JP2007258681A - 半導体処理の真空チャンバシステム - Google Patents

Abstract

【課題】半導体処理の真空チャンバシステムに関する。
【解決手段】真空チャンバシステムは、少なくとも２つの排気可能な真空チャンバ１ａ、１ｂと、移送手段４と、を備えている。２つの真空チャンバは、処理する半導体素子を収容し、真空チャンバ開口部２ａ、２ｂおよび真空チャンバシール面３ａ、３ｂを備えている。移送手段は、一方の真空チャンバを、他方の真空チャンバに対して移動させ、そのチャンバに真空気密でドッキングさせる。真空チャンバの少なくとも１つが、支持手段を備え、排気しドッキングした状態で支持する。支持手段は、２つの支持素子７１、７２の形式で、真空チャンバ開口部の側面に配置している。支持素子は、互いに動作接続部を備え、相互に力および変位バランスを備えている。この結果、ドッキング状態で、ミスアライメントによる相対する真空チャンバシール面の平行でない位置付けが、支持の際に補正される。
【選択図】図２

Description

本発明は、請求項１〜１５に記載の半導体処理の真空チャンバシステムに関する。

半導体処理の真空チャンバシステムは、従来技術に異なる実施形態が有り、特にＩＣおよび半導体製造の領域で使用されている。その製造は、保護された環境で、汚染粒子の存在を極力無くした状態で行なわれる。例えば、半導体ウェーハまたは液晶基板の製造工場では、高感度の半導体または液晶素子が複数のプロセスチャンバを順次通過する。半導体素子が、それぞれのプロセスチャンバ内で、プロセス装置で処理される。プロセスチャンバでの処理中および次のプロセスチャンバへの移送中に、高感度な半導体素子は、保護された雰囲気、特に空気の無い環境下にする必要がある。

従来技術（例えば、US-5,076,205、US-5,292,393）は、半導体素子（特に、ウェーハ）製造にマルチチャンバシステムを開示している。このシステムでは、複数のプロセスチャンバを、中央のトランスファチャンバの周りに星形に設けている。中央のトランスファチャンバは、第２トランスファチャンバにトンネルを経由して接続している。第２トランスファチャンバの周りに、プロセスチャンバを更に星形に設けている。この様にして、大きな凝集した半導体製造システムを、多様な処理アイランドで形成している。

半導体素子は、１つのプロセスチャンバから次のプロセスチャンバに、トランスファチャンバ内に設けた操作装置でトランスファチャンバを経由して送る。処理アイランド内の非常に短い移送距離は、この立証されている技術の利点から成る。プロセスチャンバと同様に中央のトランスファチャンバも全プロセスで真空状態にするために、移送の際に、素子の複雑な導入および取り外しが要求されない。

上記の星形の真空チャンバシステムは、半導体製造の色々な領域で使用され、小型から中規模サイズの半導体素子の製造および処理に有効であることが立証されている。しかし、新技術の領域は、更に大きな集積半導体素子が要求され、新規の半導体製造システムの供給を必要とする。この例として、平面スクリーンや太陽電池パネルで、幅が２ｍ以上となる。この場合のプロセスチャンバの星形配置（関連する設備を含む）に対して、半導体製造システム全体の立設するエリアは、通例の製造場所の大きさを越えている。一般に製造場所は、細長い床のエリアを備えており、新規の製造装置には狭くて使用できない。

従来技術の真空チャンバシステムでは、プロセスチャンバをラインに沿って配置し、開口部を備えている。その開口部は、真空気密に密封され、共通の方向を向いている。プロセスチャンバに平行して直線に動くトランスファチャンバは、個別のプロセスチャンバとドッキングさせ、素子を１つのプロセスチャンバから次のプロセスチャンバに運ぶ。この目的のために、真空のトランスファチャンバの開口部をプロセスチャンバの開口部と真空気密でドッキングさせている。プロセスチャンバおよびトランスファチャンバのクロージャ（特に、スライド弁）を開ける。２つの真空の空間を接続するため、２つのチャンバは、かなりの力を互いに及ぼす。半導体素子は、コンベヤ装置（例、操作ロボット）で運び、次のトランスファチャンバへの移送に、プロセスチャンバからトランスファチャンバに移送される。開口部を閉じ、中間のスペース内の圧力が増加し、排気した雰囲気で保護された半導体素子は、移送手段で直線移動して次のプロセスチャンバに運ばれる。移送手段は、例えば、高精度のレールシステムで形成される。

この既知のシステムの不利な点は、トランスファチャンバとプロセスチャンバのドッキングを極めて高い精度で実施する必要がある。ドッキング後および開く前で、プロセスチャンバとトランスファチャンバのシール面が、互いに近くでしっかりと寄りかかり、クロージャを開いた後に、真空気密の接触が生じていることを確認する必要がある。トランスファチャンバとプロセスチャンバの間のシール面は、所定の最大接触圧力内で持ちこたえることができる。この圧力は、互いの圧縮で生ずる力を遥かに下回っている。チャンバ間に作用し、シール面間の距離を適切に制限し、力を吸収する支持体を、トランスファチャンバおよび／またはプロセスチャンバに設けている。シール面または支持体が互いに十分精密に調整されていない場合、（特に、精密なドッキングが不十分）２つのチャンバの真空に関わる圧力は、相対的な動きを伴う。この動きは、トランスファチャンバがプロセスチャンバに支持され、シール面が他方の上面に適切に載るまで生ずる。トランスポートチャンバまたはプロセスチャンバの何れかが、例えば、適切に形成したベアリングで、この相対的な動きに限られた範囲でたわむ。

この真空チャンバシステムは、特に実験用に今日まで小型サイズの真空チャンバに使用されている。トランスファチャンバをプロセスチャンバに精密に調整するのは、小さな開口部のサイズと比較的軽量のチャンバの場合、問題は無いが、今日までドッキングの問題を十分に解決していない。これは、先ず第一に、正確な調整に高精度のガイドが要求され、第二に、複雑なベアリングを使用して相対的な動きを必要とする。これは、チャンバを真空で互いに押し付けているためである。

この問題は、サイズが小型から中型の真空チャンバでも適切に解決されていない。特に開口部の幅が２ｍ以上の大型サイズの場合、このシステムの使用は、よりコンパクトな配置の可能性にも拘わらず、原理的に除外される。さらに大きいチャンバ、開口部、重量の場合、ミスアライメントが、小型サイズのシステムの場合よりも、より少ない程度に除外できる。

本発明の目的は、半導体処理に複数のプロセスチャンバを備える一般タイプの真空チュンバシステムを提供し、 保護した環境での大きなサイズの半導体素子の処理に適し、 柔軟性な、特にモジュラの基礎構造で特徴付けられる。

この目的は、独立項に記載の特性の実現で実施され、その発明の更なる展開は、従属項に記載している。

半導体処理の本発明の真空チャンバシステムは、少なくとも２つの排気可能な真空チャンバを備え、処理する半導体素子（例えばウェーハまたは液晶基板）を収容する。真空は、例えば、真空チャンバに接続する真空ポンプで生成する。一方の真空チャンバは、例えばプロセスチャンバの形式で、チャンバ内に半導体素子を処理する少なくとも１つの処理装置を備えている。他方の真空チャンバは、特にトランスファチャンバで、半導体素子を他のチャンバに移送する。真空チャンバは、各々、半導体素子を移送出入する真空チャンバ開口部と、真空チャンバ開口部を取り囲む真空チャンバシール面と、を備えている。真空チャンバ開口部は、例えば長方形または円形の断面を備え、開口部中心軸を規定する。その開口部中心軸は、開口部の中心を通り、開口部の方向に延び、特に真空チャンバシール面の面にほぼ垂直に進んでいる。さらに真空チャンバシステムは、移送手段を備え、その移送手段で、真空チャンバ（例えばトランスファチャンバ）を、他の真空チャンバ（例えばプロセスチャンバ）に対して移動させ、後者と真空気密にドッキングさせる。ドッキングは、例えば一方のチャンバを平行移動させ、その真空チャンバ開口部を他方の真空チャンバ開口部上にして、真空チャンバ間の垂直の距離を縮小する。真空チャンバシール面を互いに相対する位置にすると、ほぼ平行になるが、ミスアライメントの可能性が有る。真空チャンバ開口部のクロージャを、特にスライド弁で開けて、半導体素子を移送装置（例、操作ロボット）で一方の真空チャンバから他方の真空チャンバ（逆も同様）に、保護された雰囲気で移送する。真空チャンバの少なくとも１つが、支持手段を備えている。この支持手段は、排気およびドッキング状態で、他方の真空チャンバ上で一方の真空チャンバの支持（ほぼ開口部中心軸に平行）を確実にする。２つの真空チャンバが、真空状態で互いに押しつける時に、真空チャンバシール面を、互いの所定位置にして、少なくとも或る領域内にする。本発明によると、支持手段は、少なくとも２つの支持素子の形式で、これらの支持素子は、真空チャンバ開口部の相対する側面に配置し、開口部軸にほぼ平行に調整可能で、互いに動作接続部を備えている。少なくとも２つの支持素子は、互いにバランス中心で力および変位に対してバランを取る。バランス中心は、ほぼ開口部中心軸にある。この結果、ドッキング状態で、支持手段は、開口部中心軸にほぼ垂直に、２つの真空チャンバの相互の２つの回転自由度となる。ミスアライメントで起こり得る真空チャンバシール面の互いの平行でない位置合わせが、支持の際に補正される。支持手段は、支持状態で、一方の真空チャンバを他方の真空チャンバに対して、回転の中心、即ちバランス中心で、２つの回転自由度の制限範囲内で、移動可能とする。バランス中心は、ほぼ、支持素子を持つ真空チャンバの開口部中心軸にあり、２つの回転軸は、互いに垂直で、回転軸の双方が、開口部中心軸に垂直である。傾斜したドッキングの場合、２つの開口部の軸は、互いに平行でなく、真空チャンバシール面も正確に平行ではない。それにも拘わらず、他方の真空チャンバ上の一方の真空チャンバの支持は可能である。この支持には、真空チャンバを互いに押し付けた時に、開口部中心軸に垂直な軸に対してチャンバ間の相対的な回転を必要としない。一方、２つの真空チャンバ表面の互いのオフセットが、所定の範囲内の開口部中心軸の平行のオフセットの場合、その支持作用には殆ど影響を与えない。これは、相対する位置の真空チャンバシール面の間の距離が、一定である。故意でない傾斜位置が、劇的な結果となる。例えば、幅２ｍの開口部を備えた細長い真空チャンバ開口部の場合、一方の真空チャンバの他方に対するミスアライメントが、０．１５度だけでも真空チャンバシール面に沿って約５ｍｍの距離の差異となる。この差異は、支持手段で吸収され、真空チャンバまたは真空チャンバシール面の不可避なたわみを与えず、装置の破壊を避ける。

この２つの真空チャンバシール面の間の距離の差異の中で、真空気密の密封を確実にするために、本発明は、シール手段を提供し、これは、少なくとも１つのシールキャリヤリングの形式である。シールキャリヤリングは、一方の真空チャンバシール面に取りつけている。そして、ベアリング素子で、その開口部中心軸にほぼ平行に変位可能で、および、この真空チャンバシール面に傾斜可能にしている。ドッキング状態で、シールキャリヤリングは、少なくとも部分的に真空チャンバシール面と他方の真空チャンバシール面との間に存在する。シールキャリヤリングは、少なくとも１つの補正シール素子を備え、補正シール素子は、一方の真空チャンバ（特に、一方の真空チャンバシール面）とシールキャリヤリングとの間に配置する。この様にして、シールキャリヤリングの変位および傾斜に伴い、シールキャリヤリングと一方の真空チャンバシール面との間に真空気密の接触を維持する。さらにシールキャリヤリングは、少なくとも１つの正面シール素子を備えている。そのシール素子は、端面を密封し、他方の真空チャンバシール面に向いている。ドッキング状態で、シールキャリヤリングと他方の真空チャンバシール面との間に真空気密の接触を形成する。この結果、密封中に生ずるミスアライメントによる真空チャンバシール面の互いに平行でない位置合わせが補正され、２つの真空チャンバ間の真空気密の密封が確実となる。

支持手段およびシール手段を共通または異なる真空チャンバに設けることは可能である。トランスファチャンバに支持手段およびシール手段を配置するのは、好都合である。この場合、真空チャンバシステムの１つのチャンバのみに、適切に装備するからである。プロセスチャンバへの配置、プロセスチャンバおよびトランスファチャンバへの混合配置または２重配置も同様に実現可能である。

本発明の真空チャンバシステムを、実施例を図で模式的に示し、これを参照しながら以下詳細に説明する。

図１、２は、半導体処理の真空チャンバシステムの平面図で、第１プロセスチャンバ１ｂ、第２プロセスチャンバ１ｃ、第３プロセスチャンバ１ｄを備えている。プロセスチャンバ１ｂ、１ｃ、１ｄは、ほぼ同一で、第１プロセスチャンバ１ｂのみについて詳細を記載する。プロセスチャンバ１ｂ、１ｃ、１ｄは、真空気密に密封そして排気できる。各チャンバは、半導体素子５を処理する少なくとも１つの処理装置１３をその中に備えている。半導体素子５をプロセスチャンバ開口部２ｂを介して移動させ、各プロセスチャンバ２ｂに出入させる。プロセスチャンバ開口部２ｂは、スライド弁（図示しない）などの手段で閉じる。プロセスチャンバシール面３ｂは、各々のプロセスチャンバ開口部２ｂを囲んでいる。半導体素子５を個別のプロセスチャンバ１ｂ、１ｃ、１ｄに出入可能にするには、排気可能なトランスファチャンバ１ａも備える必要がある。このトランスファチャンバ1ａを、プロセスチャンバ１ｂ、１ｃ、１ｄに対して移送手段４で移動させ、各プロセスチャンバに真空気密にドッキングさせる。この例では、移送手段４は、直線の移送手段の形式である。トランスファチャンバ１ａは、適当なサイズのトランスファチャンバ開口部２ａを備えている。トランスファチャンバ開口部は、プロセスチャンバ１ｂ、１ｃ、１ｄ開口部２ｂとドッキングできる。そのトランスファチャンバ開口部２ａを通して、半導体素子５を、トランスファチャンバ１ａからドッキングさせたプロセスチャンバ１ｂに（逆も同様）移送させる。この移送は、コンベヤ装置（例、小型操作ロボット）で行なう。トランスファチャンバ１ａも例えばスライド弁（図示せず）の手段で真空気密に密封可能である。

プロセスチャンバ１ｂ、１ｃ、１ｄは、平行に並んで設け、平行な開口部中心軸ａｂ、ａｃ、ａｄを備えている。移送手段４は、トランスファチャンバ１ａをプロセスチャンバ１ｂ、１ｃ、１ｄに対して直線に、開口部中心軸ａａ、ａｃ、ａｄに垂直な方向に移動させる。

トランスファチャンバシール面３ａは、トランスファチャンバ開口部２ａを取り囲んでいる。プロセスチャンバシール面３ｂおよびトランスファチャンバシール面３ａは、次のように形成されている。トランスファチャンバ１ａをプロセスチャンバ１ｂにドッキングさせ、トランスファチャンバシール面３ａを、プロセスチャンバシール面３ｂの反対側位置に持ってくる。プロセスチャンバシール面は、ほぼ平行であるが、ミスアライメントが起こり得る。トランスファチャンバシール面３ａとプロセスチャンバシール面３ｂの間に真空気密の接触が得られる。図１，２は、垂直軸に対して回転したミスアライメントを示している。真空気密の密封のシール手段１４を簡略に示している。シール手段１４は、トランスファチャンバシール面３ａに取り付け、そのシール面３ａの垂直方向に弾力性がある。ほぼ平行な相対する位置で、シール手段は、プロセスチャンバシール面３ｂへの距離を補正する。その距離は、起こり得るミスアライメントで、トランスファチャンバシール面３ａに沿って必ずしも一定ではない。このようにして真空気密の接触が形成されている。図１は、まだドッキングさせていない状態で、トランスファチャンバ１ａが自身のシール面を備え、プロセスチャンバシール面３ｂに面している。プロセスチャンバシール面３ｂは、ほぼしかし完全には平行ではない。シール面の接触は、まだ形成されていない。プロセスチャンバ１ｂに垂直に向いたトランスファチャンバの水平の移動、水平の距離の減少で、トランスファチャンバシール面３ａおよびプロセスチャンバシール面３ｂは、向かい側に達する。その対向する位置は、小さな距離だけ離れているので、真空気密の接触がシール手段１４で生成される（図２参照）。シール面３ａ、３ｂは、互いに完全に平行ではない。例えば、０．１５度の誤差とする。シール手段１４は、この距離の差異を適切に補正する必要がある。実施例は大型の真空チャンバシステムに関し、トランスファおよびプロセスチャンバ開口部２ａ、２ｂを備え、同等でない側面を備えた矩形の断面で、幅が２ｍより大きく、高さが約０．５ｍである。アライメントの誤差が０．１５度以下の場合、トランスファチャンバシール面３ａとプロセスチャンバシール面３ｂの間に距離の差異が５ｍｍに達する。シール手段１４の接触圧は、所定の範囲内にあり、第一に、真空気密の密封を保証し、第二として、シール手段１４の破壊を防ぐ必要がある。このために、トランスファチャンバ１ａに、支持手段を設ける。この支持手段により、排気およびドッキング状態で、それぞれのドッキングしたプロセスチャンバ１ｂ、１ｃ、１ｄ上でのトランスファチャンバ１ａの支持を可能にする。支持手段は、トランスファチャンバ開口部２ａの開口部中心軸ａａおよびプロセスチャンバ開口部２ｂの開口部中心軸ａｂにほぼ平行の方向に設けている。開口部中心軸ａａ、ａｂは、シール面３ａ、３ｂで規定される面に対して法線で、開口部２ａ、２ｂの中心を通っている。トランスファチャンバ開口部２ａの開口部中心軸ａａおよびプロセスチャンバ開口部２ｂの開口部中心軸ａｂは、ドッキングすると、ほぼ同一線上となる。図示する例では、０．１５度の偏りがある。プロセスチャンバ開口部２ｂおよびトランスファチャンバ開口部２ａが開くと直ぐに、チャンバ１ａ、１ｂ内に広がる減圧が、チャンバ間のかなりの垂直の圧力となる。この圧力は、支持手段が吸収する。起こり得るミスアライメントにも拘わらず、支持手段は、ミスアライメントに適応する。

この目的のために、支持手段は、少なくとも２つの支持素子からなり、トランスファチャンバ開口部２ａの相対する側面、または代わりにプロセスチャンバ開口部２ｂの相対する側面に配置し、開口部中心軸ａａにほぼ平行に調整可能である。図３は、トランスファチャンバ開口部２ａの斜視図で、支持素子は、機械的な支持素子７１、７２の形式をしている。２つの支持素子７１，７２は、互いに、ケーブルウィンチ９の形式をした動作接続部を備えている。支持素子７１、７２およびケーブルウィンチ９は、以下の構成になっている。支持素子７１，７２は、相互に力および変位バランスを備えている。バランス中心Ｚは、トランスファチャンバ開口部２ａの開口部中心軸ａａに、ほぼ位置している。この構成が、ドッキングした状態でトランスファチャンバシール面３ａおよびプロセスチャンバシール面３ｂの平行でない相対する位置を、支持の際に補正を確実にする。機械的支持素子７１、７２間の動作接続部は、ケーブルウィンチ９で形成される。ドッキングで、一方の支持素子７１の調整は、他方の支持素子７２に、反対方向で、開口部中心軸ａａにほぼ平行の等距離調整となる。そして２つの支持素子にバランスが取れる。この状態を、支持素子７１、７２内の矢印で示している（図２参照）。２つの支持素子７１、７２は、回転軸ｙを備えるロッキングチェアのように作用する。

このようにして開口部中心軸ａａおよび２つの支持素子７１、７２の接続する軸ｘに垂直な回転軸ｙを備える回転自由度Ｇｙが、ドッキング状態で生ずる。

２つの支持素子７１、７２を、トランスファチャンバ開口部２ａの２つの幅の狭い方の面の縁部中央に設けている。これらは、開口部中心軸ａａにほぼ対称的で、支持素子の各々が、支持点を形成している。２つの支持素子７１、７２は、プロセスチャンバ１ｂに固定された２つの対向する支持素子１５で支持される（図１、２参照）。支持素子７１、７２と対向支持素子１５の実質的な点接触により、更なる回転自由度Ｇｘが存在する。この回転軸ｘは、開口部中心軸ａａに垂直で、２つの支持素子７１、７２を接続する軸ｘに平行、特に同一直線上になる。

回転自由度Ｇｘ、Ｇｙの２つの回転軸ｘ、ｙの交点が、上記記載のバランス中心Ｚを形成する。従って、トランスファチャンバ１ａは、ドッキングおよび支持状態で、バランス中心Ｚに対して限定した動きを備える。

支持素子７１、７２と対向支持素子１５の点接触は、高い表面圧のため実際に生ずるのは稀である。支持素子は、２つの支持素子７１、７２の接続軸ｘに対して、回転可能に設計されている。この結果、ドッキング状態で回転自由度Ｇｘが生ずる。この回転軸ｘは、開口部中心軸ａａに垂直で、２つの支持素子７１、７２の接続軸ｘに平行、特に同一直線上である。

機械的支持素子は、それぞれジョイントユニット７１、７２の形式で、開口部中心軸ａａにほぼ平行に作用する力Ｆを、真空チャンバ開口部２ａの周方向ｕ（矢印ｕで示す）に偏向させる。２つのローラ１６を介して真空チャンバ開口部２ａの周りに導いているケーブルウィンチ９（図３参照）は、この目的のためである。

図５ａ、５ｂは、ジョイントユニット７１形式の機械的支持素子で、平面断面図および側面図の詳細を示す。対向支持素子１５およびジョイントユニット７１間の開口部中心軸ａａに平行に作用する力Ｆ、支持力Ｆは、偏心部１７により真空チャンバ開口部２ａの周方向ｕに偏向され、ケーブルウィンチ９に偏向される。ジョイントユニット７１は、回転軸ｘに対して回転可能に設計されており、ドッキング状態で、回転自由度Ｇｘが生じる。ばね１８は、スタート位置でジョイントユニット７１を保持し、無負荷状態でケーブルウィンチ９を堅く締めている。

ケーブルウィンチ９の代わりに、ロッド機構１０の形式の機械的動作接続部も可能である。このロッド機構は、ジョイント部１２（詳細は図５ｃ参照）を経て、真空チャンバ開口部２ａの周りに導かれている。

図４は、支持手段の他の変形例を示す。支持素子は、それぞれ単動式の液圧（水または油）シリンダ８１、８２で、開口部軸ａａに平行に調整可能である。液圧シリンダ８１、８２は、互いに圧力作動接続１１を備えている。ドッキング状態で、一方の液圧シリンダ８１の調整は、他方の液圧シリンダ８２の逆方向で、開口部中心軸ａａにほぼ平行な等距離調整となる。

２つの支持素子の代わりに４つの支持素子を使用するのは勿論可能で、追加する支持素子の接続軸は、ｙ軸となる。これは上記と同様の支持動作になるが、支持素子は、より少ない負荷を受ける。更に異なる数（例えば、３、５、６または８）の支持素子の使用も可能である。特に液圧動作接続部の場合、三角形の配置が容易に実現できる。

トランスファチャンバシール面３ａおよびプロセスチャンバシール面３ｂの間の上記の距離差異内で、真空気密の密封を確保するために、本発明は、少なくとも１つのシールキャリヤーリング１９の形式をしたシール手段１４を提供する。図６〜１０は、可能な実施形態の詳細な断面図で、下記に記載する。シールキャリヤーリング１９は、ベアリング素子２０でトランスファチャンバシール面３ａの上に取りつけている。開口部中心軸ａａにほぼ平行に変位可能に、およびトランスファチャンバシール面３ａに対して傾斜可能にしている。ドッキング状態で、シールキャリヤーリング１９を、トランスファチャンバシール面３ａとプロセスチャンバシール面３ｂの間に位置させる。シールキャリヤーリング１９は、少なくとも１つの補正シール素子２１を備えている。シール素子２１は、一方の真空チャンバ１ａ、特に一方の真空チャンバシール面３ａとシールキャリヤーリング１９の間に設けている。この様にして、トランスファチャンバシール面３ａに対して、シールキャリヤーリング１９の変位および／または傾きに対して、真空気密の接触が維持される。さらにシールキャリヤーリング１９は、少なくとも１つの正面シール素子２２を備えている。このシール素子２２は、端面を密封し、プロセスチャンバシール面３ｂの方向に向いている。ドッキング状態では、シールキャリヤーリング１９とプロセスチャンバシール面３ｂの間に真空気密の接触を形成する。シールキャリヤーリング１９の傾斜可能な配置の結果として、プロセスチャンバシール面３ｂに面するトランスファチャンバシール面３ａの平行でない位置（起こり得るミスアライメントによる）は、密封の際に補正され、真空気密の密封が確実となる。図６〜９は、補正シール素子が、軸方向に作用する弾性シールリング２１の形式の実施形態を示す。このシールリング２１は、傾斜に対して真空気密の補正をもたらし、一方の真空チャンバシール面３ａとシールキャリヤーリング１９の間に軸方向と半径方向に固定されている。“軸方向”は、開口部中心軸ａａにほぼ平行を意味し、“半径方向”は、開口部中心軸ａａにほぼ垂直な方向を意味する。図９には、２つのシールキャリヤリング１９を設けている。このリング１９は、２つの弾性シールリング２１を有し、補正シール素子として軸方向に作用し、傾斜に対して真空機密の補正をもたらす。図６の実施形態は、弾性体の細片（特にゴムの細片）で、外周に配置し、ベアリング素子２１として作用する。図７では、周囲に沿ったゴムバッファをベアリング素子２１として設けている。図８、９では、ベアリング素子２１は、弾性スリーブの形式をしている。これらのベアリング素子２１に共通している点は、トランスファチャンバ１ａに対するシールキャリヤーリング９の片側だけ（傾斜）の移動を可能にする。図６〜１０の全ての実施例において、シールキャリヤーリング１９は、トランスファチャンバ１ａに取り付け、可動空間を持たせて傾斜可能にしている。

図１０のシールキャリヤーリング１９は、トランスファチャンバシール面３ａの端面の環状溝で軸方向移動可能に設け、そのシール面３ａの一部を取り囲んでいる。同時に、トランスファチャンバシール面３ａの一部が、シールキャリヤリング１９を少なくとも部分的に取り囲んでいる。半径方向に作用するシールリング２１の形式の補正シール素子を、トランスファチャンバ１ａの覆っている領域とシールキャリヤーリング１９の間に、半径方向に設けている。開口部中心軸ａａにほぼ平行の変位およびトランスファチャンバシール面３ａに対する傾斜が可能となる。正面シール素子３２は、Ｏリングの形式で、端面を密封し、プロセスチャンバシール面３ｂに向いており、ドッキング状態で、シールキャリヤーリング１９と他方のプロセスチャンバシール面３ｂの間に真空気密の接触を生ずる。トランスファチャンバ１ａとシールキャリヤーリング１９の間のプラスチックリングは、ベアリング素子２０の役目をする。

図６〜１０の全ての実施例で、トランスファチャンバ１ａの方向に作用するばね２３を、シールキャリヤーリング１９を保持するために設けている。ベアリング素子２０及びばね２３を、トランスファチャンバシール面３ａの周囲に沿って均一な間隔で割り当てている。

真空チャンバシステムの平面図で、トランスファチャンバのドッキング前を示す。 真空チャンバシステムの平面図で、トランスファチャンバのドッキング後を示す。 トランスファチャンバ開口部の斜視図で、その開口部は、機械的支持素子およびケーブルウィンチ（動作接続部）を備える。 トランスファチャンバ開口部の斜視図で、その開口部は液圧支持素子および液圧動作接続部を備える。 （ａ）機械的支持素子の平面断面図を示す。（ｂ）機械的支持素子の側面図を示す。（ｃ）動作接続部としてのロッド機構のジョイント部の側面図を示す。 第１の実施形態のシールキャリヤリングを示す。そのシールキャリヤリングは、軸方向に作用するシールリングの形式の補正シール素子を備えている。 第２の実施形態のシールキャリヤリングを示す。そのシールキャリヤリングは、軸方向に作用するシールリングの形式の補正シール素子を備えている。 第３の実施形態のシールキャリヤリングを示す。そのシールキャリヤリングは、軸方向に作用するシールリングの形式の補正シール素子を備えている。 ２つのシールキャリヤリングを示す。これらシールキャリヤリングは、軸方向に作用するシールリングの形式の補正シール素子を備えている。 シールキャリヤリングを示す。そのシールキャリヤリングは、半径方向に作用するシールリングの形式の補正シール素子を備えている。

Claims (16)

1. 半導体処理の真空チャンバシステムが、
   処理する半導体素子（５）を収容する少なくとも２つの排気可能な真空チャンバ（１ａ、１ｂ）と、
   該各真空チャンバは、
   該半導体素子（５）を該真空チャンバ（１ａ、１ｂ）に移送出入させる真空チャンバ開口部（２ａ、２ｂ）と、
   開口部中心軸（ａａ、ａｂ）と、
   該真空チャンバ開口部（２ａ、２ｂ）を取り囲む真空チャンバシール面（３ａ、３ｂ）とを備え、
   移送手段（４）と、を備え、
   該移送手段（４）で、
   一方の真空チャンバ（１ａ）を、他方の真空チャンバ（１ｂ）に対して移動させ、
   該他方の真空チャンバ（１ｂ）に、シール手段（１４）で真空気密にドッキングさせ、
   該真空チャンバシール面（３ａ、３ｂ）を、ほぼ平行（ミスアライメントになり得る）に相対する位置にさせ、
   該半導体素子（５）を、該一方の真空チャンバ（１ａ）から該他方の真空チャンバ（１ｂ）に（逆も同様）、コンベヤ装置（６）で移送させ、
   少なくとも一方の真空チャンバ（１ａ、１ｂ）が、支持手段を備え、該支持手段が、排気したドッキング状態で、該一方の真空チャンバ（１ａ）を該他方の真空チャンバ（１ｂ）上で、該開口部中心軸（ａａ、ａｂ）にほぼ平行の方向に支持し、
   該支持手段が、少なくとも２つの支持素子（７１、７２；８１、８２）の形式で、
   ２つの該支持素子は、
   該真空チャンバ開口部（２ａ、２ｂ）の相対する側面に配置し、
   該開口部中心軸（ａａ、ａｂ）にほぼ平行に調整可能で、
   互いに動作接続部（９、１０、１１）を備え、
   相互に力および変位バランスを備え、バランス中心（Ｚ）が、ほぼ該開口部中心軸（ａａ、ｂｂ）に位置し、
   ドッキング状態で、該支持素子（７１、７２；８１、８２）は、該開口部中心軸（ａａ）にほぼ垂直な２つの回転自由度（Ｇｘ、Ｇｙ）を、２つの該真空チャンバ（１ａ、１ｂ）に相互に与え、ミスアライメントで発生し得る該真空チャンバシール面（３ａ、３ｂ）の平行でない相対する位置を、支持の際に補正する、ことを特徴とする真空チャンバシステム。
2. 前記支持素子（７１、７２；８１、８２）が互いに前記動作接続部を備え、ドッキングの際に、一方の前記支持素子（７１、８１）の調整が、他方の前記支持素子（７２、８２）を反対方向で、ほぼ前記開口部中心軸ａａに平行な等距離調整となり、ドッキング状態で、前記開口部中心軸（ａａ）および２つの前記支持素子（７１、７２；８１、８２）の接続軸（ｘ）に垂直な回転軸を備えた前記回転自由度（Ｇｙ）が生ずる、ことを特徴とする請求項１記載の真空チャンバシステム。
3. 前記支持素子は、２つの前記支持素子（７１、７２；８１、８２）の前記接続軸（ｘ）に対して回転可能に設計され、ドッキング状態で、前記開口部中心軸（ａａ）に垂直そして２つの前記支持素子（７１、７２；８１、８２）の前記接続軸（ｘ）に平行（特に、同一直線上）の１つの前記回転自由度（Ｇｘ）が形成される、ことを特徴とする請求項１または２記載の真空チャンバシステム。
4. 前記真空チャンバ開口部（２ａ、２ｂ）は、同等でない側面の矩形断面を備え、それぞれ支持点を形成する２つの前記支持素子（７１、７２；８１、８２）を、前記一方の真空チャンバ（１ａ）に設け、前記真空チャンバ開口部（２ａ）の狭い方の側面の縁部中央に配置し、前記開口部中心軸（ａａ）に対してほぼ対称である、ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の真空チャンバシステム。
5. 前記支持素子（７１、７２）が、互いに機械的な前記動作接続部（９、１０）を備えている、ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の真空チャンバシステム。
6. 機械的な前記動作接続部が、ケーブルウィンチ（９）の形式で、前記真空チャンバ開口部（２ａ）の周りで案内されている、ことを特徴とする請求項５記載の真空チャンバシステム。
7. 機械的な前記動作接続部が、ロッド機構（１０）の形式で、ジョイント部（１２）を介して接続され、前記真空チャンバ開口部（２ａ）の周りで案内されている、ことを特徴とする請求項５記載の真空チャンバシステム。
8. 前記支持素子が、それぞれジョイントユニット（７１、７２）の形式で、そのジョイントユニットが、前記開口部中心軸（ａａ）にほぼ平行に作用する力（Ｆ）を、前記真空チャンバ開口部の周方向に偏向する、ことを特徴とする請求項５〜７の何れか１項記載の真空チャンバシステム。
9. 前記支持素子（８１、８２）が、互いに液圧動作接続部（１１）を備えている、ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の真空チャンバシステム。
10. 前記支持素子の各々が、単動式の液圧シリンダ（８１、８２）である、ことを特徴とする請求項９記載の真空チャンバシステム。
11. 前記移送手段（４）が、前記一方の真空チャンバ（１ａ）を、前記他方の真空チャンバ（１ｂ）に対して、前記開口部中心軸（ａａ）に垂直な方向（ｗ）で直線移動させる、ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項記載の真空チャンバシステム。
12. 前記シール手段（１４）が、少なくとも１つのシールキャリヤーリング（１９）の形式で、該シールキャリヤーリングを前記一方の真空チャンバシール面（３ａ）上にベアリング素子（２０）で取り付け、前記開口部中心軸（ａａ）にほぼ平行に移動可能で、前記一方の真空チャンバシール面（３ａ）に対して傾斜可能にし、ドッキング状態で、前記一方の真空チャンバシール面（３ａ）と前記他方の真空チャンバシール面（３ｂ）の間に存在し、
    該シール手段（１４）が、
    少なくとも１つの補正シール素子（２１）と、
    該補正シール素子を、前記一方の真空チャンバ（１ａ）、特に前記一方の真空チャンバシール面（３ａ）と該シールキャリヤーリング（１９）の間に配置し、前記一方の真空チャンバシール面（３ａ）に対する該シールキャリヤーリング（１９）の変位およひ傾斜に対して、真空気密の接触が維持され、
    少なくとも１つの正面シール素子（２２）と、を備え、
    該正面シール素子（２２）は、端面を密封し、前記他方の真空チャンバシール面（３ｂ）の方向に向き、該シールキャリヤーリング（１９）と前記他方の真空チャンバシール面（３ｂ）の間に接触を形成し、ドッキング状態で真空気密にし、
    互いに相対する前記真空チャンバシール面（３ａ、３ｂ）がミスアライメントで起こり得る平行でない位置付けが、密封の際に補正される、ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項記載の真空チャンバシステム。
13. 前記シールキャリヤーリング（１９）が、前記一方の真空チャンバシール面（３ａ）を少なくとも部分的に取り囲み、または、前記一方の真空チャンバシール面（３ａ）が、前記シールキャリヤーリング（１９）を少なくとも部分的に取り囲み、
    前記補正シール素子が、半径方向に作用するシールリング（２１１）の形式で、該シールリング（２１１）を、前記一方の真空チャンバ（１ａ）の取り囲まれた又は取り囲む領域と前記シールキャリヤーリング（１９）との間に配置し、前記開口部中心軸（ａａ）にほぼ平行な変位および前記一方の真空チャンバシール面（３ａ）に傾斜可能である、ことを特徴とする請求項１２記載の真空チャンバシステム。
14. 前記補正シール素子が、軸方向に作用する前記弾性シールリング（２１）の形式で、前記シールリング（２１）は、傾斜に対し真空気密の補正を与え、前記一方の真空チャンバシール面（３ａ）と前記シールキャリヤーリング（１９）の間に軸方向に設けている、ことを特徴とする請求項１２記載の真空チャンバシステム。
15. 半導体処理の真空チャンバシステムが、
    排気可能な少なくとも１つの第１および少なくとも１つの第２プロセスチャンバ（１ｂ、１ｃ）と、
    該各プロセスチャンバは、
    該プロセスチャンバ内の半導体素子（５）を処理する少なくとも１つの処理装置（１３）と、
    該半導体素子（５）を該プロセスチャンバ（２ｂ）へ移送出入させるプロセスチャンバ開口部（２ｂ）と、
    該プロセスチャンバ開口部（２ｂ）を取り囲むプロセスチャンバシール面（３ｂ）と、を備え、
    移送手段（４）と、
    排気可能なトランスファチャンバ（１ａ）と、
    該トランスファチャンバは、該移送手段（４）で該プロセスチャンバ（１ｂ、１ｃ）に対して移動可能で、何れか１つの該プロセスチャンバ（１ｂ、１ｃ）と真空気密にドッキング可能で、該第１および第２プロセスチャンバ（１ｂ，１ｃ）の間の該半導体素子（５）の移送を意図し、
    排気可能な該トランスファチャンバ（１ａ）は、
    トランスファチャンバ開口部（２ａ）と、
    該トランスファチャンバ開口部（２ａ）は、該プロセスチャンバ開口部（２ｂ）とドッキング可能で、その該開口部（２ａ）から該半導体素子（５）を該トランスファチャンバ（１ａ）からドッキングさせた該プロセスチャンバ（１ｂ）に、逆も同様、コンベヤ装置（６）で移送可能で、
    トランスファチャンバシール面（３ａ）と、
    該トランスファチャンバシール面（３ａ）は、該トランスファチャンバ開口部（２ａ）を取り囲み、ドッキングで該プロセスチャンバシール面（３ｂ）に対向するほぼ平行なミスアライメントが起こり得る位置に持ち寄り、該トランスファチャンバシール面（３ａ）と該プロセスチャンバシール面（３ｂ）の間に真空気密の接触を、シール手段（１４）で形成し、
    支持手段と、を備え、
    該支持手段は、少なくとも該トランスファチャンバ（１ａ）、該第１プロセスチャンバ（１ｂ）、または該第２プロセスチャンバ（１ｃ）上に有り、
    該支持手段は、該トランスファチャンバ（１ａ）を、該開口部中心軸（ａａ、ａｂ）にほぼ平行に、該第１または該第２プロセスチャンバ（１ｂ、１ｃ）上で、排気ドッキング状態で支持し、
    該支持手段は、少なくとも２つの支持素子（７１、７２；８１、８２）の形式で、
    該２つの支持素子は、
    該トランスファチャンバ開口部（２ａ）または該プロセスチャンバ開口部（２ｂ）の相対する側面に設け、
    該開口部中心軸（ａａ、ａｂ）にほぼ平行に調整可能で、
    互いに動作接続部（９、１０、１１）を備え、
    互いに力および変位バランスを備え、バランス中心（Ｚ）は、該トランスファチャンバ開口部（２ａ）および該プロセスチャンバ開口部（２ｂ）の該開口部中心軸（ａａ、ａｂ）上にほぼ位置し、
    ドッキング状態で、該トランスファチャンバシール面（３ａ）と該プロセスチャンバシール面（３ｂ）のミスアライメントで発生し得る平行でない相対する位置を、支持の際に補正する、ことを特徴とする真空チャンバシステム。
16. 前記第１プロセスチャンバ（１ｂ）および前記第２プロセスチャンバ（１ｃ）を、中心軸（ａｂ、ａｃ）を平行にして並べ、前記移送手段（４）が、前記プロセスチャンバ（１ｂ，１ｃ）に対して、前記開口部中心軸（ａａ、ａｂ、ａｃ）にほぼ垂直の方向に、前記トランスファチャンバ（１ａ）を直線に移動させる、ことを特徴とする請求項１５記載の真空チャンバシステム。

Images