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Hintergrund
der Erfindung
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft generell den Transfer von Wafern
zwischen den Modulen einer Halbleiterbearbeitungsanlage und insbesondere
ein Modul mit einer kontrollierten Mini-Umgebung.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Bei
der Herstellung von Halbleiterbauelementen sind Prozesskammern miteinander
verbunden, um beispielsweise den Transfer von Wafern oder Substraten
zwischen den verbundenen Prozesskammern zu erlauben. Ein derartiger
Transfer erfolgt durch Transportmodule, die beispielsweise die Wafer
durch Schlitze oder Öffnungen
bewegen, die in den angrenzenden Wänden der miteinander verbundenen
Kammern vorgesehen sind. Beispielsweise werden Transportmodule im
Allgemeinen im Zusammenhang mit einer Vielfalt von Substratbearbeitungsmodulen
verwendet, die Ätzsysteme
für Halbleiter,
Systeme für
das Aufbringen von Material, und Flachbildschirm-Ätzsysteme
umfassen können.
Aufgrund der wachsenden Nachfrage nach Reinheit und hoher Verarbeitungspräzision besteht
eine zunehmende Notwendigkeit, den Umfang menschlichen Eingreifens
während
der Verfahrensschritte und zwischen diesen zu verringern. Diese
Erfordernisse sind teilweise durch den Einsatz von Vakuum-Transportmodulen
erfüllt
worden, die als zwischengeschaltete Handhabungsvorrichtungen fungieren
(typischerweise unter Aufrechterhaltung eines verminderten Druckes,
z.B. unter Vakuumbedingungen). Beispielsweise kann ein Vakuum-Transportmodul
effektiv zwischen einer oder mehreren Reinraum-Lagereinrichtungen,
in de nen Substrate gelagert werden, und mehreren Substratbearbeitungsmodulen,
in denen die Substrate gegenwärtig
bearbeitet werden, wie beispielsweise geätzt oder mit Beschichtungen
versehen werden, angeordnet sein. Auf diese Weise kann ein innerhalb
des Transportmoduls angeordneter Roboterarm verwendet werden, um
ein ausgewähltes
Substrat aus einer Beschickungskammer zu holen und es in einem der
mehreren Verarbeitungsmodule zu platzieren, wenn ein Substrat bearbeitet
werden muss.
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Wie
einem Fachmann bekannt ist, wird die Anordnung von Transportmodulen
zum "Transport" von Substraten zwischen
mehreren Speichereinrichtungen und den Bearbeitungsmodulen oft als "Werkzeuggruppen-Architektur" bezeichnet. 1A stellt
eine typische Gruppenarchitektur 100 für die Halbleiterbearbeitung dar,
die die verschiedenen, eine Schnittstelle mit einem Vakuumtransportmodul 106 aufweisenden
Kammern zeigt. Das Vakuumtransportmodul 106 ist dahingehend
dargestellt, dass es mit drei Bearbeitungsmodulen 108a–108c verbunden
ist, die individuell optimiert sein können, um verschiedene Fertigungsprozesse
durchzuführen.
Beispielsweise können
die Bearbeitungsmodule 108a–108c zum transformatorgekoppelten
Plasma(TCP-)Substratätzen,
Aufbringen von Schichten und/oder Sputtern verwendet werden.
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Eine
Beschickungseinheit 104 ist mit dem Vakuumtransportmodul 106 verbunden,
die verwendet wird, um Substrate in das Vakuumtransportmodul 106 einzubringen.
Die Beschickungseinheit 104 kann mit einem atmosphärischen
Transportmodul (ATM) 103 gekoppelt sein, das mit dem Reinraum 102 verbunden
ist. Das ATM 103 umfasst typischerweise einen Bereich zum
Halten von Waferkassetten und einen Roboter, der die Wafer aus den
Kassetten entnimmt und sie in die Beschickungseinheit 104 hinein
und aus ihr heraus bewegt. Wie bekannt ist, dient die Beschickungseinheit 104 als
den Druck variierende Schnittstelle zwischen dem Vakuumtransportmodul 106 und
dem ATM 103. Daher kann das Vakuumtransportmodul 106 auf
einem konstanten Druck (beispielsweise Vakuum) gehalten werden,
während
das ATM 103 und der Reinraum 102 auf atmosphärischem
Druck gehalten werden.
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1B stellt
ein Diagramm 150 eines Teils eines Systems dar, das ein
atmosphärisches
Transportmodul (ATM) 103 mit einer Filter/Gebläseeinheit 152a,
einem einen Satz Arme 158 aufweisenden Roboter 156 und
einem Träger 154 umfasst.
Der Träger 154 ist
so ausgebildet, dass er eine Kassette 160 mit Wafern 162 in
einer Kassettenumgebung 152b hält. Die Kassettenumgebung 152b des
ATM 103 hat eine Tür 155,
die geöffnet
werden kann, um die Kassette 160 während der Bearbeitung hineinzustellen
oder zu entfernen. Die Filter/Gebläseeinheit 162a ist
so ausgebildet, dass sie einen Luftstrom 170 im ATM 103 erzeugt
und bewirkt, dass der Luftstrom im Wesentlichen ungehindert durch
einen Teilchenfilter 171 hindurch zum unteren Teil des
ATM 103 und dann durch eine Entlüftung 152c hinaus
fließt.
Zusätzlich
ist vereinfacht dargestellt, dass das ATM 103 mit der Beschickungseinheit 104 und
dem Transportmodul 106 verbunden ist. Wie oben erwähnt wurde, kann
das Transportmodul 106 Wafer zwischen ausgewählten Bearbeitungsmodulen 108 transferieren.
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Obwohl
diese Art eines ATM 103 nach dem Stand der Technik in der
Lage ist, Wafer recht effizient von der Kassette 160 in
die Beschickungseinheit 104 und wieder heraus zu transferieren,
wurde festgestellt, dass der Luftstrom 170 während des
Betriebes des Gebläses 152a an
der Kassettenumgebung 152b vorbeigeleitet wird. Im Ergebnis
bleibt die Kassettenumgebung 152 im Wesentlichen statisch.
Das heißt
dass die Umgebung zwischen den Wafern 162 während des
Betriebes vom Luftstrom 170 im Wesentlichen unbeeinflusst
bleibt.
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1C zeigt
eine detailliertere Ansicht der Kassette 160 mit mehreren
Wafern 162. Wenn ein Wafer in einem der Bearbeitungsmodule 108 bearbeitet
und in die Kassette 160 zurückgesteckt wurde, schweben
im Allgemeinen typischerweise restliche Prozessgase zwischen den
jeweiligen Wafern 162. Diese Gase sind durch 166 beim
Entweichen aus den Oberflächen
der kurz zuvor bearbeiteten Wafer 162 bildlich dargestellt. Ein
Problem mit dem Vorhandensein derartiger Gase 166 zwischen
den Wafern 162 besteht darin, dass die chemischen Gase
in einigen Fällen
chemisch weiter reagieren und einen Abfall der Ausbeute der bearbeiteten Wafer 162 verursachen
können.
Wenn Wafer genügend
beschädigt
sind, kann der potentielle finanzielle Verlust durch reduzierte
Ausbeuten erheblich sein.
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Ein
weiteres Problem, das mit einer stagnierenden Kassettenumgebung 152b einhergeht,
besteht darin, dass sämtliche
Partikel, die auf die Oberflächen
der Wafer 162 gefallen sein könnten, auf den Oberflächen der
Wafer bleiben, während
die Kassette in der Kassettenumgebung 152b ruht. Diese
Partikel 164 können
in einigen Fällen
erheblichen Schaden an den Halbleiterschaltungen, die auf den Wafern 162 ausgebildet
sind, verursachen. Es ist weitläufig
bekannt, dass es unerwünscht
ist, dass zwischen den Bearbeitungsschritten Partikel 164 auf
den Oberflächen
der Wafer 162 verbleiben können. Je länger die Partikel auf den Oberflächen der
Wafer 162 bleiben, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit,
dass derartige Partikel Schäden
an empfindlichen integrierten Schaltkreisen verursachen und desto
schwerer wird das Reinigen.
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Ein
weiteres Problem mit Kassetten 160, die in einer statischen
Umgebung 152b sitzen besteht darin, dass die Kassette 160 einen
Verfahrensingenieur einer möglicherweise
unerwünschten
Menge toxischer Gase 166 aussetzt, die aus den Oberflächen der
Wafer 162 entweichen, wenn der Verfahrensingenieur die
Tür 155 öffnet, um
die Kassette 160 zu entfernen. In einigen Fällen kann
der diese Kassetten handhabende Verfahrensingenieur durch die Prozessgase
und die chemischen Nebenprodukte, denen er ausgesetzt ist, die Orientierung
verlieren und die mit wertvollen bearbeiteten Halbleiterwafern gefüllte Kassette 160 möglicherweise
fallen lassen.
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Angesichts
der obigen Ausführungen
ist das, was gebraucht wird, ein atmosphärisches Transportmodul, das
in der Lage ist, die Umgebung in einer und um eine Waferkassette
herum zu kontrollieren.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung erfüllt
diese Anforderungen, indem sie ein atmosphärisches Transportmodul nach
Anspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen eines atmosphärischen
Transportmoduls nach Anspruch 7 bereitstellt, wobei das atmosphärische Transportmodul
gemäß der Erfindung
in der Lage ist, eine Mini-Umgebung in einem Bereich zu erzeugen,
in dem Waferkassetten während
der Bearbeitung vorübergehend gespeichert
werden. Die Mini-Umgebung ist so gestaltet, dass sie einen Luftstrom
durch die Wafer so festlegt, dass Prozessgase und Nebenprodukte
im Wesentlichen aus der die Wafer umschließenden Umgebung entfernt werden.
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Die
Erfindung stellt ein atmosphärisches
Transportmodul bereit. Das Modul weist ein Gehäuse auf. Das Gehäuse hat
einen oberen Teil mit einem Gebläse
zum Erzeugen eines geregelten Luftstromes, der vom oberen Teil des
Gehäuses
weg nach unten gerichtet ist. Ein Beschickungskammerbereich ist
ebenfalls vorgesehen und ist relativ zum Gebläse seitlich versetzt angeordnet.
Die Beschickungskammer weist einen Träger zum Halten einer Waferkassette
auf, wobei der Träger
im Abstand von einer Wand der Beschickungskammer angeordnet ist,
um so einen Schlitz für
die Umleitung des Luftstromes zu bilden. Unterhalb des Gebläses ist eine
perforierte Platte vorgesehen, wobei die perforierte Platte so ausgebildet
ist, dass sie den durch die perforierte Platte fließenden Luftstrom
beschränkt,
um so einen umgeleiteten Luftstrom durch die Waferkassette hervorzurufen,
die auf der seitlich versetzt angeordneten Beschickungskammer platziert
ist. Ein Vorteil des umgeleiteten Luftstromes besteht darin, dass
restliche Prozessgase, die in der Waferkassette über den Wafern schweben, aus
der Waferkassette heraus und abwärts
zum Schlitz für
die Umleitung des Luftstromes geblasen werden. Ein weiterer Vorteil
besteht darin, dass Luft nach außen strömt, wenn die Türen geöffnet werden,
so dass die Gefahr, dass Partikel von außen eindringen können, reduziert
wird.
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Wenn
der umgeleitete Luftstrom und der nicht umgeleitete Luftstrom (der
durch die perforierte Platte fließt) in den Bodenbereich eintreten,
wird die Luft durch eine Entlüftung
nach außen
kanalisiert. In einer Ausführungsform
kann ein Ventilator im Bodenbereich installiert werden, um dazu
beizutragen, dass der umgeleitete Luftstrom durch den hinter dem
Träger
angeordneten Schlitz fließt.
Wenn eine Kassette mit einem oder mehreren Wafern auf dem Träger in dem
Beschickungskammerbereich platziert ist, wird der umgeleitete Luftstrom
auf diese Weise dazu gebracht, jegliche Nachbehandlungsgase und
Partikel, die oberhalb der Wafer vorhanden sein können, zum
Zirkulieren zu bringen. Die Nachbehandlungsgase und jegliche Partikel
werden dadurch dazu gebracht, aus dem Bodenbereich des geschlossenen
Gehäuses
und aus der Entlüftung
heraus zu fließen.
Bei der Ausführungsform
ist der Ventilator vorzugsweise mit der (den) Türen) der Beschickungskammer
gekoppelt, so dass der Ventilator ausgeschaltet wird, wenn irgendeine
der Türen
der Beschickungskammer geöffnet
wird. Auf diese Weise wird keine verschmutzte Luft durch den Ventilator
in das ATM hinein gesogen und verschmutzt so die Wafer, wenn sich
die Tür öffnet.
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Die
Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines atmosphärischen
Transportmoduls bereit. Das Verfahren umfasst das Bilden eines geschlossenen
Gehäuses
mit einem oberen Bereich, einem mittleren Bereich, einem Bodenbereich
und einem Beschickungskammerbereich. Im oberen Bereich des geschlossenen
Gehäuses
ist ein Gebläse
installiert, wobei das Gebläse
so ausgebildet ist, dass es einen nach unten in den mittleren Bereich
gerichteten Luftstrom erzeugt. Im Beschickungskammerbereich ist
ein Träger installiert,
wobei der Träger
eine Trennung zwischen dem mittleren Bereich und dem Bodenbereich
des geschlossenen Gehäuses
definiert. Der Träger
wird mindestens zum Teil im Abstand von einer Wand des Beschickungskammerbereiches
angeordnet, wodurch ein Schlitz hinter dem Träger gebildet wird. Eine perforierte Platte
wird derartig installiert, dass sie sich horizontal vom Träger aus
erstreckt und weiterhin die Trennung zwischen dem mittleren Bereich
und dem Bodenbereich definiert. Der freie Fluss des vom Gebläse erzeugten
Luftstromes wird durch die perforierte Platte beschränkt und
wird zum Teil von der perforierten Platte weg und in Richtung auf
den Träger
der Beschickungskammer, durch den Schlitz hindurch und in den Bodenbereich
des geschlossenen Gehäuses
umgeleitet.
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Wenn
eine Waferkassette mit einem oder mehreren Wafern so ausgebildet
ist, dass sie auf dem Träger der
Beschickungszelle platziert ist, wird sie von dem umgeleiteten Luftstrom
getroffen. Der umgeleitete Luftstrom hält somit einen sanften Luftstrom
aufrecht, der über
sämtliche
zeitweilig in der Waferkassette gespeicherte Wafer fließt. Der
Träger
kann so ausgebildet sein, dass er mehr als eine Waferkassette halten
kann, und es kann eine isolierende Kapselung um jede Waferkassette
herum vorgesehen sein, um eine stabile Mini-Umgebung aufrecht zu
erhalten, wenn eine Tür
hinter dem Träger
geöffnet
wird, um Zugang zu einer bestimmten Waferkassette zu erhalten.
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Vorteilhafterweise
stellt der sanfte Strom der umgeleiteten Luft über die Wafer sicher, dass
sich die in der Beschickungskammer platzierten Wafer nicht in einer
statischen Umgebung befinden, wodurch sich Nachbehandlungsgase entwickeln
könnten.
Der sanfte Strom der umgeleiteten Luft trägt weiterhin dazu bei, dass mikroskopische
Partikel von den in den Kassetten platzierten Wafern entfernt werden,
wodurch eine kontrollierte Mini-Umgebung aufrechterhalten wird,
die eine höhere
Ausbeute und bearbeitete Wafer mit höherer Qualität begünstigt.
Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden
detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren
ersichtlich, in denen die Prinzipien der Erfindung beispielhaft dargestellt
sind.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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Die
vorliegende Erfindung wird durch die folgende detaillierte Beschreibung
im Zusammenhang mit den beigefügten
Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bezeichnen,
sofort verstanden werden.
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1A stellt
eine typische Werkzeuggruppen-Architektur für die Halbleiterbearbeitung
gemäß dem Stand
der Technik dar, die ein atmosphärisches
Transportmodul mit einer Schnittstelle zu einem Vakuumtransportmodul
zeigt, wobei eine Beschickungseinheit Wafer zum Transfer zum Vakuumtransportmodul
aufnimmt.
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1B und 1C stellen
ein Diagramm eines Teils eines Systems dar, das ein atmosphärisches Transportmodul
(ATM) und eine Kassette umfasst.
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2A zeigt
ein atmosphärisches
Transportmodul (ATM) gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, das auf dem Boden eines Reinraumes platziert
sein kann und Schnittstellen zu Beschickungskammern aufweist.
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2B zeigt
eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei der das ATM ein Gebläse umfasst,
um die Umleitung der Luftströmung
durch einen Schlitz für
die Umleitung der Luft und aus einer Entlüftung heraus zu unterstützen.
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3A zeigt
eine Draufsicht auf das ATM gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, das mit einem Bearbeitungssystem verbunden
ist.
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3B zeigt
eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, in der die Beschickungskammer und die
perforierte Platte modifiziert worden sind.
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3C zeigt
eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, in der die perforierte Platte und die
Beschickungskammer eine noch weiter modifizierte Bauform aufweisen.
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Genaue Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Es
wird ein atmosphärisches
Transportmodul beschrieben, das in der Lage ist, eine Mini-Umgebung in
einem Bereich zu erzeugen, in dem Waferkassetten während der
Bearbeitung vorübergehend
gespeichert werden. Die Mini-Umgebung ist so ausgebildet, dass sie
einen Luftstrom durch die Wafer und im Wesentlichen parallel zu
ihnen umfasst, so dass Prozessgase und Nebenprodukte, die sich zwischen
den in einer Kassette platzierten Wafern befinden, im Wesentlichen
abgeführt
werden. Für
einen Fachmann ist es naheliegend, dass die vorliegende Erfindung
ohne einige oder alle der nachfolgend aufgeführten speziellen Einzelheiten
ausgeführt
werden kann. In anderen Fällen
sind weitläufig
bekannte Verfahrensschritte nicht im Detail beschrieben worden,
um die vorliegende Erfindung nicht zu verschleiern.
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2A zeigt
ein atmosphärisches
Transportmodul (ATM) 200 gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, das auf dem Boden 201 eines
Reinraumes stehen kann. Das ATM 200 umfasst einen oberen
Teil mit einem Filter und einem Gebläse mit variabler Geschwindigkeit.
Alternativ kann das Gebläse
ein Gebläse
mit unveränderlicher
Geschwindigkeit sein, und das Trennelement 205 kann einen
eingebauten Schieber zum Regulieren des Luftstromes aufweisen. Das
ATM 200 umfasst als weiteren Bestandteil eine Beschickungskammer 202,
die so ausgebildet ist, dass sie eine oder mehrere Kassetten 212 mit
Wafern 214 hält. In
diesem Beispiel ist die Kassette 212 eine offene Kassette,
die mehrere Wafer in allen möglichen
Größen halten
kann. Beispielsweise können
die Kassetten 212 so ausgebildet sein, dass sie sowohl
Wafer mit 200 Millimeter, Wafer mit 300 Millimeter als auch Wafer,
die kleiner als 200 Millimeter und größer als 300 Millimeter sind,
halten können.
Ein Beispiel für
einen Hersteller offener Kassetten 212 ist Fluoroware Inc.
in Chaska, Minnesota.
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Das
ATM 200 ist so ausgebildet, dass es einen Roboter 206 hält, der
einen Satz Arme 208 zum Handhaben und Transferieren von
Wafern zwischen der Kassette 212 und einer benachbarten
Beschickungseinheit (nicht dargestellt) aufweist. Die Kassette 212 ist
auf einem Träger 204 platziert,
der einen Schlitz 203 zum Umleiten des Luftstromes zwischen
dem Träger 204 und
einer Rückwand
des ATM 200 im Bereich der Beschickungskammer definiert.
Ungefähr
auf gleicher Höhe
mit dem Träger 204 und
sich vom Träger 204 aus
horizontal erstreckend trennt eine perforierte Platte 205 den
Satz Arme 208 und den Roboter 206 voneinander.
Im Allgemeinen ist die perforierte Platte 205 so gestaltet,
dass sie eine Trennung zwischen einem saubereren Bereich, in dem
die Wafer vorübergehend
gespeichert, gehandhabt und transferiert werden, und einem unteren Bereich,
in dem der Motor des Roboters untergebracht ist, definiert.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
bestehen die Innenwände
des ATM 200 oberhalb der perforierten Platte 205 (d.h.
im sauberen mittleren Bereich des ATM 200) aus elektrolytisch
poliertem rostfreiem Stahl, um sowohl Korrosion der Wände als
auch den Aufbau von Ladung zu verhindern, die empfindliche Mikro-Bauelemente
auf den Wafern 214 beschädigen könnte. Die perforierte Platte 205 besteht
ebenfalls vorzugsweise aus elektrolytisch poliertem rostfreiem Stahl,
während
die Wände
unterhalb der perforierten Platte 205 aus pulverbeschichtetem
Stahl bestehen können.
Die Möglichkeit,
dass sich Ladung unterhalb der perforierten Platte und des Trägers 204 aufbaut,
ist im Allgemeinen kein Problem, da die Wafer oberhalb der Ebene
der perforierten Platte 205 verbleiben. Das ATM 200 ist
weiterhin dahingehend dargestellt, dass es eine Tür 210 (oder
Türen)
aufweist, die geöffnet
werden kann (können),
um die Kassetten 212 in das ATM 200 einzusetzen
und aus ihm zu entfernen. Unterhalb der perforierten Platte 205 befindet
sich eine Entlüftung 221,
die es der Abluft 222 ermöglicht, in den Reinraum und
aus dem geschlossenen Gehäuse
des ATM 200 heraus kanalisiert zu werden. Falls erforderlich,
kann die Entlüftung 221 mit
einem Schieber versehen werden, um zu verhindern, dass zuviel Luft
in das ATM 200 hinein oder aus ihm heraus strömt. Darüber hinaus
kann die Entlüftung
auch aus dem Boden des ATM 200 heraus kommen.
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Der
Filter in 200a kann jeder geeignete Filter sein, der in
der Lage ist, gute Leistung zu bringen, wie beispielsweise ungefähr 99,9995%
bei 0,1 Mikrometer. Ein Beispiel hierfür ist ein amerikanischer Luftfilter
mit Borosilikat-Glasfasern, der bei American Air Filter, International
in Louisville, Kentucky, erhältlich
ist. In ähnlicher
Weise kann das Gebläse
jedes geeignete Gebläse
mit variabler Geschwindigkeit (oder ein Gebläse mit unveränderlicher
Geschwindigkeit) sein, das in Reinraumumgebungen verwendet werden
kann. Ein Beispiel für
ein Gebläse
mit variabler Geschwindigkeit ist ein Käfigläufergebläse RH31M-4/104371, das bei
EBM Industries in Farmington, Connecticut erhältlich ist. Das Gebläse mit variabler
Geschwindigkeit erzeugt daher einen geregelten Luftstrom 220 durch
den Filter, der zunächst
nach unten in Richtung auf die perforierte Platte, den Satz Arme 208 und
die Kassette 212 gerichtet ist.
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In
einer Ausführungsform
ist die perforierte Platte 205 mit Öffnungen (in jeder beliebigen
Form) versehen, um es einer bestimmten Menge Luft zu ermöglichen,
durch die perforierten Platten zu strömen und somit einen umgeleiteten
Luftstrom 220a zu bilden. Der umgeleitete Luftstrom 220a wird
deshalb erzeugt, weil die perforierte Platte 205 zumindest
teilweise den Luftstrom (d.h. den nicht umgeleiteten Luftstrom 220b)
durch die perforierte Platte 205 hindurch und in einen
unteren Bereich des ATM hinein beschränkt.
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Wie
bildhaft dargestellt worden ist, biegt der umgeleitete Luftstrom 220a in
Richtung auf die Beschickungskammer 202 ab und schafft
eine Mini-Umgebung in der Kassette 212 und um sie herum.
Der umgeleitete Luftstrom 220a strömt somit zumindest teilweise
parallel zu den Wafern 214 und durch sie hindurch und wird
dann nach unten durch den Schlitz 203 für den umgeleiteten Luftstrom
kanalisiert. In vorteilhafter Weise trägt die von dem durch die Wafer 214 der
Kassette 212 umgeleiteten Luftstrom erzeugte Mini-Umgebung
dazu bei, dass stillstehende Gase und Partikel von den Oberflächen der
Wafer 214 entfernt werden, während sie in der Beschickungskammer 202 platziert
sind. Natürlich
fließt
ein Teil des regulierten Luftstromes 220 als nicht umgeleiteter
Luftstrom 220b durch die perforierte Platte 205.
Sowohl der umgeleitete Luftstrom 220a, der durch den Schlitz 203 für den umgeleiteten
Luftstrom fließt,
als auch der nicht umgeleitete Luftstrom 220b, der durch
die perforierte Platte 205 fließt, fließen durch die Entlüftung 221
im unteren Bereich des geschlossenen Gehäuses des ATM 200 heraus
und sind als Abluft 222 dargestellt.
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Wie
nachfolgend in Tabelle A dargestellt ist, fließt der regulierte Luftstrom 220 in
einer Ausführungsform
mit einer mittleren Geschwindigkeit von zwischen ungefähr 40 Fuß pro Minute
(1 Fuß =
0,3 m) und ungefähr
120 Fuß pro
Minute durch die perforierte Platte 205, während der
umgeleitete Luftstrom 220a sanft durch die Wafer 214 mit
einer mittleren Geschwindigkeit von zwischen ungefähr 10 Fuß pro Minute
und ungefähr
80 Fuß pro
Minute fließt.
Die beispielhaften mittleren Geschwindigkeiten der Tabelle A treffen
auf einen Fall zu, in dem die Türen 210 der
Beschickungskammer 202 geschlossen sind. In Fällen, in
denen mindestens eine der Türen 210 der
Beschickungskammer 202 offen ist, sind die beispielhaften
mittleren Geschwindigkeiten der Luftströme in Tabelle B dargestellt.
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2B stellt
eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar, in der das ATM 200 einen Ventilator 240 umfasst,
um das Fließen
des umgeleiteten Luftstromes 220a durch den Schlitz 203 für den umgeleiteten
Luftstrom hindurch und aus der Entlüftung 221 heraus zu
unterstützen.
Wie dargestellt ist, ist der Ventilator 240 an einer sich
an den Träger 204 anschließenden Wand 204a installiert.
Solange der umgeleitete Luftstrom 220a durch den Schlitz 203 befördert wird,
kann der Ventilator in einer beliebigen Anzahl von Arten installiert
werden. Durch die Installation des Ventilators 204 wird
ein zusätzlicher
Sog durch den Schlitz 203 für den umgeleiteten Luftstrom
erzeugt, so dass Prozessgase und Nebenprodukte, die sich zwischen
den Wafern 214 befinden, durch die Schlitze 203 für den umgeleiteten
Luftstrom gesogen und als Ventilatorluftstrom 220a' herausgepumpt
werden. Wie zuvor erwähnt
wurde, wird der Ventilator vorzugsweise ausgeschaltet, wenn die Türen geöffnet werden,
um zu verhindern, dass "schmutzige" Luft aus dem Reinraum
hinein gesogen wird.
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3A zeigt
eine Draufsicht auf das ATM 200 gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, das mit einem Bearbeitungssystem verbunden
ist. Die architektonische Geometrie des ATM 200 und die Anordnung
des Roboters relativ zu den Beschickungseinheiten 104 sind
in näheren
Einzelheiten in der gleichzeitig anhängigen US-A-6 244 811 mit dem
Titel "Atmosphärisches
Wafertransfermodul mit Aufnahme für einen Wafertransportroboter", eingereicht am
29. Juni 1999, näher
beschrieben. Wie gezeigt wird, ist das ATM 200 so ausgebildet,
dass es mit einem Paar Beschickungseinheiten 104 kommuniziert.
Die Beschickungseinheiten 104 sind über Absperrschieber 105 mit
einer Transportkammer 106 verbunden. Die Transportkammer
ist dann in der Lage, mit Bearbeitungsmodulen 108 verbunden
zu werden. Ein Roboterarm (nicht dargestellt) ist in der Transportkammer 106 installiert,
um Wafer aus den Beschickungseinheiten 104 zu entnehmen
und sie in ausgewählte
Bearbeitungsmodule 108 einzusetzen, in denen Bearbeitungsvorgänge ausgeführt werden.
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Das
ATM 200 ist dahingehend dargestellt, dass es eine Ausrichteinrichtung 250 aufweist,
mit der die Wafer auf dem Satz Arme 208 ausgerichtet werden
können,
bevor sie in die Beschickungseinheiten 104 eingesetzt werden.
Die Beschickungskammer 202 ist dahingehend dargestellt,
das sie den Träger 104 aufweist, der
die Kassette 212 trägt.
Bei den Kassetten 212 ist gezeigt, dass sie mit Wafern 214 bestückt sind.
Hinter den Kassetten 212 in Höhe des Trägers 204 befindet
sich der Schlitz 203 für
den umgeleiteten Luftstrom, der unter Bezugnahme auf die 2A und 2B oben
vorstehend erläutert
wurde. Die Türen 210 ermöglichen somit
den Zugang zur Beschickungskammer 202, um die Kassetten 212 einsetzen
und entnehmen zu können. Die
Kassetten können
entweder durch einen externen Reinraumroboter (nicht dargestellt)
oder eine Person eingesetzt und entnommen werden.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist das ATM 200 dahingehend dargestellt, dass es eine gitterartige
perforierte Platte 205 aufweist. Die perforierte Platte 205 kann
eingestellt werden, um einen stärkeren
oder geringeren Luftstrom durch die Wafer 214 und durch
den Schlitz 203 für
den umgeleiteten Luftstrom zu ermöglichen. Obwohl das ATM 200 mit
einer geometrischen Form dargestellt ist, um winkelige Beschickungseinheiten 104 anschließen zu können, ist
es einleuchtend, dass jede beliebige Art von Form möglich ist,
um eine geeignete Umleitung des Luftstromes zu erzielen. Die Umleitung
ist primär
ein Ergebnis der Einschränkung
des Luftstromes durch die perforierte Platte 205, wodurch
zumindest ein Teil des Luftstromes in Richtung auf den Träger 204 und
sämtliche
Wafer in den Kassetten 212 umgeleitet wird.
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3B zeigt
eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei der die Beschickungskammer 202 und
die perforierte Platte 205' modifiziert
worden sind.
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Wie
dargestellt ist, hat die perforierte Platte 205' eine engere
Gitteranordnung, die so ausgebildet ist, dass sie den Luftstrom
durch die perforierte Platte 205' reduziert oder einschränkt und
eine größere Menge des
Stromes durch die Wafer 214 und nach unten durch die Schlitze
für den
umgeleiteten Luftstrom umleitet. Die Beschickungskammer 202 ist
ebenfalls modifiziert worden, um eine Abtrennung 207 von
der Umgebung zu umfassen, das eine Kassette 212 von der
anderen isoliert. Zusätzlich
ist jede der Kassetten 212 von Seitenwänden 213 umschlossen.
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Durch
das Hinzufügen
der Abtrennung 207 von der Umgebung und der Seitenwände 213 ist
die Kontrolle der Mini-Umgebung für jede der Kassetten 212 genauer
möglich,
wenn das Öffnen
einer bestimmten Tür 210 erwünscht ist,
um eine bestimmte Kassette 212 zu entnehmen oder einzusetzen.
Das heißt,
wenn eine der Türen 210 geöffnet wird,
um eine der Kassetten 212 zu entnehmen oder einzusetzen,
hat die Änderung des
Druckes innerhalb der geöffneten
Mini-Umgebung keinen wesentlichen Einfluss auf die angrenzende Mini-Umgebung
der benachbarten Kammer, die eine Anzahl von bearbeiteten Wafern
enthalten kann. Es ist ebenfalls wichtig zu erkennen, dass die Abtrennung
von der Umgebung dazu beiträgt,
dass die Wanderung von Partikeln und die gegenseitige Verschmutzung
der Kammern untereinander unterbunden wird. Jede der Beschickungskammern 202 umfasst
vorzugsweise weiterhin einen ersten Schlitz 203a für die Umleitung
des Luftstromes und einen zweiten Schlitz 203b für die Umleitung
des Luftstromes.
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3C zeigt
eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei der die perforierte Platte 205" und die Beschickungskammer 202 eine
modifizierte Konstruktion aufweisen. In dieser Ausführungsform wird
die perforierte Platte 205" dahingehend
definiert, dass sie eine Platte mit einer Vielzahl von gebohrten Löchern ist,
die einstellbar sind, um den erwünschten
Luftstrom durch die perforierte Platte 205" zu erzielen. In einer beispielhaften
Ausführungsform
können
die gebohrten Löcher
in der perforierten Platte 205" so ausgebildet sein, dass sie
eine Platte definieren, die zu ungefähr 20 % bis ungefähr 80 %,
vorzugsweise zu ungefähr
40 % bis ungefähr
70 % und im am meisten bevorzugten Fall zu ungefähr 63 % offen ist. Um das Merkmal "ungefähr 63 %
offen" zu erreichen,
sind die gebohrten Löcher
in einer Ausführungsform
bezüglich
ihrer Mitte um 3/16 versetzt und haben einen Durchmesser von 5/32.
Im Allgemeinen wird der Grad der Öffnung so eingestellt, dass
die gewünschte
mittlere Geschwindigkeit erreicht wird, wie unter Bezugnahme auf
die Tabellen A und B erläutert
wurde. Wie in den obigen Ausführungsformen
ist die perforierte Platte 205" vorzugsweise aus rostfreiem Stahl
hergestellt, der elektrolytisch poliert worden ist, um Korrosion
zu verhindern und elektrostatische Aufladung zu unterdrücken.
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In
diesem Beispiel ist die Beschickungskammer 202 mit Kassettengehäusen 209 modifiziert
worden, die so ausgebildet sind, dass sie die Kassetten 212 eng
umschließen,
wenn diese in ihrer Position in den Trägern 204 platziert
sind, die sich jedoch in Richtung auf die perforierte Platte 205" trichterförmig erweitern.
Auf diese Weise erlauben es die Kassettengehäuse 209 dem umgeleiteten
Luftstrom 220a im Wesentlichen, durch die Wafer 212 und
aus dem ersten und dem zweiten Schlitz 203a und 203b für den umgeleiteten
Luftstrom heraus zu fließen.
Die Kassettengehäuse 209 haben
vorzugsweise die Form von Wänden,
die die Kassetten 212 umschließen. Außerhalb der Kassettengehäuse 209 befindet
sich der Rest des Trägers 204'. Vorzugsweise
ist die gesamte Innenfläche
der Kassettengehäuse 209 aus
rostfreiem Stahl gefertigt, der elektrolytisch poliert wurde, um
Korrosion zu verhindern und die Gefahr elektrostatischer Aufladungen
zu verringern.
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Obwohl
die vorhergehende Erfindung mit einigen Einzelheiten zum Zweck des
klaren Verständnisses beschrieben
wurde, ist es eindeutig, dass gewisse Änderungen und Modifikationen
innerhalb des Umfanges der beigefügten Ansprüche durchgeführt werden
können.
Obwohl das ATM dahingehend beschrieben wurde, dass es eine bestimme
Geometrie hinsichtlich der Beschickungseinheiten und eines eingebauten
Roboters besitzt, ist es beispielsweise klar, dass der Bereich der
perforierten Platte jede beliebige Geometrie, wie zum Beispiel rechteckig,
quadratisch und ähnliches,
aufweisen kann. Zusätzlich
kann die Konstruktion um jede der Waferkassetten herum eine beliebige
Anzahl von Formen haben. Von besonderer Bedeutung ist jedoch die
Tatsache, dass der nach unten in Richtung auf die perforierte Platte
geleitete Luftstrom teilweise in Richtung auf die Waferkassetten
umgeleitet wird, wodurch eine Mini-Umgebung in den Wafern und um
sie herum geschaffen wird, die kontinuierlich einen sanften Luftstrom über die
Oberfläche
der Wafer erzeugt. Demgemäß sind die vorliegenden
Ausführungsbeispiele
als beschreibend und nicht als beschränkend anzusehen, und die Erfindung
ist nicht auf die hier angegebenen Einzelheiten beschränkt, sondern
kann innerhalb des Umfanges der beigefügten Ansprüche modifiziert werden.
