JP2002510141A - 真空システムの前端フレームの中心に配したウエハアライナ - Google Patents

真空システムの前端フレームの中心に配したウエハアライナ

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エリック， エー． ネリング，
ロッスバーグ， ブライアン ヴォン
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Abstract

(57)【要約】 真空処理システムはウエハを内部に通して移動させるもので、ミニ環境体のようなウエハ・ハンドリング・チャンバを備える。ウエハ・ハンドリング・チャンバはウエハがそのシステムの内部で受ける工程の必要条件に従いウエハを位置合わせするウエハアライナ又は向き付け装置を有する。ウエハがウエハ・ハンドリング・チャンバの内部を通過するときにウエハに行われる移動の数を最小化し、ウエハ・ハンドリング・システム内に一つ以上のウエハ・ハンドラが採用されるとき、ウエハ・ハンドラ又はロボット相互間の干渉を最小にし、そのシステムの設備床面積を最小化するため、ウエハアライナはウエハ・ハンドリング・チャンバ内の位置に配される。ウエハ・ハンドリング・チャンバの内部にウエハアライナが存在すると、そのシステム内に別個のウエハ位置合わせチャンバを設ける必要が排除される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の技術分野 本発明は、広くは集積回路と平面パネル表示装置の製造に一般に使用されるウ
エハのハンドリングに用いる装置に関する。特に、本発明は真空処理システム内
でウエハに行われる工程の必要条件に従いウエハを位置合わせ又は向きを定める
ため、真空処理システム内に用いられるウエハアライナの配置と使用に関する。
【０００２】 発明の背景 １００mm、２００mm、３００mm又は他の直径のウエハを処理する真空処理シス
テムが一般に公知である。代表的な真空処理システム１０の例を図１ａに示す。
システム１０は定型的にはモノリス・プラットフォーム（単一体構造のプラット
フォーム）（図には示さず）上に装着した集中方式転送チャンバ１２を備える。
システム内で処理中のウエハの移動に対しては転送チャンバ12が活動の中心であ
る。転送チャンバ12内部のロボット16によってウエハが通過するバルブを介して
一つ又はそれ以上のプロセス・チャンバ１４が転送チャンバ12に取り付けられて
いる。プロセス・チャンバ14の内部でウエハが処理されている間には、バルブは
選択的に開閉されてプロセス・チャンバ14が転送チャンバ１２から隔離される。
物理的には、プロセス・チャンバ14は転送チャンバ１２とそのプラットフォーム
によって支持されるか、あるいはそれぞれ自身のプラットフォーム上に支持され
る。 システム10の内部で転送チャンバ12は定型的には一定の真空に保持される が、これに対し、プロセス・チャンバ14はそれぞれの処理を実行するため、より
高い真空度までポンプ吸引してもよい。その後、プロセス・チャンバ相互間でア
クセスができるようバルブを開放する前にプロセス・チャンバ圧は転送チャンバ
１２内部のレベルまで戻される必要がある。
【０００３】 転送チャンバ１２は、四つのプロセス・チャンバ14と二つのロード・ロック・
チャンバ18を支持する面を有する。他の場合には転送チャンバに合計で四つ又は
五つの面だけを持たせてもよい。プロセス・チャンバ14には短時間熱処理(RTP) チャンバ、物理的蒸着(PVD)チャンバ、化学的蒸着(CVD)チャンバ、エッチング・
チャンバ等が含まれる。真空処理チャンバ１０の生産性は転送チャンバ１２に更
に多くのプロセス・チャンバ１４を装着すれば増強されるが、それは所定の時間
により多くのウエハを処理できるためである。その上、システムの生産性を最大
にすれば、製造工場に必要とされるスペースが少なくてすむ。
【０００４】 ウエハがシステム１０の外部から又は製造設備から転送チャンバ１２へアクセ
スするには通常、一つあるいはそれ以上のロード・ロック・チャンバ１８を介し
て行われる。ロード・ロック・チャンバ１８は、周囲環境の圧力レベルと転送チ
ャンバ１２の圧力レベルとの間を反復動作して、その相互圧力間にウエハを通過
させ得るようにしている。ロード・ロック・チャンバ１８はポッド・ローダ２２
上にセットしたウエハ・ポッドからロード・ロック・チャンバ１８までウエハを
大気圧下で非常にクリーンな環境内で転送する装着任意のミニ環境体２０に取り
付けられている。定型的に、転送チャンバ１２又はミニ環境体２０はウエハがプ
ロセス・チャンバ１４、あるいはロード・ロック・チャンバ１８に装填されると
きそのウエハが適正に向き付けされるよう、ウエハを位置合わせするウエハ向き
付け装置又はアライナ２４を備える。ミニ環境体20の設備のないシステム10の場
合、ウエハアライナ２４はプロセス・チャンバ１４用の位置の一つにおいて転送
チャンバ１２に取り付けられる。ミニ環境体２０を有するシステム１０では、ウ
エハアライナ２４は、図１ａに記載するようにポッド・ローダ22の間にあってミ
ニ環境体２０に取り付けられた小型側部チャンバ２６内に位置されるか、または
トラック装着ロボット２８のためのトラック・システムの一端６０、６２に位置
される。一つ又はそれ以上のトラック装着ミニ環境体ロボット２８、２９はウエ
ハをポッド・ローダ２２からロード・ロック・チャンバ１８に転送する。
【０００５】 ウエハアライナ側部チャンバ２６を備えたミニ環境体２０内部での代表的な装
填手順では、ロボット２８はポッド・ローダ２２上に置かれたポッドからウエハ
を取り出して矢印Ａの方向に移動させる。ロボット２８は矢印Bの方向にウエハ アライナ２４まで移動する。ロボット２８はウエハをウエハアライナ２４に矢印
Cの方向に挿入する。ウエハアライナ２４がウエハを位置合わせした後、ロボッ ト２８はウエハを矢印Dの方向に戻す。ロボット２８はロード・ロック・チャン バ１８に向けて矢印Eの方向に移動し、その内部への搬送に備えウエハを位置決 めする。最後に、ロボット２８はウエハを矢印Fの方向にロード・ロック・チャ ンバ１８に挿入する。こうして、ウエハをポッドからロード・ロック・チャンバ
１８まで移動させるにはウエハの六つの動きが必要とされる。動きの数が低減で
きれば、ロ―ド・ロック・チャンバ１８に装填する時間が短縮でき、システム１
０の処理量を増大させることができる。
【０００６】 システム10は定型的には一基のロボット２８のみを備えるが、システム１０に
図１ａに示すように二基のロボット２８、２９があれば、二基のロボット２８、
２９はウエハアライナ２４とミニ環境体内部のウエハアライナ２４の直接正面に
ある空間とを共同使用せねばならない。第一ロボット２８がウエハをウエハアラ
イナ２４へ、又はウエハをロード・ロック・チャンバ１８に搬送するためこの空
間内に移動すると、その時点で第一ロボット２８は第二ロボットの動作を妨げる
ことがある。第二ロボット２９がこの空簡内に移動ができるためにはそれ以前に
第一ロボット２８は移動して進行路から外に出ねばならない。従って、ロボット
２８、２９の動きを慎重に調整しないと、第二ロボット２９は第一ロボット２８
がウエハアライナ２４又はロード・ロック・チャンバ１８へのアクセスを終了さ
せるのを待つ間にアイドリングになることがある。一方のロボット２８が移動す
るのを他のロボット２９が待つために費やす時間はウエハの装填時間を増大させ
、システム１０の処理量を下げる原因になる。
【０００７】 代表的な真空処理システム３０の別な例を図１ｂに示す。この例にはモノリス
・プラットフォーム（図には示さず）に装着した転送チャンバ３２と、図１ａに
記載の例に類似する転送チャンバ３２に取り付けた四つのプロセス・チャンバ３
４が設けられているが、システム３０にはこのシステムを通してのウエハの移動
にステージを設けたり、必要に応じウエハに前処理および後処理をするための緩
衝チャンバ３６をも備える。転送チャンバ３２と緩衝チャンバ３６との間には予
備洗浄チャンバ３８と冷却チャンバ４０が配されている。緩衝チャンバ・ロボッ
ト４２は処理しようとするウエハを予備洗浄チャンバ３８の内部にセットし、転
送チャンバ・ロボット４４は予備洗浄チャンバ３８からウエハを取り出し、ウエ
ハを一つ又はそれ以上のプロセス・チャンバ３４に転送して処理を行う。予備洗
浄チャンバ３８はウエハの洗浄を行い、緩衝チャンバ圧から転送チャンバ圧まで
圧力推移をする。処理後、転送チャンバ・ロボット４４はウエハを冷却チャンバ
４０にセットし、緩衝チャンバ・ロボット４２は冷却チャンバ４０からウエハを
取り出す。冷却チャンバ４０はウエハのプロセス後の冷却をし、転送チャンバ圧
から緩衝チャンバ圧まで圧力推移をする。緩衝チャンバ・ロボット４２は周囲環
境に戻すため、ウエハをロード・ロック・チャンバ４６に転送するか、あるいは
追加的な処理又は後処理に備えウエハを拡張チャンバ４８に転送するか、ウエハ
をロード・ロック・チャンバ４６に転送する前に更に冷却するために冷却チャン
バ５０に転送する。ロード・ロック・チャンバ４６はウエハを緩衝チャンバ圧と
周囲環境圧との間を推移させる。
【０００８】 図１ａに記載するシステム１０のように、ロード・ロック・チャンバ４６はこ
れに任意のミニ環境体５４を取り付けている。ミニ環境体５４はこれにポッド・
ローダ５６を取り付け、かつ、その内部に一基又はそれ以上のミニ環境体ロボッ
ト５８を配しロード・ロック・チャンバ４６とポッド・ローダ５６上にセットし
たウエハ・ポッドとの間でウエハを移動させる。しかし、ミニ環境体５４は側部
チャンバ内にはウエハアライナの設備がないが、このようなシステム３０では定
型的にはウエハアライナチャンバ５２を緩衝チャンバ３６に取り付けて有り、ウ
エハを位置合わせし、ウエハがロード・ロック・チャンバ４６を通過した後、ウ
エハの脱ガスができるようにしている。しかし、図１ａに示すように、ポッド・
ローダ５６相互間の位置又はトラック装着ロボット２２４のトラック・システム
の端部６６、６８の一方にウエハアライナを収容するためミニ環境体５４上に側
部チャンバを配することができる。緩衝チャンバ・ロボット４２はウエハをロー
ド・ロック・チャンバ４６からウエハ位置合わせチャンバ５２内部のウエハアラ
イナへ移動し、次いで、予備洗浄チャンバ３８へ移動するか、あるいはウエハを
予備洗浄チャンバ３８に転送する前に必要であれば前処理に備え拡張チャンバ４
８まで移動する。このシステム３０にあって、ミニ環境体５４内部でのウエハの
移動にはポッド・ローダ５６からロード・ロック・チャンバ４６へウエハを移動
するために必要とされるのは僅かに三つのステップに過ぎないが、緩衝チャンバ
３６内部でのウエハの移動にはウエハをウエハアライナチャンバ５２への移動、
および同チャンバー５２からの移動のための特別なステップが必要である。緩衝
チャンバ３６内部でウエハを移動させるこれらの特別なステップはその内部にウ
エハを転送させるに要する時間を増大させ、システム３０の処理量を減少させる
。更に、ウエハアライナチャンバ５２が緩衝チャンバー３６上の一つの面を占有
しているため、ウエハに前処理、又は後処理のステップを実行するための別のチ
ャンバ用にこの面を使用することが出来ず、システム３０の処理量が一層減少す
ることになる。
【０００９】 従って、システムの処理量を最大にするためにウエハの移動回数を最小にし、
またロボットによる干渉量を最小にするようなウエハアライナの配置と構成を備
えたミニ環境体に対する必要性が存在する。
【００１０】 発明の概要 本発明の実施例はウエハをポッド・ローダからロード・ロック・チャンバまで
転送するためのミニ環境体と、ミニ環境体の内部に配したウエハアライナとを備
えた真空処理システムを提供する。好ましくは、ウエハアライナはポッドからロ
ード・ロック・チャンバまでのウエハの移動経路に沿い、あるいは少なくともロ
ード・ロック・チャンバのできる限り近くに位置決めする。システムにはロード
・ロック・チャンバと一つ又はそれ以上のプロセス・チャンバを装着する転送チ
ャンバも含まれる。ウエハアライナはロード・ロック・チャンバへのウエハの装
填前にウエハを位置合わせするか、向きを定める。
【００１１】 ミニ環境体の内部に配したロボットは位置合わせの為、ポッド・ローダの一つ
からウエハをウエハアライナに、次いで、ロード・ロック・チャンバの一つに移
動する。ロード・ロック・チャンバはウエハを転送チャンバ内の真空圧まで推移
させる。転送チャンバはウエハを適切なプロセス・チャンバまで転送し、ウエハ
の位置合わせを要求したプロセスを実行する。
【００１２】 ウエハアライナにとって好ましい位置はミニ環境体の中央部にあるロボットの
上方であり、それによりポッド・ローダが通常取り付けられるミニ環境体の前側
と、ロード・ロック・チャンバが取り付けられるミニ環境体の後ろ側との間のほ
ぼ中間にある線に沿った任意の位置からウエハアライナ内にウエハを直接的に挿
入することができる。この構成にあって、ロボットがミニ環境体の一端からウエ
ハアライナまでウエハを移動させることのできる時間と同じ時間内でロボットは
ミニ環境体の別端からウエハアライナまでウエハを移動させることができる。ミ
ニ環境体内部における代表的なウエハの移動にはウエハをミニ環境体の内部に移
動するステップと、ポッドからロード・ロック・チャンバへの事実上直接的な移
動ライン上にある線にそってウエハアライナの内部にウエハを真っ直ぐに移動さ
せるステップと、ウエハをウエハアライナの外部に移動するステップと、ウエハ
をロード・ロック・チャンバの内部に移動するステップである四つの直線ステッ
プが含まれる。
【００１３】 前述した構成の利点はミニ環境体の内部でウエハが 移動することの出来る速 度である。その構成ではウエハをシステム内に移動するために、現在可用なもの
よりも少ない数の運動数ですみ、その結果、より大きな処理量をもたらす。この
構成の他の利点は少なくとも二方向からアクセスできるアライナが提供されるた
め、ウエハを一方の側からウエハアライナに挿入し、次いで、ウエハアライナが
位置合わせを実行中にウエハアライナの下部を通してロボットを別側に移動し、
次いでウエハをこの別側から取り出し、ウエハ・ポッドから一番遠くにあるロー
ド・ロック・チャンバに挿入しても何ら時間損失が生じないことである。 この 一連の移動ではポッドからロード・ロック・チャンバへの運動線に完全に一致し
てウエハアライナにウエハがセットされる。この構成の更に他の利点は二基のロ
ボットをウエハアライナの両側に一基ずつ設け、その２基がお互いの動きに干渉
すること無く同じウエハアライナを使用することができること、あるいはまた、
ウエハ転送時間を最小化するため、１基のロボットをウエハ・ポッドからアライ
ナへウエハを移動するのに用いて、その一方でもう１基を最も遠いロード・ロッ
ク・チャンバへウエハをアライナから移動するために使用することが出来ること
である。ミニ環境体の内部にウエハアライナを配する他の利点はシステムの設備
床面積の減少にあり、これはウエハを側部チャンバに挿入するため二つのポッド
・ローダ相互間に空間を設ける必要がないためである。
【００１４】 好ましい実施例の詳細な説明 図2は本発明の真空処理システム１００の実施例の概要を示す概略上面図であ る。このシステム１００はApplied Materials, Inc.社から供給可能なCentura
TM System の一例である。 真空処理システム100には定型的にプラットフォー
ム（図には示さず）上に装着される転送チャンバ１０２が含まれる。転送チャン
バ１０２は面１０６に取り付けた四つのプロセス・チャンバ１０４と、面１１２
に装着した二つのロード・ロック・チャンバ１０８を備える。ミニ環境体又はウ
エハ・ハンドリング・チャンバ１１４はロード・ロック・チャンバ１０８に取り
付いている。ウエハアライナ１１９はこれがポッド・ローダ１１５〜１１８から
ロード・ロック・チャンバ１０８へ移動されるウエハの通路の事実上内部又は近
傍になるようミニ環境体１１４の内部に配される。図２に記載の実施例にあって
、ウエハアライナ１１９は前壁部１３８と後壁部１４０との間で且つ二つの側壁
部１４２、１４４の中間部にあるミニ環境体１１４のほぼ中心にある棚部（図2 には記載されぬが、図6に示される）上に装着される。更に、この実施例におい て、ミニ環境体の一方の側から他の側に移動するためロボットがウエハアライナ
１１９の下部を通過できるよう、ウエハアライナ１１９は十分高く位置決めする
。ウエハの移動を最小化するため、アライナウエハ・チャックがロード・ロック
・チャンバ１０８の中間部の高さ、又はロード・ロック・チャンバ１０８とポッ
ド・ローダ１１５〜１１８の平均複合ウエハ高さになるような高さに位置決めす
る。ウエハがプロセス・チャンバ１０４の内部で受ける工程の必要条件に従いウ
エハアライナ１１９はウエハを心出しし、ウエハの方向を一定の方向に設定する
。ウエハアライナ１１９を図4と、図5に関し詳細に説明する。ウエハアライナ１
１９の例にはカリフォルニヤ州Sunnyvaleに所在するEquipe Technologies社から
供給可能のPRE200シリーズのウエハ予備アライナがある。
【００１５】 プロセス・チャンバ１０４は真空処理チャンバ100内部でウエハにウエハ工程 を実行する。プロセス・チャンバ１０４は短時間熱処理チャンバ、物理的蒸着チ
ャンバ、化学的蒸着チャンバ、エッチング・チャンバ等のような、いかなるタイ
プのプロセス・チャンバでもよい。プロセス・チャンバ製造業者が２０種以上の
異なるプロセス・チャンバを提供するのは稀なことではない。プロセス・チャン
バ１０４は転送チャンバ１０２で支持してもよく、あるいは個別プロセス・チャ
ンバ１０４の構造によっては自身のプラットフォーム上で支持してもよい。面１
０６に設けたスリット・バルブ（図には示さず）は転送チャンバ１０２とプロセ
ス・チャンバ１０４相互間のアクセスと相互隔離の便を供与する。これに対応し
て、プロセス・チャンバ１０４はそれぞれの表面にはスリット・バルブと同一線
上にある開口部（図には示さず）が設けられている。
【００１６】 ロード・ロック・チャンバ１０８は一度に一枚のウエハを周囲環境圧と転送チ
ャンバ真空圧との間で圧力推移させる。面１１２に設けた開口部（図には示さず
）ロード・ロック・チャンバ１０８と転送チャンバ１０２相互間のアクセスの便
を、バルブは相互隔離の便を供与する。これらに対応し、ロード・ロック・チャ
ンバ１０８はそれぞれの表面に面１１２にある開口部と一線をなす開口部を備え
る。ロード・ロック・チャンバ１０８とミニ環境体１１４には相互間のアクセス
の便を供与する対応の開口部（図には示さず）を備え、一方、その開口部に対す
るドア（図には示さず）は相互隔離の便を供与する。
【００１７】 ミニ環境体１１４にはその前側１３８に取り付けられた四つのポッド・ローダ
１１５〜１１８があり、ウエハアライナ１１９のいずれの側にも二つずつ配置さ
れる。対応するドアを伴う開口部（図には示さず）はミニ環境体１１４とポッド
・ローダ１１５〜１１８相互間のアクセスと、相互隔離の便を供与する。ポッド
・ローダ１１５〜１１８はミニ環境体１１４の側面に装着されて、真空処理シス
テム１００へのウエハ転送出し入れに用いるウエハ・ポッド（図には示さず）を
支持する本質的には棚部である。ウエハ・ポッドはポッド・ドアに対しミニ環境
体１１４内部へのドアが開放される前に密封シールを形成する。
【００１８】 ロボット１２０即ちウエハ・ハンドラが転送チャンバ１０２の内部に配され、
ロード・ロック・チャンバ１０８とプロセス・チャンバ１０４との間でウエハ１
２２を転送する。同様に、ポッド・ローダ１１５〜１１８、ウエハアライナ１１
９、ロード・ロック・チャンバ１０８との間にウエハを転送するため、一基又は
それ以上のロボット１２４、１２５がミニ環境体１１４の内部に配される。この
タイプのロボット１２４、１２５の例にはカリフォルニヤ州Sunnyvaleに所在す るEuipe Technologies社から供給可能なATM−１５０がある。
【００１９】 ミニ環境体１１４に備えられるロボット１２４が一基だけである場合には、ウ
エハアライナ１１９は、ロボット１２４がミニ環境体１１４の両端で用役を果た
すためウエハアライナ１１９の下部を通過できるよう図6の簡略化した側面図に 示すように配置してもよい。ロボット１２４、１２５は定形的にはトラック１２
７上に装着されるため、ロボット１２４、１２５はミニ環境体１１４の内部で前
後に移動ができる。
【００２０】 図３は本発明の真空処理システム２００の他の実施例の概要を示す概略上面図
である。このシステム２００はApplied Materials, Inc.社から供給可能なEnd
ura TM Systemの一例である。図２に記載のシステム１００と同じように、この
システム２００は真空中でウエハ上に集積回路を製作する目的で典型的に用いら
れるタイプである。真空処理システム２００には転送チャンバ２０２と、定型的
にはプラットフォーム（図には示さず）上に装着され、通常、システム・モノリ
ス（システム一体構造）を形成する緩衝チャンバ２０３とが含まれる。そのシス
テム・モノリスは二つのロード・ロック・チャンバ２０８、２０９を面２１２に
装着している。ミニ環境体２１４はロード・ロック・チャンバ２０８、２０９に
取り付いている。ウエハアライナ２１９はそれが、ポッド・ローダ２１５〜２１
８からロード・ロック・チャンバ２０８、２０９に移動されるウエハの通路の実
質上内部又は近傍になるよう、ミニ環境体２１４の内部に配した棚部（図には示
さず）に装着されている。ウエハアライナ２１９はシステム２００の内部でウエ
ハが処理される工程に従ってウエハを位置合わせされるような、図２に記載のウ
エハアライナ１１９に類似するものでよい。
【００２１】 転送チャンバ２０２は四つのプロセス・チャンバ２０４を面２０６に装着して
いる。転送チャンバ２０２と緩衝チャンバ２０３との間には予備洗浄チャンバ２
２８と冷却チャンバ２３０が配される。予備洗浄チャンバ２２８はウエハが転送
チャンバ２０２に入る前にウエハを洗浄し、冷却チャンバ２３０はウエハがプロ
セス・チャンバ２０４で処理をすませた後にウエハを冷却する。予備洗浄チャン
バ２２８と冷却チャンバ２３０は転送チャンバ２０２と緩衝チャンバ２０３のそ
れぞれの真空レベル間でウエハを圧力推移させることもできる。緩衝チャンバ２
０３はウエハに追加的な工程を実行するため二つの拡張チャンバ２３２を有する
。緩衝チャンバ２０３は更に、必要に応じウエハを一層冷却するための冷却チャ
ンバ２３４を備える。緩衝チャンバ２０３上には付加的な拡張チャンバ２３６用
の設備位置が用意されているが、これは緩衝チャンバ２０３には別個のウエハア
ライナチャンバを取り付ける必要がないからである。
【００２２】 プロセス・チャンバ２０４は真空処理システム２００にあって、ウエハに対し
てウエハ工程を実行する。 プロセス・チャンバ２０４は短時間熱処理チャンバ
、物理的蒸着チャンバ、化学的蒸着チャンバ、エッチング・チャンバ等のような
いかなるタイプのプロセス・チャンバでもよい。プロセス・チャンバ２０４は転
送チャンバ２０２によって支持されてもよく、または個々のプロセス・チャンバ
２０４の構造によっては自身のプラットフォーム上に支持されてもよい。面２０
６に設けたスリット・バルブ（図には示さず）は転送チャンバ２０２とプロセス
・チャンバ２０４相互間のアクセスと、相互隔離の便を供与する。これに対応し
、プロセス・チャンバ２０４は自身の表面にスリット・バルブと一線をなす開口
部（図には示さず）を備える。
【００２３】 ロード・ロック・チャンバ２０８、２０９は周囲環境圧と緩衝チャンバ真空圧
との間でウエハを推移させる。面２１２に設けた開口部（図には示さず）はロー
ド・ロック・チャンバ２０８、２０９と緩衝チャンバ２０３相互間のアクセスを
、またバルブは同相互間の隔離の便を供与する。これに対応して、ロード・ロッ
ク・チャンバ２０８、２０９はそれぞれの表面に開口部を持ち、それら開口部は
面２１２に設けた開口部と一線をなしている。ロード・ロック・チャンバ２０８
、２０９とミニ環境体２１４は相互間のアクセスの便を供与する対応の開口部を
備え、一方、その開口部に対するドア（図には示さず）は相互隔離の便を供与す
る。
【００２４】 ミニ環境体２１４は図２に記載のミニ環境体１１４に類似する。ミニ環境体２
１４にはその前側に四つのポッド・ローダ２１５〜２１８が取り付けられている
。対応するドア２２６を伴う開口部（図には示さず）はミニ環境体２１４とポッ
ド・ローダ２１５〜２１８相互間のアクセスと、相互隔離の便の供与をする。 ポッド・ローダ２１５〜２１８はミニ環境体２１４の側面に装着されて、真空処
理システム２００へ、および同システム２００から、ウエハを搬送するために用
いるウエハ・ポッド（図には示さず）を支持するための本質的には棚部である。
【００２５】 ロボット２２０、即ちウエハ・ハンドラは転送チャンバ２０２の内部に配され
ており、予備洗浄チャンバ２２８、冷却チャンバ２３０、プロセス・チャンバ２
０４相互間にウエハ222を転送する。同じようなロボット２２１が緩衝チャンバ ２０３の内部に配されており、ロード・ロック・チャンバ２０８、２０９と、拡
張チャンバ２３２と、冷却チャンバ２３４と、付加的な拡張チャンバ２３６と、
予備洗浄チャンバ２２８と、冷却チャンバ２３０との間にウエハ２２３を転送す
る。同じように、一つ又はそれ以上のロボット２２４、２２５がミニ環境体２１
４の内部に配され、ポッド・ローダ２１５〜２１８と、ウエハアライナ２１９と
、ロード・ロック・チャンバ２０８、２０９相互間にウエハを転送する。図２、
図６に記載するミニ環境体１１４に関し前文に説明したように、ミニ環境体２１
４が一基のロボット２２４、２２５のみを備えるとき、ミニ環境体２１４の両端
で用役を果たすためロボット２２４、２２５がウエハアライナ２１９の下又は横
を通過できるよう、ウエハアライナ２１９を配置してもよい。ロボット２２４、
２２５は定型的にはトラック上に装着され、ロボット２２４、２２５はミニ環境
体２１４の内部で前後に移動できる。
【００２６】 図４、図５に本発明に使用できる代表的なウエハアライナ３００を示す。しか
し、他のウエハアライナもまた本発明に合わせて使用できるため、本発明はこの
ウエハアライナの実施例に限定されない。ウエハアライナ３００は清浄が保持で
きる設計で、粒子制御手段を備えていなければならず、本装置がシステム内にあ
って推移状態にあるとき、あるいはいかなる静止位置にある間でも粒子がウエハ
の表面に落下するのを防止しなければならない。ウエハアライナ３００は、本体
部分３０２と上部センサ部分３０４を備え、その中間に窪み部３０６を設けてあ
る。ウエハ３０８の位置を検出するセンサと、ウエハ３０８を引き上げ、移動す
るピン３１０とチャック３１２は通常、窪み部３０６の内部に、あるいは本体部
分３０２の上面上に配される。一実施例にあってセンサは非常に線形的な光源と
、電荷結合装置センサとを備えた高解像度の光学検出機能を有する。
【００２７】 ウエハの中心がチャック３１２の中心、即ちウエハ中心挿入点上に来るまで、
ウエハ３０８はミニ環境体ロボット１２４、２２４、２２５の羽根部材又はエン
ド・エフェクタ（端効果装置）によって窪み部３０６の内部へ矢印方向G、H、又
はIの方向に挿入される。チャック３１２はロボット羽根部材からウエハ３０８ を受ける。チャック３１２はウエハを回転させ、センサがウエハの端部を走査し
、測定できるようにしウエハの中心と、ウエハの向き付けを決定させる。ウエハ
の真の中心がGの方向に沿い一線になるような位置にチヤック３１２はウエハを 停止させる。ピン３１０はチャック３１２からウエハを引き上げ、矢印Gの方向 に沿いウエハを移動し、チャック３１２上にウエハを心出しする。ピン３１０は
ウエハをチャック３１２上に降ろしてセットし、チャック３１２は再度ウエハを
約２〜５秒回転させ、処理システムが必要とするようにウエハの切り欠き部又は
主平坦部の向き付けをする。
【００２８】 ウエハアライナ３００はねじ又はボルトのような適切な締め金具でミニ環境体
１１４、２１４内に配した支持構造体にウエハアライナ３００を装着するための
フランジ３１４を備える。支持構造体はミニ環境体の壁部１３８、１４０、２３
８、２４０の一つから片持ち支持した棚部のような何らかの適切な支持機構又は
前壁部１３８、２３８と後壁部１４０、２４０との間に懸架した一組のブラケッ
トでもよい。
【００２９】 図２、図３に記載するウエハアライナ１１９、２１９に類似し、ミニ環境体１
１４、２１４の中心に位置され、二方向からアクセスされるウエハアライナ３０
０の場合、ウエハアライナ３００は矢印Gが指示する方向をミニ環境体１１４、 ２１４の前壁部１３８、２３８又は後壁部１４０、２４０に向かう方向に合わせ
てミニ環境体１１４、２１４内に配すことができる。従って、矢印HとIが指示す
る方向は左側壁部１４２、２４２又は右側壁部１４４、２４４を指すことになる
。更に、ミニ環境体１１４、２１４内部でウエハが移動するときの均等な動きの
流れに対しては、チャック３１２の中心がミニ環境体１１４、２１４のほぼ中心
になるよう、ウエハアライナ１１９、２１９を位置決めすることが好ましい。ウ
エハの動きを最小にするため、アライナウエハ・チャック３１２がロード・ロッ
ク・チャンバ１０８、１０９、２０８、２０９とポッド・ローダ１１５〜１１８
、２１５〜２１８の平均複合ウエハ高さになるような高さにウエハアライナ３０
０は位置決めする。この配置では、ロボット１２４、１２５、２２４、２２５は
矢印HとIが指示するいずれの方向からでもウエハアライナ１１９、２１９に対し
均等なアクセスをする。ロボット１２４、１２５、２２４、２２５はウエハアラ
イナ１１９、２１９の前部で移動する必要はなく、むしろHとIのどちらの方向か
らでもウエハアライナ１１９、２１９にアクセスできるため、ロボット１２４、
１２５、２２４、２２５のどのロボットでも他のロボット１２４、１２５、２２
４、２２５を待ってウエハアライナ１１９、２１９からウエハを取り出すために
費やす時間は常に最小量に限られたものになる。事実、動作が適正なシーケンス
で行われるとロボット１２４、１２５、２２４、２２５がお互いにその機能を干
渉し合うことを防止することができる。
【００３０】 二基のロボット１２４、１２５、２２４、２２５を備えたミニ環境体１１４、
２１４に対してのもう一つの代わりの動作方法は、一つのロボット１２４、２２
４が、第一のサイドでウエハをポッド・ローダー１１５，１１６，２１５，２１
６からウエハアライナ１１９，２１９へ移動している一方その間に、他のロボッ
ト１２５，２２５が第2のサイドでウエハをウエハアライナ１１９，２１９から ロード・ロック・チャンバー１０９，２０９へ移動させるものである。この代わ
りの動作方法を二基のロボットを使って行うと、一つのロボット１２４、２２４
がウエハをポッド・ローダ１１５、１１６、２１５、２１６からウエハアライナ
１１９、２１９へ移動している時、一方、他のロボット１２５、２２５が先行の
ウエハをウエハアライナ１１９、２１９からロード・ロック・チャンバ１０９、
２０９へ移動し、かつ、その間ウエハアライナ１１９、２１９が別なウエハを心
出しし、向き付けをするという最大のウエハ・ハンドリング速度が可能になる。
代表的な運転状態では、ロボット１２４、２２４はポッド・ローダ１１６、２１
６からウエハを取り出し、そのウエハをウエハアライナ１１９、２１９へ移動す
る。ウエハをウエハアライナ１１９、２１９に置き去った後、ロボット１２４、
２２４は第二のウエハに備えポッド・ローダ１１６、２１６に復帰する。ウエハ
アライナ１１９、２１９が第一のウエハを心出しし、位置合わせした後、他のロ
ボット１２５、２２５は第一のウエハを取り出し、それをロード・ロック・チャ
ンバ１０９へ移動する。ロボット１２５、２２５が第一のウエハをロード・ロッ
ク・チャンバ１０９へ移動する間に、ロボット１２４、２２４第二のウエハをウ
エハアライナ１１９、２１９へ移動させている。ウエハアライナ１１９、２１９
が第二のウエハを心出しし、位置合わせする間に、ロボット１２５、２２５はウ
エハアライナ１１９、２１９に復帰して第二のウエハを受け取り、ロボット１２
４、２２４はポッド・ローダ１１６、２１６に復帰し第三のウエハを取得する。
従って、ウエハアライナ１１９、２１９とロボット１２４、１２５、２２４、２
２５の機能が部分的に重複しポッド・ローダ１１５〜１１８、２１５〜２１８か
らロード・ロック・チャンバ１０８、１０９、２０８、２０９へ総てのウエハを
移動する合計時間を低減させる。また別の実施例にあっては、ウエハがポッド・
ローダ１１６、２１６からウエハアライナ１１９、２１９までへの移動の中間で
ロボット１２４、２２４がウエハをロード・ロック・チャンバ１０８、２０８か
らポッド・ローダ１１５、２１５へ下ろしてもよい。
【００３１】 あるいはまた、ミニ環境体１１４、２１４には一基のロボット１２４，２２４
（図６）のみを具備させ、そのロボットはウエハアライナの下部または近傍を通
るようにして、ミニ環境体１１４，２１４の両端部においてポッド・ローダ１１
５〜１１８、２１５〜２１８とロード・ロック・チャンバ１０８、１０９に対す
る仕事をさせるようにしても良い。更に、もし一基のロボットを使用して側壁１
４２、２４２近傍のポッド・ローダ１１７、１１８、２１７、２１８から反対側
の側壁１４４、２４４近傍のロード・ロック・チャンバ１０８、２０８へウエハ
を移動させる場合には、その一基のロボット１２４、２２４がウエハを矢印H（ 図４〜図６）の方向に挿入したあと、ウエハアライナ１１９、２１９の下部を通
過して、その間にウエハの位置合わせがされ、さらに矢印Iの方向からウエハを 取り出すようにするとアライナ１１９、２１９と同じ側にあってポッド・ローダ
１１５〜１１８、２１５〜２１８とロード・ロック・チャンバ１０８、２０８、
２０９に対してそのロボットが用役を果す場合に比較してより多くの時間を要す
ることはない。更に、このやり方によればウエハアライナ１１９、２１９の下部
をウエハが移動することが避けられ、したがって下部を通ることによりアライナ
１１９，２１９から到来するであろういかなる粒子添加体をも避けられる。
【００３２】 代表的な運転時、ミニ環境体ロボット１２４、２２４はポッド・ローダ１１６
、２１６上にセットされたウエハ・ポッドからウエハを矢印J（図２）の方向に 取り出す。ロボット１２４、２２４はウエハをウエハアライナ１１９、２１９内
へ矢印Kの方向に挿入する。ウエハアライナ１１９、２１９がウエハを位置合わ せした後、ロボット１２４、２２４はウエハをウエハアライナ１１９、２１９か
ら矢印Lの方向に回収する。最後に、ロボット１２４、２２４はウエハをロード ・ロック・チャンバ１０８、２０８内へ矢印Mの方向に置く。従って、従来技術 では六つの動きが必要とされたのとは異なり、ウエハをポッド・ローダ１１５〜
１１８、２１５〜２１８からロード・ロック・チャンバ１０８、１０９、２０８
、２０９までハンドリングするために四つの動きが要求されるに過ぎない。こう
して、ウエハはポッド・ローダ１１５〜１１８、２１５〜２１８から直接ロード
・ロック・チャンバ１０８、１０９、２０８、２０９に至る通路に対してごく一
部分のみ踏み外して移動するだけである。ウエハをウエハアライナ１１９、２１
９の反対側にあるロード・ロック・チャンバ１０８、１０９、２０８、２０９に
装填しようとするときには、矢印Lは矢印Kと同じ方向となり、矢印Mはもう一方 のロード・ロック・チャンバ１０９、２０９へ向かうことになる。このように、
ウエハは通路内を真っ直ぐにポッド・ローダ１１６、２１６からウエハアライナ
１１９、２１９の反対側にあるロード・ロック・チャンバ１０９、２０９へ移動
する。
【００３３】 前文は本発明の好ましい実施例に関するものであるが、本発明の別な実施例と
更なる実施例は本発明の基本的な範囲から逸脱することなく案出することができ
、本発明の範囲は以下の請求項によって決められる。
【図面の簡単な説明】
これまでに列挙された本発明の特徴、利点及び目的が達成され、かつ、詳しく
理解されるように、前文に簡単な概要は述べられているが、本発明の更に詳細な
説明が付属図面に図解した本発明の実施例を参照して得られよう。 しかしながら、付属図面は本発明の代表的な実施例のみを図解したものであり
従って、発明の範囲を限定すると考えるべきではなく、本発明は他の等しく有効
な実施例に対しても容認されるものであることに注意する必要が有る。
【図１ａ】 図１ａは真空処理システムの従来技術による上面概略図である。
【図１ｂ】 図１ｂは真空処理システムの別実施例の従来技術による上面概略図である。
【図２】 図２は本発明を組み込んだ真空処理システムの第一実施例の上面概略図である
。
【図３】 図３は本発明を組み込んだ真空処理システムの第二実施例の上面概略図である
。
【図４】 図４はウエハアライナの斜視図である。
【図５】 図５はウエハアライナの上面平面図である。
【図６】 図６はミニ環境体の簡略化した側面図である。
【符号の説明】
１０…真空処理システム、１０４…プロセス・チャンバ、１０６…面、１０８
、１０９…ロード・ロック・チャンバ、１１５、１１６、１１７，１１８…ポッ
ド・ローダ、１１９…位置合わせ装置、１２４…ミニ環境体ロボット、１２５…
ロボット、１３８…前壁部、１４０…後壁部、１４２…左側壁部、１４４…右側
壁部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ネリング， エリック， エー． アメリカ合衆国， カリフォルニア州， モデスト， ネブラスカ アヴェニュー 319 (72)発明者 ヴォン ロッスバーグ， ブライアン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， ワイリー ウェイ 1350 Ｆターム(参考） 5F031 CA02 FA01 FA11 FA12 FA15 GA44 GA48 KA11 MA03 MA04 MA06 MA09 MA23 MA28 MA29 NA05 PA09

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ウエハ転送チャンバであって、 内部空間と、 プロセスの必要条件に従いウエハを位置合わせするため該内部空間の内部に配
    したウエハアライナと、 を備えるウエハ転送チャンバ。
  2. 【請求項２】 更に、該内部空間の内部に配したウエハ移動装置を備え、 該ウエハ移動装置が該ウエハアライナの下部で横移動ができるよう、該ウエハア
    ライナが垂直に位置決めされる、請求項１に記載のウエハ転送チャンバ。
  3. 【請求項３】 更に、 該内部空間の内部に配した第一ウエハ移動装置と、 該内部空間の内部に配した第二ウエハ移動装置と、 を備え、 該ウエハアライナが該第一ウエハ移動装置と該第二ウエハ移動装置との間に配さ
    れる、請求項１に記載のウエハ転送チャンバ。
  4. 【請求項４】 該第一ウエハ移動装置と該第二ウエハ移動装置が該ウエハア
    ライナの相対する側で該ウエハアライナに交互にアクセスし、 該第一ウエハ移動装置が第一ウエハを該ウエハアライナの第一の側から該ウエハ
    アライナに挿入し、該第一ウエハを該ウエハアライナの該第一の側で該ウエハア
    ライナから取り出すことができ、 該第二ウエハ移動装置が第二ウエハを該ウエハ心出し装置の第二の側から該ウ
    エハアライナに挿入し、該第二ウエハを該ウエハアライナの該第二の側で該ウエ
    ハアライナから取り出すことができる、請求項３に記載のウエハ転送チャンバ。
  5. 【請求項５】 該第一ウエハ移動装置と該第二ウエハ移動装置が該ウエハア
    ライナの相対する側で該ウエハアライナに交互にアクセスし、 該第一ウエハ移動装置がウエハを該ウエハアライナの第一の側から該ウエハアラ
    イナに挿入することができ、 該第二ウエハ移動装置が該ウエハを該ウエハアライナの第二の側で該ウエハア
    ライナから取り出すことができる、請求項３に記載のウエハ転送チャンバ。
  6. 【請求項６】 更に、 第一側壁部と、 第二側壁部とを備え、 該ウエハアライナが該第一側壁部と該第二側壁部との間の事実上中間点に配さ
    れる、請求項１に記載のウエハ転送チャンバ。
  7. 【請求項７】 更に、 前壁部と、 後壁部とを備え、 該ウエハアライナが該前壁部と該後壁部との間の事実上中間点に配される、請
    求項１に記載のウエハ転送チャンバ。
  8. 【請求項８】 更に、 前壁部と、 後壁部とを備え、 該ウエハアライナがウエハ中心挿入点を備え、 該ウエハ中心挿入点が該前壁部と該後壁部との間の事実上中間点に位置する、
    請求項１に記載のウエハ転送チャンバ。
  9. 【請求項９】 真空処理システムであって、 内部空間を有する第一チャンバと、 該内部空間の内部に配した第一ウエハ移動装置と、 該ウエハを受けるため該第一チャンバに機能的に係合させた第一真空チャンバ
    と、 該第一真空チャンバから該ウエハを受け取り、該ウエハに工程を実行するため
    該第一真空チャンバに取り付けた第二真空チャンバと、 該工程の必要条件に従い該ウエハを位置合わせするため該第一チャンバの該内
    部空間の内部に配したウエハアライナと、 を備える真空処理システム。
  10. 【請求項１０】 該第一ウエハ移動装置が該ウエハアライナの下部を横移動 できる、請求項９に記載の真空処理システム。
  11. 【請求項１１】 更に、 該内部空間の内部に配した第二ウエハ移動装置を備え、 該ウエハアライナが該第一ウエハ移動装置と該第二ウエハ移動装置との間
    に配される、請求項９に記載の真空処理システム。
  12. 【請求項１２】 該第一ウエハ移動装置と該第二ウエハ移動装置が該ウエハ
    アライナの相対する側で該ウエハアライナに交互にアクセスし、 該第一ウエハ移動装置が第一ウエハを該ウエハアライナの第一の側から該ウ
    エハアライナに挿入し、該第一ウエハを該ウエハアライナの該第一の側で該ウエ
    ハアライナから取り出すことができ、 該第二ウエハ移動装置が第二ウエハを該ウエハ心出し装置の第二の側から該ウ
    エハアライナに挿入し、該第二ウエハを該ウエハアライナの該第二の側で、該ウ
    エハアライナから取り出すことができる、請求項１１に記載の真空処理システム
    。
  13. 【請求項１３】 該第一ウエハ移動装置と該第二ウエハ移動装置が該ウエハ
    アライナの相対する側で該ウエハアライナに交互にアクセスし、 該第一ウエハ移動装置がウエハを該ウエハアライナの第一の側から該ウエハア
    ライナに挿入することができ、 該第二ウエハ移動装置が該ウエハを該ウエハアライナの第二の側で該ウエハア
    ライナから取り出すことができる、請求項１１に記載の真空処理システム。
  14. 【請求項１４】 該第一チャンバが第一側壁部と第二側壁部とを備え、 該ウエハアライナが該第一側壁部と該第二側壁部との間の事実上中間点に配さ
    れる、請求項９に記載の真空処理システム。
  15. 【請求項１５】 該第一チャンバが前壁部と後壁部をと備え、 該ウエハアライナが該前壁部と該後壁部との間の事実上中間点に配される、請
    求項９に記載の真空処理システム。
  16. 【請求項１６】 該第一チャンバが前壁部と後壁部とを備え、 該ウエハアライナがウエハ中心挿入点を備え、 該ウエハ中心挿入点が該前壁部と該後壁部との間の事実上中間点に位置する、
    請求項９に記載の真空処理システム。
  17. 【請求項１７】 真空処理システムの内部でウエハをハンドリングする方法
    であって、 (a) 該ウエハを単一運動で単一第一方向において第一チャンバ空間内に 移動するステップと、 (b) 該ウエハを単一運動で単一第二方向において該第一チャンバ空間内 に配したウエハアライナまで転送するステップと、 (c) 該ウエハを単一運動で単一第三方向において該ウエハアライナから 取り出すステップと、 (d) 該ウエハを単一運動で単一第四方向において第二チャンバ空間内に 挿入するステップを含む方法。
  18. 【請求項１８】 該真空処理システムが該ウエハアライナの第一の側にある 該第一チャンバ空間内に配した第一ウエハ移動装置と、該ウエハアライナ の第二の側にある該第二チャンバ空間内に配した第二ウエハ移動装置とを 含み、 該第一ウエハ移動装置と該第二ウエハ移動装置がそれぞれ該第一の側と該
    第二の側で該ウエハアライナに交互にアクセスし、 該第一ウエハ移動装置が該第一の側で該ウエハにステップ（ａ）と（ｂ）
    を実行し、 該第二ウエハ移動装置が該第二側で該ウエハにステップ（ｃ）と（ｄ）を
    実行し、 それによって、該単一第三方向が該単一第二方向と事実上同一である、請
    求項１７に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 該真空処理システムが該ウエハアライナの第一の側にある
    該第一チャンバ空間内に配した第一ウエハ移動装置と、該ウエハアライナの第二
    の側にある該第二チャンバ空間内に配した第一ウエハ移動装置とを含み、 該第一ウエハ移動装置と該第二ウエハ移動装置がそれぞれ該第一の側と該第二
    の側で該ウエハアライナに交互にアクセスし、 該第一ウエハ移動装置と該第二ウエハ移動装置が共に該第一の側と該第二側で
    異なるウエハにステップ（ａ）〜（ｄ）を実行する、請求項１７に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 更に、 ステップ(b)の後、ウエハ移動装置を該ウエハアライナの第一の側から該ウエ ハアライナの第二の側まで移動するステップを含み、 それによって、該単一第三方向が該単一第二方向と事実上同一である、請求項１
    ７に記載の方法。
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