(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリヤであって、
扉を備えた筐体と、
少なくとも１つのバルブを備えかつ少なくとも１つの還元流体を包含し、前記筐体の内部にあるキャビネットと、
少なくとも１つの基板を保持するように前記筐体内に設けられた少なくとも１つの基板保持体と、を備え、
前記キャリヤ内に供給された、還元ガス、前記基板と反応しないガス、又はこれらの混合物を含むガスによって、前記キャリヤ内の圧力が前記キャリヤ周囲の環境圧力よりも高い圧力で維持され、
前記還元流体の平均分子量が前記キャリヤ内のガスの平均分子量よりも大きいときには、前記キャビネットは前記筐体の上端領域に設けられ、もしくは前記還元流体の平均分子量が前記キャリヤ内のガスの平均分子量よりも小さいときには、前記キャビネットは前記筐体の下端領域に設けられることを特徴とするキャリヤ。
【請求項２】
前記キャリヤ内の圧力を選択された圧力範囲内に維持する圧力維持手段をさらに備えた請求項１に記載のキャリヤ。
【請求項３】
前記キャビネットは第１バルブと第２バルブとを備え、
前記第２バルブは前記筐体内の圧力が予め定められた圧力レベルよりも低いときに、前記キャビネットから前記筐体の中へ前記還元流体ガスの開放を可能にするように位置決めされ、
前記第１バルブは前記キャビネットへの前記還元流体の充填を可能にするように位置決めされることを特徴とする請求項１又は２に記載のキャリヤ。
【請求項４】
前記還元流体は、水素（Ｈ２）及びアンモニア（ＮＨ３）からなる気体もしくは液体のいずれか少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のキャリヤ。
【請求項５】
前記還元流体は、還元ガスと前記基板のある面に対して反応しないガスとの少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のキャリヤ。
【請求項６】
前記還元ガスは水素とアンモニアとの少なくとも１つを含み、前記反応しないガスは不活性ガスと窒素との少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項５に記載のキャリヤ。
【請求項７】
前記筐体内に排気バルブをさらに含み、
当該排気バルブは、前記キャリヤ内の圧力が予め定められた圧力レベルよりも高ければ当該圧力を調整するように作動することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のキャリヤ。
【請求項８】
少なくとも１つの還元ガスからなるガスを内部に有すると共に、開口部に蓋をするように構成された少なくとも１つの第１扉を有した第１筐体と、
前記第１筐体内に設けられたロボットと、
キャリヤを保持するために前記開口部近傍に設けられたステージと、
前記第１筐体に接続された少なくとも１つの第１バルブと、
を備えた設備連結装置、および、
第２扉を備えた第２筐体と、
少なくとも１つの第２バルブを備え、かつ少なくとも１つの還元流体を包含し、前記第２筐体の内部にあるキャビネットと、
少なくとも１つの基板を保持するように前記第２筐体内に設けられた少なくとも１つの基板保持体と、
を備えたキャリヤ、
を有し、
前記キャリヤ内に供給された、還元ガス、前記基板と反応しないガス、又はこれらの混合物を含むガスによって、前記キャリヤ内の圧力が前記キャリヤ周囲の環境圧力よりも高い圧力で維持され、
前記還元流体の平均分子量が前記キャリヤ内のガスの平均分子量よりも大きいときには、前記キャビネットは前記筐体の上端領域に設けられ、もしくは前記還元流体の平均分子量が前記キャリヤ内のガスの平均分子量よりも小さいときには、前記キャビネットは前記筐体の下端領域に設けられることを特徴とする搬送連結システム。
【請求項９】
前記第１筐体は湿式台、ドライエッチングチャンバ、銅堆積チャンバ、化学機械研磨（ＣＭＰ）装置、及び低誘電率材料堆積装置の少なくとも１つを備えた工程チャンバに接続されていることを特徴とする請求項８に記載の搬送連結システム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのバルブは、前記第１筐体内の圧力が第１の予め定められた圧力レベルよりも低いときに、前記第１筐体内に前記ガスを噴射するように構成された噴射バルブと、前記第１筐体内の圧力が第２の予め定められた圧力レベルよりも高いときに、前記第１筐体から前記還元ガスを含んだ前記ガスを排気するように構成された排気バルブと、を備えていることを特徴とする請求項８又は９に記載の搬送連結システム。
【請求項１１】
前記還元ガスは、水素（Ｈ２）とアンモニア（ＮＨ３）の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の搬送連結システム。
【請求項１２】
前記筐体内のガスは、不活性ガスと窒素の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の搬送連結システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００６年５月１７日に出願されかつ参照のために正式に援用される米国仮特許出願第６０／７４７，４４５号に係る出願日の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、キャリヤおよび設備連結装置に関するものであり、より詳細には、半導体ウェハーキャリヤおよび設備連結装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
電子工学製品の進歩に伴って、メモリ、中央演算処理装置（ＣＰＵｓ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤｓ）、発光ダイオード（ＬＥＤｓ）、半導体レーザー、またはその他の装置やチップ・セットの製造に半導体技術が幅広く応用されている。高集積化・高速化の要求を実現するために、半導体集積回路の寸法が縮小され、銅や超低誘電率材料等の種々の材料が、これらの材料や要求に付随した製造上の障害を克服するための技術とともに提案されてきている。
【０００４】
図１は、従来のビアホール構造を示す概略図である。基板１００上に銅層１１０が形成される。この銅層１１０上に超低誘電率層１２０が形成される。銅層１１０の上面を露出するように超低誘電率層１２０上にビアホール１３０が形成される。銅層１１０が空気に晒されると、銅層１１０の当該上面は空気中の酸素と反応して、酸化による酸化銅層１４０を形成する。この酸化銅１４０は、銅層１１０の前記上面とビアホール１３０内に充填される導電性ビアプラグとの間の電気的接続に、悪影響を与える可能性がある。加えて、超低誘電率層１２０は空気に晒されると湿気を吸収してしまう。従って、ビアの開口、銅シード層の形成、銅の化学機械研磨（ＣＭＰ）、超低誘電率材料の形成、等の重大な工程段階の際に、空気への暴露を避けるように高度の注意が払われるべきである。
【０００５】
従来、ある重大な工程段階の後で、基板１００は、この重大な工程段階を行う工程チャンバから取り出され、次の工程まで一時的にカセットつまり前方開口式一体化容器（ＦＯＵＰ）に保管される。このカセットつまりＦＯＵＰ内に基板１００を配置できるようにカセットつまりＦＯＵＰの扉を取り払うと、酸素を含んだ空気が周囲環境からカセットつまりＦＯＵＰ内へ流入する。この扉を閉じると、空気は、基板１００とともにカセットつまりＦＯＵＰ内に封入される。上述したように、酸素は、酸化銅層１４０を生ずるように基板１００上に形成された銅層１１０と反応する傾向がある。
【０００６】
この問題に対処するために、半導体製造工程において重大な工程段階が実行された後では「Ｑ時間」が必要とされる。例えば２〜４時間のように、所定の予め定められた時間つまりＱ時間、の中で、次の基板工程が実行されなければならない。バリア層の形成等の次の工程がこの時間内で行われなければ、銅層１１０上に生じた酸化銅層１４０を除去するために洗浄工程が要求される。
【０００７】
基板１００上への半導体素子の高集積化により、半導体製造工程は複数の重大な段階を有し、重大な段階の各々は基板を保護するように設計されたＱ時間を伴なう。これらのＱ時間の要求はその製造工程を複雑にする。加えて、もしＱ時間が不足している場合には、洗浄段階等の追加の段階が工程時間や複雑さを増大させる。
【０００８】
背景技術手段として、特許文献１は従来技術のカセット保管装置を記載しており、この記載の全てが参考のためここに援用される。特許文献２はウェハーの保管および搬送用の従来技術のウェハーカセットを記載しており、この記載の全てが参考のためここに援用される。これらの参考文献はどちらも、基板がカセットつまりＦＯＵＰに保管もしくは搬送されるときに、基板の表面上への酸化形成を制限する手段を提供するものでもなく、そうでなければ基板表面を保護する手段を提供するものでもない。
【特許文献１】米国特許第６，５０６，００９号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００３／００７０９６０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上から、本発明の目的は、改善されたカセットつまりキャリヤおよび設備連結装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
幾つかの実施例に従って、キャリヤは、筐体とキャビネットと少なくとも１つの基板保持体とを含む。筐体は扉を含む。キャビネットはキャリヤに連結される。キャビネットは少なくとも１つのバルブを含み、少なくとも１つの還元流体を含む。基板保持体は少なくとも１つの基板を支持するように筐体内に設けられる。
【００１１】
本発明の上記特徴およびその他の特徴は、添付の図面とともに、本発明の好適な形態に係る以下の詳細な説明からより良く理解されるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施例の詳細な説明は添付の図面とともに読まれることが意図されており、これらの添付の図面は記載された詳細な説明全体の一部分とみなされる。詳細な説明において、「下側の」、「上側の」、「水平の」、「垂直の」、「上の」、「下の」、「上」、「下」、「上端」、「下端」等の相対用語は、（「水平に」、「下方に」、「上方に」等の）当該相対用語の派生語とともに、詳述されもしくは検討中の図面に図示された方向に言及するために解釈されるべきである。これらの相対用語は、説明の便宜を図ったものであり、装置が特定の方向に構成され、動作されることを要しない。
【００１３】
図２Ａはある実施例に係るウェハーキャリヤの概略断面図である。キャリヤ２００は第２筐体たる筐体２１０を含み、筐体２１０は筐体２１０を開閉するための第２扉たる扉２２０を備える。中空のキャビネット２３０はキャリヤ２００に接続され、またはそこに一体的に形成される。キャビネット２３０は、流体の貯蔵に適していれば、正方形、長方形、楕円形、もしくはその他の形状であってもよい。図２Ａは、筐体２１０の上端壁等の壁２６０近傍に配置されたキャビネット２３０を示す。その他の実施例においては、キャビネット２３０は、キャビネット２３０の位置決めが基板２８０の搬送を妨げないように、扉２２０から離れて配置される。キャビネット２３０は、キャリヤ２３０の側壁、上端壁もしくは下端壁に垂直もしくは水平に配設可能である。さらに他の実施例においては、キャビネット２３０は扉２２０上に設けられてもよい。基本的に貯蔵槽であるキャビネット２３０は、その中に少なくとも１つの流体２３５を含み、この流体２３５はキャビネット２３０を部分的に満たす。キャビネット２３０は、第２バルブたるバルブ２４０や第１バルブたる噴射バルブ２５０等の圧力維持手段をなす少なくとも１つのバルブを含む。少なくとも１つの基板保持体２７０は、例えば、少なくとも１つのウェハー基板や、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ、ブラウン管ディスプレイ、もしくは電子発光（ＥＬ）ランプ等のディスプレイ基板や、発光ダイオード（ＬＥＤ）基板や、レチクル（これらをまとめて基板２８０と呼ぶ）を搬送するために、筐体２１０内に設けられ、かつ筐体２１０の壁２６０の少なくとも１つに接続されている。
【００１４】
キャリヤ２００は、例えば、カセット、前方開口式一体化容器（ＦＯＵＰ）、レチクルキャリヤ、または１つもしくは複数の半導体基板を搬送する公知の別のカセットであってもよい。ある実施例においては、キャリヤ２００はＦＯＵＰであり、扉２２０はキャリヤ２００の側面に配置される。この実施例においては、キャリヤ２００は枠２２５を含み、これにより扉２２０は枠２２５から出し入れ可能となる。さらに、枠２２５の表面２２５ａは設備連結装置（図２Ａに図示していないが図４Ｂに図示）上に設けられた密封装置に取り付けられている。幾つかの実施例においては、キャリヤ２００はカセットであり、扉２２０はキャリヤ２００の下端に配置されている。さらに他の実施例においては、扉２２０はキャリヤ２００の上端に配置されている。扉２２０の寸法は、図２Ａに示すように配置された筐体２１０の面の寸法と必ずしも適合しなくてもよい。例えば、筐体２１０は、開口部を備えた側壁２６０を含んでもよく、その開口部を通して基板２８０を配置できる。この実施例では、扉２２０は開口部に蓋をするだけでよい。幾つかの実施例では、扉２２０は側壁２６０内に組み込まれ、もしくは側壁２６０に連結され、これにより、扉は筐体２１０の側壁２６０の開口部を開閉するように可動する（例えば、褶動もしくは旋回する）。あるいは、扉２２０が取り外される。上述の記載から、筐体２１０は、筐体２１０に対して基板２８０を滑らかに出し入れできる寸法を備えた開口部と、筐体２１０を密封するために開口部に蓋をする扉２２０（つまりカバー）だけを含んでいればよい。
【００１５】
図２Ａの実施例では、筐体２１０は、扉２２０が筐体２１０への開口部に接続され、もしくは閉されているときに密封される。幾つかの実施例では、ある面にキャリヤ２００を密封するように、筐体２１０と扉２２０との間に密封装置２１５が設けられる。密封装置２１５は、筐体２１０や扉２２０やこれら双方の上にも配設可能である。密封装置２１５は、例えば、ラバーストリップ（ゴム片）、Ｏリング、ゲル状体、もしくは、キャリヤ２００の密封に適した他の装置であってもよい。その他の実施例では、筐体２１０と扉２２０とが、ファスナ等によって堅固に接続されていれば密封装置２１５は不要である。
【００１６】
扉２２０は、少なくとも１つの基板２８０を筐体２１０から出し入れできるように取り外されもしくは開かれる。筐体２１０は、この基板の搬送中に連結装置（図示せず）に連結される。密封装置２１５（筐体２１０上や連結装置上にある）は、以下により詳細に述べるように、筐体２１０と連結装置との間の隙間を密封する。幾つかの実施例では、扉２２０が取り外されたときに基板２８０が周囲環境に晒される可能性がある。しかしながら、筐体２１０は、基板２８０の前記搬送の後に、すぐに連結装置に接触するかもしくは扉２２０によって密封される。基板２８０が周囲環境へ晒される時間は十分に短く、基板２８０と周囲環境との間では反応がほとんど発生しない。加えて、幾つかの実施例では以下に説明するように、酸化を抑制するためにキャリヤ２００内に還元ガスを供給してもよい。
【００１７】
図２Ａを参照すれば、密封されたキャリヤ２００内の圧力は、長期の保存期間の間、周囲環境からキャリヤ２００に流入するガスを阻止もしくは低減するために、キャリヤ２００を取り囲んでいる環境の圧力よりも高く維持されている。例えば、この環境圧力が約１ａｔｍ（約１．０１３ｘ１０５Ｐａ）であれば、キャリヤ２００内の圧力は１ａｔｍより高く維持される。従って、キャリヤ２００内の必要圧力は環境圧力に伴って変化する。幾つかの実施例においては、キャリヤ２００内の当該圧力は、約１．０ａｔｍ〜約２．５ａｔｍ等の選択された範囲内に維持される。幾つかの好適な実施例においては、キャリヤ２００内の当該圧力は、約１．０ａｔｍ〜約２．５ａｔｍ等の選択された範囲内に維持され、これにより周囲環境とキャリヤ２００との間の圧力差がキャリヤ２００を破壊することはなくなる。
【００１８】
この必要圧力はキャリヤ２００内に供給されたガスによって維持される。このガスは、還元ガス、基板２８０とは反応しないガス、もしくはこれらの混合体からなるものであってもよい。キャリヤ２００内へ基板２８０を搬送する間に基板２８０が晒されることに起因して、もしくは、キャリヤ２００内に捕捉された空気に起因して、基板２８０の面上が酸化生成されるのを低減または阻止するために、還元ガスを供給してもよい。幾つかの実施例では、基板２８０は露出した銅層（図２Ａに図示しないが図１に図示）を含み、還元ガスは、水素（Ｈ２）、アンモニア（ＮＨ３）、他の還元ガス、もしくはこれらの混合体からなるものであってもよい。前記反応しないガスの成分は、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、もしくはやラドン（Ｒｎ）等の不活性ガスや、基板２８０の面と実質的に反応せず、酸化物やその他の望ましくない反応（例えば、低誘電率層内の水吸収）を生成しない窒素（Ｎ２）等のその他のガスを含んでもよい。幾つかの実施例では、前記反応しないガスは、キャリヤ２００と外部源とに接続されたバルブによって、キャリヤ２００内に供給されてもよい。さらに他の実施例では、キャビネット２３０が還元流体と前記反応しない流体との混合体を含む場合には当該キャビネット２３０から、またそうでない場合には第２キャビネット（図示せず）から、キャリヤ２００へ前記反応しないガスを供給してもよい。
【００１９】
還元ガスの量は、選択された還元ガスが揮発性のものである場合は、爆発やその他の揮発を抑制するように制御されるべきである。例えば、Ｈ２がキャリヤ２００内の還元性化学物質であれば、キャリヤ２００内のＨ２の量は単位容積当り約４％と同等もしくはこれ未満の値にすべきである。Ｈ２のある好適な量は約４％に対して約１０百万分の一（ｐｐｍ）の間にあって、残りのパーセンテージは少なくとも１つの反応しないガスからなる。幾つかの実施例では、ＮＨ３がキャリヤ２００内の還元性化学物質であれば、キャリヤ２００内のＮＨ３の量は単位容積当り約１５．５％と同等もしくはこれ未満の値にすべきである。ＮＨ３のある好適な量は約１５．５％に対して約１０百万分の一（ｐｐｍ）の間にあって、残りのパーセンテージは少なくとも１つの反応しないガスからなる。
【００２０】
幾つかの実施例では、密封装置２１５はキャリヤ２００を完全に密封せず、キャリヤ２００内のガスが、少なくとも少量、キャリヤ２００を取り囲んでいる環境中に漏れ出たりまたは流れ出たりしても差し支えない。もし当該ガスがＮＨ３等の有害なものである場合は、キャリヤ２００内のガスは、ガスの漏れ量が人間に有害なレベルに至らないように制御される。例えば、ＮＨ３の場合には、このレベルは周囲環境において２５ｐｐｍを超えることは許されるべきではない。また、キャリヤ２００内のＮＨ３等のガスの量は、当該懸念を払拭するように調整されてもよい。
【００２１】
図２Ａを参照すると、キャビネット２３０は、気体、液体、もしくはこれらの双方（まとめて「流体」と呼ぶ）としてキャビネット内に蓄積される少なくとも１つの還元流体および/もしくは反応しない流体２３５を含む。ある実施例ではニードルバルブを含むバルブ２４０は、キャリヤ２００内の圧力が予め定められた圧力もしくは測定圧力、例えば環境圧力（例えば１ａｔｍ）、以下であるときに、流体２３５によってキャビネット２３０内に生成されたガスをキャリヤ２００内に開放する。噴射バルブ２５０が、キャビネット２３０内の流体２３５の量が予め定められた量つまり所望の量よりも低いときには、流体２３５をキャビネット２３０内に充填することを可能にする。幾つかの実施例では、前記流体はＮ２とＨ２との混合体を含み、このうちＨ２は単位容積当り約４％〜約１０％である。他の実施例では、流体２３５は液体状のＨ２である。約１ａｔｍ〜約２．５ａｔｍの範囲の圧力および室温の下では、Ｈ２は気相である。一旦液体状のＨ２がこの環境中に開放されると、これは気相に変化し、キャリヤ２００の筐体２１０に注ぎ込む。実施例では、流体２３５のガスは備え付けのポンプ（図示せず）によって筐体２１０に充填されてもよい。幾つかの実施例では、圧力計２６１が連結部２６５によってバルブ２４０に接続され、還元流体ガスを開放するようにバルブ２４０をトリガするための信号を送出する。他の実施例では、バルブ２４０が流体２３５のガスを開放するために時間設定がなされている場合や、そのバルブ自体が圧力に敏感な（感圧な）ものであれば、圧力計２６１は不要である。
【００２２】
幾つかの実施例では、計器（図示せず）が噴射バルブ２５０へ接続され、またはこれに設置される。この計器はキャビネット２３０内の流体２３５の量を検出し、もしキャビネット２３０内の流体２３５の前記量が予め定められた量よりも小さければ、噴射バルブ２５０をトリガする信号を送信して、外部流体タンク（図示せず）等の源からキャビネット２３０内に流体２３５を充填する。あるいは、例えば、噴射バルブ２５０がキャビネット２３０内に流体２３５を充填するように時間設定され、または、噴射バルブ自体が計器として機能していれば、前記計器は不要である。
【００２３】
幾つかの実施例では前記バルブ２４０，２５０の１つのみが使用される。ただし、選択されたバルブが、還元流体２３５のキャビネット内への噴射と上述の条件下での還元流体２３５のガスの筐体２１０への開放との双方を可能にするように構成されている。
【００２４】
幾つかの実施例では、もし流体２３５がバルブを通して外部源から筐体２１０へ直接充填される場合にはキャビネット２３０は不要である。
【００２５】
ポンプが設けられない場合には、筐体２１０への前記ガスの供給を促すために、流体２３５の分子量がキャリヤ２００内のガスの分子量よりも大きいときに、キャビネット２３０は筐体２１０の上端領域に設けられる。例えば、流体２３５はＮＨ３であり、キャリヤ２００内のガスはＮＨ３とＨｅとの混合体であると仮定する。ＮＨ３の分子量は１７であり、Ｈｅの分子量は２である。前記ガスが１０％のＮＨ３と９０％のＨｅとからなる場合には、前記ガスの分子量は約３．５となり、１７より低い。従って、キャビネット２３０は筐体２１０の上端領域に設けられ、これにより、バルブ２４０が作動するとＮＨ３が筐体２１０内に効率的に拡散する。対照的に、もし流体２３５の分子量がキャリヤ２００内のガスの分子量よりも小さければ、キャビネット２３０は筐体２１０の下端領域に設けられる。例えば、前記流体２３５がＨ２からなり、キャリヤ２００内のガスがＨ２と窒素との混合体からなると仮定する。Ｈ２の分子量は２であり、窒素の分子量は２８である。前記ガスが１％のＨ２と９９％の窒素とからなる場合には、前記ガスの分子量は約２７．７４となり、２より大きい。従って、筐体２１０の下端領域に設けられたキャビネット２３０内にある流体のガス２３５は、バルブ２４０が作動すると筐体２１０内に効率よく拡散する。前記「上端領域」は図２Ａに示すような上端壁に限定されないことに留意にされたい。この上端領域は筐体２１０の側壁２６０の上端部分であってもよい。また、前記下端領域は筐体２１０の側壁２６０の下端部分であってもよい。
【００２６】
キャビネット２３０の構成は、上述したようになっていることを厳密には要さない。流体２３５から開放されたガスは、このガスが拡散するための十分な時間があれば、筐体２１０に一様に拡散し得る。このガスが、基板２８０との酸化やその他の化学反応を効果的に抑制する形で筐体２１０内に拡散するならば、キャビネット２３０はいずれの所望の位置に配設可能である。
【００２７】
幾つかの実施例では、扉２２０が取り外されたときに筐体２１０に空気が流入しないような環境で、基板２８０の搬送が実行される。この実施例では、流体２３５は、例えば基板２８０に反応しないガスの流体（不活性ガスや窒素等）であり、還元流体を要しない。
【００２８】
図２Ａを再度参照すると、ある実施例では、圧力計２６１と排気バルブ２６３とが筐体２１０の側壁２６０に設けられる。圧力計２６１はキャリヤ２００内の圧力を検出するように構成される。排気バルブ２６３は、キャリヤ２００内の圧力が所望の圧力限界、例えば約２．５ａｔｍより高いときにはキャリヤ２００内の圧力を調整するように構成される。上述したように、キャリヤ２００内の圧力の調整によって、キャリヤ２００内の揮発性還元ガスに起因する爆発の可能性を抑制できる。幾つかの実施例では、圧力計２６１はキャリヤ２００内の圧力やキャリヤ２００外の圧力を検出する。キャリヤ２００内の圧力がキャリヤ２００外の圧力よりも一定量だけ高ければ、圧力計２６１はバルブ２６３へ信号を送信し、キャリヤ２００内のガスの少なくとも一部を開放するようにトリガする。
【００２９】
幾つかの実施例では、排気バルブ２６３はバネ（図示せず）を含み、これはキャリヤ２００内の圧力がこのバネを押圧して、排気バルブ２６３を開放できるような機械的物性を有する。これらの実施例では、排気バルブ２６３が感圧性でかつ必要に応じて構成されているので、圧力計２６１は不要である。他の実施例では、排気バルブ２６３は圧電素子を含み、この素子はキャリヤ２００内の圧力がこの圧電素子を押圧して、排気バルブ２６３を作動させる信号を発生するような機械的物性を有する。この実施例では、圧力計２６１は不要であるが、これをバルブ２４０にも接続することは可能である。
【００３０】
図２Ａを参照すると、筐体２１０の壁２６０は一乃至複数の基板保持体２７０を含む。基板保持体２７０は基板２８０を保持するように設けられる。基板保持体２７０は、例えば、プレート、壁２６０上の突出部、壁２６０内の溝部、もしくは基板２８０を保持可能な他の保持構造であってもよい。
【００３１】
図２Ｂは、キャリヤ２００の扉２２０が取り外された状態のキャリヤ２００の一例を示す概略端面図である。図２Ｂでは同様の要素が図２Ａと同様の参照符号で指示されている。この図では、筐体２１０の開口部周りに密封装置２１５が設けられているようにみえる。
【００３２】
図３Ａは、ある実施例の設備連結システムの概略断面図である。設備連結装置３００としての設備連結システムは、筐体３１０を含む。第１筐体たる筐体３１０は、その内部にガスを有した密閉空間と、筐体３１０の少なくとも１つの壁３２０の上にもしくは内部に設けられた第１扉たる少なくとも１つの扉３２５と、を含む。このガスは、前記キャリヤ２００の説明との関連で上述したガスからなり、例えば、還元ガス、反応しないガス、もしくはこれらの混合体である。少なくとも１つのロボット３３０が筐体３１０内に設けられる。少なくとも１つのステージ３４０が、筐体３１０の密封空間の外側で、筐体２１０を保持する扉３２５の壁３２０に近接して、筐体３１０の外側表面上もしくは当該外側表面近傍に設けられる。選択的に、筐体２１０は筐体３１０の壁３２０に直接連結され、かつ当該壁３２０によって保持されている。扉３２５は、筐体２１０に保管された基板２８０が、筐体２１０と設備連結装置３００との間で適切に搬送されるように設けられる。少なくとも１つのバルブが筐体３１０のために付与される。幾つかの実施例では、筐体３１０はバルブ３５０と排気バルブ３６０とを含む。ロボット３３０は、扉３２３，３２５を介してキャリヤ２００と搬送チャンバつまり工程チャンバ３８０との間に基板２８０を搬送するように動作する。
【００３３】
筐体３１０内の圧力は、周囲環境から筐体３１０へのガス流を阻止もしくは低減するために、バルブ３５０，３６０とゲージ３７０と協働して筐体３１０の周囲環境圧力よりも高く維持される。例えば、もし環境圧力が約１ａｔｍであれば、筐体３１０内の圧力は約１ａｔｍより高く維持される。従って、筐体３１０内の圧力は環境圧力によって変化し得る。幾つかの実施例では、筐体３１０内の圧力は約１．０ａｔｍから約２．５ａｔｍである。筐体３１０は、還元ガス、及び前記筐体２１０との関連で上述した基板２８０に対して反応しないガス、の少なくとも１つを含んだガスを、その内部に包含する。この還元ガスは、基板２８０の面の酸化を低減もしくは阻止するために供給され、そのガスのレベルはキャリヤ２００との関連で上述したように制御される。
【００３４】
幾つかの実施例では、筐体３１０は工程チャンバつまり搬送チャンバ３８０に連結される。工程チャンバ３８０は、例えば、湿式化学めっき台、ビアホール用のドライエッチチャンバ、銅シード層形成用のチャンバ、銅の化学機械研磨（ＣＭＰ）用のチャンパ、低誘電率材料形成用のチャンバ、もしくは、周囲環境に晒されると反応し得る基板の上に材料を形成もしくは露出するその他のチャンバでもよい。
【００３５】
図３Ａを参照すると、バルブ３５０と排気バルブ３６０とは筐体３１０の壁３２０の１つに設けられる。バルブ３５０は、約１ａｔｍ等の予め定められた圧力よりも筐体３１０内の圧力が低いときには、この筐体内の圧力を調整するように還元ガスを含んだ混合ガスを源（図示せず）から筐体３１０内へ噴射する。幾つかの実施例では、バルブ３５０によって導入されたガスは、Ｈ２の割合が単位容積当り約４〜１０％であるＮ２とＨ２との混合体を含む。排気バルブ３６０は、約２．５ａｔｍ等の別の予め定められた圧力よりも筐体３１０内の圧力が高いときには、この筐体内の圧力を調整するように前記ガスを筐体３１０から排気する。幾つかの実施例では、バルブ３５０およびバルブ３６０の双方を利用するのではなく、バルブ３５０もしくはバルブ３６０のいずれか１つを使用してもよい。このような実施例では、バルブ３５０もしくはバルブ３６０は、筐体３１０内の圧力が約１ａｔｍ等の予め定められた圧力よりも低いときに、還元ガスを含んだ混合ガスを筐体３１０内に噴射し、約２．５ａｔｍ等の別の予め定められた圧力よりも筐体３１０内の圧力が高いときに、還元ガスを含んだ混合ガスを筐体３１０から排気する。幾つかの実施例では、バルブ３５０および/または排気バルブ３６０は筐体３１０から出入りするガスの流量をそれぞれ制御するように、質量流量制御装置（ＭＦＣ）（図示せず）に接続されている。
【００３６】
幾つかの実施例では、圧力計３７０は、バルブ３５０、排気バルブ３６０、もしくはこれらの双方に接続され、これにより、計測圧力が予め定められた限界に達すると、圧力計３７０は信号を送信してバルブ３５０をトリガして還元ガスを含んだ混合ガスを筐体３１０内へ噴射するとともに、バルブ３６０をトリガして還元ガスを含んだ混合ガスを筐体３１０から排気する。幾つかの他の実施例では、バルブ３５０と排気バルブ３６０とが還元ガスを含んだ混合ガスを噴射・排気するのにそれぞれ時間設定されていたり、これらのバルブが感圧性であったり、内部計器を備えていれば、圧力計３７０は不要である。
【００３７】
幾つかの実施例では、圧力計３７０は筐体３１０内の圧力と筐体３１０外の圧力とを検出する。筐体３１０内の圧力が筐体３１０外の圧力よりも予め定められた量だけ高い場合には、圧力計３７０は信号を送り、排気バルブ３６０をトリガして所望の圧力差に至るまで筐体３１０内にガスを開放する。
【００３８】
幾つかの実施例では、混合ガスではなく、還元ガスだけがバルブ３５０によって筐体３１０内へ噴射される。しかしながら、筐体内の混合ガスの圧力と容積割合とは上述したような方法で維持されるべきである。筐体３１０内の混合ガスの条件が上述のように実質的に維持することができれば、還元ガスの噴射が許容される。バルブ３５０，３６０の位置決めに考慮するための要因は、キャリヤ２００との関連で上述しているとおりであって、これは筐体３１０にも当てはまる。
【００３９】
図３Ｂは、図３Ａに示した筐体３１０のステージ３４０、筐体２１０、密封装置２１５、及び壁３２０の部分拡大図である。キャリヤ２００の扉２２０が取り外された後に壁３２０の扉３２５が開いて、これにより、基板２８０が筐体２１０と設備連結装置との間でロボット３３０により搬送される。筐体２１０は壁３２０に接続される。密封装置２１５は筐体３１０の壁３２０に対して筐体２１０を密封する。幾つかの実施例では、筐体３１０内の圧力及びガスの条件はキャリヤ２００内の条件とほぼ同様である。他の実施例では、これらの条件の差が基板２８０の面に化学反応を生じさせない限りは、これらの条件は異なっていてもよい。
【００４０】
図３Ａを再度参照すると、基板２８０が筐体２１０から筐体３１０へ動かされた後に、工程チャンバ３８０と筐体３１０との間の扉３２３が開かれる。次いで、基板２８０は工程処理のために工程チャンバ３８０内に搬送される。この工程処理の後、基板２８０は工程チャンバ３８０から筐体３１０内へ搬送される。工程チャンバ３８０内の条件は筐体３１０内の条件と異なってもよく、工程チャンバ３８０と筐体３１０との間の扉３２３の開放が筐体３１０内の所望な条件を台無しにする可能性がある。しかしながら、バルブ３５０と排気バルブ３６０が、工程チャンバ３８０と筐体３１０との間の扉３２３を閉じた後で、上述したように筐体３１０内の条件を所望の条件に即座に回復できる。前記条件の回復時間は数十秒のオーダーであって非常に短く、例えば基板２８０の面に生ずる酸化は無視でき、つまり、図１に示すような銅層１１０の面とビアホール１３０内に充填された導電性ビアプラグとの間の接続部に悪影響を与えない。
【００４１】
図４Ａ〜図４Ｃは、図３Ｂに示すように、キャリヤ２００を設備連結装置３００に取り付ける工程の一例を示す概略断面図である。
【００４２】
図４Ａを参照すると、キャリヤ２００は筐体３１０の壁３１０ａに接近するように動かされる。筐体３１０の壁３１０ａは、筐体３１０内の開口部に蓋をするように構成された扉３２５を含む。ラバーストリップ、Ｏリング、ゲル状体、もしくは筐体３１０を密封するのに適した他の装置などの密封装置３２８は、壁３１０ａと扉３２５の間に位置するように壁３１０ａの内面に設けられ、これにより、筐体３１０を緊密に密封するように壁３１０ａに扉３２５を取り付けることができる。幾つかの実施例では、この密封装置３２８が、開口部３２５ａ（図４Ｃに図示）を取り囲む外周領域に位置するように扉３２５に設けられる。壁３１０ａの外面は、ラバーストリップ、Ｏリング、ゲル状体、もしくは、キャリヤ２００と壁３１０ａとの取り付け後に、扉２２０と扉３２５との間の領域を密封するように構成された他の装置、などのもう１つ別の密封装置３２７を含む。密封装置３２７は、扉２２０が図４Ｂに示すように壁３１０ａに取り付けられたときに、キャリヤ２００の枠２２５と壁３１０ａとの間の隙間を密封するように構成されている。幾つかの実施例では、この密封装置は開口部３２５ａ（図４Ｃに図示）を取り囲んだ枠２２５の面２２５ａ上に設けられる。
【００４３】
クランプ、ノブクランプ、クリップ、もしくはキャリヤ２００を壁３１０ａに締結可能な他の装置等の少なくとも１つのファスナ３２２が、枠２２５等のキャリヤ２００を締結するように、密封装置３２７の端部に近接した壁３１０ａの外面上に設けられている。ファスナ３２２は、例えば、キャリヤ２００を締結するのに回転させるものでも、垂直に動くものであってもよい。ファスナ３２２の数は図４Ａに示されている数に限定されない。キャリヤ２００が壁３１０ａに締結可能である限りは、１つのファスナ３２２でも複数のファスナ３２２でもよい。
【００４４】
バルブ３２４やバルブ３２６等の少なくとも１つのバルブが、壁３１０ａ内に設けられる。図４Ｂに示すように、密封装置３２７によって密封された領域から空気を除去し、かつ不活性ガスもしくは還元ガスを含んだ混合体をそれぞれ前記領域へ上述したように噴射するために、バルブ３２４，３２６の開口部は密封装置３２７に密閉された領域内に構成される。幾つかの実施例では、バルブ３２４とバルブ３２６とのうち１つのみが使用される（ただし、選択されたバルブは、密封装置３２７によって密封された領域からの空気を除去することと、前記領域に不活性ガスもしくは還元ガスを含んだ混合ガスを噴射することとの双方を可能にするように構成される）。幾つかの実施例では、バルブ３２４および／またはバルブ３２６は、空気の除去速度や不活性ガスや混合ガスの噴射速度を制御する少なくとも１つの質量流量制御装置（ＭＦＣ）に接続されている。
【００４５】
図４Ｂを参照すると、キャリヤ２００が密封装置３２７等の壁３１０ａに取り付けられている。この実施例の下では、枠２２５の面２２５ａは、密封装置が扉２１５と扉３２５との間の隙間を緊密に密封するように、密封装置３２７に取り付けられている。次いで、バルブ３２４は密封装置３２７によって密封された領域内に捕捉された空気を除去する。次いでバルブ３２６は、この領域内に不活性ガスもしくは混合ガスを噴射し、これにより、この領域はキャリヤ２００内に保管された基板２８０と実質的に反応しない当該ガスで満たされる。幾つかの実施例では、空気の除去と不活性ガスや混合ガスの噴射とのサイクルは、約３〜５回等少なくとも１回は実行され、これにより、密封装置３２７によって密封された前記領域内に捕捉された空気は実質的に除去される。
【００４６】
図４Ｃを参照すると、扉３２５と扉２２０とが基板２８０の搬送を妨げない位置に順次取り外される。これらの位置は、例えば、壁３１０ａの内面近傍や扉３２５によって蓋がされる開口部３２５ａの下であってもよい。加えて、扉２２０の寸法は扉３２５の寸法より小さい。前記扉３２５の取り外し後、次いで扉２２０が筐体３１０に向かって取り外される。上述したように、筐体３１０とキャリヤ２００とは還元ガスを含んだガスを包含する。さらに、密封装置３２７によって密封された領域内に捕捉された空気と、不活性ガスもしくは混合ガスとは次いでこの領域に噴射される。従って、空気への実質的な暴露なく、筐体３１０とキャリヤ２００との間で基板２８０を搬送することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されない。基板２８０の搬送は、例えば図３Ａとの関連で上述したように達成されてもよい。
【００４７】
図５Ａ〜図５Ｂは、ステージ３４０に対してキャリヤ２００の取り外し・搬送・再取り付けのサイクル間での筐体２１０内の圧力変化を示すグラフである。
【００４８】
図５Ａを参照すると、Ｐｅは筐体２１０を取り囲む環境の圧力を示し、Ｐ０は低レベルの圧力を示し、Ｐ１は設備連結装置３００の筐体３１０内における所定の圧力を示し、Ｐ２は筐体２００内の最小所望圧力を示し、Ｐ３は筐体２１０内の最大所望圧力を示す。幾つかの実施例では、筐体３１０の圧力もしくはキャリヤ２００の圧力のいずれかがＰ０よりも低ければ、周囲環境と、筐体３１０および／またはキャリヤと、の間でガスの漏れが生じていると推測される。次いで、筐体３１０および／またはキャリヤ２００は基板２８０の移動や搬送の前に点検される。
【００４９】
時間Ｔ１に至る前に、筐体２１０はステージ３４０上に配置され、扉２２０が開放つまり取り外され、かつ図３Ｂのように扉３２５が開放された状態で筐体３１０と実質的に接続される。筐体２１０内の空間と筐体３１０内の空間とが接続されるので、筐体２１０の圧力は筐体３１０の圧力、例えばＰ１とほぼ等しくなる。一乃至複数の基板２８０はキャリヤ２００へ搬送された後で、図２Ａに示すように、時間Ｔ１にて、扉２２０が筐体２１０を密封するようにキャリヤ２００上に取り付けられつまり閉じられる。キャリヤ２００はステージ３４０から持ち上げられ、時間Ｔ１と時間Ｔ２との間の期間中に所定の工程装置に搬送される。この実施例では、筐体２１０内の最小所望圧力Ｐ２は環境圧力Ｐｅや筐体３１０内で維持された圧力Ｐ１よりも高い。筐体２１０内の圧力を最小所望圧力Ｐ２まで増加させるために、図２Ａに示すバルブ２４０はキャビネット２３０内に貯蔵された流体２３５のガスを筐体２１０内へ開放するように作動して圧力を増加させる。時間Ｔ２においては、次の工程を実行するために、筐体２１０が再度取り付けられ、つまり第２工程装置と関連する設備連結装置のステージ３４０上に配置される。筐体２１０は、図３Ｂに示すように筐体３１０に物理的に接続される。図５Ａは、Ｔ１とＴ２との間の時間が筐体２１０内の圧力を最小所望圧力に到達させるには十分長くないことを示している。時間Ｔ２では、筐体２１０内の空間と筐体３１０内の空間とが接続され、かつ筐体３１０内の間隔が筐体２１０内の空間よりも著しく大きいために、筐体２１０内の圧力は引き下げられ、筐体３１０内の圧力Ｐ１とほぼ等しくなるように維持される。
【００５０】
図５Ｂの時間の線は、キャリヤ２００内の圧力を最小所望圧力Ｐ２に到達させるために、十分な時間が時間Ｔ１（キャリヤ２００は設備連結装置から取り外されている）から経過したときのキャリヤ２００の動作を示す。時間Ｔ１から時間Ｔ４までに、基板２８０はキャリヤ２００内で保管および／または搬送される。時間Ｔ３では、圧力は最小所望圧力Ｐ２に達し、時間Ｔ３〜時間Ｔ４の間ではバルブ２４０，２５０，２６３、圧力計２６１および／またはキャビネット２３０の動作によって、圧力は所望の圧力範囲（Ｐ２〜Ｐ３）内に維持される。時間Ｔ４では、キャリヤ２００は設備連結装置のステージ上に再度取り付けられる。キャリヤ２００の扉２２０は開けられつまり取り外されて、キャリヤ２００は圧力が筐体３１０の圧力Ｐ１と等しくなる時間に筐体３１０に接続される。
【００５１】
さらに他の実施例では、扉２２０が閉された後で、バルブ２４０がキャリヤ２００内に還元ガスを噴射する。バネ等の排気バルブ２６３は、キャリヤ２００内の圧力がＰ２より高ければ、圧力計２６１を使用することなくキャリヤ２００内のガスを周囲環境へ開放する。
【００５２】
図５Ａ〜図５ＢはＰ１がＰ２より低い場合の実施例の動作を示すけれども、幾つかの実施例では、筐体２１０内に維持されるべき所望圧力は筐体３１０内の圧力とほぼ等しくてもよい。さらに他の実施例では、筐体２１０内に維持されるべき所望圧力は筐体３１０の圧力よりも低いが環境圧力Ｐｅよりは高い。
【００５３】
実施例との関係で本発明を説明してきたが、本発明はこれらに限定されない。もしろ、添付の請求項は、本発明の範囲やその均等の範囲から逸脱することなく当業者が想到し得る本発明の改良や態様を含むものであると広く解釈されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】従来技術のビアホール構造を示した概略図である。
【図２Ａ】ある実施例のウェハーキャリヤの概略垂直断面図である。
【図２Ｂ】キャリヤの扉を取り外した図２Ａのキャリヤの概略端面図である。
【図３Ａ】ある実施例の設備連結装置の概略図である。
【図３Ｂ】図３Ａで示した筐体に係るステージ、キャリヤ、密封装置、及び筐体壁の拡大図である。
【図４Ａ】図３Ｂで示したような設備連結装置３００にキャリヤ２００を取り付ける工程の一例を示した概略断面図である。
【図４Ｂ】図３Ｂで示したような設備連結装置３００にキャリヤ２００を取り付ける工程の一例を示した概略断面図である。
【図４Ｃ】図３Ｂで示したような設備連結装置３００にキャリヤ２００を取り付ける工程の一例を示した概略断面図である。
【図５Ａ】ステージ上への筐体の取り付け及び取り外しの後での筐体内の圧力変化の一例を示した概略図である。
【図５Ｂ】ステージ上への筐体の取り付け及び取り外しの後での筐体内の圧力変化の一例を示した概略図である。
【符号の説明】
【００５５】
２００  キャリヤ
２１０  筐体（第２筐体）
２２０  扉（第２扉）
２３０  キャビネット
２４０  ニードルバルブ（圧力維持手段、第２バルブ）
２５０  噴射バルブ（圧力維持手段、第１バルブ）
２６３  排気バルブ
２７０  基板保持体
３００  設備連結装置
３１０  筐体（第１筐体）
３２５  扉（第１扉）
３２５ａ  開口部
３３０  ロボット
３４０  ステージ
３５０  バルブ（少なくとも１つのバルブ）
３６０  排気バルブ（少なくとも１つのバルブ）
３８０  工程チャンバ（工程つまり搬送チャンバ）
【図１】
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【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４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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