基板搬送システム及び方法
【課題】搬送時間、真空ポンピング時間及び処理時間を同期させるのに時間がかかり、システム全体のスループットを低下させる。
【解決手段】真空環境への基板の搬入は、清浄な排気環境の発展につれて同時に移送する基板の数を徐々に減少さることによって達成される。カセットは清浄な大気環境内に維持され、真空環境内に浸入させない。次第に高いレベルの真空環境を導入するようにいくつかの真空ロックを直線的にスタガ配置する。この配置を経て搬送される基板の数は各カセットに存在する基板の数の一部分とする。スタガ配置の真空ロックは一連の処理チャンバにつながり、これらのチャンバ内を更に少数の基板、例えば１つ又は２つの基板が搬送される。
【解決手段】真空環境への基板の搬入は、清浄な排気環境の発展につれて同時に移送する基板の数を徐々に減少さることによって達成される。カセットは清浄な大気環境内に維持され、真空環境内に浸入させない。次第に高いレベルの真空環境を導入するようにいくつかの真空ロックを直線的にスタガ配置する。この配置を経て搬送される基板の数は各カセットに存在する基板の数の一部分とする。スタガ配置の真空ロックは一連の処理チャンバにつながり、これらのチャンバ内を更に少数の基板、例えば１つ又は２つの基板が搬送される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、２００８年６月３０日及び２００９年７月２９日にそれぞれ出願された米国仮出願第６１／０７７，０６７号及び第６１／０８４，６００号に関連し、その優先権の恩恵を主張するものであり、参考としてここに付記する。
【０００２】
本発明は、真空処理環境内での処理のための基板の搬送技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
真空処理システムが、半導体ウェハ、ガラス、ステンレススチール等の材料からなる基板から、ハードドライブディスク、半導体コンピュータチップ、太陽電池パネル等を作るために使用されている。一般に、真空処理システムは、基板を変更する種々のプロセス、例えば堆積、洗浄、エッチング、加熱／冷却等を実行するいくつかの基板チャンバを含む。基板は清浄な大気環境内では一般にいくつかの基板を保持するカセットに入れて処理システムへ搬送され、次に基板はカセットから１つづつロードロックを経てシステムの真空環境内に搬送される。
【０００４】
図１は、所定数の基板１６６を含むカセット１６２を搬送するトラック１６４を含む従来のシステムを示す。トラック１６４は清浄な大気環境内に維持され、真空に維持されたローディングチャンバ１７０に至る。カセット１６２がローディングチャンバ１７０の真空環境に入ると、ナイフブレード１６８がカセット１６２から基板１６６を１つづつ取り出し、ローディングモジュールに移送し、このローディングモジュールは各基板をシングル基板キャリア１５６にロードする。別の実施例では、このキャリアはダブル基板キャリアであり、この場合にはローディングモジュールは一度に２つの基板をロードする。その後、キャリア１５６及び基板１６６は昇降機１６０に移送され、２階へ上昇され、複数の処理チャンバ１４０の横断が開始される。各処理チャンバは真空環境内で動作し、処理中他の処理チャンバから分離される。キャリア１５６の動きは矢印で示されている。処理が終了すると、基板１６６はキャリア１５６から除去され、ナイフブレード１６８によりカセット１６２に収容される。この際カセット１６２はローディングチャンバ１７０の反対側からの第２のトラック上に存在する。このようなシステムの一例は特許文献１に開示され、例えばハードディスクドライブ用ハードディスクの製造用に、登録商標２００ Ｌｅａｎとして市販されている。
【０００５】
ディスク製造用の別のシステムは、カセットを真空環境内に搬入する。このようなシステムにおいては、フロントエンドモジュールが真空に維持され、ロードロックによって例えば２５枚の基板を保持するカセットを真空環境内に搬送することができる。二次真空チャンバを設け、このチャンバ内に２５枚の基板を支持するバッファステーションを２つのロボット間に配置することができる。第１のロボットがカセットから２５枚の基板をバッファステーションに移送し、第２のロボットが基板をキャリアに移送する。キャリアはシングル又はダブル基板キャリアとすることができる。明らかなように、カセットを真空環境内へ搬入するにはかなり大きなゲートバルブと、大きなポンプ又は長いポンピング期間が必要とされ、システムが低速になる。また、カセットがトラック上を移動するため、粒子が生成され、カセットが真空チャンバに侵入する際にこれらの粒子が真空環境内に持ち込まれる可能性がある。また、カセットは大気環境内を移動するため、カセット及び基板は多量の水蒸気を吸収し、真空環境内に持ち込む傾向があり、排気する必要がある。これは、特にプラスチック材料からなるカセットに対して真である。更に、２つのロボット及びバッファステーションを覆う二次チャンバはかなり大きく構成しなければならず、真空環境を維持するために長いポンピング時間を必要とする。このようなシステムの一例は特許文献２に示されている。
【０００６】
図２は、フロントエンドシステム２６０が複数の基板２６６を含むカセット２６２を支持する手段を有する従来のシステムを示す。フロントエンド２６０はその内部を清浄な大気環境に維持する。ロボットアーム２６８がカセット２６２から基板２６６を１つづつ取り出し、ロードロック２７０内に移送する。メインフレームシステム２７２はその内部を真空環境に維持し、その内部に真空環境内で動作する移送ロボットアーム２７４を含む。ロボットアーム２７４はロードロック２７０から基板２６６を１つづつ取り出し、各基板２６６を処理チャンバ２７６ａ〜２７６ｅのうちの一つに移送する。特に、最初にメインフレーム２７２を経由することなく基板２６６を一つの処理チャンバから別の処理チャンバへ移送することはできず、これによりこのようなアーキテクチャでは処理スループットが大幅に低下する。処理が終了したら、基板１６６は処理チャンバからアーム２７４によって取り出され、ロードロック２７０に戻され、ロボットアーム２６８によって取り出されカセット２６２に収容される。このようなアーキテクチャのいくつかの例が特許文献３に開示され、この特許文献は２つのウェハをタンデムに支持するシステムも開示している。
【０００７】
これらの従来のシステムは、搬送時間、真空ポンピング時間及び処理時間を同期させる問題がある。即ち、基板が大気状態から真空状態内へ転送されるとき、ロードロック又は移送チャンバは、基板の移送中にチャンバに入力する空気を排気するために、真空ポンプと一緒に使用される。しかし、基板の移送及びチャンバの真空環境へのポンピングはかなりの時間を要するため、システム全体のスループットが低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６，９１９，００１号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３１９，３７３号明細書
【特許文献３】米国特許第５，８４４，１９５号明細書
【発明の概要】
【０００９】
以下に記載する本発明の概要は、本発明のいくつかの態様及び特徴の基本的な理解を提供するために記載されている。この概要は本発明の広範な概説ではなく、特に本発明の主要な又は重要な要素を特定するものでなく、また本発明の範囲を限定するものではない。その唯一の目的は、本発明のいくつかの概念を後に提示される詳細な説明の前置きとして簡略化された形で提示することにある。
【００１０】
本発明の目的は従来技術に存在する問題を解決することにある。本発明の態様によれば、真空環境への基板の搬入は、清浄な排気環境の進展につれて同時に移送する基板の数を徐々に減少さることによって達成される。本発明の一実施例では、カセットは清浄な大気環境内に維持され、真空環境内に浸入させない。次第に高いレベルの真空環境を導入するようにいくつかの真空ロックを直線的にスタガ配置する。この配置を経て搬送される基板の数は各カセットに存在する基板の数の一部分とする。スタガ配置の真空ロックは一連の処理チャンバにつながり、これらのチャンバ内を更に少数の基板、例えば１〜２枚の基板が搬送される。
【００１１】
本発明の一つの態様によれば、大気環境内において複数の基板を搬送するために慣例のカセットを用いる。大気環境内のカセットから基板の一部分（サブセット）、例えば５〜６枚の基板、を真空環境内に搬入するためにマルチ基板キャリアを用いる。次に１〜２枚の基板を処理チャンバ間で搬送するためにシングル又はデュアル基板キャリアを用いる。逆のプロセスを行い、即ちマルチ基板キャリアを用いて基板の一部分（サブセット）を真空環境から大気環境に搬送し、次に数個のサブセットを１つのカセットに一緒に収容する。大気環境から真空環境へ減少数の基板を一度に搬送するためにマルチ基板キャリアを用いることによって、比較的小さな真空ロックチャンバを構成することが可能になり、排気すべきスペースがかなり小さくなるために真空ロックのベント及びポンプをかなり低速にすることができる。加えて、比較的低速動作のロードロックバルブの使用が可能になり、これは粒子を減少し、故障の間隔及びサービスの間隔を増大することができる。更に、マルチ基板キャリアは大気環境内に比較的短時間存在するだけであるから、蒸気を吸収する時間がわずかであるため、ロードロックシステムに入る蒸気の量が極めてわずかになり、容易に排気することができる。
【００１２】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は本発明の実施例を例示し、明細書の記載と一緒に、本発明の原理を説明し図解する働きをする。図面は模範的実施例の主要な特徴を図式的に示している。図面は実際の実施例の全ての特徴を描くことも、また描かれた要素の相対的寸法も示すことも意図されておらず、一定の寸法比で描かれていない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来技術によるシステムを示す。
【図２】従来技術による別のシステムを示す。
【図３】本発明の一実施例による処理システムを示す簡略図である。
【図４】本発明の一実施例によるフロントエンドモジュール及びバッファモジュールの上面図である。
【図５】ローディングステーションの一実施例を示す。
【図６】ローディングステーションの別の実施例を示す。
【図７】本発明の一実施例によるマルチ基板キャリアを示す。
【図８】本発明の一実施例によるローディングプロセスのフローチャートである。
【図９】２つの基板を同時に処理する図３のシステムに使用できる処理キャリアを示す。
【図１０】本発明の一実施例によるシステムの別の実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
基板処理システムの真空環境内に基板を挿入する本発明の実施例の詳細な説明を以下に記載する。図３は、本発明の一実施例による処理システムを示す簡略図である。図３のシステムは、上下２列に積み重ねて直線的に配列された複数の処理チャンバ３４０を含む。積み重ねられた処理チャンバの後端に、キャリア昇降機３８０が配置される。積み重ねられたチャンバの前端に、フロントエンドモジュール３６０及び基板ローディングモジュール３７０が配置される。フロントエンドモジュール３６０はトラック３６４を有し、基板３６６をシステムに供給するためにこのトラック上をカセット３６２が大気環境内で搬送される。しかし、図１の従来のシステムと異なり、この実施例はバッファモジュール３９０を更に含む。バッファモジュール３９０は一連の真空ロック（ここでは２つの真空ロック３９２及び３９４みが示されている）を含むが、真空ロックの数は必要に応じて変えることができる。マルチ基板キャリア３９６が真空ロック内、真空ロック間及びフロントエンドユニット３６０の大気環境内で基板を搬送する。
【００１５】
動作状態において、カセット３６２の各々が複数の基板３６６、例えば１カセット当たり２５枚の基板をフロントエンドユニット３６０へ／から搬入／搬出する。各サイクルにおいて、ロボットアーム３６８がカセット３６２から基板３６６のサブセット（一部分）をマルチ基板キャリア３９６の一つに移送する。例えば、マルチ基板キャリアの各々は４、５又は６枚の基板を搬送しうるのみである。次にマルチ基板キャリア３９６は、基板を真空環境内に挿入するために、基板のサブセットを真空ロック３９２，３９４を経て搬送する。この実施例では、連続する真空ロッ３９２，３９４の各々は高い真空環境を導入するため、基板は大気環境から高い真空環境へ徐々に段階的に移動する。真空ロック３９２，３９４はマイスナートラップのような蒸気除去システムを含むことができる。
【００１６】
次に、キャリア３９６は基板ローディングステーション３７０に移動し、ここで各基板がシングル基板キャリアに個別にロードされる。次に、このキャリアは処理のために基板を上列の処理チャンバ３４０内を搬送し、昇降機３８０を経て下列に移動し、次に下列の処理チャンバ３４０を通過する。次にこのキャリアは基板ローディングモジュール３７０に戻り、ここで基板がこのキャリアから取り出され、いくつかの他の基板と一緒にマルチ基板キャリア３９６に収容される。次に、マルチ基板キャリア３９６は、基板を真空環境から取り出しフロントエンドユニット３６０の大気環境内に戻すために、別の一連の真空ロックを通して移送される。
【００１７】
図４は、本発明の一実施例によるフロントエンドモジュール及びバッファモジュールの上面図である。カセット４６２Ａ−Ｃは清浄な大気環境内においてコンベヤ４６４上を移動する。ローディングアーム４６８Ａが接近するカセット４６２Ａ内の基板のサブセット（一部分）を取り出す。例えば、接近するカセット４６２Ａは２５枚の基板を保持しうるが、ローディングアーム４６８Ａは２５枚の基板のサブセット（一部分）、例えばたった３枚，４枚，５枚など、を取り出す。ターンテーブル４９８上に位置する空のマルチ基板キャリア４９６Ａはローディングアーム４６８Ａから基板のサブセットを受け取る。次に、ロードされたマルチ基板搬送キャリア４９６Ａはゲート４５２Ａを通過して第１の真空ロック４９２Ａに入る。この実施例では、段階的な真空ロックシステムを形成するために３つのローディング真空ロック４９２Ａ−Ｃを使用している。真空ロック４９２Ａ−Ｃの各々又はいずれかはマイスナートラップのような蒸気除去システムを含むことができる。また、この実施例では真空ロック４９２Ａ−Ｃの各々はマルチ基板キャリア４９６を搬送するためにリニアモータを含むことができる。また、真空ロックを環境から及び互いから分離するためにゲートバルブ４５２Ａ−Ｄが設けられる。
【００１８】
マリと基板キャリア４９６Ａは真空ロック４９２Ｃから出たら、ローディングステーション４７０に入る。ローディングステーション４７０において、マルチ基板キャリア４９６Ａから基板が除去され、マルチ基板キャリア４９６Ａと同じ容量を有するウェイティングステーション４７２にロードされる。このとき、キャリア４９６Ａは処理済み基板がウェイティングステーション４７３に置かれているアンロードステーション４７１に移動する。次に、ウェイティングステーション４７３からの処理済基板が空のキャリア４９６Ａにロードされ、このときキャリアは処理済基板を大気環境内に徐々に段階的に導出するためにアンローディング真空ロック４９４Ａ−Ｃの横断を開始する。次にキャリアは真空ロック４９４Ａからターンテーブル４９８上に出る。このキャリアは図４に４９６Ｂとして示されている。次にアンローディングアーム４６８Ｂが一群のウェハを一度にカセット４６２Ｃに移す。次にターンテーブル４９８が回転して今空になったキャリア４９６Ｂをローディング位置（４９６Ａ）に位置させてカセット４６２Ａから新しい基板を受け取る。
【００１９】
その間、ウェイティングステーション４７２からの基板がローディングステーション４７０において１つづつシングル基板プロセスキャリアにロードされる。図４にはシングル基板プロセスキャリアが示されているが、ダブル基板キャリアを使用することもできる点に注意されたい。しかし、プロセスキャリアにロードし得る基板の数は搬送キャリアにロードし得る基板の数より少ない。各プロセスキャリアはその基板を全ての処理ステーションを経て搬送し、アンロードステーション４７１へ退出し、ここで基板は処理キャリアからアンロードされ、マルチ基板ウェイティングステーション４７３に置かれる。
【００２０】
図５は、図４のローディングステーション４７０のようなローディングステーションの一実施例を示す。ターンテーブル５９９上に置かれた、４つの基板５６６を保持するマルチ基板搬送キャリア５５２が示されている。昇降機５０２が下方へ移動してキャリア５２２から基板５６６を取り出し、上方に移動してこれらの基板をプリロード機構５１２に供給する（ここでは説明のために３つの基板を保持しているところが示めされているが、昇降機５０２が基板をプリロード５１２に供給するとき、プリロード５１２は空である）。プリロード機構５１２は基板を１つづつローディングチャンバ５２２内に位置するシングル基板処理キャリア５９６に移送する。処理システムは、プリロード機構５１２がシングル基板キャリア５９６から処理済基板を除去することを除いて、図５に示すローディングステーションと同一に構成され動作するミラー配置のアンロードステーションを含むことができる。プリロード機構５１２が十分な数の基板を収集したとき、昇降機５０２はこれらの基板を取り出しマルチ基板搬送キャリア５５２にロードする。
【００２１】
図６はローディングステーションの別の実施例を示す。この実施例は、昇降機６０２がキャリア６５２から基板を除去しない点を除いて、図５の実施例に類似する。その代わりに、キャリア６５２は２つの部分、即ち車輪と駆動素子を有する基部と基板を支持する取り外し可能な部分とからなる。昇降機６０２は、キャリア６５２の取り外し可能な部分と係合してこの部分を除去し、プリロード機構まで運ぶように構成されたフォーク機構６０４を含み、ここで基板はプリロード機構に移送され、その後昇降機は取り外し可能部分を降下して基部上の元の位置に戻す。
【００２２】
図７は本発明によるマルチ基板搬送キャリアを示す。この実施例は、図５及び図６のローディングステーションに有利に使用することができるが、図６の実施例に最も好適である。マルチ基板搬送キャリア７５２は、基部７１０と取り外し可能な基板支持部７２０とからなる。基板支持部７２０はクリップなどの機械的手段又は磁石により搬送基部７１０に取り付けることができる。基板支持部７２０を基部７１０上に正確に位置合わせするためにアライメントピン（図７では隠れている）を用いることができる。基部７１０は種々のチャンバ及びターンテーブル内に配置されたトラックに乗る車輪７３０を有する。スリップを避けるために車輪を磁化させてもよい。この実施例では、駆動手段はリニアモータであり、このために磁石７５０が基部７１０上に配置され、リニアモータの残部が種々のチャンバ及びターンテーブル内にトラックと一緒に配置される。基板支持部７２０は先端に支持シリンダ７４２が取り付けられた支持アーム７４０を有する。支持シリンダ７４２は、粒子汚染を避けるために、ＤｕＰｏｎ Ｖｅｓｐｅｌ（登録商標）からなるシリンダに溝を設けることによって形成することもできる。第３の支持シリンダを支持部７２０の底部に配置することができる。支持部７２０はリフトフォーク６０４を係合するための孔７６０を含むこともできる。更に、安定性のために、磁力を用いて取り外し可能な基板支持部７２０をリフトフォーク６０４上に保持することもできる。即ち、支持部７２０を基部７１０上に安定化させるために使用する磁石を、支持部７２０をリフトフォーク６０４上で安定化させるために使用することもできる。あるいはまた、磁石をリフトフォーク６０４に含めることができ、この場合には強磁性材料を支持部７２０に含める必要がある。
【００２３】
図８は本発明の一実施例によるローディングプロセスのフローチャートである。ステップ８００において、ローディングアームがロードカセットからいくつかの基板を取り出す。例えば、ロードカセットは２５枚の新しい基板を有し、ロードアームはそのうちの５枚を取り出すことができる。アンロードアームは処理済基板を有するマルチ基板キャリアから基板を取り出す。ステップ８１０において、ロードアームが回転し、その基板を空のロードキャリアに収める。アンロードアームが回転し、処理済基板をアンロードカセットに収容する。ステップ８２０において、ロードされたキャリアは第１のシャッタを経て第１の低真空チャンバに移動する。ここから、このフローチャートのプロセスと独立に、キャリアはシステムの反対側のターンテーブルに到達するまで一連の真空ロックを経て進み、ここでそのウェハがアンロードされ、これと同時にこのキャリアは真空チャンバを反対方向に横断して空のキャリアとして戻る。その間に、ステップ８３０において、ターンテーブルが回転して新しい空のキャリアをローディング位置に置く。次いでこのプロセスが繰り返される。
【００２４】
図３のシステムでは、処理キャリアは両面を処理することができる単一基板を支持するものとして示されている。例えば、このシステムをハードディスク用のディスクを製造するために使用するとき、ディスクの両面がデータ記憶のために使用されるため、ディスクの両面に処理が実行される。他方、このシステムは他の基板、例えば太陽電池を処理するために使用することもできる。このような場合には、基板の片面を処理するだけでよい。図９は、図３のシステムに使用して２つの基板の各々の片面を同時に処理してシステムのスループットを２倍にすることができる処理キャリアを示す。
【００２５】
図９は、特許文献１の図４Ａに示される処理キャリアに類似の処理キャリアを示す。キャリア９５２は車輪９３０及び磁石９５０を有する基部９１０を有する。基板は円弧部９４０で支持され、この円弧部は基板をその周縁でのみ保持するクリップ９４２を有する。このように、基板の全表面が処理のために露出される。図９に示されるように、２つの基板９６６Ａ及び９６６Ｂがクリップ９４２により背中合わせに保持される。こうして、キャリアが処理チャンバに入ると、両基板の前面が同時に処理される。
【００２６】
図１０は、２つの基板の各々の両面を同時に処理できる本発明によるシステムの別の実施例を示す。また、このシステムは基板を図９の実施例のように背中合わせに支持することによって、４つの基板の各々の片面を同時に処理するために使用することもできる。図１０において、この処理システムは特許文献２に示されているものと同一であるので、この処理システム自体は仮想線で示唆するのみとした。他方、フロントローディング部は本発明の一実施例に従って実施され、本例では搬送される基板の数が真空レベルの増大につれて減少される。
【００２７】
図１０に示されるように、コンベヤ１０６４が清浄な大気環境内におけるカセットの搬送に使用されている。本システムはローディングモジュール１００５及びアンローディングモジュール１０１０を有し、これらは類似するが、互いに反対方向に動作する。ローディングモジュール１００５は、３つの真空チャンバ１０９２Ａ−Ｃ及び対応するゲート１０５２Ａ−Ｄを有する３段のスタガ配置の真空ロックを有する。キャリア１０９６Ａ−Ｄの搬送を可能にするためにトラック及びリニアモータ１０２０が各真空チャンバ内に設けられる。ロードすべきキャリア、即ち１０９６Ａ及び１０９６Ｂはローディングステーション１０９８Ａに位置し、アンロードすべきキャリアはアンローディングステーション１０９８Ｂに位置する。ローディングステーションはターンテーブル（破線で示されている）を含んでも含まなくてもよく、アンローディングステーションもターンテーブルを含んでも含まなくてもよい。
【００２８】
カセット１０６２Ａ及び１０６２Ｂで到着する新しい基板はアーム１０６８Ａ及び１０６８Ｂにより搬送キャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂにロードされる。ロードされる基板の数は各カセットに保持される基板の総数より少ない。例えば、各カセットは２５枚の基板を保持することができ、各搬送キャリアは５枚の基板を保持することができる。搬送キャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂに基板がロードされると、これらのキャリアはトラック１０２０上を移送され、スタガ配置の真空ロックを次々に通過してローディングターンテーブル１０３０に到達する。ターンテーブル１０３０において、ロボットアーム１０４０が各搬送キャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂから１つの基板を取り出し、この２つの基板を処理キャリア１０５０に、前後にタンデムにロードする。処理キャリアのこのローディングが、すべての基板が搬送キャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂから除去されるまで繰り返される。
【００２９】
すべての基板が搬送キャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂから取り出されると、キャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂはアンロードターンテーブル１０３５に移される。ロボットアーム１０４５がタンデム基板キャリア１０５５から基板を取り出し、これらの基板を搬送キャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂに置く。搬送キャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂが完全にロードされると、ターンテーブル１０３５がトラック１０２０と整列するように回転して、キャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂは連続的に減少した真空状態内を移送され、アンロードステーション１０９８Ｂに到達する。アンロードステーション１０９８Ｂにおいて、アーム１０６８Ｃ及び１０６８Ｄがキャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂから基板を取り出し、これらの基板をカセットに収容する。すべての基板が搬送キャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂから取り出されたら、これらのキャリアは洗浄のためにシステムから除去することができ、又はロードステーション１０９８Ａに移送することができる。キャリアをアンロードステーション１０９８Ｂからロードステーション１０９８Ａへ移送するために、アンロードステーションにターンテーブルを設け、リニアモータ付トラックを２つのステーション間に設けることができる。
【００３０】
ここに記載されたプロセス及び技術は任意の特定の装置に本質的に関連するものではなく、構成要素の任意の適切な組み合わせにより実現することができるものである。更に、ここに記載された教えに従って、種々のタイプの汎用デバイスを使用することができる。本発明は特定の例に関連して記載されているが、これらの例はあらゆる面で限定のためというより解説のためである。当業者であれば、多くの異なる組み合わせが本発明を実施するために好適であることを理解されよう。
【００３１】
本発明は特定の例に関連して記載されているが、これらの例はあらゆる面で限定のためというより解説のためである。当業者であれば、多くの異なる組み合わせが本発明を実施するために好適であることを理解されよう。更に、ここに開示する本発明の詳細な説明及び実施の形態を考察すれば、本発明の他の実施が当業者に明らかであろう。記載された実施例の種々の特徴及び／又は構成要素は単独で又は任意の組み合わせで使用することができる。詳細な説明及び実施例は模範例とみなされ、本発明の範囲及び精神は後記の請求項によって決定されるものと理解されたい。
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、２００８年６月３０日及び２００９年７月２９日にそれぞれ出願された米国仮出願第６１／０７７，０６７号及び第６１／０８４，６００号に関連し、その優先権の恩恵を主張するものであり、参考としてここに付記する。
【０００２】
本発明は、真空処理環境内での処理のための基板の搬送技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
真空処理システムが、半導体ウェハ、ガラス、ステンレススチール等の材料からなる基板から、ハードドライブディスク、半導体コンピュータチップ、太陽電池パネル等を作るために使用されている。一般に、真空処理システムは、基板を変更する種々のプロセス、例えば堆積、洗浄、エッチング、加熱／冷却等を実行するいくつかの基板チャンバを含む。基板は清浄な大気環境内では一般にいくつかの基板を保持するカセットに入れて処理システムへ搬送され、次に基板はカセットから１つづつロードロックを経てシステムの真空環境内に搬送される。
【０００４】
図１は、所定数の基板１６６を含むカセット１６２を搬送するトラック１６４を含む従来のシステムを示す。トラック１６４は清浄な大気環境内に維持され、真空に維持されたローディングチャンバ１７０に至る。カセット１６２がローディングチャンバ１７０の真空環境に入ると、ナイフブレード１６８がカセット１６２から基板１６６を１つづつ取り出し、ローディングモジュールに移送し、このローディングモジュールは各基板をシングル基板キャリア１５６にロードする。別の実施例では、このキャリアはダブル基板キャリアであり、この場合にはローディングモジュールは一度に２つの基板をロードする。その後、キャリア１５６及び基板１６６は昇降機１６０に移送され、２階へ上昇され、複数の処理チャンバ１４０の横断が開始される。各処理チャンバは真空環境内で動作し、処理中他の処理チャンバから分離される。キャリア１５６の動きは矢印で示されている。処理が終了すると、基板１６６はキャリア１５６から除去され、ナイフブレード１６８によりカセット１６２に収容される。この際カセット１６２はローディングチャンバ１７０の反対側からの第２のトラック上に存在する。このようなシステムの一例は特許文献１に開示され、例えばハードディスクドライブ用ハードディスクの製造用に、登録商標２００ Ｌｅａｎとして市販されている。
【０００５】
ディスク製造用の別のシステムは、カセットを真空環境内に搬入する。このようなシステムにおいては、フロントエンドモジュールが真空に維持され、ロードロックによって例えば２５枚の基板を保持するカセットを真空環境内に搬送することができる。二次真空チャンバを設け、このチャンバ内に２５枚の基板を支持するバッファステーションを２つのロボット間に配置することができる。第１のロボットがカセットから２５枚の基板をバッファステーションに移送し、第２のロボットが基板をキャリアに移送する。キャリアはシングル又はダブル基板キャリアとすることができる。明らかなように、カセットを真空環境内へ搬入するにはかなり大きなゲートバルブと、大きなポンプ又は長いポンピング期間が必要とされ、システムが低速になる。また、カセットがトラック上を移動するため、粒子が生成され、カセットが真空チャンバに侵入する際にこれらの粒子が真空環境内に持ち込まれる可能性がある。また、カセットは大気環境内を移動するため、カセット及び基板は多量の水蒸気を吸収し、真空環境内に持ち込む傾向があり、排気する必要がある。これは、特にプラスチック材料からなるカセットに対して真である。更に、２つのロボット及びバッファステーションを覆う二次チャンバはかなり大きく構成しなければならず、真空環境を維持するために長いポンピング時間を必要とする。このようなシステムの一例は特許文献２に示されている。
【０００６】
図２は、フロントエンドシステム２６０が複数の基板２６６を含むカセット２６２を支持する手段を有する従来のシステムを示す。フロントエンド２６０はその内部を清浄な大気環境に維持する。ロボットアーム２６８がカセット２６２から基板２６６を１つづつ取り出し、ロードロック２７０内に移送する。メインフレームシステム２７２はその内部を真空環境に維持し、その内部に真空環境内で動作する移送ロボットアーム２７４を含む。ロボットアーム２７４はロードロック２７０から基板２６６を１つづつ取り出し、各基板２６６を処理チャンバ２７６ａ〜２７６ｅのうちの一つに移送する。特に、最初にメインフレーム２７２を経由することなく基板２６６を一つの処理チャンバから別の処理チャンバへ移送することはできず、これによりこのようなアーキテクチャでは処理スループットが大幅に低下する。処理が終了したら、基板１６６は処理チャンバからアーム２７４によって取り出され、ロードロック２７０に戻され、ロボットアーム２６８によって取り出されカセット２６２に収容される。このようなアーキテクチャのいくつかの例が特許文献３に開示され、この特許文献は２つのウェハをタンデムに支持するシステムも開示している。
【０００７】
これらの従来のシステムは、搬送時間、真空ポンピング時間及び処理時間を同期させる問題がある。即ち、基板が大気状態から真空状態内へ転送されるとき、ロードロック又は移送チャンバは、基板の移送中にチャンバに入力する空気を排気するために、真空ポンプと一緒に使用される。しかし、基板の移送及びチャンバの真空環境へのポンピングはかなりの時間を要するため、システム全体のスループットが低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６，９１９，００１号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３１９，３７３号明細書
【特許文献３】米国特許第５，８４４，１９５号明細書
【発明の概要】
【０００９】
以下に記載する本発明の概要は、本発明のいくつかの態様及び特徴の基本的な理解を提供するために記載されている。この概要は本発明の広範な概説ではなく、特に本発明の主要な又は重要な要素を特定するものでなく、また本発明の範囲を限定するものではない。その唯一の目的は、本発明のいくつかの概念を後に提示される詳細な説明の前置きとして簡略化された形で提示することにある。
【００１０】
本発明の目的は従来技術に存在する問題を解決することにある。本発明の態様によれば、真空環境への基板の搬入は、清浄な排気環境の進展につれて同時に移送する基板の数を徐々に減少さることによって達成される。本発明の一実施例では、カセットは清浄な大気環境内に維持され、真空環境内に浸入させない。次第に高いレベルの真空環境を導入するようにいくつかの真空ロックを直線的にスタガ配置する。この配置を経て搬送される基板の数は各カセットに存在する基板の数の一部分とする。スタガ配置の真空ロックは一連の処理チャンバにつながり、これらのチャンバ内を更に少数の基板、例えば１〜２枚の基板が搬送される。
【００１１】
本発明の一つの態様によれば、大気環境内において複数の基板を搬送するために慣例のカセットを用いる。大気環境内のカセットから基板の一部分（サブセット）、例えば５〜６枚の基板、を真空環境内に搬入するためにマルチ基板キャリアを用いる。次に１〜２枚の基板を処理チャンバ間で搬送するためにシングル又はデュアル基板キャリアを用いる。逆のプロセスを行い、即ちマルチ基板キャリアを用いて基板の一部分（サブセット）を真空環境から大気環境に搬送し、次に数個のサブセットを１つのカセットに一緒に収容する。大気環境から真空環境へ減少数の基板を一度に搬送するためにマルチ基板キャリアを用いることによって、比較的小さな真空ロックチャンバを構成することが可能になり、排気すべきスペースがかなり小さくなるために真空ロックのベント及びポンプをかなり低速にすることができる。加えて、比較的低速動作のロードロックバルブの使用が可能になり、これは粒子を減少し、故障の間隔及びサービスの間隔を増大することができる。更に、マルチ基板キャリアは大気環境内に比較的短時間存在するだけであるから、蒸気を吸収する時間がわずかであるため、ロードロックシステムに入る蒸気の量が極めてわずかになり、容易に排気することができる。
【００１２】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は本発明の実施例を例示し、明細書の記載と一緒に、本発明の原理を説明し図解する働きをする。図面は模範的実施例の主要な特徴を図式的に示している。図面は実際の実施例の全ての特徴を描くことも、また描かれた要素の相対的寸法も示すことも意図されておらず、一定の寸法比で描かれていない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来技術によるシステムを示す。
【図２】従来技術による別のシステムを示す。
【図３】本発明の一実施例による処理システムを示す簡略図である。
【図４】本発明の一実施例によるフロントエンドモジュール及びバッファモジュールの上面図である。
【図５】ローディングステーションの一実施例を示す。
【図６】ローディングステーションの別の実施例を示す。
【図７】本発明の一実施例によるマルチ基板キャリアを示す。
【図８】本発明の一実施例によるローディングプロセスのフローチャートである。
【図９】２つの基板を同時に処理する図３のシステムに使用できる処理キャリアを示す。
【図１０】本発明の一実施例によるシステムの別の実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
基板処理システムの真空環境内に基板を挿入する本発明の実施例の詳細な説明を以下に記載する。図３は、本発明の一実施例による処理システムを示す簡略図である。図３のシステムは、上下２列に積み重ねて直線的に配列された複数の処理チャンバ３４０を含む。積み重ねられた処理チャンバの後端に、キャリア昇降機３８０が配置される。積み重ねられたチャンバの前端に、フロントエンドモジュール３６０及び基板ローディングモジュール３７０が配置される。フロントエンドモジュール３６０はトラック３６４を有し、基板３６６をシステムに供給するためにこのトラック上をカセット３６２が大気環境内で搬送される。しかし、図１の従来のシステムと異なり、この実施例はバッファモジュール３９０を更に含む。バッファモジュール３９０は一連の真空ロック（ここでは２つの真空ロック３９２及び３９４みが示されている）を含むが、真空ロックの数は必要に応じて変えることができる。マルチ基板キャリア３９６が真空ロック内、真空ロック間及びフロントエンドユニット３６０の大気環境内で基板を搬送する。
【００１５】
動作状態において、カセット３６２の各々が複数の基板３６６、例えば１カセット当たり２５枚の基板をフロントエンドユニット３６０へ／から搬入／搬出する。各サイクルにおいて、ロボットアーム３６８がカセット３６２から基板３６６のサブセット（一部分）をマルチ基板キャリア３９６の一つに移送する。例えば、マルチ基板キャリアの各々は４、５又は６枚の基板を搬送しうるのみである。次にマルチ基板キャリア３９６は、基板を真空環境内に挿入するために、基板のサブセットを真空ロック３９２，３９４を経て搬送する。この実施例では、連続する真空ロッ３９２，３９４の各々は高い真空環境を導入するため、基板は大気環境から高い真空環境へ徐々に段階的に移動する。真空ロック３９２，３９４はマイスナートラップのような蒸気除去システムを含むことができる。
【００１６】
次に、キャリア３９６は基板ローディングステーション３７０に移動し、ここで各基板がシングル基板キャリアに個別にロードされる。次に、このキャリアは処理のために基板を上列の処理チャンバ３４０内を搬送し、昇降機３８０を経て下列に移動し、次に下列の処理チャンバ３４０を通過する。次にこのキャリアは基板ローディングモジュール３７０に戻り、ここで基板がこのキャリアから取り出され、いくつかの他の基板と一緒にマルチ基板キャリア３９６に収容される。次に、マルチ基板キャリア３９６は、基板を真空環境から取り出しフロントエンドユニット３６０の大気環境内に戻すために、別の一連の真空ロックを通して移送される。
【００１７】
図４は、本発明の一実施例によるフロントエンドモジュール及びバッファモジュールの上面図である。カセット４６２Ａ−Ｃは清浄な大気環境内においてコンベヤ４６４上を移動する。ローディングアーム４６８Ａが接近するカセット４６２Ａ内の基板のサブセット（一部分）を取り出す。例えば、接近するカセット４６２Ａは２５枚の基板を保持しうるが、ローディングアーム４６８Ａは２５枚の基板のサブセット（一部分）、例えばたった３枚，４枚，５枚など、を取り出す。ターンテーブル４９８上に位置する空のマルチ基板キャリア４９６Ａはローディングアーム４６８Ａから基板のサブセットを受け取る。次に、ロードされたマルチ基板搬送キャリア４９６Ａはゲート４５２Ａを通過して第１の真空ロック４９２Ａに入る。この実施例では、段階的な真空ロックシステムを形成するために３つのローディング真空ロック４９２Ａ−Ｃを使用している。真空ロック４９２Ａ−Ｃの各々又はいずれかはマイスナートラップのような蒸気除去システムを含むことができる。また、この実施例では真空ロック４９２Ａ−Ｃの各々はマルチ基板キャリア４９６を搬送するためにリニアモータを含むことができる。また、真空ロックを環境から及び互いから分離するためにゲートバルブ４５２Ａ−Ｄが設けられる。
【００１８】
マリと基板キャリア４９６Ａは真空ロック４９２Ｃから出たら、ローディングステーション４７０に入る。ローディングステーション４７０において、マルチ基板キャリア４９６Ａから基板が除去され、マルチ基板キャリア４９６Ａと同じ容量を有するウェイティングステーション４７２にロードされる。このとき、キャリア４９６Ａは処理済み基板がウェイティングステーション４７３に置かれているアンロードステーション４７１に移動する。次に、ウェイティングステーション４７３からの処理済基板が空のキャリア４９６Ａにロードされ、このときキャリアは処理済基板を大気環境内に徐々に段階的に導出するためにアンローディング真空ロック４９４Ａ−Ｃの横断を開始する。次にキャリアは真空ロック４９４Ａからターンテーブル４９８上に出る。このキャリアは図４に４９６Ｂとして示されている。次にアンローディングアーム４６８Ｂが一群のウェハを一度にカセット４６２Ｃに移す。次にターンテーブル４９８が回転して今空になったキャリア４９６Ｂをローディング位置（４９６Ａ）に位置させてカセット４６２Ａから新しい基板を受け取る。
【００１９】
その間、ウェイティングステーション４７２からの基板がローディングステーション４７０において１つづつシングル基板プロセスキャリアにロードされる。図４にはシングル基板プロセスキャリアが示されているが、ダブル基板キャリアを使用することもできる点に注意されたい。しかし、プロセスキャリアにロードし得る基板の数は搬送キャリアにロードし得る基板の数より少ない。各プロセスキャリアはその基板を全ての処理ステーションを経て搬送し、アンロードステーション４７１へ退出し、ここで基板は処理キャリアからアンロードされ、マルチ基板ウェイティングステーション４７３に置かれる。
【００２０】
図５は、図４のローディングステーション４７０のようなローディングステーションの一実施例を示す。ターンテーブル５９９上に置かれた、４つの基板５６６を保持するマルチ基板搬送キャリア５５２が示されている。昇降機５０２が下方へ移動してキャリア５２２から基板５６６を取り出し、上方に移動してこれらの基板をプリロード機構５１２に供給する（ここでは説明のために３つの基板を保持しているところが示めされているが、昇降機５０２が基板をプリロード５１２に供給するとき、プリロード５１２は空である）。プリロード機構５１２は基板を１つづつローディングチャンバ５２２内に位置するシングル基板処理キャリア５９６に移送する。処理システムは、プリロード機構５１２がシングル基板キャリア５９６から処理済基板を除去することを除いて、図５に示すローディングステーションと同一に構成され動作するミラー配置のアンロードステーションを含むことができる。プリロード機構５１２が十分な数の基板を収集したとき、昇降機５０２はこれらの基板を取り出しマルチ基板搬送キャリア５５２にロードする。
【００２１】
図６はローディングステーションの別の実施例を示す。この実施例は、昇降機６０２がキャリア６５２から基板を除去しない点を除いて、図５の実施例に類似する。その代わりに、キャリア６５２は２つの部分、即ち車輪と駆動素子を有する基部と基板を支持する取り外し可能な部分とからなる。昇降機６０２は、キャリア６５２の取り外し可能な部分と係合してこの部分を除去し、プリロード機構まで運ぶように構成されたフォーク機構６０４を含み、ここで基板はプリロード機構に移送され、その後昇降機は取り外し可能部分を降下して基部上の元の位置に戻す。
【００２２】
図７は本発明によるマルチ基板搬送キャリアを示す。この実施例は、図５及び図６のローディングステーションに有利に使用することができるが、図６の実施例に最も好適である。マルチ基板搬送キャリア７５２は、基部７１０と取り外し可能な基板支持部７２０とからなる。基板支持部７２０はクリップなどの機械的手段又は磁石により搬送基部７１０に取り付けることができる。基板支持部７２０を基部７１０上に正確に位置合わせするためにアライメントピン（図７では隠れている）を用いることができる。基部７１０は種々のチャンバ及びターンテーブル内に配置されたトラックに乗る車輪７３０を有する。スリップを避けるために車輪を磁化させてもよい。この実施例では、駆動手段はリニアモータであり、このために磁石７５０が基部７１０上に配置され、リニアモータの残部が種々のチャンバ及びターンテーブル内にトラックと一緒に配置される。基板支持部７２０は先端に支持シリンダ７４２が取り付けられた支持アーム７４０を有する。支持シリンダ７４２は、粒子汚染を避けるために、ＤｕＰｏｎ Ｖｅｓｐｅｌ（登録商標）からなるシリンダに溝を設けることによって形成することもできる。第３の支持シリンダを支持部７２０の底部に配置することができる。支持部７２０はリフトフォーク６０４を係合するための孔７６０を含むこともできる。更に、安定性のために、磁力を用いて取り外し可能な基板支持部７２０をリフトフォーク６０４上に保持することもできる。即ち、支持部７２０を基部７１０上に安定化させるために使用する磁石を、支持部７２０をリフトフォーク６０４上で安定化させるために使用することもできる。あるいはまた、磁石をリフトフォーク６０４に含めることができ、この場合には強磁性材料を支持部７２０に含める必要がある。
【００２３】
図８は本発明の一実施例によるローディングプロセスのフローチャートである。ステップ８００において、ローディングアームがロードカセットからいくつかの基板を取り出す。例えば、ロードカセットは２５枚の新しい基板を有し、ロードアームはそのうちの５枚を取り出すことができる。アンロードアームは処理済基板を有するマルチ基板キャリアから基板を取り出す。ステップ８１０において、ロードアームが回転し、その基板を空のロードキャリアに収める。アンロードアームが回転し、処理済基板をアンロードカセットに収容する。ステップ８２０において、ロードされたキャリアは第１のシャッタを経て第１の低真空チャンバに移動する。ここから、このフローチャートのプロセスと独立に、キャリアはシステムの反対側のターンテーブルに到達するまで一連の真空ロックを経て進み、ここでそのウェハがアンロードされ、これと同時にこのキャリアは真空チャンバを反対方向に横断して空のキャリアとして戻る。その間に、ステップ８３０において、ターンテーブルが回転して新しい空のキャリアをローディング位置に置く。次いでこのプロセスが繰り返される。
【００２４】
図３のシステムでは、処理キャリアは両面を処理することができる単一基板を支持するものとして示されている。例えば、このシステムをハードディスク用のディスクを製造するために使用するとき、ディスクの両面がデータ記憶のために使用されるため、ディスクの両面に処理が実行される。他方、このシステムは他の基板、例えば太陽電池を処理するために使用することもできる。このような場合には、基板の片面を処理するだけでよい。図９は、図３のシステムに使用して２つの基板の各々の片面を同時に処理してシステムのスループットを２倍にすることができる処理キャリアを示す。
【００２５】
図９は、特許文献１の図４Ａに示される処理キャリアに類似の処理キャリアを示す。キャリア９５２は車輪９３０及び磁石９５０を有する基部９１０を有する。基板は円弧部９４０で支持され、この円弧部は基板をその周縁でのみ保持するクリップ９４２を有する。このように、基板の全表面が処理のために露出される。図９に示されるように、２つの基板９６６Ａ及び９６６Ｂがクリップ９４２により背中合わせに保持される。こうして、キャリアが処理チャンバに入ると、両基板の前面が同時に処理される。
【００２６】
図１０は、２つの基板の各々の両面を同時に処理できる本発明によるシステムの別の実施例を示す。また、このシステムは基板を図９の実施例のように背中合わせに支持することによって、４つの基板の各々の片面を同時に処理するために使用することもできる。図１０において、この処理システムは特許文献２に示されているものと同一であるので、この処理システム自体は仮想線で示唆するのみとした。他方、フロントローディング部は本発明の一実施例に従って実施され、本例では搬送される基板の数が真空レベルの増大につれて減少される。
【００２７】
図１０に示されるように、コンベヤ１０６４が清浄な大気環境内におけるカセットの搬送に使用されている。本システムはローディングモジュール１００５及びアンローディングモジュール１０１０を有し、これらは類似するが、互いに反対方向に動作する。ローディングモジュール１００５は、３つの真空チャンバ１０９２Ａ−Ｃ及び対応するゲート１０５２Ａ−Ｄを有する３段のスタガ配置の真空ロックを有する。キャリア１０９６Ａ−Ｄの搬送を可能にするためにトラック及びリニアモータ１０２０が各真空チャンバ内に設けられる。ロードすべきキャリア、即ち１０９６Ａ及び１０９６Ｂはローディングステーション１０９８Ａに位置し、アンロードすべきキャリアはアンローディングステーション１０９８Ｂに位置する。ローディングステーションはターンテーブル（破線で示されている）を含んでも含まなくてもよく、アンローディングステーションもターンテーブルを含んでも含まなくてもよい。
【００２８】
カセット１０６２Ａ及び１０６２Ｂで到着する新しい基板はアーム１０６８Ａ及び１０６８Ｂにより搬送キャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂにロードされる。ロードされる基板の数は各カセットに保持される基板の総数より少ない。例えば、各カセットは２５枚の基板を保持することができ、各搬送キャリアは５枚の基板を保持することができる。搬送キャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂに基板がロードされると、これらのキャリアはトラック１０２０上を移送され、スタガ配置の真空ロックを次々に通過してローディングターンテーブル１０３０に到達する。ターンテーブル１０３０において、ロボットアーム１０４０が各搬送キャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂから１つの基板を取り出し、この２つの基板を処理キャリア１０５０に、前後にタンデムにロードする。処理キャリアのこのローディングが、すべての基板が搬送キャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂから除去されるまで繰り返される。
【００２９】
すべての基板が搬送キャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂから取り出されると、キャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂはアンロードターンテーブル１０３５に移される。ロボットアーム１０４５がタンデム基板キャリア１０５５から基板を取り出し、これらの基板を搬送キャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂに置く。搬送キャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂが完全にロードされると、ターンテーブル１０３５がトラック１０２０と整列するように回転して、キャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂは連続的に減少した真空状態内を移送され、アンロードステーション１０９８Ｂに到達する。アンロードステーション１０９８Ｂにおいて、アーム１０６８Ｃ及び１０６８Ｄがキャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂから基板を取り出し、これらの基板をカセットに収容する。すべての基板が搬送キャリア１０９６Ａ及び１０９６Ｂから取り出されたら、これらのキャリアは洗浄のためにシステムから除去することができ、又はロードステーション１０９８Ａに移送することができる。キャリアをアンロードステーション１０９８Ｂからロードステーション１０９８Ａへ移送するために、アンロードステーションにターンテーブルを設け、リニアモータ付トラックを２つのステーション間に設けることができる。
【００３０】
ここに記載されたプロセス及び技術は任意の特定の装置に本質的に関連するものではなく、構成要素の任意の適切な組み合わせにより実現することができるものである。更に、ここに記載された教えに従って、種々のタイプの汎用デバイスを使用することができる。本発明は特定の例に関連して記載されているが、これらの例はあらゆる面で限定のためというより解説のためである。当業者であれば、多くの異なる組み合わせが本発明を実施するために好適であることを理解されよう。
【００３１】
本発明は特定の例に関連して記載されているが、これらの例はあらゆる面で限定のためというより解説のためである。当業者であれば、多くの異なる組み合わせが本発明を実施するために好適であることを理解されよう。更に、ここに開示する本発明の詳細な説明及び実施の形態を考察すれば、本発明の他の実施が当業者に明らかであろう。記載された実施例の種々の特徴及び／又は構成要素は単独で又は任意の組み合わせで使用することができる。詳細な説明及び実施例は模範例とみなされ、本発明の範囲及び精神は後記の請求項によって決定されるものと理解されたい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が第１の所定数の基板を保持するカセットを搬送するためのトラックを有するフロントエンドモジュールと、
各々が前記第１の所定数より少ない第２の所定数の基板を支持することができる搬送キャリアを搬送するトラックを有する、前記フロントエンドモジュールに結合されたスタガード配置の真空ロックモジュールと、
各々が前記第２の所定数より少ない第３の所定数の基板を支持できる処理キャリアを搬送するトラックを有する、前記真空ロックに結合された複数の処理チャンバと、
を備えることを特徴とする基板処理システム。
【請求項２】
前記スタガ配置の真空ロックモールドは、ロードモジュールとアンロードモジュールを備えることを特徴とする請求項１記載の基板処理システム。
【請求項３】
前記フロントエンドモジュールは、ローディングロボットアーム、アンロードロボットアーム及び前記ローディングアームと前記運ローディングアームとの間に位置するターンテーブルを更に備えることを特徴とする請求項２記載の基板処理システム。
【請求項４】
前記スタガ配置の真空ロックモジュールと前記複数の処理チャンバとの間に位置するバッファステーションを更に備えることを特徴とする請求項３記載の基板処理システム。
【請求項５】
前記バッファステーションは真空に維持され、前記ロードモジュールから前記アンロードモジュールへ搬送キャリアを搬送する第２のターンテーブルを備えることを特徴とする請求項４記載の基板処理システム。
【請求項６】
前記バッファステーションは、前記搬送キャリアから基板を取り出す昇降機を更に備えることを特徴とする請求項５記載の基板処理システム。
【請求項７】
前記搬送キャリアは基部と基板支持部を備え、前記昇降機が前記支持部と係合してこれを基部から持ち上げるように構成されていることを特徴とする請求項６記載の基板処理システム。
【請求項８】
前記処理キャリアの各々は、２つの基板を背中合わせに支持して各基板の一つの表面のみが処理のために露出されるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理システム。
【請求項９】
前記処理キャリアの各々は、２つの基板をタンデムに支持して各基板の両面が処理のために露出されるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理システム。
【請求項１０】
前記フロントエンドモジュールは大気環境に維持されることを特徴とする請求項１記載の基板処理システム。
【請求項１１】
前記第１の所定数は１５〜２５であり、前記第２の所定数は３〜６であり、前記第３の所定数は１〜４であることを特徴とする請求項１記載の基板処理システム。
【請求項１２】
所定数の基板をカセットにロードするステップと、
前記カセットを大気環境内にて搬送するステップと、
前記カセットから前記所定数より少数の基板の群を繰り返し取り出し、各基板の群を大気環境内から真空環境内へ搬送するステップと、
前記各基板の群から該群の基板の数より少数の基板のサブセットを繰り返し処理キャリアにロードし、該キャリアを複数の処理チャンバを通して搬送するステップと、
を備えることを特徴とする基板処理方法。
【請求項１３】
前記各群を大気環境内から真空環境内へ搬送するステップは、各群を搬送キャリアにロードし、該搬送キャリアを各々が高い真空レベルを維持する複数の真空チャンバを経て搬送することを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
基板のサブセットを繰り返しロードする前に、前記搬送キャリアから前記基板の群を取り出し、該基板の群をバッファステーションに置くステップを更に備えることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記基板の群を取り出した後に、前記搬送キャリアを前記真空環境から大気環境内へ取り出すことを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
各々が処理キャリアを搬送するトラックを有する複数の処理チャンバのアレイと、
前記アレイに結合され且つ真空環境下に維持されているバッファステーションと、
前記バッファステーションに結合され且つ搬送キャリアを大気環境から前記バッファステーション内へ搬送するトラックを有するローディング真空ロックモジュールと、
前記バッファステーションに結合され且つ搬送キャリアを前記バッファステーションから大気環境へ搬出するアンローディング真空ロックモジュールと、
各々が所定数の基板を保持するカセットを大気環境内にて搬送するトラックを有するフロントエンドモジュールと、
を備えることを特徴とする基板処理システム。
【請求項１７】
前記アンローディング真空ロックモジュールから搬送キャリアを受け取り、前記ローディング真空ロックモジュールに搬入するように配置されたターンテーブルを更に備えることを特徴とする請求項１６記載の基板処理システム。
【請求項１８】
前記搬送キャリアは前記カセット内の基板の数より少数の基板を支持するように構成され、前記処理キャリアは前記搬送キャリア内の基板の数より少数の基板を支持するように構成されていることを特徴とする請求項１６記載の基板処理システム。
【請求項１９】
前記カセットから基板を取り出し、それらを前記搬送キャリア上に置くように構成されたローディングアームと、前記搬送キャリアから基板を取り出し、それらを前記カセットに収用するアンローディングアームとを更に備えることを特徴とする請求項１６記載の基板処理システム。
【請求項２０】
前記ローディング真空ロックモジュールと前記アンロード真空ロックモジュールとの間で搬送キャリアを中継するように構成された搬送機構を更に備えることを特徴とする請求項１６記載の基板処理システム。
【請求項１】
各々が第１の所定数の基板を保持するカセットを搬送するためのトラックを有するフロントエンドモジュールと、
各々が前記第１の所定数より少ない第２の所定数の基板を支持することができる搬送キャリアを搬送するトラックを有する、前記フロントエンドモジュールに結合されたスタガード配置の真空ロックモジュールと、
各々が前記第２の所定数より少ない第３の所定数の基板を支持できる処理キャリアを搬送するトラックを有する、前記真空ロックに結合された複数の処理チャンバと、
を備えることを特徴とする基板処理システム。
【請求項２】
前記スタガ配置の真空ロックモールドは、ロードモジュールとアンロードモジュールを備えることを特徴とする請求項１記載の基板処理システム。
【請求項３】
前記フロントエンドモジュールは、ローディングロボットアーム、アンロードロボットアーム及び前記ローディングアームと前記運ローディングアームとの間に位置するターンテーブルを更に備えることを特徴とする請求項２記載の基板処理システム。
【請求項４】
前記スタガ配置の真空ロックモジュールと前記複数の処理チャンバとの間に位置するバッファステーションを更に備えることを特徴とする請求項３記載の基板処理システム。
【請求項５】
前記バッファステーションは真空に維持され、前記ロードモジュールから前記アンロードモジュールへ搬送キャリアを搬送する第２のターンテーブルを備えることを特徴とする請求項４記載の基板処理システム。
【請求項６】
前記バッファステーションは、前記搬送キャリアから基板を取り出す昇降機を更に備えることを特徴とする請求項５記載の基板処理システム。
【請求項７】
前記搬送キャリアは基部と基板支持部を備え、前記昇降機が前記支持部と係合してこれを基部から持ち上げるように構成されていることを特徴とする請求項６記載の基板処理システム。
【請求項８】
前記処理キャリアの各々は、２つの基板を背中合わせに支持して各基板の一つの表面のみが処理のために露出されるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理システム。
【請求項９】
前記処理キャリアの各々は、２つの基板をタンデムに支持して各基板の両面が処理のために露出されるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理システム。
【請求項１０】
前記フロントエンドモジュールは大気環境に維持されることを特徴とする請求項１記載の基板処理システム。
【請求項１１】
前記第１の所定数は１５〜２５であり、前記第２の所定数は３〜６であり、前記第３の所定数は１〜４であることを特徴とする請求項１記載の基板処理システム。
【請求項１２】
所定数の基板をカセットにロードするステップと、
前記カセットを大気環境内にて搬送するステップと、
前記カセットから前記所定数より少数の基板の群を繰り返し取り出し、各基板の群を大気環境内から真空環境内へ搬送するステップと、
前記各基板の群から該群の基板の数より少数の基板のサブセットを繰り返し処理キャリアにロードし、該キャリアを複数の処理チャンバを通して搬送するステップと、
を備えることを特徴とする基板処理方法。
【請求項１３】
前記各群を大気環境内から真空環境内へ搬送するステップは、各群を搬送キャリアにロードし、該搬送キャリアを各々が高い真空レベルを維持する複数の真空チャンバを経て搬送することを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
基板のサブセットを繰り返しロードする前に、前記搬送キャリアから前記基板の群を取り出し、該基板の群をバッファステーションに置くステップを更に備えることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記基板の群を取り出した後に、前記搬送キャリアを前記真空環境から大気環境内へ取り出すことを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
各々が処理キャリアを搬送するトラックを有する複数の処理チャンバのアレイと、
前記アレイに結合され且つ真空環境下に維持されているバッファステーションと、
前記バッファステーションに結合され且つ搬送キャリアを大気環境から前記バッファステーション内へ搬送するトラックを有するローディング真空ロックモジュールと、
前記バッファステーションに結合され且つ搬送キャリアを前記バッファステーションから大気環境へ搬出するアンローディング真空ロックモジュールと、
各々が所定数の基板を保持するカセットを大気環境内にて搬送するトラックを有するフロントエンドモジュールと、
を備えることを特徴とする基板処理システム。
【請求項１７】
前記アンローディング真空ロックモジュールから搬送キャリアを受け取り、前記ローディング真空ロックモジュールに搬入するように配置されたターンテーブルを更に備えることを特徴とする請求項１６記載の基板処理システム。
【請求項１８】
前記搬送キャリアは前記カセット内の基板の数より少数の基板を支持するように構成され、前記処理キャリアは前記搬送キャリア内の基板の数より少数の基板を支持するように構成されていることを特徴とする請求項１６記載の基板処理システム。
【請求項１９】
前記カセットから基板を取り出し、それらを前記搬送キャリア上に置くように構成されたローディングアームと、前記搬送キャリアから基板を取り出し、それらを前記カセットに収用するアンローディングアームとを更に備えることを特徴とする請求項１６記載の基板処理システム。
【請求項２０】
前記ローディング真空ロックモジュールと前記アンロード真空ロックモジュールとの間で搬送キャリアを中継するように構成された搬送機構を更に備えることを特徴とする請求項１６記載の基板処理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−６２５３４（Ｐ２０１０−６２５３４Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００９−１５６１２７（Ｐ２００９−１５６１２７）
【出願日】平成２１年６月３０日（２００９．６．３０）
【出願人】（５０７３１０３０７）インテヴァック インコーポレイテッド (14)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５６１２７（Ｐ２００９−１５６１２７）
【出願日】平成２１年６月３０日（２００９．６．３０）
【出願人】（５０７３１０３０７）インテヴァック インコーポレイテッド (14)
【Ｆターム（参考）】
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