、従来のフォトリソグラフィーで使用されるレチクルよりもより損傷を受けやすい。この状況は、ＥＵＶフォトリソグラフィーを使用するレチクルの受け取り、保管、輸送、および出荷を行うように設計される容器すべてに高度な機能的要件を課す。
【０００５】
明らかに、製造時、加工時、出荷時、取り扱い時、輸送時、または保管時に他の表面と不必要にかつ意図せずして接触することは、パターンを有するレチクル表面の精巧な特徴部分が摺動時の摩擦や擦過により損傷しやいため、極めて望ましくないことである。第２に、レチクル表面の粒子状汚染物質も、加工中にレチクルを使用して得られる最終製品に重大な影響を与える程度までレチクルの品質を低下させる可能性がある。粒子は、加工時、輸送時、および出荷時にレチクルが収容される制御された環境内でも生じ得る。摺動による摩擦およびその結果として生じる擦過は、粒子状汚染物質の発生原因の一つである。輸送中にレチクル容器内の所望される位置からレチクルが摺動することも、粒子発生の原因となる。このような適切な位置から移動したレチクルは、容器から自動的に取り出されて加工装置に配置されるときに位置ずれを起こすこともあり、予測できない品質の最終製品を生じさせる可能性がある。レチクルを容器から取り出してリソグラフィー装置へ配置するときの摺動接触も、粒子発生や汚染の原因となり得る。最後に、容器の衝突および振動がレチクルおよびレチクルを保持する部品に伝わると、摩擦およびそれに付随する粒子の発生を引き起こし得る。
【０００６】
従来、レチクルは、ある容器に入れてレチクルが使用される加工施設へ出荷され、該加工施設において、使用されないときには別の容器に入れて保管される。輸送容器は通常、使用後に廃棄処分される。レチクルを輸送容器から加工施設で保管するための容器へ移す際にも、汚染の可能性が生じる。レチクル輸送容器および加工施設で使用するための容器に関する従来の要件は、劇的に異なってきている。容器をどちらの用途にも兼用できれば、輸送容器から加工施設で使用する容器へ移し替える際に粒子が侵入かつ発生するおそれを排除できるが、これには重大な設計上の課題が存在する。例えば、容器は、輸送中に、高度や気温の変化等に関連して生じる大気圧の大きな変化に対処できなければならない。また、輸送における衝撃吸収能力は、加工施設での制御ロボットによる搬送における衝撃吸収能力よりもかなり高いものが要求される。
【０００７】
また、上記の検討すべき事項のいくつかは、半導体ウエハー基板においても適用できる。特に、保管、加工、輸送時におけるウエハーを取り巻く制御された環境の必要性を認識して、従来技術では、粒子状物質の侵入からウエハーを保護するために、ウエハーを収納する容器を提供することにより、ウエハー周辺の環境を制御可能にする隔離技術に対する取り組みがなされてきた。
【０００８】
ウエハーは、通常、輸送容器に入れて加工施設へ出荷され、その後、加工施設での工程間においてウエハーを保管するために別の容器へ移される。通常、２００ｍｍウエハーは、密閉されたプラスチック「シッパー（ｓｈｉｐｐｅｒｓ）」に収納されて出荷され、その各縁部分は、「コインスタックウエハーシッパー」内において、離間された配置で支持される、またはシート材料からなるスペーサを入れた状態で垂直方向に積層される。加工施設での工程間において２００ｍｍウエハーを保持するための工業用標準容器は、標準メカニカルインターフェースポッド、すなわちＳＭＩＦポッドとして知られており、底開きドアを有する。３００ｍｍウエハーについては、シッパーは、正面開口式の輸送容器（ｆｒｏｎｔ  ｏｐｅｎｉｎｇ  ｓｈｉｐｐｉｎｇ  ｂｏｘ）、すなわちＦＯＳＢとして知られており、工程間においてウエハーを保持するための容器は、正面開口式一体型ポッド（ｆｒｏｎｔ  ｏｐｅｎｉｎｇ  ｕｎｉｆｉｅｄ  ｐｏｄ）、すなわちＦＯＵＰとして知られている。加工施設での工程間において保管されるレチクルは、標準ＳＭＩＦポッドに類似する底開口式の容器に保管されることが多く、そのような容器は、レチクルＳＭＩＦポッド、すなわちＲＳＰと呼ばれている。
【０００９】
基板、すなわちウエハーやレチクルがそのような制御された環境にあったとしても、制御された環境内に存在し得る粒子は、環境内に閉じ込められた空気の圧力変化や閉じ込められた空気の乱流によって移動することがある。空気の乱流は、容器の急速な移動、および／または、容器の開閉等により生じる閉じ込められた空気量の乱れによって引き起こされる。また、薄壁を有するシッパー、すなわちＦＯＳＢでは、高度に関連して起こる圧力の変化によって壁の変位を生じることがあり、これは、制御された環境内に閉じ込められた空気の移動を引き起こし得る。温度変化により、容器内で空気の対流が生じることもある。容器やその部品の寸法の変化は、支持および保持機構の機能を低下させるおそれがあり、このような場合には、ウエハーのずれ、および／または、容器内に配置される基板のゆがみが生じ得る。圧力変動による容器の壁の寸法変化は、キャリアのカバーとドアとの間の密閉性を低下させるおそれがあり、キャリア内へ粒子が侵入する可能性がある。
【００１０】
特にウエハー容器に関する従来技術における取り組みでは、外部環境と内部の制御された空気容量との間に通気装置を用いている。通気装置は、空気が流れる通路を提供する。通路内に配置されたフィルタは、外部環境からキャリアの制御された環境内へ粒子が侵入することを防止するバリアとして期待される。しかしながら、上記したように、ＥＵＶフォトリソグラフィープロセスにおいて使用されるレチクルは、極めて微細かつ精密な特徴を有しているため、レチクルのパターンを有さない表面およびパターンを有する表面における限界粒子サイズは、それぞれ０．１μｍおよび０．０３μｍにすぎない。このように小さな粒子サイズにおいては、フィルタには非常に微細な孔径が求められる。このような微細な孔径はフィルタを通り抜ける流体の流れに大きな抵抗を生じるため、より大きなフィルタ表面積が必要とされる。より大きなフィルタ表面積を用いない場合には、容器の輸送において発生するような突然の圧力変化に対する反応が遅くなる。レチクルＳＭＩＦポッド設計の目的の１つは、粒子が侵入しないようにポッドを効果的に密封できるように、制御された容積を最小限に保つことであるため、上記のフィルタ表面積を大きくする構成は望ましい代替構成ではない。レチクルが内部に配置される制御された容積を最小限にすることと、制御された容積内で均圧化を行うために大きなフィルタ表面積を提供することは、矛盾する目的である。
【００１１】
制御された環境内で発生、あるいは制御された環境内へ導入またはそこに存在する粒子がレチクルに付着することを防止することが望ましい。この点について、レチクルが収納され、かつ、粒子による汚染を回避すべく制御を要する環境が、最小限度の容積を有することが好ましい。また、制御された容積内の空気は、比較的静的であることが望ましい。例えば、大きなかつ突然の圧力差に応答して容器の壁が撓んだ場合、制御された容積内に圧力波を生じさせることがあり、粒子が浮遊して移動する可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
シッパーとして、かつ、加工施設での加工工程間において基板を保管するために使用できる基板容器が求められている。また、輸送中、ならびに容器の開封および閉鎖時に、基板容器内において粒子の発生がより起こりにくく、かつ粒子の破壊または移動を最小限にする容器が必要とされている。さらに、基板容器の輸送時、開閉時における容器内での粒子発生に対する向上した抵抗性、粒子崩壊や粒子移動の最小限化を提供する容器が必要とされている。キャリア内部の制御された環境から空気が流入または流出することなく、かつその制御環境内において既に存在している空気に生じる乱流が最小限となるように、キャリア内部の制御された環境とキャリア外部の外気との間の圧力を効果的に均圧化する均圧化システムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、粒子状物質の影響を受けやすい基板を収容するためのポッドであって、ポッドの外部環境と内部環境との間で均圧化を行い、かつ粒子状物質の影響を受けやすい基板近傍における内部の気体の流れを最小限にするポッドを提供する。該ポッドは、ベースおよびカバーを有する第１ポッドを備え、カバーは外面に対向する凹状をなす内面を有し、かつ凹状内面とベースとの間に第１容積を有する第１エンクロージャを形成するように取り外し可能にベースと係合するように構成される。カバーはさらに、開口を有する。ポッドはまた、カバーに配置されるダイヤフラムを備え、該ダイヤフラムは、通常時は非撓み位置にあり、ポッド外部に連通する第２容積と、ポッド外部に連通する第３容積との間において第１容積を分割する。ダイヤフラムは、通常時の非撓み位置から撓むことができる。最後に、ポッドは、第１ポッド内に配置される第２ポッドを備える。第２ポッドは、下部および上部を備え、上部は下部と接合して、粒子状物質の影響を受けやすい基板を収容するための第２エンクロージャ容積によって特徴づけられる第２エンクロージャを形成する。前記下部は、粒子状物質の影響を受けやすい基板を取り出し可能に保持するための支持構造を備え、前記上部は、上部が下部と係合されたときに、粒子状物質の影響を受けやすい基板を保持するための保持機構を備える。
【００１４】
例示的な一実施形態においては、ダイヤフラムは、内部に収容された、粒子状物質の影響を受けやすい基板とほぼ同心状に配置される。作動部の少なくとも一部には、複数の同心状隆起部からなる構造が設けられる。別の実施形態においては、ダイヤフラムは、通常時の非撓み位置から撓み姿勢に変位可能な作動部を備える。第２実施形態においては、作動部は、第１部分および第２部分を備え、第１部分は気体不透過性であり、第２部分は気体透過性である。
【００１５】
第２実施形態においては、ポッドは、ポッドに取り付けられたフィルタを備えることができ、該フィルタは、ポッド外部とポッド内部との間の気体の流通を可能にする。ダイヤフラムが作動部を有する請求項１に記載されるポッドでは、作動部の少なくとも一部が複数の同心状隆起部からなる構造を備える。
【００１６】
好ましい実施形態においては、ダイヤフラムは弾性材料で形成される。別の実施形態は、ドーム状壁部を備えたカバーと、第２ポッド内に配置された第１ポッドとを想定しており、これらはすべてダイヤフラムと同心状に配置される。第２ポッドは、空隙を有する絞りにより、粒子状物質の進入に対するバリアを提供するように構成される。第３実施形態においては、第１ポッドは弾性シールを備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の好ましい実施形態は、迅速に応答する均圧化を提供するという特徴および効果を有する。この特徴は、ポッドを、出荷装置として使用し、かつレチクル（またはウエハー）を特に中間加工工程用の加工設備で保管するための装置としても使用する場合に特に有用である。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態は、ＥＵＶリソグラフィー技術の使用に特に好適なレチクルＳＭＩＦポッドを提供するという特徴および効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、主としてレチクルＳＭＩＦポッドについて言及するが、ＦＯＵＰ、ＦＯＳＢ、ウエハーＳＭＩＦポッド、ならびに半導体加工産業および類似産業で使用されるその他の制御された環境を有する容器にも適用可能である。図１乃至５を参照すると、レチクル容器１０（あるいはレチクル「ポッド」とも称される）は一般的に、レチクル２６を保管、輸送、および出荷するためのレチクル容器１０内で密閉環境２２を形成するように、密封可能にベース（あるいは「ドア」とも称される）１８と嵌合可能なカバー１４を備える。５インチ（１２７ｍｍ）、６インチ（１５２．４ｍｍ）、７インチ（１７７．８ｍｍ）、８インチ（２０３．２ｍｍ）、１５０ｍｍ、２００ｍｍの直径を有するレチクルを含め、様々なサイズを有し得るレチクル２６は、この密閉環境２２内に配置され、レチクル容器１０の外部に存在し得る粒子状汚染物質から効果的に隔離される。
【００２０】
ベース１８は、様々なタイプのウエハー製造装置とともに用いる自動化された使用に関する国際半導体製造装置材料（ＳＥＭＩ）標準規格に適合する特徴を備える。例示的な実施形態においては、ベース１８は、当技術分野において周知のマイクロリソグラフィーシステムとともに使用されるレチクル「ＳＭＩＦ」（標準メカニカルインターフェース）ポッド上の同様のベースと少なくとも一部が適合している。例えば、図６Ａに示されるように、ベース１８は、外面３４によって形成される下面３０（図示しない）を有する。下面３０はまた、側面４２によって下面３０から離間される上面３８に対向する領域３６（図示しない）の設置面積（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）を有する。下面３０は、半導体加工装置（図示しない）に適合するように、ＳＭＩＦ規格に適合した特徴を有する。ＳＭＩＦに適合するベース１８は、ＳＥＭＩ準拠のラッチ式開放装置（図示しない）によって開放可能なベース・ラッチ機構（図示しない）を用いて、カバー１４に対して取り外し可能に連結される。本願と同一の所有者による米国特許第４，９９５，４３０号明細書を参照されたい。同米国特許明細書は、本願においてその内容が開示されたものとする。容器要素は好ましくは、射出成形工程または他の好適な製造工程により、耐久性ポリマーから形成される。ポリマーは、レチクル２６が視認できるように透明であってもよい。容器要素はさらに、静電気防止性であってもよい。ポッド要素を形成することができる透明な静電気防止材料の一例として、ポリメチルメタクリレートが挙げられる。あるいは、ポッド要素は、静電気防止性であり、かつカーボンファイバーが充填されたポリカーボネートで形成されてもよい。このカーボンファイバーが充填されたポリカーボネートは不透明である。このため、ポッド要素は透明窓（図示しない）を備えることができ、該透明窓を介してレチクル２６を視認できる。別の例として、ポッド要素を透明なポリカーボネートで形成してもよい。ポリカーボネートに代えて、ポッド要素はさらに難燃性のポリエーテルイミドで形成することができる。別の実施形態においては、ポッド要素は他の材料で形成されてもよい。ポッド要素は好ましくは射出成形により形成されるが、他の公知の製造方法も使用可能である。例示的なレチクルＳＭＩＦポッドは、アシストテクノロジー社（Ａｓｙｓｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．）に付与された米国特許第６，２１６，８７３号明細書に開示されており、同米国特許明細書の内容は本願において開示されたものとする。ＳＭＩＦレチクルポッドをＥＵＶ用途で使用することについては、米国特許第６，９０６，７８３号明細書に開示されており、同米国特許明細書の内容は本願において開示されたものとする。
【００２１】
一般的に、レチクル２６は、第１表面５４と、パターンを有する表面５８とを有する。背景技術のセクションにおいて説明したように、パターンを有する表面は、非常に微細な特徴を有するがために、他の表面、例えばレチクル容器１０の表面と接触させることはできない。通常、レチクル２６は、パターンを有していないためにレチクル支持構造と接触しても損傷を受けにくいレチクル表面５４および５８の外縁部において支持される。レチクル容器１０は、密閉環境２２内において、ベース１８に取り付けられたレチクル支持機構１００と、カバー１４に取り付けられたレチクル保持機構１０４とを備える。図６Ａおよび６Ｂはそれぞれ、レチクル容器１０の前方から見た断面図と一部切り欠き斜視断面図である。例示的な実施形態においては、カバー１４およびベース１８はほぼ矩形をなし、レチクル２６は、レチクル支持フレーム２００上に位置する離間して配置される複数のレチクル支持パッド２１８上とレチクル保持フレーム２０８上とにおいて、側面４２にほぼ垂直な平面に支持される。ベース１８およびカバー１４にそれぞれ連結され、かつそこから延びる弾性支持柱１１０および対向する弾性保持柱１１２に対して、レチクル支持フレーム２００およびレチクル保持フレーム２０８はそれぞれ作動可能に結合される。支持柱および保持柱は双方ともに、軸方向（ｚ方向）および横方向（すなわちｘ方向および／またはｙ方向）において低い剛性を有し、これらの方向にかかる衝撃および振動に応答して変形して撓む。レチクル保持柱１１２は、レチクル支持柱１１０と協働するように構成される。具体的には、カバー１４がベース１８と嵌合したときに、レチクル保持柱１１２およびレチクル支持柱１１０はｚ方向に変形してレチクル２６の表面５４および５８にかかる連続的な付勢力を維持し、レチクル２６をカバー１４とベース１８に挟まれた所望の位置に保持する。当業者であれば、レチクル支持柱１１０およびレチクル保持柱１１２の配置によって、取付ベース、すなわちベース１８および／またはカバー１４の振動がレチクル２６に及ぼす影響を減じることができることは理解されるであろう。
【００２２】
レチクル支持フレーム２００およびレチクル保持フレーム２０８は、例えばカーボンファイバー充填ポリエーテルエーテルケトン（「ＰＥＥＫ］）等の、実質的に剛性が高く、静電気防止性であり、かつ粒子状物質を生じさせにくい（ｎｏｎ−ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ）材料で形成することができる。レチクル容器１０に振動または衝撃が加わって弾性支持柱１１０および弾性保持柱１１２が撓むと、剛性の高いレチクル支持フレーム２００およびレチクル保持フレーム２０８は、実質的に剛体として移動し、支持柱および保持柱の撓みを抑制するように作用し、レチクル２６が常にレチクル容器１０内で所望の配置に維持されるように質量減衰を提供する。別の実施形態においては、レチクル保持フレーム２０８はレチクル支持フレーム２００と嵌合し、カバー１４およびベース１８の嵌合によって形成された第１密閉環境２２内において、第２環境４０５を有する第２ポッド４００を形成する。第２環境４０５は、密閉環境２２に連通するが、第２環境４０５に含まれる空気は、収容される空気量が少なく、かつ密閉環境２２および第２環境４０５間の流体流路が蛇行しているため、乱流の影響を比較的受けにくい。
【００２３】
カバー１４およびベース１８の一実施形態においては、カバー１４の外縁４２８がベース１８の側面４２に対して周方向に近接して配置されるため、ベース１８はその全体がキャビティ４３２内に収容される。さらには、図７Ａおよび７Ｂに示されるように、弾性シール５１０がベース１８上に設けられる。シール５１０は、下側シール面５１８および上側シール面５２２を有する弾性材料片５１４を備える。弾性フィンガー部５２８は下側シール面５１８から延びる。フィンガー部５２８は、ベース１８の上面に形成された、外縁のＵ字状溝内に圧入されて支持されるような大きさである。図８Ａおよび８Ｂに示されるように、溝５３２内に完全に配置されると、シール５１０は下側シール面５１８がベース１８の上面と対向するように配置される。溝５３２は、上面３８上のレチクル保持フレーム２０８の接触点５３６近傍まで同心状に延びる。カバー１４の内面４３６は、離間したほぼ平行な複数のエッジ５４８を備え、エッジ５４８は、内面３６の一領域をぐるりと取り巻いて、Ｖ字状の断面形状を有する。エッジ５４８は、弾性シール５１０の上側シール面５２２と接触し、複数の空洞部分５６８を密封して外部環境と密閉された制御環境２２との間にシールバリアを提供するような大きさおよび配置とされる。複数のシール係合および空洞部分５６８は、制御環境２２と外部環境との間の流れに対する大きな抵抗を構成する。第２ポッドの弾性シールおよび弾性支持部の機能については、本願と同時に出願され、発明者グレガーソン（Ｇｒｅｇｅｒｓｏｎ）、ハルブマイヤー（Ｈａｌｂｍａｉｅｒ）、サムナー（Ｓｕｍｎｅｒ）、ワイズマン（Ｗｉｓｅｍａｎ）、ティーベン（Ｔｉｅｂｅｎ）、ストライク（Ｓｔｒｉｋｅ）により発明された、「レチクルポッド用衝撃および振動分離システム（Ｓｈｏｃｋ  ａｎｄ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｆｏｒ  ａ  Ｒｅｔｉｃｌｅ  Ｐｏｄ）」を参照することにより、最もよく理解されるであろう。同出願の内容は、本明細書に開示されたものとする。
【００２４】
図７Ａおよび７Ｂに示される例示的な実施形態においては、シール５１０は、変形していないときにはほぼギリシャ文字のΠのような形状を有する。Π形状の弾性シール５１０のフィンガー部５２８は溝５３２内に受承される。３つの平行なエッジ５４７、５４８、５４９は互いに離間され、カバー１４がベース１８と嵌合したときに、平行なエッジ５４９は、Π形状のシールのフィンガー部間の領域においてダイヤフラム５１０の上面と接触し、エッジ５４７および５４９は、シール５１０の両端近傍においてシール５１０と接触する。この構成は、カバー１４およびベース１８が嵌合している間中、シール５１０をカバー１４およびベース１８の両方の表面と接触させ続ける。ベースが取り出されると、シール５１０がベース１８と最大限に接触した状態から「跳ね」返ることにより、ダイヤフラム５１０がベース１８に固着すると起こり得る粒子状物質の生成が回避される。
【００２５】
シール５１０は、図７Ａおよび７Ｂに示されるような形状を有する中実部材または中空部材とすることができる。シールは、シリコーンゴム、塩化ビニル樹脂、または他の好適な公知の合成樹脂といった、非粘着性材料で形成することができる。
【００２６】
図１、２、４、５Ａ、６Ａ、および６Ｂに示されるように、カバー１４は、キャビティ４３２を形成するように、キャノピー４１０と、該キャノピー４１０から周方向に延びて上壁から離間した外縁４２８において終端する側壁４２０とを備える。上述したように、カバー１４がベース１８と嵌合すると、密閉された制御環境２２をカバー１４の内面４３６とベース１８の上面３８との間に形成し、外縁４２８がベース１８の側面４２の周囲に配置されて、ベース１８がキャビティ４３２に収容される。
【００２７】
キャノピー４１０はさらに、レチクル容器１０内の制御環境２２をレチクル容器１０の外部に接続するための通気口４４４を形成する構造を備える。通気口４４４は環状取付フランジ４４８により包囲され、外周壁４５２がキャノピー４１０から立ち上がってレチクル容器１０から離れるように延びて上端面４５６において終端する。可撓性を有するダイヤフラムキャップ４６０は、通気口４４４上を延びるように、外周壁４５２の周囲を取り囲むように、摺動可能に受承される。図３に示されるように、可撓性を有するダイヤフラム４７０は、好適な固定保持手段により上端面４５６と通気口付ダイヤフラムキャップ４６０との間に挟まれた状態で、上端面４５６に封止される。可撓性を有するダイヤフラム４７０は皿形をなし、構造的に剛性を付与する環状隆起部と、適切な固定保持手段によりダイヤフラムと密封状態で接触する外周近傍の表面４５６において周縁溝４７４とを備える。ダイヤフラムは、制御環境２２をレチクル容器１０の外部環境から隔離する。制御環境２２内部またはその外部における圧力の変化は、制御環境２２の内部圧力と制御環境２２の容積との間の関数関係がほぼ一定に維持されるように制御環境２２の容積を変化させるべくダイヤフラムを動作させることにより、均圧化される。
【００２８】
当業者であれば、制御環境２２と外部環境との間に急速かつ大きな圧力差が生じた場合、必然的にダイヤフラムの急速かつ大きな撓みを生じさせ得るため、圧力波が制御環境２２内に生じる可能性があることは理解されるであろう。上述したように、このような状況は望ましいものではない。図５Ｂに示されるように、本発明の別の実施形態は、外部環境と制御環境２２の容積とを接続するフィルタ付通路１０００を提供する。このようなフィルタ付通路の一実施形態は、図９に示される複合ダイヤフラム４８８である。ダイヤフラム４８８は、可撓性を有する皿形ダイヤフラムであり、構造的に剛性を付与する環状隆起部と周縁溝４７４とを備えるが、フィルタ材料４９０で形成される中央領域を備える。フィルタ材料４９０は、フィルタ付通路を提供することにより、より高い圧力差においてより迅速な均圧化応答を提供するため、外部環境からの空気はレチクル容器１００に進入可能であるが、粒子状汚染物質の進入は防がれる。ダイヤフラム４８８は、より頻繁に発生するものの、外気がフィルタの微細孔を通り抜けるために流路の抵抗を上回る圧力ポテンシャルを提供しないような相対的に小さな圧力差に応答する。第２に、フィルタ材料４９０がダイヤフラムの撓みを調節するため、ダイヤフラムとフィルタの組み合わせは、可撓性を有するダイヤフラムの突然の動作によって生じる乱流の移動は起こさずに、ピストンポンプに非常によく似た準静的な様態で、制御環境２２内部の空気容積を変動させる。
【００２９】
別の実施形態においては、可撓性を有するダイヤフラム４７０は、ろ過フィルタ（図示しない）を介して制御環境２２に接続されるように適切に容器本体内に配置された、図５Ｂに示される流路１０００によって増強され得る。一実施形態では、図６Ｂに示されるように、補助的なフィルタ付流路の有無にかかわらず、ダイヤフラムとして機能するように適切な位置に薄壁部１００５を組み込んだレチクル容器１０を提供する。好ましくは、薄壁部は、その撓みにより約７〜１０％、好ましくは３０％の容積変化を許容し、したがって、容器の他の壁部よりもより大きく撓むことができる。薄壁部は、自動化フランジ１０１５の下方に設けることができる。
【００３０】
ダイヤフラムの例として、膜状ガスフィルタ等が挙げられる。フィルタ付通路を横断するように設けられたろ過フィルタの例として、当技術分野で知られているように、焼結金属粉ガスフィルタで塞がれる、レチクル容器１０を貫通する穴等を用いてもよい。
【００３１】
レチクル容器１０の別の実施形態は、レチクル支持および隔離機構ならびにレチクル容器１０の壁部を介してレチクル２６の上面および底面から静電気を放電するために、接地経路を提供する。レチクル２６は、これによって静電気放電（ＥＳＤ）から保護される。この方法および装置においては、アシストテクノロジーズ社（Ａｓｙｓｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．）に付与された米国特許第６，５１３，６５４号明細書に開示されており、同米国特許明細書は、その内容が本明細書において開示されたものとする。
【００３２】
図１１および１２を参照すると、３００ｍｍウエハー用に設計された、正面に開口を有するウエハー容器１０２０は前ドア１０２２を備え、前ドア１０２２は、該ドアを外郭部分１０３０にラッチをかける、またはそのラッチを解放するためのラッチ機構１０２６の一部としてキー穴１０２４を有する。側壁１０４０はハンドル１０４２を受承することができ、底面１０４６が運動学的カップリング１０５０を有すること、および上面がロボット対応フランジ１０５４を有することが示されている。このような容器は、上述したようにダイヤフラムを利用することにより、本願に記載される発明を利用することができる。均圧化を行うためにこれらの容器にフィルタ１０５５を利用することについてはよく知られている。このような容器のウエハーは、水平に載置されて、離間した配置にて垂直方向に積み重ねられる。ダイヤフラムは、壁構造の底面側に配置して、ウエハーと同軸配置となるようにしてもよい。ダイヤフラムを他の好適な位置、すなわち前ドア、上面、側壁、または後壁に配置することもできる。ダイヤフラム１０５８は、別個のハウジング１０６０、および壁を貫通する通気口１０６４に対して連結することができる。ハウジングは、外郭構造に組み付けられるか、あるいは溶接され得る。さらには、周囲のより厚い壁部分とは個別に動作可能な薄壁部分が、この容器に適している場合がある。
【００３３】
上述した実施形態は、例示的な目的で示されるものであり、本願発明の範囲を限定するものではない。別の実施形態も特許請求の範囲内に包含される。本発明について、特定の実施形態に言及して説明してきたが、当業者であれば、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、形態の詳細に変更を加えることが可能であることは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態におけるカバーの斜視図。
【図２】本発明の一実施形態における容器アセンブリを示す分解図。
【図３】本発明の第１実施形態における、ベースと同ベース上に支持された基板とを示す斜視図。
【図４】本発明の一実施形態における、カバーと第２ポッドの構成要素とを下から見た斜視図。
【図５Ａ】本発明の第１実施形態における、隔離システムの構成要素を含む容器アセンブリの分解縦断面図。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態における、組み付けられた容器の縦断面図。
【図６Ａ】本発明の別の実施形態における、組み付けられた容器の縦断面図。
【図６Ｂ】本発明の別の実施形態における、組み付けられた容器の一部切り欠き斜視縦断面図。
【図７Ａ】本発明の非変形状態にある例示的なシールを示す図。
【図７Ｂ】図７Ａの例示的なシールが変形した状態を示す図。
【図８Ａ】本発明の別の実施形態における、カバーおよびベースの係合を示す図。
【図８Ｂ】本発明の第１実施形態における、カバーがベースに接触した状態にあるカバーおよびベースの係合を示す図。
【図９】本発明の第２実施形態におけるダイヤフラムを示す図。
【図１０】本発明の第２実施形態におけるダイヤフラムを示す図。
【図１１】本発明を実施する正面に開口を有するウエハー容器の斜視図。
【図１２】図１１の容器の底面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年12月14日(2007.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子状物質の影響を受けやすい基板を収容するためのポッドであって、外部と該ポッドの内部環境との間において均圧化を行い、かつ前記粒子状物質の影響を受けやすい基板の近傍において内部の気体の流れを最小限にするためのポッドであって、
ベースおよびカバーを有する第１ポッドと、前記カバーは、外面に対向する凹状内面を備えるとともに、該凹状内面とベースとの間に第１容積を有する第１エンクロージャを形成するように、取り外し可能にベースと係合することと、前記カバーは開口を有することと、
前記カバーに配置され、通常時においては非撓み位置にあるダイヤフラムと、該ダイヤフラムは、前記ポッドの外部と連通する第２容積と、前記ポッドの外部に連通しない第３容積との間において前記第１容積を分割することと、前記ダイヤフラムは、通常の非撓み位置から撓むことができることと、
前記第１ポッド内に配置され、かつ下部および上部を有する第２ポッドと、前記上部は前記下部と接合して、前記粒子状物質の影響を受けやすい基板を収容するための第２エンクロージャ容積を特徴とする第２エンクロージャを形成することと、前記下部は、前記粒子状物質の影響を受けやすい基板を取り外し可能に保持する支持機構を備えることと、前記上部は、該上部が前記下部と係合したときに、前記粒子状物質の影響を受けやすい基板を保持するための保持構造を有することと
を備えるポッド。
【請求項２】
前記ダイヤフラムは、内部に配置される前記粒子状物質の影響を受けやすい基板とほぼ同心状に配置される、請求項１に記載のポッド。
【請求項３】
前記ダイヤフラムは、通常の非撓み位置から撓み位置に変位可能な作動部を備える、請求項２に記載のポッド。
【請求項４】
前記作動部は第１部分および第２部分を備え、前記第１部分は気体不透過性であり、前記第２部分は気体透過性である、請求項３に記載のポッド。
【請求項５】
前記ポッドに取り付けられたフィルタを備え、該フィルタは、前記ポッドの外部と内部の間において気体の流通を可能にする、請求項１に記載のポッド。
【請求項６】
前記ダイヤフラムは作動部を有し、該作動部の少なくとも一部は、複数の同心状隆起部からなる構造を備える、請求項１に記載のポッド。
【請求項７】
前記ダイヤフラムは弾性材料で形成される、請求項６に記載のポッド。
【請求項８】
前記カバーが、前記ダイヤフラムの寸法に合わせた寸法を有する開口を備えた第１外郭部分と、該第１外郭部分の開口を覆う第２外郭部分とからなり、該第２外郭部分とダイヤフラムとにより第２容積が形成される、請求項７に記載のポッド。
【請求項９】
前記第２外郭部分はドーム状壁部と、該ドーム状壁部から横方向外側に向かって延びる、水平に配向された一対の突出部を備える、請求項８に記載のポッド。
【請求項１０】
前記第１ポッド、第２ポッド、およびダイヤフラムはすべて同心状に配置される、請求項１に記載のポッド。
【請求項１１】
前記第２ポッドは、空隙を有する絞りによって粒子状物質の進入を妨げる、請求項１に記載のポッド。
【請求項１２】
前記ベースが上方に指向する面を有し、前記第２ポッドの上部が下方に指向する周縁リップを有し、該周縁リップは、接触せずにベースと対面し、前記リップと前記ベースの上方に指向する面との間に延びる空隙を形成する、請求項１に記載のポッド。
【請求項１３】
粒子状物質の影響を受けやすい基板を少なくとも１つ収容するためのポッドであって、外部と該ポッドの内部環境との間において均圧化を行い、かつ前記粒子状物質の影響を受けやすい基板近傍において内部の気体の流れを最小限にするポッドにおいて、
ドアフレームを形成する開口を備えた外郭部分と、
前記ドアフレームを受承可能な寸法を有するドアと、該ドアはラッチ機構を備え、該ラッチ機構は、前記ドアフレームと係合して前記ドアを該ドアフレーム内に固定するための引込み式ラッチ部分を備え、前記ドアが固定された状態にある前記外郭部分は第１容積を形成することと、
前記ポッド内に配置されて、前記少なくとも１つの粒子状物質の影響を受けやすい基板を制御された密閉内部空間において取り外し可能に保持するための基板支持体と、
前記ポッドに取り付けられて前記制御された密閉内部空間を前記外部環境から分離するように配置されたダイヤフラムと、該ダイヤフラムは、ポッド内部とポッド外部との間の圧力差を補償するように撓むことができることと
を備えるポッド。
【請求項１４】
前記基板が少なくとも約３００ｍｍの直径を有する半導体ウエハーであり、前記外郭部分が、底面、左側面、右側面、および前面を有し、前記ドアフレームが前記前面に配置され、前記基板支持体は、前記ポッド内部において、左側面および右側面に配列される複数のウエハー棚を備え、前記底面は動的カップリングを有する、請求項１３に記載のポッド。
【請求項１５】
前記ダイヤフラムは、前記外郭部分に取り付けられた弾性ダイヤフラムである、請求項１４に記載のポッド。
【請求項１６】
前記ダイヤフラムは前記ドアに配置される、請求項１４に記載のポッド。
【請求項１７】
前記ポッドはさらに、さらなる均圧化を行うための気体透過性フィルタを備える、請求項１３に記載のポッド。
【請求項１８】
前記外郭部分およびドアの内部に配置される第２ポッドをさらに備え、該第２ポッドは上部および下部を有し、該下部はドアに連結され、該上部は該下部上に取り外し可能に配置可能であり、前記上部は、外郭構造がドアと係合したときに外郭構造と係合する、請求項１３に記載のポッド。
【請求項１９】
ドアと、該ドアを受承する外郭部分とを有する、複数のウエハーを保持するためのポッドであって、前記容器はさらに、可撓性を有する変位可能なダイヤフラムをさらに備え、該ダイヤフラムの一方の側はポッド外部に連通し、反対の側はポッド内部に連通し、前記ポッドはさらにフィルタを備え、該フィルタの一方の側がポッド外部に連通し、反対側がポッド内部に連通し、これによってダイヤフラムとフィルタがポッド内部を外部に対して均圧化するポッド。
【請求項２０】
粒子状物質の影響を受けやすい複数の基板を保持するためのポッドであって、該ポッドはドア及び該ドアを受承する外郭部分を備え、該ポッドはさらに、可撓性を有する変位可能な皿形ダイヤフラムを備え、該ダイヤフラムは、一方の側がポッド外部に連通し、かつ他方の側がポッド内部に連通するとともに、複数の隆起部を有し、該ダイヤフラムはポッド内部を外部に対して均圧化するポッド。
【請求項２１】
ドア及び該ドアとラッチ係合可能な外郭部分を備える基板容器の内部の気体の流れを、粒子状物質の影響を受けやすい基板の近傍において最小限にする方法であって、該方法は、撓むことができるダイヤフラムを基板容器に提供する工程を含み、前記ダイヤフラムは２つの側を備え、一方の側は、基板が配置される基板容器の内部に連通し、他方の側は、基板容器の外部に連通する方法。
【国際調査報告】
2008532855.tif 000019