(57)【要約】  水平基板キャリア、例えば、水平熱処理中に半導体基板を保持するためのキャリアが提供される。水平基板キャリアは、非対称に配置された支持レールを有する。水平基板キャリアの一方の側には上側レールがないが、水平基板キャリアの他方の側には比較的に高い位置、例えば６０°以上、より好ましくは７０°以上、最も好ましくは９０°の角度位置に配置された上側レールがある。上側レールがない側は、水平基板キャリアのロボットによる装填のために使用することができる。好ましい実施形態では、３つのレールのみが提供される、即ち、一方の側にある１つの上側レールと、２つの下側レールと、である。これら３つのレールの使用及び配置により、基板を正確に均等な位置に保持し、基板の動きを最小限に抑え、粒子の生成を最小限に抑えながら、ロボットによるアクセスを容易にすることができる。
2021515409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平基板キャリアであって、
複数の水平レールであって、前記水平基板キャリアに沿って水平に延びる、複数の水平レールと、
基板を保持するための複数のスロットであって、前記複数の水平レール内に配置され、前記複数の水平レールは、３つの水平レールのスロットのみが前記水平基板キャリアに載せられた基板と係合するように配置されている、複数のスロットと、を含み、
前記複数の水平レールは、前記水平基板キャリアの第１の側が第１の上側レールを有し、前記水平基板キャリアの第２の側は対応する第２の上側レールを有さないように、非対称であり、前記第１の上側レールは、前記水平基板キャリアの水平軸及び前記水平基板キャリアの底部を通る垂直線に対して６０度以上の角度位置にある、水平基板キャリア。
【請求項２】
前記水平基板キャリアの前記第２の側に配置された釣合い錘を更に含む、請求項１に記載の水平基板キャリア。
【請求項３】
前記複数の水平レールは、前記第１の上側レール及び少なくとも２つの下側レールを含む、請求項１に記載の水平基板キャリア。
【請求項４】
前記水平基板キャリアの前記第２の側に配置された釣合い錘を更に含む、請求項３に記載の水平基板キャリア。
【請求項５】
前記釣合い錘は、前記少なくとも２つの下側レールのうちの一方に接続されている、請求項４に記載の水平基板キャリア。
【請求項６】
前記第１の上側レールは、前記水平基板キャリアの前記水平軸及び前記水平基板キャリアの前記底部を通る前記垂直線に対して７０〜９０度の角度位置にある、請求項１に記載の水平基板キャリア。
【請求項７】
２つの下側レールを更に含み、前記２つの下側レールは、前記水平基板キャリアの前記水平軸及び前記水平基板キャリアの前記底部を通る前記垂直線に対して４５度以下の角度位置にある、請求項６に記載の水平基板キャリア。
【請求項８】
前記水平基板キャリアの前記第２の側に配置された釣合い錘を更に含む、請求項７に記載の水平基板キャリア。
【請求項９】
前記複数のスロット及び前記複数の水平レールの構成は、前記基板を±０．１度未満の垂直偏差で保持することをもたらす、請求項１に記載の水平基板キャリア。
【請求項１０】
水平基板キャリアであって、
複数の水平レールであって、前記水平基板キャリアの第１の端部にある第１の端部支持構造と前記水平基板キャリアの第２の端部にある第２の端部支持構造との間に前記水平基板キャリアに沿って水平に延び、前記複数の水平レールの第１の端部は前記第１の端部支持構造に接続され、前記複数の水平レールの第２の端部は前記第２の端部支持構造に接続され、前記複数の水平レールは、
前記水平基板キャリアの第１の側の第１の下側レール、
前記水平基板キャリアの第２の側の第２の下側レール、及び
前記水平基板キャリアの第１の側の第１の上側レール、を含む、複数の水平レールを含み、
前記複数の水平レールは、基板が前記水平基板キャリアに載せられたときに３つの水平レールのみが前記基板と係合するように構成されており、
前記第１の上側レールは前記水平基板キャリアの水平軸及び前記水平基板キャリアの底部を通る垂直線に対して６０度以上の角度位置にあり、前記第１の下側レール及び前記第２の下側レールは両方とも、前記水平基板キャリアの前記水平軸及び前記水平基板キャリアの前記底部を通る前記垂直線に対して４５度以下の角度位置にあり、
前記複数の水平レールのいずれも、前記水平基板キャリアの前記第２の側の４５度以上の角度位置には配置されていない、水平基板キャリア。
【請求項１１】
前記第１の上側レールは、前記水平基板キャリアの前記水平軸及び前記水平基板キャリアの前記底部を通る前記垂直線に対して７０〜９０度の角度位置にある、請求項１０に記載の水平基板キャリア。
【請求項１２】
前記第１の下側レール及び前記第２の下側レールは両方とも、前記水平基板キャリアの前記水平軸及び前記水平基板キャリアの前記底部を通る前記垂直線に対して２５〜３０度の間の角度位置にある、請求項１１に記載の水平基板キャリア。
【請求項１３】
前記第１の上側レールは、前記水平基板キャリアの前記水平軸及び前記水平基板キャリアの前記底部を通る前記垂直線に対して９０度の角度位置にある、請求項１２に記載の水平基板キャリア。
【請求項１４】
前記水平基板キャリアの前記第２の側に配置された釣合い錘を更に含む、請求項１２に記載の水平基板キャリア。
【請求項１５】
前記釣合い錘は、前記第２の下側レールに接続されている、請求項１４に記載の水平基板キャリア。
【請求項１６】
前記水平基板キャリアの前記第２の側に配置された釣合い錘を更に含む、請求項１０に記載の水平基板キャリア。
【請求項１７】
前記釣合い錘は、前記第２の下側レールに接続されている、請求項１６に記載の水平基板キャリア。
【請求項１８】
水平基板キャリアであって、
複数の水平レールであって、前記水平基板キャリアの第１の端部にある第１の端部支持構造と前記水平基板キャリアの第２の端部にある第２の端部支持構造との間に前記水平基板キャリアに沿って水平に延び、前記複数の水平レールの第１の端部は前記第１の端部支持構造に接続され、前記複数の水平レールの第２の端部は前記第２の端部支持構造に接続され、前記複数の水平レールは、
前記水平基板キャリアの第１の側の第１の下側レール、
前記水平基板キャリアの第２の側の第２の下側レール、及び
前記水平基板キャリアの第１の側の第１の上側レール、を含む、複数の水平レールと、
前記水平基板キャリアの前記第２の側に配置された釣合い錘と、を含み、
前記複数の水平レールは、基板が前記水平基板キャリアに載せられたときに３つの水平レールのみが前記基板と係合するように構成されており、
前記第１の上側レールは前記水平基板キャリアの水平軸及び前記水平基板キャリアの底部を通る垂直線に対して７０〜９０度の角度位置にあり、前記第１の下側レール及び前記第２の下側レールは両方とも、前記水平基板キャリアの前記水平軸及び前記水平基板キャリアの前記底部を通る前記垂直線に対して３０度以下の角度位置にあり、
前記複数の水平レールのいずれも、前記水平基板キャリアの前記第２の側の４５度以上の角度位置には配置されていない、水平基板キャリア。
【請求項１９】
前記第１の上側レールは、前記水平基板キャリアの前記水平軸及び前記水平基板キャリアの前記底部を通る前記垂直線に対して９０度の角度位置にある、請求項１８に記載の水平基板キャリア。
【請求項２０】
前記第１の下側レール及び前記第２の下側レールは両方とも、前記水平基板キャリアの前記水平軸及び前記水平基板キャリアの前記底部を通る前記垂直線に対して２５〜３０度の角度位置にある、請求項１９に記載の水平基板キャリア。
【請求項２１】
基板処理システムであって、
横型加熱チャンバを有する炉と、
前記横型加熱チャンバ内部の少なくとも１つの水平基板キャリアであって、
複数の水平レールであって、前記水平基板キャリアに沿って水平に延びる、複数の水平レール、
基板を保持するための複数のスロットであって、前記複数の水平レール内に配置され、前記複数の水平レールは、３つの水平レールのスロットのみが前記水平基板キャリアに載せられた基板と係合するように配置されている、複数のスロット、を含む、少なくとも１つの水平基板キャリアと、を含み、
前記複数の水平レールは、前記水平基板キャリアの第１の側が第１の上側レールを有し、前記水平基板キャリアの第２の側は対応する第２の上側レールを有さないように、非対称であり、前記第１の上側レールは、前記水平基板キャリアの水平軸及び前記水平基板キャリアの底部を通る垂直線に対して６０度以上の角度位置にある、基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
米国特許法（３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．）第１．７８（ａ）（４）項に準拠して、本出願は、２０１８年３月７日に出願された、以前に出願の同時係属の仮特許出願第６２／６３９，９３７号明細書の利益及び優先権を主張し、該仮特許出願は参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、例えば、半導体基板などの基板の処理に関する。特に、本開示は、基板の熱処理中に基板を保持するための新規の水平キャリアを提供する。
【背景技術】
【０００３】
基板処理では、１つの共通のステップとしては、高温炉処理の使用がある。炉処理では、複数の基板を保持するための基板キャリア（又はボート）、例えば石英キャリアが使用される。複数の基板を載せたキャリアは、次いで、炉内に配置されることがある。炉の操作の１つのタイプは、横型の炉用に特別に設計されたキャリアを使用した横型の炉の操作である。そのようなキャリアでは、水平キャリア内に複数の基板が垂直に保持される。
【０００４】
例示的な従来技術の基板キャリア１００が図１に示されている。このキャリアは、両端に支持構造１０５（例えば、前面プレート及び背面プレート）、２つの上側レール１１０及び２つの下側レール１１５、を含む。そのようなキャリアは、多数の基板、例えば１００個以上の基板を保持するように作られることがある。上側レール１１０及び下側レール１１５の各々は、基板を保持することができる、互いに関連して配置される複数のスロットを含む。図１は４つのレールの構成を示しているが、他の従来技術の構成では、３つのロッド（１つの中央底部のロッド）及び側部に２つの上側のロッドが含まれることがある。図２は、どのように基板２００が図１の従来技術のキャリアに装填され得るかを示している。図２に示すように、ロボット基板装填器（図示せず）のフォーク２０５の一部を使用して、基板を上側レール１１０及び下側レール１１５のスロットに係合させることにより、基板２００が基板キャリア１００に装填される。
【０００５】
上側レール１１０及び下側レール１１５のスロットに保持されると、基板は基板キャリア内部に垂直な態様で均等に置かれるように配置される。そのような従来技術のキャリアは、垂直の±２〜３度の許容誤差で基板を保持することが多い。基板キャリアが（例えば炉内へと）移動すると、振動により、基板がスロット内で「ガタガタ」音をたてるようになることがあり、且つ／又は、基板が基板キャリア内部で角度的に回転するようになることがある。垂直の±２〜３度の基板の保持により、この問題が悪化する。そのような動きが発生すると、基板が基板キャリアと係合する場所で、望ましくない粒子汚染が形成されることがある。
【０００６】
キャリアへのロボットによる装填を容易にしながら、粒子汚染を低減する態様で基板を保持するための、改善された水平基板キャリアを提供することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書で説明するのは、画期的な水平基板キャリアである。水平基板キャリアは、例えば、水平熱処理中に半導体基板を保持するためのキャリアであり得る。水平基板キャリアは、非対称に配置された支持レールを有する。水平基板キャリアの一方の側には上側レールがないが、水平基板キャリアの他方の側には比較的に高い位置、例えば６０°以上、より好ましくは７０°以上、最も好ましくは９０°の角度位置に配置された上側レールがある。一実施形態では、角度位置は、例えばこれに限定するものではないが１２０°など９０°よりも大きいことがある。上側レールがない側は、水平基板キャリアのロボットによる装填のために使用することができる。好ましい実施形態では、３つのレールのみが提供され、一方の側にある１つの上側レールと、２つの下側レールと、である。これら３つのレールの使用及び配置により、基板を正確に均等な位置に保持し、基板の動きを最小限に抑え、粒子の生成を最小限に抑えながら、ロボットによるアクセスを容易にすることができる。一実施形態では、本明細書で説明する構成は、基板を比較的に僅かな垂直傾斜で保持することができるキャリアを提供する。一実施形態では、基板は、±１度以下の垂直偏差の許容誤差で保持されることがあり、より好ましくは±０．５度未満の垂直偏差の許容誤差、更により好ましくは±０．１度未満の垂直偏差の許容誤差が達成されることがある。
【０００８】
一実施形態では、水平基板キャリアが提供される。水平基板キャリアは、複数の水平レールを含むことがあり、水平レールは、水平基板キャリアに沿って水平に延びる。基板を保持するための複数のスロットが設けられ、スロットは複数の水平レールに配置される。複数の水平レールは、３つの水平レールのスロットのみが水平基板キャリアに載せられた基板と係合するように配置されることがある。複数の水平レールは、水平基板キャリアの第１の側が第１の上側レールを有し、水平基板キャリアの第２の側は対応する第２の上側レールを有さないように、非対称であり、第１の上側レールは、水平基板キャリアの水平軸及び水平基板キャリアの底部を通る垂直線に対して６０度以上の角度位置にある。
【０００９】
別の実施形態では、水平基板キャリアが提供される。水平基板キャリアは複数の水平レールを含むことがあり、複数の水平レールは、水平基板キャリアの第１の端部にある第１の端部支持構造と水平基板キャリアの第２の端部にある第２の端部支持構造との間に水平基板キャリアに沿って水平に延びる。複数の水平レールの第１の端部は第１の端部支持構造に接続され、複数の水平レールの第２の端部は第２の端部支持構造に接続される。複数の水平レールは、水平基板キャリアの第１の側に第１の下側レールを、水平基板キャリアの第２の側に第２の下側レールを、及び水平基板キャリアの第１の側に第１の上側レールを含むことがある。複数の水平レールは、基板が水平基板キャリアに載せられたときに３つの水平レールのみが基板と係合するように構成されている。第１の上側レールは水平基板キャリアの水平軸及び水平基板キャリアの底部を通る垂直線に対して６０度以上の角度位置にあり、第１の下側レール及び第２の下側レールは両方とも、水平基板キャリアの水平軸及び水平基板キャリアの底部を通る垂直線に対して４５度以下の角度位置にある。複数の水平レールのいずれも、水平基板キャリアの第２の側の４５度以上の角度位置には配置されていない。
【００１０】
更に別の実施形態では、水平基板キャリアが提供される。水平基板キャリアは複数の水平レールを含むことがあり、複数の水平レールは、水平基板キャリアの第１の端部にある第１の端部支持構造と水平基板キャリアの第２の端部にある第２の端部支持構造との間に水平基板キャリアに沿って水平に延びる。複数の水平レールの第１の端部は第１の端部支持構造と接続し、複数の水平レールの第２の端部は第２の端部支持構造と接続する。複数の水平レールは、水平基板キャリアの第１の側に第１の下側レールを、水平基板キャリアの第２の側に第２の下側レールを、及び水平基板キャリアの第１の側に第１の上側レールを含む。水平基板キャリアは、水平基板キャリアの第２の側に配置された釣合い錘も含む。複数の水平レールは、基板が水平基板キャリアに載せられたときに３つの水平レールのみが基板と係合するように構成されている。第１の上側レールは水平基板キャリアの水平軸及び水平基板キャリアの底部を通る垂直線に対して７０〜９０度の角度位置にあり、第１の下側レール及び第２の下側レールは両方とも、水平基板キャリアの水平軸及び水平基板キャリアの底部を通る垂直線に対して３０度以下の角度位置にある。複数の水平レールのいずれも、水平基板キャリアの第２の側の４５度以上の角度位置には配置されていない。
【００１１】
更に別の実施形態では、基板処理システムが提供される。基板処理システムは、横型加熱チャンバを有する炉と、この横型加熱チャンバ内部に少なくとも１つの水平基板キャリアと、を含むことがある。少なくとも１つの水平基板キャリアは、複数の水平レールであって、水平基板キャリアに沿って水平に延びる複数の水平レールと、基板を保持するための複数のスロットであって、複数の水平レールに配置された複数のスロットと、を含むことがあり、複数の水平レールは、３つの水平レールのスロットのみが、水平基板キャリアに載せられた基板と係合するように配置されている。水平基板キャリアは、複数の水平レールが、水平基板キャリアの第１の側は第１の上側レールを有し、水平基板キャリアの第２の側は対応する第２の上側レールを有さないように、非対称であり、第１の上側レールが、水平基板キャリアの水平軸及び水平基板キャリアの底部を通る垂直線に対して６０度以上の角度位置にある、ように構成されている。
【００１２】
本発明及びその利点のより詳細な理解が、添付の図面と併せて以下の説明を参照することによって得られ、図面では、同様の参照番号が同様の特徴を示す。しかしながら、添付の図面は、開示された概念の例示的な実施形態のみを示し、従って範囲を限定するものと見なされるべきではなく、開示された概念に対して他の同等に効果的な実施形態も許されることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来技術の水平基板キャリアを示す。
【図２】図１の従来技術の基板キャリアに基板をロボットにより装填している様子を示す。
【図３】本明細書で開示する水平基板キャリアの例示的な一実施形態の斜視図を提供する。
【図４】図３の水平基板キャリアの側面図を提供する。
【図５】図４の切断線５−５に沿った、図３の水平基板キャリアと共に使用するための例示的なスロットを示す。
【図６】図３の水平基板キャリアの端面図を示す。
【図７】図４の切断線７−７に沿った、図３の水平基板キャリアの断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書で開示する技術に従って構築された例示的な水平基板キャリアを図３に提供する。この水平基板キャリアを使用して、広範なタイプの基板を運ぶことができる。例えば、一実施形態では、基板は半導体ウェハなどの半導体基板であり得る。更に、水平基板キャリアは、広範な基板処理ステップの一部の間に使用されることがある。一例では、水平基板キャリアを使用して横型炉に基板を装填することがある。そのような水平基板キャリアでは、基板は通常、垂直に、即ち地面に対して垂直に保持される。一実施形態では、基板処理システムが本明細書で開示され、この基板処理システムは、横型加熱チャンバを有する炉を含み、その内部では、加熱されたチャンバ内部にある水平基板キャリアによって、複数の基板が垂直に保持される。そのような炉を、例えば、基板を熱処理する際に使用することができる。１つの例示的なプロセスは、熱アニールプロセスであり、このプロセスでは、基板を加熱して、基板上に形成された構造物の何らかの物理的特性又は電気的特性に影響を与える。本明細書に説明する水平基板キャリアを、他の水平プロセス装置、例えば、これに限定するものではないが堆積装置、酸化装置などで使用することができることが、認識されるであろう。
【００１５】
図３に示すように、水平基板キャリア３００が提供される。水平基板キャリア３００は、水平基板キャリア３００の両側の端部にある端部支持構造３０５（例えば、前面プレート及び背面プレート）を含むことがある。水平基板キャリア３００は更に、１つの上側レール３１０及び２つの下側レール３１５を含むことがある。一実施形態では、上側レール３１０及び２つの下側レール３１５は棒状の形状をしている。上側レール３１０及び下側レール３１５は、端部支持構造３０５の間に延び、基板を水平基板キャリア３００内に保持するための水平レールとして機能する。支持体３２５を下側レール３１５の間に設けることがある。以下で説明する有利な概念は、図３に示す支持構造の特定の実施形態に限定はされないことを、当業者であれば認識するであろう。例えば、水平基板キャリアは、端部支持構造３０５を使用せずに形成することができる。端部支持構造が使用されない一例では、上側レール３１０は、追加の支持体３２５を使用することにより、下側レール３１５のうちの一方に接続されることがある。
【００１６】
図３に示すように、水平基板キャリア３００は、支持体３３０によって下側レール３１５のうちの一方に接続される釣合い錘３２０を含む。釣合い錘３２０は、上側レール３１０とは水平基板キャリア３００の反対側にある下側レール３１５に釣合い錘を取り付けることにより、水平基板キャリア３００に平衡安定性を提供する。釣合い錘３２０は、水平基板キャリア３００が一方の側に傾く（上側レール３１０の側に傾く）可能性を低減する態様で、水平基板キャリア３００がバランスを保つことができるように、均等な重量分布をもたらすように、重み付けされることがある。図３に示すように、釣合い錘３２０は、水平基板キャリア３００の長さに沿って延びる棒状の釣合い錘である。そのような釣合い錘の構成は一実施形態に過ぎず、他の実施形態を使用することもできることが、認識されるであろう。例えば、支持体３３０は釣合い錘３２０を端部支持構造に直接的に接続してもよい。或いは、釣合い錘は、例えば、これに限定するものではないが、各端部支持構造の位置にのみ配置される別個の釣合い錘構造であってもよい。更に別の実施形態では、釣合い錘は、下側レール３１５のうちの一方と一体的に形成されることがある。更に別の実施形態では、釣合い錘と一方の下側レール３１５は、上側レール３１０と反対側の下側レール３１５を他の下側レールよりも重くすることによって、一緒に形成されることがある。このようにして、単一の構造物が１つの下側レールと釣合い錘の両方として機能することができる。
【００１７】
図４は、図５の水平基板キャリア３００の側面図を示す。図４は、切断線５−５及び切断線７−７も示す。切断線５−５の断面は図５に示されており、個々の基板を支持するために使用される上側レール３１０内に含まれるスロット５０５を示す。同様のスロットが下側レール３１５内に位置合わせされて、水平基板キャリア３００内に基板を保持するための３つの支持点を提供する。図に示すように、スロット５０５は「Ｙ」字状の変形形態のものである。当技術分野では様々なスロット形状が知られており、本明細書で開示する概念は、図５に示したスロット形状に限定はされない。例えば、図示した「Ｙ」形状の代わりに、他の「Ｙ」形状、例えば「Ｙ」の基部及び開いている部分がより長い又はより短いものなどを使用することができる。或いは、スロットは「Ｖ」字状であってもよく、丸くてもよく、又は複数の形状の組み合わせであってもよく、全て当業界で知られている通りである。更に、全てのレールが同じスロット形状を使用する必要はなく、異なるレールで異なる形状を使用してもよい。
【００１８】
図６は、水平基板キャリア３００の端面図を示す。図６に示すように、概ね形状が円形である端部支持構造３０５が提供される。上述したように、端部支持構造３０５の使用はオプションである、というのも、様々なレールを他の態様で構造的に接続することができるからである。更に、端部支持構造は円形状に限定はされず、複数の形状を利用することができることが、当業者には認識されるであろう。端部支持構造３０５は、水平基板キャリア３００に構造的完全性を提供した。支持体３２５も、水平基板キャリア３００に構造的完全性を提供する。更に、本明細書で開示する技術の利点を依然として得ながら、様々な態様で、端部支持構造３０５、上側レール３１０、及び／又は下側レール３１５の間に、追加の補強材、ロッド、レール、ブリッジ等を利用することができる。図７は、図４の切断線７−７に沿った、水平基板キャリア３００の断面図を示す。図７は、上側レール３１０及び下側レール３１５の角度位置の基準系も提供する。図７の図は、基板の平面と平行な平面の図を提供する。下側レール３１５の角度位置は、垂直線３５０を基準にして図７に示すように角度Ａによって規定されることがある。より具体的には、図に示すように、角度Ａ及びＢは、水平基板キャリアの水平軸（図の平面の内外へ延びる中心点軸）から水平基板キャリアの底部に延びる垂直線を基準にして提供される。なお、図７の実施形態では、下側レールの角度位置は、図示するように垂直線３５０の両側に同じ角度距離を有している。しかしながら、これはほんの一実施形態に過ぎず、下側ロッドの角度位置の角度は、異なる絶対値を有してもよいことが認識されるであろう。図７に示すように、上側レール３１０は、角度Ｂによって規定される角度位置に配置されることがあり、角度Ａ及びＢの基準点は同じ基準線である。
【００１９】
従って、図に示すように、一実施形態では、複数の水平レールを有する水平基板キャリア３００が提供され、水平レールは水平基板キャリアに沿って水平に延びる。この実施形態では、水平レールの各々は基板を保持するための複数のスロットを含み、複数の水平レールは、３つの水平レールのスロットのみが水平基板キャリアに載せられた基板と係合するように配置されている。図示した態様では、複数の水平レールは非対称であり、水平基板キャリアの第１の側が第１の上側レールである上側レール３１０を有し、水平基板キャリアの第２の側は、対応する第２の上側レールを有していない。従って、例えば図７に示すように、水平基板キャリアの右側は上側レール３１０を有し、一方、左側は上側レールを有していない。図に示すように、一方の下側レール３１５は水平基板キャリアの左側に配置され、他方の下側レールは水平基板キャリアの右側に配置される。更に、複数の水平レール（上側レール３１０並びに左側及び右側の下側レール３１５）は２つの端部支持構造３０５（１つは水平基板キャリアの第１の端部にあり、第２のものは水平基板キャリアの第２の端部にある）の間に水平基板キャリアに沿って水平に延びる。複数の水平レールの第１の端部は一方の端部支持構造３０５と接続し、複数の水平レールの第２の端部は他方の端部支持構造と接続する。水平基板キャリア３００は、上側レール３１０が配置されるのとは水平基板キャリアの反対側に配置される釣合い錘を伴って提供される。従って、図７に示すように、水平基板キャリア３００の右側は上側レール３１０及び右側の下側レール３１５を含む。水平基板キャリア３００の左側は、左側の下側レール３１５及び釣合い錘３２０を含む。様々なレール、支持体、及び釣合い錘の重量はまとめて、左又は右への傾斜がおきないように、釣合いの取れた質量を提供するように構成されていることがある。
【００２０】
従来技術と比べると、本明細書で説明する水平基板キャリアの設計は、次の点を含む様々な要因の有利な最適化を提供する。（１）基板保持能力（保持の向上は、ウェハの動きを低減し、ウェハの動きの低減に起因して特定の汚染が低減される）、（２）基板内接触点の数、（３）垂直に基板を保持する精度、及び（４）ロボット式基板装填装置の使用の容易さ。より具体的には、従来技術の下側レールは主として基板積荷のキャリアを提供し、従来技術の上側レールは垂直に配置された基板を保持するようにはたらくことが、認識されてきた。更に、上側レールが上方に移動する（即ち、角度Ｂが増加する）ほど、基板はより精密に、垂直且つ互いに対して平行に保持される。しかしながら、従来技術の設計では、上側レールは一般的に４０°〜４５°の最大角度Ｂに配置される、というのも、それより大きいと、ロボット式装填装置のフォークを妨害する可能性があるからである。しかしながら、そのような低い位置は、基板の更なる傾斜をもたらし、ロボットによる装填を一層困難にする。更に、従来技術の設計における上側レールの低い配置により、スロット内部での基板のがたつきが増加し、粒子の形成が対応して増加することになる。なお、下側レールの角度が小さくなるにつれて、基板の傾きは小さくなるが、キャリア内での基板の角度回転の可能性は高くなる。ウェハの傾斜が大きい場合、ロボットの操作フォークと基板との間の平行のずれにより、把持及び取り出しの最中に基板がキャリアのスロットでひっかき傷を作ることになることがある。基板にひっかき傷ができると、著しい量の粒子が生成される。
【００２１】
従来技術の問題点は、水平基板キャリア３００の一方の側に上側レールを設けないこと、及び上側レール３１０を水平基板キャリアの他方の側に、６０°以上、より好ましくは７０°以上の角度Ｂで、更により好ましくは７０°〜９０°の角度Ｂで、更により好ましくは９０°の角度Ｂで配置することにより釣合いをとり解決される。更に、角度Ｂは９０°を超えてもよいことが認識されるであろう。例えば、角度Ｂは１２０°であってもよく、キャリア内での基板の動き又は「がたつき」を最小限にしながら基板を実質的に垂直に保持する水平基板キャリア３００の能力に対して一層の安定性がもたらされる。従って、非対称のレール設計が提供され、この設計では、単一の上側レールがあり、これは、水平基板キャリアの反対側に対応する上側レールを持たない。
【００２２】
２つの下側レール３１５は、４５°以下、より好ましくは３０°以下、更により好ましくは２５°〜３０°の間である角度Ａで配置されることがある。そのような組み合わせはまとめて、幾つかの利点をもたらす。第１に、基板と水平基板キャリア３００との間で３つの接触点のみが利用されるので、（３つより多くのレールを使用する場合と比べて）粒子汚染の量を低減することができる。更に、上側レール３１０の高い角度により、水平基板キャリア３００内での基板のがたつき、動き、及び回転が低減される。より具体的には、本明細書で説明する構成は、基板を比較的に僅かな垂直傾斜で保持することができるキャリアを提供する。一実施形態では、基板は、±１度以下の垂直偏差の許容誤差で保持されることがあり、より好ましくは±０．５度未満の垂直偏差の許容誤差、更により好ましくは±０．１度未満の垂直偏差の許容誤差が達成されることがある。この構成により、従来技術のキャリア構成と比べて、粒子形成が減少する。基板がより精密且つ均等に配置されるので、上側レールの配置により、ロボット式装填器の使用能力が増す。最後に、一方の側に上側レールがない設計を使用すると、ロボット式フォークのよりよいアクセスが可能になる、というのも、レールとロボット式フォークとが衝突する前の距離のマージンが大幅に改善されるからである。
【００２３】
従って、一実施形態では、３つのレールが利用され１つのみが上側レールである、水平基板キャリア設計が提供される。上側レールは、６０°以上の比較的に高い角度位置に配置される。水平基板キャリアの一方の側には上側レールがなく、ロボットによるアクセスが容易である。この設計は、以下の点に対して直接的に影響を与える基板傾斜の量を低減する。（１）基板のがたつき／動きを低減し粒子の生成を低減すること、及び（２）基板の装填及び取り出しを改善し、粒子の生成を低減もすること。基板は、上側レール３１０のスロット５０５の壁によって垂直に保持することができる。基板は、１つの壁又は対応するスロット５０５の他方の壁の上にランダムに載っている。３つのレールのみを使用すると、更なる利点がもたらされる、というのも、水平基板キャリアの使用中に発生する粒子の大半は、装填／取り出し中及びキャリアの移動中に基板とレールスロットとの間の相互作用から生じるからである。接触点を制限すると、これらの粒子が低減される。
【００２４】
最も好ましい実施形態ではないが、本明細書で説明する技術は、４つの（又は更に多くの）レールを使用する水平基板キャリア設計と共に利用されてもよい。例えば、利点のうちの少なくとも幾つかは、３つの下側レールを設けることによって達成されることがある。ある場合では、図３の設計の２つの下側レール３１５の間に中央レールが配置されることがある。追加の第４のレールは潜在的に粒子を生成する可能性があるが、そのような設計は、キャリアの一方の側に１つの高い角度の上側レールを有し他方の側には上側レールを持たないキャリア設計を依然として有利にも利用しており、従って、キャリアの高い位置に配置された少なくとも１つの上側レールを依然として有したまま、水平基板キャリアへのロボットによるアクセスを可能にする。他の実施形態を同様に用いることができ、本明細書で説明する技術の利点のうちの少なくとも幾つかが依然として得られることが、認識されるであろう。
【００２５】
当業者であれば、水平基板キャリアの材料として様々な材料を利用することができ、選択された特定の材料はキャリアのプロセス用途に依存することがあることを、認識するであろう。例えば、半導体基板を処理するために使用される炉アニールプロセスの場合、キャリアは石英から形成されることがある。他のキャリア材料としては、ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、及び他のセラミックが挙げられるが、これらに限定はされない。
【００２６】
本発明の更なる修正形態及び代替的な実施形態は、この説明を考慮すれば当業者には明らかであろう。従って、この説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実施する方法を当業者に教示する目的のためのものである。本明細書に示され、且つ記載された本発明の形態及び方法は、現在好ましい実施形態として解釈されるべきであることを理解されたい。本明細書に例示及び説明されたものの代わりに等価な技術を使用することができ、且つ本発明の特定の特徴は、他の特徴の使用とは無関係に利用することができ、これらは、全て本発明のこの説明の利益を享受した後に当業者に明らかになるであろう。
【図１】
2021515409.tif 000003
【図２】
2021515409.tif 000004
【図３】
2021515409.tif 000005
【図４】
2021515409.tif 000006
【図５】
2021515409.tif 000007
【図６】
2021515409.tif 000008
【図７】
2021515409.tif 000009
【国際調査報告】
2021515409.tif 000010
2021515409.tif 000011