(57)【要約】      （修正有）【課題】大面積基板を搬送するためのロードロックチャンバ及び方法が提供される。【解決手段】大面積基板を搬送するのに適したロードロックチャンバ１００は、複数の垂直に積み重ねられた単一基板搬送チャンバ２２０、２２２、２２４を含んでいる。垂直に積み重ねられた単一基板搬送チャンバ２２０、２２２、２２４の構造は、当該技術の従来の状態、デュアルスロット二基板設計に比べてサイズが小さくなり且つ処理能力が高くなることに寄与する。更に、高処理能力はポンプ流量と排気流量の減少で可能になり、微粒子や凝縮による基板汚染確率の低下に対応する。【選択図】図２
2005175440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバに結合するように適応された第一側面とファクトリ・インタフェースに結合するように適応された第二側面を持ったチャンバ本体と、
該チャンバ本体内に形成されたＮ個の垂直に積み重ねられた基板搬送チャンバ（ここで、Ｎは２より大きい整数である）と、
各々の内壁によって隣接の基板搬送チャンバが分けられ、環境的に分離されている、Ｎ−１個の内壁と
を含む、ロードロックチャンバ。
【請求項２】
該チャンバ本体がワンピース材料から作られている、請求項１記載のロードロックチャンバ。
【請求項３】
該第一側面と第二側面の少なくとも１つがワンピース材料から該内壁と共に作られてチャンバサブアセンブリを形成し、該チャンバサブアセンブリの該第一側面又は第二側面の部分がそれに密封されて結合されている、請求項１記載のロードロックチャンバ。
【請求項４】
該チャンバ本体が
各々の部分が少なくとも１つの基板搬送チャンバを含んでいる複数のモジュラー部分であって、該モジュラー部分が垂直に積み重ねられている、前記モジュラー部分
を更に含んでいる、請求項１記載のロードロックチャンバ。
【請求項５】
該基板搬送チャンバの内容積が約１０００立方リットル以下である、請求項１記載のロードロックチャンバ。
【請求項６】
該基板搬送チャンバの各々が、該本体と隔置された関係で該基板搬送チャンバ内に配置された基板を維持するように適応された複数の固定基板支持体を更に含んでいる、請求項１記載のロードロックチャンバ。
【請求項７】
該基板搬送チャンバの各々が、平面積が少なくとも２.７平方メートルである基板を収容するように適応されている、請求項１記載のロードロックチャンバ。
【請求項８】
該基板搬送チャンバの各々が
該チャンバ本体の内壁、最上部又は底部の少なくとも１つに配置された又はそれと一体的に形成された冷却プレート
を更に含んでいる、請求項１記載のロードロックチャンバ。
【請求項９】
該冷却プレートが
熱伝達流体が貫通して流れるように適応された複数の通路
を更に含んでいる、請求項８記載のロードロックチャンバ。
【請求項１０】
該基板搬送チャンバの各々が
該本体と隔置された関係で該基板搬送チャンバ内に配置された基板を維持するように適応された複数の固定基板支持体と、
該冷却プレートを通って配置された該基板支持体の少なくとも１つと、
該冷却プレートに結合し且つ該基板支持体の遠位端に相対して該冷却プレートの上昇を制御するように適応されたアクチュエータと
を更に含んでいる、請求項８記載のロードロックチャンバ。
【請求項１１】
該基板搬送チャンバの各々が
該基板搬送チャンバの最上部又は底部の少なくとも１つに配置されたヒータ
を更に含んでいる、請求項１０記載のロードロックチャンバ。
【請求項１２】
該基板搬送チャンバの各々が
該基板搬送チャンバの最上部又は底部の少なくとも１つに配置されたヒータ
を更に含んでいる、請求項１記載のロードロックチャンバ。
【請求項１３】
該基板搬送チャンバの各々が
該基板搬送チャンバの少なくとも反対の角に配置され且つ該基板搬送チャンバ内の予め決められた向きに水平に該基板を整列するように適応されたアライメント機構
を更に含んでいる、請求項１記載のロードロックチャンバ。
【請求項１４】
該基板搬送チャンバの各々が
通気ポートとポンプポート
を更に含んでいる、請求項１記載のロードロックチャンバ。
【請求項１５】
各基板搬送チャンバの該ポンプポートが単一ポンプに結合されている、請求項１記載のロードロックチャンバ。
【請求項１６】
各基板搬送チャンバの該ポンプポートがそれぞれのポンプに結合されている、請求項１記載のロードロックチャンバ。
【請求項１７】
該内壁が
基板搬送ロボットのエンドエフェクタの少なくとも一部を受容するように適応されている、該第一側面と第二側面との間に通っている複数の溝
を更に含んでいる、請求項１記載のロードロックチャンバ。
【請求項１８】
該アラインメント機構が
該チャンバ本体を通って形成されたスロットまで伸びているレバーと、
該レバーの第一端に結合された２つのローラと、
該チャンバ本体内に配置された基板の隣接エッジに対して該ロータを押し付けるように適合されている、該レバーに結合されたアクチュエータと
を更に含んでいる、請求項１３記載のロードロックチャンバ。
【請求項１９】
該アラインメント機構が
該スロットの上に密封で配置されたハウジングと、
該アクチュエータを該レバーに該チャンバ本体から真空漏れがなく結合することを容易にするシールと
を更に含んでいる、請求項18記載のロードロックチャンバ。
【請求項２０】
該レバーが該チャンバ本体にピボット結合されている、請求項18記載のロードロックチャンバ。
【請求項２１】
該基板搬送チャンバの各々が
幅が少なくとも２０００ｍｍより広い２つの基板アクセスポート
を更に含んでいる、請求項１記載のロードロックチャンバ。
【請求項２２】
真空チャンバに結合させるために適応された第一側面とファクトリ・インタフェースに結合させるために適応された第二側面を持ったチャンバ本体と、
該チャンバ本体内に形成された第一チャンバと、
該チャンバ本体の該第一側面を通って形成された第一基板アクセスポートを選択的に密封している該チャンバ本体に結合され且つ該第一チャンバに結合された第一スリットバルブと、
該チャンバ本体の該第二側面を通って形成された第二基板アクセスポートを選択的に密封している該チャンバ本体に結合され且つ該第一チャンバに結合された第二スリットバルブと、
該チャンバ本体内に形成され且つ水平壁によって該第一チャンバから分離された少なくとも第二チャンバと、
該チャンバ本体の該第一側面を通って形成され且つ該第二チャンバに結合された第三基板アクセスポートを選択的に密封している第三スリットバルブと、
該第二チャンバに結合された第四基板アクセス支持体を選択的に密封している該チャンバ本体に結合された第四スリットバルブと、
該第一チャンバと第二チャンバの上の該チャンバ本体内に形成され且つ第二水平壁によって該第二チャンバから分けられた第三チャンバと、
該第三チャンバに結合された第五基板アクセスポートを選択的に密封している該チャンバ本体に結合された第五スリットバルブと、
該第三チャンバに結合された第六基板アクセスポートを選択的に密封している該チャンバ本体に結合された第六スリットバルブと
を含む、ロードロックチャンバ。
【請求項２３】
各チャンバが水平壁によって該隣接チャンバから分離されている、単一基板を受容するために該チャンバ本体内に形成されたＮ個のチャンバ（ここで、Ｎは３より大きい整数である。）
を更に含んでいる、請求項２１記載のロードロックチャンバ。
【請求項２４】
該第一チャンバに流体で結合された第一圧力管理システムと、
該第二チャンバに流体で結合された第二圧力管理システム
であって、独立して制御可能な該第一圧力管理システムと第二圧力管理システムを更に含んでいる、請求項２１記載のロードロックチャンバ。
【請求項２５】
該第一圧力管理システムが
排気口を通って該第一チャンバに結合された通気バルブと、
ポンピングポートを通って該第一チャンバに結合されたポンプと
を更に含んでいる、請求項２４記載のロードロックチャンバ。
【請求項２６】
該基板搬送チャンバの各々に配置された輻射ヒータ
を更に含んでいる、請求項２１記載のロードロックチャンバ。
【請求項２７】
該基板搬送チャンバの各々に配置された冷却プレート
を更に含んでいる、請求項２１記載のロードロックチャンバ。
【請求項２８】
真空チャンバに結合させるために適合された第一側面とファクトリ・インタフェースに結合させるために適合された第二側面を持ったチャンバ本体と、
該チャンバ本体内に形成された第一チャンバと、
該チャンバ本体の該第一側面を通って形成された第一基板アクセスポートを選択的に密封している該チャンバに結合され且つ該第一チャンバに結合された第一スリットバルブと、
該チャンバ本体の該第二側面を通って形成された第二基板アクセスポートを選択的に密封している該チャンバ本体に結合され且つ該第一チャンバに結合された第二スリットバルブと、
該チャンバ本体内に形成され且つ水平壁によって該第一チャンバから環境的に分離された第二チャンバと、
該チャンバ本体の該第一側面を通って形成され且つ該第二チャンバに結合された第三基板アクセスポートを選択的に密封している第三スリットバルブと、
該第二チャンバに結合された第四基板アクセス支持体を選択的に密封している該チャンバ本体に結合された第四スリットバルブと、
該チャンバ本体内に形成され且つ水平壁によって該第二チャンバから環境的に分離された第三チャンバと、
該チャンバ本体の該第一側面を通って形成され且つ該第三チャンバに結合された第五基板アクセスポートを選択的に密封している第五スリットバルブと、
該第三チャンバに結合された第六基板アクセス支持体を選択的に密封している該チャンバ本体に結合された第六スリットバルブと
を含み、該チャンバの各々が少なくとも２.７平方メートルの表面積を持った基板を収容するように構成され、各チャンバが
該チャンバの該底部に配置された冷却装置と、
該チャンバの最上部に配置された加熱装置と、
該チャンバの該底部から伸びている複数の基板支持ピンと、
該チャンバ内の基板を中央にするように適応されたアラインメント機構と、
ベントポートと、
ポンプポートと
を更に含んでいる、ロードロックチャンバ。
【請求項２９】
各チャンバの該ポンプポートが単一ポンプに結合されている、請求項２８記載のロードロックチャンバ。
【請求項３０】
各チャンバの該ポンプポートがそれぞれのポンプに結合されている、請求項２８記載のロードロックチャンバ。
【請求項３１】
該チャンバの各々が
該冷却プレートに結合され且つ該基板支持体の遠位端に相対して該冷却プレートの上昇を制御するように適応されたアクチュエータ
を更に含んでいる、請求項２８記載のロードロックチャンバ。
【請求項３２】
該アラインメント機構が
該チャンバ本体を通って形成されたスロットまで伸びているレバーと、
該レバーの第一端に結合された２つのローラと、
該チャンバ本体内に配置された基板の隣接エッジに対して該ローラを押し付けるように適応されている、該レバーに結合されたアクチュエータと
を更に含んでいる、請求項２８記載のロードロックチャンバ。
【請求項３３】
該アラインメント機構が
該スロットの上に密封で配置されたハウジングと、
該チャンバ本体から真空漏れがなく該アクチュエータを該レバーに結合させることを容易にするシールと
を更に含んでいる、請求項２８記載のロードロックチャンバ。
【請求項３４】
該レバーが該チャンバ本体にピボット結合されている、請求項３２記載のロードロックチャンバ。
【請求項３５】
該レバーに結合され且つ該チャンバ本体を通って配置されたシャフトと、
該チャンバ本体の外側に配置され且つ該シャフトとアクチュエータを結合している第二レバーと
を更に含んでいる、請求項３２記載のロードロックチャンバ。
【請求項３６】
搬送チャンバと、
該搬送チャンバ内に配置された搬送ロボットと、
該搬送チャンバに結合された複数の処理チャンバと、
該搬送チャンバに結合された複数の垂直に積み重ねられた単一基板ロードロックチャンバと
を含む、大面積基板処理システム。
【請求項３７】
複数のロードロックチャンバ内の圧力を制御する方法であって、
第一ロードロックチャンバを通気するとともにそこから第一基板を搬送するステップであって、その通気と搬送によって第一期間が区切られている、前記ステップと、
該第一期間の少なくとも一部の間に、第二基板を含有する第二ロードロックチャンバを排気するためにポンプを作動させるステップと、
該第二ロードロックチャンバから第三ロードロックチャンバへ該ポンプの入口を切り換えるステップと、
該第二基板が該第二ロードロックチャンバから真空搬送チャンバへ搬送されるとともに、第三基板を含有する該第三ロードロックチャンバを排気するために該ポンプを作動させるステップと
を含む、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
[0001]本出願は、２００３年１０月２０日出願の“大面積基板処理システムのためのロードロックチャンバ”と称する米国仮特許出願第６０/５１２,７２７号の恩典を主張する。この開示内容は本明細書に全体で援用されている。
【本発明の背景】
【０００２】
本発明の分野
[0002]本発明の実施態様は、大面積基板を真空処理システムへ搬送するロードロックチャンバ及びその作動方法に関する。
【０００３】
関連技術の説明
[0003]薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、アクティブマトリクスディスプレイ、例えば、コンピューターやテレビのモニタ、携帯電話のディスプレイ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、及び増加している他の多くのデバイスに一般に用いられている。一般的には、フラットパネルは、それらの間にはさまれた液晶材料の層を持った二枚のガラス板を含んでいる。ガラス板の少なくとも一つは、電源と結合したその上に配置された一導電膜を含んでいる。電源から導電薄膜に供給される電力は、結晶材料の配向を変化させ、パターンディスプレイを作る。
【０００４】
[0004]フラットパネル技術の市場の受け入れにつれて、量産性に優れ、製造コストの少ない大面積ディスプレイの需要が、フラットパネルディスプレイ組立加工業者のためにより大きなサイズのガラス基板を収容する新しいシステムを装置製造業者に開発させている。現在のガラス処理装置は、一般的に約１平方メートルまでの基板を収容するように構成されている。１-１/２平方メートルまで及びそれを超えるサイズの基板を収容するように構成された処理装置が近い将来にできると予想される。
【０００５】
[0005]そのような大きな基板を作るための装置は、フラットパネルディスプレイ組立加工業者に対する実質的な投資を表わしている。従来のシステムは、大きく高価なハードウェアを必要とする。この投資を埋め合わせるために、高基板処理能力が非常に望ましい。
【０００６】
[0006]図９は、カリフォルニア州サンタクララにあるアプライドマテリアルズ社が全面的に所有している部局であるＡＫＴから得られるダブルデュアルスロットロードロックチャンバ９００の簡易略図であり、現在、毎時約６０枚の基板の速度で１５００×１８００ｍｍ基板を搬送することができる。ロードロックチャンバ９００は、チャンバ本体９０６に形成された二枚の基板の搬送チャンバ９０２、９０４を含んでいる。各基板搬送チャンバ９０２、９０４の内部容積は、約８００リットルである。二枚の基板９１０は、搬送ロボットに基板の交換を容易にするためにチャンバ９０２、９０４内を垂直移動できるエレベーター９１２上に配置されている（図示されていない）。
【０００７】
[0007]高基板処理能力を達成するために、上記のようなロードロックチャンバには高能力真空ポンプと通気システムが必要である。しかしながら、そのような大容積ロードロックチャンバの処理能力を増加することは課題となっている。高ポンプ速度がロードロックチャンバ内の基板の微粒子汚染に寄与することがあるので、ポンプ速度と通気速度の単純な増加は受け入れることができる解決法を与えない。更に、クリーンルームが静電気を最小限にするために一般的に５０％より高い湿度レベルで作動するので、ロードロックチャンバの高速通気は、ロードロックチャンバ内の水蒸気の凝縮という望まない結果を引き起こしてしまう。将来の処理システムはより大きなサイズの基板さえも処理することが予想されるので、大面積基板を高速搬送できる改善されたロードロックチャンバの必要性にますます関心がもたれる。
【０００８】
[0008]したがって、大面積基板のために改善されたロードロックチャンバが求められている。
【発明の概要】
【０００９】
[0009]大面積基板を搬送するためのロードロックチャンバ及び方法が提供される。一実施態様においては、大面積基板を搬送するのに適したロードロックチャンバは、複数の垂直に積み重ねられた単一基板搬送チャンバを含んでいる。他の実施態様においては、大面積基板を搬送するのに適したロードロックチャンバは、真空チャンバに結合するために適応した第一側面とファクトリ・インタフェースに結合するために適応した第二側面を持ったチャンバ本体を含んでいる。チャンバ本体は、その中に形成されたＮ個の垂直に積み重ねられた基板搬送チャンバを含んでいる。ここで、Ｎは２より大きい整数である。隣接した基板搬送チャンバは分けられ、ほぼ水平の内壁によって環境的に分離されている。
【００１０】
[0010]本発明の上記特徴が得られる方法が詳細に理解され得るように、上で簡単に纏めた本発明を、添付の図面に示される実施態様によって更に詳しく説明することができる。しかしながら、添付の図面は本発明の典型的な実施態様のみを示しているので、本発明が他の同様に効果的な実施態様を認めてもよいことから、本発明の範囲を制限するとみなされるべきでないことは留意されるべきである。
【００１１】
[0020]理解を容易にするために、図に共通の同一要素を示すように可能ならどこでも同一の符号が用いられている。
【詳細な説明】
【００１２】
[0021]本発明は、一般的には、多数積み重ねられた基板搬送チャンバを持った高容積/高処理能力ロードロックチャンバを提供する。本発明は、下で説明的に記載され、カリフォルニア州サンタクララにあるアプライドマテリアルズ社の部局のＡＫＴから入手できるようなフラットパネル処理システムに用いられている。しかしながら、本発明は、大面積基板のロードロックチャンバを通って高処理能力基板搬送が所望されるところであれば他のシステム構成において有用である事を理解すべきである。
【００１３】
[0022]図１は、大面積基板（例えば、約２.７平方メートルより大きい面積を持った基板）を処理するのに適したプロセスシステム１５０の一実施態様の平面図である。処理システム１５０は、典型的には、複数の単一基板搬送チャンバを持ったロードロックチャンバ１００によってファクトリ・インタフェース１１２に結合した搬送チャンバ１０８を含んでいる。搬送チャンバ１０８は、複数の取り囲んでいるプロセスチャンバ１３２とロードロックチャンバ１００との間に基板を搬送するように適応された、少なくとも１つのデュアルブレード真空ロボット１３４がその中に配置されている。一実施態様においては、処理チャンバ１３２の１つは、システム１５０の処理能力を高めるために処理する前に基板を熱的に調節する予熱チャンバである。典型的には、搬送チャンバ１０８は、各基板搬送後に、搬送チャンバ１０８と個々のプロセスチャンバ１３２の間の圧力調整の必要を取り除くために真空条件に維持される。
【００１４】
[0023]ファクトリ・インタフェース１１２は、一般的には、複数の基板貯蔵カセット１３８と大気中のデュアルブレードロボット１３６を含んでいる。カセット１３８は、ファクトリ・インタフェース１１２の片面に形成された複数のベイ１４０に通常は取り外し可能に配置されている。大気中のロボット１３６は、カセット１３８とロードロックチャンバ１００の間に基板１１０を搬送するように適応されている。典型的には、ファクトリ・インタフェース１１２は、大気圧で或いはそれよりわずかに高く維持されている。
【００１５】
[0024]図２は、図１のマルチチャンバロードロック１００の一実施態様の断面図である。ロードロックチャンバ１００は、真空気密の水平内壁２１４によって分けられた複数の垂直に積み重ねられた環境的に分離された基板搬送チャンバを含んでいるチャンバ本体２１２を持っている。３つの単一基板搬送チャンバ２２０、２２２、２２４が図２に示された実施態様に示されているが、ロードロックチャンバ１００のチャンバ本体２１２は２つ以上の垂直に積み重ねられた基板搬送チャンバを含むことができることが企図される。例えば、ロードロックチャンバ１００は、Ｎ−１個の水平内壁２１４によって分けられたＮ個の基板搬送チャンバを含むことができる。
【００１６】
[0025]基板搬送チャンバ２２０、２２２、２２４は、単一大面積基板１１０を収容するように各々構成され、各チャンバの容積は高速の排気と通気サイクルを高めるために最小化されてもよい。図２に示された実施態様においては、各基板搬送チャンバ２２０、２２２、２２４は、約２.７平方メートルの平面積を持つ基板を収容するために約１０００リットル以下の内部容積を持っている。比較のために、従来の設計のデュアルスロット二基板搬送チャンバ９００（図９に示されている）の内容積は、約１６００リットルである。幅の広い及び/又は長い且つ同じ高さの本発明の基板搬送チャンバは、更に大きな基板を収容するように構成されてもよいことが企図される。
【００１７】
[0026]チャンバ本体２１２は、第一側壁２０２、第二側壁２０４、第三側壁２０６、底部２０８、最上部２１０を含んでいる。第四側壁３０２は、図３において第三側壁２０６の反対側に示されている。本体２１２は、真空条件下での使用に適する剛性材料から作られる。一実施態様においては、チャンバ本体２１２は、アルミニウムの単一ブロック（たとえば、ワンピース）から作られる。或いは、チャンバ本体２１２は各モジュール部分から作られてもよく、各モジュラー部分は、一般的には、基板搬送チャンバ２２０、２２２、２２４の１つの一部から成り、符号２１８によって示される連続溶接部のような完全真空を維持するのに適した方法で組み立てられている。
【００１８】
[0027]図２に示された実施態様においては、内壁２１４と第二側壁２０６以外のチャンバ本体２１２の残りの部分は、単一の相接する材料物質から作られている。第二側壁２０６は、基板搬送チャンバ２２０、２２２、２２４の整合を容易にするとともに製造と組立の間にチャンバ本体２１２の内部に到達することができるようにチャンバ本体２１２の他の部分に密封で結合される。
【００１９】
[0028]或いは、チャンバ本体２１２の水平壁２１４は、チャンバ本体２１２の側壁に真空密封されてもよく、それにより基板搬送チャンバ２２０、２２２、２２４を離させる。例えば、水平壁２１４は、ロードロックチャンバ１００の初期の組立段階の間にチャンバ本体２１２の内部全体に著しく接近することができるようにチャンバ本体２１２に連続溶接することができる。
【００２０】
[0029]チャンバ本体２１２内に画成された基板搬送チャンバ２２０、２２２、２２４の各々は、２つの基板アクセスポートを含んでいる。そのポートは、ロードロックチャンバ１００から大面積基板１１０の出入を容易にするように構成されている。図２に示された実施態様においては、チャンバ本体２１２の底部２０８に配置された第一基板搬送チャンバ２２０は、第一基板アクセスポート２３０と幅が２０００ｍｍより大きい第二基板アクセスポート２３２を含んでいる。第一基板アクセスポート２３０は、チャンバ本体２１２の第一側壁２０２を通って形成され、第一基板搬送チャンバ２２０を処理システム１５０の中央搬送チャンバ１０８に結合する。第二基板アクセスポート２３２は、チャンバ本体２１２の第二側壁２０４を通って形成され、第一搬送チャンバ２２０をファクトリ・インタフェース１１２に結合する。図２に示された実施態様においては、基板アクセスポート２３０、２３２は、チャンバ本体２１２の反対側に配置されが、そのポート２３０、２３２は、本体２１２の隣接した壁上に配置されてもよい。
【００２１】
[0030]基板アクセスポート２３０、２３２は、搬送チャンバ１０８の環境及びファクトリ・インタフェース１１２から第一基板搬送チャンバ２２０を選択的に分離させるように適応されたそれぞれのスリットバルブ２２６、２２８で選択的に密封されている。スリットバルブ２２６、２２８は、アクチュエータ２４２によって開閉位置の間で移動する（図２での想像線に示される一アクチュエータ２４２は、通常チャンバ本体２１２の外部に位置する）。図２に示された実施態様においては、スリットバルブ２２６、２２８の各々は、第一エッジに沿ってチャンバ本体２１２にピボット結合され、アクチュエータ２４２によって開閉位置の間で回転する。
【００２２】
[0031]第一スリットバルブ２２６は、第一側壁２０２の内部壁から第一基板アクセスポート２３０を密封し、よって第一基板搬送チャンバ２２０内に位置し、第一基板搬送チャンバ２２０と中央搬送チャンバ１０８の真空環境との間の真空（圧力）差が第一側壁２０２対してスリットバルブ２２６を装填し密封させることを援助し、よって真空密封が高められる。対応して、第二スリットバルブ２２８は、第二側壁２０４の外部に配置され、よってファクトリ・インタフェース１１２の周囲環境と基板搬送チャンバ２２９の真空環境との間の圧力差が、第二基板アクセスポート２３２を密封することを援助するように位置する。本発明から利益を得るように適応することができるスリットバルブの例は、Freeksの１９９６年１２月３日発行の米国特許第５,５７９,７１８号やTepmanらの２０００年４月４日発行の米国特許第６,０４５,６２０号に記載され、これらの開示内容は本明細書に全体で援用されている。
【００２３】
[0032]第二基板搬送チャンバ２２２は、同様にアクセスポート２３４、２３６とスリットバルブ２２６、２２８で構成されている。第三基板搬送チャンバ２２４は、同様にアクセスポート２３８、２４０とスリットバルブ２２６、２２８で構成されている。
【００２４】
[0033]基板１１０は、第一基板搬送チャンバ２２０の底部２０８と第二、第三の基板搬送チャンバ２２２、２２４の底部を結んでいる内壁２１４の上に複数の基板支持体２４４によって支持される。基板支持体２４４は、基板とチャンバ本体２１２との接触を避けるために底部２０８（又は壁２１４）より上の高い位置に基板１１０を支持するために構成され隔置される。基板支持体２４４は、基板を擦ることや汚染を最少にするように構成される。図２に示された実施態様においては、基板支持体２４４は、丸い上端２４６を持ったステンレスピンである。他の適した基板支持体は、２００３年３月４日出願の米国特許出願第６,５２８,７６７号；２００１年１０月１７日出願の米国特許出願第０９/９８２,４０６号；２００３年９月２７日出願の米国特許出願第１０/３７６,８５７号に記載され、これらの開示内容はすべて本明細書に全体で援用されている。
【００２５】
[0034]図３は、図２の切断線３-３に沿って切ったロードロックチャンバ１００の断面図である。基板搬送チャンバ２２０、２２２、２２４の各々の側壁は、各チャンバの内部容積内の圧力を制御しやすくするために、そこを通って配置された少なくとも１つのポートを含んでいる。図３に示された実施態様においては、チャンバ本体２１２は、第四側壁３０２を通って形成されたベントポート３０６と、第一基板搬送チャンバ２２０を通気と排気するチャンバ本体２１２の第三側壁２０６を通って形成された真空ポート３０４を含んでいる。バルブ３１０、３１２は、そこを通る流れを選択的に防止するためにベントポート３０４と真空ポート３０６にていねいに結合されている。真空ポート３０６は、搬送チャンバ１０８の圧力とほぼ一致するレベルまで第一基板搬送チャンバ２２０の内部容積内の圧力を選択的に低下させるように用いられる真空ポンプ３０８に結合されている。
【００２６】
[0035]図２を更に参照すると、ロードロックチャンバ１００の搬送チャンバ１０８と第一搬送チャンバ２２０との間の圧力がほぼ等しいとき、スリットバルブ２２６は、処理される基板をロードロックチャンバ１００に搬送させ、処理すべき基板を第一基板アクセスポート２３０を通って真空ロボット１３４によって搬送チャンバ１０８に搬送させることができるように開放することができる。ロードロックチャンバ１００の第一基板搬送チャンバ２２０内に搬送チャンバ１０８から戻ってくる基板を配置した後、スリットバルブ２２６は閉鎖され、バルブ３１０が開放され、よってベントポートを通ってロードロックチャンバ１００の第一基板搬送チャンバ２２０へ通気ガス、例えば、Ｎ2及び／又はＨeを入れるとともに内容積１１０内の圧力を上昇させる。典型的には、ベントポート３０４を通って内容積１１０に入る通気ガスを、基板の潜在的微粒子汚染を最小限にするためにろ過する。一旦第一基板搬送チャンバ２２０内の圧力がファクトリ・インタフェース１１２の圧力とほぼ等しくなると、スリットバルブ２２４は開放するので、第一基板搬送チャンバ２２０と第二基板アクセスポート２３２を通ってファクトリ・インタフェース１１２に結合した基板貯蔵カセット１３８との間に基板を大気中のロボット１３６が搬送させることができる。
【００２７】
[0036]もう一方の基板搬送チャンバ２２２、２２４も同様に構成されている。基板搬送チャンバ２２０、２２２、２２４の各々は、個別ポンプ３０８と共に図３に示されているが、１つ以上の基板搬送チャンバ２２０、２２２、２２４は、図３Ａに示されるようにチャンバ間の選択的排気を容易にするために適切なフローコントロールを備えた単一真空ポンプを共有することができる。
【００２８】
[0037]基板搬送チャンバ２２０、２２４、２２６は、約１０００リットル以下の容積で構成されているので、ロードロックチャンバ１００は、基板搬送速度が毎時約６０枚である、上記図９のような従来の二基板デュアルスロットロードロックチャンバ９００と比較して低ポンプ流量で毎時約７０枚の基板を搬送させることができる。処理能力を高めるためにロードロックチャンバ９００のポンプ流量を増加させることにより、チャンバ内に生じる凝縮が引き起こされる。本発明のポンプ流量の減少は、ロードロックチャンバ９００のサイクル当たり約１３０秒に比べて、ポンプ/通気サイクル当たり約１６０秒〜約１８０秒である。かなり長いサイクルは、チャンバ内の気流速度を低下させ、よって凝縮を排除しつつ基板の粒子汚染の確率を低下させる。更に、より高い基板処理能力が能力の低いポンプ３０８を用いて達成され、システムコストを削減に寄与する。
【００２９】
[0038]更に、基板搬送チャンバの積み重ねられた構造のために、高い基板処理能力が、単一基板を搬送するために必要するものを超えるロードロックチャンバのフットプリントを増加させずに可能になる。最小化フットプリントは、ＦＡＢの全体のコストを低下させるのに非常に望ましい。更に、単一基板搬送チャンバ２２０、２２２、２２４が３つのロードロックの全体の高さは、デュアルチャンバシステム７００より低く、更に小さく費用のかからない包装で処理能力が高くなる。
【００３０】
[0039]第一基板搬送チャンバ２２０の底部２０８と第二、第三の基板搬送チャンバ２２２、２２４の底部を結んでいる内壁２１４は、その中に形成された１つ以上の溝３１６を含むことができる。図４Ａ-図４Ｂに示されるように、溝３１６は、基板支持体２４４上に配置された基板１１０とロボットブレード４０２との間に隙間を与えるように構成される。
【００３１】
[0040]ブレード４０２（図４Ａ-図４Ｂに示されている１フィンガ）は、溝３１６へ移動する。第一基板搬送チャンバ２２０内の予め決められた位置では、支持体２４４から基板１１０を持ち上げるためにブレード４０２が上昇する。次に基板１１０を運ぶブレード４０２を第一基板搬送チャンバ２２０から引き込まれる。基板１００は、逆の方法で基板支持体２４４上に載置される。
【００３２】
[0041]図５は、第一基板搬送チャンバ２２０内の予め決められた位置へ基板１１０を押し付けるために用いることができるアラインメント機構５００の一実施態様を示しているチャンバ本体２１２の部分断面図である。第二アラインメント機構（図示されていない）は、図示された機構５００と呼応して動作する第一基板搬送チャンバ２２０の反対の角に配置される。場合によっては、一アラインメント機構５００は、第一基板搬送チャンバ２２０の各角に配置されてもよい。一方の基板搬送チャンバ２２２、２２６は、基板を整列させるために同様に備えられる。
【００３３】
[0042]例えば、アライメント装置５００は、基板支持体２４４上に大気中のロボット１３６によって配置された基板１１０の堆積位置と基板支持体２４４に関係する基板１１０の予め決められた（即ち、設計された）位置との間の位置の不正確さを修正することができる。基板配置を調整するために大気中のロボット１３６を使う従来の修正法に依存しないロードロックチャンバ１００内のアラインメント機構５００によって基板１１０の位置が整列されたことにより、高可撓性と低システムコストが可能になる。例えば、ロードロックチャンバ１００が基板支持体２４４上の基板位置により許容されるので、アラインメント機構５００を持った基板搬送チャンバ２８０は、ロードロックチャンバ１００と使用者供給ファクトリ・インタフェース１１２との間に適合性が大きくなり、よってファクトリ・インタフェースプロバイダーによって生じる非常に正確なロボット及び/又は修正ロボット動作アルゴリズムの要求が減少する。更に、大気中のロボット１３６の基準を設計した位置の精度が落ちるにつれて、低コストのロボットを使うことができる。
【００３４】
[0043]図５の実施態様においては、アラインメント機構は、レバー５０８の第一端５０６に結合した２つのローラ５０２、５０４を含んでいる。側壁３０２を通って形成されたスロット５１８まで伸びているレバー５０８は、ピン５１０の周りを旋回する。アクチュエータ５１２は、レバー５０８に結合し、ローラ５０２、５０４は基板１１０の隣接エッジ５１４、５１６に対して押し付けることができる。アクチュエータ５１２は、例えば、空気シリンダは、一般的には、チャンバ本体２１２の外部に位置している。ハウジング５２０は、スロット５１８の上に密封して配置され、ベローズ又は真空漏れがなくアクチュエータ５１２をレバー５０８を結合することを容易にする他の適切なシール５２２を含んでいる。アラインメント機構５００と反対側のアラインメント機構（図示されていない）は、第一基板搬送チャンバ２２０内の予め決められた位置に基板を配置するために呼応して作動する。使うことができる他の基板アラインメント機構は、２００２年３月８日出願の米国特許出願第１０/０９４,１５６号や２００２年９月２２日出願の米国特許出願第１０/０８４,７６２号に記載され、これらの開示内容はすべて本明細書に全体で援用されている。
【００３５】
[0044]図６-図７は、アラインメント機構６００の他の実施態様の断面図である。アラインメント機構６００は、上記のアラインメント機構５００と同様に作動するように構成されている。アラインメント機構６００は図６に一つだけ示されているが、アラインメント機構６００は、チャンバ本体２１２の反対の角に配置された他のアラインメント機構（図示されていない）と呼応して作動する。場合によっては、チャンバ本体２１２のそれぞれの角は、アラインメント機構を含むことができる。
【００３６】
[0045]アラインメント機構６００は、一般的は、チャンバ本体２１２を通って配置されたシャフト６０４によってアクチュエータ６０８と結合した内部レバー６０２を含んでいる。図６-図７に示された実施態様においては、アクチュエータ６０８は、外部レバー６０６によってシャフト６０４に結合している。外部レバー６０６は、チャンバ本体２１２の外部壁に画成された溝７０２内に伸びたシャフト６０４のポスト７２０に結合している。アクチュエータ６０８は、モータ、リニアアクチュエータ又はシャフト６０４に回転運動を与えるのに適した他のデバイスであってもよい。内部レバー６０２は、シャフト６０４と回転し、よって予め決められた位置へ基板１１０（想像線で示された）を押し付けるためにレバー６０２から伸びている一組のローラ５０２、５０４が移動する。
【００３７】
[0046]シャフト６０４は、溝６１０の底部を画成している水平壁６１２を通過する。シャフト６０４は、複数のファスナ６１６によってチャンバ本体２１２に固定される中空ハウジング６１４を通って配置されている。一組のブシュ７０６、７１２は、ハウジング６１４内のシャフト６０４の回転を容易にするためにハウジング６１４の穴７０８に配置されている。シール７０４は、チャンバ本体２１２の完全な真空を維持するためにハウジング６１４のフランジ７１０の間に配置されている。
【００３８】
[0047]複数のシール７１４は、真空低下を防止するためにシャフト６０４とハウジング６１４との間に配置されている。図７に示される実施態様においては、シール７１４は、開放端が外部レバー６０６に向いた３つのカップシールを含んでいる。シール７１４は、ワッシャ７１６と保持リング７１８によって穴７０８内に保持されている。
【００３９】
[0048]図８は、ロードロックチャンバ８００を示す他の実施態様である。ロードロックチャンバ８００は、上記ロードロックチャンバ１００と似ており、更に基板搬送チャンバの排気及び/又は通気の間、基板１１０を熱処理するように構成されている。図８に示された実施態様においては、チャンバ本体８２２の一部は、一基板搬送チャンバ８０２が一部詳述して示されているが、上下の隣接した基板搬送チャンバ８０４、８０６は、同様に構成されていてもよい。
【００４０】
[0049]一実施態様においては、冷却プレート８１０は、基板搬送チャンバ８０２内に配置されている。冷却プレート８１０は、ロードロックチャンバ８００に戻る処理基板を冷却するように適応されてもよい。冷却プレート８１０は、不可欠な部分であっても内壁２１４に結合されていてもよい。冷却プレート８１０は、冷却流体源８１４に結合した複数の通路８１２を含んでいる。冷却流体源８１４は、基板１１０の温度を調節するために通路８１２を通って熱伝達流体を循環させるために適応される。
【００４１】
[0050]図８に示された実施態様においては、冷却プレート８１０は、基板支持体２４４上に配置された基板１１０に相対してプレート８１０の上昇を制御する少なくとも１つのアクチュエータ８１６に結合されている。基板支持体２４４は、熱伝達を高めた基板の密接な接近へ垂直に、また、上記図４Ａ-図４Ｂによって記載されたロボットのブレードに接近するように基板から離れて冷却プレート８１０が移動することができるように、冷却プレート８１０を通って形成されたアパーチャ８１８を通って配置される。
【００４２】
[0051]アクチュエータ８１０は、チャンバ本体８２２の外部に結合し、接続ロッド８２０によって冷却プレート８１０に結合されている。ロッド８２０は、チャンバ本体８２２内に形成されたスロット８２４を通過する。ハウジング８２６は、スロット８２４の上に配置され、アクチュエータ８１０とロッド８２０にベローズ８２８等によって密封で結合され、アクチュエータ８１０が基板搬送チャンバ８０２から真空を低下させずに冷却プレート８１０の上昇を調整させることができる。
【００４３】
[0052]基板搬送チャンバ８０２は、最上境界（即ち、ロードロックチャンバ内の基板搬送チャンバの位置に依存する、内壁或いはチャンバ本体の最上部）に隣接して配置された加熱素子８３０を含むことができる。図８に示された実施態様においては、加熱素子８３０は、電源８３２に結合され、処理されていない基板を予熱するように適応され、一実施態様においては、輻射ヒータ、例えば、石英赤外線ハロゲンランプ等である。他の加熱素子が使われてもよいことは企図される。
【００４４】
[0053]従って、単一基板搬送チャンバが垂直に積み重ねられたロードロックチャンバが提供される。垂直に積み重ねられた単一基板搬送チャンバの構造は、当該技術の従来の状態、デュアルスロット二基板設計と比較して、サイズが小さくなり処理能力が高くなることに寄与している。更に、処理能力の増大は、微粒化や凝縮による基板汚染の確率の低下に対応する、ポンプ流量と通気流量の減少で可能になる。
【００４５】
[0054]上記は本発明の好適実施態様に関するが、更に多くの本発明の実施態様を本発明の基本的な範囲から逸脱することなく講じることができる。本発明の範囲は、次の特許請求の範囲によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】大面積基板を処理するための処理システムの一実施態様の平面図である。
【図２】多重チャンバのロードロックチャンバの一実施態様の側断面図である。
【図３】図２の切断線３-３に沿って切ったロードロックチャンバの断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、共有する真空ポンプを持った図２のロードロックチャンバである。
【図４Ａ】図４Ａは、図３のロードロックチャンバの部分断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図３のロードロックチャンバの部分断面図である。
【図５】アラインメント機構の一実施態様である。
【図６】アラインメント機構の他の実施態様の断面図である。
【図７】アラインメント機構の他の実施態様の断面図である。
【図８】ロードロックチャンバの他の実施態様である。
【図９】従来技術の慣用のデュアルスロット二基板ロードロックチャンバの一実施態様である。
【符号の説明】
【００４７】
１００…ロードロックチャンバ、１０８…搬送チャンバ、１１０…基板、１１２…ファクトリ・インタフェース、１３２…プロセスチャンバ、１３４…デュアルブレード真空ロボット、１３６…大気中のロボット、１３８…基板貯蔵カセット、１４０…ベイ、１５０…プロセスシステム、２０２…側壁、２０６…側壁、２０８…底部、２１０…最上部、２１２…チャンバ本体、２１４…水平内壁、２１８…溶接部、２２０、２２２、２２４…基板搬送チャンバ、２２６、２２８…スリットバルブ、２３０、２３２…基板アクセスポート、２３４、２３６…アクセスポート、２４２…アクチュエータ、２４４…基板支持体、３０２…側壁、３０４…真空ポート、３０６…ベントポート、３１０、３１２…バルブ、２８０…基板搬送チャンバ、アラインメント装置…５００、５０２、５０４…ローラ、５０６…第一端、５０８…レバー、５１２…アクチュエータ、５１４、５１６…エッジ、５２０…ハウジング、５２２…シール、６００…アラインメント機構、６０４…シャフト、６０６…外部レバー、６０８…アクチュエータ、６１６…ファスナ、７０２…溝、７０６…ブシュ、７０８…穴、７１０…フランジ、７１２…ブシュ、７１４…シール、７１６…ワッシャ、７１８…保持リング、７２０…ポスト、８００…ロードロックチャンバ、８０２…基板搬送チャンバ、８０４、８０６…基板搬送チャンバ、８１０…冷却プレート、８１４…冷却流体源、８１６…アクチュエータ、８１８…アパーチャ、８２０…接続ロッド、８２２…チャンバ本体、８２６…ハウジング、８２８…ベローズ、８３０…加熱素子、８３２…電源。
【図１】
2005175440.tif 000003
【図２】
2005175440.tif 000004
【図３】
2005175440.tif 000005
【図３Ａ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
2005175440.tif 000009
【図６】
2005175440.tif 000010
【図７】
2005175440.tif 000011
【図８】
2005175440.tif 000012
【図９】
2005175440.tif 000013
【外国語明細書】
2005175440000001.pdf