(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧搬送モジュールであって、１つ以上のロードロックチャンバおよびクリーンルームに接続されるように構成され、
調整されたエアフローを自身から遠ざかる下向きの方向に生成するためのブロアを有したトップ部分（２００ａ）と、
前記ブロアから横方向にずらして配置されたロードセル部（２０２）と、前記ロードセル部はウエハカセット（２１２）をサポートするためのシェルフ（２０４）を含み、前記シェルフは前記ロードセル部の壁から隔てて配置され、前記ロードセル部の壁と前記シェルフの端部との間にはリダイレクトエアフロー用のスロット（２０３）が規定され、前記ロードセル部は、前記ウエハカセットを挿入したり取り出したりするためのドア（２１０）を少なくとも１つ有し、
前記ブロアの下方に規定された多孔シート（２０５）であって、自身を通るエアフローに制約を加え、さらに、前記ウエハカセットを通してリダイレクトエアフロー（２２０ａ）を前記リダイレクトエアフロー用のスロットに導くように構成された多孔シートと
を含んだハウジング（２００）と、
前記ハウジングの中に設けることができると共に、前記ウエハカセットと前記１つ以上のロードロックチャンバとの間でウエハを移送するためのアームセットを有するロボット（２０６）と
を備える大気圧搬送モジュール。
【請求項２】
請求項１記載の大気圧搬送モジュールであって、
前記多孔シートはエアフローの量に制約を加えるように選択され、前記導入されたリダイレクトエアフローは前記多孔シートによって制約を加えられたエアフローの量と、前記ブロアからの前記調整されたエアフローの流速とに依存して調節される大気圧搬送モジュール。
【請求項３】
請求項２記載の大気圧搬送モジュールであって、
前記ウエハカセットを通って流れる前記調整されたエアフローの少なくとも一部は、前記ウエハカセットにある１つ以上のウエハに沿って流れる大気圧搬送モジュール。
【請求項４】
請求項３記載の大気圧搬送モジュールであって、
前記ウエハカセットを通って流れる前記リダイレクトエアフローは、前記リダイレクトエアフロー用のスロットを通って前記シェルフおよび前記多孔シートの下方の領域へと導かれる大気圧搬送モジュール。
【請求項５】
請求項４記載の大気圧搬送モジュールであって、
前記多孔シートによって制約を加えられた前記ブロアからの前記エアフローの少なくとも一部は、非リダイレクトエアフローとして前記多孔シートを通って前記シェルフおよび前記多孔シートの下方の前記領域に流れ込む大気圧搬送モジュール。
【請求項６】
請求項５記載の大気圧搬送モジュールであって、
前記シェルフおよび前記多孔シートの下方の前記領域へと導入された前記リダイレクトエアフローおよび前記非リダイレクトエアフローは、通気孔を通って前記大気圧搬送モジュールの前記領域から排出される大気圧搬送モジュール。
【請求項７】
請求項１記載の大気圧搬送モジュールであって、さらに、
前記シェルフの下方に配置され、前記リダイレクトエアフロー用のスロットを通して前記シェルフおよび前記多孔シートの下方に規定された領域に前記リダイレクトエアフローを引き込むように構成されたファンと、
前記ファンを前記ロードセル部のドアに結合させ、前記ロードセル部の前記ドアが開いたときに前記ファンのスイッチが切れるようにする連動機構と
を備える大気圧搬送モジュール。
【請求項８】
請求項７記載の大気圧搬送モジュールであって、
前記ハウジングからエアフローを除去するための通気孔が、前記シェルフおよび前記多孔シートの下方に規定される大気圧搬送モジュール。
【請求項９】
請求項１記載の大気圧搬送モジュールであって、
前記ハウジングは、さらに、前記フロアに統合されたフィルタを備える大気圧搬送モジュール。
【請求項１０】
請求項１記載の大気圧搬送モジュールであって、
前記多孔シートの上方に規定され前記多孔シートを含んだ前記ハウジングの内側部分は、電解研摩されたステンレススチールで形成される大気圧搬送モジュール。
【請求項１１】
請求項１記載の大気圧搬送モジュールであって、
前記ロードセル部の前記シェルフは、１つ以上の前記ウエハカセットをサポートするように構成される大気圧搬送モジュール。
【請求項１２】
請求項１１記載の大気圧搬送モジュールであって、
前記１つ以上のウエハカセットは、仕切りの壁によって個々に取り囲まれている大気圧搬送モジュール。
【請求項１３】
請求項４記載の大気圧搬送モジュールであって、
前記リダイレクトエアフローは、１０フィート毎分（３．０４メートル毎秒）〜８０フィート毎分（２４．３８メートル毎秒）の平均流速を有し、前記非リダイレクトエアフローは、４０フィート毎分（１２．１９メートル毎秒）〜１２０フィート毎分（３６．５７メートル毎秒）の平均流速を有する大気圧搬送モジュール。
【請求項１４】
大気圧搬送モジュールを作成するための方法であって、
トップ領域と、中央領域と、ボトム領域と、ロードセル領域（２０２）と、を有した囲いハウジング（２００）を形成し、
前記囲いハウジングの前記トップ領域の中に、前記中央領域へと下向きに流れるエアフロー（２２０）を生成するように構成されたブロア（２００ａ）を設け、
前記囲みハウジングの前記中央領域と前記ボトム領域との水平な境界を規定するシェルフであって、前記ロードセル領域の壁から少なくとも部分的に隔てて配置され、前記ロードセル領域の壁と前記シェルフの端部との間にスロットを規定するシェルフ（２０４）を設け、
前記シェルフから水平に広がって、さらに前記中央領域と前記ボトム領域との境界を規定する多孔シート（２０５）であって、前記ブロアによって生成されたエアフローは、前記多孔シートを自由に通らないように制約を加えられ、前記エアフローの一部分は、前記ロードセルの前記シェルフに向かい前記スロットを通ってさらに前記囲いハウジングの前記ボトム領域に流れ込むように、前記多孔シートからそれる方向にリダイレクトされる多孔シートを設ける
方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の大気圧搬送モジュールを作成する方法であって、
１つ以上のウエハを有したウエハカセットは、前記ロードセルの前記シェルフの上に位置するように構成される方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の大気圧搬送モジュールを作成する方法であって、
前記シェルフに向かってリダイレクトされた前記エアフローの一部は、前記ウエハカセットの前記１つ以上のウエハに沿って流れる方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の大気圧搬送モジュールを作成する方法であって、
前記シェルフに向かってリダイレクトされた前記エアフローの一部は、前記ウエハカセットの前記１つ以上のウエハの表面上の空気中に含まれるプロセスガスを除去するのに役立つ方法。
【請求項１８】
請求項１６記載の大気圧搬送モジュールを作成する方法であって、
前記シェルフに向かってリダイレクトされた前記エアフローの一部は、前記ウエハカセットの前記１つ以上のウエハの表面からの微粒子の除去に部分的に寄与する方法。
【請求項１９】
請求項１４記載の大気圧搬送モジュールを作成する方法であって、
前記多孔シートはグリッド構成を有し、電解研摩されたステンレススチールである方法。
【請求項２０】
請求項１４記載の大気圧搬送モジュールを作成する方法であって、
前記多孔シートは複数の穿孔を有し、電解研摩されたステンレススチールである方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、半導体処理装置のモジュール間でウエハを移送することに関し、特に、制御された小環境を有するモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造では、処理チャンバは、例えば、接続されたチャンバ間でウエハまたは基板を移送を許容するように相互に接続される。このような移送は、例えば搬送モジュールによって行われる。搬送モジュールは、接続されたチャンバ間において、隣り合う壁に設けられたスロットまたはポートを通してウエハの移送を行う。例えば、搬送モジュールは、半導体エッチングシステム、材料堆積システム、フラットパネルディスプレイエッチングシステムを含む、様々な基板処理モジュールとの連携のもとで使用されるのが一般的である。清浄度および処理精度への要求が高まるにつれて、処理工程中および処理工程間での人的介入を減らす必要性が増してきている。この必要性は、中間的な処理装置として動作する真空搬送モジュール（真空状態などの減圧状態に維持される）によって、部分的に解決されてきた。例えば、真空搬送モジュールは、基板が保管される１つ以上のクリーンルーム保管設備と、エッチングまたは堆積処理といった処理が基板に対して実際に実行される複数の基板処理モジュールとの間に物理的に設置されると良い。こうすると、基板の処理が必要になった際に、搬送モジュールの中に設けられたロボットアームを利用して、選択された基板をロードロックチャンバから取り出し、複数の処理モジュールのうちの１つの中に配置することが可能になる。
【０００３】
当業者に周知のように、複数の保管設備と複数の処理モジュールとの間で基板を「搬送する」搬送モジュールの構成は、多くの場合において「クラスタツール構造」システムと称される。図１Ａは、半導体工程における代表的なクラスタ構造１００を示した図であり、図中には、真空搬送モジュール１０６に接続された様々なチャンバが示されている。図中、真空搬送モジュール１０６は、様々な製造工程を実施するために個々に最適化された３つの処理モジュール１０８ａ〜１０８ｃに結合されている。処理モジュール１０８ａ〜１０８ｃは、例えば、変圧器結合プラズマ（ＴＣＰ）基板エッチング、層の堆積、および／またはスパッタリングを実行できるように構成して良い。
【０００４】
真空搬送モジュール１０６には、ウエハを真空搬送モジュール１０６に導入するように構成されたロードロック１０４が接続されている。ロードロック１０４は、クリーンルーム１０２に接続された大気圧搬送モジュール（ＡＴＭ）１０３に結合することができる。ＡＴＭ１０３は、一般に、ウエハのカセットを保持するための領域と、ウエハをカセットから取り出してロードロック１０４に対して出し入れするロボットと、を有する。周知のように、ロードロック１０４は、真空搬送モジュール１０６とＡＴＭ１０３との間における圧力変更インターフェースとして機能する。したがって、ＡＴＭ１０３およびクリーンルーム１０２を大気圧に保持する一方で、真空搬送モジュール１０６を定圧（例えば真空）に維持することが可能になる。
【０００５】
図１Ｂは、大気圧搬送モジュール（ＡＴＭ）１０３を含んだシステムの部分図１５０であり、図中のＡＴＭ１０３は、フィルタ／ブロア１５２ａと、アームセット１５８を有したロボット１５６と、シェルフ１５４とを含む。シェルフ１５４は、ウエハ１６２のカセット１６０をカセット環境１５２ｂの中で保持するように構成される。ＡＴＭ１０３のカセット環境１５２ｂは、ドア１５５を有する。ドア１５５は、処理中にカセット１６０を挿入するまたは取り出すために開くことができるドア１５５を有する。フィルタ／ブロア１５２ａは、ＡＴＭ１０３へのエアフロー１７０を生成するように構成される。このため、エアフロー１７０は、実質的な妨害を受けることなしに、微粒子スクリーン１７１を通ってＡＴＭ１０３の下部に達し、排気口１５２ｃから排出される。また、ＡＴＭ１０３は、ロードロック１０４および搬送モジュール１０６に接続された状態で簡単に図示されている。上述したように、搬送モジュール１０６は、選択された処理モジュール１０８間でウエハを移送することができる。
【０００６】
従来技術によるこのタイプのＡＴＭ１０３は、カセット１６０とロードロック１０４との間でかなり効率よくウエハを移送することができるが、ブロア１５２ａの動作時に、エアフロー１７０がカセット環境１５２ｂを迂回することが知られている。その結果、カセット環境１５２は、実質的に静止した状態に維持される。つまり、ウエハ１６２間の環境が、動作時におけるエアフロー１７０の影響を実質的に受けない状態に維持される。
【０００７】
図１Ｃは、複数のウエハ１６２を有したカセット１６０を、より詳細に示した図である。一般に、処理モジュール１０８の１つで処理されたウエハがカセット１６０に戻されると、ウエハ１６２の間に後処理ガスが流れる。これらのガスは、直近に処理されたウエハ１６２の上面から発散された状態で、符号１６６によって図示されている。ウエハ１６２間にこのようなガス１６６が存在すると、化学ガスが化学反応を続けるので、処理済みウエハ１６２の歩留まりを低下させるという問題を生じる。ウエハの劣化が大きいと、歩留まりの低下に関連した金銭的な損失が顕著になる。
【０００８】
カセット環境１５２ｂが停滞すると、ウエハ１６２の表面に落ちた微粒子が、カセット環境１５２ｂにカセットが留まっている間中にわたり表面に残留し続けるという問題を生じる。これらの微粒子１６４は、ウエハ１６２上に形成された半導体回路を大きく損傷させる可能性がある。周知のように、処理操作と処理操作との間でウエハ１６２の表面に微粒子１６４が残留していることは望ましくない。ウエハ１６２の表面に微粒子が残留する時間が長くなると、このような微粒子によって精密な集積回路が損傷される可能性も高くなり、洗浄がいっそう困難になる。
【０００９】
停滞したカセット環境１５２ｂの中にカセット１６０が止まっていると、ドア１５５を開いてカセット１６０を取り出す工程技師が、ウエハ１６２の表面から発散される望ましくないレベルの有毒ガス１６６に曝されるという問題を生じる。このように、プロセスガスや化学副産物に曝されると、カセットを取り扱うにあたって混乱を生じ、処理済みの貴重な半導体ウエハ１６２が満載されたカセット１６０を取り落とす可能性がある。
【００１０】
以上から、ウエハのカセットの中および周りの環境を制御できる大気圧搬送モジュールが必要とされていることがわかる。
【００１１】
【発明の概要】
本発明は、概して、処理中のウエハのカセットが一時的に保管される領域の中に小環境を生成することができる大気圧の搬送モジュールを提供することによって、これらのニーズを満たすものである。小環境は、ウエハの間を流れるエアフローを規定することによって、ウエハを取り囲む環境からプロセスガスおよび副産物を実質的に除去するように、構成されることが好ましい。ここで、本発明が、工程、装置、システム、デバイス、または方法を含む様々な方法で実現できることを、理解しておく必要がある。以下では、本発明の実施形態をいくつか取り上げて説明する。
【００１２】
一実施形態において、大気圧の搬送モジュールを開示する。モジュールは、進歩性を有したいくつかの要素を含んだハウジングを有する。ハウジングは、調整されたエアフローを自身から遠ざかる下向きの方向に生成するためのブロアを含んだトップ部分を有する。ハウジングは、また、ブロアから横方向にずらして設けられたロードセル領域を含む。ロードセルは、ウエハカセットをサポートするためのシェルフを含み、シェルフは、ロードセルの壁から隔てられることによってリダイレクトエアフロースロットを規定する。ブロアの下方には、多孔シートが規定される。この多孔シートは、自身を通してエアフローに制約を加え、横方向にずれて設けられたロードセルのウエハカセットへとリダイレクトエアフローを導入するように構成される。このようなリダイレクトエアフローによって、ウエハカセットの中でウエハの周りを漂っている残留プロセスガスをウエハカセットから押し流し、リダイレクトエアフロースロットから排出できるという利点が得られる。さらに、開いたドアからエアが流れ出ることによって、外から微粒子が侵入する可能性を減らせるという利点も得られる。
【００１３】
別の一実施形態において、大気圧搬送モジュールを開示する。モジュールは、トップ領域と、中央領域と、ボトム領域と、ロードセル領域と、を有した囲いハウジングを含む。ブロアは、囲いハウジングのトップ領域の中に設けられ、中央領域へと下向きに流れるエアフローを生成するように構成される。ロードセル領域の中に設けられたシェルフは、囲いハウジングの中央領域とボトム領域との境界を規定している。シェルフは、ロードセル領域の壁から少なくとも部分的に隔たれることによって、シェルフの後方においてスロットを規定している。多孔シートは、シェルフから広がって、さらに中央領域とボトム領域との境界を規定するように構成される。この実施形態において、ブロアによって生成されたエアフローは、多孔シートを自由に通らないように制約を加えられ、その一部分は、ロードセルのシェルフに向かいスロットを通ってさらに囲いハウジングのボトム領域に流れ込むようにリダイレクトされる。
【００１４】
リダイレクトエアフローおよび非リダイレクトエアフロー（多孔シートを通って流れるエアフロー）は、ボトム領域に達した後に通気孔から排出される。別の１実施形態では、ボトム領域の中にファンを設け、シェルフの後方に規定されたスロットを通るリダイレクトエアフローをサポートすることができる。こうして、リダイレクトエアフローは、１つまたはそれ以上のウエハを有したカセットがロードセル領域のシェルフの上に座している際に、ウエハの上に存在し得る任意のポストプロセスガスおよび微粒子を循環させるように作用する。したがって、ポストプロセスガスおよび任意の微粒子が、通気孔を通って囲みハウジングのボトム領域から流し出される。この実施形態では、ファンが（１つまたは複数の）ドアに連動していることが好ましい。こうすれば、ロードセルのどのドアが開いた場合でもファンのスイッチを切ることができる。こうして、ドアが開いたときに、汚れた空気がＡＴＭに引き入れられてウエハが汚染されることが阻止される。
【００１５】
さらに別の一実施形態において、大気圧搬送モジュールを作成する方法を開示する。この方法は、トップ領域と、中央領域と、ボトム領域と、ロードセル領域と、を有した囲いハウジングを形成する工程を含む。ブロアは、囲いハウジングのトップ領域の中に設けられ、中央領域へと下向きに流れるエアフローを生成するように構成される。シェルフは、ロードセル領域の中に設けられ、囲いハウジングの中央領域とボトム領域との境界を規定している。シェルフは、ロードセル領域の壁から少なくとも部分的に隔たれることによって、シェルフの後方においてスロットを規定している。多孔シートは、シェルフから水平に広がって、さらに中央領域とボトム領域との境界を規定するように設けられる。ブロアによって生成されたエアフローは、多孔シートを自由に通らないように制約を加えられ、その一部分は、多孔シートからそれてロードセルのシェルフに向かいスロットを通ってさらに囲いハウジングのボトム領域に流れ込むように、多孔シートからそれる方向にリダイレクトされる。
【００１６】
１つ以上のウエハを有するウエハカセットは、ロードセルのシェルフの上に座して、リダイレクトエアフローを受けるように構成される。したがって、リダイレクトエアフローは、ウエハカセットの中に一時的に保管され得る任意のウエハの上で、静かな空気の流れを維持する。シェルフは、２つ以上のウエハカセットを保持するように構成され、そして、各ウエハカセットの周りに仕切り用の囲みを設けることによって、シェルフ後方のドアを開いて特定のウエハカセットを取り出す際に、安定した小環境を維持することができる。
【００１７】
リダイレクトエアフローがウエハの上を静かに流れるので、ロードセルの中に座しているウエハは、停滞した環境の中でポストプロセスガスの蓄積を生じないことを保証される。静かに流れるリダイレクトエアフローは、カセットの中に座しているウエハの上から微細粒子を除去する際にも役立つので、処理済みウエハの歩留まりおよび品質を高める制御された小環境を維持することができる。本発明の原理を例示した添付図面と関連付けながら行う以下の詳細な説明によって、本発明のその他の態様および利点が明らかになる。
【００１８】
本発明は、添付図面を用いた以下の詳細な説明によって、容易に理解される。なお、この添付図面においては、同様の構成要素には同様の番号体型が与えられている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
処理中のウエハカセットを一時的に保管する領域の中に小環境を生成することができる大気圧搬送モジュールの発明を開示する。小環境は、ウエハの間を実質的にウエハに沿って流れるエアフローを規定することによって、カセットの中に座しているウエハの間からプロセスガスおよび副産物を実質的に除去するように、構成されることが好ましい。しかしながら、当業者には明らかなように、本発明は、これらの項目の一部または全てを特定しなくても実施できる。そのほか、本発明が不明瞭にならないため、周知の処理操作については詳細には説明していない。
【００２０】
図２Ａは、クリーンルームフロア２０１の上に位置することができる大気圧搬送モジュール（ＡＴＭ）２００を、本発明の一実施形態にしたがい示す図である。ＡＴＭ２００は、フィルタおよび可変速式のブロアを含んだトップ部分を備える。あるいは、可変速式のブロアの代わり定速式のブロアを使用し、さらに、エアフローを調整するための組込み式のダンパをセパレータ２０５に含ませることもできる。ＡＴＭ２００の一部としては、ウエハ２１４のための１つまたはそれ以上のカセット２１２を保持するように構成されたロードセル２０２も含まれる。この実施例におけるカセット２１２は、任意サイズの複数のウエハを保持することができるオープンカセットである。例えば、カセット２１２は、２００ｍｍのウエハ、３００ｍｍのウエハ、さらには２００ｍｍより小さいウエハや３００ｍｍより大きいウエハをも保持できるように、構成することができる。オープンカセット２１２の代表的なメーカとして、米国ミネソタ州チャスカ所在のフルオロウェア社（Fluoroware, Inc.）が挙げられる。
【００２１】
ＡＴＭ２００は、カセット２１２と隣接するロードロック（未図示）との間でウエハを取り扱ったり移送したりするためのアームセット２０８を有したロボット２０６を保持するように構成される。カセット２１２は、ロードセル領域においてシェルフ２０４とＡＴＭ２００の後壁との間にリダイレクトエアフロースロット２０３を規定するシェルフ２０４の上に位置することが好ましい。シェルフ２０４とほぼ同じ高さでシェルフ２０４から広がる多孔シート２０５は、アームセット２０８をロボット２０６から隔てている。一般に、多孔シート２０５は、ウエハを一時的に保管し、取り扱い、移送するクリーンな領域と、ロボットモータが備わっている下方の領域と、の境界を規定するように構成される。
【００２２】
好ましい一実施形態において、多孔シート２０５の上方に位置するＡＴＭ２００の内壁（すなわちＡＴＭ２００のうちクリーンな中央領域）は、ウエハ２１４上の精密なマイクロデバイスを損傷させ得る壁の腐食および電荷の蓄積を阻止できるように、電解研摩されたステンレススチールで形成される。多孔シート２０５も電解研摩されたステンレススチールであることが好ましい一方で、多孔シート２０５の下方に位置する壁は粉体塗装されたスチールであって良い。ウエハは多孔シート２０５より上の高さで維持されるので、多孔シートおよびシェルフ２０４の下方における電荷の蓄積は、一般に問題にならない。図中のＡＴＭ２００は、ＡＴＭ２００に対してカセット２１２の出し入れを行うために開くことができるドア２１０を有する。多孔シート２０５の下方には、排気２２２をクリーンルームに引き入れてＡＴＭ２００のハウジングの囲いから排出させることを可能にする通気孔２２１が設けられる。必要時には、通気孔２２１にダンパを取り付けることによって、過剰な量の空気がＡＴＭ２００に出入りするのを阻止することができる。さらには、通気孔はＡＴＭ２００の底部に設けられ得る。
【００２３】
２００ａの中のフィルタは、例えば、０．１ミクロンに対して約９９．９９９５％の高効率を達成することが可能な任意の適切なフィルタであって良い。代表的なフィルタとして、米国ケンタッキー州ルイスヴィル所在のアメリカンエアフィルタ社（American Air Filter, International）によるホウ珪酸ガラスファイバを使用したアメリカンエアフィルタが挙げられる。同様に、ブロアは、クリーンルーム環境において使用することができる任意の適切な可変速式ブロア（または定速式ブロア）であって良い。代表的な可変速式ブロアとして、コネチカット州ファーミントン所在のＥＢＭ社（EBM Industries）によるカゴ形ブロアＲＨ３１Ｍ−４／１０４３７１が挙げられる。可変速式ブロアは、フィルタを通して、多孔シート、アームセット２０８、およびカセット２１２に向かって初期的に下向きに方向付けられた調整されたエアフロー２２０を生成する。
【００２４】
一実施形態において、多孔シート２０５は、特定の量のエアフローを通過させてリダイレクトエアフロー２２０ａを形成するように、（任意の所望の形状を有した）開口部を使用して較正される。リダイレクトエアフロー２２０ａが生成されると考えられるのは、多孔シート２０５が、多孔シート２０５を通ってＡＴＭ２００の下方領域へと向かうエアフロー（すなわち非リダイレクトエアフロー２２０ｂ）に対して、少なくとも部分的に制約を加えるからである。
【００２５】
図に示すように、リダイレクトエアフロー２２０ａは、ロードセル２０２に向かって曲がり、カセット２１２の中および周りに小環境を形成する。したがって、リダイレクトエアフロー２２０ａの少なくとも一部分は、ウエハ２１４の間をウエハ２１４に沿って流れ、さらにリダイレクトエアフロースロット２０３を通って下向きに流れる。カセット２１２の中のウエハ２１４の間を通って流れるリダイレクトエアフローによって生成された小環境は、ロードセル２０２の中に座しているウエハ２１４の表面から、停滞したガスおよび微粒子を除去するのに役立つ。もちろん、調整されたエアフロー２２０の一部分は、非リダイレクトエアフロー２２０ｂとして多孔シート２０５を通って流れる。リダイレクトエアフロースロット２０３を通るリダイレクトエアフロー２２０ａおよび多孔シート２０５を通って流れる非リダイレクトエアフロー２２０ｂは、ともに、ＡＴＭ２００の囲みハウジングの下方領域に設けられた通気孔２２１から排出され、排気２２２として表される。
【００２６】
次の表Ａに示すように、一実施形態において、調整されたエアフロー２２０は、約４０フィート毎分（１２．１９メートル毎分）〜約１２０フィート毎分（３６．５７メートル毎分）の平均流速で多孔シート２０５を通って流れ、リダイレクトエアフロー２２０ａは、約１０フィート毎分（３．０４メートル毎分）〜約８０フィート毎分（２４．３８メートル毎分）の平均流速で静かにウエハ２１４の間を流れる。表Ａに示された平均流速は、ロードセル２０２のドア２１０が閉じられている場合の代表的な値である。ロードセル２０２のドア２１０が少なくとも１つ開かれている場合の代表的な平均流速は、表Ｂに示される。
【００２７】
【表Ａ】
0004632612.tif 000002
【００２８】
【表Ｂ】
0004632612.tif 000003
【００２９】
図２Ｂは、本発明の別の一実施形態を示した図であり、図中のＡＴＭ２００は、リダイレクトエアフロー２２０ａがリダイレクトエアフロースロット２０３を通って通気孔２２１から流れ出るのをさらにサポートするためのファン２４０を含む。図に示すように、ファン２４０は、シェルフ２０４に連結された壁２０４ａに設けられている。ファンは、リダイレクトエアフロー２２０ａがスロット２０３を通りさえすれば、任意の方法で設けることが可能である。このように、ファン２０４を設けることによって、リダイレクトエアフロースロット２０３を通してさらなる吸い込みが提供されるので、ウエハ２１４の間に存在するプロセスガスおよび副産物を、リダイレクトエアフロースロット２０３を通るように引き込んで、ファンエアフロー２２０ａ’として排出することが可能になる。前述したように、ドアが開いたときには、ファンのスイッチを切って、「汚れた」クリーンルームエアが引き込まれるのを阻止することが好ましい。
【００３０】
図３Ａは、処理システムに接続されたＡＴＭ２００を、本発明の１実施形態にしたがって示した上面図である。ＡＴＭ２００の構造およびロードロック１０４に対するロボットの配置に関しては、１９９９年６月２９日付けの同時係属の米国特許出願０９／３４２，６６９「Atmospheric Wafer Transfer Module with Nest For Wafer Transport Robot and Method of Implementing Same（ウエハ搬送ロボット用のネストを有した大気圧エウエハ移送モジュールおよびそれを実現する方法）」において、詳細に説明されている。この出願を、引例として本明細書に組み込むものとする。図に示すように、ＡＴＭ２００は、１対のロードロック１０４に通じるように設計される。ロードロック１０４は、ゲートバルブ１０５によって搬送チャンバ１０６に結合されている。そして、搬送チャンバ１０６は、処理モジュール１０８に連結することができる。ロボットアーム（図示せず）は、ロードロック１０４の中からウエハを取り出して、そのウエハを処理動作が実施される選択された処理モジュール１０８に挿入するために、搬送チャンバ１０６の中に設けられる。
【００３１】
図中のＡＴＭ２００は、ロードロック１０４に挿入する前にウエハをアームセット２０８の上に並べることができるアライナ２５０を有している。図中のロードセル２０２は、カセット２１２をサポートするシェルフ２０４を有している。図中のカセット２１２は、ウエハ２１４を有している。カセット２１２の後方でシェルフ２０４の高さには、図２Ａおよび図２Ｂを参照にして上述したリダイレクトエアフロースロット２０３が設けられている。ドア２１０は、ロードセル２０２に対してカセット２１２の出し入れを行うことを可能にする。カセットの挿入および取り外しは、外部のクリーンルームロボット（図示せず）あるいは人が行う。
【００３２】
この実施形態において、図中のＡＴＭ２００は、グリッド状の多孔シート２０５を有している。多孔シート２０５は、ウエハ２１４の間をそしてリダイレクトエアフロースロット２０３を通って流れるエアフローの量を増やすまたは減らすように選択することができる。図中のＡＴＭ２００は、斜めのロードロック１０４に接続できる幾何学形状を有しているが、他の任意の形状によって、エアフローの適切なリダイレクトを可能にすることができる。リダイレクトは、主に、多孔シート２０５を通してエアフローに制約を加えた結果として生じるので、エアフローの少なくとも一部分が、シェルフ２０４およびカセット２１２の中の任意のウエハに向かってリダイレクトされる。
【００３３】
図３Ｂは、本発明による別の一実施形態を示した図であり、ロードセル２０２および多孔シート２０５’に変更が加えられている。図に示すように、多孔シート２０５’は、より密なグリッド構成を有する。このグリッドは、多孔シート２０５’を通るエアフローを減少させるすなわち制約を加えることによって、より沢山のエアフローを、ウエハ２１４の間を通ってリダイレクトエアフロースロットから下向きに流れるようにリダイレクトするように構成される。ロードセル２０２は、また、カセット２１２同志を隔てる環境セパレータ２０７を含むようにも変更されている。また、各カセット２１２は、側壁２１３によっても囲まれている。
【００３４】
環境セパレータ２０７および側壁２１３を設けることによって、特定のドア２１０を開いて特定のカセット２１２を取り出すまたは挿入することが望まれる際に、各カセット２１２の小環境をより正確に制御することが可能になる。つまり、あるカセット２１２を取り出すまたは挿入するために、ドア２１０の１つが開かれた場合であっても、その開かれた小環境における圧力の変化が、何枚かの処理済みウエハを有し得る隣りのセルの小環境に、実質的な影響をおよぼすことはない。また、環境セパレータは、セル間における粒子移動および相互汚染を阻止するのに役立つことに、注意する必要がある。各ロードセル２０２は、また、第１のリダイレクトエアフロースロット２０３ａおよび第２のリダイレクトエアフロースロット２０３ｂをそれぞれ含むことが好ましい。
【００３５】
図３Ｃは、本発明による別の１実施形態を示した図であり、さらに別の変形構造を有した多孔シート２０５”およびロードセル２０２が示されている。この実施形態において、多孔シート２０５”は、多孔シート２０５”を通して所望のエアフローを実現するように調整することが可能な複数の穿孔を有したシートとして規定される。代表的な１実施形態において、多孔シート２０５”の穿孔は、開口率が約２０％〜約８０％のシートを規定するように構成することができ、なかでも約４０％〜約７０％の開口率を有することが好ましく、さらには約６３％の開口率を有することが最も好ましい。約６３％の開口特性を実現するため、一実施形態は、３／１６の中心間隔で他の列の穿孔に対してずらして穿孔され且つ５／３２の直径を有する穿孔を有する。一般に、開口率は、表Ａおよび表Ｂを参照にして上述した所望の平均流速を達成できるように構成される。上述した実施形態と同様で、多孔シート２０５”は、腐食を阻止し静電荷を抑制するために、電解研摩されたステンレススチールで形成されることが好ましい。
【００３６】
この実施例は、ロードセル２０２にカセットの囲み２０９を設けることによって変更がなされている。このカセットの囲み２０９は、カセット２１２がシェルフ２０４の中に配置されたときにはカセット２１２を狭く取り囲むが、カセット２１２が多孔シート２０５”に向かって延びるとともに広く張り出されるように構成される。こうして、カセットの囲み２０９は、リダイレクトエアフロー２２０ａが実質的にウエハ２１２の間を通って第１および第２のリダイレクトエアフロースロット２０３ａ，２０３ｂから流れ出ることを可能にする。カセットの囲み２０９は、カセット２１２を取り囲む壁の形態をとることが好ましい。カセットの囲み２０９の外には、シェルフ２０４’の残りの部分が位置している。カセットの囲み２０９の内面全体は、腐食を阻止し静電荷の発生の可能性を低減するために、電解研摩されたステンレススチールで形成される。
【００３７】
以上では、理解を明確にする目的で本発明を詳細に説明したが、添付した請求の範囲内で、一定の変更および修正を加えられることは明らかである。例えば、ＡＴＭは、ロードロックおよび内部のロボットに対して特定の形状を有するものとして説明されているが、多孔シートの領域は、例えば長方形や正方形などの任意の形状を有することができることを、理解する必要がある。また、各ウエハカセットを取り囲む構造も、任意の形状をとることができる。ただし、特に重要なのは、多孔シートに向かって下向きに方向付けられたエアフローの一部分が、ウエハカセットに向かってリダイレクトされ、ウエハの表面の上を静かに流れるエアフローを提供し続ける小環境を、ウエハの間および周りに形成するという点にある。したがって、上述した実施形態は、例示を目的としたものであって限定的ではなく、本発明は、本明細書で取り上げた項目に限定されず、添付した請求の範囲および等価物の範囲内で変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】  従来技術による代表的な半導体処理クラスタツール構造を示した図であり、図中には、真空搬送モジュールに接続された大気圧搬送モジュールが示され、ロードロックは、真空搬送モジュールに移送するウエハを受け取る。
【図１Ｂ】  大気圧搬送モジュール（ＡＴＭ）およびカセットを含んだシステムの部分図である。
【図１Ｃ】  大気圧搬送モジュール（ＡＴＭ）およびカセットを含んだシステムの部分図である。
【図２Ａ】  クリーンルームフロアの上に座してロードロックチャンバに接続することができる大気圧搬送モジュール（ＡＴＭ）を、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図２Ｂ】  本発明の別の一実施形態を示した図であり、図中のＡＴＭは、リダイレクトエアフローがリダイレクトエアフロースロットを通って通気孔から流れ出るのをさらにサポートするためのファンを含む。
【図３Ａ】  処理システムに接続されたＡＴＭを、本発明の一実施形態にしたがって示した上面図である。
【図３Ｂ】  本発明による別の一実施形態を示した図であり、ロードセルおよび多孔シートに変更が加えられている。
【図３Ｃ】  本発明による別の一実施形態を示した図であり、さらに別の変形構造を有した多孔シートおよびロードセルが示されている。
【符号の説明】
１００…クラスタ構造
１０２…クリーンルーム
１０３…大気圧搬送モジュール（ＡＴＭ）
１０４…ロードロック
１０５…ゲートバルブ
１０６…搬送モジュール
１０８…処理モジュール
１５２ａ…フィルタ／ブロア
１５２ｂ…カセット環境
１５２ｃ…排気口
１５４…シェルフ
１５５…ドア
１５６…ロボット
１５８…アームセット
１６０…ウエハカセット
１６２…ウエハ
１６４…微粒子
１６６…ポストプロセスガス
１７０…エアフロー
１７１…微粒子スクリーン
２００…大気圧搬送モジュール（ＡＴＭ）
２００ａ…トップ部分
２０１…クリーンルームフロア
２０２…ロードセル
２０３…リダイレクトエアフロースロット
２０４…シェルフ
２０５…多孔シート
２０６…ロボット
２０７…環境セパレータ
２０８…アームセット
２０９…カセットの囲み
２１０…ドア
２１２…カセット
２１３…側壁
２１４…ウエハ
２２０…調整されたエアフロー
２２０ａ…リダイレクトエアフロー
２２０ｂ…非リダイレクトエアフロー
２２１…通気孔
２２２…排気
２５０…アライナ
【図１Ａ】
0004632612.tif 000004
【図１Ｂ】
0004632612.tif 000005
【図１Ｃ】
0004632612.tif 000006
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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