JP2003510837A - 制御された小環境を有するウエハの大気圧搬送モジュール - Google Patents

制御された小環境を有するウエハの大気圧搬送モジュール

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Abstract

(57)【要約】 大気圧搬送モジュールが提供される。モジュールは、トップ領域と、中央領域と、ボトム領域と、ロードセル領域と、を有した囲いハウジングを含む。ブロアは、囲いハウジングのトップ領域の中に設けられ、中央領域へと下向きに流れるエアフローを生成するように構成される。ロードセル領域の中に設けられたシェルフは、囲いハウジングの中央領域とボトム領域との境界を規定する。シェルフは、ロードセル領域の壁から少なくとも部分的に隔たれており、これによって、シェルフの後方においてスロットを規定する。多孔シートは、シェルフから水平方向に広がって、さらに中央領域とボトム領域との境界を規定するように構成される。この実施例において、ブロアによって生成されたエアフローは、多孔シートを自由に通らないように制約を加えられ、その一部分は、ロードセルのシェルフに向かいスロットを通ってさらに囲いハウジングのボトム領域に流れ込むようにリダイレクトされる。１つ以上のウエハを有したカセットは、ロードセルの中のシェルフの上に座するように構成され、このためリダイレクトエアフローに曝される。したがって、リダイレクトエアフローは、ウエハの表面の上を静かに流れることによって、ウエハが大気圧搬送モジュールの中に一時的に据えられている間に、ウエハの表面からプロセスガスおよび微粒子を除去するのに役立つ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、半導体処理装置のモジュール間でウエハを移送することに
関し、特に、制御された小環境を有するモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造では、処理チャンバは、例えば、接続されたチャンバ間
でウエハまたは基板を移送を許容するように相互に接続される。このような移送
は、例えば搬送モジュールによって行われる。搬送モジュールは、接続されたチ
ャンバ間において、隣り合う壁に設けられたスロットまたはポートを通してウエ
ハの移送を行う。例えば、搬送モジュールは、半導体エッチングシステム、材料
堆積システム、フラットパネルディスプレイエッチングシステムを含む、様々な
基板処理モジュールとの連携のもとで使用されるのが一般的である。清浄度およ
び処理精度への要求が高まるにつれて、処理工程中および処理工程間での人的介
入を減らす必要性が増してきている。この必要性は、中間的な処理装置として動
作する真空搬送モジュール（真空状態などの減圧状態に維持される）によって、
部分的に解決されてきた。例えば、真空搬送モジュールは、基板が保管される１
つ以上のクリーンルーム保管設備と、エッチングまたは堆積処理といった処理が
基板に対して実際に実行される複数の基板処理モジュールとの間に物理的に設置
されると良い。こうすると、基板の処理が必要になった際に、搬送モジュールの
中に設けられたロボットアームを利用して、選択された基板をロードロックチャ
ンバから取り出し、複数の処理モジュールのうちの１つの中に配置することが可
能になる。
【０００３】 当業者に周知のように、複数の保管設備と複数の処理モジュールとの間で基板
を「搬送する」搬送モジュールの構成は、多くの場合において「クラスタツール
構造」システムと称される。図１Ａは、半導体工程における代表的なクラスタ構
造１００を示した図であり、図中には、真空搬送モジュール１０６に接続された
様々なチャンバが示されている。図中、真空搬送モジュール１０６は、様々な製
造工程を実施するために個々に最適化された３つの処理モジュール１０８ａ〜１
０８ｃに結合されている。処理モジュール１０８ａ〜１０８ｃは、例えば、変圧
器結合プラズマ（ＴＣＰ）基板エッチング、層の堆積、および／またはスパッタ
リングを実行できるように構成して良い。
【０００４】 真空搬送モジュール１０６には、ウエハを真空搬送モジュール１０６に導入す
るように構成されたロードロック１０４が接続されている。ロードロック１０４
は、クリーンルーム１０２に接続された大気圧搬送モジュール（ＡＴＭ）１０３
に結合することができる。ＡＴＭ１０３は、一般に、ウエハのカセットを保持す
るための領域と、ウエハをカセットから取り出してロードロック１０４に対して
出し入れするロボットと、を有する。周知のように、ロードロック１０４は、真
空搬送モジュール１０６とＡＴＭ１０３との間における圧力変更インターフェー
スとして機能する。したがって、ＡＴＭ１０３およびクリーンルーム１０２を大
気圧に保持する一方で、真空搬送モジュール１０６を定圧（例えば真空）に維持
することが可能になる。
【０００５】 図１Ｂは、大気圧搬送モジュール（ＡＴＭ）１０３を含んだシステムの部分図
１５０であり、図中のＡＴＭ１０３は、フィルタ／ブロア１５２ａと、アームセ
ット１５８を有したロボット１５６と、シェルフ１５４とを含む。シェルフ１５
４は、ウエハ１６２のカセット１６０をカセット環境１５２ｂの中で保持するよ
うに構成される。ＡＴＭ１０３のカセット環境１５２ｂは、ドア１５５を有する
。ドア１５５は、処理中にカセット１６０を挿入するまたは取り出すために開く
ことができるドア１５５を有する。フィルタ／ブロア１５２ａは、ＡＴＭ１０３
へのエアフロー１７０を生成するように構成される。このため、エアフロー１７
０は、実質的な妨害を受けることなしに、微粒子スクリーン１７１を通ってＡＴ
Ｍ１０３の下部に達し、排気口１５２ｃから排出される。また、ＡＴＭ１０３は
、ロードロック１０４および搬送モジュール１０６に接続された状態で簡単に図
示されている。上述したように、搬送モジュール１０６は、選択された処理モジ
ュール１０８間でウエハを移送することができる。
【０００６】 従来技術によるこのタイプのＡＴＭ１０３は、カセット１６０とロードロック
１０４との間でかなり効率よくウエハを移送することができるが、ブロア１５２
ａの動作時に、エアフロー１７０がカセット環境１５２ｂを迂回することが知ら
れている。その結果、カセット環境１５２は、実質的に静止した状態に維持され
る。つまり、ウエハ１６２間の環境が、動作時におけるエアフロー１７０の影響
を実質的に受けない状態に維持される。
【０００７】 図１Ｃは、複数のウエハ１６２を有したカセット１６０を、より詳細に示した
図である。一般に、処理モジュール１０８の１つで処理されたウエハがカセット
１６０に戻されると、ウエハ１６２の間に後処理ガスが流れる。これらのガスは
、直近に処理されたウエハ１６２の上面から発散された状態で、符号１６６によ
って図示されている。ウエハ１６２間にこのようなガス１６６が存在すると、化
学ガスが化学反応を続けるので、処理済みウエハ１６２の歩留まりを低下させる
という問題を生じる。ウエハの劣化が大きいと、歩留まりの低下に関連した金銭
的な損失が顕著になる。
【０００８】 カセット環境１５２ｂが停滞すると、ウエハ１６２の表面に落ちた微粒子が、
カセット環境１５２ｂにカセットが留まっている間中にわたり表面に残留し続け
るという問題を生じる。これらの微粒子１６４は、ウエハ１６２上に形成された
半導体回路を大きく損傷させる可能性がある。周知のように、処理操作と処理操
作との間でウエハ１６２の表面に微粒子１６４が残留していることは望ましくな
い。ウエハ１６２の表面に微粒子が残留する時間が長くなると、このような微粒
子によって精密な集積回路が損傷される可能性も高くなり、洗浄がいっそう困難
になる。
【０００９】 停滞したカセット環境１５２ｂの中にカセット１６０が止まっていると、ドア
１５５を開いてカセット１６０を取り出す工程技師が、ウエハ１６２の表面から
発散される望ましくないレベルの有毒ガス１６６に曝されるという問題を生じる
。このように、プロセスガスや化学副産物に曝されると、カセットを取り扱うに
あたって混乱を生じ、処理済みの貴重な半導体ウエハ１６２が満載されたカセッ
ト１６０を取り落とす可能性がある。
【００１０】 以上から、ウエハのカセットの中および周りの環境を制御できる大気圧搬送モ
ジュールが必要とされていることがわかる。
【００１１】
【発明の概要】
本発明は、概して、処理中のウエハのカセットが一時的に保管される領域の中
に小環境を生成することができる大気圧の搬送モジュールを提供することによっ
て、これらのニーズを満たすものである。小環境は、ウエハの間を流れるエアフ
ローを規定することによって、ウエハを取り囲む環境からプロセスガスおよび副
産物を実質的に除去するように、構成されることが好ましい。ここで、本発明が
、工程、装置、システム、デバイス、または方法を含む様々な方法で実現できる
ことを、理解しておく必要がある。以下では、本発明の実施形態をいくつか取り
上げて説明する。
【００１２】 一実施形態において、大気圧の搬送モジュールを開示する。モジュールは、進
歩性を有したいくつかの要素を含んだハウジングを有する。ハウジングは、調整
されたエアフローを自身から遠ざかる下向きの方向に生成するためのブロアを含
んだトップ部分を有する。ハウジングは、また、ブロアから横方向にずらして設
けられたロードセル領域を含む。ロードセルは、ウエハカセットをサポートする
ためのシェルフを含み、シェルフは、ロードセルの壁から隔てられることによっ
てリダイレクトエアフロースロットを規定する。ブロアの下方には、多孔シート
が規定される。この多孔シートは、自身を通してエアフローに制約を加え、横方
向にずれて設けられたロードセルのウエハカセットへとリダイレクトエアフロー
を導入するように構成される。このようなリダイレクトエアフローによって、ウ
エハカセットの中でウエハの周りを漂っている残留プロセスガスをウエハカセッ
トから押し流し、リダイレクトエアフロースロットから排出できるという利点が
得られる。さらに、開いたドアからエアが流れ出ることによって、外から微粒子
が侵入する可能性を減らせるという利点も得られる。
【００１３】 別の一実施形態において、大気圧搬送モジュールを開示する。モジュールは、
トップ領域と、中央領域と、ボトム領域と、ロードセル領域と、を有した囲いハ
ウジングを含む。ブロアは、囲いハウジングのトップ領域の中に設けられ、中央
領域へと下向きに流れるエアフローを生成するように構成される。ロードセル領
域の中に設けられたシェルフは、囲いハウジングの中央領域とボトム領域との境
界を規定している。シェルフは、ロードセル領域の壁から少なくとも部分的に隔
たれることによって、シェルフの後方においてスロットを規定している。多孔シ
ートは、シェルフから広がって、さらに中央領域とボトム領域との境界を規定す
るように構成される。この実施形態において、ブロアによって生成されたエアフ
ローは、多孔シートを自由に通らないように制約を加えられ、その一部分は、ロ
ードセルのシェルフに向かいスロットを通ってさらに囲いハウジングのボトム領
域に流れ込むようにリダイレクトされる。
【００１４】 リダイレクトエアフローおよび非リダイレクトエアフロー（多孔シートを通っ
て流れるエアフロー）は、ボトム領域に達した後に通気孔から排出される。別の
１実施形態では、ボトム領域の中にファンを設け、シェルフの後方に規定された
スロットを通るリダイレクトエアフローをサポートすることができる。こうして
、リダイレクトエアフローは、１つまたはそれ以上のウエハを有したカセットが
ロードセル領域のシェルフの上に座している際に、ウエハの上に存在し得る任意
のポストプロセスガスおよび微粒子を循環させるように作用する。したがって、
ポストプロセスガスおよび任意の微粒子が、通気孔を通って囲みハウジングのボ
トム領域から流し出される。この実施形態では、ファンが（１つまたは複数の）
ドアに連動していることが好ましい。こうすれば、ロードセルのどのドアが開い
た場合でもファンのスイッチを切ることができる。こうして、ドアが開いたとき
に、汚れた空気がＡＴＭに引き入れられてウエハが汚染されることが阻止される
。
【００１５】 さらに別の一実施形態において、大気圧搬送モジュールを作成する方法を開示
する。この方法は、トップ領域と、中央領域と、ボトム領域と、ロードセル領域
と、を有した囲いハウジングを形成する工程を含む。ブロアは、囲いハウジング
のトップ領域の中に設けられ、中央領域へと下向きに流れるエアフローを生成す
るように構成される。シェルフは、ロードセル領域の中に設けられ、囲いハウジ
ングの中央領域とボトム領域との境界を規定している。シェルフは、ロードセル
領域の壁から少なくとも部分的に隔たれることによって、シェルフの後方におい
てスロットを規定している。多孔シートは、シェルフから水平に広がって、さら
に中央領域とボトム領域との境界を規定するように設けられる。ブロアによって
生成されたエアフローは、多孔シートを自由に通らないように制約を加えられ、
その一部分は、多孔シートからそれてロードセルのシェルフに向かいスロットを
通ってさらに囲いハウジングのボトム領域に流れ込むように、多孔シートからそ
れる方向にリダイレクトされる。
【００１６】 １つ以上のウエハを有するウエハカセットは、ロードセルのシェルフの上に座
して、リダイレクトエアフローを受けるように構成される。したがって、リダイ
レクトエアフローは、ウエハカセットの中に一時的に保管され得る任意のウエハ
の上で、静かな空気の流れを維持する。シェルフは、２つ以上のウエハカセット
を保持するように構成され、そして、各ウエハカセットの周りに仕切り用の囲み
を設けることによって、シェルフ後方のドアを開いて特定のウエハカセットを取
り出す際に、安定した小環境を維持することができる。
【００１７】 リダイレクトエアフローがウエハの上を静かに流れるので、ロードセルの中に
座しているウエハは、停滞した環境の中でポストプロセスガスの蓄積を生じない
ことを保証される。静かに流れるリダイレクトエアフローは、カセットの中に座
しているウエハの上から微細粒子を除去する際にも役立つので、処理済みウエハ
の歩留まりおよび品質を高める制御された小環境を維持することができる。本発
明の原理を例示した添付図面と関連付けながら行う以下の詳細な説明によって、
本発明のその他の態様および利点が明らかになる。
【００１８】 本発明は、添付図面を用いた以下の詳細な説明によって、容易に理解される。
なお、この添付図面においては、同様の構成要素には同様の番号体型が与えられ
ている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
処理中のウエハカセットを一時的に保管する領域の中に小環境を生成すること
ができる大気圧搬送モジュールの発明を開示する。小環境は、ウエハの間を実質
的にウエハに沿って流れるエアフローを規定することによって、カセットの中に
座しているウエハの間からプロセスガスおよび副産物を実質的に除去するように
、構成されることが好ましい。しかしながら、当業者には明らかなように、本発
明は、これらの項目の一部または全てを特定しなくても実施できる。そのほか、
本発明が不明瞭にならないため、周知の処理操作については詳細には説明してい
ない。
【００２０】 図２Ａは、クリーンルームフロア２０１の上に位置することができる大気圧搬
送モジュール（ＡＴＭ）２００を、本発明の一実施形態にしたがい示す図である
。ＡＴＭ２００は、フィルタおよび可変速式のブロアを含んだトップ部分を備え
る。あるいは、可変速式のブロアの代わり定速式のブロアを使用し、さらに、エ
アフローを調整するための組込み式のダンパをセパレータ２０５に含ませること
もできる。ＡＴＭ２００の一部としては、ウエハ２１４のための１つまたはそれ
以上のカセット２１２を保持するように構成されたロードセル２０２も含まれる
。この実施例におけるカセット２１２は、任意サイズの複数のウエハを保持する
ことができるオープンカセットである。例えば、カセット２１２は、２００ｍｍ
のウエハ、３００ｍｍのウエハ、さらには２００ｍｍより小さいウエハや３００
ｍｍより大きいウエハをも保持できるように、構成することができる。オープン
カセット２１２の代表的なメーカとして、米国ミネソタ州チャスカ所在のフルオ
ロウェア社（Fluoroware, Inc.）が挙げられる。
【００２１】 ＡＴＭ２００は、カセット２１２と隣接するロードロック（未図示）との間で
ウエハを取り扱ったり移送したりするためのアームセット２０８を有したロボッ
ト２０６を保持するように構成される。カセット２１２は、ロードセル領域にお
いてシェルフ２０４とＡＴＭ２００の後壁との間にリダイレクトエアフロースロ
ット２０３を規定するシェルフ２０４の上に位置することが好ましい。シェルフ
２０４とほぼ同じ高さでシェルフ２０４から広がる多孔シート２０５は、アーム
セット２０８をロボット２０６から隔てている。一般に、多孔シート２０５は、
ウエハを一時的に保管し、取り扱い、移送するクリーンな領域と、ロボットモー
タが備わっている下方の領域と、の境界を規定するように構成される。
【００２２】 好ましい一実施形態において、多孔シート２０５の上方に位置するＡＴＭ２０
０の内壁（すなわちＡＴＭ２００のうちクリーンな中央領域）は、ウエハ２１４
上の精密なマイクロデバイスを損傷させ得る壁の腐食および電荷の蓄積を阻止で
きるように、電解研摩されたステンレススチールで形成される。多孔シート２０
５も電解研摩されたステンレススチールであることが好ましい一方で、多孔シー
ト２０５の下方に位置する壁は粉体塗装されたスチールであって良い。ウエハは
多孔シート２０５より上の高さで維持されるので、多孔シートおよびシェルフ２
０４の下方における電荷の蓄積は、一般に問題にならない。図中のＡＴＭ２００
は、ＡＴＭ２００に対してカセット２１２の出し入れを行うために開くことがで
きるドア２１０を有する。多孔シート２０５の下方には、排気２２２をクリーン
ルームに引き入れてＡＴＭ２００のハウジングの囲いから排出させることを可能
にする通気孔２２１が設けられる。必要時には、通気孔２２１にダンパを取り付
けることによって、過剰な量の空気がＡＴＭ２００に出入りするのを阻止するこ
とができる。さらには、通気孔はＡＴＭ２００の底部に設けられ得る。
【００２３】 ２００ａの中のフィルタは、例えば、０．１ミクロンに対して約９９．９９９
５％の高効率を達成することが可能な任意の適切なフィルタであって良い。代表
的なフィルタとして、米国ケンタッキー州ルイスヴィル所在のアメリカンエアフ
ィルタ社（American Air Filter, International）によるホウ珪酸ガラスファイ
バを使用したアメリカンエアフィルタが挙げられる。同様に、ブロアは、クリー
ンルーム環境において使用することができる任意の適切な可変速式ブロア（また
は定速式ブロア）であって良い。代表的な可変速式ブロアとして、コネチカット
州ファーミントン所在のＥＢＭ社（EBM Industries）によるカゴ形ブロアＲＨ３
１Ｍ−４／１０４３７１が挙げられる。可変速式ブロアは、フィルタを通して、
多孔シート、アームセット２０８、およびカセット２１２に向かって初期的に下
向きに方向付けられた調整されたエアフロー２２０を生成する。
【００２４】 一実施形態において、多孔シート２０５は、特定の量のエアフローを通過させ
てリダイレクトエアフロー２２０ａを形成するように、（任意の所望の形状を有
した）開口部を使用して較正される。リダイレクトエアフロー２２０ａが生成さ
れると考えられるのは、多孔シート２０５が、多孔シート２０５を通ってＡＴＭ
２００の下方領域へと向かうエアフロー（すなわち非リダイレクトエアフロー２
２０ｂ）に対して、少なくとも部分的に制約を加えるからである。
【００２５】 図に示すように、リダイレクトエアフロー２２０ａは、ロードセル２０２に向
かって曲がり、カセット２１２の中および周りに小環境を形成する。したがって
、リダイレクトエアフロー２２０ａの少なくとも一部分は、ウエハ２１４の間を
ウエハ２１４に沿って流れ、さらにリダイレクトエアフロースロット２０３を通
って下向きに流れる。カセット２１２の中のウエハ２１４の間を通って流れるリ
ダイレクトエアフローによって生成された小環境は、ロードセル２０２の中に座
しているウエハ２１４の表面から、停滞したガスおよび微粒子を除去するのに役
立つ。もちろん、調整されたエアフロー２２０の一部分は、非リダイレクトエア
フロー２２０ｂとして多孔シート２０５を通って流れる。リダイレクトエアフロ
ースロット２０３を通るリダイレクトエアフロー２２０ａおよび多孔シート２０
５を通って流れる非リダイレクトエアフロー２２０ｂは、ともに、ＡＴＭ２００
の囲みハウジングの下方領域に設けられた通気孔２２１から排出され、排気２２
２として表される。
【００２６】 次の表Ａに示すように、一実施形態において、調整されたエアフロー２２０は
、約４０フィート毎分（１２．１９メートル毎分）〜約１２０フィート毎分（３
６．５７メートル毎分）の平均流速で多孔シート２０５を通って流れ、リダイレ
クトエアフロー２２０ａは、約１０フィート毎分（３．０４メートル毎分）〜約
８０フィート毎分（２４．３８メートル毎分）の平均流速で静かにウエハ２１４
の間を流れる。表Ａに示された平均流速は、ロードセル２０２のドア２１０が閉
じられている場合の代表的な値である。ロードセル２０２のドア２１０が少なく
とも１つ開かれている場合の代表的な平均流速は、表Ｂに示される。
【００２７】
【表Ａ】
【００２８】
【表Ｂ】
【００２９】 図２Ｂは、本発明の別の一実施形態を示した図であり、図中のＡＴＭ２００は
、リダイレクトエアフロー２２０ａがリダイレクトエアフロースロット２０３を
通って通気孔２２１から流れ出るのをさらにサポートするためのファン２４０を
含む。図に示すように、ファン２４０は、シェルフ２０４に連結された壁２０４
ａに設けられている。ファンは、リダイレクトエアフロー２２０ａがスロット２
０３を通りさえすれば、任意の方法で設けることが可能である。このように、フ
ァン２０４を設けることによって、リダイレクトエアフロースロット２０３を通
してさらなる吸い込みが提供されるので、ウエハ２１４の間に存在するプロセス
ガスおよび副産物を、リダイレクトエアフロースロット２０３を通るように引き
込んで、ファンエアフロー２２０ａ’として排出することが可能になる。前述し
たように、ドアが開いたときには、ファンのスイッチを切って、「汚れた」クリ
ーンルームエアが引き込まれるのを阻止することが好ましい。
【００３０】 図３Ａは、処理システムに接続されたＡＴＭ２００を、本発明の１実施形態に
したがって示した上面図である。ＡＴＭ２００の構造およびロードロック１０４
に対するロボットの配置に関しては、１９９９年６月２９日付けの同時係属の米
国特許出願０９／３４２，６６９「Atmospheric Wafer Transfer Module with N
est For Wafer Transport Robot and Method of Implementing Same（ウエハ搬
送ロボット用のネストを有した大気圧エウエハ移送モジュールおよびそれを実現
する方法）」において、詳細に説明されている。この出願を、引例として本明細
書に組み込むものとする。図に示すように、ＡＴＭ２００は、１対のロードロッ
ク１０４に通じるように設計される。ロードロック１０４は、ゲートバルブ１０
５によって搬送チャンバ１０６に結合されている。そして、搬送チャンバ１０６
は、処理モジュール１０８に連結することができる。ロボットアーム（図示せず
）は、ロードロック１０４の中からウエハを取り出して、そのウエハを処理動作
が実施される選択された処理モジュール１０８に挿入するために、搬送チャンバ
１０６の中に設けられる。
【００３１】 図中のＡＴＭ２００は、ロードロック１０４に挿入する前にウエハをアームセ
ット２０８の上に並べることができるアライナ２５０を有している。図中のロー
ドセル２０２は、カセット２１２をサポートするシェルフ２０４を有している。
図中のカセット２１２は、ウエハ２１４を有している。カセット２１２の後方で
シェルフ２０４の高さには、図２Ａおよび図２Ｂを参照にして上述したリダイレ
クトエアフロースロット２０３が設けられている。ドア２１０は、ロードセル２
０２に対してカセット２１２の出し入れを行うことを可能にする。カセットの挿
入および取り外しは、外部のクリーンルームロボット（図示せず）あるいは人が
行う。
【００３２】 この実施形態において、図中のＡＴＭ２００は、グリッド状の多孔シート２０
５を有している。多孔シート２０５は、ウエハ２１４の間をそしてリダイレクト
エアフロースロット２０３を通って流れるエアフローの量を増やすまたは減らす
ように選択することができる。図中のＡＴＭ２００は、斜めのロードロック１０
４に接続できる幾何学形状を有しているが、他の任意の形状によって、エアフロ
ーの適切なリダイレクトを可能にすることができる。リダイレクトは、主に、多
孔シート２０５を通してエアフローに制約を加えた結果として生じるので、エア
フローの少なくとも一部分が、シェルフ２０４およびカセット２１２の中の任意
のウエハに向かってリダイレクトされる。
【００３３】 図３Ｂは、本発明による別の一実施形態を示した図であり、ロードセル２０２
および多孔シート２０５’に変更が加えられている。図に示すように、多孔シー
ト２０５’は、より密なグリッド構成を有する。このグリッドは、多孔シート２
０５’を通るエアフローを減少させるすなわち制約を加えることによって、より
沢山のエアフローを、ウエハ２１４の間を通ってリダイレクトエアフロースロッ
トから下向きに流れるようにリダイレクトするように構成される。ロードセル２
０２は、また、カセット２１２同志を隔てる環境セパレータ２０７を含むように
も変更されている。また、各カセット２１２は、側壁２１３によっても囲まれて
いる。
【００３４】 環境セパレータ２０７および側壁２１３を設けることによって、特定のドア２
１０を開いて特定のカセット２１２を取り出すまたは挿入することが望まれる際
に、各カセット２１２の小環境をより正確に制御することが可能になる。つまり
、あるカセット２１２を取り出すまたは挿入するために、ドア２１０の１つが開
かれた場合であっても、その開かれた小環境における圧力の変化が、何枚かの処
理済みウエハを有し得る隣りのセルの小環境に、実質的な影響をおよぼすことは
ない。また、環境セパレータは、セル間における粒子移動および相互汚染を阻止
するのに役立つことに、注意する必要がある。各ロードセル２０２は、また、第
１のリダイレクトエアフロースロット２０３ａおよび第２のリダイレクトエアフ
ロースロット２０３ｂをそれぞれ含むことが好ましい。
【００３５】 図３Ｃは、本発明による別の１実施形態を示した図であり、さらに別の変形構
造を有した多孔シート２０５”およびロードセル２０２が示されている。この実
施形態において、多孔シート２０５”は、多孔シート２０５”を通して所望のエ
アフローを実現するように調整することが可能な複数の穿孔を有したシートとし
て規定される。代表的な１実施形態において、多孔シート２０５”の穿孔は、開
口率が約２０％〜約８０％のシートを規定するように構成することができ、なか
でも約４０％〜約７０％の開口率を有することが好ましく、さらには約６３％の
開口率を有することが最も好ましい。約６３％の開口特性を実現するため、一実
施形態は、３／１６の中心間隔で他の列の穿孔に対してずらして穿孔され且つ５
／３２の直径を有する穿孔を有する。一般に、開口率は、表Ａおよび表Ｂを参照
にして上述した所望の平均流速を達成できるように構成される。上述した実施形
態と同様で、多孔シート２０５”は、腐食を阻止し静電荷を抑制するために、電
解研摩されたステンレススチールで形成されることが好ましい。
【００３６】 この実施例は、ロードセル２０２にカセットの囲み２０９を設けることによっ
て変更がなされている。このカセットの囲み２０９は、カセット２１２がシェル
フ２０４の中に配置されたときにはカセット２１２を狭く取り囲むが、カセット
２１２が多孔シート２０５”に向かって延びるとともに広く張り出されるように
構成される。こうして、カセットの囲み２０９は、リダイレクトエアフロー２２
０ａが実質的にウエハ２１２の間を通って第１および第２のリダイレクトエアフ
ロースロット２０３ａ，２０３ｂから流れ出ることを可能にする。カセットの囲
み２０９は、カセット２１２を取り囲む壁の形態をとることが好ましい。カセッ
トの囲み２０９の外には、シェルフ２０４’の残りの部分が位置している。カセ
ットの囲み２０９の内面全体は、腐食を阻止し静電荷の発生の可能性を低減する
ために、電解研摩されたステンレススチールで形成される。
【００３７】 以上では、理解を明確にする目的で本発明を詳細に説明したが、添付した請求
の範囲内で、一定の変更および修正を加えられることは明らかである。例えば、
ＡＴＭは、ロードロックおよび内部のロボットに対して特定の形状を有するもの
として説明されているが、多孔シートの領域は、例えば長方形や正方形などの任
意の形状を有することができることを、理解する必要がある。また、各ウエハカ
セットを取り囲む構造も、任意の形状をとることができる。ただし、特に重要な
のは、多孔シートに向かって下向きに方向付けられたエアフローの一部分が、ウ
エハカセットに向かってリダイレクトされ、ウエハの表面の上を静かに流れるエ
アフローを提供し続ける小環境を、ウエハの間および周りに形成するという点に
ある。したがって、上述した実施形態は、例示を目的としたものであって限定的
ではなく、本発明は、本明細書で取り上げた項目に限定されず、添付した請求の
範囲および等価物の範囲内で変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 従来技術による代表的な半導体処理クラスタツール構造を示した図であり、図
中には、真空搬送モジュールに接続された大気圧搬送モジュールが示され、ロー
ドロックは、真空搬送モジュールに移送するウエハを受け取る。
【図１Ｂ】 大気圧搬送モジュール（ＡＴＭ）およびカセットを含んだシステムの部分図で
ある。
【図１Ｃ】 大気圧搬送モジュール（ＡＴＭ）およびカセットを含んだシステムの部分図で
ある。
【図２Ａ】 クリーンルームフロアの上に座してロードロックチャンバに接続することがで
きる大気圧搬送モジュール（ＡＴＭ）を、本発明の一実施形態にしたがって示し
た図である。
【図２Ｂ】 本発明の別の一実施形態を示した図であり、図中のＡＴＭは、リダイレクトエ
アフローがリダイレクトエアフロースロットを通って通気孔から流れ出るのをさ
らにサポートするためのファンを含む。
【図３Ａ】 処理システムに接続されたＡＴＭを、本発明の一実施形態にしたがって示した
上面図である。
【図３Ｂ】 本発明による別の一実施形態を示した図であり、ロードセルおよび多孔シート
に変更が加えられている。
【図３Ｃ】 本発明による別の一実施形態を示した図であり、さらに別の変形構造を有した
多孔シートおよびロードセルが示されている。
【符号の説明】
１００…クラスタ構造 １０２…クリーンルーム １０３…大気圧搬送モジュール（ＡＴＭ） １０４…ロードロック １０５…ゲートバルブ １０６…搬送モジュール １０８…処理モジュール １５２ａ…フィルタ／ブロア １５２ｂ…カセット環境 １５２ｃ…排気口 １５４…シェルフ １５５…ドア １５６…ロボット １５８…アームセット １６０…ウエハカセット １６２…ウエハ １６４…微粒子 １６６…ポストプロセスガス １７０…エアフロー １７１…微粒子スクリーン ２００…大気圧搬送モジュール（ＡＴＭ） ２００ａ…トップ部分 ２０１…クリーンルームフロア ２０２…ロードセル ２０３…リダイレクトエアフロースロット ２０４…シェルフ ２０５…多孔シート ２０６…ロボット ２０７…環境セパレータ ２０８…アームセット ２０９…カセットの囲み ２１０…ドア ２１２…カセット ２１３…側壁 ２１４…ウエハ ２２０…調整されたエアフロー ２２０ａ…リダイレクトエアフロー ２２０ｂ…非リダイレクトエアフロー ２２１…通気孔 ２２２…排気 ２５０…アライナ
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年１１月１日（２００１．１１．１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェイコブ・デイビッド・イー． アメリカ合衆国 カリフォルニア州94538 フリモント，パシフィック・ストリー ト，40266 (72)発明者 ラーソン・ディーン・ジェイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州94043 サンタ・クララ，ムーン・ビーム・ドラ イブ，29 (72)発明者 マラスキン・マーティン・アール． アメリカ合衆国 カリフォルニア州94566 プレザントン，リースリング，1024 Ｆターム(参考） 5F031 CA02 DA01 DA08 FA01 FA07 FA11 FA12 GA45 MA13 MA21 NA03 NA07 NA16 NA18 PA05 【要約の続き】 たがって、リダイレクトエアフローは、ウエハの表面の 上を静かに流れることによって、ウエハが大気圧搬送モ ジュールの中に一時的に据えられている間に、ウエハの 表面からプロセスガスおよび微粒子を除去するのに役立 つ。

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 大気圧搬送モジュールであって、 調整されたエアフローを自身から遠ざかる下向きの方向に生成するためのブロ
    アを有するトップ部分と、 前記ブロアから横方向にずらして配置されたロードセル領域と、前記ロードセ
    ルはウエハカセットをサポートするためのシェルフを含み、前記シェルフは前記
    ロードセルの壁から隔てられることによってリダイレクトエアフロースロットを
    規定し、 前記ブロアの下方に規定された多孔シートであって、自身を通るエアフローに
    制約を加え、さらに、前記ウエハカセットを通してリダイレクトエアフローを導
    入するように構成された多孔シートと を含んだハウジングを備える大気圧搬送モジュール。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の大気圧搬送モジュールであって、 前記大気圧搬送モジュールは、１つまたはそれ以上のロードロックチャンバに
    接続されるように構成された大気圧搬送モジュール。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の大気圧搬送モジュールであって、さらに、 前記ウエハカセットと前記１つまたはそれ以上のロードロックチャンバとの間
    でウエハを移送するためのアームセットを有したロボットを備える大気圧搬送モ
    ジュール。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の大気圧搬送モジュールであって、 前記多孔シートはエアフローの量に制約を加えるように選択され、前記導入さ
    れたリダイレクトエアフローは前記多孔シートによって制約を加えられたエアフ
    ローの量と、前記ブロアからの前記調整されたエアフローの流速とに依存して調
    節される大気圧搬送モジュール。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の大気圧搬送モジュールであって、 前記ウエハカセットを通って流れる前記調整されたエアフローの少なくとも一
    部は、前記ウエハカセットに含ませることができる１つ以上のウエハに沿って流
    れる大気圧搬送モジュール。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の大気圧搬送モジュールであって、 前記ウエハカセットを通って流れる前記リダイレクトエアフローは、前記リダ
    イレクトエアフロースロットを通って前記シェルフおよび前記多孔シートの下方
    の領域へと導かれる大気圧搬送モジュール。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の大気圧搬送モジュールであって、 前記多孔シートによって制約を加えられた前記ブロアからの前記エアフローの
    少なくとも一部は、非リダイレクトエアフローとして前記多孔シートを通って前
    記シェルフおよび前記多孔シートの下方の前記領域に流れ込む大気圧搬送モジュ
    ール。
  8. 【請求項８】 請求項７記載の大気圧搬送モジュールであって、 前記シェルフおよび前記多孔シートの下方の前記領域へと導入された前記リダ
    イレクトエアフローおよび前記非リダイレクトエアフローは、通気孔を通って前
    記大気圧搬送モジュールの前記領域から排出される大気圧搬送モジュール。
  9. 【請求項９】 請求項１記載の大気圧搬送モジュールであって、 前記ロードセルは、前記ウエハカセットの挿入または取り出しのためのドアを
    少なくとも１つ有する大気圧搬送モジュール。
  10. 【請求項１０】 請求項１記載の大気圧搬送モジュールであって、さらに、 前記シェルフの下方に配置され、前記リダイレクトエアフロースロットを通し
    て前記シェルフおよび前記多孔シートの下方に規定された領域に前記リダイレク
    トエアフローを引き込むように構成されたファンと、 前記ファンを前記ロードセルのドアに結合させ、前記ロードセルの前記ドアが
    開いたときに前記ファンのスイッチが切れるようにする連動機構と を備える大気圧搬送モジュール。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載の大気圧搬送モジュールであって、 前記ハウジングからエアフローを除去するための通気孔が、前記シェルフおよ
    び前記多孔シートの下方に規定される大気圧搬送モジュール。
  12. 【請求項１２】 請求項１記載の大気圧搬送モジュールであって、 前記ハウジングは、さらに、前記フロアに統合されたフィルタを備える大気圧
    搬送モジュール。
  13. 【請求項１３】 請求項１記載の大気圧搬送モジュールであって、 前記ウエハカセットはオープンカセットである大気圧搬送モジュール。
  14. 【請求項１４】 請求項１記載の大気圧搬送モジュールであって、 前記多孔シートの上方に規定され前記多孔シートを含んだ前記ハウジングの内
    側部分は、電解研摩されたステンレススチールで形成される大気圧搬送モジュー
    ル。
  15. 【請求項１５】 請求項１記載の大気圧搬送モジュールであって、 前記ロードセルの前記シェルフは、１つ以上の前記ウエハカセットをサポート
    するように構成される大気圧搬送モジュール。
  16. 【請求項１６】 請求項１５記載の大気圧搬送モジュールであって、 前記１つ以上のウエハカセットは、仕切りの壁によって個々に取り囲まれてい
    る大気圧搬送モジュール。
  17. 【請求項１７】 請求項７記載の大気圧搬送モジュールであって、 前記リダイレクトエアフローは、約１０フィート毎分（３．０４メートル毎分
    ）〜約８０フィート毎分（２４．３８メートル毎分）の平均流速を有し、前記非
    リダイレクトエアフローは、約４０フィート毎分（１２．１９メートル毎分）〜
    約１２０フィート毎分（３６．５７メートル毎分）の平均流速を有する大気圧搬
    送モジュール。
  18. 【請求項１８】 大気圧搬送モジュールであって、 トップ領域と、中央領域と、ボトム領域と、ロードセル領域と、を有した囲い
    ハウジングと、 前記囲いハウジングの前記トップ領域の中に設けられ、前記中央領域へと下向
    きに流れるエアフローを生成するように構成されたブロアと、 前記囲みハウジングの前記中央領域と前記ボトム領域との境界を規定するシェ
    ルフであって、前記ロードセル領域の壁から少なくとも部分的に隔てられること
    によってスロットを規定するシェルフと、 前記シェルフから広がって、さらに前記中央領域と前記ボトム領域との境界を
    規定する多孔シートと を備え、前記ブロアによって生成されたエアフローは、前記多孔シートを自由に
    通らないように制約を加えられ、前記エアフローの一部は、前記ロードセルの前
    記シェルフに向かい前記スロットを通ってさらに前記囲いハウジングの前記ボト
    ム領域に流れ込むようにリダイレクトされる大気圧搬送モジュール。
  19. 【請求項１９】 請求項１８記載の大気圧搬送モジュールであって、 １つ以上のウエハを有したウエハカセットは、前記ロードセルの前記シェルフ
    の上に位置するように構成される大気圧搬送モジュール。
  20. 【請求項２０】 請求項１９記載の大気圧搬送モジュールであって、 前記シェルフに向かってリダイレクトされた前記エアフローの一部は、前記ウ
    エハカセットの前記１つ以上のウエハに実質的に沿って流れる大気圧搬送モジュ
    ール。
  21. 【請求項２１】 請求項２０記載の大気圧搬送モジュールであって、 前記シェルフに向かってリダイレクトされた前記エアフローの一部は、前記ウ
    エハカセットの前記１つ以上のウエハの表面からプロセスガスを除去するのに役
    立つ大気圧搬送モジュール。
  22. 【請求項２２】 請求項２０記載の大気圧搬送モジュールであって、 前記シェルフに向かってリダイレクトされた前記エアフローの一部は、前記ウ
    エハカセットの前記１つ以上のウエハの表面上に存在するまたはその空気中に含
    まれる微粒子の除去に寄与する大気圧搬送モジュール。
  23. 【請求項２３】 請求項１９記載の大気圧搬送モジュールであって、 前記ウエハカセットを個々に含むように、前記ロードセルの中において前記シ
    ェルフを取り囲む壁の囲いが規定され、前記スロットは、前記壁の囲いの後壁に
    おいて規定される大気圧搬送モジュール。
  24. 【請求項２４】 請求項１８記載の大気圧搬送モジュールであって、 前記シェルフに向かって部分的にリダイレクトされた前記エアフローはリダイ
    レクトエアフローであり、前記多孔シートを通って流れる前記エアフローは非リ
    ダイレクトエアフローである大気圧搬送モジュール。
  25. 【請求項２５】 請求項２４記載の大気圧搬送モジュールであって、 前記リダイレクトエアフローは、約１０フィート毎分（３．０４メートル毎分
    ）〜約８０フィート毎分（２４．３８メートル毎分）の平均流速を有し、前記非
    リダイレクトエアフローは、約４０フィート毎分（１２．１９メートル毎分）〜
    約１２０フィート毎分（３６．５７メートル毎分）の平均流速を有する大気圧搬
    送モジュール。
  26. 【請求項２６】 大気圧搬送モジュールを作成するための方法であって、 トップ領域と、中央領域と、ボトム領域と、ロードセル領域と、を有した囲い
    ハウジングを形成し、 前記囲いハウジングの前記トップ領域の中に、前記中央領域へと下向きに流れ
    るエアフローを生成するように構成されたブロアを設け、 前記囲みハウジングの前記中央領域と前記ボトム領域との水平な境界を規定す
    るシェルフであって、前記ロードセル領域の壁から少なくとも部分的に隔てられ
    ることによってスロットを規定するシェルフを設け、 前記シェルフから水平に広がって、さらに前記中央領域と前記ボトム領域との
    境界を規定する多孔シートであって、前記ブロアによって生成されたエアフロー
    は、前記多孔シートを自由に通らないように制約を加えられ、前記エアフローの
    一部分は、前記ロードセルの前記シェルフに向かい前記スロットを通ってさらに
    前記囲いハウジングの前記ボトム領域に流れ込むように、前記多孔シートからそ
    れる方向にリダイレクトされる多孔シートを設ける方法。
  27. 【請求項２７】 請求項２６記載の大気圧搬送モジュールを作成する方法で
    あって、 １つ以上のウエハを有したウエハカセットは、前記ロードセルの前記シェルフ
    の上に位置するように構成される方法。
  28. 【請求項２８】 請求項２７記載の大気圧搬送モジュールを作成する方法で
    あって、 前記シェルフに向かってリダイレクトされた前記エアフローの一部は、前記ウ
    エハカセットの前記１つ以上のウエハに実質的に沿って流れる方法。
  29. 【請求項２９】 請求項２８記載の大気圧搬送モジュールを作成する方法で
    あって、 前記シェルフに向かってリダイレクトされた前記エアフローの一部は、前記ウ
    エハカセットの前記１つ以上のウエハの表面上の空気中に含まれるプロセスガス
    を除去するのに役立つ方法。
  30. 【請求項３０】 請求項２８記載の大気圧搬送モジュールを作成する方法で
    あって、 前記シェルフに向かってリダイレクトされた前記エアフローの一部は、前記ウ
    エハカセットの前記１つ以上のウエハの表面からの微粒子の除去に部分的に寄与
    する方法。
  31. 【請求項３１】 請求項２６記載の大気圧搬送モジュールを作成する方法で
    あって、 前記多孔シートはグリッド構成を有し、電解研摩されたステンレススチールで
    ある方法。
  32. 【請求項３２】 請求項２６記載の大気圧搬送モジュールを作成する方法で
    あって、 前記多孔シートは複数の穿孔を有し、電解研摩されたステンレススチールであ
    る方法。
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