JP2007266576A

JP2007266576A - 分離されたチャンバ本体

Info

Publication number: JP2007266576A
Application number: JP2007004123A
Authority: JP
Inventors: Jae-Chull Lee; チュルリージャエ; Shinichi Kurita; 栗田　真一; John M White; エムホワイトジョン; Suhail Anwar; アンワーシュハイル
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2027-01-12
Also published as: CN102230155B; KR20070076470A; US7845891B2; CN102230155A; CN101071755B; US20070166133A1; CN101071755A; EP1808889A3; TWI384574B; EP1808889A2; KR100848899B1; JP5005359B2; TW200733291A

Abstract

【課題】基板搬送チャンバ及び真空処理チャンバとしての使用に適する、ロードロックチャンバを提供する。
【解決手段】管状本体から分離した上部及び底部プレートを有する真空チャンバが提供され、チャンバは少なくとも２つの基板アクセスポート１１６が形成された管状本体１４８を含み、上部プレート１０４は本体の上端面に気密に配置され、底部プレートは本体の下端表面に気密に配置される。複数の固定具（ファスナー）が上部と底部プレートの間で本体をクランプする。分離された少なくとも１つの上部と底部を有するチャンバ本体を含む。特に、ロードロックチャンバ、基板搬送チャンバ及び真空処理チャンバとしての使用に適する。
【選択図】図２

Description

発明の分野

本発明の実施形態は、真空処理システムのチャンバ本体に関する。

関連技術の説明

フラットパネル技術により製造される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、アクティブマトリクスディスプレイ、例えば、コンピューターやテレビのモニタ、携帯電話のディスプレイ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、及び増加している他の多くのデバイスに一般に用いられている。一般的には、フラットパネルは、それらの間にはさまれた液晶材料の層を持った２枚のガラス板を含んでいる。ガラス板の少なくとも１つは、電源と結合したその上に配置された一導電膜を含んでいる。電源から導電薄膜に供給される電力は、結晶材料の配向を変化させ、パターンディスプレイを作る。

フラットパネル技術の市場の受け入れにつれて、量産性に優れ、製造コストの少ない大面積ディスプレイの需要が、フラットパネルディスプレイ組立加工業者のためにより大きなサイズのガラス基板を収容する新しいシステムを装置製造業者に開発させている。現在のガラス処理装置は、一般的に約５平方メートルより僅かに大きい基板を収容するように構成されている。より大きな基板サイズを収容するように構成された処理装置が近い将来にできると予想される。

そのような大面積基板を作るための装置は、フラットパネルディスプレイ組立加工業者に対する実質的な投資を表わしている。従来のシステムは、大型で高価なハードウェアを必要とする。真空チャンバの大型サイズは真空条件下で変形の影響を受けやすくなる。例えば、真空チャンバの上部及び底部は真空条件下で内側に偏向するので、スリットバルブドアを境界を形成する真空チャンバ本体の封止表面は非平坦になり、スリットバルブドアと真空チャンバの間の封止はリーク（漏れ）の影響を受ける。更に、大きな偏向により、スリットバルブドアの金属表面とチャンバ表面が摩擦し、これによって、真空チャンバ内に導入されて基板を汚染する可能性のある不要な粒子を発生させる場合がある。将来の処理システムがより大きなサイズの基板を視野に入れているので、大面積基板の迅速な搬送が可能な真空チャンバの改良は重要である。
従って、改良された真空チャンバの必要性が存在する。

発明の概要

本発明の実施形態は、チャンバ本体の側壁から分離した上部又は底部の少なくとも１つを有するチャンバ本体を含む。本発明は、特に、ロードロックチャンバ、基板搬送チャンバ、真空処理チャンバとして用いるのに適する。

第１実施形態において、管状本体から分離した上部及び底部プレートの少なくとも１つを有する真空チャンバが提供される。一実施形態において、真空チャンバは少なくとも２つの基板アクセスポートが形成された管状本体を含む。上部プレートは本体の上端面に気密に配置され、底部プレートは本体の下端表面に気密に配置される。複数の固定具（ファスナー）が上部と底部プレートの間で本体をクランプする。

他の実施形態において、管状チャンバ本体に連結された上部及び底部プレートを有し、少なくとも上部プレートがチャンバ本体に対して移動可能である真空チャンバが提供される。他の実施形態において、少なくとも１つのスペーサが上部プレートとチャンバ本体の間に配置され、チャンバ本体と上部プレートを間隔を配して分離した関係に維持する。

更に、他の実施形態において、管状チャンバ本体に連結される第１プレートを含む真空チャンバが提供される。管状チャンバ本体には、少なくとも１つの基板アクセスポートが形成される。シール部は第１プレート及びチャンバ本体に気密に係合する。複数の垂直に積み重ねられたスペーサが第１プレートとチャンバ本体の間に配置され、第１プレートとチャンバ本体を間隔を配して分離された状態に維持する。第２プレートはチャンバ本体に気密に連結され、チャンバ本体とプレートは大面積基板を収容するのに十分な内部容積を形成する。基板支持部は内部容積内に配置される。

詳細な説明

分離した本体アセンブリを有する真空チャンバを提供する。本体アセンブリの構成部品は、チャンバ本体アセンブリの上部に加えられた力、例えば熱膨張や圧力その他のエネルギーによる歪みを、部品間の横方向の動きによって管状本体の側壁から分離することを可能にする。従って、分離という用語は、チャンバの真空の完全性を損なうことなく、チャンバ側壁に相対して上部又は下部プレートの少なくとも１つを動かせる能力を定義するものである。これによりチャンバ密封面が動作許容範囲内に有益に維持され、動作中の粒子発生の低下に役立つ。第１形態はロードロックチャンバとして記載されているが、その他の真空チャンバ、例えば基板搬送チャンバ、化学気相蒸着チャンバ、物理気相蒸着チャンバ、熱処理チャンバ、エッチングチャンバ、イオン注入チャンバ、又はその他の真空チャンバも本願に記載の構造に構成し得ることが考えられる。

図１は本発明のロードロックチャンバ１００の一形態を示す。ロードロックチャンバ１００はステンレススチール、アルミニウム等の剛性材料又はその他の適切な材料から形成された本体アセンブリ１０２を含む。本体アセンブリ１０２は、構成部品の集合体を漏出防止構造に構成したものである。一形態において、本体アセンブリ１０２は環状本体１４８を挟む上部プレート１０４と下部プレート１０６を含み、内部体積１２０が包囲される。環状本体１４８は側壁１０８、１１０、１１２、１１４を含む。第１側壁１１２の反対側に位置する第四側壁１１４は図２に図示されている。

側壁１１２、１１４のそれぞれには少なくとも１つの基板アクセスポート１１６が開口しており、チャンバ本体アセンブリ１０２の内部体積１２０からの基板の出し入れが可能である。基板アクセスポート１１６は、当該技術分野で良く知られたスリットバルブドアによって選択的に封止される。本発明で有益に利用しえるスリットバルブドアの１つが、タナセその他による２００４年６月１４日出願の米国特許出願番号第１０／８６７１００号の「湾曲したスリットバルブドア」に記載されている。

一形態において、上部又は下部プレート１０４、１０６の少なくとも１つを温度制御プレートして構成してもよい。１つ以上の流路１２４をプレート１０４、１０６内に形成して、流体供給源１２８に連結してもよい。流体供給源１２８は、流路１４２内を循環して基板１２２の温度を制御（つまり、加熱及び／又は冷却）する熱伝導流体を供給する。

任意で、１つ以上の加熱装置１６６をロードロックチャンバ１００の内部体積１２０内に配置して、基板１２２を選択的に加熱してもよい。図１に示される形態においては、複数の加熱装置１６６が下部プレート１０６上に配置されており、これらは電源１６８に独立して連結されている。基板１１２の下に加熱装置１６６が位置することにより、基板上を流れるガス流を乱すことなく、基板の効率的な放射加熱が促進される。この構成により、各加熱装置１６６を独立して制御することができ、基板１２２の温度分布を希望通りに、例えば、加熱均一性を向上させる、及び／又は基板の一領域を別の領域よりも速く加熱することが可能となる。図１に示される形態において、加熱装置１６６は基板１２２の中心がその周辺部とは異なる速度で加熱されるよう配置されている。

基板支持構造体１１８が本体アセンブリ１０２によって画成された内部体積１２０内に設置される。基板支持構造体１１８は、通常、ロードロックチャンバ１００によって隔離されている周囲環境と真空環境との間を搬送される１つ以上の基板１２２を支持するよう構成されている。図１の基板支持構造体１１８は単一の基板１２２を支持しているが、１つ以上の基板をその上に支持するその他の基板支持構造体も本発明で有益に利用し得ると考えられる。

基板支持構造体１１８は複数のピン１２６を含む。ピン１２６は、本体アセンブリ１０２の下部プレート１０６に連結されている。基板１１２を支持しているピン１２６の端部は基板１１２の底面とピン１２６との間の運動摩擦を低減し、基板への傷を防止するために丸端加工されている、及び／又は球を備えていてもよい。図１に示される形態において、球１７２は各ピン１２６の遠位端に配置されている。球１７２によって摩擦が低減されるため、基板を傷つけることなく、ピン１２６上に支持された状態での基板の急速な膨張と収縮が可能となる。その他の適切な基板支持体が、２００３年３月５日に出願された米国特許第６５２８７６７号、２００１年１０月２７日に出願された米国特許出願第０９／９８２４０６号、２００３年２月２７日に出願された米国特許出願第６０／３７６８５７号に記載されている。ピン１２６は、通常、ロボットエンドエフェクタとの基板交換を促進するよう配置されている。

圧力制御システム１５０をロードロックチャンバ１００に連結して、本体アセンブリ１０２の内部体積１２０内の圧力を制御する。圧力制御システム１５０は、通常、ガス供給源１５２と排気システム１５４とを含む。ガス供給源１５２は、チャンバ本体アセンブリ１０２を貫通して形成された少なくとも１つの流入口１６０に連結されている。ガス供給源１５２は、チャンバ本体アセンブリ１０２の内部体積１２０内の圧力を上昇及び／又は調節するために使用する通気ガスを供給する。例えば、ガス供給源１５２は通気ガスを内部体積１２０内に流入させて、真空環境から周囲環境への基板１２２の搬送を促進してもよい。一形態において、通気ガスは窒素、ヘリウム、空気、又はその他の適切なガスの少なくとも１つを含む。

流入制御バルブをガス供給源１５２と流入口１６０との間に配置して、通気ガスの本体アセンブリ１０２の内部体積１２０への流れを制御する。流入制御バルブ１５６は、真空条件下における実質的な耐密シールとして機能するものである。一形態において、ガス供給源１５２は通気ガスの特性、例えば通気ガスの流量、温度及び／又は湿度を制御するよう構成されている。

図１に示される形態において、流入口１６０は通気路１３８によって１つ以上の拡散装置１４０に連結されている。拡散装置１４０は上部プレート１０２の内側に形成されているため、内部体積１２０に流入するガスは基板１２２の上部に向かって方向づけられる。この配置は、基板１２２の処理後にロードロックチャンバを通気しながら基板１２２を冷却する際に役立つ。

一形態において、拡散装置１４０は上部プレート１０２の内面に画成された凹部１３２に形成される。キャップ１４４が凹部１３２を覆い、上部プレート１０２にプレナム１４２を画成する。接続穴部１３６がプレナム１４２と通気路１３８とを流体的に連結する。複数の開口部１７６がキャップ１４４を貫通して形成されていることから、矢印１３４によって図示されるように、通気ガスがガス供給源１５２からプレナム１４２を通って内部体積１２０へと流入する。拡散装置１４０は、本来、通気ガスをロードロックチャンバ１００内へと方向付けるためのものであるが、拡散装置１４０はチャンバ１００の内部体積１２０を排気するためにも利用し得ることが考えられる。

排気システム１５４は、通常、チャンバ本体アセンブリ１０２を貫通して形成された少なくとも１つの排気口１６２に連結されている。排気システム１５４は、ロードロックチャンバ１００の内部体積１２０からガスを除去するよう構成されている。排気システム１５４は１つ以上の真空ポンプ（図示せず）を含んでいてもよく、最終的に設備の排気システム（これも図示せず）に連結されていてもよい。例えば、排気システム１５４は内部体積１２０からガスを排気して、周囲環境から真空環境への基板１２２の搬送を促進させてもよい。

排気制御バルブ１５８を排気システム１５４と排気口１６２との間に配置して、本体アセンブリ１０２の内部体積１２０からのガス流を選択的に制御する。排気制御バルブ１５８は典型的には流入制御バルブ１５６と同様であり、真空条件下における実質的な耐密シールとして機能するものである。

図１に示される形態において、排気口１６２は側壁１１０を貫通して形成されている。従って、内部体積１２０を通気する際、及び／又は基板１２２を冷却する間、通気ガスの流れを（流れ矢印１８０によって表されるように）、任意で、基板１２２の表面全体にわたって確立してもよい。流れ１８０は、通常、基板１２２の面に対して平行に、排気口１６２に向かって流れる。流れ１８０は、通常、基板１２２と通気ガスとの間の伝熱率を上昇させ、基板の冷却速度を有利に向上させるものである。さらに、ロードロックチャンバ１００を通気しながら通気ガスを除去することで、基板によって熱せられた通気ガスはロードロックチャンバ１００の内部体積１２０から取り除かれ、より冷たい通気ガスと置換され、通気ガスと基板との温度差が実質的に維持されることで基板の冷却速度が上昇する。

図２のロードロックチャンバの分解図をさらに参照すると、上部及び下部プレート１０４、１０６の少なくとも１つと本体１４８との間の相対運動が可能となる形で、上部及び下部プレート１０４、１０６が複数の固定具によって本体１４８に気密に連結されている。例えば、上部及び下部プレート１０４、１０６の少なくとも１つが、溶接されることなく本体１４８に連結されている。プレート１０４、１０６から側壁に加えられる力が大したものではない形態においては、上部よび下部プレート１０４、１０６、及び本体１４８を溶接によって連結してもよい。

図１−２に示される形態においては、ボルト１８２とナット１８４として示される複数の固定具が、上部及び下部プレート１０４、１０６の間に本体１４８を固定する。図のボルト１８２の数は、わかりやすくするために最低限のものとしてあるが、動作条件下においてチャンバ１００を適切に密閉するために十分な数の固定具を利用することが考えられる。固定具を収容するために、上部プレート１０４、本体１４８、下部プレート１０６を貫通して穴部２０２、２０４、２０６がそれぞれ形成されている。

溝部２０８が穴部２０２、２０４、２０６の内側に形成されているため、ガスケットやＯリング等のシール部材１８６を固定具の内側に位置させて、ロードロックチャンバ１００の内部体積１２０を効果的に封止してもよい。ガスケット１８６用の溝部２０８は、上部プレート１０４又は本体１４８のいずれに取り付けてもよい。

図３に示される本体アセンブリ１０２の部分断面図をさらに参照すると、上部プレート１０４の下面３０２と本体１４８の上面３０４との間に少なくとも１つのスペーサ３１６が取り付けられている。スペーサ３１６は上部プレート１０４とチャンバ本体１４８とを隔離しているため、その間に間隙３０６が形成される。一形態において、スペーサ３１６はチャンバ本体１４８の上面３０４の面積よりも遥かに狭い面積を有する部材である。例えば、複数のスペーサ３１６をチャンバ本体１４８の一辺に沿って上面３０４上に配置してもよい。

スペーサ３１６の厚さは、真空又はその他の圧力条件下における上部プレート１０４と本体１４８との接触を防止しつつ、ガスケット１８６が十分に圧縮されて真空シールを維持するようなものを選択する。同様に、１つ以上のスペーサ３１６を下部プレート１０６とチャンバ本体１４８との間に取り付けて、その間に間隙３０６を維持する。

図３に示される形態においては、第１スペーサ３１２と第２スペーサ３１４が、上部プレート１０４とチャンバ本体１４８との間に配置されて描かれている。スペーサ３１２、３１４は、その間（つまりスペーサ３１２とスペーサ３１４）の摩擦係数がチャンバ本体１４８及び／又は上部プレート１０４との間の摩擦係数よりも低い材料から形成される。従って、チャンバ本体１４８と上部プレート１０４が真空エネルギー、熱エネルギー、その他の力によって互いに相対的に動く際、上部プレート１０４と本体１４８との接触を防止しながらも、上部プレート１０４と第１スペーサ３１２は第２スペーサ３１４（及び本体１４８）上を横方向に平行移動することができる。

一形態において、スペーサ３１２、３１４は円盤である。円盤は、組み立てを容易にするために、ボルト１８２の周りに配置される座金であってもよい。摺動部材（例えば、スペーサ３１２、３１４）により本体１４８の上面３０４との接触面積が縮小されるため、運動を開始するのに必要とされる力が少なくなる。加えて、スペーサ３１２、３１４の接触面がガスケット１８６の外側にあるため、スペーサ３１２、３１４の摺動中に発生する粒子のロードロックチャンバ１００の内部体積１２０への侵入が有益に防止される。スペーサ３１６として、プレートと本体との間に延びその間に間隙を維持する突条又はその他の形態が考えられる。スペーサをプレート又は本体のいずれか組み込むことも考えられる。スペーサ３１６として、プレートと本体との間に延びその間に間隙を維持する突条又はその他の形態が考えられる。スペーサをプレート又は本体のいずれか組み込むことも考えられる（即ち、一体構造）。

図３に示される形態においては、凹部３０８が本体１４８の上面３０４に形成され、第２スペーサ３１４を配置する。任意で、上部プレート１０４に凹部（図示せず）を形成して、第１スペーサ３１２を配置してもよい。凹部（図示せず）３０８の深さは、スペーサ３１４が上面３０４から突出し、第１スペーサ３１２が本体１４８に相対して横方向に摺動可能となるように選択される。

ロードロックチャンバ１００の上部プレート１０４上にかかる力の作用をさらに最小限度に抑えるために、少なくとも１つのスロット３１８を上部プレート１０４に形成する。スロット３１２により、上部プレート１０４の中央領域の移動、歪み及び／又は膨張が可能となる一方、上部プレートの縁部への動きの影響は最小限に抑えられる。スロット３１８にはシールアセンブリ３２０を取り付けてロードロックチャンバ１００の内部体積１２０への漏れを防止する。図３に示される形態において、シールアセンブリ３２０はクランプブロック３２４によって上部プレート１０４に固定されたガスケット又はベロー（ジャバラ）３２２を含む。同様に、下部プレート２０６は、上述したように、シールアセンブリ３２０によって封止された少なくとも１つのスロット３３０を含む。

図２に戻ると、ファクトリインタフェースに面する管状本体１４８の側壁は、さらに補強部材２９２を含んでいてもよい。側壁１１２の外側に取り付けられた補強部材は、本体１４８の歪みから切り離されたドア密封面２８０を提供するものである。一形態において、補強部材２９２は密封面２８０から本体アセンブリ１４８から遠ざかる方向に延びる又は密封面２８０に連結された１つ以上の突条２９６を含む。典型的には、突条２９６は壁部１１２の面に対して実質的に直角方向を向いている。プレート２９４は、補強部材２９２の本体アセンブリ１４８への固定を容易にするための穴部２８４を複数含む。図２に示される形態において、固定具２８６は穴部２８４を通され、本体アセンブリ１４８に形成されためくら穴（図示せず）にねじ込まれる。補強部材２９２と側壁１１２との間にはガスケット２９０が配置される。ガスケット２９０が本体アセンブリ１４８の動き及び／又は反りを密閉面２８０から切り離すことでスリットバルブドアシールが強化されドアシール（Ｏリング）の寿命が延びる一方、Ｏリングのねじれ／狭窄による粒子の発生とドアと密閉面２８０との間の金属間接触が防止される。ガスケット２９０は通常、適切な重合体又はエラストマー材料から形成される。基板搬送路２９８、２８８をプレート２９４とガスケット２９０に形成し、側壁２１２に形成された基板アクセスポート２１６と揃え、ロードロックチャンバ１００からの基板の出し入れを促進する。

図４は、大面積基板（例えば、約２．７平方メートルより広い面積を有する基板）の処理に適したクラスターツール又は処理システム４５０の一形態の平面図である。システム４５０の少なくとも１つのチャンバは、チャンバ本体から分離された上部プレートを含む。

図４に示される処理システム４５０は、複数の単一基板搬送チャンバを有するロードロックチャンバ４００によってファクトリインタフェース４１２に連結された搬送チャンバ４０８を含む。搬送チャンバ４０８は、その周囲を取り囲む複数の真空処理チャンバ４３２とロードロックチャンバ４００との間で基板を搬送するよう構成された、少なくとも１つの二枚刃真空ロボット４３４をその内部に有する。典型的には、搬送チャンバ４０８を真空状態に維持し、基板搬送ごとに搬送チャンバ４０８と個々の処理チャンバ４３２との間で圧力の調整が必要ないようにする。

処理チャンバ４３２は処理する基板に適したチャンバならばいずれであってもよい。例えば、少なくとも１つの処理チャンバ４３２は物理気相蒸着チャンバ、化学気相蒸着チャンバ、エッチングチャンバ、イオン注入チャンバ、熱処理チャンバ、又は真空状態に維持されたその他のチャンバであってもよい。

ファクトリインタフェース４１２は、通常、複数の基板収納カセット４３８と二枚刃大気ロボット４３６を含む。カセット４３８は、通常、ファクトリインタフェース４１２の片側に形成された複数の格納区画４４０内に着脱自在に配置される。大気ロボット４３６は、カセット４３８とロードロックチャンバ４００との間で基板４１０を搬送するよう構成されている。典型的には、ファクトリインタフェース４１２は、大気圧と同じ又は少し高めに維持される。

図５は図４の複数チャンバロードロック４００の一形態の断面図である。ロードロックチャンバ４００は、真空気密された水平な内壁５１４によって隔離された、垂直方向に積み重ねられた複数の管状チャンバ本体５４８を含む、分離されたチャンバ本体アセンブリ５１２を有する。図５の形態においては垂直に積み重ねられた３つの管状チャンバ本体５４８が図示されているが、ロードロックチャンバ４００のチャンバ本体アセンブリ５１２は垂直に積み重ねた２つ以上のチャンバ本体５４８を含んでいてもよく、それぞれのチャンバ本体はロードロックチャンバ４００内に画成されたそれぞれの基板搬送チャンバを取り巻く。例えば、ロードロックチャンバ４００は、N−１個の水平内壁５１４によって隔離された、チャンバ本体５４８内に画成されたN個の基板搬送チャンバを含んでいてもよく、Nは１つ以上の整数である。

図５に示される形態において、各基板搬送チャンバ５２０、５２２、５２４はそれぞれのチャンバ本体５４８内に画成され、一枚の大面積基板４１０を格納するように構成されているため、各チャンバの体積が最小限となり迅速な排気及び通気サイクルが向上する。図５に示される形態において、各基板搬送チャンバ５２０、５２２、５２４の内部体積は約４０００リットル又はそれ以下であり、例えば約１４００リットル未満であり、約５平方メートルの表面積の基板を格納することが可能である。本発明の基板搬送チャンバを、これよりも広い又は狭い表面積の異なるサイズの基板を格納できるように構成し得ることが考えられる。

チャンバ本体５４８は、第１側壁５０２、第２側壁５０４、第３側壁５０６、第４側壁（図５には図示されず）を含む。下部プレート５０８は、内壁５１４に対向して最下部のチャンバ本体５４８に連結され、最下部搬送チャンバ５２０を画成している。中間搬送チャンバ５２２は２つの内壁５１４によって画成される。上部プレート５１０は内壁５１４に対向して最上部のチャンバ本体５４８に連結され、最上部搬送チャンバ５２４を画成している。

図６はチャンバ本体５４８、内部プレート５１４、上部プレート５１０、底部プレート５０８の分離アセンブリを示す、ロードロックチャンバ４００の部分断面図である。チャンバ本体５４８がプレート５０８、５１０、５１４の少なくとも１つに対して横方向に運動可能となるように、チャンバ本体５４８はプレート５０８、５１０、５１４の少なくとも１つに気密に連結されている。ボルト１８２及びナット１８４等の複数の固定具を利用して、チャンバ本体アセンブリ５１２を固定してもよい。図６に示される形態において、ボルト１８２の長さはチャンバ本体アセンブリ５１２の層状構造全体を固定するに十分なものである。上述したように、シール１８６は固定具の内側に配置され、ロードロックチャンバ４００の真空の完全性を維持する。

一形態において、チャンバ本体５４８は少なくとも１つのスペーサ３１６によって、プレート５０８、５１０、５１４とは間隔を置いて維持されている。スペーサ３１６により、上述したように、真空気密を損なうことなくプレート５０８、５１０、５１４の本体５４８との相対運動が可能となる。図６に示される形態において、複数のスペーサ３１６が、プレート５０８、５１０、５１４、及び本体５４８の間にそれぞれ画成された各間隙３０６に垂直に積み重ねられている。

図４、５に戻ると、チャンバ本体アセンブリ５１２内に画成された基板搬送チャンバ５２０、５２２、５２４の各々は、２つの基板アクセスポートを含む。基板アクセスポートは、ロードロックチャンバ４００からの大面積基板４１０の出し入れを促進するよう構成されている。図５に示される形態において、下部プレート５０８によって境界を定められた第１基板搬送チャンバ５２０は第１基板アクセスポート５３０と第２基板アクセスポート５３２とを含む。第１基板アクセスポート５３０は第１基板搬送チャンバ５２０を処理システム４５０の中央搬送チャンバ４０８に連結する。第２基板アクセスポート５３２は、チャンバ本体アセンブリ５１２の第２壁部５０４を貫通して形成されており、第１基板搬送チャンバ５２０をファクトイリンタフェース４１２に連結する。図５に示される形態において、基板アクセスポート５３０、５３２はチャンバ本体アセンブリ５１２の両側に設けられるが、代わりに基板アクセスポート５３０、５３２を本体アセンブリ５１２の隣接する壁部に設けてもよい。ファクトリインタフェースに面するアクセスポートは補強部材で、例えば図２に記載の補強部材２９２で補強してもよい。補強部材により、ドアの摩擦あるいは磨耗により粒子発生を引き起こす恐れのある密封面の反りを最小限に抑える剛性が得られる。

各基板アクセスポート５３０、５３２は、第１基板搬送チャンバ５２０を搬送チャンバ４０８とファクトリインタフェース４１２の環境から選択的に隔離するよう構成されたスリットバルブドア５２６、５２８のそれぞれによって選択的に封止される。スリットバルブドア５２６、５２８は作動装置５４２（図５に仮想線で示される作動装置５４２は通常、チャンバ本体アセンブリ５１２の外部に位置される）によって開閉位置間を移動させられる。図５に示される形態において、各スリットバルブドア５２６、５２８は第１縁部にそってチャンバ本体アセンブリ５１２に枢動可能に連結され、作動装置５４２によって開閉位置間での回転が行われる。

第１スリットバルブ５２６は、第１基板搬送チャンバ５２０の内側サイドから第１基板アクセスポート５３０を封止し、第１基板搬送チャンバ５２０と中央搬送チャンバ４０８の真空環境の間の真空（例えば、圧力）の差異は、スリットバルブドア５２６のローディング及び気密を援助し、真空シールを強化する。従って、第２スリットバルブドア５２８はロードロックチャンバ１００の外部に配置され、ファクトリインタフェース４１２の雰囲気環境と第１基板搬送チャンバ５２０の真空環境の間の圧力差が第２基板アクセスポート５３２の気密を援助するように位置する。本発明の利益を享受することができるスリットバルブドアの他の例は、１９９６年１２月１０日にフリークス（Freeks）に発行された米国特許第５５７９７１８号、２０００年４月１１日にテプマン（Tepman）らに発行された米国特許第６０４５６２０号に記載されている。

同様に、第２基板搬送チャンバ５２２はアクセスポート５３４、５３６と、スリットバルブドア５２６、５２８を備えている。同様に、第３基板搬送チャンバ５２４はアクセスポート５３８、５４０と、スリットバルブドア５２６、５２８を備えている。

基板４１０は、複数の基板支持部５４４により、第１基板搬送チャンバ５２０の底部プレート５０８と第２及び第３基板搬送チャンバ５２２、５２４の底部を形成する内部壁５１４の上部に支持される。基板がチャンバ本体アセンブリ５１２に接触することを避けるため、基板支持部５４４は底部プレート５０８（又は壁部５１４）の上方の上昇において支持するように構成され、分離される。基板支持部５４４は基板のキズ及び汚染を最小化するように構成される。図５に示される実施形態において、基板支持部は、丸められた上端部５４６を形成するローラボールを有するステンレスピンである。他の適した基板支持部は、２００３年３月１１日に出願された米国特許第６５２８７６７号、２００１年１０月１７日に出願された米国特許出願第０９／９８２４０６号、２００３年２月２７日に出願された米国特許出願第１０／３７６８５７号に記載されている。

追加的に、管状本体の５４８の歪みなしに、プレート５０８，５１０、５１４の変形を収容するため、プレート５０８，５１０、５１４はシールアセンブリ３２０によりシールされる。図６に示される実施形態において、内部壁５１４の上部及び下部側部５１４は、内部体積１２０の間を分離する手段を提供するため、シールアセンブリを有する。各々の壁部５１４に結合されたシールアセンブリ３２０の間に形成される間隙プレート容積６０２は、壁部５１４を通じて形成される流路６０４（仮想線で示される）により、真空ポンプに連結される。間隙容積６０２に真空を形成することにより、シールアセンブリ３２０の寿命が延び、各々のチャンバ内部体積１２０内の圧力変化によりシールアセンブリ３２０の移動が最小化され、微粒子発生の可能性が最小化される。

図７はロードロックチャンバ４００の他の断面図である。図７に示される実施形態において、内部水平壁５１４は、流体源７０４から提供された温度制御流体を流すように構成された少なくとも１つの冷媒流路７０２を含む。図７に示される実施形態において、入口７０６及び出口７０８は、冷却流体を壁５１４に送るため、内部プレート５１４の対向側部に各々配置される。冷却流路７０２は壁５１４に交互のルートを構成することができると考えられる。

また、図７に示されるように、ガス源１５２から供給される通気ガスは内部壁５１４に形成される１又はそれ以上のベント流路７１０を通って送られる。ベント流路７１０は、内部壁５１４の底部に形成された複数の拡散器７１２を介して、ロードロックチャンバ４００の内部体積７１２と流体的に連結されている。上部プレート５１０は、通気ガスを内部体積１２０の最上部に提供するため、同様に構成されることができると考えられる。

一般に、拡散器７１２は、内部壁５１４の底部に形成された凹部７１４に形成される。キャップ７１６が内部壁５１４に結合され、凹部７１４の底部にプレナム７２２を形成する。キャップ７１６はこれを通じて形成された複数の穴７１８を含み、これによって、ガスが矢印７２０に示されるように、プレナム７２２とチャンバ１２０の内部の間で流通することが可能になる。ベント流路７１０はチャンバ容積１２０を排気し、又はチャンバ容積１２０は図１を参照して示されるように、又は他の適した方法により排気可能であると考えられる。

図８はクラスターツール４５０の搬送チャンバ４０８と処理チャンバ４３２の一実施形態の部分断面図である。一実施形態において、処理チャンバ４３２は処理容積８０４を形成する管状本体８０２を含む。処理容積８０４は上部及び底部プレート８０６、８０８により形成され、プレート８０６、８０８の少なくとも１つに対する本体８０２の横方向の移動を可能にする。本体８０２をプレート８０６、８０８の間にクランプするため、ボルト１８２とナット１８４のような複数の固定具を用いることができる。

一実施形態において、処理チャンバ本体８０２は、少なくとも１つのスペーサによりプレート８０６、８０８と間隔を配され、分離された関係が維持される。上述のように、スペーサにより、真空封止を破ることなく、本体８０２に対するプレート８０６、８０８の移動が可能になる。図８に示される実施形態において、複数のスペーサ３１６は、プレート８０６、８０８と本体８０２の間に形成される各々の間隙３０６内に重ねられる。

上記実施形態で説明されたように、シール部材は、処理チャンバ４３２の真空状態を維持するため、固定具の内側に配置される。追加的に、管状本体８０２の歪みなしにプレート８０６、８０８の変形を収容するため、プレート８０６、８０８は、図２〜３に示されるように、スロット３１８、３３０及びシールアセンブリ３２０に類似するシールアセンブリによりシールされる１又はそれ以上のスロットを含むことができる。

図８に示される実施形態において、処理チャンバ４３２は、シャワーヘッド８３２の下方に配置された垂直方向に移動可能な加熱された基板支持部８３０を含む。ガス供給源８３４は処理チャンバ４３２に結合され、これによって処理容積８０４に入るガスは、支持部８３０上に配置された基板４１０の幅に渡ってシャワーヘッド８３２により所定の方法で分配される。追加的に、電源８３６がシャワーヘッド８３２に連結され、プラズマエンハンスト化学気相蒸着プロセスのような処理容積８０４内でガスを励起することができる。処理チャンバ４３２はプラズマエンハンスト化学気相蒸着チャンバとして説明されているが、特に、基板搬送、物理気相蒸着、エッチング、イオン注入及び熱処理に適した他の真空チャンバも、本明細書で説明される分離された本体アセンブリの利益を享受することができると考えられる。

例えば、図８に示される搬送チャンバ４０８で説明されるように、搬送チャンバ４０８は上部及び底部プレート８６４、８６６に気密状態で結合された管状本体８６２を含み、これによってプレート８６４、８６６の少なくとも１つに対する本体８６２の横方向の移動が可能になる。本体８６２及びプレート８６４、８６６は、内部にロボット４３４が配置された搬送容積８６８を形成する（図４参照）。

一実施形態において、チャンバ本体８６２は、少なくとも１つのスペーサ３１６によりプレート８６４、８６６に対してシールされているが、間隔を配して、分離した関係に維持される。上述のように、スペーサにより、真空シールを破ることなく、本体８６２に対するプレート８６４、８６６の移動が可能になる。図８に示されるように、複数のスペーサ３１６が、プレート８６４、８６６と本体８６２の間に形成されて各々の間隙３０６内で垂直に重ねられる。

プレート８６４３、８６６の間で本体８６２をクランプするため、ボルト１８２とナット１８４のような複数の固定具を用いることができる。上述のように、シール部材１８６は、搬送チャンバ４０８の真空状態を維持するため、固定具の内側に配置することができる。追加的に、管状本体８０２の歪みなしにプレート８０６、８０８の変形を収容するため、プレート８０６、８０８は、図２〜３の実施形態に示されるように、スロット３１８、３３０及びシールアセンブリ３２０に類似するシールアセンブリによりシールされる１又はそれ以上のスロットを含むことができる。

以上のように、分離された本体アセンブリ構造を有するチャンバが提供される。この構造により、本体アセンブリの要素が互いに横方向に移動することが可能になり、これによってシーリング表面の歪みや、チャンバ内部に露出する領域の金属―金属の摩擦を防止することが可能になる。

上記は本発明の好ましい実施形態に関するが、更に多くの本発明の実施形態を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る。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定される。

本発明の上記構成が得られ詳細に理解され得る方法で、上で簡単に要約された本発明は添付図面に示される実施形態によって更に詳しく説明される。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態のみを示し、本発明が他の同様に効果的な実施形態を認めてもよいことから、本発明の範囲を制限するとみなされるべきでないことに留意すべきである。
ロードロックチャンバの一実施形態の断面図である図１のロードロックチャンバの分解図である。図１のロードロックチャンバの部分断面図である。クラスターツールの一実施形態の平面図である。複数チャンバのロードロックチャンバの一実施形態の側断面図である。図５のロードロックチャンバの部分断面図である。図５のロードロックチャンバの他の部分断面図である。図４のクラスターツールの搬送及び処理チャンバの一部の断面図である

理解を容易にするため、図面に共通する同一の要素を表す場合には、可能な範囲で、同一の参照番号が用いられた。１つの実施形態は、引用することなしに、他の実施形態で有利に用いられると考えるべきである。

Claims

少なくとも２つの基板アクセスポートが形成された管状の第１本体と、
第１本体の上端面に気密に配置された第１プレートと、
第１本体の下端面に気密に配置された底部プレートを備え、これらのプレートと本体は基板搬送チャンバを包囲し、
第１及び底部プレートとの間で第１本体をクランプする固定具を備えたロードロックチャンバ。
第１プレートと第１本体の上端部との間に配置された複数のスペーサを備えた請求項１記載のロードロックチャンバ。
スペーサは第１プレートと第１本体の上端部を間隔を配して分離した関係に維持する請求項２記載のロードロックチャンバ。
複数のスペーサは第１本体と第１プレートとの間に垂直に積み重ねられた少なくとも２つのスペーサを含む請求項２記載のロードロックチャンバ。
スペーサは、スペーサと第１本体又は第１プレートの少なくとも１つの間のすべり抵抗より低い相互間のすべり抵抗を有する請求項４記載のロードロックチャンバ。
スペーサはステンレスから製造され、第１プレートと第１本体はアルミニウムから製造される請求項４記載のロードロックチャンバ。
固定具の少なくとも１つは、積み重ねられたスペーサを通って形成される流路を通過する請求項４記載のロードロックチャンバ。
第１及び底部プレートの少なくとも１つは、プレートの少なくとも１つの本体に対する横方向の移動が可能な方法で本体に結合される請求項１記載のロードロックチャンバ。
第１本体に第１プレートをシールする第１シール部を備え、第１シール部は複数のスペーサの内側に位置する請求項４記載のロードロックチャンバ。
上部プレートは、主本体の内側に形成された少なくとも１つのスロットと、
第１プレートに結合され、溝を通る流体の通過を防止するシール部を備えた請求項１記載のロードロックチャンバ。
第１プレート上に気密に配置される下端部を有する第２管状本体を備え、第２本体は形成された２つの基板アクセスポートを有し、
第２本体の上端に気密に配置された第２プレートを備え、第１プレート、第２プレート及び第２本体は第２基板搬送チャンバを形成する請求項１記載のロードロックチャンバ。
複数の固定具は第１及び第２本体の間で第１プレートをクランプする請求項１１記載のロードロックチャンバ。
第２本体の下端部と第１プレートの間に配置され、第１プレートと第２本体を間隔を配して分離した状態に維持する複数の第２スペーサを含む請求項１１記載のロードロックチャンバ。
プレートは第１本体に溶接されていない請求項１記載のロードロックチャンバ。
固定具はボルトを含む請求項１記載のロードロックチャンバ。
基板アクセスポートの１つを有する本体の側部の近傍の第１本体の管部の外側に結合される少なくとも１つの強化部材を含む請求項１記載のロードロックチャンバ。
４つの壁部と開口された上部と開口された底部を有する第１チャンバ本体と、
第１チャンバ本体の下部に配置された底部プレートを含み、底部プレートと第１チャンバ本体は間隔を配した分離された関係で配置され、
開口底部に外接し、底部プレートと第１チャンバ本体を気密に係合させる第１シール部と、
第１チャンバ本体の上部に配置される第１プレートを備え、第１プレートと第１チャンバ本体は間隔を配して分離された関係で配置され、
第１プレートの上部に配置される第２チャンバ本体と、
第１プレートと第２チャンバ本体と気密に係合する第２シール部と、
第１チャンバ本体の上部に配置される第２プレートを備え、第２プレートと第２チャンバ本体は間隔を配して分離された関係で配置され、
第２プレートと第２チャンバ本体を気密に係合させる第３シール部を備えたロードロックチャンバ。
底部プレートと第２プレートの間でチャンバ本体をクランプする複数のボルトを備えた請求項１７記載のロードロックチャンバ。
第１プレートと第１チャンバ本体の間に配置された少なくとも１つのスペーサを備えた請求項１７記載のロードロックチャンバ。
第１チャンバ本体から第１プレートを分離する少なくとも２つの垂直に重ねられたスペーサを備える請求項１７記載のロードロックチャンバ。
少なくとも１つの基板アクセスポートが形成された管状のチャンバ本体と、
間隔を配して分離された状態でチャンバ本体と結合された第１プレートと、
第１プレート及びチャンバ本体と気密に係合された第１シール部と、
チャンバ本体と気密に結合された第２プレートを備え、チャンバ本体とプレートは大面積基板を収容するのに十分な内部体積を形成し、
内部体積内に配置された基板支持部を備えた真空チャンバ。
チャンバ本体とプレートは基板搬送チャンバ、ロードロックチャンバ、物理気相蒸着チャンバ、熱処理チャンバ、エッチングチャンバ、イオン注入チャンバ、又は化学気相蒸着チャンバを形成する請求項２１記載の真空チャンバ。
第１プレートとチャンバ本体の間に配置された複数の垂直に重ねられたスペーサを含み、スペーサは第１プレートとチャンバ本体を間隔を配して分離された関係に維持する請求項２１記載の真空チャンバ。
複数のスペーサは、チャンバ本体と第１プレートの間に配置され、垂直に重ねられた第１グループのスペーサと、
チャンバ本体と第１プレートの間に配置され、垂直に重ねられた第２グループのスペーサを含む請求項２３記載の真空チャンバ。
スペーサは、スペーサとチャンバ本体又は第１プレートの少なくとも１つの間のすべり抵抗より低い相互間のすべり抵抗を有する請求項２３記載の真空チャンバ。
スペーサはステンレスから製造され、第１プレートとチャンバ本体はアルミニウムから製造される請求項２５記載の真空チャンバ。
スペーサは第１シール部の外側に位置する請求項２３記載の真空チャンバ。
第２プレート及びチャンバ本体と気密に係合する第２シール部と、
第２プレートとチャンバ本体の間に配置され、垂直に重ねられた複数の第２スペーサを備え、スペーサは第２プレートとチャンバ本体を間隔を配して分離された状態に維持する請求項２３記載の真空チャンバ。
第１プレートと間隔を配して分離された関係で気密に結合された２つの基板アクセスポートを有する管状の第２チャンバ本体を備え、第２チャンバは第１チャンバ本体の上部に垂直方向に重ねられ、
第２チャンバ本体に結合された第３プレートと、
第３プレート及び第２チャンバ本体に気密に係合される第２シール部を備えた請求項２４記載の真空チャンバ。
第３プレートと第２チャンバ本体の間に配置され、垂直に重ねられた複数の第２スペーサを備え、スペーサは第３プレートと第２チャンバ本体を間隔を配して分離された状態に維持する請求項２９記載の真空チャンバ。
管状のチャンバ本体の側壁に形成される流路を開口し、管状のチャンバ本体は底部プレートと上部プレートにより封止される開口端部を有し、
管状チャンバ本体の流路を通じて基板を搬送し、
流路を封止する基板を真空チャンバに搬送する方法。
管状チャンバ本体及び上部プレートに接触するシール部により部分的に保持される管状チャンバ本体内に真空を形成することを含む請求項３１記載の方法。
チャンバ本体及びプレートを通じてボルトが配置される請求項３２記載の方法。
複数のスペーサを垂直に重ねることにより、上部プレートが管状チャンバに接触することを防止することを含む請求項３１記載の方法。