JP2017098540A - 正面開口式リングポッド - Google Patents

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Abstract

【課題】半導体ウエハ製造に使われるプロセスモジュール内の消耗部品を交換するためのポッドを提供する。【解決手段】プロセスモジュール内の消耗部品２０８を交換するためのポッド１０００は、正面側と、背面側と、第１及び第２の側面側とを有するベース板１１３４を含む。第１、第２、第３、第４の支柱１１２９は、縦方向に配されて内側に向けられたフィンガ１１３０を含む。第１の緊急停止柱１１２８が、第３の支柱に平行に配置され、第２の緊急停止柱１１２８が、第４の支柱に平行に配置される。ベース板に接続されたシェル構造が、第１、第２、第３及び第４の支柱、トップ板１１３２、第１及び第２の緊急停止柱を取り囲むように構成され、ベース板の正面側に配置された正面開口を有する。ドアが、正面開口と嵌め合わされ、ポッド内に収容されたときの消耗部品２０８をポッド内で固定するための保持アセンブリを含む。【選択図】図１６

Description

本実施形態は、半導体ウエハの製造に使用されるクラスタツールアセンブリに関し、より具体的には、クラスタツールアセンブリからの消耗部品の運搬および取り出しを可能にする交換ステーションに関する。
半導体ウエハを作成するための製造プロセスで使用される代表的なクラスタツールアセンブリは、洗浄動作、蒸着、エッチング動作、すすぎ動作、乾燥動作などの特定の製造動作を実施するためにそれぞれ使用される１つ以上のプロセスモジュールを含む。これらの動作を実施するために使用される化学剤および／または処理条件は、プロセスモジュール内の過酷な条件に常に曝されるプロセスモジュールのハードウェアコンポーネントを幾つか損傷させる。損傷されたまたは摩耗したこれらのハードウェアコンポーネントは、プロセスモジュール内のその他のハードウェアコンポーネントをこれらの過酷な条件に曝さないことを保証するために、および半導体ウエハの品質を保証するために、定期的にかつ迅速に交換される必要がある。例えば、プロセスモジュール内で半導体ウエハに隣接して配置されるエッジリングは、その場所と、プロセスモジュール内で生成されてエッチング動作に使用されるプラズマからのイオン衝撃に継続的に曝されることとが原因で、損傷を受ける恐れがある。損傷されたエッジリングは、その下にあるチャックなどのハードウェアコンポーネントを過酷なプロセス条件に曝さないことを保証するために、迅速に交換される必要がある。交換が可能なハードウェアコンポーネントは、本明細書では消耗部品と呼ばれる。
損傷された消耗部品を交換する現行のプロセスは、一連の手順を実施するために熟練の保守技術員を必要とする。技術員は、クラスタツールアセンブリをオフラインにし、毒性残留物への暴露を回避するためにクラスタツールアセンブリをポンプで排気し／パージし、クラスタツールを開き、損傷された消耗部品を取り出して、新しい消耗部品と交換する必要がある。損傷された部品が交換されたら、技術員は、クラスタツールを洗浄し、クラスタツールアセンブリをポンプで真空に排気し、クラスタツールアセンブリをウエハ処理に備えて調節しなければならない。場合によっては、この調節は、プロセス動作の質を保証するために、半導体ウエハに対してテストプロセスを実行し、半導体ウエハの断面を捉えて解析することによってクラスタツールアセンブリを適格化することを伴うだろう。損傷された消耗部品の交換は、クラスタツールアセンブリをかなり長い時間にわたってオフラインにすることを要する非常に複雑でなおかつ時間のかかかるプロセスであり、これは、半導体メーカの利ざやに影響を及ぼす恐れがある。
本発明の実施形態が生じるのは、このような状況においてである。
本発明の実施形態は、クラスタツールアセンブリに結合することができる交換ステーションであって、クラスタツールアセンブリ内に配置されたプロセスモジュールのエッジリングなどの損傷されたハードウェアコンポーネントを、真空を破る（即ち、クラスタツールアセンブリを大気条件に曝す）必要なく取り出して交換するように設計された交換ステーションを定めている。交換が可能な損傷されたハードウェアコンポーネントは、本明細書では消耗部品とも呼ばれる。クラスタツールアセンブリは、１つ以上のプロセスモジュールを含み、各プロセスモジュールは、半導体ウエハ処理動作を実施するように構成される。プロセスモジュール内の消耗部品は、内部の化学物質およびプロセス条件に曝されるにつれて損傷され、したがって、適時に交換される必要がある。損傷された消耗部品は、クラスタツールアセンブリに交換ステーションを取り付けることによって、クラスタツールアセンブリを開くことなく交換されてよい。交換ステーションは、新しい消耗部品および使用済み消耗部品を収納するために使用される複数の区画を伴う部品バッファを含む。（１つまたは複数の）プロセスモジュールが真空状態に維持されている間にコントローラが交換ステーションと（１つまたは複数の）プロセスモジュールとの間におけるアクセスを統合調整することを可能にし、そうして消耗部品の交換を可能にするために、交換ステーションおよび（１つまたは複数の）プロセスモジュールは、コントローラに結合される。
損傷された消耗部品への容易なアクセスを可能にするために、プロセスモジュールは、リフト機構を含むように設計されてよい。リフト機構は、係合時に消耗部品が上昇位置に移動されることを可能にするように構成され、持ち上げられた消耗部品にアクセスしてそれをプロセスモジュールから取り出すためには、クラスタツールアセンブリ内で使用可能なロボットが使用されてよい。交換用の消耗部品がプロセスモジュールに提供され、リフト機構は、その消耗部品を受け取ってそれをプロセスモジュール内の定位置に下降させるために使用される。
消耗部品にアクセスするための交換ステーションを提供することによって、損傷された消耗部品にアクセスするためにクラスタツールアセンブリを開いて大気条件に曝す必要がなくなる。交換ステーションは、一部の実装形態では真空に維持され、そうして消耗部品の交換時における汚染のリスクを排除している。その結果、損傷された消耗部品の交換後にプロセスモジュールを再調節してアクティブ動作状態にするために必要とされる時間が、大幅に短縮される。さらに、ロボットおよびリフト機構は、消耗部品の取り出しおよび交換の際にプロセスモジュールのハードウェアコンポーネントが不注意で損傷されるリスクを伴うことなく消耗部品が交換されることを可能にする。
本開示の実施形態は、クラスタツールアセンブリを開いて大気条件に曝す必要なくプロセスモジュールから消耗部品を取り出して交換するために使用することができるクラスタツールアセンブリを提供する。クラスタツールアセンブリは、開かれないので、パージされるまたはポンプで排気される必要がない。その結果、クラスタツールアセンブリを調節するおよび適格化するために必要とされる時間が、大幅に短縮される。
交換ステーションは、３つの異なる位置に配置されてよい。１つ目の位置では、クラスタツールアセンブリ内のプロセスモジュールをポンプで真空に排気してプロセスモジュールから消耗部品を直接撤退させる機能を伴うロールアップ（巻き上げ）型交換ステーションが、そのプロセスモジュールに直接的に、一時的に取り付けられる。新しい消耗部品が、交換ステーションから取り出され、プロセスモジュールに直接入れられる。この位置では、交換ステーションは、使用済みの消耗部品および新しい消耗部品を保持するためのロボットと部品バッファとを含むだろう。プロセスモジュール内では、遮断弁が維持されるだろう。この構成が望ましいのは、このメインテナンス活動のために、クラスタツールアセンブリ全体ではなくプロセスモジュールのみがオフラインにされればよいだろうゆえである。
２つ目の位置では、交換ステーションは、取り外し不可の形で真空移送モジュール（ＶＴＭ）に取り付けられ、ＶＴＭ内のロボットが、プロセスモジュールから消耗部品を取り出して交換するために用いられる。この位置では、交換ステーションは、専用ロボットを必要とせず、ＶＴＭロボットのエンドエフェクタが、半導体ウエハおよび消耗部品の両方の移動を取り扱うだろう。
３つ目の位置では、交換ステーションは、一時的にまたは取り外し不可の形で大気圧移送モジュール（ＡＴＭ）に取り付けられ、該ＡＴＭのロボットおよび真空移送モジュール（ＶＴＭ）のロボットが、プロセスモジュールから消耗部品を取り出して交換するために使用される。この位置では、交換ステーションは、専用ロボットを必要とせず、ＶＴＭロボットおよびＡＴＭロボットのエンドエフェクタ、ならびにＡＴＭとＶＴＭとの間に配置されたロードロックチャンバが、半導体ウエハおよび消耗部品の両方の移動を取り扱うだろう。
プロセスモジュールは、消耗部品リフト機構を含む。消耗部品は、通常は、エッジリングなどのリングである。消耗部品は、ロボットがそれに容易にアクセスして抜き出すことができるように、持ち上げられる必要があるだろう。一実施形態では、リフト機構は、リフトピンを装着された真空密閉アクチュエータを含む。別の一実施形態では、アクチュエータは、真空に維持される。通常動作下では、リフトは、撤退された状態にあり、消耗部品に接触していない。消耗部品が交換される必要があるときに、アクチュエータは、リフトピンを伸長させて、消耗部品を上昇させる。ロボットは、エンドエフェクタ（例えば、ロボットに取り付けられたヘラ状のまたは指状の部品）を、消耗部品の下側へスライドするようにプロセスモジュール内へ伸長させる。アクチュエータは、次いで、リフトピンを撤退させて、消耗部品をエンドエフェクタ上に載せる。消耗部品は、交換ステーション内へ引き戻される。新しい消耗部品をプロセスモジュールに入れるためには、逆の順序が起きる。
一実施形態では、プロセスモジュールの消耗部品を交換するためのポッドが開示される。ポッドは、ベース板と、トップ板と、第１の対の支柱と、第２の対の支柱と、第１の緊急停止柱と、第２の緊急停止柱と、シェル構造と、ドアとを含む。ベース板は、正面側と、背面側と、正面側と背面側との間に伸びる２枚の側面側とで画定される外周を有する。第１の対の支柱の各支柱は、２枚の側面側のそれぞれに沿うように方向付けられて、ベース板の正面側に近接して配置される。第１の対の支柱の各支柱は、トップ板とベース板との間に伸びており、第１の対の支柱のそれぞれの支柱に沿って縦方向に配されて外周に対して内側を向く複数の支持フィンガを含む。第２の対の支柱の各支柱は、２枚の側面側のそれぞれに沿うように方向付けられて、背面側板に近接して配置される。第２の対の支柱の各支柱は、トップ板とベース板との間に伸びており、第２の対の支柱のそれぞれの支柱に沿って縦方向に配されて外周に対して内側を向く複数の支持フィンガを含む。第１の緊急停止柱は、第２の対の支柱の第１の支柱に近接して配置される。第２の緊急停止柱は、第２の対の支柱の第２の支柱に近接して配置される。第１の緊急停止柱および第２の緊急停止柱は、それぞれ、第１のおよび第２の緊急停止柱の端面が外周に対して内側を向く形で第２の対の支柱の長さにわたって伸びている。ポッドのシェル構造は、ベース板に装着されて第１の対の支柱、第２の対の支柱、トップ板、第１の緊急停止柱、および第２の緊急停止柱を取り囲むように構成される。シェル構造は、ベース板の正面側に沿って配置された正面開口を有する。ドアは、シェル構造の正面開口およびベース板の正面側と嵌り合うように構成される。ドアは、ポッド内に配置されたときの消耗部品が第１の対のおよび第２の対の支柱の支持フィンガ上に載るように、ドアの内表面に配置されてベース板とトップ板との間に伸びるように構成された保持アセンブリを伴って構成される。保持アセンブリは、ドアが閉じられたときに消耗部品を第１のおよび第２の緊急停止柱に対して固定する。
別の一実施形態では、プロセスモジュールに供給されるまたはプロセスモジュールから戻される消耗部品を保持するためのポッドが開示される。ポッドは、ベース板と、第１の支柱と、第２の支柱と、第３の支柱と、第４の支柱と、トップ板と、第１の緊急停止柱と、第２の緊急停止柱と、シェル構造と、ドアとを含む。ベース板は、正面側と、背面側と、第１の側面側と、第２の側面側とによって画定される。第１のおよび第２の側面側は、互いに相対するように方向付けられる。第１の支柱は、正面側に近接して第１の側面側上に配置される。第２の支柱は、正面側に近接して第２の側面側上に配置される。第３の支柱は、背面側に近接して第１の側面側上に配置される。第４の支柱は、背面側に近接して第２の側面側上に配置される。トップ板は、ベース板の上方に配置され、第１の、第２の、第３の、および第４の支柱の各支柱に接続される。第１の、第２の、第３の、および第４の支柱の各支柱は、ベース板とトップ板との間に配されてポッドの内側領域の方を向くように方向付けられた支持フィンガを含む。第１の緊急停止柱および第２の緊急停止柱が、ポッドの内側領域の方を向くように方向付けられてベース板とトップ板との間に伸びるように、第１の緊急停止柱は、第３の支柱に平行に配置され、第２の緊急停止柱は、第４の支柱に平行に配置される。シェル構造は、ベース板に接続されて第１の、第２の、第３の、および第４の支柱、トップ板、第１の緊急停止柱、および第２の緊急停止柱を取り囲むように構成される。シェル構造は、ベース板に近接して配置された正面開口を有する。ドアは、シェル構造の正面開口と嵌り合い、支持フィンガのうちの選択された支持フィンガの上に配置されたときの消耗部品をポッド内で固定するための保持アセンブリを有する。保持アセンブリは、ドアの内表面に配置され、ベース板とトップ板との間に伸びる。
本発明の原理を例として示した添付の図面と関連させた以下の詳細な説明から、本発明のその他の態様が明らかになる。
本発明は、添付の図面と関連させた以下の説明を参照することによって、最もよく理解されるだろう。
本発明の一実施形態における、半導体ウエハの処理に使用されるプロセスモジュールに交換ステーションが取り付けられたクラスタツールアセンブリを示した簡易ブロック図である。
本発明の代替の一実施形態における、クラスタツールの真空移送モジュールに交換ステーションが取り付けられたクラスタツールアセンブリを示した簡易ブロック図である。
本発明の代替の一実施形態における、クラスタツールの大気圧移送モジュールに交換ステーションが取り付けられたクラスタツールアセンブリを示した簡易ブロック図である。
本発明の一実施形態における、クラスタツールアセンブリ内で消耗部品を移動させるために使用されるエンドエフェクタを伴うロボットを含むクラスタツールアセンブリの簡易ブロック図である。
本発明の一実施形態における、消耗部品へのアクセスを提供するために使用される代表的なリフト機構を含むクラスタツールアセンブリのプロセスモジュールの一部分を示した簡易ブロック図である。
本発明の一実施形態における、消耗部品を移動させるための交換ステーションが取り付けられたプロセスモジュールをリフト機構が非係合モードにある状態で示した簡易ブロック図である。
本発明の一実施形態における、交換ステーションが取り付けられたプロセスモジュールをリフト機構が係合モードにある状態で示した簡易ブロック図である。
本発明の一実施形態における、交換モジュールが真空移送モジュールに取り付けられプロセスモジュール内のリフト機構がプロセスモジュール内の消耗部品を交換するために使用されるプロセスモジュールを示した簡易ブロック図である。
本発明の一部の実施形態における、基板を受けるように構成された、ＡＴＭ内で使用されるエンドエフェクタ機構を示した図である。 本発明の一部の実施形態における、大気圧移送モジュール内および／または真空移送モジュール内に配置されたエンドエフェクタ機構を示した俯瞰図である。 本発明の一部の実施形態における、大気圧移送モジュール内および／または真空移送モジュール内に配置されたエンドエフェクタ機構を示した側面図である。 本発明の一部の実施形態における、大気圧移送モジュール内および／または真空移送モジュール内に配置されたエンドエフェクタ機構を示した俯瞰図である。
本発明の一部の実施形態にしたがった、エンドエフェクタ機構を使用して受けられる消耗部品の様々な底面プロフィールを示した図である。 本発明の一部の実施形態にしたがった、エンドエフェクタ機構を使用して受けられる消耗部品の様々な底面プロフィールを示した図である。 本発明の一部の実施形態にしたがった、エンドエフェクタ機構を使用して受けられる消耗部品の様々な底面プロフィールを示した図である。 本発明の一部の実施形態にしたがった、エンドエフェクタ機構を使用して受けられる消耗部品の様々な底面プロフィールを示した図である。 本発明の一部の実施形態にしたがった、エンドエフェクタ機構を使用して受けられる消耗部品の様々な底面プロフィールを示した図である。
本発明の一部の実施形態にしたがった、ＶＴＭのロボット上の代表的なエンドエフェクタ機構を示した図である。
本発明の一部の実施形態にしたがった、様々な底面プロフィールを伴う消耗部品を支持するためにＶＴＭおよび／またはＡＴＭのロボット上のエンドエフェクタ機構に使用される代替の接触パッド概念を示した図である。 本発明の一部の実施形態にしたがった、様々な底面プロフィールを伴う消耗部品を支持するためにＶＴＭおよび／またはＡＴＭのロボット上のエンドエフェクタ機構に使用される代替の接触パッド概念を示した図である。
本発明の一部の実施形態にしたがった、基板および消耗部品をロードロックチャンバ内へ運搬するために使用される代表的なエンドエフェクタ機構を示した図である。 本発明の一部の実施形態にしたがった、基板および消耗部品をロードロックチャンバ内へ運搬するために使用される代表的なエンドエフェクタ機構を示した図である。
本発明の一部の実施形態にしたがった、消耗部品をロードロックチャンバへ運搬するために使用される、リングキャリアを伴うエンドエフェクタ機構を示した代表的な側面図である。 本発明の一部の実施形態にしたがった、消耗部品をロードロックチャンバへ運搬するために使用される、リングキャリアを伴うエンドエフェクタ機構を示した代表的な上面図である。
本発明の一部の実施形態にしたがった、消耗部品を受けるように構成された、ロードロックチャンバ内で使用される代表的なフィンガアセンブリを示した図である。 本発明の一部の実施形態にしたがった、消耗部品を受けるように構成された、ロードロックチャンバ内で使用される代表的なフィンガアセンブリを示した図である。 本発明の一部の実施形態にしたがった、消耗部品を受けるように構成された、ロードロックチャンバ内で使用される代表的なフィンガアセンブリを示した図である。 本発明の一部の実施形態にしたがった、消耗部品を受けるように構成された、ロードロックチャンバ内で使用される代表的なフィンガアセンブリを示した図である。
本発明の一部の実施形態にしたがった、消耗部品を受けるためのフィンガアセンブリを含む既存のエアロックチャンバを示した図である。 本発明の一部の実施形態にしたがった、消耗部品を受けるためのフィンガアセンブリを含む再設計されたエアロックチャンバを示した図である。
本発明の一実施形態にしたがった、消耗部品およびリングキャリアを収納するために使用される代表的な交換ステーションを示した図である。
本発明の一実施形態にしたがった、消耗部品またはウエハを通らせてプロセスモジュールに対して出入りさせるための、プロセスモジュール内のスロットを示した代表的な図である。
一実施形態にしたがった、クラスタツールの様々な態様を制御するための制御モジュール（即ち、コントローラ）を示した図である。
一実施形態にしたがった、ロードポートで受けられた消耗部品を移送するためのポッドを伴うロードポートモジュールを示した図である。
本発明の様々な実施形態にしたがった、代表的な交換ステーションを異なる視点から示した図である。 本発明の様々な実施形態にしたがった、代表的な交換ステーションを異なる視点から示した図である。
本発明の一実施形態にしたがった、消耗部品および（１つまたは複数の）リングキャリアを収納するために使用される代表的な交換ステーションの様々なパーツを示した図である。
本発明の一実施形態にしたがった、代表的な交換ステーションの支柱および緊急停止柱を示した図である。 本発明の一部の実施形態における、図１７Ａに示された支柱の一部分を拡大して示した図であり、支持フィンガの様々なパーツを明確にしている。
本発明の代替の一実施形態における、交換ステーション内に提供された支柱の一代替設計を示した図である。 本発明の一実施形態における、図１７Ｃに示された支柱の一部分を拡大して示した図である。
本発明の一部の実施形態における、交換ステーションのドアに提供された保持アセンブリを示した詳細な図である。 本発明の一部の実施形態における、交換ステーションのドアに提供された保持アセンブリを示した詳細な図である。 本発明の一部の実施形態における、交換ステーションのドアに提供された保持アセンブリを示した詳細な図である。
本発明の一部の実施形態における、支持パッドを上に画定されて伴う様々な支持フィンガを示した断面図である。 本発明の一部の実施形態における、支持パッドを上に画定されて伴う様々な支持フィンガを示した断面図である。 本発明の一部の実施形態における、支持パッドを上に画定されて伴う様々な支持フィンガを示した断面図である。
本発明の一部の実施形態における、消耗部品を収容するために使用される交換ステーションを示した俯瞰図である。
本発明の一部の実施形態にしたがった、交換ステーション内でリングキャリアを受けるおよび収納するための代表的なキャリア支持部の詳細を示した図である。 本発明の一部の実施形態にしたがった、交換ステーション内でリングキャリアを受けるおよび収納するための代表的なキャリア支持部の詳細を示した図である。
本発明の一実施形態にしたがった、交換ステーションの底面図であり、ロードポートモジュールのロードポートに連接するために使用される様々なパーツを明確にしている。
本発明の一部の実施形態にしたがった、交換ステーションの背面図であり、交換ステーション識別子を提供するための取り付け板を明確にしている。 本発明の一部の実施形態にしたがった、交換ステーションの背面図であり、交換ステーション識別子を提供するための取り付け板を明確にしている。
本開示の実施形態は、半導体ウエハを処理するために使用されるクラスタツールアセンブリを定めている。クラスタツールアセンブリは、半導体ウエハを処理するために使用されるプロセスモジュールを含む。クラスタツールアセンブリには、交換ステーションが取り付けられる。交換ステーションは、消耗部品の交換のために必要とされるプロセス条件を、プロセスモジュールまたはクラスタツールアセンブリを汚染するリスクを伴うことなく提供するために、真空に維持される。プロセスモジュールから使用済みの消耗部品を取り出して新しい消耗部に交換するために、交換ステーション内の専用ロボット、またはクラスタツールアセンブリ内で使用可能なロボットが使用される。
一部の実施形態では、交換ステーションは、消耗部品の交換が必要とされるクラスタツールアセンブリのプロセスモジュールに、直接取り付けられてよい。このような実施形態では、交換ステーションは、プロセスモジュールに直接結合される。交換ステーション内に画定されたロボットが、消耗部品を取り出して交換するために使用される。
その他の幾つかの実施形態では、交換ステーションは、クラスタツールアセンブリ内の真空移送モジュール（ＶＴＭ）に直接取り付けられてよい。交換ステーションは、クラスタツールアセンブリの均一性および対称性を維持できるように取り付けられる。半導体ウエハをプロセスモジュールに対して出し入れするために使用されるＶＴＭのロボットが、プロセスモジュール内に配置された消耗部品を取り出して交換するためにも使用される。
その他の幾つかの実施形態では、交換ステーションは、クラスタツールアセンブリの大気圧移送モジュールに直接取り付けられてよい。このような実施形態では、プロセスモジュール内の消耗部品にアクセスしてその部品を交換するために、大気圧移送モジュールのロボットが、クラスタツールアセンブリの真空移送モジュールのロボットと連携する。交換ステーションは、クラスタツールアセンブリの様々なモジュールに取り付けられるように、および消耗部品へのアクセスのためにクラスタツールアセンブリが開かれて大気条件に曝される必要なく消耗部品の交換を可能にするように設計される。
従来の設計のクラスタツールアセンブリでは、プロセスモジュール内の消耗部品にアクセスして交換するために、クラスタツールアセンブリが開かれる必要があった。クラスタツールアセンブリを開くためには、クラスタツールアセンブリをオフラインにし、大気条件になるまでパージして、プロセスモジュールへのアクセスを可能にする必要があった。クラスタツールアセンブリが開かれたら、熟練の技術員が、手動でプロセスモジュールから消耗部品を取り出して交換することになる。消耗部品の交換に際し、クラスタツールアセンブリは、半導体ウエハが処理可能であるように調節される必要があった。半導体ウエハは、貴重な製品であるので、クラスタツールアセンブリを調節する際は、細心の注意を払わなければならない。調節は、クラスタツールアセンブリを洗浄することと、クラスタツールアセンブリをポンプで真空に排気することと、クラスタツールアセンブリを調節することと、テスト運転を使用してクラスタツールアセンブリを適格化することとを必要とするだろう。これらの各手順は、かなりの時間と努力とを必要とする。クラスタツールアセンブリを調節する際の１つ以上の手順において問題に遭遇したときは、クラスタツールアセンブリを調節するための各手順で必要とされる時間に加えてさらなる遅延に見舞われるだろう。クラスタツールアセンブリの調節の際によく遭遇する幾つかの問題として、交換時に消耗部品の位置がズレること、損傷されたまたは使用済みの消耗部品に置き換えられる際に新しい消耗部品が損傷されること、消耗部品の取り出しまたは交換の際にプロセスモジュール内のその他のハードウェアコンポーネントが損傷されること、ポンプによる排気後にクラスタツールアセンブリが真空を実現できないこと、クラスタツールアセンブリがプロセス性能を達成できないことなどが挙げられる。各問題の深刻度に基づいて、さらなる時間と努力とが費やされる恐れがあり、クラスタツールアセンブリをオンラインに持ってくるときの遅延のさらなる要因になり、これは、メーカの利ざやに直接的に影響を及ぼす恐れがある。
クラスタツールアセンブリに交換ステーションを取り付けて、交換ステーションを通して消耗部品にアクセスすることによって、クラスタツールアセンブリを維持するために必要とされる時間と努力とが大幅に削減される。消耗部品を交換するために、クラスタツールアセンブリ内で使用可能なロボットを使用することによって、消耗部品、プロセスモジュール、および／またはクラスタツールアセンブリが損傷されるリスクが最小限に抑えられ、交換ステーションを真空に維持しそうしてクラスタツールアセンブリの内部が外気に曝される事態を回避することによって、汚染のリスクが最小限に抑えられる。ロボットを使用することによって、プロセスモジュール内の消耗部品を、プロセスモジュールのその他のハードウェアコンポーネントの損傷を最小限に抑えつつ、さらに正確に位置合わせすることができる。その結果、クラスタツールアセンブリを調節するために必要とされる時間が、大幅に短縮される。消耗部品の適時な交換は、半導体ウエハ内に画定される半導体コンポーネントの品質および歩留まりを向上させる。
図１は、一実施形態における、半導体ウエハの処理に使用されるクラスタツールアセンブリ１００の簡略図を示している。クラスタツールアセンブリ１００は、半導体ウエハが環境への露出を最小限に抑えられた状態で制御環境内で処理されることを可能にするための複数のモジュールを含む。クラスタツールアセンブリ１００は、一実施形態では、大気圧移送モジュール（ＡＴＭ）１０２と、共用の真空移送モジュール（ＶＴＭ）１０４と、１つ以上のプロセスモジュール１１２〜１２０とを含む。ＡＴＭ１０２は、周囲（即ち、大気）条件下で運転され、半導体ウエハをその処理のために統合型クラスタツールアセンブリ１００内に持ってくるためのおよび半導体ウエハをその処理後に戻すためのウエハローダ（不図示）に連接している。ＡＴＭ１０２は、半導体ウエハをウエハローダからＶＴＭ１０４に移動させるためのロボットを含んでいてよい。ＡＴＭ１０２が大気条件下にあるゆえに、ロボットは、ドライロボットの一部であってよい。
ＶＴＭ１０４は、半導体ウエハが１つのプロセスモジュールから別のプロセスモジュールに移動されるのにともなって半導体ウエハ表面が大気に曝されるのを最小限に抑えられるように、真空下で運転される。ＶＴＭ１０４が真空下で運転され、ＡＴＭ１０２が大気条件で運転されるので、ＡＴＭ１０２とＶＴＭ１０４との間には、ロードロックチャンバ１１０が配置される。ロードロックチャンバ１１０は、ＡＴＭ１０２からＶＴＭ１０４内への半導体ウエハの移送を可能にするための制御されたインターフェースを提供する。この実施形態では、半導体ウエハをロードロックチャンバ１１０に入れるために、ＡＴＭ１０２内のロボットが使用されてよい。ＶＴＭ１０４内には、半導体ウエハをロードロックチャンバ１１０から取り出してプロセスモジュール（１１２〜１２０）に対して出し入れするための別のロボットが提供されてよい。ロードロックチャンバは、その場所ゆえに、一部の実施形態では、「連接チャンバ」とも呼ばれる。
ＶＴＭ１０４には、ＶＴＭ１０４によって維持されている制御環境内で１つのプロセスモジュールから別のプロセスモジュールに半導体ウエハが移動することを可能にするために、１つ以上のプロセスモジュール１１２〜１２０が一体化されている。一部の実施形態では、プロセスモジュール１１２〜１２０は、ＶＴＭ１０４の周囲に等距離間隔で配されてよく、別個のプロセス動作を実施するために使用される。プロセスモジュール１１２〜１２０を使用して行うことができるプロセス動作の幾つかとして、エッチング動作、すすぎ、洗浄、乾燥動作、プラズマ動作、蒸着動作、めっき動作などが挙げられる。例えば、プロセスモジュール１１２は、蒸着動作を実施するために使用されてよく、プロセスモジュール１１４は、洗浄動作を実施するために使用されてよく、プロセスモジュール１１６は、第２の蒸着動作を実施するために使用されてよく、プロセスモジュール１１８は、エッチングまたは除去動作を実施するために使用されてよく、以下同様である。制御環境を伴うＶＴＭ１０４は、汚染のリスクを伴うことなく半導体ウエハがプロセスモジュール１１２〜１２０に対して出し入れされることを可能にし、ＶＴＭ１０４内のロボットは、ＶＴＭ１０４に一体化された様々なプロセスモジュール１１２〜１２０に対する半導体ウエハの出し入れを助ける。
一実施形態では、クラスタツールアセンブリ１００内のプロセスモジュール（例えば、プロセスモジュール１１２〜１２０のうちの任意の１つ）に、交換ステーションが取り付けられる。図１に示された実施形態の例では、交換ステーション１０８は、プロセスモジュール１１８に取り付けられる。交換ステーションは、その他のプロセスモジュール１１２〜１２０のうちのいずれかで（１つまたは複数の）消耗部品の交換が必要とされる場合に、その対応するプロセスモジュール１１２〜１２０に取り付けられるように構成されてよい。例えば、プロセスモジュール１１８は、エッチング動作を実施するために使用されてよい。交換モジュール１０８は、プロセスモジュール１１８内で使用される消耗部品を取り出して交換するために使用される。交換ステーション１０８は、プロセスモジュールに取り付けられたときに交換ステーション１０８をポンプで排気して真空に維持するためのポンプ機構（不図示）などの機構を含む。
一実施形態では、交換ステーション１０８は、プロセスモジュール（即ち、プロセスモジュール１１２〜１２０のうちの任意の１つ）に、そのプロセスモジュール（１１２〜１２０）において消耗部品の交換が必要とされるときは遮断弁を通じて結合されてよく、消耗部品が成功裏に交換されたときはそのプロセスモジュール（１１２〜１２０）から切り離されてよい。この実施形態では、交換ステーション１０８は、所要の動作（例えば、消耗部品の交換）を完了させるためにプロセスモジュールに一時的に取り付けられように、およびそのプロセスモジュールにおける所要の動作が完了したら取り外されて撤退されるまたは消耗部品を交換する所要の動作が実施される別のプロセスモジュールに移動されるように設計された、可動のモジュール式ユニットである。例えば、遮断弁は、交換ステーション１０８が真空に維持されることを可能にする。
交換ステーション１０８は、消耗部品を収容および保持するための部品バッファを含む。一部の実施形態では、部品バッファは、プロセスモジュールから取り出された使用済みの消耗部品およびプロセスモジュールへ運搬される予定の新しい消耗部品を収容するための複数の区画を含んでいてよい。一実施形態では、交換ステーションが遮断弁に取り付けられる場所である交換ステーションの開口部が、交換ステーション１０８に対して出入りする消耗部品の移動を可能にするようにサイズ決定される。
消耗部品は、プロセスモジュール内でプロセス条件に継続的に曝されるゆえに交換される必要があるプロセスモジュール内のハードウェア部品である。半導体ウエハの処理時に使用される過酷なプロセス条件に継続的に曝されるゆえに、消耗部品は、それが迅速に交換可能であるために厳密に監視されて、損傷がいつ許容レベルを超えるかを決定される必要がある。例えば、エッチングプロセスモジュールでは、半導体ウエハのプロセス領域を広げるために、チャックアセンブリに載せられた半導体ウエハに隣接してエッジリングが配置される。エッチング動作中、エッジリングは、半導体ウエハの表面上に特徴を形成するために使用されるプラズマからのイオン衝撃に曝される。時間の経過とともに継続的に曝された結果、エッジリングは損傷されるだろう。許容レベルを超えて損傷されたときは、エッジリングは、その損傷がその下の他のコンポーネントを露出させないように、またはそれ以外の形で半導体ウエハ処理に悪影響を及ぼさないように、交換される必要がある。
代表的なエッチング動作では、プラズマからのイオンが、プロセスモジュールに入れられたときの半導体ウエハの上方に画定されるプロセス領域内に形成されるプラズマシースに直交する角度で半導体ウエハ表面にぶつかる。イオン衝撃ゆえにエッジリングの層が摩耗されると、半導体ウエハの縁が露出され、プラズマシースを半導体ウエハの縁の輪郭に沿って巻き上がらせる。その結果、半導体ウエハ表面にぶつかるイオンは、プラズマシースの輪郭をたどり、これは、半導体ウエハ表面の縁に向かって傾斜した特徴を形成させる。これらの傾斜特徴は、半導体ウエハ上に形成される半導体コンポーネントの全体の歩留まりに影響を及ぼすだろう。さらに、エッジリングの層が摩耗されるにつれて、その下の例えばチャックなどのコンポーネントがイオンに曝されて、チャック表面を損傷させる恐れがある。歩留まりを向上させるためおよび下にあるコンポーネントの損傷を回避するためには、エッジリング（即ち、消耗部品）が定期的に交換される必要がある。
プロセスモジュール１１８に取り付けられた交換ステーション１０８は、プロセスモジュール内の真空を破ることなく消耗部品（即ち、エッジリング）が容易に交換されることを可能にするだろう。一実施形態では、交換ステーション１０８は、交換を必要とする消耗部品を取り出すためにおよび新しい消耗部品を運搬するためにプロセスモジュール（例えば、プロセスモジュール１１８）内へエンドエフェクタを伸長させるように構成された専用ロボットを含む。プロセスモジュール内のリフト機構が、消耗部品へのアクセスを提供する。交換ステーション１０８のロボットは、リフト機構のリフトピン上に新しい消耗部品を置く働きをしてよく、リフト機構は、新しい消耗部品をプロセスモジュール内のその定位置に装着するだろう。
一実施形態では、消耗部品の交換を助けるために、交換ステーションは、第１の遮断弁を通じてプロセスモジュール（例えば、プロセスモジュール１１２〜１２０のうちの任意の１つ）に取り付けられる。消耗部品にアクセスしてプロセスモジュールから取り出して、交換ステーション内に画定された部品バッファ内へ移動させるために、および交換用の消耗部品を部品バッファから提供するために、交換ステーションからのロボットが使用される。一実施形態では、第１の遮断弁は、プロセスモジュール内の消耗部品の取り出しおよび交換を統合調整するために、動作可能な方式でコントローラに接続されてよい。
第１の遮断弁を使用して交換ステーションをプロセスモジュールに取り付けることに加えて、第２の遮断弁を使用してクラスタツールアセンブリ１００の真空移送モジュール（ＶＴＭ）にプロセスモジュールが結合されてよい。第２の遮断弁は、係合されたときに、プロセスモジュール内の消耗部品の交換がクラスタツールアセンブリ１００のその他のプロセスモジュールの動作に影響を及ぼすことなく実施可能であるように、プロセスモジュール（１１２〜１２０）をクラスタツールアセンブリ１００の残りの部分から遮断するように構成される。第２の遮断弁の提供は、クラスタツールアセンブリ１００全体ではなく特定のプロセスモジュール（１１２〜１２０のうちの任意の１つ）が、クラスタツールアセンブリ１００内の残りのプロセスモジュール（１１２〜１２０）が半導体ウエハの処理を続けることを許されている間にオフラインにされることを可能にする。さらに、（１つまたは複数の）消耗部品を交換するために、特定のプロセスモジュール（例えば、１１２〜１２０のうちの任意の１つ）のみがオフラインにされるゆえに、プロセスモジュール（１１２〜１２０）およびクラスタツールアセンブリ１００を完全稼働状態に回復させるためにかかる時間が、大幅に短縮されるだろう。その結果、クラスタツールアセンブリ１００の動作を調節および適格化するためにかかる時間も、大幅に短縮される。半導体ウエハ処理時に半導体ウエハをプロセスモジュール（１１２〜１２０）に対して出し入れするために、ＶＴＭ１０４のロボットが使用されてよい。
交換ステーション１０８のロボットがプロセスモジュール（１１２〜１２０）から消耗部品を取り出すことを可能にするためには、消耗部品が容易にアクセス可能である必要がある。プロセスモジュール（１１２〜１２０）は、一実施形態では、交換を必要とする消耗部品へのアクセスを提供するリフト機構を含む。リフト機構は、一部の実施形態では、消耗部品を上昇位置に移動させるために伸長可能であるリフトピンを含んでいてよい。交換ステーション１０８内のロボットのエンドエフェクタが、プロセスモジュール（１１２〜１２０）内へ伸長されて、消耗部品の下へスライドされる。リフト機構は、次いで、リフトピンを撤退させ、消耗部品をロボットのエンドエフェクタ上に載った状態で残らせる。消耗部品を伴うエンドエフェクタは、次いで、プロセスモジュール（１１２〜１２０）から交換ステーション１０８内へ撤退される。ロボットのエンドエフェクタを使用して、新しい消耗部品がプロセスモジュール（１１２〜１２０）に移動され、リフト機構のリフトピンは、その新しい消耗部品を受け取るために伸長される。リフト機構のリフトピンは、新しい消耗部品をプロセスモジュール（１１２〜１２０）内の定位置に位置合わせするために連携し合う。リフト機構を使用して消耗部品を取り出すおよび交換するプロセスは、図４を参照にして後程さらに詳しく論じられる。
一部の実施形態では、消耗部品を交換するために、クラスタツールアセンブリ１００全体をオフラインにする必要があるかもしれない。これは、例えば、２つ以上のプロセスモジュール（１１２〜１２０）内の２つ以上の消耗部品が交換される必要があるときに生じるだろう。たとえこのような実施形態でも、交換ステーションおよび（１つまたは複数の）プロセスモジュールが真空に維持されるゆえに、クラスタツールアセンブリ１００をオフラインにし、交換ステーションを（１つまたは複数の）プロセスモジュール（１１２〜１２０）に取り付け、消耗部品を取り出して交換し、クラスタツールアセンブリ１００を調節および適格化する時間は、大幅に短縮されるだろう。その結果、クラスタツールアセンブリ１００のプロセス条件（即ち、真空）が、消耗部品の交換中に悪影響を及ぼされることはない。さらに、ロボットを使用して交換がなされるゆえに、より正確な消耗部品の取り出しおよび交換が設計され、それによって、消耗部品および／またはプロセスモジュール（１１２〜１２０）の損傷のリスクが回避されるだろう。
一部の実装形態では、交換ステーションが取り付けられるプロセスモジュールの側面に設けられた開口が、その開口を消耗部品が容易に通り抜け可能であるように、サイズ決定されてよい。さらに、プロセスモジュール（１１２〜１２０）内の開口は、プロセスモジュール（１１２〜１２０）内およびクラスタツールアセンブリ１００内で生じえるあらゆる非対称性の問題を全体として最小限に抑えられるように設計されてよい。
図１を参照にして論じられた様々な実施形態および実装形態は、交換ステーション１０８が、プロセスモジュール（１１２〜１２０）内の消耗部品が交換を必要とするときにプロセスモジュール（１１２〜１２０）に一時的に取り付けられることおよび消耗部品の交換が完了したときに撤退されることを可能にする。交換ステーション１０８は、使用済みの消耗部品および新しい消耗部品を収容および保持するための２つの別個の保持領域を伴う１つの部品バッファを含んでいてよい、または使用済みの消耗部品および新しい消耗部品を別々に保持するための複数の部品バッファを有していてよい。交換ステーション１０８内に提供されたロボット、および（１つまたは複数の）部品バッファは、消耗部品をプロセスモジュール（１１２〜１２０）へ直接運搬することおよびプロセスモジュール（１１２〜１２０）から直接取り出すことを可能にする。プロセスモジュール（１１２〜１２０）内の遮断弁は、クラスタツールアセンブリ１００全体の代わりにプロセスモジュール（１１２〜１２０）のみをオフラインにすることを可能にする。
図２は、代替の一実施形態のクラスタツールアセンブリ１００を示しており、該実施形態では、交換ステーション１０８は、プロセスモジュール（１１２〜１１８）ではなく、クラスタツールアセンブリ１００内に配置された真空移送モジュール（ＶＴＭ）１０４に取り付けられるように構成される。ＶＴＭ１０４は、半導体ウエハの処理時に半導体ウエハをロードロックチャンバ１１０からプロセスモジュール１１２〜１１８に移動させるためにおよびＶＴＭ１０４に一体化された１つ以上のプロセスモジュール１１２〜１１８に対して出し入れするために使用されるロボットを含む。ロボットは、異なるプロセスモジュール間で半導体ウエハの受け取り、保持、および移動を行うために使用されるエンドエフェクタを含む。ＶＴＭ１０４には、別の開口が、ＶＴＭ１０４内に画定されたその開口に位置を合わせて交換ステーション１０８が取り付けられることを可能にするために画定される。対称性が重要である場合は、ＶＴＭ１０４内の開口は、ＶＴＭ１０４の、およびクラスタツールアセンブリ１００の、均一性および対称性を保つように画定される。例えば、ＶＴＭ１０４における均一性および対称性を維持するために、ＶＴＭ１０４には、ダミーの扉を伴うダミーの開口が、上記開口に相対するように画定されてよい。或いは、もし、ＶＴＭ１０４に、ダミーの開口が既に存在しており、その開口が、消耗部品を移動させるのに十分な大きさであるならば、交換ステーション１０８は、クラスタツールアセンブリ１００における均一性および対称性を引き続き維持するために、そのダミーの開口に取り付けられてよい。
通常、ＶＴＭ１０４の開口は、半導体ウエハを、および半導体ウエハをＶＴＭ１０４に対して出し入れするために使用されるキャリア／ロボットを、通り抜けさせるようにサイズ決定される。しかしながら、半導体ウエハよりも大きい消耗部品は、通り抜けできない恐れがある。例えば、プロセスモジュール（１１２〜１１８）に入れられたときの半導体ウエハを取り巻くように配置されるエッジリングは、半導体ウエハよりも幅が広い。このような場合は、半導体ウエハの移動用に設計された開口を再設計しないと、エッジリング全体が通り抜けることはできないだろう。場合によっては、ＶＴＭ１０４の開口の再設計は、クラスタツールアセンブリの対称性に影響するだろうゆえに、実現可能な選択肢ではないだろう。したがって、ＶＴＭ１０４の開口を再設計してクラスタツールアセンブリ１００内に非対称性をもたらす代わりに、区分化された消耗部品を使用して各区分が開口を通り抜けできるようにしてよい。例えば、プロセスモジュール内で半導体ウエハを取り囲むために使用されるエッジリングは、ＶＴＭ１０４の開口および交換ステーション１０８を通り抜け可能であるようにそれぞれ設計された２つ以上の区分からなる区分化されたエッジリングとして設計されてよい。この例では、区分化されたエッジリングは、個別に抜き出されて交換されてよい。
特に、複数の部分からなる区分化された消耗部品などの消耗部品を交換するときは、消耗部品の各区分は、区分どうしの間に隙間が形成されることがないように、プロセスモジュール内で適切に位置合わせされてセットされる必要がある。留意すべきは、高アスペクト比エッチング動作などのプロセス動作では、エッチングプロセスモジュールのコンポーネント間に存在する隙間をイオンが通り抜けて、その下のコンポーネントを損傷させるだろうことである。例えば、高アスペクトエッチャモジュールにおけるエッジリングの隙間は、高エネルギイオンを通り抜けさせ、エッジリングが上に載せられているだろうその下のチャックに到達させて、チャックの表面を損傷させるだろう。隙間の形成を防ぐためには、区分化された消耗部品は、プロセスモジュール内に装着されたときに各区分がその他の区分と確実にしっかり嵌り合うように、設計されてよい。したがって、一部の実装形態では、区分化された、即ち複数の部分からなる消耗部品は、噛み合い区分を有するように設計されてよい。或いは、消耗部品は、その下のコンポーネントに至る直接的流路がイオンまたは処理ガス／化学剤に見つからないように、重なり合う区分を有するように設計されてよい。例えば、一部の実装形態では、消耗部品は、ＶＴＭ１０４と交換ステーションとの間に画定された開口をそのままの状態でまたは部分ごとに分けられた状態のいずれかで通り抜けることができる内側部分と外側部分とで作成されて、一方の部分がもう一方の部分に重なり合う状態でプロセスモジュール内に装着されてよく、そうして隙間の形成を防ぐことができる。クラスタツールアセンブリ内における対称性を維持するように設計された開口を再設計する必要なく消耗部品がＶＴＭ１０４に対して出し入れされることを可能にするように、その他の設計ヴァリエーションで消耗部品が実現されてもよい。
一実施形態では、交換ステーション１０８内で専用ロボットを使用する代わりに、半導体ウエハをプロセスモジュールに対して出し入れするために使用されるＶＴＭ１０４内のロボットが、消耗部品の取り出しおよび交換にも使用されてよい。一部の実装形態では、プロセスモジュール間で半導体ウエハを移動させるために使用されるロボットのエンドエフェクタが、プロセスモジュール１１２〜１１８および交換ステーション１０８の間で消耗部品の受け取り、保持、および移動を行うためにも使用される。その他の実装形態では、ＶＴＭ１０４のロボットは、消耗部品の移動用および半導体ウエハの移動用に異なるエンドエフェクタを有するように設計される。エンドエフェクタは、半導体ウエハまたは消耗部品などの可動部品を取り出す、支持する、保持する、拾い上げる、持ち上げる、移動させる、または回転させるために通常はロボット内に画定される部品である。可動部品は、任意の向きの面内に保持されてよい。半導体ウエハの汚染を防ぐために、消耗部品と半導体ウエハとを別々に移動させるための別々のエンドエフェクタが提供されてよい。
代替の一実施形態では、プロセスモジュール内の消耗部品を抜き出して交換するために、交換ステーション１０８内の専用ロボットが、ＶＴＭ１０４のロボットと連携してよい。例えば、ＶＴＭ１０４のロボットは、プロセスモジュールから使用済みの消耗部品を抜き出して、それをＶＴＭ１０４と交換ステーション１０８との間に画定された一時保管領域に移動させるために使用されてよい。交換ステーション１０８の専用ロボットは、使用済みの消耗部品を一時保管領域から部品バッファに移動させるために使用されてよい。同様に、交換ステーション１０８の専用ロボットは、交換ステーション１０８の部品バッファから一時保管領域に新しい消耗部品を移動させるために使用されてよく、ＶＴＭ１０４のロボットは、一時保管領域からプロセスモジュールに新しい消耗部品を移動させるために使用されてよい。一実施形態では、一時保管領域は、使用済みの消耗部品を収容するための第１の領域と、新しい消耗部品を収容するための第２の領域とを有していてよい。プロセスモジュール（１１２〜１１８）内のリフト機構は、新しい消耗部品をプロセスモジュール（１１２〜１１８）内に装着するために使用される。
図２に示された実施形態における交換ステーション１０８の設計は、図１を参照にして論じられた交換ステーション１０８の設計と同様である。例えば、図２の交換ステーション１０８は、交換ステーション１０８がＶＴＭ１０４に取り付けられるときに交換ステーション１０８を真空に維持するためのポンプなどの機構を含む。交換ステーション１０８のプロセス条件をＶＴＭ１０４と同様に（即ち、真空に）維持することによって、消耗部品の交換中にＶＴＭ１０４内のプロセス条件が悪影響を受けないことが保証されるだろう。交換ステーション１０８内には、使用済みの消耗部品および新しい消耗部品を収容および保持するための１つ以上の部品バッファが画定される。
図２に示された設計のプロセスモジュール（１１８）は、第２の開口を含まないという点で、図１で定められたプロセスモジュール（１１８）とは僅かに異なる。例えば、交換ステーション１０８は、ＶＴＭ１０４に直接取り付けられ、交換ステーション１０８からプロセスモジュール（１１８）へのアクセスは、ＶＴＭ１０４を通じて提供されるので、プロセスモジュール（１１８）は、交換ステーション１０８を取り付けるための第２の開口を必要としない。また、消耗部品の交換時にＶＴＭ１０４を通じたプロセスモジュール（１１８）へのアクセスを可能にするために、および半導体ウエハの処理時にプロセスモジュールを遮断するために、１つの遮断弁が使用される。留意すべきは、クラスタツールアセンブリ１００内のプロセス条件に悪影響を及ぼすことなく消耗部品が容易に交換可能であるために、交換ステーション１０８が真空に維持されることである。その結果、パージ／ポンプ排気プロセスが不要になり、その他の適格化の手順がより短時間で実施されるので、半導体ウエハを処理するためのクラスタツールアセンブリ１００の調節および適格化がより短時間で実現されるだろう。交換ステーション１０８は、一部の実装形態では、取り外し不可の形でＶＴＭ１０４に取り付けられてよい。
図３は、大気圧移送モジュール（ＡＴＭ）１０２に交換ステーション１０８が取り付けられた別の一実施形態のクラスタツールアセンブリ１００を示している。例えばローダからロードロックチャンバ１１０に半導体ウエハを移動させるために使用される、クラスタツールアセンブリ１００のＡＴＭ１０２内のロボットが、消耗部品を交換ステーション１０８へおよび交換ステーション１０８から移動させるためにも使用される。この実施形態では、ＡＴＭ１０２に取り付けられた交換ステーション１０８は、ＡＴＭ１０２と同じ大気条件に維持される。その結果、交換ステーション１０８は、交換ステーション１０８を真空に維持するためのポンプまたは同様な機構を必要としない。一部の実装形態では、交換ステーション１０８は、取り外し不可の形でＡＴＭ１０２に取り付けられてよい。
ＡＴＭ１０２に加えて、図３に示されたクラスタツールアセンブリ１００は、真空移送モジュール（ＶＴＭ）１０４と、該ＶＴＭ１０４に一体化された複数のプロセスモジュール１１２〜１２０とを含む。ＡＴＭ１０２とＶＴＭ１０４との間には、ロードロックチャンバ１１０が画定され、ＡＴＭ１０２内およびＶＴＭ１０４内のプロセス条件を保ちつつＡＴＭ１０２からＶＴＭ１０４に半導体ウエハを移動させるためのインターフェースとして機能する。
クラスタツールアセンブリ１００のロードロックチャンバ１１０は、半導体ウエハおよび消耗部品の両方を取り扱うように設計される。半導体ウエハの汚染を回避するために、ロードロックチャンバ１１０内には、区画などの、半導体ウエハおよび消耗部品を収容するための別々の一時保管領域が提供されてよい。消耗部品を収容するように設計された、ロードロックチャンバ１１０内の一時保管領域は、さらに、使用済みの消耗部品および新しい消耗部品を収容するための別々の一時保管領域を提供するように構成されてよい。ロードロックチャンバ１１０に画定された開口は、消耗部品および半導体ウエハを通り抜けさせるように設計される。或いは、消耗部品を通り抜けさせるように開口が設計されていないときは、ロードロックチャンバ１１０に画定された開口を消耗部品の各区分が通り抜け可能であるように、区分化された消耗部品が使用されてよい。
図３に示された実施形態では、ロードロックチャンバ１１０からＶＴＭ１０４に組み込まれたプロセスモジュール（１１２〜１２０）にまたは１つのプロセスモジュール（１１２〜１２０）から別のプロセスモジュールに半導体ウエハを移動させるために使用されるＶＴＭ１０４内のロボットが、ロードロックチャンバ１１０とプロセスモジュール（１１２〜１２０）との間で消耗部品を移動させるためにも使用される。
一部の実装形態では、ＡＴＭ１０２のロボットおよびＶＴＭ１０４のロボットに加えて、交換ステーション１０８が、ＡＴＭ１０２と交換ステーションの部品バッファとの間で消耗部品を移動させるように構成された専用ロボットを含んでいてよい。このような実施形態では、ＡＴＭ１０２のロボットは、ＡＴＭ１０２とロードロックチャンバ１１０との間で消耗部品および半導体ウエハを移動させるために使用されてよく、ＶＴＭ１０４のロボットは、ロードロックチャンバ１１０とプロセスモジュール（１１２〜１２０）との間で消耗部品および半導体ウエハを移動させるために使用されてよい。一実装形態では、ＡＴＭ１０２のロボットおよびＶＴＭ１０４のロボットに、半導体ウエハおよび消耗部品の両方を移動させる用に異なる時点で係合されえる１本のエンドエフェクタが提供されてよい。別の実施形態では、ＡＴＭ１０２のロボットおよびＶＴＭ１０４のロボットに、１本は半導体ウエハを移動させるための、そしてもう１本は消耗部品を移動させるための、別々のエンドエフェクタが提供されてよい。リフト機構が、プロセスモジュール（１１２〜１２０）内の適切な場所に新しい消耗部品を位置合わせして装着するために使用される。
図３Ａは、一実施形態における、図３に示したものよりもさらに追加のモジュールを含む、より詳細ヴァージョンのクラスタツールアセンブリ１００を示している。図３と同様に、図３Ａに示した実施形態は、ＡＴＭ１０２の第１の側１０１ａに結合されて消耗部品の交換のためにＡＴＭ１０２のロボットおよびＶＴＭ１０４のロボットを使用する交換ステーション１０８を示している。この実施形態では、交換ステーション１０８が、ＡＴＭ１０２の第１の側１０１ａに取り付けられているだけでなく、１つまたは複数のウエハローダ１１５も、大気圧移送モジュール１０２の第１の側１０１ａに取り付けられている。ウエハローダ１１５は、正面開口式一体型ポッド（ＦＯＵＰ）などの標準的なウエハローダまたはＡＴＭ１０２に結合されるように設計されたカスタマイズされたウエハローダであってよい。交換ステーション１０８および（１つまたは複数の）ウエハローダ１１５は、ＡＴＭ１０２の第１の側１０１ａに画定された特定のロードポート（不図示）を介して一時的にまたは取り外し不可の形でＡＴＭ１０２に結合されるように構成される。交換ステーション１０８および（１つまたは複数の）ウエハローダ１１５（標準的なウエハローダおよびカスタマイズされたウエハローダの両方）に通じるドアは、ＡＴＭ１０２の第１の側１０１ａに画定された標準的なロードポートの開口に適合するように設計される。ウエハローダ１１５は、処理済みのウエハまたは未処理のウエハを収容および保持するための複数の区画を含むウエハバッファを含む。留意すべきは、本出願では、ウエハという用語と基板という用語とが、区別なく使用され、集積回路などの電子デバイスの製作に使用される薄い半導体材料片を言うことである。一部の実施形態では、交換ステーション１０８は、その構造および設計がウエハローダ１１５（例えば、ＦＯＵＰ）と同様であり、新しいおよび／または使用済みの消耗部品２０８を収容および保持するように構成された複数の区画２０７を伴う部品バッファ２２４を含む。
交換ステーション１０８およびウエハローダ１１５に加えて、１つ以上のバッファステーション１１３が、ＡＴＭ１０２に結合されてよい。バッファステーション１１３は、通信可能方式でＡＴＭ１０２に接続されたコンピュータへのアライメント入力を提供するために一般的に使用されるダイナミックアライナを含んでいてよい。アライメント入力は、ロードロックチャンバ１１０へ運搬されているときのウエハを位置合わせするために使用される。例えば、ウエハローダ１１５の１つから、バッファステーション１１３内のダイナミックアライナの内部に配置されたチャック上にウエハを移動させるために、ＡＴＭ１０２内のロボット１０３が使用されてよい。チャックは、ウエハをスピンさせるように構成される。ウエハの縁に沿って提供された１つまたは複数の切り欠きおよび該切り欠きの中心からのズレを検出し、このデータをアライメント入力としてコンピュータに提供するために、ダイナミックアライナ内のセンサが使用される。コンピュータは、このアライメント入力をロボットに提供してよく、したがって、ロボットは、運搬されるときのウエハが適切に位置合わせされるように、ウエハをダイナミックアライナからロードロックチャンバ１１０へ運搬するためにこのアライメント入力を使用することができる。一部の実装形態では、消耗部品のためのアライメント入力をコンピュータに提供し、ロードロックチャンバ１１０へ運搬されるときの消耗部品が適切に位置合わせされることを保証するために、ダイナミックアライナのうちの１つまたは複数が使用されてよい。なお、留意すべきは、ウエハを位置合わせするためのアライメント入力が、消耗部品を位置合わせするためのアライメント入力とは異なるかもしれないことである。その他の実装形態では、消耗部品の位置合わせは、交換ステーション内でなされてよい。このような実装形態では、消耗部品をロードロックチャンバ１１０へ運搬するときにさらなる位置合わせを実施する必要がない。
一部の実施形態では、ウエハを移動させるように設計されたＡＴＭ１０２内のロボット１０３は、交換ステーション１０８からロードロックチャンバ１１０に消耗部品２０８を移動させるようにも設計される。既存の設計のロボット１０３は、ウエハを支持するために使用される「フィンガ」を伴うエンドエフェクタ機構を含む。しかしながら、エンドエフェクタ機構上のフィンガは、ウエハを支持するように設計されており、したがって、長さが短く、消耗部品のための接触支持を提供するようには設計されていない。なぜならば、消耗部品は、ウエハよりも直径が大きいのが通常だからである。この相違を調整するために、一実施形態では、ＡＴＭ１０２内のロボット１０３のエンドエフェクタ機構のフィンガは、消耗部品２０８のための接触支持を提供することを可能にするのに十分な長さまで伸長される。伸長したフィンガを伴うエンドエフェクタ機構は、ＡＴＭ１０２のロボット１０３に実装されるものとして説明されているが、本明細書で説明されるエンドエフェクタ機構は、ＶＴＭ１０４のロボット１０５に実装されてもよいことが留意されるべきである。
代替の一実施形態では、ＡＴＭ１０２内のロボットのエンドエフェクタ機構の、短いフィンガは、リングキャリアを支持するために使用される。リングキャリアの表面は、消耗部品を支持するために使用される。リングキャリアは、交換ステーション１０８内のケースに収納されてロードロックチャンバ１１０への消耗部品の移送が必要なときに取り出されるキャリア板の形態をとってよい。この実施形態では、エンドエフェクタの既存のフィンガが、キャリア板を支持するために使用できるゆえに、エンドエフェクタのフィンガを再設計する必要がない。ＡＴＭ１０２内および／またはＶＴＭ１０４内で使用されるエンドエフェクタ機構の詳細は、図６Ａ〜６Ｃを参照にして詳しく説明される。消耗部品の支持および搬送に使用されるキャリア板は、図８Ａ〜８Ｂおよび図９Ａ〜９Ｂを参照にして説明される。
クラスタツールアセンブリに組み込まれたプロセスモジュール１１２内の消耗部品を交換するためには、プロセスモジュール１１２へのおよびプロセスモジュール１１２内の消耗部品２０８へのアクセスが必要である。プロセスモジュール１１２へのアクセスは、図１〜３を参照にして論じられており、ここでは、交換ステーション１０８が、プロセスモジュール（１１２〜１２０）に直接取り付けられる、または真空移送モジュール１０４もしくは大気圧移送モジュール１０２に取り付けられて該モジュールを通じてプロセスモジュール（１１２〜１１８、１２０）へのアクセスが提供される。プロセスモジュール（１１２〜１２０）がアクセスされたら、消耗部品、またはプロセスモジュール（１１２〜１２０）のその他のハードウェアコンポーネントを損傷させることなく消耗部品が安全に取り出されて交換可能であるように、消耗部品へのアクセスが提供される必要がある。
図４は、交換を必要とする消耗部品２０８へのアクセスを提供するためにクラスタツールアセンブリ１００のプロセスモジュール（１１２〜１２０）内で使用されてよいリフト機構の代表的な一実施形態を示している。一部の実装形態では、消耗部品２０８は、ボトムエッジリング２３６の上に、カバーリング２３２に隣接して配置される。ボトムエッジリング２３６は、ベースリング２４０の上に、一部の実施形態ではスリーブリング２３８の隣りに配置される。リフト機構と、チャンバの側壁との間には、絶縁体リング２３４が提供されてよい。リフト機構は、消耗部品２０８を、それがアクセスされることが可能であるように上昇位置に移動させるように構成される。一部の実装形態では、消耗部品２０８は、処理時にプロセスモジュールに入れられた半導体ウエハ１５０に隣接して配置されるエッジリングである。リフト機構は、複数のアクチュエータ２０４に接続される複数のリフトピン２０２を含む。例えば、リフトピンは、リフトピンが消耗部品の様々な地点に接触して消耗部品を移動させることを可能にするために、面内に配されてよい。一部の実装形態では、面内に配されたリフトピンは、別個の組に分けられてよく、各組のリフトピンは、それぞれ異なる消耗部品にアクセスしてその部品を持ち上げるように独立に動作される。一部の実装形態では、アクチュエータ２０４は、複数のリフトピン２０２を装備された真空密閉アクチュエータである。
アクチュエータ２０４は、アクチュエータドライブ２０６によって駆動される。非係合モードでは、リフトピン２０２は、リフト機構内に画定されたケースの内側へ撤退された状態にとどまり、消耗部品２０８には接触していない。消耗部品２０８が交換される必要があるときは、アクチュエータ２０４は、アクチュエータドライブ２０６によって通電される。通電されたアクチュエータ２０４は、リフトピン２０２を消耗部品２０８に接触させて消耗部品２０８を上昇位置に移動させるために、リフトピン２０２をケース外へ伸長させる。プロセスモジュール（例えば、１１８）は、真空状態に維持されているので、消耗部品は、上昇されるときに、真空空間２１０内へ上昇される。ＶＴＭ１０４のまたは交換ステーション１０８のいずれかのロボットが、エンドエフェクタをプロセスモジュール１１８内へ伸長させ、上昇した消耗部品２０８の下側にエンドエフェクタがスライドすることを可能にする。一部の実施形態では、ロボットに取り付けられたエンドエフェクタは、ヘラ状に形成され、これは、上昇した消耗部品をエンドエフェクタが支持することを可能にしている。エンドエフェクタが定位置にスライドしたら、アクチュエータ２０４は、リフトピン２０２をケース内へ撤退させ、消耗部品２０８をエンドエフェクタ上に載らせる。ロボットは、次いで、消耗部品を取り出すためにどのロボットが使用されるかに応じて、ＶＴＭ１０４または交換ステーション１０８のいずれかへエンドエフェクタを引き戻してそれとともに消耗部品２０８も持ってくるように操作される。新しい消耗部品２０８をプロセスモジュール（例えば、１１８）に入れる必要があるときは、逆の順序が起きる。プロセスモジュール（例えば、１１８）のリフト機構は、プロセスモジュール（１１８）およびクラスタツールアセンブリ１００が動作可能であるように、消耗部品をプロセスモジュール（１１８）内の適切な場所に正しく装着するために使用される。
リフトピンを動作させて消耗部品２０８を上昇させるためにアクチュエータに電力を供給することに加えて、リフト機構のアクチュエータドライブ２０６に接続された電源は、一部の実装形態では、リフトピンを通じて消耗部品に電力を供給してよい。アクチュエータ２０４およびリフトピン２０２は、一部の実装形態では、消耗部品２０８に電力を供給するために、導電性材料で作成されてよい。一部の実装形態では、消耗部品に接触することになるリフトピンの表面領域が、電気接点として機能して、電源から消耗部品に電力を供給するために使用されてよい。一部の実装形態では、電源は、リフトピン２０２がＲＦ電力を消耗部品２０８に供給することを可能にするための高周波（ＲＦ）電源である。ＲＦ電源を使用して消耗部品を通電することに関するさらなる詳細は、２０１５年７月１３日に出願され名称を「Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｅｄｇｅ Ｓｈｅａｔｈ ａｎｄ Ｗａｆｅｒ Ｐｒｏｆｉｌｅ Ｔｕｎｉｎｇ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｅｄｇｅ−Ｌｏｃａｌｉｚｅｄ Ｉｏｎ Ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｐｌａｓｍａ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ（縁に限局されたイオン軌道制御およびプラズマ動作を通じた、極縁におけるシースおよびウエハのプロフィール調整）」とする共同所有の同時係属米国仮特許出願第６２／１９１，８１７号で説明されている。該出願は、参照によってその全体を本明細書に組み込まれる。一部の実装形態では、リフトピンは、切り替えられてよい。切り替えは、消耗部品２０８に供給される電力の量を制御するために使用されてよい。一部の実装形態では、切り替えは、消耗部品２０８に異なる電力を供給するために使用されてよい。一部の実装形態では、消耗部品２０８に供給される電力は、消耗部品２０８を加熱するために使用されてよい。例えば、消耗部品２０８がエッジリングであるときは、電源によって供給される電力は、温度制御されたエッジリングを提供するために使用されてよい。一部の実装形態では、電力が、容量結合などのその他の手段を通じて消耗部品２０８に供給されてよい。なお、容量結合などの代替の手段を使用してエッジリングなどの消耗部品２０８に電力を供給することに関するさらなる詳細は、２０１５年８月１８日に出願され名称を「Ｅｄｇｅ Ｒｉｎｇ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ Ｆｅａｔｕｒｅ Ｐｒｏｆｉｌｅ Ｔｉｌｔｉｎｇ ａｔ Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｅｄｇｅ ｏｆ Ｗａｆｅｒ（ウエハの極縁における特徴プロフィールの傾斜を改善するためのエッジリングアセンブリ）」とする共同所有の同時係属米国仮特許出願第６２／２０６，７５３号で説明されている。該出願は、参照によって本明細書に組み込まれる。なお、留意すべきは、本明細書で論じられる、消耗部品２０８に電力を供給するための様々な手段が単なる例に過ぎず、エッジリングに電力を供給するその他の形態が用いられてもよいことである。一部の実装形態では、消耗部品２０８（複数の部分からなる消耗部品の１つの部分または複数の部分）は、１つ以上の磁石を使用して、プロセスモジュール（例えば、１１８）内で位置合わせされて定位置に装着されてよい。例えば、プロセスモジュール（例えば、１１８）内に提供されるリフト機構は、消耗部品２０８を支持する表面を含んでいてよい。リフト機構の、消耗部品２０８を支持する表面の下側に、１つ以上の磁石が配置されてよい。リフト機構内に配置された磁石は、消耗部品をプロセスモジュール（例えば、１１８）内で定位置に位置合わせするために使用されてよい。
一部の実装形態では、リフト機構は、リフト機構が空気圧で動作されることを可能にするために、空気圧縮器またはその他の圧縮圧力源に接続されてよい。一部の実装形態では、リフト機構は、消耗部品２０８をプロセスモジュール（例えば、１１８）内で定位置に把持するための静電把持力を提供するために使用されてよい。これらの実装形態では、リフト機構は、リフトピン２０２が消耗部品２０８をプロセスモジュール（例えば、１１８）内で定位置に把持するための直流（ＤＣ）電力を供給することを可能にするために、ＤＣ電源に接続されてよい。
図５Ａは、一実施形態における、プロセスモジュール１１８内の消耗部品を交換するために使用される様々なコンポーネントを定めた代表的なクラスタツールアセンブリを示している。プロセスモジュール１１８は、半導体ウエハに対して、導電性エッチングを実施するためのトランス結合プラズマ（ＴＣＰ）もしくは誘導体エッチングを行うための容量結合プラズマ（ＣＣＰ）を生成するために使用することができる、またはプラズマ支援化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）もしくは原子層堆積（ＡＬＤ）もしくはその他の任意のタイプのエッチングを実施するために使用できる、エッチャモジュールであってよい。或いは、プロセスモジュール１１８は、半導体ウエハ上に様々な特徴を画定するためのその他の任意のプロセス動作（例えば、蒸着やめっきなど）を実施するために使用されてよい。
交換ステーション１０８は、部品バッファ２２４を含んでいてよい。部品バッファ２２４は、一実施形態では、プロセスモジュールから取り出された使用済みの消耗部品２０８およびプロセスモジュールへ運搬される必要がある新しい消耗部品２０８を入れるように構成された複数の区画２０７を含む。或いは、使用済みの消耗部品２０８と新しい消耗部品２０８とを区別して収納するために、別々の部品バッファ２２４が使用されてよい。部品バッファ２２４の区画２０７からプロセスモジュール１１８内へ新しい消耗部品２０８を移動させるためにおよびプロセスモジュール１１８から使用済みの消耗部品２０８を取り出して部品バッファ２２４の区画２０７内に収納するために、交換ステーション１０８内の交換ハンドラ２１４が使用されてよい。交換ハンドラ２１４は、そのエンドエフェクタ２１３が部品バッファ２２４内のおよびプロセスモジュール１１８内の消耗部品２０８にアクセスすることを可能にするために、横方向に、垂直方向に、および／または半径方向に動くように構成された、ロボット２１５を含む。エンドエフェクタは、消耗部品２０８にアクセスするように、および消耗部品２０８を取り出すように、および部品バッファ２２４またはプロセスモジュールへ消耗部品２０８を運搬するように構成されてよい。一部の実装形態では、エンドエフェクタは、任意の面内で消耗部品を取り出す、拾い上げる、持ち上げる、支持する、保持する、移動させる、または回転させるように設計された特殊なエンドエフェクタであってよい。交換ハンドラ２１４のエンドエフェクタは、消耗部品がプロセスモジュールから取り出されて部品バッファ２２４に収納されえるように、動作時に伸長および収縮するように操作されてよい。一部の実装形態では、エンドエフェクタは、取り出し動作時における柔軟性を大きくするために、半径方向に、横方向に、および／または垂直方向に動くように構成されてよい。交換ハンドラ２１４は、交換ハンドラ２１４のロボット２１５およびエンドエフェクタ２１３の動きを制御するために、コントローラ２２０に接続される。
交換ステーション１０８は、交換ステーション１０８内のプロセス条件を操作するためにポンプ２３３に接続された真空制御モジュール２３１も含んでいてよい。一部の実装形態では、交換ステーション１０８は、消耗部品の交換時に真空制御モジュール２３１を通じてポンプ２３３の動作または動きを統合調整することを可能にするために、コントローラ２２０に接続される。
交換ステーション１０８がプロセスモジュール１１８に取り付けられることを可能にするために、交換ステーション１０８とプロセスモジュール１１８との間に第１の遮断弁２１６が提供される。一部の実装形態では、第１の遮断弁２１６は、仕切り弁であってよい。プロセスモジュール１１８は、第１の側と第２の側とを含み、プロセスモジュール１１８の第１の側は、真空移送モジュール（ＶＴＭ）１０４に結合され、プロセスモジュール１１８の第２の側は、第１の遮断弁２１６の第１の側に結合される。第１の遮断弁２１６の第２の側は、交換ステーション１０８に結合される。この結合は、交換ステーション１０８内のロボット２１５がプロセスモジュール１１８にアクセスすることを可能にするために、例えば交換ステーション１０８内およびプロセスモジュール１１８内に画定されたドア２１７およびドア２１９をそれぞれ操作する。第２の遮断弁２１６’の第１の側は、ＶＴＭ１０４に結合され、第２の遮断弁２１６’の第２の側は、プロセスモジュール１１８の第１の側に結合される。この結合は、ＶＴＭ１０４内のロボットが処理時にプロセスモジュール１１８にアクセスして半導体ウエハをプロセスモジュール１１８に対して出し入れすることを可能にするために、プロセスモジュール１１８内およびＶＴＭ１０４内にそれぞれ画定された対応する開口を覆うドア２２７およびドア２２９を操作することを可能にする。第１の遮断弁２１６および第２の遮断弁２１６’は、ＶＴＭ１０４へのおよび交換ステーション１０８へのプロセスモジュール１１８の結合を統合調整するために、コントローラ２２０に接続される。
プロセスモジュール１１８は、プロセスモジュール１１８内に画定されたプロセス領域にプロセス化学剤を供給するために使用されてよい上方電極２１８を含む。上方電極２１８は、例えばプラズマを発生させるために、プロセス領域内のプロセス化学剤に電力を供給するための電源（不図示）に接続されてよい。一部の実施形態では、電源は、整合回路網（不図示）を通じて上方電極２１８に接続されたＲＦ電源であってよい。或いは、上方電極は、電気的に接地されてよい。
プロセスモジュール１１８は、下方電極２３０も含む。下方電極２３０は、一部の実装形態では、処理のために半導体ウエハ１５０を受けるように構成される。一部の実装形態では、下方電極２３０は、静電チャックである。下方電極２３０は、処理時に下方電極２３０に電力を供給するための電源（不図示）に接続されてよい。或いは、下方電極２３０は、電気的に接地されてよい。
プロセスモジュール１１８は、消耗部品２０８が上昇位置に移動されることを可能にするためのリフト機構２２１を含む。リフト機構２２１は、図４を参照にして論じられたリフト機構と同様であり、消耗部品を上昇位置に持ち上げるための複数のリフトピン２０２およびアクチュエータ２０４と、アクチュエータ２０４を駆動するための電力を提供するためにアクチュエータ２０４に接続されたアクチュエータドライブ２０６とを含む。アクチュエータドライブ２０６は、消耗部品の交換時にリフト機構２２１の動作を制御するために、コントローラ２２０に結合されてよい。
コントローラ２２０は、コントローラ２２０に接続された様々なコンポーネントの動作の統合調整を促すために、真空状態制御部２２３と移送ロジック２２５とを含む。一実装形態では、プロセスモジュール１１８内の消耗部品が交換されるときに、交換ステーション１０８は、第１の遮断弁２１６に接触される。第１の遮断弁２１６において交換ステーション１０８が検出されると、それに応えて、第１の遮断弁２１６からコントローラ２２０に信号が送信される。コントローラ２２０は、すると、プロセスモジュール１１８への交換ステーション１０８の結合および交換ステーション１０８における真空の維持の統合調整を行う。例えば、第１の遮断弁２１６から受信された検出信号に応えて、コントローラ２２０の真空状態制御部２２３は、プロセスモジュール１１８に交換ステーション１０８を結合するプロセスを開始させるための信号を真空制御モジュール２３１に送信してよい。真空状態制御部２２３から受信された信号に応えて、真空制御モジュール２３１は、ポンプ２３３が交換ステーションを真空状態にすることを可能にするために、ポンプ２３３を作動させてよい。交換ステーション１０８が真空状態に達したら、真空制御モジュール２３１から真空状態制御部２２３に信号が送信される。真空状態制御部２２３は、すると、交換ステーションをプロセスモジュール１１８に結合するための信号を第１の遮断弁２１６に送信する。第１の遮断弁２１６は、これに応えて、交換ステーション１０８とプロセスモジュール１１８との間における第１の遮断弁２１６のあらゆる中間領域を真空状態に確保する。この確保の際に、第１の遮断弁２１６は、第１の遮断弁２１６の第１の側へのプロセスモジュール１１８の結合および第１の遮断弁２１６の第２の側への交換ステーション１０８の結合を実施する。プロセスモジュール１１８へのアクセスを提供するためにドア２１７およびドア２１９を操作する前に、交換ステーション１０８、および第１の遮断弁２１６の中間領域が真空であることを保証するためのさらなるテストがなされてよい。
結合動作の一部として、真空状態制御部２２３は、プロセスモジュール１１８内に画定されたおよび該プロセスモジュール１１８が一体化されるＶＴＭ１０４内に画定された対応する開口を覆うドア２２７およびドア２２９が閉じられて密閉されたままであるように、第２の遮断弁２１６’の動作を統合調整してよい。結合の際に、プロセスモジュール１１８内のリフト機構２２１は、リフトピン２０２がリフト機構２２１のケース内に撤退されて、消耗部品２０８がその装着位置に載っている、非係合状態に維持される。例えば、消耗部品２０８は、エッジリングである。その装着位置にあるときに、エッジリングは、プロセスモジュール１１８内に半導体ウエハ１５０が存在するときに、該半導体ウエハ１５０に隣接して位置決めされて、該半導体ウエハ１５０を実質的に取り囲んでいる。
結合のプロセスが完了したら、第１の遮断弁２１６からおよび一部の実施形態では第２の遮断弁２１６’から、コントローラ２２０に信号が送信される。これに応えて、コントローラ２２０は、移送ロジック２２５を作動させる。移送ロジック２２５は、エンドエフェクタ２１３がプロセスモジュール１１８から消耗部品を取り出して、交換ステーション１０８内に画定された部品バッファ２２４内の区画２０７へ移動させること、および上記消耗部品のための交換部品を装着のために部品バッファ２２４の区画２０７からプロセスモジュール１１８に移動させることを可能にするために、交換ステーション１０８内の交換ハンドラ２１４のロボット２１５およびエンドエフェクタ２１３の動きと、プロセスモジュール１１８内のリフト機構２２１のアクチュエータドライブ２０６の動きとを統合調整するように構成される。リフト機構２２１は、交換用の消耗部品をプロセスモジュール１１８内の適切な場所に装着するように操作される。
図５Ｂは、一実施形態における、プロセスモジュール１１８から消耗部品２０８を取り出すために従われるプロセスを示している。消耗部品２０８は、通常は、半導体ウエハが処理のためにプロセスモジュール１１８に入れられる前に交換される。この実施形態にしたがうと、交換ステーション１０８が第１の遮断弁２１６を通じてプロセスモジュール１１８に結合され、第２の遮断弁２１６’がＶＴＭ１０４に通じるドア２２７、２２９を封じると、コントローラ２２０の移送ロジック２２５が、プロセスモジュールから消耗部品を取り出して新しい消耗部品に交換するための信号を交換ハンドラ２１４におよびアクチュエータドライブ２０６に送信するために使用される。移送ロジック２２５は、エンドエフェクタ２１３がプロセスモジュール１１８内へ伸長して消耗部品を取り出すことを可能にするようにロボット２１５およびエンドエフェクタ２１３を操作するための信号を送信する。それと同時に、移送ロジック２２５は、アクチュエータ２０４がリフトピン２０２をリフト機構２２１内に画定されたケースから出るように移動させそれによって消耗部品２０８を装着位置から図５Ｂに示されるような上昇位置に移動させるように、アクチュエータドライブ２０６を操作する。エンドエフェクタ２１３は、上昇された消耗部品２０８の下にスライドして該消耗部品２０８を実質的に支持する。アクチュエータドライブ２０６は、次いで、アクチュエータ２０４がリフトピン２０２をリフト機構２２１内のケース内へ撤退させて、上昇された消耗部品２０８が交換ハンドラ２１４のエンドエフェクタ２１３上に載ることを可能にするように操作される。交換ハンドラ２１４のエンドエフェクタ２１３は、次いで、交換ステーション１０８内へ撤退されてそれとともに消耗部品２０８を持ってくるように操作される。エンドエフェクタ２１３は、次いで、取り出された消耗部品２０８を部品バッファ２２４の区画２０７に移動させるように操作される。
同様なやり方で、新しい消耗部品２０８が、部品バッファ２２４の別の区画２０７からプロセスモジュール１１８に移動される。新しい消耗部品２０８がプロセスモジュール１１８内へ移動されるときに、アクチュエータドライブ２０６は、新しい消耗部品２０８を受け取らせるためにアクチュエータ２０４がリフトピン２０２をケース外へ伸長させるように操作される。アクチュエータ２０４は、消耗部品２０８がプロセスモジュール１１８内の装着位置にセットされるようにリフトピン２０２が下降されることを可能にする。消耗部品の交換時に、真空状態制御部２２３は、ポンプ２３３が交換ステーションを真空状態に維持し続けて、プロセスモジュール１１８内に維持されている真空状態に一致させていることを保証するために、真空制御モジュール２３１との相互作用を続ける。
消耗部品２０８が交換されたら、コントローラ２２０は、プロセスモジュール１１８からの交換ステーション１０８の撤退を統合調整するために使用される。これにしたがって、コントローラ２２０は、プロセスモジュール１１８と交換ステーション１０８との間のドア２１７、２１９を閉じるための信号を第１の遮断弁２１６に送信し、ドア２２７、２２９のロックを解除してＶＴＭ１０４がプロセスモジュール１１８にアクセスすることを可能にするための信号を第２の遮断弁２１６’に送信する。
一部の実装形態では、プロセスモジュール１１８は、プロセスモジュールをアクティブ動作に戻す前に調節されてよい。調節動作は、消耗部品の交換が真空内で行われ、プロセスモジュール１１８のみが調節されればよいゆえに、短時間ですむだろう。次いで、ポンプ２３３が交換ステーション１０８をパージすることを可能にするための信号が、真空状態制御部２２３から真空制御モジュール２３１に送信されてよい。交換ステーション１０８は、すると、プロセスモジュール１１８から取り外されてよい。
図５Ｃは、図２に示された一実施形態のクラスタツールアセンブリ内で消耗部品を交換するために従われるプロセスを示しており、ここでは、交換ステーション１０８がプロセスモジュール１１８ではなくＶＴＭ１０４に取り付けられている。この実施形態では、第１の遮断弁２１６の第１の側が、真空移送モジュール（ＶＴＭ）１０４の第１の側に結合されるように、交換ステーション１０８は、第１の遮断弁２１６を通じてＶＴＭ１０４に取り付けられる。交換ステーション１０８は、第１の遮断弁２１６の第２の側に結合される。第２の遮断弁２１６’は、第２の遮断弁２１６’の第１の側がプロセスモジュール１１８に結合され第２の遮断弁２１６’の第２の側がＶＴＭ１０４の第２の側に結合されるように配置される。ＶＴＭ１０４内のロボットが、プロセスモジュール１１８と、交換ステーション１０８内の部品バッファ２２４内の区画２０７との間における、消耗部品へのアクセス、消耗部品の取り出し、および消耗部品の移動を可能にするために、第１の遮断弁２１６は、交換ステーション１０８内およびＶＴＭ１０４内に画定された対応する開口を覆うドア２３７、２３９をそれぞれ操作するように構成され、第２の遮断弁２１６’は、ＶＴＭ１０４内およびプロセスモジュール１１８内に画定された対応する開口を覆うドア２２７、２２９をそれぞれ操作するように構成される。図５Ｃに示された交換ステーション１０８は、ロボット２１５およびエンドエフェクタ２１３を伴う専用の交換ハンドラ２１４を含んでいない。ロボット２３５は、コントローラによるロボット２３５の動作の統合調整を可能にするために、動作可能な方式でコントローラ２２０に結合される。さらに、交換ステーション、第１の遮断弁２１６、ＶＴＭ１０４、第２の遮断弁２１６’、およびプロセスモジュール１１８は、プロセスモジュール１１８、ＶＴＭ１０４、および交換ステーション１０８が真空状態に維持されている状態で、消耗部品の交換時における交換ステーションとプロセスモジュールとの間のアクセスを同期化させるために、コントローラ２２０に接続される。
交換ステーション１０８をＶＴＭ１０４に取り付けるプロセスは、交換ステーション１０８がプロセスモジュール１１８ではなくＶＴＭ１０４に取り付けられるという点を除き、図５Ａを参照にして論じられた実施形態と同様である。消耗部品２０８を交換するプロセスは、コントローラ２２０が、図５Ａで論じられた交換ステーション１０８のロボット２１５およびエンドエフェクタ２１３と連携し合う代わりにＶＴＭ１０４のロボット２３５と連携し合うという点を除き、図５Ａを参照にして論じられた実施形態と同様である。
代替の一実施形態では、交換ステーション１０８は、ロボット２１５およびエンドエフェクタ２１３を伴う交換ハンドラ２１４（不図示）を含んでいてよく、この場合、交換ハンドラ２１４は、動作可能な方式でコントローラ２２０に接続される。コントローラ２２０は、消耗部品の交換時におけるロボット２１５と、エンドエフェクタ２１３と、ロボット２３５との連携を制御するために使用される。この実施形態では、ロボット２１５およびエンドエフェクタ２１３は、部品バッファ２２４とＶＴＭ１０４との間で消耗部品の取り出しおよび移動を行うために使用されてよく、ＶＴＭ１０４のロボット２３５は、ＶＴＭ１０４とプロセスモジュール１１８との間で消耗部品を移動させるために使用されてよい。
留意すべきは、図５Ｃに示された実施形態では、第２の遮断弁２１６’が、消耗部品の交換時にプロセスモジュール１１８をクラスタツールアセンブリ１００内の残りの部分から隔離するためには使用されないことである。これは、この実施形態では、プロセスモジュールへのアクセスがＶＴＭ１０４を通じて提供されるという事実に起因する。したがって、第２の遮断弁２１６’は、半導体ウエハの処理時におけるプロセスモジュール１１８の選択的隔離を可能にしつつ、消耗部品の交換が必要なときのアクセスを提供するように構成される。この実施形態における、消耗部品の交換後におけるクラスタツールアセンブリ１００の調節は、消耗部品の交換時に交換ステーション、ＶＴＭ１０４、およびプロセスモジュール１１８が全て真空状態に維持されるゆえに、かかる時間が短くてすむ。
図６Ａは、ウエハローダ１１５とロードロックチャンバ１１０との間でウエハを移送するためにＡＴＭ１０２のロボット１０３に使用されるエンドエフェクタ機構７０を示している。図６Ａに示すように、エンドエフェクタ機構７０は、一方の側がＡＴＭ１０２のロボット１０３などのロボットに接続可能であるとともにもう一方の側が取り付けアームセットに接続可能である手首板７０１を含む。一部の実施形態では、取り付けアームセットは、ステンレス鋼材料の単板で作成される。取り付けアームセットの第２の側には、フィンガアセンブリ７０５が取り付けられる。一部の実施形態では、フィンガアセンブリ７０５は、フィンガアセンブリ７０５を高さ調整する手段を提供するために、バネ荷重取り付けを使用して取り付けアームセットに取り付けられる。フィンガアセンブリ７０５は、図６Ａに示すように、ウエハを支持するには十分であるが消耗部品２０８を支持するには十分ではない長さにわたって伸びている１対のフィンガ７０７を含む。一部の実施形態では、エンドエフェクタ機構７０の手首板７０１およびフィンガアセンブリ７０５は、アルミニウム材料で作成される。フィンガアセンブリ７０５の長さＬ１−ａは、一部の実施形態では、約２８０ｍｍであり、フィンガ７０７の長さＬ１−ｂは、約１０３ｍｍである。
フィンガアセンブリ７０５のフィンガ７０７は、消耗部品２０８に適応するように伸長されてよい。しかしながら、もし、フィンガアセンブリ７０５のフィンガ７０７が伸長されたとすると、図７Ａのエンドエフェクタ機構７０に使用されているステンレス鋼材料は、追加の材料に起因する積載重量の増加ゆえに、ウエハ移送面からのフィンガの撓みを引き起こすだろう。この撓みは、このエンドエフェクタ機構７０を、移送面の精密さが求められるクラスタツールアセンブリ内の空間などの狭い空間での使用に望ましくないものにするだろう。したがって、フィンガ７０７を伸長させるようにフィンガアセンブリ７０５を再設計する代わりに、フィンガアセンブリ７０５の当初の設計が維持される。フィンガアセンブリ７０５の当初の設計は、フィンガアセンブリ７０５によるリングキャリアの支持を可能にすることによって、消耗部品の搬送に使用される。そして、リングキャリアは、消耗部品２０８を支持するために使用される。リングキャリアの詳細は、図８Ａ〜８Ｂを参照にして説明される。
図６Ｂ、図６Ｂ−１、および図６Ｃは、一部の実施形態における、クラスタツールアセンブリ１００内のロボットに使用される代表的なエンドエフェクタ機構７００を示している。消耗部品を受けて搬送するために使用される代表的なエンドエフェクタ機構７００の、図６Ｂは上面図を、図６Ｂ−１は側面図を、図６Ｃは斜視図である。図６Ｂ、図６Ｂ−１、および図６Ｃに示されたエンドエフェクタ機構７００は、ウエハを搬送することに加えて消耗部品を搬送することもできるように再設計されている。なお、図６Ｂ、図６Ｂ−１、および図６Ｃに示されたエンドエフェクタ機構７００は、ＶＴＭ１０４内のロボット１０５におよび／またはＡＴＭ１０２内のロボット１０３に組み入れられてよいことに留意せよ。再設計されたエンドエフェクタ機構７００は、一方の側がロボットに、もう一方の側が取り付けアームセット７０４に取り付け可能である手首板７０２を含む。取り付けアームセット７０４は、図６Ｂ−１に示すように、トップ板７０４ａとボトム板７０４ｂとによって画定される。取り付けアームセット７０４のトップ板７０４ａは、一部の実施形態では、ステンレス鋼材料で作成され、取り付けアームセット７０４のボトム板７０４ｂは、アルミニウムで作成される。トップ板およびボトム板に使用される材料は、取り付けアームセットの機能性が維持される限り、様々なヴァリエーションで実現されてよい。一部の実施形態では、トップ板７０４ａと手首板７０２との間に、バネ荷重取り付けが実現されてよい。
取り付けアームセット７０４のトップ板７０４ａとボトム板７０４ｂとの間には、１対のフィンガ７０６を伴うフィンガアセンブリ７１０が、取り付けアームセット７０４から外向きに伸びるように把持される。エンドエフェクタ機構７００のフィンガアセンブリ７１０は、一部の実施形態では、セラミック材料で作成される。セラミック材料は、フィンガ７０６およびフィンガアセンブリ７１０に剛性を与え、そうして特にウエハおよび／または消耗部品を支持しているときなどのリング移送面からの撓みを低減する。さらに、セラミックは、軽量であるので、フィンガアセンブリ７１０にかかる積載重量が軽減される。把持は、セラミックフィンガアセンブリ７１０にいかなる応力亀裂も発生させないように保証しつつ、フィンガアセンブリ７１０の安定した取り付けを提供する。さらに、軽量のセラミック材料は、消耗部品がロードロックチャンバ１１０に対して滑らかに出し入れされるように、フィンガアセンブリ７１０がリング移送面に実質的に平行に位置合わせされることを可能にする。フィンガアセンブリ７１０の基端には、第１の対の消耗接触パッド７０８ａが画定され、フィンガアセンブリ７１０のフィンガ７０６の先端に近接するフィンガアセンブリ７１０の遠端には、第２の対の消耗接触パッド７０８ｂが画定される。消耗接触パッド７０８ａと７０８ｂとの間の長さＬ３−ａは、約３０１ｍｍであるように定められる。同様に、第１の対の消耗接触パッド７０８ａに近接して第３の対の基板接触パッド７０８ｃが配置され、第２の対の消耗接触パッド７０８ｂに近接して第４の対の基板接触パッド７０８ｄが配置される。第３の対のおよび第４の対の基板接触パッドは、第１の対のおよび第２の対の消耗接触パッドの内側にくるように配置される。基板接触パッド７０８ｃと７０８ｄとの間の長さＬ３−ｂは、約１３３ｍｍであるように定められる。
次に、図６Ｂを参照すると、フィンガアセンブリ７１０は、取り付けアームセット７０４に隣接して画定された基端７１０ａと、フィンガ７０６対の先端に確定された遠端とを有する。一部の実施形態では、長さＬ２−ａは、消耗部品が支持されることを可能にするために、受けられたときの消耗部品２０８の少なくとも直径に及ぶように定められる。例えば、フィンガアセンブリ７１０の長さＬ２−ａは、少なくとも約３６０ｍｍであるように定められ、フィンガ７０６対の長さＬｂ−２は、少なくとも１８２ｍｍであるように定められる。フィンガアセンブリ７１０は、消耗部品２０８およびウエハの両方を受けて搬送するために使用される。例えば、フィンガアセンブリ７１０は、３００ｍｍウエハはもちろん、該３００ｍｍウエハを取り囲むエッジリングなどの消耗部品も搬送するように構成される。その他の実施形態では、フィンガアセンブリ７１０は、２００ｍｍウエハ、または４５０ｍｍウエハ、またはその他の任意の寸法のウエハ、およびそれぞれのサイズのウエハを取り囲むエッジリングなどの消耗部品を搬送するように構成される。これらの実施形態では、フィンガアセンブリ７１０は、適切なサイズにされたウエハ、および消耗部品を支持するようにサイズ決定される。
消耗部品２０８およびウエハの搬送を助けるために、フィンガアセンブリ７１０の上面上の様々な距離に、受けられたときの消耗部品およびウエハを支持するための複数の接触パッドが提供される。一部の実施形態では、消耗部品とウエハとがフィンガアセンブリ７１０上で別個の接触表面を有することを可能にするために、別々の組の接触パッドが提供される。この構成は、同じフィンガアセンブリ７１０を使用して消耗部品を移送するときに、ウエハの汚染を低減するのに望ましいだろう。第１の対の消耗接触パッド７０８ａが、フィンガアセンブリ７１０の上面上に配置されて、取り付けアームセット７０４に近い近端７１０ａにまたはその近くに位置付けられる。第２の対の消耗接触パッド７０８ｂが、フィンガアセンブリ７１０の上面上に配置されて、フィンガ７０６対の先端７０６ａに近い遠端７１０ｂにまたはその近くに位置付けられる。第１の対の消耗接触パッド７０８ａおよび第２の対の消耗接触パッド７０８ｂは、消耗部品を移送するために使用される。同様に、第３の対の基板接触パッド７０８ｃが、フィンガアセンブリ７１０の上面上で、第１の対の消耗接触パッドに隣接してなおかつ第１の対の消耗接触パッド７０８ａと第２の対の消耗接触パッド７０８ｂとの間に配置される。第４の対の基板接触パッド７０８ｄが、フィンガアセンブリ７１０の上面上で、第２の対の消耗接触パッドに隣接してなおかつ第１の対の消耗接触パッド７０８ａと第２の対の消耗接触パッド７０８ｂとの間に配置される。第３の対の基板接触パット７０８ｃおよび第４の対の基板接触パッド７０８ｄは、ウエハを搬送するために使用される。消耗接触パッド７０８ａ、７０８ｂは、ウエハの直径よりも外側に配置され、基板接触パッド７０８ｃ、７０８ｄは、ウエハの直径よりも内側に配置される。この設計は、ウエハの汚染を最小限に抑えられるように、フィンガアセンブリ７１０上におけるウエハの受け表面と消耗部品２０８の受け表面とを隔離することを可能にする。
接触パッドは、一部の実施形態では、エラストマ材料などの滑らない材料で作成される。フィンガ７０６の上面上における消耗接触パッド７０８ａ、７０８ｂの場所は、ロボットのエンドエフェクタ機構７００が消耗部品２０８を持ち上げるときに接触パッドが消耗部品２０８の底面に対して確実な接触支持を提供するような場所である。一部の実施形態では、確実な接触支持を提供できるように、２組以上の消耗接触パッド７０８ａ、７０８ｂが、フィンガアセンブリ７１０の近端７１０ａおよび遠端７１０ｂに提供されてよい。一部の実施形態では、２つ以上の接触点を必要とするかもしれない別個の底面プロフィールを伴う消耗部品２０８の底面のための接触支持を提供するために、さらなる消耗接触パッド７０８が配置されてよい。
図７Ａ〜７Ｄは、様々な底面プロフィールを有する消耗部品２０８を支持するためのエンドエフェクタ機構７００に使用されるフィンガアセンブリ７１０の特定の実施形態を示している。消耗部品２０８は、一部の実施形態では、例えばプロセスモジュール１１２に入れられたときのウエハに隣接して配置されるエッジリングであってよい。エッジリングは、その底面における断面プロフィールが様々であってよく、消耗接触パッド７０８は、このような消耗部品２０８の様々な表面プロフィールに適応するために、フィンガアセンブリ７１０の上面上に配置される。
図７Ａは、消耗部品２０８の底面の端の断面が実質的に矩形である一実施形態を示している。この実施形態では、消耗部品２０８が、エンドエフェクタ機構７００のフィンガアセンブリ７１０上で適切に位置合わせされて受けられたときに、フィンガアセンブリ７１０の上面に配置された消耗接触パッド７０８が、十分な接触表面を提供する。一部の実装形態では、消耗接触パッド７０８ａ、７０８ｂは、消耗部品の少なくとも直径に等しい距離だけ相隔てられる。図７Ａに示された実施形態では、消耗接触パッド７０８は、消耗部品２０８の底面にその径間距離の中ほどで接触するように配置される。
図７Ｂは、一実施形態における、消耗部品２０８の底面の代替の断面プロフィールを示している。消耗部品２０８は、消耗部品２０８の底面の外径に切り込みを含む。フィンガアセンブリ７１０の上面上に配置された消耗接触パッド７０８の場所は、フィンガ７０６上における消耗部品２０８の位置合わせが既定の位置誤差限界以内である限りは、消耗接触パッドが引き続き消耗部品２０８の接触支持を提供することおよび消耗部品２０８の底面を逃さないことを保証する。
図７Ｃ−１は、一実施形態における、消耗部品２０８の底面の第２の代替の断面プロフィールを示している。消耗部品２０８は、底面の中ほどに切り抜きを含む。もし、図７Ａおよび図７Ｂに示された距離に配置された消耗接触パッド７０８が使用されたとすると、消耗接触パッド７０８は、図７Ｃ−１に示されるように、消耗部品２０８の底面との間に十分な、即ち確実な接触を提供しない。これは、消耗部品を、消耗接触パッド７０８の表面ではなくフィンガ７０６の上面で受けさせるだろう。フィンガ７０６対は、精密仕上げされたセラミック材料で作成されるので、フィンガ７０６対上で受けられた消耗部品２０８は、その搬送時に位置ズレを起こす可能性が高く、これは、極めて望ましくない結末である。このような位置ズレの発生を回避するためには、切り抜きを伴う消耗部品２０８の底面がフィンガアセンブリ７１０上で受けられたときに、フィンガ７０６対上に配置された１つ以上の消耗接触パッド７０８との間に十分な接触を確実になすように、フィンガアセンブリ７１０上の様々な距離に、さらなる消耗接触パッドが提供されてよい。消耗接触パッドは、そこで受けられたときのウエハが消耗接触パッドに絶対に触れないように、予期されるウエハオフセット範囲外にとどまりつつも、予期される断面の消耗部品２０８を、予期される位置誤差範囲全域にわたって支持するために、フィンガアセンブリ７１０上に画定される。図７Ｃ−２は、このような例の１つを示しており、ここでは、消耗部品２０８の底面で確実な接触支持を提供するために、フィンガアセンブリ７１０上の異なる距離に、２組の消耗接触パッドが提供される。２つの消耗接触パッド７０８間の距離は、切り抜きの幅にしたがって設定されてよい。
図７Ｄは、一実施形態における、消耗部品２０８の底面の第３の代替の断面プロフィールを示している。この実施形態では、消耗部品２０８は、プロセスモジュールに入れられたときのウエハが消耗部品のヘリの上で受けられることを可能にするために、より小さい内径のヘリを含む。消耗部品２０８の底面は、この実施形態では、図７Ａ〜７Ｃに示されたものよりも広い表面積を含む。その結果、フィンガアセンブリ７１０上に配置された消耗接触パッド７０８は、搬送時に消耗部品２０８のための十分な接触支持を提供するだろう。一部の実施形態では、図７Ａ〜７Ｄに示されたものとは異なるタイプの接触パッド概念が使用されてよい。
図７Ｅは、ＶＴＭ１０４内のロボット１０５内にあるものとして描かれたエンドエフェクタ機構７００を示しており、図７Ｆ−１および図７Ｆ−２は、様々な底面プロフィールの消耗部品を受けることを可能にするためにエンドエフェクタ機構７００に使用される代替の接触パッド概念の詳細を示している。図７Ｅに示されたエンドエフェクタ機構７００の様々なコンポーネントは、図６Ａに示されたエンドエフェクタ機構７００を参照にして論じられたものと同様である。
図７Ｆ−１および図７Ｆ−２は、一部の実施形態における、消耗部品を受けるためのエンドエフェクタ機構７００に使用される代替の接触パッド概念を示している。図７Ｆ−２は、フィンガアセンブリ７１０内のフィンガ７０６の、代替の接触パッド概念が画定されるところである部分Ａ−１の拡大図を示している。このような実施形態では、消耗接触パッド７０８の代わりにリング状の接触構造７０９が使用されてよい。一部の実施形態では、リング状接触構造７０９は、弾性材料で作成されたＯリングの形態をとってよい。Ｏリングまたはリング状接触構造７０９の使用は、より広範囲の消耗部品半径にわたるリング状の線接触を可能にする。これは、図７Ａ〜７Ｄを参照にして説明された消耗部品底面プロフィールのヴァリエーションの問題にも対処し、エンドエフェクタ機構７００上における位置誤差に対する耐性を強くする。一部の実施形態では、消耗接触パッドまたはリング状接触構造、およびウエハ接触パッドは、エンドエフェクタ機構７００の永久パーツであるように画定される。このような実施形態では、接触パッド（消耗／ウエハ接触パッド）、および／または接触構造は、セラミック材料、またはＡＴＭ１０２内もしくはＶＴＭ１０４内に形成された環境に適したその他の任意の金属で作成されてよい。その他の実施形態では、消耗／ウエハ接触パッドまたは接触構造は、エラストマまたはその他の類似のタイプの材料などの、交換可能な消耗材料で作成されてよい。
図６Ｂ〜６Ｃに戻り、図６Ｂ〜６Ｃに示されたエンドエフェクタ機構７００は、真空移送モジュール１０４内のロボット１０５によって用いられてよく、一部の実施形態では、ＡＴＭ１０２内のロボット１０３にも用いられてよい。代替の実施形態では、図６Ｂ〜６Ｃのエンドエフェクタ機構７００が、ＶＴＭ１０４のロボット１０５によって用いられてよい一方で、図６Ａに示されたエンドエフェクタ機構７０または再設計されたエンドエフェクタ機構７０もしくは７００が、ＡＴＭ１０２のロボット１０３に実装されてよい。
図８Ａ〜８Ｂは、本発明の一部の実施形態における、ＡＴＭ１０２内のロボットおよびＶＴＭ１０４内のロボットに使用される異なるエンドエフェクタ機構の上面図を示している。前述のように、ＡＴＭ１０２内のロボット１０３は、ウエハはもちろん消耗部品も移動させるために、短いフィンガとキャリア板とを伴う既存のエンドエフェクタ機構７０、またはウエハはもちろん消耗部品も移動させるためにフィンガが伸長された変更されたエンドエフェクタ機構７００の、いずれかを使用してよい。図８Ａは、ウエハをロードロックチャンバ１１０へ運搬するために一般的に使用される、ＡＴＭ１０２のロボット１０３に組み込まれた既存のエンドエフェクタ機構７０の上面図を示している。既存のエンドエフェクタ機構７０は、消耗部品をロードロックチャンバ１１０へ運搬するために使用されてもよい。図８Ａからわかるように、エンドエフェクタ機構７０内に定められたフィンガ７０７対は、ウエハ（不図示）のための接触支持を提供するように設計されており、ウエハよりも半径が大きい消耗部品２０８のための接触支持を提供するようには設計されていない。エンドエフェクタ機構７０が消耗部品を支持するおよび移送するために使用されることを可能にするために、リングキャリア固定具が使用される。
図８Ｂは、交換ステーション１０８とロードロックチャンバ１１０との間で消耗部品２０８を搬送するために、ＡＴＭ１０２のロボット１０３内のエンドエフェクタ機構７０にリングキャリア固定具が使用される代表的な一実施形態を示している。リングキャリア固定具は、キャリア板１１０４の形態をとってよい。一部の実施形態では、キャリア板１１０４は、カーボンファイバ材料で作成される。カーボンファイバは、軽量であり、フィンガアセンブリ７０５にかかる積載重量の増加を最小限に抑えられるゆえに使用に理想的である。カーボンファイバは、撓みを最小限に抑えるのに十分な剛性も提供する。
一部の実施形態では、キャリア板１１０４は、形状が三角形であるように構成され、キャリア板１１０４の中心１１０４ｍからの頂点（１１０４ａ、１１０４ｂ、１１０４ｃ）の距離が消耗部品２０８の半径に少なくとも等しいようにサイズ決定される。キャリア板の三角形状の設計は、多くの利点を有する。例えば、キャリア板の三角形状は、消耗部品２０８を受けたキャリア板１１０４が、ロードロックチャンバ１１０内に画定されたいずれのコンポーネントを妨害することもなくロードロックチャンバ１１０に対して容易に出し入れされることを可能にする。これが可能であるのは、頂点１１０４ａ〜１１０４ｃが、ロードロックチャンバ１１０内に画定された例えばフィンガアセンブリ９０２の間でキャリア板１１０４が十分な離間距離を維持しつつ容易に移動することを可能にするからである。さらに、頂点１１０４ａ〜１１０４ｃは、三角形状のキャリア板１１０４の中心に定められた重心１１０４ｍから等距離に分布されるので、消耗部品２０８は、いずれの辺にも不要な応力をかけることなくそれらの頂点で適切に支持されることが可能である。
一実施形態では、キャリア板１１０４は、交換ステーション１０８に収納され、エンドエフェクタ機構７０を使用してＡＴＭ１０２のロボット１０３によって取り出される。一部の実施形態では、キャリア板１１０４がエンドエフェクタ機構７０の上でしっかりと受けられて運ばれるように、ＡＴＭ１０２のロボット１０３内に提供されたエンドエフェクタ機構７０は、キャリア板１１０４を拾ときに十分な吸引力を提供するように構成されてよい。一部の実施形態では、使用済みの消耗部品と新しい消耗部品とを別々に搬送するために、異なるキャリア板１１０４が使用されてよい。例えば、使用済みの消耗部品を搬送するために第１のキャリア板が使用されてよく、新しい消耗部品を搬送するために第２のキャリア板が使用されてよい。
キャリア板１１０４の形態をとるリングキャリアを伴うエンドエフェクタ機構７０を使用することには利点がある。例えば、既存のエンドエフェクタ機構７０が使用されてよく、既存のエンドエフェクタ機構７０を再設計する必要がない。リングを支持するようにエンドエフェクタ機構７０を再設計することは、形状変更を必要とするかもしれず、このような形状変更は、様々なウエハ引き渡し場所でウエハ支持部またはその他のハードウェアを妨害する恐れがある。このような離間距離の問題は、ＡＴＭ内のロボットのロボットアーム軌道を変更することによって対処されるだろうが、軌道の変更は、ウエハ移送時間を増加させて、システムスループットを低下させる恐れがある。代わりにリングキャリアを使用することは、ウエハのスループットを変化させることなくウエハ移送のための現軌道を使用することを可能にする。ウエハ移送軌道が変更されないままにしつつも、必要に応じて、リング移送専用の軌道を定めることができる。さらに、既存のファームウェアへの影響が少なくてすむ。一部の実施形態では、（キャリア板１１０４の形態をとる）リングキャリアは、積載重量を増加させるかもしれず、これは、リング移送面からの撓みに寄与する恐れがある。しかしながら、カーボンファイバなどの適切な軽量材料をリングキャリアのために使用することによって、積載重量の増加およびその結果としての撓みは実質的に最小限に抑えられるだろう。
図９Ａおよび図９Ｂは、一部の実施形態における、消耗部品２０８をロードロックチャンバ１１０内へ移送するためのリングキャリア１１０４と併せて使用される代表的なエンドエフェクタ機構７０の側面図および上面図を示している。エンドエフェクタ機構７０は、一方の端がロボット１０３に取り付け可能であるとともにもう一方の端が取り付けアームセット７０３に取り付け可能である手首板７０１を含む。フィンガアセンブリ７０５が、取り付けアームセット７０３の第２の端に装着される。フィンガアセンブリ７０５は、取り付けアームセット７０３から外向きに伸びる１対のフィンガ７０７を含む。フィンガアセンブリ７０５は、取り付けアームセット７０３に近接する近端７０５ａを有する。フィンガアセンブリ７０５の遠端７０５ｂが、フィンガ７０７対のフィンガ先端７０７ａに画定される。第１のキャリア接触パッド７２１ａが、フィンガアセンブリ７０５の上面上の、フィンガ７０７の基部に形成されたフォーク７２３の中心に近接して配置される。第２の対のキャリア接触パッド７２１ｂが、フィンガアセンブリ７０５の上面上に配置され、フィンガアセンブリ７０５の遠端（７０５ｂ）に近接して位置付けられる。第１のキャリア接触パッド７２１ａおよび第２の対のキャリア接触パッド７２１ｂを使用して、フィンガアセンブリ７０５上でキャリア板１１０４が支持される。フィンガアセンブリ７０５は、また、基板またはウエハを搬送するようにも構成される。なお、留意すべきは、一部の実施形態では、（キャリア板１１０４の形態をとる）キャリアリングを伴う既存のエンドエフェクタ機構７０が、ＡＴＭ１０２のロボットでのみ使用されてよいことである。なぜならば、キャリア板１１０４を交換ステーション１０８に収納するおよび交換ステーション１０８から取り出すことが便利であり、キャリア板１１０４を収納するためにその他のモジュールを再設計する必要がないからである。キャリア板１１０４は、キャリア板１１０４の中心から基板の半径よりも外側の距離にある頂点１１０４ａ〜１１０４ｃのそれぞれに配置された消耗接触パッド７０８を含む。一部の実施形態では、キャリア板１１０４の中心からの消耗接触パッド７０８の距離は、消耗部品がキャリア板１１０４の頂点で受けられたときの消耗部品のために滑らない接触表面を提供するために、少なくとも消耗部品２０８の半径の長さである。図７Ａ〜７Ｄに示された実施形態を参照にして論じられたように、消耗接触パッド７０８は、キャリア板１１０４の頂点から様々な距離に提供されてよい。一部の実施形態では、各頂点は、頂点１１０４ａ〜１１０４ｃの各頂点から等距離に配置された１対の消耗接触パッド７０８を含んでいてよい。代替の実施形態では、様々な底面プロフィールを伴う消耗部品２０８のための確実な接触表面を接触パッドが提供することを可能にするために、複数の消耗接触パッド７０８が、頂点１１０４ａ〜１１０４ｃのそれぞれから様々な距離に画定されてよい。
変更されたエンドエフェクタ機構７００をＡＴＭ１０２および／またはＶＴＭ１０４のロボット内に含めることに加えて、さらなる変更が、交換動作時に消耗部品がロードロックチャンバ１１０に入れられることを可能にするためにロードロックチャンバ１１０内に提供されてよい。
図１０Ａ〜１０Ｆは、一部の実施形態における、消耗部品を受けるおよび支持するための、ロードロックチャンバ１１０内に係合された支持機構の、様々な視点からの図および詳細である。図１０Ａは、一実施形態における、消耗部品２０８の交換が必要とされるクラスタツールアセンブリ１００内でＡＴＭ１０２とＶＴＭ１０４との間に連接された簡略化されたロードロックチャンバ１１０の俯瞰図を示している。ロードロックチャンバ１１０は、消耗部品２０８を受けるための支持機構９０１を含む。支持機構９０１は、消耗部品を受けるための接触表面を提供する複数のフィンガアセンブリ９０２を含む。フィンガアセンブリ９０２は、ロードロックチャンバ１１０内の決まった場所に配置される。一部の実施形態では、フィンガアセンブリ９０２は、以下の段落で説明されるように、二次汚染を回避するために、ウエハおよび消耗部品を受けるための相互排他的な接触点を有するように構成される。なお、留意すべきは、これらの接触点は、予期されるウエハまたは消耗部品の位置誤差内で排他的隔離を達成するために、様々な高さまたは半径方向距離にあってよいことである。
図１０Ｂは、ウエハを受けるように設計された、ロードロックチャンバ１１０内の既存のフィンガアセンブリ９０３を示している。各フィンガアセンブリ９０３は、トップ支持フィンガ９０３ａと、ボトム支持フィンガ９０３ｂとを含んでいた。図に示されるように、トップ支持フィンガ９０３ａの上面およびボトム支持フィンガ９０３ｂの上面は、ともに、下方へ傾斜した部分９１１を含むように設計された。受けられたときのウエハのための滑らない接触表面を提供するために、近接パッド９１２が、トップ支持フィンガ９０３ａおよびボトム支持フィンガ９０３ｂの先端に近接して画定された。スペーサブロックが、トップ支持フィンガ９０３ａおよびボトム支持フィンガ９０３ｂを支持するために画定される。スペーサブロックの厚さは、ウエハを受けるための十分な離間距離を提供するように設計される。しかしながら、図１０Ｂのスペーサブロックによって提供される離間距離は、ウエハよりも半径が大きい消耗部品を受けるには十分ではない。消耗部品に適応するために、ロードロックチャンバ内のフィンガアセンブリは、消耗部品を受けるときのロードロックチャンバのコンポーネントへの妨害を回避できるように再設計される。
図１０Ｃは、本発明の一実施形態における、消耗部品が上で受けられることを可能にするためにロードロックチャンバ１１０内で使用される再設計された支持機構９０１の代表的なフィンガアセンブリ９０２を示している。支持機構９０１は、複数のフィンガアセンブリ９０２を含む。図１０Ａに示された一実施形態では、支持機構は、円の外周に沿って等距離間隔で配された３つのフィンガアセンブリを含む。複数のフィンガアセンブリ９０２は、それぞれ、トップ支持フィンガ９０ｂａと、ボトム支持フィンガ９０２ｂとを含む。ボトム支持フィンガ９０２ｂの上面は、一実施形態では、ボトム支持フィンガ９０２ｂの第２の端に近接して凹み９０８を含むように設計され、その一方で、第１の端には、トップ支持フィンガ９０２ａとボトム支持フィンガ９０２ｂとの間にスペーサブロックが配置される。消耗部品に完全に適応するために、スペーサブロック９０５は、消耗部品２０８がフィンガアセンブリ９０２上で完全に受けられることを可能にするのに十分な離間距離を提供するように再設計される。図１０Ｃに示された実施形態では、スペーサブロック９０５は、消耗部品の移送経路を妨害しないように、ロードロックチャンバ１１０の中心からは遠くなおかつロードロックチャンバ１１０の側壁には近いように移動されて示されている。第１の端の、ボトム支持フィンガ９０２ｂの下方には、第２のスペーサブロック９０５”が配置されてよく、再設計されたスペーサブロック９０５と比べて同サイズ、厚め、または薄めであってよい。一部の実施形態では、スペーサブロック９０５を提供する代わりに、フィンガアセンブリは、トップ支持フィンガおよびボトム支持フィンガ９０２ｂをそれらの間に隙間を提供しつつ支持するためのフィンガ支持部を含んでいてよい。また、図１０Ｃに示されるように、ロードロックチャンバ１１０内の各フィンガアセンブリ９０２のボトム支持フィンガ９０２ｂは、その上面上の、少なくとも消耗部品の半径に等しい距離に、凹み９０８を含むように再設計される。凹み９０８のサイズは、一実施形態では、少なくとも消耗部品の幅であるように設計される。フィンガアセンブリ９０２の表面上には、受けられたときのウエハはもちろん消耗部品２０８のための滑らない接触表面を提供するために、１つ以上の接触パッドが画定される。例えば、トップ支持フィンガ９０２ａおよびボトム支持フィンガ９０２ｂの先端に近接したフィンガアセンブリの第２の端には、トップ支持フィンガ９０２ａおよびボトム支持フィンガ９０２ｂの上面上に基板接触パッド９０４が配置される。一部の実施形態では、基板接触パッド９０４は、受けられたときのウエハのための接触支持表面を提供できるように、支持機構の中心からウエハの半径に等しい距離に画定される。さらに、消耗部品２０８のための接触支持を提供するために、ボトム支持フィンガ９０２ｂの凹み９０８内に、消耗接触パッド９０６が画定される。消耗部品の底面プロフィールに基づいて、さらなる消耗接触パッド９０６が凹み９０８内に画定されてよい。
一部の実施形態では、トップ支持フィンガ９０２ａにおける基板接触パッド９０４が、ウエハを受けるために使用されてよい一方で、凹み内の消耗接触パッドは、消耗部品を受けるために使用されてよい。代替の実施形態では、トップ支持フィンガ９０２ａが、消耗部品２０８を受けるための消耗接触パッド９０６を伴う凹み９０８を含んでいてよい一方で、ボトム支持フィンガ９０２ｂの表面上の基板接触パッド９０４は、ウエハを受けるために使用されてよい。代替の一実施形態では、凹み９０８は、トップ支持フィンガ９０２ａおよびボトム支持フィンガ９０２ｂの両方に提供されてよい。この実施形態では、トップ支持フィンガ９０２ａおよびボトム支持フィンガ９０２ｂの両方が、消耗部品２０８およびウエハを受けるように構成される。なお、留意すべきは、消耗部品２０８とウエハとが、フィンガアセンブリ上で同時には受けられないことである。一部の実装形態では、しかしながら、消耗部品がボトム支持フィンガ９０２ｂ上で受けられることを可能にする一方でトップ支持フィンガ９０２ａを使用してウエハを受けることによって、またはその逆によって、消耗部品とウエハとを同時に受けることが可能であるかもしれない。このような実施形態では、ウエハ接触パッドの設計位置および消耗接触パッドの設計位置は、二次汚染を回避するために、消耗部品２０８を受けるための接触表面がウエハを受けるために使用される接触表面から隔離された状態に維持されるような設計位置である。なお、留意すべきは、ウエハ接触パッドの場所が、許容位置誤差の極限で受けられたウエハが消耗接触パッドに接触しないように定められることである。同様に、許容位置誤差の極限で受けられた消耗部品も、ウエハ接触パッドに接触しないものとする。接触受け表面の隔離は、フィンガアセンブリ上で受けられたときのウエハの二次汚染を回避するためである。一部の実装形態では、別個の接触パッドを使用する代わりに、ボトム支持フィンガ９０２ｂ内におよび／またはトップ支持フィンガ９０２ａ内に画定された凹み９０８内に、リング状の接触構造が配置されてよい。リング状接触構造は、エラストマ材料で作成されてよく、Ｏリングであってよい。リング状接触構造によって提供される接触構造は、より広範囲の消耗部品半径にわたる。
プロセスモジュール内でウエハの近くに配置される、エッジリングなどの消耗部品は、プロセスモジュール内でウエハが曝される過酷な処理条件に曝される。その結果、処理化学物質の一部が、消耗部品の表面上に汚染物質として積もっている恐れがある。プロセスモジュール内で消耗部品が交換されるときは、汚染物質を伴う使用済みの消耗部品が、プロセスモジュールから取り出されてロードロックチャンバ１１０に入れられ、新しい消耗部品が、ロードロックチャンバ１１０からプロセスモジュールへ移送される。ロードロックチャンバ１１０は、消耗部品およびウエハの両方をプロセスモジュールに対して出し入れするために使用されるので、もし、接触支持表面が、消耗部品およびウエハの両方を受けるために共通であるならば、使用済みの消耗部品からの汚染物質が、ウエハの表面を汚染する可能性が高くなる。このような汚染の発生を防ぐために、１つの解決策は、ウエハと消耗部品とを別々に移動させるために別々のロードロックチャンバ１１０を使用することである。この配置構成は、実現可能ではあるだろうが、ウエハを移動させるために２つのロードロックチャンバ１１０のうちの１つのみが利用可能であるゆえに、ウエハスループットに深刻な影響を及ぼすだろう。
ウエハスループットを維持するとともに、可能性があるウエハ汚染を回避するために、代替の解決策は、一実施形態において、クラスタツールアセンブリ１００内で利用可能なロードロックチャンバ１１０が新しい消耗部品および使用済みの消耗部品２０８はもちろん処理前のおよび処理済みのウエハをも移動させるために使用されることを可能にすることである。例えば、一実施形態では、トップ支持フィンガ９０２ａおよびボトム支持フィンガ９０２ｂが、消耗部品のためのおよびウエハのための別々の受け領域を提供してよい。このような実施形態では、フィンガアセンブリに提供された複数の接触パッドが、ウエハの接触表面が消耗部品の接触表面から別の高さに維持されることを可能にする。リングの形態をとる消耗部品（即ち、エッジリング）の場合は、リングの接触表面をウエハ接触表面から異なる高さに維持することによって、ウエハ表面の汚染が回避できるまたは最小限に抑えられる。
図１０Ｄは、一実施形態における、ウエハおよび消耗部品の両方を支持するために使用される、ロードロックチャンバ１１０内のこのようなフィンガアセンブリ９０２の１つの拡大図を示している。ボトム支持フィンガ９０２ｂの上面上に、凹み９０８が画定される。１つ以上の消耗接触パッド９０６が、消耗部品２０８を受けるために凹み９０８内に配置され、１つ以上の基板接触パッド９０４が、ウエハを受けるために支持フィンガ９０２ａ、９０２ｂの先端の近くに配置される。ボトム支持フィンガ９０２ｂ上には、一実施形態では、消耗部品を受けるための消耗接触パッド９０６が、支持機構の中心から少なくとも消耗部品２０８の半径に等しい距離に配置され、ウエハを受けるための基板接触パッド９０４が、支持機構の中心から少なくともウエハの半径に等しい距離に配置される。複数のフィンガアセンブリ９０２の凹み９０８内に配置された消耗接触パッド９０６は、消耗部品２０８を受けるためのリング受け面９１３ｂを画定し、フィンガアセンブリ９０２上に配置された基板接触パッド９０４は、ウエハを受けるためのウエハ受け面９１３を画定する。凹み９０８は、リング受け面９１３ｂがウエハ受け面９１３ａとは異なる高さに配置されることを可能にし、ウエハのための接触支持表面を消耗部品のための接触支持表面から隔離している。接触支持表面のこの隔離は、消耗部品を受けるために使用される接触支持表面のいずれの部分にもウエハが接触しないようにすることによって、ウエハの表面を汚染から保護するように設計される。一実施形態では、リング受け面９１３ｂは、ウエハ受け面９１３ａの高さ（ｈ2）よりも低い高さ（ｈ1）にある（即ち、高さｈ1＜ｈ2である）。一実施形態では、ｈ1とｈ2との間の差は、少なくとも消耗部品２０８の高さよりも大きい。別の一実施形態では、ウエハ受け表面を消耗部品受け表面から隔離しつつ、ウエハが低い方の高さで受けられるとともに消耗部品が高い方の高さで受けられるように、ｈ1＞ｈ2である。
もちろん、図１０Ｃおよび図１０Ｄに示されたフィンガアセンブリ設計は、ウエハの接触表面と消耗部品とを隔離された状態に維持する一例である。高さｈ1＞ｈ2であるフィンガアセンブリ設計を含むその他の設計が用いられてもよい。この設計では、支持フィンガ９０２ａ、９０２ｂの上面上の先端に、切り抜きが画定されてよい。切り抜きによって形成された表面が、ウエハを支持するための基板接触パッド９０４を受けるために使用されてよく、その一方で、消耗部品は、ボトム支持フィンガ９０２ｂの上面における凹み９０８内に画定された消耗接触パッド９０６上で受けられてよい。一実施形態では、切り抜きは、支持機構９０１の中心から少なくともウエハの半径に等しい距離に、ウエハを受けるためのウエハ受け表面を画定し、その上に、ウエハのための確実な接触支持表面を提供するための基板接触パッド９０４が提供されてよいように、トップ支持フィンガ９０２ａ／ボトム支持フィンガ９０２ｂ上に形成されてよい。同様に、支持フィンガ９０２ａ、９０２ｂの上面に画定された切り抜き９０８内に提供された消耗接触パッドは、消耗部品のための接触支持表面を提供する。
図１０Ｅおよび図１０Ｆは、一部の実施形態における、支持機構９０１の再設計の前および後における代表的なエアロックチャンバを示している。支持機構９０１は、ウエハはもちろん消耗部品の搬送にも適応するように再設計された複数のフィンガアセンブリを含む。再設計されたフィンガアセンブリは、ロードロックチャンバ１１０を完全に再設計する必要なく消耗部品２０８がロードロックチャンバ１１０に入れられることを可能にするゆえに、単純で、容易で、なおかつ費用効果の高い解決策である。図１０Ｅに示されるように、支持機構９０１内でフィンガアセンブリのボトム支持フィンガ９０２ｂ上で消耗部品２０８を完全に受けるためには、スペーサブロック９０５’は、消耗部品の移送経路から外れるように再設計される必要がある。図１０Ｅに示された既存の設計は、消耗部品をボトム支持フィンガ９０２ｂ上で受けるときに妨げになるスペーサブロック９０５’を示している。図１０Ｆは、再設計されたスペーサブロック９０５が係合される代表的な一実施形態を示している。再設計されたスペーサブロック９０５は、エアロックチャンバからは遠ざかり、側壁には近づいた状態で示されている。前述のように、トップ支持フィンガおよびボトム支持フィンガは、再設計されたスペーサブロック９０５によって、或いは消耗部品がボトム支持フィンガ上で完全に受けられることを可能にするための十分な離間距離を提供するフィンガ支持部（不図示）によって、支持および隔離されてよい。
トップ支持フィンガ９０２ａ上で消耗部品２０８を完全に受けるためには、ロードロックチャンバ１１０の内縁半径に起因する妨害を回避するために十分な垂直離間距離がなければならず、このような妨害は、消耗部品をロードロックチャンバ１１０に対して出し入れするときに見舞われるだろう。フィンガアセンブリは、消耗部品の「除外ゾーン」とロードロックチャンバのスロット上方隅およびスロット下方隅との間に少なくとも最小離間距離を提供することによってこの限界を考慮に入れるように設計される。本出願で使用される除外ゾーンは、最大消耗部品設計（例えば、外径および高さ）の断面と、許容誤差の蓄積を表す外周オフセットとを指している。許容誤差の蓄積は、高さ調整、エンドエフェクタ撓み、ロボットアーム軌道、ロボット教示、およびその他の許容誤差要因に起因する位置誤差の影響を含む。スロット上方隅およびスロット下方隅は、ロードロックチャンバ内の支持機構の、消耗部品が受けられるところであるトップ支持フィンガおよびボトム支持フィンガの縁沿いにおける、それぞれの領域として定義される。一部の実施形態では、除外ゾーンとスロット隅との間に定められる最小離間距離は、約０．０１インチ（０．０２５４ｃｍ）から約０．０３インチ（０．０７６２ｃｍ）の間である。その他の実施形態では、最小離間距離は、約０．０２５インチ（０．０６３５ｃｍ）である。
フィンガアセンブリ９０２は、フィンガアセンブリ上で受けられる消耗部品とロードロックチャンバ１１０の側壁１１０ａとの間に少なくとも最小公称離間距離があるように設計される。一部の実施形態では、最小公称離間距離は、少なくとも約５ｍｍから約６ｍｍの間であるように設計される。その他の実施形態では、最小公称離間距離は、約５．４ｍｍである。一部の実施形態では、ロードロックチャンバ１１０の側面への最小公称離間距離は、ダイナミックアライメント入力を使用してＶＴＭロボットによって補正可能である消耗部品の置き違え、即ち位置オフセットに対応するために定められる。
さらに、フィンガアセンブリ９０２内のスペーサブロック９０５の高さは、ボトム支持フィンガ９０２ｂ上で受けられた消耗部品がいかなる妨害も受けずにロードロックチャンバ１１０に対して出し入れされることを可能にするために、トップ支持フィンガ９０２ａとボトム支持フィンガ９０２ｂとの間に十分な垂直離間距離を提供するように定められるべきである。一部の実施形態では、フィンガアセンブリ９０２内のスペーサブロック９０５は、消耗部品をそれに沿って移動させるためのリング移送面を画定するために、ボトム支持フィンガ９０２ｂ上で受けられた消耗部品の上面とトップ支持フィンガ９０２ａの底面との間に最小の隙間を提供するように設計される。一部の実施形態では、最小の隙間は、約４ｍｍから約５ｍｍの間である。一部の実施形態では、隙間によって画定される垂直離間距離は、約４．６ｍｍである。一部の実施形態では、トップ支持フィンガとボトム支持フィンガとの間の垂直離間距離は、ロードロックチャンバ１１０に対して出し入れされているときの消耗部品の上方および下方に、少なくとも約２ｍｍから約３ｍｍの最小離間距離を提供するように設計される。別の一実施形態では、トップ支持フィンガとボトム支持フィンガとの間の垂直離間距離は、移送を可能にするために、消耗部品の上方および下方に少なくとも約２．３ｍｍであるように設計される。一部の実施形態では、垂直離間距離は、移送時にエンドエフェクタ機構に存在する積載重量によるあらゆる撓みを考慮に入れるように画定される。
一実施形態では、クラスタツールアセンブリ１００内で消耗部品を交換するためのハイレベル動作について論じられる。図３および図３Ａを参照にして説明されたように、クラスタツールアセンブリ１００は、ウエハローダ１１５または交換ステーション１０８が取り外し不可の形でまたは一時的に取り付けられる１つ以上のロードポートと、消耗部品およびウエハを移動させるための第１のロボットを伴うＡＴＭと、ロードロックチャンバと、第２のロボットを伴うＶＴＭと、１つ以上のプロセスモジュールとを含む。消耗部品は、プロセスモジュール内に配置され、ウエハ処理が効率良く達成可能であるためには定期的に交換される必要があるだろう。
一実施形態では、プロセスモジュール内で消耗部品の交換が必要であるときに、ＶＴＭに一体化された全てのプロセスモジュールがアイドル状態にされる。これは、閉じられたウエハローダが係合されているところを除き、クラスタツールアセンブリ内のどこにもウエハがないことを意味する。もし、交換ステーションが一時的に取り付けられるものであるならば、ＡＴＭにおける少なくとも１つのロードポートが、交換ステーション１０８を受け付けるために空き状態に維持される。この実施形態では、クラスタツールアセンブリ１００は、ウエハの処理および消耗部品の交換を同時に取り扱うようには設定されていない。代替の一実施形態では、クラスタツールアセンブリは、消耗部品の交換およびウエハの処理の両方を同時に取り扱うように構成されてよい。このような実施形態では、各種のモジュールへのアクセスが、消耗部品およびウエハの効率的な移動を可能にするように統合調整される。
一実施形態では、交換用の消耗部品を伴う交換ステーション１０８が、クラスタツールアセンブリ１００内の空き状態のロードポートに取り付けられる。一実施形態では、取り付けは、手動でなされる。代替の一実施形態では、取り付けは、ロボットを使用してなされる。図３Ａに示された実施形態では、ＦＯＵＰタイプの交換ステーションが、自動化マテリアルハンドリングシステム（ＡＭＨＳ）の一部であってよいホイスト式天井走行台車（ＯＨＴ）または無人搬送車（ＡＧＶ）を使用して自動方式で搬送されてよい。一実施形態では、ＡＭＨＳは、ホスト製造施設内に設置される。ＡＭＨＳは、一部の実施形態では、ＦＯＵＰタイプ交換ステーションおよび／またはウエハローダが収納される自動ストッカを含んでいてよい。ＡＭＨＳは、適切な交換ステーションまたはウエハローダがストッカから取り出されてクラスタツールアセンブリ内の空きロードポートに取り付けられるように、適切な交換ステーションまたはウエハローダにＯＨＴまたはＡＧＶを誘導するための、追跡ソフトウェアを含んでいてよい。ＯＨＴまたはＡＧＶは、一部の実施形態では、ＡＭＨＳのストッカ内における交換ステーションまたはウエハローダの場所を突き止めるために、無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグリーダまたはバーコードリーダを備えていてよい。一部の実施形態では、ストッカは、交換ステーションおよび／またはウエハローダの列を含んでいてよい。このような実施形態では、ソフトウェアは、ＯＨＴまたはＡＧＶを適切な列に誘導してよく、バーコードリーダまたはＲＦＩＤタグリーダは、その列から取り出す特定の交換ステーションまたはウエハローダを識別するために使用されてよい。一例では、ＯＨＴまたはＡＧＶは、そうして交換ステーションを取り出して、それを、クラスタツールアセンブリのＴＭの第１の側に画定された空きロードポートに自動的に取り付けてよい。
交換ステーション１０８を取り付けると、通信可能方式でクラスタツールアセンブリに接続されたコンピュータのユーザインターフェース上で移送手順が開始される。移送手順は、交換ステーション１０８をクラスタツールアセンブリに搭載させる。一部の実施形態では、交換ステーションを搭載する際に、ＡＴＭロボット１０３によって消耗部品マッピングがなされる。マッピングは、消耗部品がロードロックチャンバ内へ移動されるときに位置合わせできるように、ダイナミックアライメント入力を提供するためのものであってよい。その他の実施形態では、マッピングは、各スロットにおける消耗部品の存在を決定するために使用されてよい。
同時にまたは順次に、ＶＴＭロボット１０５は、使用済みの消耗部品２０８をクラスタツールアセンブリ１００内のプロセスモジュール１１２から取り出してロードロックチャンバ１１０へ移送する。ＶＴＭロボット１０５は、プロセスモジュール１１２内でリフトピンの動きを統合調整することによって、平面移送を使用して消耗部品２０８を移動させる。消耗部品をプロセスモジュールから取り出すための、リフトピン機構に関するさらなる情報に関しては、図４を参照にして論じられている。ＶＴＭロボット１０５は、使用済みの消耗部品２０８をフィンガアセンブリ９０２のボトム支持フィンガ９０２ｂ内に置く。一部の実施形態では、使用済みのまたは新しい消耗部品２０８を搬送するために、トップ支持フィンガ９０２ａおよびボトム支持フィンガ９０２ｂの両方が使用されてよい。一実施形態では、ボトム支持フィンガ９０２ｂが、使用済みの消耗部品２０８を受けるためにのみ使用されて、トップ支持フィンガ９０２ａが、新しい消耗部品２０８を受けるためにのみ使用されてよく、逆もまた可能である。その他の実施形態では、使用済みの消耗部品および新しい消耗部品を受けることが、いずれか特定の支持フィンガに限定されることはなく、トップ支持フィンガ９０２ａおよびボトム支持フィンガ９０２ｂの任意の１つで受けられてよい。消耗部品２０８の交換時は、ロードロックチャンバ１１０内でダイナミックアライメントが作動している。
使用済みの消耗部品２０８がロードロックチャンバ１１０の支持機構９０１上に置かれたら、ロードロックチャンバ１１０を周囲条件に持ってくるために、エアロックが通気される。次いで、ＡＴＭロボット１０３が、消耗部品２０８をロードロックチャンバ１１０から取り出して交換ステーション１０８へ移送するために作動される。一実施形態では、これは、ＡＴＭロボット１０３が交換ステーション１０８からリングキャリア（即ち、キャリア板）１１０４を取り出して、それを、ロードロックチャンバ１１０から使用済みの消耗部品を取り出すために使用することを含んでいてよい。ＡＴＭロボット１０３は、次いで、交換ステーション１０８から新しい消耗部品２０８を拾い、それをロードロックチャンバ１１０へ移送する。新しい消耗部品２０８を受け取った後、ロードロックチャンバ１１０は、ポンプによって真空に排気される。ロードロックチャンバ１１０を真空に排気するために、ロードロックチャンバ１１０は、一実施形態では、コントローラに連接する真空制御モジュール（不図示）を通じてポンプに結合されてよい。コントローラは、新しい消耗部品２０８がＶＴＭ１０４を通ってプロセスモジュール１１２へ移動されるときにロードロックチャンバ１１０がポンプによって真空に排気されることを可能にできるように、ポンプの動作を統合調整するために使用される。ロードロックチャンバ１１０が真空状態に設定されたら、ＶＴＭロボット１０５は、ロードロックチャンバ１１０から消耗部品２０８を拾ってプロセスモジュール１１２へ搬送するように作動される。一実施形態では、ロードロックチャンバ１１０へのアクセスは、ＶＴＭ１０４とロードロックチャンバ１１０との間に連接された仕切り弁を通じて制御される。同様に、ＶＴＭ１０４を通したプロセスモジュール１１２へのアクセスは、図５Ｃを参照にして論じられたように、仕切り弁などの第２のゲート弁を通じて制御されてよい。第２の仕切り弁は、センサ機構を使用して動作されてよい。消耗部品２０８の交換時には、ダイナミックアライメントが作動しているので、ＶＴＭロボット１０５は、ロードロックチャンバ１１０から消耗部品２０８を拾うときに、ダイナミックアライメント補正を伴って消耗部品２０８を拾って、それをプロセスモジュール１１２内に置く。プロセスモジュール１１２内のリフトピン機構は、消耗部品２０８を受け取るためにリフトピンを伸長させ、消耗部品２０８を装着状態に位置決めし、次いで、リフトピンをケース（例えば、リフトピンケース）の内側へ撤退させる。一実施形態では、ＶＴＭロボット１０５は、２つ以上のプロセスモジュール１１２〜１２０（或いは、「プロセスチャンバ」と呼ばれる）内における消耗部品２０８の交換が、このプロセスを使用して一度に１つずつ順次に取り扱われてよい。
図１１は、一実施形態における、新しいおよび使用済みの消耗部品２０８を収納するために使用される代表的な交換ステーション１０８を示している。一実施形態では、交換ステーション１０８は、構造的にウエハローダに類似していてよく、消耗部品２０８を収納するための複数の区画２０７を伴う部品バッファ２２４を含んでいてよい。一実施形態では、部品バッファは、新しい消耗部品２０８を受け入れて収納するための「清浄な」または「新しい」消耗部品セクション１２０６と、使用済みで摩耗した、恐らくは汚染されている消耗部品２０８を受け入れて収納するための「汚れた」または「摩耗した」消耗部品セクション１２０８とを含む。交換ステーション１０８内には、清浄な消耗部品セクション１２０６と、汚れた消耗部品セクション１２０８とを隔離するための仕切り板１２０２が提供されてよい。一実施形態では、交換ステーション内に提供されたケースに、キャリア板１１０４の形態をとるリングキャリアが収納されてよい。一実施形態では、キャリア板１１０４のためのケースは、清浄なまたは新しい消耗部品セクション１２０６内に提供されてよい。キャリア板１１０４のためのケースは、清浄なまたは新しい消耗部品セクション１２０６のボトムに、またはトップに、またはボトムとトップとの間の随所に提供されてよい。代替の一実施形態では、キャリア板１１０４は、汚れたまたは摩耗した消耗部品セクション１２０８に収められてよい。キャリア板１１０４のためのケースは、汚れたまたは摩耗した消耗部品セクション１２０８のボトムに、またはトップに、またはボトムとトップとの間の随所に提供されてよい。一部の実施形態では、交換ステーション１０８は、２枚のキャリア板１１０４を収めてよく、新しい消耗部品と使用済みの消耗部品とが交換ステーションとロードロックチャンバ１１０との間で別々に移送されえるように、そのうちの１枚は、清浄なまたは新しい消耗部品セクション１２０６内に、もう１枚は、汚れたまたは摩耗した消耗部品セクション１２０８内に収められてよい。代替の実施形態では、交換ステーション１０８の代わりにまたは交換ステーション１０８に追加して、ＡＴＭ１０２内に、使用済みの消耗部品および新しい消耗部品を収納するための１つ以上のセクションが画定されてよい。このような実施形態では、消耗部品は、交換ステーション１０８と、ＡＴＭ１０２のロボットとを使用して、またはその他の運搬および取り出しの手段を使用して、ＡＴＭ１０２から運搬されてよいおよび取り出されてよい。
図１２は、一実施形態における、消耗部品が入れられているプロセスモジュール内への代表的なスロットの図を示している。消耗部品は、例えば、プロセスモジュール１１２内で一式のチャンバインターフェースピン１３０８の上方に位置付けられたリング移送面（ＲＴＰ）１３０１に沿って受けられる。一部の実施形態では、ＲＴＰ１３０１は、チャンバインターフェースピン（ＣＩＰ）１３０８の上方であるように画定される。特定の実施形態では、プロセスモジュール１１２内に配置された静電チャック（ＥＳＣ）の上面の上方における消耗部品の高さは、いかなる妨害もなく消耗部品がプロセスモジュール１１２に対して出入りするための十分な離間距離を可能にするように画定される。このような実施形態では、離間距離は、アームセットを伴うエンドエフェクタ機構に載せられた消耗部品がプロセスモジュール１１２のスロット開口を通り抜け可能であることを保証する。スロット開口は、ウエハ移送用に設計されているので、消耗部品のサイズは、スロットサイズによる制限を受ける恐れがある。より幅が広い消耗部品が移送されるときは、スロット開口を再設計する代わりに、プロセスモジュール１１２の既存のスロット開口を通り抜けられるように、区分化された消耗部品が使用されてよい。具体的な例では、ＥＳＣの相対的な高さは、消耗部品をスロットの上端を圧迫する。スロット隅の丸みの具体的なサイズゆえに、消耗部品の高さと直径との間には、二律背反の関係があるだろう。周囲全体に十分な離間距離を保証するためには、消耗部品およびロボットの周囲に、移送時における統合体積を表すための許容誤差ゾーンが定められてよい。許容誤差ゾーンは、負荷による撓みの影響、ロボットアーム軌道誤差、高さ調整誤差の影響、およびその他の要因を考慮に入れる必要がある。一部の実施形態では、公称リング移送経路の上方、下方、および両側における離間距離は、数ミリメートルまたはそれ未満の小ささであることができる。
一部の実施形態では、ＲＴＰは、ウエハ移送面（ＷＴＰ）とは異なる。このような実施形態では、ＷＴＰは、ウエハがプロセスモジュール１１２に対して出し入れされているときに、ＣＩＰ１３０８およびＲＴＰの上方にあるように画定される。一部の実施形態では、消耗部品２０８の除外ゾーン１３０４と、プロセスモジュール１１２の、ウエハおよび消耗部品が通って搬送される開口の内周隅の半径１３０６との間に、最小離間距離が画定される。一部の実施形態では、最小離間距離は、寸法が数ミリメートルであってよい。この最小離間距離は、プロセスモジュール１１２のいかなるパーツも消耗部品の移送を妨害することなく消耗部品がプロセスモジュール１１２に対して出し入れされることを可能にする。
各種の実施形態は、ＡＴＭ１０２のロボット内およびＶＴＭ１０４のロボット内でウエハを搬送するために用いられるエンドエフェクタ機構を、消耗部品を搬送するためにも使用されるように画定するものとして説明されてきた。一部の実施形態では、エンドエフェクタ機構は、消耗部品の支持を可能にするためにフィンガアセンブリがウエハの縁を超えて伸長するように、再設計される。代替の実施形態では、既存のエンドエフェクタ機構が、消耗部品の搬送に使用される。このような実施形態では、既存のエンドエフェクタ機構が、消耗部品を支持するようには設計されていないので、リングキャリアの形態をとる中間固定具が、消耗部品の移送時に消耗部品を支持するために、一時的に使用される。ロードロックチャンバ内のフィンガアセンブリは、消耗部品を支持するように再設計される。再設計されたエンドエフェクタ機構およびフィンガアセンブリは、ウエハおよび消耗部品のための相互排他的な接触点を定めて二次汚染を回避するために、複数の接触パッドを有する。接触パッド（消耗接触パッドおよびウエハ接触パッド）は、予期されるウエハまたは消耗部品の位置誤差内で排他的隔離を実現するために、異なる高さまたは半径方向距離に接触点を提供するように、設計されてよい。
消耗部品は、多くの場合、ウエハの直径、厚さ、および重さを超えているだろう。したがって、消耗部品の移送用に初めから設計されてはいないツールへの、消耗部品の移送の追加は、既存のハードウェア内での離間距離による制限を受ける。積載重量の増加によって誘発される撓みが、離間距離をさらに短くする。したがって、積載重量の増加に適応するためおよび撓みを軽減するために、エンドエフェクタ機構は、再設計されたエンドエフェクタ機構を使用して、ロボットにかかる総積載重量を減らしつつ、撓みまたは厚さの増加を制限するために、セラミックなどの、より剛性の高い材料で作成されてよい。エンドエフェクタ機構内のフィンガアセンブリの表面上には、予期される位置誤差内でなおかつ恐らくは変化した底面プロフィールを伴う消耗部品を支持するために、様々な接触パッド（ウエハ接触パッドおよび消耗接触パッド）が画定される。ウエハの中心合わせに使用されるのと同じアライメント入力が、消耗部品の位置決めおよび中心合わせにも使用されてよい。消耗部品は、ＡＴＭ内に画定された標準的なウエハＦＯＵＰロードポートを介してクラスタツールアセンブリへ運搬されてよいおよびクラスタツールアセンブリから取り出されてよい。消耗部品の運搬および取り出しに使用されるポッドは、ウエハの運搬に使用されるＦＯＵＰ設計と同様であるように設計される。ポッドは、手動によってまたは天井走行ＦＯＵＰ運搬システムなどの自動化システムによってＡＴＭのロードポートに一時的に取り付け可能である交換ステーションの一部であることができる。この一時的な取り付けは、ＡＴＭ上のその他のウエハ収納またはウエハ処理のためのハードウェア（即ち、ウエハバッファ、冷却ステーション、統合計測システム等）をずらすまたは消耗させることなく消耗部品を交換することを可能にする。代替の実施形態では、消耗部品は、交換ステーションを通じてＡＴＭに入れられて、ロードポートとは別にＡＴＭ内に一時的に収納されて、消耗部品の交換が必要になったときに取り出されてよい。本明細書で説明される各種の実施形態は、真空密閉を破ることなくクラスタツールアセンブリ内で消耗部品を交換する効率的でなおかつ費用効果の高いやり方を提供し、それによってクラスタツールアセンブリの稼働停止時間が短縮されることを可能にしている。クラスタツールアセンブリの稼働停止時間の短縮は、結果として、ウエハスループットを向上させるだろう。
図１３は、上述されたクラスタツールアセンブリを制御するための制御モジュール（「コントローラ」とも呼ばれる）２２０を示している。一実施形態では、コントローラ２２０は、プロセッサ、メモリ、および１つ以上のインターフェースなどの、幾つかの代表的なコンポーネントを含んでいてよい。コントローラ２２０は、一部には検知値に基づいてクラスタツールアセンブリ１００内のデバイスを制御するために用いられてよい。ほんの例を挙げると、コントローラ２２０は、検知値およびその他の制御パラメータに基づいて、弁６０２（図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃの遮断弁２１６、２１６’を含む）、フィルタヒータ６０４、ポンプ６０６（ポンプ２３３を含む）、およびその他のデバイス６０８の１つ以上を制御してよい。コントローラ２２０は、ほんの例として圧力計６１０、流量計６１２、温度センサ６１４、および／またはその他のセンサ６１６が挙げられるところからの検知値を受信する。コントローラ２２０は、前駆体の供給時および膜の蒸着時におけるプロセス条件を制御するために用いられてもよい。コントローラ２２０は、通常は、１つ以上のメモリデバイスと、１つ以上のプロセッサとを含む。
コントローラ２２０は、前駆体供給システムおよび蒸着装置の活動を制御してよい。コントローラ２２０は、特定のプロセスの、プロセスタイミング、供給システム温度、フィルタ間の圧力差、弁の位置、ロボットおよびエンドエフェクタ、ガスの混合、チャンバ圧力、チャンバ温度、ウエハ温度、ＲＦ電力レベル、ウエハチャックまたは台座の位置、およびその他のパラメータを制御するための命令一式を含むコンピュータプログラムを実行する。コントローラ２２０は、また、圧力差を監視して、１本以上の経路から１本以上のその他の経路へ蒸気前駆体の供給を自動的に切り替えてもよい。実施形態によっては、コントローラ２２０に関係付けられたメモリデバイスに記憶されたその他のコンピュータプログラムが用いられてもよい。
通常は、コントローラ２２０に、ユーザインターフェースが関連付けられている。ユーザインターフェースとしては、ディスプレイ６１８（例えば、ディスプレイ画面、ならびに／または装置および／もしくはプロセス条件のグラフィックソフトウェアディスプレイ）や、ポインティングデバイス、キーボード、タッチ画面、マイクロフォンなどのユーザ入力デバイス６２０が挙げられる。
前駆体供給、蒸着、およびプロセス手順におけるその他のプロセスを制御するためのコンピュータプログラムは、例えば、アセンブリ言語、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｐａｓｃａｌ、Ｆｏｒｔｒａｎなどの、従来の任意のコンピュータ読み取り可能プログラミング言語で記述できる。プログラムに指定されたタスクを実施するために、コンパイル済みのオブジェクトコードまたはスクリプトがプロセッサによって実行される。
制御モジュール（即ち、コントローラ）パラメータは、例えば、フィルタ圧力差、プロセスガスの組成および流量、温度、圧力、ＲＦ電力レベルや低周波ＲＦ周波数などのプラズマ条件、冷却ガス圧力、ならびにチャンバ壁温度などの、プロセス条件に関する。
システムソフトウェアは、様々に設計または構成されてよい。例えば、本発明の蒸着プロセスを実施するために必要とされるチャンバまたはプロセスモジュールのコンポーネントの動作を制御するために、様々なチャンバコンポーネントサブルーチンまたは制御オブジェクトが記述されてよい。これを目的としたプログラムまたはプログラム部分の例として、基板位置決めコード、プロセスガス制御コード、圧力制御コード、ヒータ制御コード、プラズマ制御コード、リフト機構制御コード、ロボット位置コード、エンドエフェクタ位置コード、および弁位置制御コードが挙げられる。
基板位置決めプログラムは、基板を台座またはチャックに載せるために使用される、ならびに基板とガス入口および／または標的などのチャンバのその他の部品との間の間隔を制御するために使用されるチャンバコンポーネントを制御するための、プログラムコードを含んでいてよい。プロセスガス制御プログラムは、ガスの組成および流量を制御するための、ならびに随意としてチャンバ内の圧力を安定化させるために蒸着前にチャンバにガスを流し込むための、コードを含んでいてよい。フィルタモニタリングプログラムは、（１つ以上の）測定された差を（１つ以上の）所定の値と比較するためのコード、および／または経路を切り替えるためのコードを含む。圧力制御プログラムは、チャンバの排気システムにおける例えば絞り弁を調節することによってチャンバ内の圧力を制御するためのコードを含んでいてよい。ヒータ制御プログラムは、前駆体供給システム内のコンポーネント、基板、および／またはシステムのその他の部分を加熱するための加熱ユニットへの電流を制御するためのコードを含んでいてよい。或いは、ヒータ制御プログラムは、ヘリウムなどの伝熱ガスの、ウエハチャックへの供給を制御してよい。弁位置制御コードは、例えばプロセスモジュールまたはクラスタツールへのアクセスを提供する遮断弁を制御することによってプロセスモジュールまたはクラスタツールアセンブリへのアクセスを制御するための、コードを含んでいてよい。リフト機構制御コードは、アクチュエータが例えばリフトピンを移動させるようにアクチュエータドライブを作動させるためのコードを含んでいてよい。ロボット位置コードは、例えばロボットを左右軸、上下軸、または放射軸に沿って移動させる操作を含む（１つ以上のロボット）の位置の操作を行うためのコードを含んでいてよい。エンドエフェクタ位置コードは、ロボットを例えば左右軸、上下軸、または放射軸に沿って伸長、収縮、または移動させる操作を含むエンドエフェクタの位置の操作を行うためのコードを含んでいてよい。
蒸着時に監視されえるセンサの非限定的な例として、質量流量制御モジュール、圧力計６１０などの圧力センサ、供給システム内に位置付けられる熱電対、台座、またはチャック（例えば、温度センサ６１４）が挙げられる。所望のプロセス条件を維持するために、適切にプログラムされたフィードバック・制御アルゴリズムが、これらのセンサからのデータと併せて使用されてよい。以上は、単独のチャンバまたは複数のチャンバを含む半導体処理ツールにおける本開示の実施形態の実装形態を説明している。
正面開口式リングポッド
クラスタツールアセンブリの様々なモジュールにおける交換ステーションの位置、ロードロックチャンバ内のフィンガアセンブリ、および消耗部品を移動させるためにクラスタツールアセンブリ内部で使用される様々なロボットのエンドエフェクタ機構に関連して、様々な実施形態が論じられてきたが、次は、クラスタツールアセンブリに新しい消耗部品を供給するためにおよびクラスタツールアセンブリから古いまたは損傷を受けた消耗部品を取り出すために使用される交換ステーションの一部であるポッドの詳細に着目する。一部の実施形態では、消耗部品は、エッジリングであってよい。代替の実施形態では、消耗部品は、フォーカスリング、誘電体リング、またはプロセスモジュール内で使用されてプロセスモジュール内の処理条件に曝されるだろうその他の任意の消耗部品であってよい。消耗部品は、プロセスモジュールに入れられた基板もしくはその一部を取り巻いてよい、プロセスモジュールの内部に画定されたチャックもしくはその一部を取り巻いてよい、またはプロセスモジュールのその他の部分に配置されてプロセスモジュール内の処理条件に曝されるその他の任意の消耗コンポーネントを取り巻いてよい。消耗部品は、単一のユニットであってよい、または複数のパーツを含んでいてよい。或いは、消耗部品は、複数のリングを含んでいてよい。消耗部品は、石英、セラミック、シリコン、もしくは誘電体材料で作成されてよい、または様々な材料でコーティングされてよい。プロセスモジュール内の処理条件ゆえに、エッジリングは、摩耗するまたは損傷を受ける恐れがあり、迅速なやり方で定期的に交換される必要がある。
図１４は、一実施形態における、プロセスモジュールの消耗部品を交換するためにポッドに係合する代表的な交換ステーション１０８を示している。交換ステーション１０８は、クラスタツールアセンブリ内のモジュールに通じる開口に連接するロードポートモジュール１１５５を含んでいてよい。例えば、ロードポートモジュール１１５５は、クラスタツールアセンブリの、プロセスモジュール１１２にまたは真空移送モジュール（ＶＴＭ）１０４にまたは大気圧移送モジュール（ＡＴＭ）１０２に、（取り外し不可の形でまたは一時的に）取り付けられてよい。ロードポートモジュール１１５５は、ウエハローダ１１５または消耗部品ローダのためのドッキングステーションとして機能し、ウエハローダ１１５または消耗部品ローダの結合先になりえるロードポートを含む。一部の実施形態では、消耗部品ローダは、ウエハをクラスタツールアセンブリに対して出し入れするために使用されるウエハローダ１１５（例えば、正面開口式一体型ポッド（ＦＯＵＰ）と構造的に類似しており、したがって、本明細書では、これ以降、正面開口式リングポッド１０００とも呼ぶこととする（または単純に「リングポッド」と呼ぶ）。リングポッド１０００は、エッジリングなどの消耗部品２０８をプロセスモジュールに対して出し入れするために使用される。消耗部品２０８がクラスタツールアセンブリに対して容易に出し入れ可能であるように、リングポッド１０００内の開口（即ち、リングポッドのドアの枠によって画定された外囲）は、ロードポート内に画定された開口に一致する。消耗部品２０８をクラスタツールアセンブリに対して出し入れするために使用されるリングポッド１０００の構造的詳細は、図１５Ａ〜２１Ｂを参照にして説明される。
図１５Ａおよび図１５Ｂは、エッジリングなどの消耗部品を収納するために使用されるリングポッド１０００を異なる視点から示している。図１５Ａに示されるように、リングポッド１０００は、消耗部品を受けるおよび収納するために使用されるリングポッド１０００の様々なパーツを収めるためのケースを提供するシェル構造１１２７を含む。リングポッド１０００は、シェル構造１１２７の上面に配置されたフランジ１１２１を含む。フランジ１１２１は、リングポッド１０００をロードポートモジュール１１５５のロードポートへおよびロードポートモジュール１１５５のロードポートから搬送するための天井走行台車（ＯＨＴ）によって係合されてよい。フランジ１１２１は、ＦＯＵＰに見られるフランジに類似した設計であり、したがって、詳細には論じられない。フランジ１１２１に加えて、リングポッド１０００は、リングポッド１０００の側面に配置されるハンドル１１２２も含む。リングポッド１０００は、リングポッド１０００の開口を画定するドア枠１１２０も含む。リングポッド１０００の背面側の一部には、リングポッド１０００に入れられた消耗部品の場所をユーザが視覚的に確認することを可能にできるように、リングポッド１０００の内側の視野を提供するための窓１１２５が画定される。一部の実施形態では、窓１１２５は、ポリカーボネートまたはその他の類似のシースルー材料で作成されてよい。窓１１２５の場所および向きは、一例として挙げられたに過ぎず、その他の場所および／または向きも検討されてよい。
図１５Ｂは、リングポッド１０００の正面を底部側から示している。図１５Ａを参照にして定義された様々なパーツに加えて、リングポッド１０００は、様々な自動化マテリアルハンドリングシステム（ＡＭＨＳ）インターフェースおよび／またはＯＨＴインターフェースを伴うベース板１１３４も含む。例えば、ベース板１１３４は、ベース板１１３４の下側表面に配された複数の運動学的スロット１１２４を含んでいてよい。運動学的スロット１１２４は、リングポッド１０００の結合先であるロードポートモジュール１１５５のロードポート内に画定された対応する運動学的ピンにリングポッド１０００を位置合わせするために使用される。運動学的スロット１１２４は、ポッド内で消耗部品を受ける受け表面と、ロードポートの運動学的ピンとから画定される、大地への散逸経路の一部であってもよい。ロードポート内の運動学的ピンは、接地される。散逸経路に関しては、図１７Ａおよび図１７Ｃを参照にしてさらに詳しく論じられる。リングポッド１０００の正面には、ドア枠１１２０に嵌るドア１１２３が提供されており、リングポッド１０００に入れられたときの消耗部品に対する係合、解放、および固定のために必要なハードウェアを含む。ドア１１２３は、クラスタツールアセンブリ内のまたはリングポッド内のロボットが消耗部品をリングポッド１０００に対して出し入れすることを可能にするために、リングポッド１０００の内側へのアクセスを提供するように動作可能である。リングポッド１０００のベース板１１３４には、例えば人力台車（ＰＧＶ）などのパッド取り扱いシステムに対してリングポッド１０００を手動で位置合わせすることを可能にするために、１対のコンベヤレール１１３３が提供される。リングポッド１０００上に提供されたハンドル１１２２は、ＰＧＶにリングポッド１０００を手動で搭載するために使用されてよい。
図１６は、シェル構造１１２７を通して見たときのリングポッド１０００の内側を詳細に表している。シェル構造１１２７は、図１６に示された実施形態では、透明な構造として表されている。この実施形態では、透明なシェル構造１１２７は、リングポッド１０００の内部構造を見せている。このような実施形態では、リングポッド１０００の内部の視野を提供するための別個の窓１１２５は不要である。別の一実施形態では、シェル構造１１２７は、不透明であってよい。この実施形態では、リングポッド１０００の内部の視野を提供するために、リングポッド１０００の背面側などの側面の一部に窓１１２５が縦方向に画定されてよい。シェル構造１１２７は、消耗部品保持構造を収めており、該消耗部品保持構造の様々なコンポーネントに安定性を与える。消耗部品保持構造は、ベース板１１３４の上方に方向付けられたトップ板１１３２と、ベース板１１３４とトップ板１１３２との間に伸びてベース板１１３４の外周に沿って配された複数の支柱１１２９とを含む。複数の支柱は、消耗部品２０８を受けるための、支柱の内表面の長さに沿って画定された複数の支持フィンガを含む。ベース板１１３４は、さらに、消耗部品２０８をリングポッド１０００に対して出し入れするためにロボットのエンドエフェクタ機構によって使用されるリングキャリア１１０４を受けるための複数のキャリア支持部を含む。ケースの内側には、１対の緊急停止柱１１２８が配置され、ベース板１１３４の背面側に近接して配置された１対の支柱に平行であるように配置される。一部の実施形態では、各緊急停止柱１１２８は、対をなす支柱１１２９のうちの対応する１本に実質的に垂直であるように、ただし、その支柱１１２９から隔たれて配置される。緊急停止柱１１２８は、ポッド内に収容されたときの消耗部品２０８を固定するための半径方向の拘束を提供するように構成される。複数の支柱１１２９は、トップ板１１３２を使用してまとめられ、これは、必要とされる安定性を支柱１１２９に与える。リングポッド１０００は、一実施形態では、シェル構造１１２７を通して支柱１１２９に直接的に装着されるハンドル１１２２も含み、支柱１１２９は、ハンドル１１２２に対して直接的な支持を提供する。
図１７Ａ〜１７Ｇは、一部の実施形態における、リングポッド１０００の内部に提供されて、消耗部品２０８をリングポッド１０００内で受けるおよび収納するために使用される、支柱および保持アセンブリ１１３５の詳細を示している。図１７Ａは、シェル構造１１２７およびドアアセンブリを伴わないリングポッド１０００の基本構造を示している。基本構造は、トップ板１１３２に垂直方向に相対するように方向付けられるベース板１１３４と、トップ板１１３２とベース板１１３４との間に伸びる複数の支柱１１２９とを含む。ベース板１１３４は、一部の実施形態では、支柱を面内に位置決めされるリングポッド１０００の底面を画定する。ベース板１１３４は、正面側と、背面側と、正面側と背面側との間に伸びる２枚の側面側とによって画定される。一部の実施形態では、２枚の側面側は、互いに実質的に平行に伸びる。代替の実施形態では、収納されている消耗部品に応じておよびリングポッド１０００の設計に応じて、２枚の側面側は、互いに異なる向きに方向付けられてよい。トップ板１１３２は、ベース板１１３４に相対するように方向付けられ、シェル構造１１２７の上面の下側に固定される。
複数の支柱は、一部の実施形態では、ベース板１１３４の２枚の側面に沿って配置される２対の支柱１１２９を含む。なお、留意すべきは、これらの実施形態が、２対の支柱に限定されず、さらに１本のまたはさらに１対の支柱１１２９を含んでいてよいことである。さらに１本のまたはさらに１対の支柱は、ベース板１１３４の２枚の側面に沿ってまたは背面側に沿って配置されてよい。ベース板１１３４の２枚の側面に沿って２対の支柱１１２９が配置される実施形態に戻り、第１の対の第１の支柱１１２９ａは、ベース板１１３４の正面側に近接してベース板１１３４の第１の側面側上に配置される。第１の対の第２の支柱１１２９ｂは、第１の対の第１の支柱が第１の対の第２の支柱に相対するように方向付けられるように、ベース板１１３４の正面側に近接してベース板１１３４の第２の側面側上に配置される。第２の対の第３の支柱１１２９ｃは、ベース板１１３４の背面側に近接してベース板１１３４の第１の側面側上に配置される。第２の対の第４の支柱１１２９ｄは、第２の対の第３の支柱が第２の対の第４の支柱に相対するように方向付けられるように、ベース板１１３４の背面側に近接してベース板１１３４の第２の側面側上に配置される。支柱１１２９ａ、１１２９ｂ、１１２９ｃ、および１１２９ｄは、ベース板１１３４からトップ板１１３２へ伸びて、リングポッド１０００の外周に沿って対称的に分布される。支柱１１２９ａ、１１２９ｂ、１１２９ｃ、および１１２９ｄは、それぞれトップ板１１３２に接続され、これは、支柱１１２９ａ、１１２９ｂ、１１２９ｃ、および１１２９ｄのための支持を提供する。トップ板１１３２は、ベース板の上方に、第１の、第２の、第３の、および第４の支柱（１１２９ａ〜１１２９ｄ）によってベース板から隔たれて配置される。
支柱１１２９ａ、１１２９ｂ、１１２９ｃ、および１１２９ｄに加えて、リングポッド１０００の基本構造は、１対の緊急停止柱１１２８を含んでいてよい。図１７Ａに示された一実施形態では、対をなす緊急停止柱のうちの第１の緊急停止柱１１２８ａが、第２の対の第３の支柱１１２９ｃに近接してなおかつ同支柱に平行に方向付けられて配置される。同様に、対をなす緊急停止柱のうちの第２の緊急停止柱１１２８ｂが、第２の対の第４の支柱１１２９ｄに近接してなおかつ同支柱に平行に方向付けられて配置される。一部の実施形態では、第１の緊急停止柱１１２８ａは、第３の支柱１１２９ｃと、ベース板１１３４の背面側との間に位置付けられ、第２の緊急停止柱は、第４の支柱１１２９ｄと、ベース板１１３４の背面側との間に位置付けられる。この実施形態では、緊急停止柱１１２８ａ、１１２８ｂは、それぞれ、対応する支柱１１２９ｃ、１１２９ｄから隔たれている。緊急停止柱１１２８は、一部の実施形態では、リングポッド１０００の内部領域の方を向くように方向付けられ、第２の対のそれぞれの支柱１１２９ｃ、１１２９ｄの内縁に対して実質的に垂直である。この向きは、緊急停止柱１１２８が、リングポッド１０００の内部に収容されたときの消耗部品を固定するための半径方向の拘束を提供することを可能にする。なお、留意すべきは、２対以上の緊急停止柱１１２８がリングポッドに含まれていてよいことである。このような実施形態では、各緊急停止柱１１２８は、リングがリングポッド内の定位置に押し込まれたときに半径方向の拘束を提供できるように、対応する支柱１１２９に対して一定の角度で配置されてよい。一部の実施形態では、支柱１１２９ａ、１１２９ｂ、１１２９ｃ、および１１２９ｄは、それぞれ、１片の金属で作成される。その他の実施形態では、支柱１１２９ａ、１１２９ｂ、１１２９ｃ、および１１２９ｄは、それぞれ、互いにぴたりと合うように設計された複数片の金属で作成される。一部の実施形態では、支柱１１２９ａ、１１２９ｂ、１１２９ｃ、および１１２９ｄは、アルミニウム材料で作成される。一部の実施形態では、腐食および摩耗への耐性を高めるために、支柱１１２９ａ〜１１２９ｄは、陽極酸化アルミニウムまたはその他の耐腐食性材料で作成されてよい。
代替の実施形態では、ベース板１１３４の各側面側は、トップ板１１３２とベース板１１３４との間に配置された１本の支柱１１２９を含んでいてよい。一部の実施形態では、第１の緊急停止柱１１２８ａが、第１の側面側上に配置された第１の支柱１１２９と一体化されてよく、第２の緊急停止柱１１２８ｂが、第２の側面側上に配置された第２の支柱１１２９と一体化されてよい。その他の一部の実施形態では、第１の緊急停止柱１１２８ａは、第１の支柱１１２９と、ベース板１１３４の背面側との間に位置付けられてよく、第２の緊急停止柱１１２８ｂは、第２の支柱と、ベース板１１３４の背面側との間に位置付けられてよい。この実施形態では、緊急停止柱１１２８ａ、１１２８ｂは、対応する第１のおよび第２の支柱１１２９からそれぞれ相隔てられている。
リングポッド１０００の構造は、さらに、リングポッド１０００の側面側上に配置された１対のハンドル１１２２を含む。一部の実施形態では、対をなすハンドルのうちの第１のハンドル１１２２が、ともにベース板１１３４の第１の側面側上に配置された第１の対の第１の支柱１１２９ａおよび第２の対の第３の支柱１１２９ｃに、１つ以上の直接的な接続１１２２ａを使用してシェル構造１１２７を通して取り付けられる。同様に、第２のハンドルは、ともにベース板１１３４の第２の側面側上に配置された第１の対の支柱１１２９ｂおよび第２の対の支柱１１２９ｄに、１つ以上の直接的な接続１１２２ａを使用して取り付けられる。直接的な接続１１２２ａは、一部の実施形態では、ハンドル１１２２が対応する支柱に直接的に接続されることを可能にするネジ、締め具、保持構造であってよい。ハンドル１１２２は、一部の実施形態では、リングポッド１０００を手動で取り扱うために使用される。
第１の対および第２の対の各支柱（１１２９ａ、１１２９ｂ、１１２９ｃ、１１２９ｄ）の内表面の縦方向に、複数の支持フィンガ１１３０が配置される。支持フィンガ１１３０は、消耗部品を受けるための支持表面を提供できるように、リングポッド１０００の内部領域に向かって伸びる。図１７Ａに示された一実施形態では、第１の対の支柱１１２９ａ、１１２９ｂ上に配置された支持フィンガ１１３０の形状および／または設計は、第２の対の支柱１１２９ｃ、１１２９ｄ上に配置された支持フィンガの形状および／または設計と同様である。
図１７Ｂは、第１の対のおよび第２の対の支柱（１１２９ａ〜１１２９ｄ）上に配置された支持フィンガ１１３０の拡大図を示している。一部の実施形態では、支持フィンガ１１３０は、アルミニウムまたはその他の類似の軽量材料で作成される。このような実施形態では、各支持フィンガ１１３０の上面に、支持パッド１１３１が画定される。一部の実施形態では、支持パッド１１３１は、支持フィンガ１１３０上で受けられたときの消耗部品のための、スクラッチ傷をつけない支持表面を提供するために、カーボン充填ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの材料で作成されてよい。カーボン充填ＰＥＥＫ材料は、一例に過ぎず、類似の支持機能を提供することができるその他の材料が使用されてもよい。支持パッド１１３１は、受けられたときの消耗部品が支持フィンガ１１３０の金属表面に触れることがないように、別個の支持表面を提供するように画定される。一実施形態では、各支持フィンガ１１３０の上面上に、溝が画定されてよく、支持パッド１１３１は、図１７Ｂに示されるように、その一部分が支持フィンガ１１３０の上面を超えて伸びて消耗部品２０８のための別個の受け表面を提供するように、溝に埋め込まれてよい。その他の実施形態では、支持パッド１１３１を画定するために、支持フィンガ１１３０の上面の一部分に、ＰＥＥＫまたはその他の材料で作成された棒または細長い片または層が画定されてよい。このような実施形態では、支持パッドは、別個の支持表面を提供するために、支持フィンガ１１３０の上面から伸びる隆起表面を提供できるように画定されてよい。図１７Ｈは、このような一実施形態の断面図を示しており、ここでは、細長い片状の支持パッド１１３１が、支持フィンガ１１３０の上面上に配置されている。図１７Ｉは、代替の一実施形態の断面図を示しており、ここでは、各支持フィンガの上面上に配置された支持パッドの輪郭が、平坦である代わりに尖っている。支持パッドのこれらの様々な実施形態は、例として提供されているに過ぎず、その他の設計の支持パッドが考えられもてよい。支持パッド１１３１は、支持フィンガ１１３０の上面の汚染を防ぐために、支持フィンガ１１３０の上面とは別の線接触または面接触を提供する。図１７Ｊに示された別の一実施形態では、支持フィンガ１１３０は、カーボン充填ＰＥＥＫ材料で作成される。この実施形態では、消耗部品を受けるための、傷がつかないなおかつ滑りにくい表面を支持フィンガ１１３０が提供し、また、汚染が発生する金属表面がないゆえに、支持フィンガ１１３０上に、別途の支持パッド１１３１が画定される必要がない。なお、留意すべきは、支持フィンガ１１３０および支持パッド１１３１に使用される材料が単なる例に過ぎず、限定的なものだと見なされるべきではないことである。支持フィンガ１１３０および支持パッド１１３１には、支持フィンガ１１３０および支持パッド１１３１が目指すように設計されたそれらの機能を提供する限り、その他の材料が使用されてもよい。
図１７Ｃは、一実施形態における、消耗部品を受けるおよび収納するためにリングポッド１０００内で用いることができる支柱のための代替の一設計を示している。この実施形態における、第２の対の第３の支柱１１２９ｃおよび第４の支柱１１２９ｄは、ベース板１１３４の、相対する内側隅に沿って配置される。その結果、支柱１１２９ｃ、１１２９ｄは、図１７Ｃに示されるように、ベース板１１３４の内側隅の傾斜輪郭に一致する傾斜輪郭を有するように設計される。第２の対の第３のおよび第４の支柱１１２９ｃ、１１２９ｄの内表面上に配された複数の支持フィンガ１１３０ｂの形状は、第１の対の第１のおよび第２の支柱１１２９ａ、１１２９ｂの内表面上に配された支持フィンガ１１３０とは異なる。図１７Ｃに示されるように、支持フィンガ１１３０ｂは、第２の対の支柱の第３のおよび第４の支柱１１２９ｃ、１１２９ｄの輪郭に一致する輪郭を有する。
図１７Ｄは、一実施形態における、第２の対の第３のおよび第４の支柱１１２９ｃ、１１２９ｄの内表面上に配置された支持フィンガ１１３０ｂの拡大図を示している。支持フィンガ１１３０ｂは、一部の実施形態では、アルミニウムまたはその他の類似の金属などの金属で作成される。腐食を防ぐために、支持フィンガ１１３０は、陽極酸化アルミニウム、またはＴｅｆｌｏｎ、エポキシ樹脂、もしくは腐食を防ぐことができるその他の類似の材料でコーティングされたアルミニウムで作成されてよい。第１の対の第１のおよび第２の支柱１１２９ａ、１１２９ｂ上に配置された支持フィンガ１１３０と同様に、各支持フィンガ１１３０ｂは、消耗部品２０８が支持フィンガ１１３０ｂの金属表面に接触することがないように、受けられたときの消耗部品２０８のための別個の支持表面を提供するために、支持フィンガ１１３０ｂの上面上に画定された支持パッド１１３１を含んでいてよい。その他の実施形態では、支持フィンガ１１３０ｂは、カーボン充填ＰＥＥＫ材料で作成されてよい。このような実施形態では、支持フィンガ１１３０ｂ上に別途の支持パッド１１３１が画定されることはない。支持フィンガ１１３０、１１３０ｂは、消耗部品が支持フィンガ１１３０、１１３０ｂ上のその位置から滑って食み出ることがないように、消耗部品２０８のための十分な支持表面を提供する。一部の実施形態では、第１の、第２の、第３の、および第４の支柱（１１２９ａ〜１１２９ｄ）は、陽極酸化されたまたは腐食抑制材料でコーティングされた、アルミニウムまたはその他の軽量材料で作成される。
リングポッド１０００は、１対の緊急停止柱１１２８ａ、１１２８ｂを含む。しかしながら、図１７Ａに示されるように、緊急停止柱１１２８が、第２の対のそれぞれの支柱１１２９ｃ、１１２９ｄから相隔てられる代わりに、対をなす緊急停止柱１１２８ａ、１１２８ｂは、それぞれ、ベース板１１３４の背面側の方を向いた第２の対のそれぞれの支柱の内縁に隣接して配置される。例えば、第１の緊急停止柱１１２８ａは、第２の対の第３の支柱１１２９ｃに隣接して配置され、第２の緊急停止柱１１２８ｂは、第２の対の第４の支柱１１２９ｄに隣接して配置される。さらに、緊急停止柱１１２８は、図１７Ｃおよび図１７Ｄに示された一実施形態では、リングポッド１０００の内部に収容されたときの消耗部品のための半径方向の拘束を提供するために、第２の対の支柱１１２９ｃ、１１２９ｄの内縁に対して実質的に垂直であるように、リングポッド１０００の内部領域の方を向くように方向付けられる。その他の実施形態では、緊急停止柱１１２８ａ、１１２８ｂは、消耗部品に半径方向の拘束を提供できる限り、支柱１１２９ｂの内縁に対して任意の角度に方向付けられてよい。一部の実施形態では、第１のおよび第２の緊急停止柱１１２８ａ、１１２８ｂは、接続ツール、接続構造、接続機構、接続要素等などの任意の締結または接続の選択肢を使用して、それぞれの支柱１１２９ｃ、１１２９ｄに留め付けられてよい。一部の実施形態では、緊急停止柱１１２８ａ、１１２８ｂが、それぞれ、カーボン充填ＰＥＥＫ材料などの１切れのまたは細長い１片の材料で作成される一方で、支柱１１２９ａ〜１１２９ｄは、それぞれ、アルミニウムで作成される。一部の実施形態では、金属で作成されてリングポッド１０００内で周囲環境に曝される支柱１１２９ａ〜ｄ、支持フィンガ１１３０、１１３０ｂ、およびリングポッド１０００内のその他の表面は、腐食やその他のあらゆる摩耗または損傷を防ぐために、処理されている必要があるだろう。例えば、金属で作成されたリングポッド１０００コンポーネントは、損傷されたまたは摩耗した消耗部品２０８によって戻される処理化学物質／化学剤に曝されるゆえに、損傷を受ける恐れがある。このような損傷を回避するために、金属で作成された支柱（１１２９ａ〜１１２９ｄ）、支持フィンガ（１１３０、１１３０ｂ）、およびリングポッド１０００のその他の表面は、例えば、摩耗を防ぐために、Ｔｅｆｌｏｎやエポキシ樹脂等などの腐食抑制材料のコーティングで処理されている必要があるだろう。或いは、金属の代わりに、支柱１１２９ａ〜１１２９ｄおよび支持フィンガ１１３０、１１３０ｂは、陽極酸化アルミニウムで作成されてよい。
シェル構造１１２７は、リングポッド１０００のベース板１１３４の外周に取り付けられて、第１の対のおよび第２の対の支柱１１２９ａ〜１１２９ｄ、トップ板１１３２、ならびに第１のおよび第２の緊急停止柱１１２８ａ、１１２８ｂを包囲するように構成される。一部の実施形態では、トップ板１１３２は、シェル構造１１２７の一部であってよい。シェル構造は、ベース板１１３４の正面側に沿って開口を含む。トップ板１１３２は、シェル構造１１２７の上面の下側に取り付けられる。シェル構造の正面開口は、ドア１１２３と嵌り合うように構成される。
図１７Ｅ〜１７Ｇは、リングポッド１０００の正面側に配置されたドア１１２３の詳細を示している。ドア１１２３は、ロードポートの開口の寸法に一致する寸法を有する。ドアは、シェル構造１１２７の正面開口と嵌り合うように構成される。ドア１１２３は、図１７Ｅに示されるように、ドア１１２３の内表面上に画定されてドア１１２３の長さにわたる保持アセンブリ１１３５を含む。保持アセンブリ１１３４の詳細は、図１７Ｆおよび図１７Ｇに提供された拡大図を参照にして詳細に説明される。図１７Ｆは、保持アセンブリ１１３５内に画定されたスロット内で受けられた消耗部品の図を示しており、図１７Ｇは、様々なコンポーネントを明確にした保持アセンブリ１１３５の拡大図を示している。
図１７Ｆおよび図１７Ｇを同時に参照し、保持アセンブリ１１３５は、リングポッド１０００内で消耗部品２０８を固定および位置決めするための複数のコンポーネントを含む。例えば、保持アセンブリ１１３５は、締め具１１５０、バネ機構１１５１、および受けパッド１１５２を含む。締め具１１５０は、ドア１１２３の内表面に取り付けられた固定ユニットである。締め具１１５０は、保持アセンブリ１１３５のバネ機構１１５１を固定するために使用される。一部の実施形態では、締め具１１５０は、アルミニウムで作成される。受けパッド１１５２の両側には、１対の緩衝材１１３６が提供される。緩衝材１１３６は、消耗部品２０８をリングポッド１０００内で定位置に固定するときに受けパッド１１５２が移動することができる半径方向の限界を定めるために使用される。また、緩衝材１１３６は、ドア１１２３が閉じられたときの、ポッド１０００内における消耗部品の移動の半径方向の限界を提供する。一部の実施形態では、図１７Ｆに示されるように、対をなすうちの第１の緩衝材１１３６が、締め具１１５０の、バネ機構１１５１を固定するために使用される側とは反対の側に、締め具１１５０に隣接して画定される。対をなすうちの第２の緩衝材１１３６は、受けパッド１１５２の、もう一方の側に配置される。
バネ機構１１５１は、一方の端が締め具１１５０に固定されるとともにもう一方の側が受けパッド１１５２に固定され、ドア１１２３が閉じられたときに受けパッド１１５２に十分なバネ荷重力を提供するように設計される。バネ機構１１５１は、一部の実施形態では、リングポッド１０００のドア１１２３が閉じられてバネ機構１１５１が作動されたときに、作動されたバネ機構１１５１からのバネ荷重力が受けパッド１１５２に直接作用して受けパッド１１５２を内側へ押すように、バネ荷重力を提供するバネコンポーネントが保持アセンブリ１１３５の各受けパッド１１５２の真後ろにくるように設計される。これは、すると、受けられた消耗部品２０８を第２の対の第３のおよび第４の支柱１１２９ｃ、１１２９ｄに対して押し付ける。第３のおよび第４の支柱１１２９ｃ、１１２９ｄに隣接する第１のおよび第２の緊急停止柱１１２８ａ、１１２８ｂは、それぞれ、支持フィンガ１１３０、１１３０ｂのうちの選択されたフィンガ上の定位置に消耗部品２０８を保持するための半径方向の拘束を提供する。一部の実施形態では、バネ機構１１５１のバネコンポーネントは、鋼材料で作成される。
ロボットが消耗部品２０８をリングポッド１０００内に置くときに、消耗部品２０８が正しく位置決めされないことがある。例えば、消耗部品２０８は、支持フィンガ１１３０が消耗部品２０８を完全に支持できる奥まで入れられないことがある。リングポッド１０００がクラスタツールアセンブリから離れるときに消耗部品２０８がその位置から動き回るまたは滑り出る事態を防ぐために、保持アセンブリ１１３５の各種のパーツは、消耗部品２０８が支持フィンガ１１３０上の定位置に保持されるように消耗部品２０８を第３のおよび第４の支柱１１２９ｃ、１１２９ｄ、ならびに第１のおよび第２の緊急停止柱１１２８ａ、１１２８ｂに向かって押すために使用される。支柱１１２９ａ〜１１２９ｄ上に配置された支持フィンガ１１３０は、消耗部品を定位置に保持するための、下側からの拘束を提供する。
受けパッド１１５２は、消耗部品２０８を受けて位置合わせして定位置に保持するためのポケットを画定するように設計される。一部の実施形態では、受けパッド１１５２は、「Ｃ」を逆さにした形状にされる。受けパッド１１５２の設計は、消耗部品が定位置に保持されることおよびポケットから滑り出ないことを保証する。さらに、受けパッド１１５２内のポケットは、消耗部品２０８がロボットによってリングポッド１０００内へ移動されたときに、撓みおよび可能性があるその他の許容誤差に対応するのに十分な離間距離を提供するようにサイズ決定される。さらに、ポケットの幅および高さは、消耗部品２０８の厚さおよび高さに適応するのに十分である。さらに、受けパッド１１５２内のポケットのサイズ、支持フィンガ１１３０、１１３０ｂ、および支持パッド１１３１の深さは、様々な底面プロフィールを有する消耗部品２０８に適応するように設計される。一部の実施形態では、受けパッド１１５２は、カーボン充填ＰＥＥＫ材料で作成される。一部の実施形態では、ドア１１２３が閉じられて消耗部品２０８が定位置に押し込まれたときに、緩衝材１１３６と消耗部品２０８との間に十分な離間距離が提供される。
図１８は、消耗部品２０８が受けられたときのリングポッド１０００の内部の俯瞰図を示している。この俯瞰図は、第１の対のおよび第２の対の支柱（即ち、１１２９ａ〜１１２９ｄ）から外向きに伸びる支持フィンガ１１３０上で受けられている消耗部品を示している。第１のおよび第２の緊急停止柱１１２８ａ、１１２８ｂは、消耗部品２０８が定位置に位置決めされることを保証しつつ、消耗部品２０８のための半径方向の拘束を提供する。一部の実施形態では、第１のおよび第２の緊急停止柱１１２８ａ、１１２８ｂは、第１のおよび第２の緊急停止柱１１２８ａ、１１２８ｂの端１１２８ｅがベース板１１３４の外周に対して内側を向く形で第３のおよび第４の支柱１１２９ｃ、１１２９ｄに相対的に方向付けられる。その他の実施形態では、第１のおよび第２の緊急停止柱１１２８ａ、１１２８ｂは、第１のおよび第２の緊急停止柱１１２８ａ、１１２８ｂの表面がベース板１１３４の外周に対して内側を向く形で第３のおよび第４の支柱１１２９ｃ、１１２９ｄに相対的に方向付けられる。内側を向いている緊急停止柱１１２８ａ、１１２８ｂの表面は、端面、平らな側面、または円筒状の表面であってよい。ドア１１２３の長さに沿って配置された保持アセンブリ１１３５のバネ機構１１５１は、リング受けパッド１１５２に消耗部品２０８を第１のおよび第２の緊急停止柱１１２８ａ、１１２８ｂに向かって押させるのに十分な半径方向の力を提供し、対をなす緩衝材１１３６は、バネ機構１１５１が消耗部品２０８に力を作用し過ぎて消耗部品２０８を歪ませるまたは支持フィンガ１１３０、１１３０ｂ上のその定位置から飛び出させることがないように保証する。
リングポッド１０００のドア１１２３では、一実施形態では、ドア１１２３に係合する（即ち、ドアを閉じる）またはドア１１２３を解放する（即ち、ドアを開く）ときに、ドア枠１１２０とシェル構造１１２７の開口との間の間隔を調整するための、間隔制御が利用可能であってよい。シェル構造１１２７からのドア枠１１２０の間隔は、一実施形態では、ドアが係合されるときに、ドア枠１１２０の各隅の隆起部分に配置されたピンの位置を調整することによって制御されてよい。
消耗部品は、リングポッド１０００内のロボットまたはクラスタツールアセンブリ内のロボットのエンドエフェクタ機構を使用して、クラスタツールアセンブリ内でリングポッド１０００とプロセスモジュールとの間で移動される。一部の実施形態では、ウエハをウエハローダ１１５におよびウエハローダ１１５から搬送するために一般的に使用されるロボットのエンドエフェクタ機構は、ウエハよりも大きいのが普通である消耗部品に適応するには十分な大きさではないだろう。消耗部品に適応するために、エンドエフェクタ機構は、消耗部品をリングポッド１０００におよびリングポッド１０００から搬送するためにリングキャリア１１０４を使用してよい。リングキャリア１１０４は、リングポッド１０００のボトムに、またはリングポッド１０００のトップに、またはボトムとトップとの間の随所に収納されてよい。さらに、消耗部品を搬送するために、１つのリングキャリア１１０４または複数のリングキャリア１１０４が使用されてよい。例えば、新しい消耗部品と使用済みの消耗部品とを別々に搬送するために、専用のリングキャリア１１０４が使用されてよい。リングキャリア１１０４は、リングポッド１０００内に画定されたキャリア支持機構で受けられる。
図１９Ａは、本発明の一実施形態における、リングポッド１０００内に画定された、リングキャリア１１０４を受けるための代表的なキャリア支持機構を示している。リングポッド１０００は、この実施形態では、新しい消耗部品および使用済みの消耗部品の両方を搬送するために使用される１つのリングキャリア１１０４を収めている。キャリア支持機構は、例えばベース板１１３４上に画定された面上に分布される複数のキャリア支持部を含む。各キャリア支持部は、支持を提供してリングキャリア１１０４をベース板１１３４からオフセットさせるためのベース支持構造１１３７と、該ベース支持構造１１３７の上に配置されたトップハット１１３８とを含む。一部の実施形態では、トップハット１１３８は、ワッシャユニットであってよい。ベース支持構造１１３７およびトップハット１１３８は、リングポッド１０００に入れられたときのリングキャリア１１０４のための支持を提供するように設計される。さらに、トップハット１１３８の設計は、リングキャリア１１０４がベース支持構造上のその定位置から飛び出すのを防ぐ。
キャリア支持部は、リングキャリア１１０４の形状にしたがって面内に位置決めされる。例えば、リングキャリア１１０４が三角形であるときは、キャリア支持部は、リングキャリア１１０４の三角形の輪郭に沿うように位置決めされる。一部の実施形態では、キャリア支持部は、カーボン充填ＰＥＥＫ材料で作成される。その他の実施形態では、キャリア支持部は、リングキャリア１１０４に対して支持を提供しつつ腐食およびその他の摩耗を防ぐように選択されたその他の材料で作成されてよい。或いは、キャリア支持部は、金属で作成されて、エポキシ樹脂やＴｅｆｌｏｎなどの耐腐食性材料をコーティングされてよい。
図１９Ｂは、複数のリングキャリア１１０４を受けられる、リングポッド１０００内に画定されたキャリア支持機構の一代替例を示している。この実施形態では、リングポッド１０００は、ベース板１１３４とトップ板１１３２との間に画定されてベース板１１３４に実質的に平行であるように方向付けられた仕切り板１２０２を含む。図１９Ｂに示された実施形態では、リングキャリア１１０４を受けるために、ベース板１１３４上および仕切り板１２０２上の両方に、複数のキャリア支持部が配置される。仕切り板１２０２は、リングポッド１０００内の、（図１１を参照にして説明された）清浄な（または新しい）消耗部品セクション１２０６と、（図１１を参照にして説明された）汚れた消耗部品セクション１２０８とを仕切るように画定されてよい。清浄な消耗部品セクション１２０６は、清浄なまたは新しい消耗部品２０８を受け入れるための専用スロットを含み、汚れた消耗部品セクション１２０８は、汚れたまたは使用済みの消耗部品２０８を受け入れるための専用スロットを含む。ベース板１１３４および仕切り板１２０２にキャリア支持部を提供することに加えて、一部の実施形態では、トップ板１１３２の下側表面にもさらなるキャリア支持部が提供されてよい。さらなるキャリア支持部は、図１９Ａおよび図１９Ｂを参照にして説明されたキャリア支持機構と構造的に類似していてよい、または異なる構造を有していてよい。トップ板１１３２の下側表面にさらなるキャリア支持部が提供される一部の実施形態では、リングキャリア１１０４は、トップ板１１３２のキャリア支持部によって受けられて支持されてよい。
一部の実施形態では、リングポッド１０００内で消耗部品が受けられたときの、キャリア支持部によるいかなる妨害も回避するために、ベース板１１３４上および／または仕切り板１２０２上に提供されるキャリア支持部の高さは、消耗部品２０８を受けるための支持フィンガ１１３０が支柱１１２９ａ〜１１２９ｄの長さに沿ってどの高さに画定されてよいかを決定するだろう。例えば、支持フィンガ１１３０は、消耗部品がボトムフィンガ支持部で受けられたときに、ベース板１１３４上に画定されたキャリア支持部が消耗部品を妨害することがないように、それらのキャリア支持部の高さよりも高いところから始まって、支柱１１２９上に画定されてよい。同様に、トップ板１１３２の底面上に画定されるキャリア支持部の高さは、支持フィンガ１１３０が支柱１１２９ａ〜１１２９ｄの長さに沿ってどの高さまで画定されるかを決定するだろう。
図２０は、本発明の一実施形態における、消耗部品を収納および搬送するために使用されるリングポッド１０００のベース板１１３４の底面図を示している。ベース板１１３４の底面は、手動による搭載に使用される、または自動化マテリアルハンドリングシステム（ＡＭＨＳ）、天井走行台車（ＯＨＴ）システム等の標準に適合した、またはロードポートモジュール１１５５内のロードポートへのリングポッド１０００の自動位置合わせのための、様々なインターフェースを含む。ベース板１１３４の底面に提供されたインターフェースは、正面開口式一体型ポッド（ＦＯＵＰ）などの、ウエハキャリア１１５上に見られるインターフェースと同様である。例えば、リングポッド１０００を人力台車（ＰＧＶ）などのマテリアルハンドリング車両に手動で搭載するために、１対のコンベヤレール１１３３が、リングポッド１０００のハンドル１１２２と併せて使用されてよい。同様に、シェル構造１１２７の上面上に、例えばＯＨＴハンドリングのためのフランジ１１２１が配置され、ベース板１１３４の底面上に配置されたシャトル締め具特徴１１４２と、運動学的スロット１１２４上に配置されたキャリア感知パッド１１４３とが、ＡＭＨＳやＯＨＴ等によるリングポッド１０００の自動ハンドリング中に併せて使用されてよい。ＡＭＨＳやＯＨＴ等によるリングポッド１０００の自動ハンドリング中は、１つ以上のキャリア感知パッド１１４３が使用されてもよい。
運動学的スロット１１２４は、リングポッド１０００を、ロードポートモジュール１１５５のロードポート上に画定された対応する運動学的ピンと位置合わせするために使用される位置合わせ機構の一部であってよい。運動学的ピン１１２４は、大地への散逸経路を提供して静電放電レベルを低く維持するために使用されてもよい。リングポッド１０００の内部を通気するために、通気アセンブリ１１２６が使用される。交換ステーション内に画定されたロードポートへのリングポッド１０００の位置合わせを含む様々な条件を追跡するために、１つ以上の情報パッド１１４０が使用されてよい。動作時にリングポッド１０００の１つ以上のインターフェース要素を遮断するまたは解除するために、１つ以上のロックアウトオプション１１４１が提供される。リングポッド１０００の底部に提供されるインターフェースは、ハンドリングＦＯＵＰ用に定められたがリングポッド１０００にも拡張されたマテリアルハンドリング標準に適合する標準インターフェースである。
リングポッド１０００の各種のコンポーネントは、金属で作成されてよい。例えば、支持フィンガ１１３０、支柱１１２９（即ち、１１２９ａ、１１２９ｂ）、ベース板１１３４等は、アルミキャストなどの金属で作成されてよい。消耗部品が損傷されないことを保証するために、支持パッド１１３１から支持フィンガ１１３０の金属部分を経て、支柱１１２９ａ〜１１２９ｄのうちの対応する支柱に、そしてベース板１１３４に至り、ベース板１１３４の下側に画定された運動学的スロット１１２４にそしてロードポート上の運動学的ピンに至る、散逸接地経路が画定される。ロードポート上の運動学的ピンは、接地されるので、消耗部品に接触する表面もまた、接地される。
総じて、支柱１１２９、ベース板１１３４、支持フィンガ１１３０等は、リングポッド１０００の重量を制限するために、全て、アルミニウムまたはその他の軽量金属／材料で作成される。リングポッド１０００設計内の各種のコンポーネントに使用される材料は、ＯＨＴやＡＭＨＳ等のための標準群によって定められた重量制限によって決まる。したがって、リングポッド１０００のコンポーネントは、ものによって、アルミキャストで作成されたり、またはエポキシ樹脂やテフロン（登録商標）等などの耐腐食性材料でコーティングされたり、または射出成型されたり、またはプラスチックで作成されたりしてよい。
リングポッド１０００は、様々なタイプの消耗部品を収納および搬送するために使用されてよい。リングポッド１０００の具体的中身を決定するために、リングポッド１０００は、内包されている中身を決定するために使用される識別子を含んでいてよい。一部の実施形態では、識別子をスキャンしてリングポッド１０００の中身を識別するために、専用の識別ステーションが使用されてよい。識別ステーションは、リングポッド識別子をスキャンしてそれを中身と関連付けるためのセンサと伴う例えばロボットを含んでいてよい。
図２１Ａおよび図２１Ｂは、本発明の一部の実施形態における、リングポッド１０００の背面側を示した図であり、該背面側には、リングポッド１０００の中身を識別するために、リングポッド識別子が配置されてよい。背面側における識別子の場所は、一例として提供されたに過ぎず、その他の側面または場所が、リングポッド識別子を置くために使用されてもよい。一部の実施形態では、リングポッド識別子は、図２１Ａに示されるように、バーコード取り付け板１１４４上に提示されたバーコードの形態をとってよい。代替の実施形態では、リングポッド識別子は、図２１Ｂに示されるように、無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグ板１１４５上に提供されたＲＦＩＤタグの形態をとってよい。その他の実施形態では、リングポッド識別子は、リングポッド１０００の背面側またはその他の任意の面側に配置されたリングポッド識別子板上にエッチングされたシリアル番号の形態をとってよい。識別ステーションなどのホストが、リングポッド１０００の内部にあるものとリングポッド識別子とを関連付けて、リングポッド１０００およびリングポッド１０００内に収納されている消耗部品の在庫を管理することができる。例えば、リングポッドがロードポートモジュール１１５５に結合されるときは、リングポッド識別子を読み取って、リングポッド１０００内に収納されている消耗部品のタイプを識別するために、ロードポート上のセンサが使用されてよい。リングポッド１０００に収納されている消耗部品のタイプおよび数を決定するためには、リングポッド１０００の中身がスキャンされる必要があり、スキャンからの情報は、ホストによって維持および管理される。スキャンは、例えば、リングポッド１０００のドア１１２３が開かれたときになされる。
一部の実施形態では、リングポッド１０００を上下にスキャンして、リングポッド１０００の各種の支持フィンガ１１３０内で受けられた消耗部品の場所をマッピングするために、アライナおよびセンサ（例えば、カメラ）を備えたエンドエフェクタを伴うロボットが、リングポッド１０００のドア１１２３が開かれたときに使用されてよい。このマッピング情報は、一部の実施形態では、様々なリングポッド１０００内の各種の消耗部品を追跡するために、ツールソフトウェアによって使用されてよい。一部の実施形態では、このマッピング情報は、各種のリングポッド１０００の在庫をツールソフトウェアが把握することができるように、リングポッド識別子を伴うデータベースに格納されて、リングポッド１０００が使用されるたびに随時アップデートされてもよい。アップデートされたマッピング情報は、ホストによって、リングポッド１０００の内部にあるものと関連付けるために使用される。ロードポート上のセンサがリングポッド１０００の識別子をスキャンするときに、リングポッド１０００の識別子は、リングポッド１０００に内包されている消耗部品のタイプおよび数を識別するマッピング情報を得るために使用される。
各種の実施形態は、損傷されたまたは古い消耗部品を交換するために新しい消耗部品２０８をプロセスモジュール１１２に提供するために使用されるリングポッド１０００の構造を説明している。リングポッド１０００は、ロードポートモジュール１１５５のロードポートに結合され、ロードポートモジュール１１５５は、プロセスモジュール（１１２〜１２０のうちの任意の１つ）または真空移送モジュール（ＶＴＭ）１０４または大気圧移送モジュール（ＡＴＭ）１０２に直接結合される。消耗部品は、リングポッド１０００内のロボットを使用して、またはＶＴＭ１０４内および／もしくはＡＴＭ１０２内のロボットを使用して、プロセスモジュールへ移動される。
本明細書で説明される様々な実施形態は、クラスタツールアセンブリを大気条件に曝す必要なく迅速にかつ効率的に消耗部品が交換されることを可能にする。その結果、消耗部品を交換するための時間はもちろん、消耗部品の交換時にチャンバが汚染されるリスクが大幅に低減され、それによって、クラスタツールアセンブリをより迅速にオンラインにもってくることが可能になる。さらに、プロセスモジュール、消耗部品、およびプロセスモジュール内のその他のハードウェアコンポーネントが予期せず損傷されるリスクが大幅に抑えられる。
実施形態に関する以上の説明は、例示および説明を目的として提供されたものであり、包括的であることまたは発明を制限することを意図していない。特定の実施形態の個々の要素または特徴は、総じて、その特定の実施形態に制限されず、たとえ具体的に図示または説明されていなくても、該当するところでは、代替可能であり、選択された実施形態に使用可能である。同じことは、また、様々に可変であってもよい。このようなヴァリエーションは、発明からの逸脱とは見なされず、このような変更形態も、全て、発明の範囲内に含まれると意図される。
以上の実施形態は、理解を明瞭にする目的で幾らか詳細に説明されてきたが、添付の特許請求の範囲内で、特定の変更および修正が可能であることが明らかである。したがって、これらの実施形態は、例示的であって限定的ではないと見なされ、本明細書で与えられる詳細に限定されず、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内で変更されてよい。
図１０Ｄは、一実施形態における、ウエハおよび消耗部品の両方を支持するために使用される、ロードロックチャンバ１１０内のこのようなフィンガアセンブリ９０２の１つの拡大図を示している。ボトム支持フィンガ９０２ｂの上面上に、凹み９０８が画定される。１つ以上の消耗接触パッド９０６が、消耗部品２０８を受けるために凹み９０８内に配置され、１つ以上の基板接触パッド９０４が、ウエハを受けるために支持フィンガ９０２ａ、９０２ｂの先端の近くに配置される。ボトム支持フィンガ９０２ｂ上には、一実施形態では、消耗部品を受けるための消耗接触パッド９０６が、支持機構の中心から少なくとも消耗部品２０８の半径に等しい距離に配置され、ウエハを受けるための基板接触パッド９０４が、支持機構の中心から少なくともウエハの半径に等しい距離に配置される。複数のフィンガアセンブリ９０２の凹み９０８内に配置された消耗接触パッド９０６は、消耗部品２０８を受けるためのリング受け面９１３ｂを画定し、フィンガアセンブリ９０２上に配置された基板接触パッド９０４は、ウエハを受けるためのウエハ受け面９１３ａを画定する。凹み９０８は、リング受け面９１３ｂがウエハ受け面９１３ａとは異なる高さに配置されることを可能にし、ウエハのための接触支持表面を消耗部品のための接触支持表面から隔離している。接触支持表面のこの隔離は、消耗部品を受けるために使用される接触支持表面のいずれの部分にもウエハが接触しないようにすることによって、ウエハの表面を汚染から保護するように設計される。一実施形態では、リング受け面９１３ｂは、ウエハ受け面９１３ａの高さ（ｈ2）よりも低い高さ（ｈ1）にある（即ち、高さｈ1＜ｈ2である）。一実施形態では、ｈ1とｈ2との間の差は、少なくとも消耗部品２０８の高さよりも大きい。別の一実施形態では、ウエハ受け表面を消耗部品受け表面から隔離しつつ、ウエハが低い方の高さで受けられるとともに消耗部品が高い方の高さで受けられるように、ｈ1＞ｈ2である。
以上の実施形態は、理解を明瞭にする目的で幾らか詳細に説明されてきたが、添付の特許請求の範囲内で、特定の変更および修正が可能であることが明らかである。したがって、これらの実施形態は、例示的であって限定的ではないと見なされ、本明細書で与えられる詳細に限定されず、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内で変更されてよい。
本発明は、たとえば、以下のような態様で実現することもできる。
適用例１：
プロセスモジュールの消耗部品を交換するためのポッドであって、
正面側と、背面側と、前記正面側と前記背面側との間に伸びる２枚の側面側と、で画定された外周を有するベース板と、
前記ベース板に垂直方向に相対するように方向付けられ、前記ベース板に実質的に平行であるトップ板と、
第１の対の支柱であり、前記第１の対の支柱の各支柱は、前記２枚の側面側のそれぞれに沿うように方向付けられて、前記ベース板の前記正面側に近接して配置され、前記第１の対の支柱の各支柱は、前記トップ板と前記ベース板との間に伸びており、前記第１の対の支柱の各支柱は、前記第１の対の支柱のそれぞれの支柱に沿って縦方向に配されて前記外周に対して内側を向く複数の支持フィンガを含む、第１の対の支柱と、
第２の対の支柱であり、前記第２の対の支柱の各支柱は、前記２枚の側面側のそれぞれに沿うように方向付けられて、前記ベース板の前記背面側に近接して配置され、前記第２の対の支柱の各支柱は、前記トップ板と前記ベース板との間に伸びており、前記第２の対の支柱の各支柱は、前記第２の対の支柱のそれぞれの支柱に沿って縦方向に配されて前記外周に対して内側を向く複数の支持フィンガを含む、第２の対の支柱と、
前記第２の対の支柱の第１の支柱に近接して配置される第１の緊急停止柱と、
前記第２の対の支柱の第２の支柱に近接して配置される第２の緊急停止柱であり、前記第１の緊急停止柱および前記第２の緊急停止柱は、それぞれ、前記第１の緊急停止柱および前記第２の緊急停止柱の端面が前記外周に対して内側を向く形で前記第２の対の支柱の長さにわたって伸びている、第２の緊急停止柱と、
前記ベース板に装着されて前記第１の対の支柱、前記第２の対の支柱、前記トップ板、前記第１の緊急停止柱、および前記第２の緊急停止柱を取り囲むように構成される、前記ポッドのシェル構造であり、前記ベース板の前記正面側に沿って配置された正面開口を有するシェル構造と、
前記シェル構造の前記正面開口および前記ベース板の前記正面側と嵌り合うように構成されるドアであり、前記ポッド内に配置されたときの前記消耗部品が前記第１の対の支柱および前記第２の対の支柱の支持フィンガ上に載るように、前記ドアの内表面に配置されて前記ベース板と前記トップ板との間に伸びるように構成された保持アセンブリを伴って構成され、前記保持アセンブリは、前記ドアが閉じられたときに前記消耗部品を前記第１の緊急停止柱および前記第２の緊急停止柱に対して固定する、ドアと、
を備えるポッド。
適用例２：
適用例１のポッドであって、
前記複数の支持フィンガは、それぞれ、上面上に画定された支持パッドを含み、前記支持パッドは、前記複数の支持フィンガのそれぞれのフィンガ上で受けられたときの消耗部品のための別個の接触表面を提供する、ポッド。
適用例３：
適用例２のポッドであって、
前記複数の支持フィンガは、それぞれ、前記上面上に画定された溝を含み、前記支持パッドは、前記溝内に形成されて前記上面の上方に伸びる、ポッド。
適用例４：
適用例２のポッドであって、
前記支持パッドは、カーボン充填ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）材料で作成され、前記複数の支持フィンガは、アルミニウムで作成される、ポッド。
適用例５：
適用例１のポッドであって、
前記複数の支持フィンガは、カーボン充填ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）材料で作成される、ポッド。
適用例６：
適用例１のポッドであって、
前記第１の緊急停止柱および前記第２の緊急停止柱は、カーボン充填ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）材料で作成され、前記第１の対の支柱および前記第２の対の支柱は、アルミニウムで作成される、ポッド。
適用例７：
適用例１のポッドであって、
前記トップ板は、前記シェル構造の上面の下側に取り付けられ、前記トップ板は、前記第１の対の支柱および前記第２の対の支柱に対して支持を提供する、ポッド。
適用例８：
適用例１のポッドであって、
前記保持アセンブリは、前記ドアが閉じられたときに前記消耗部品を固定するために作動されるバネ機構を含む、ポッド。
適用例９：
適用例１のポッドであって、
前記保持アセンブリは、複数のフィンガを含み、前記保持アセンブリ内の前記複数のフィンガは、それぞれ、前記ポッド内に配置されたときの前記消耗部品のための支持を提供するように構成され、前記複数のフィンガは、カーボン充填ポリエーテルエーテルケトン材料で作成される、ポッド。
適用例１０：
適用例１のポッドであって、さらに、
前記ポッドの背面側の一部分の長さに沿って画定され、前記ポッドの内部の視野を提供する窓を備えるポッド。
適用例１１：
適用例１のポッドであって、さらに、
１対のハンドルを備え、前記対をなす各ハンドルは、前記ポッドの側面側に画定され、同じ側面側に配置された前記第１の対の支柱からの一つの支柱および前記第２の対の支柱からの一つの支柱に前記シェル構造を通して装着される、ポッド。
適用例１２：
適用例１のポッドであって、さらに、
前記ポッドの内部に画定された受け面上に配された複数のキャリア支持部を備え、前記複数のキャリア支持部は、それぞれ、ベース支持構造と、前記ベース支持構造の上に配置されたトップハットとを含み、前記ベース支持構造、前記トップハット、および前記ドア上の保持アセンブリは、前記ポッド内に収容されたときのリングキャリアを載せるための支持表面を提供する、ポッド。
適用例１３：
適用例１２のポッドであって、
前記複数のキャリア支持部を伴う前記受け面は、前記ベース板上に画定される、ポッド。
適用例１４：
適用例１２のポッドであって、
前記複数のキャリア支持部を伴う前記受け面は、前記トップ板と前記ベース板との間に配置された仕切り板上に画定され、前記仕切り板は、使用済みの消耗部品と新しい消耗部品とを別々に収納するために別個の領域を画定する、ポッド。
適用例１５：
適用例１２のポッドであって、
前記複数のキャリア支持部を伴う前記受け面は、前記ポッド内の前記トップ板の下側表面に画定される、ポッド。
適用例１６：
適用例１のポッドであって、
前記第１の対の支柱、前記第２の対の支柱、前記ベース板、および前記トップ板の一部は、アルミニウムで作成され、前記第１の対の支柱、前記第２の対の支柱、前記ベース板、および前記トップ板のうち、前記ポッド内で周囲環境に曝される部分は、耐腐食性のコーティングで処理される、ポッド。
適用例１７：
適用例１のポッドであって、
前記ポッドは、正面開口式リングポッド（リングポッド）であり、前記消耗部品は、前記プロセスモジュール内で使用されることになるエッジリングである、ポッド。
適用例１８：
プロセスモジュールに供給されるまたはプロセスモジュールから戻される消耗部品を保持するためのポッドであり、前記プロセスモジュールは、半導体基板を処理するように構成され、前記半導体基板の処理は、前記消耗部品に摩耗を引き起こし、前記ポッドは、
正面側と、背面側と、互いに相対するように方向付けられている第１の側面側および第２の側面側と、によって画定されるベース板と、
前記正面側に近接して前記第１の側面側上に配置される第１の支柱と、
前記正面側に近接して前記第２の側面側上に配置される第２の支柱と、
前記背面側に近接して前記第１の側面側上に配置される第３の支柱と、
前記背面側に近接して前記第２の側面側上に配置される第４の支柱と、
前記ベース板の上方に配置され、前記第１の支柱、前記第２の支柱、前記第３の支柱、および前記第４の支柱の各支柱に接続されるトップ板であり、前記第１の支柱、前記第２の支柱、前記第３の支柱、および前記第４の支柱の各支柱は、前記ベース板と前記トップ板との間に配されて前記ポッドの内側領域の方を向くように方向付けられた支持フィンガを含む、トップ板と、
前記第３の支柱に平行に配置される第１の緊急停止柱、および前記第４の支柱に平行に配置される第２の緊急停止柱であって、前記ポッドの前記内側領域の方を向くように方向付けられて前記ベース板と前記トップ板との間に伸びる第１および第２の緊急停止柱と、
前記第１の支柱、前記第２の支柱、前記第３の支柱、前記第４の支柱、前記トップ板、前記第１の緊急停止柱、および前記第２の緊急停止柱を取り囲んで前記ベース板に接続されるように構成されるシェル構造であり、前記ベース板の前記正面側に近接して配置された正面開口を有するシェル構造と、
前記シェル構造の前記正面開口と嵌まり合うためのドアであり、前記支持フィンガのうちの選択された支持フィンガの上に配置されたときの消耗部品を前記ポッド内で固定するための保持アセンブリを有し、前記保持アセンブリは、前記ドアの内表面に配置され、前記ベース板と前記トップ板との間に伸びる、ドアと、
を備えるポッド。
適用例１９：
適用例１８のポッドであって、
前記第１の緊急停止柱は、前記第３の支柱から隔てられて配され、前記第２の緊急停止柱は、前記第４の支柱から相隔てられて配されている、ポッド。
適用例２０：
適用例１８のポッドであって、
前記第１の緊急停止柱は、前記第３の支柱に装着され、前記第２の緊急停止柱は、前記第４の支柱に装着される、ポッド。
適用例２１：
適用例１８のポッドであって、
前記第１の支柱、前記第２の支柱、前記第３の支柱、および前記第４の支柱の各支柱における前記支持フィンガは、それぞれ、上面上に画定された溝を含み、前記上面上には、前記溝を満たして前記上面の上方に伸び、前記ポッド内に配置されたときの前記消耗部品を受けるための別個の支持表面を形成するように、支持パッドが形成される、ポッド。
適用例２２：
適用例１８のポッドであって、
前記第１の支柱、前記第２の支柱、前記第３の支柱、および前記第４の支柱の各支柱における前記支持フィンガは、それぞれ、上面上に配置された支持パッドを含み、前記支持パッドは、前記支持フィンガのうちの選択された支持フィンガの上に配置されたときの前記消耗部品のための別個の支持表面を前記ポッド内で提供する、ポッド。
適用例２３：
適用例１８のポッドであって、さらに、
前記ポッドの背面側の一部分の長さに沿って画定され、前記ポッドの内部の視野を提供する窓を備えるポッド。
適用例２４：
適用例１８のポッドであって、さらに、
前記ポッドの第１の側面側に配置され、前記第１の支柱および前記第３の支柱に前記シェル構造を通して装着される第１のハンドルと、前記ポッドの第２の側面側に配置され、前記第２の支柱および前記第４の支柱に前記シェル構造を通して装着される第２のハンドルとを備えるポッド。
適用例２５：
適用例１８のポッドであって、さらに、
前記ポッドの内部に画定された受け面上に配された複数のキャリア支持部を備え、前記複数のキャリア支持部は、それぞれ、ベース支持構造と、前記ベース支持構造の上に配置されたトップハットとを含み、前記ベース支持構造、前記トップハット、および前記ドア上の前記保持アセンブリは、前記ポッド内に収容されたときのリングキャリアを載せるための支持表面を提供する、ポッド。
適用例２６：
適用例２５のポッドであって、
前記複数のキャリア支持部を伴う前記受け面は、前記ベース板上に画定される、ポッド。
適用例２７：
適用例２５のポッドであって、
前記複数のキャリア支持部を伴う前記受け面は、前記トップ板と前記ベース板との間に配置された仕切り板上に配置され、前記仕切り板は、使用済みの消耗部品と新しい消耗部品とを別々に収納するために別個の領域を画定する、ポッド。
適用例２８：
適用例１８のポッドであって、
前記保持アセンブリは、縦方向に配されて前記ポッドの内側領域の方を向くように方向付けられたフィンガを含み、前記フィンガは、前記ポッド内に配置されたときの前記消耗部品のための支持を提供する、ポッド。
適用例２９：
適用例１８のポッドであって、
前記トップ板は、前記シェル構造の上面の下側に装着される、ポッド。

Claims (29)

  1. プロセスモジュールの消耗部品を交換するためのポッドであって、
    正面側と、背面側と、前記正面側と前記背面側との間に伸びる２枚の側面側と、で画定された外周を有するベース板と、
    前記ベース板に垂直方向に相対するように方向付けられ、前記ベース板に実質的に平行であるトップ板と、
    第１の対の支柱であり、前記第１の対の支柱の各支柱は、前記２枚の側面側のそれぞれに沿うように方向付けられて、前記ベース板の前記正面側に近接して配置され、前記第１の対の支柱の各支柱は、前記トップ板と前記ベース板との間に伸びており、前記第１の対の支柱の各支柱は、前記第１の対の支柱のそれぞれの支柱に沿って縦方向に配されて前記外周に対して内側を向く複数の支持フィンガを含む、第１の対の支柱と、
    第２の対の支柱であり、前記第２の対の支柱の各支柱は、前記２枚の側面側のそれぞれに沿うように方向付けられて、前記ベース板の前記背面側に近接して配置され、前記第２の対の支柱の各支柱は、前記トップ板と前記ベース板との間に伸びており、前記第２の対の支柱の各支柱は、前記第２の対の支柱のそれぞれの支柱に沿って縦方向に配されて前記外周に対して内側を向く複数の支持フィンガを含む、第２の対の支柱と、
    前記第２の対の支柱の第１の支柱に近接して配置される第１の緊急停止柱と、
    前記第２の対の支柱の第２の支柱に近接して配置される第２の緊急停止柱であり、前記第１の緊急停止柱および前記第２の緊急停止柱は、それぞれ、前記第１の緊急停止柱および前記第２の緊急停止柱の端面が前記外周に対して内側を向く形で前記第２の対の支柱の長さにわたって伸びている、第２の緊急停止柱と、
    前記ベース板に装着されて前記第１の対の支柱、前記第２の対の支柱、前記トップ板、前記第１の緊急停止柱、および前記第２の緊急停止柱を取り囲むように構成される、前記ポッドのシェル構造であり、前記ベース板の前記正面側に沿って配置された正面開口を有するシェル構造と、
    前記シェル構造の前記正面開口および前記ベース板の前記正面側と嵌り合うように構成されるドアであり、前記ポッド内に配置されたときの前記消耗部品が前記第１の対の支柱および前記第２の対の支柱の支持フィンガ上に載るように、前記ドアの内表面に配置されて前記ベース板と前記トップ板との間に伸びるように構成された保持アセンブリを伴って構成され、前記保持アセンブリは、前記ドアが閉じられたときに前記消耗部品を前記第１の緊急停止柱および前記第２の緊急停止柱に対して固定する、ドアと、
    を備えるポッド。
  2. 請求項１に記載のポッドであって、
    前記複数の支持フィンガは、それぞれ、上面上に画定された支持パッドを含み、前記支持パッドは、前記複数の支持フィンガのそれぞれのフィンガ上で受けられたときの消耗部品のための別個の接触表面を提供する、ポッド。
  3. 請求項２に記載のポッドであって、
    前記複数の支持フィンガは、それぞれ、前記上面上に画定された溝を含み、前記支持パッドは、前記溝内に形成されて前記上面の上方に伸びる、ポッド。
  4. 請求項２に記載のポッドであって、
    前記支持パッドは、カーボン充填ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）材料で作成され、前記複数の支持フィンガは、アルミニウムで作成される、ポッド。
  5. 請求項１に記載のポッドであって、
    前記複数の支持フィンガは、カーボン充填ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）材料で作成される、ポッド。
  6. 請求項１に記載のポッドであって、
    前記第１の緊急停止柱および前記第２の緊急停止柱は、カーボン充填ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）材料で作成され、前記第１の対の支柱および前記第２の対の支柱は、アルミニウムで作成される、ポッド。
  7. 請求項１に記載のポッドであって、
    前記トップ板は、前記シェル構造の上面の下側に取り付けられ、前記トップ板は、前記第１の対の支柱および前記第２の対の支柱に対して支持を提供する、ポッド。
  8. 請求項１に記載のポッドであって、
    前記保持アセンブリは、前記ドアが閉じられたときに前記消耗部品を固定するために作動されるバネ機構を含む、ポッド。
  9. 請求項１に記載のポッドであって、
    前記保持アセンブリは、複数のフィンガを含み、前記保持アセンブリ内の前記複数のフィンガは、それぞれ、前記ポッド内に配置されたときの前記消耗部品のための支持を提供するように構成され、前記複数のフィンガは、カーボン充填ポリエーテルエーテルケトン材料で作成される、ポッド。
  10. 請求項１に記載のポッドであって、さらに、
    前記ポッドの背面側の一部分の長さに沿って画定され、前記ポッドの内部の視野を提供する窓を備えるポッド。
  11. 請求項１に記載のポッドであって、さらに、
    １対のハンドルを備え、前記対をなす各ハンドルは、前記ポッドの側面側に画定され、同じ側面側に配置された前記第１の対の支柱からの一つの支柱および前記第２の対の支柱からの一つの支柱に前記シェル構造を通して装着される、ポッド。
  12. 請求項１に記載のポッドであって、さらに、
    前記ポッドの内部に画定された受け面上に配された複数のキャリア支持部を備え、前記複数のキャリア支持部は、それぞれ、ベース支持構造と、前記ベース支持構造の上に配置されたトップハットとを含み、前記ベース支持構造、前記トップハット、および前記ドア上の保持アセンブリは、前記ポッド内に収容されたときのリングキャリアを載せるための支持表面を提供する、ポッド。
  13. 請求項１２に記載のポッドであって、
    前記複数のキャリア支持部を伴う前記受け面は、前記ベース板上に画定される、ポッド。
  14. 請求項１２に記載のポッドであって、
    前記複数のキャリア支持部を伴う前記受け面は、前記トップ板と前記ベース板との間に配置された仕切り板上に画定され、前記仕切り板は、使用済みの消耗部品と新しい消耗部品とを別々に収納するために別個の領域を画定する、ポッド。
  15. 請求項１２に記載のポッドであって、
    前記複数のキャリア支持部を伴う前記受け面は、前記ポッド内の前記トップ板の下側表面に画定される、ポッド。
  16. 請求項１に記載のポッドであって、
    前記第１の対の支柱、前記第２の対の支柱、前記ベース板、および前記トップ板の一部は、アルミニウムで作成され、前記第１の対の支柱、前記第２の対の支柱、前記ベース板、および前記トップ板のうち、前記ポッド内で周囲環境に曝される部分は、耐腐食性のコーティングで処理される、ポッド。
  17. 請求項１に記載のポッドであって、
    前記ポッドは、正面開口式リングポッド（リングポッド）であり、前記消耗部品は、前記プロセスモジュール内で使用されることになるエッジリングである、ポッド。
  18. プロセスモジュールに供給されるまたはプロセスモジュールから戻される消耗部品を保持するためのポッドであり、前記プロセスモジュールは、半導体基板を処理するように構成され、前記半導体基板の処理は、前記消耗部品に摩耗を引き起こし、前記ポッドは、
    正面側と、背面側と、互いに相対するように方向付けられている第１の側面側および第２の側面側と、によって画定されるベース板と、
    前記正面側に近接して前記第１の側面側上に配置される第１の支柱と、
    前記正面側に近接して前記第２の側面側上に配置される第２の支柱と、
    前記背面側に近接して前記第１の側面側上に配置される第３の支柱と、
    前記背面側に近接して前記第２の側面側上に配置される第４の支柱と、
    前記ベース板の上方に配置され、前記第１の支柱、前記第２の支柱、前記第３の支柱、および前記第４の支柱の各支柱に接続されるトップ板であり、前記第１の支柱、前記第２の支柱、前記第３の支柱、および前記第４の支柱の各支柱は、前記ベース板と前記トップ板との間に配されて前記ポッドの内側領域の方を向くように方向付けられた支持フィンガを含む、トップ板と、
    前記第３の支柱に平行に配置される第１の緊急停止柱、および前記第４の支柱に平行に配置される第２の緊急停止柱であって、前記ポッドの前記内側領域の方を向くように方向付けられて前記ベース板と前記トップ板との間に伸びる第１および第２の緊急停止柱と、
    前記第１の支柱、前記第２の支柱、前記第３の支柱、前記第４の支柱、前記トップ板、前記第１の緊急停止柱、および前記第２の緊急停止柱を取り囲んで前記ベース板に接続されるように構成されるシェル構造であり、前記ベース板の前記正面側に近接して配置された正面開口を有するシェル構造と、
    前記シェル構造の前記正面開口と嵌まり合うためのドアであり、前記支持フィンガのうちの選択された支持フィンガの上に配置されたときの消耗部品を前記ポッド内で固定するための保持アセンブリを有し、前記保持アセンブリは、前記ドアの内表面に配置され、前記ベース板と前記トップ板との間に伸びる、ドアと、
    を備えるポッド。
  19. 請求項１８に記載のポッドであって、
    前記第１の緊急停止柱は、前記第３の支柱から隔てられて配され、前記第２の緊急停止柱は、前記第４の支柱から相隔てられて配されている、ポッド。
  20. 請求項１８に記載のポッドであって、
    前記第１の緊急停止柱は、前記第３の支柱に装着され、前記第２の緊急停止柱は、前記第４の支柱に装着される、ポッド。
  21. 請求項１８に記載のポッドであって、
    前記第１の支柱、前記第２の支柱、前記第３の支柱、および前記第４の支柱の各支柱における前記支持フィンガは、それぞれ、上面上に画定された溝を含み、前記上面上には、前記溝を満たして前記上面の上方に伸び、前記ポッド内に配置されたときの前記消耗部品を受けるための別個の支持表面を形成するように、支持パッドが形成される、ポッド。
  22. 請求項１８に記載のポッドであって、
    前記第１の支柱、前記第２の支柱、前記第３の支柱、および前記第４の支柱の各支柱における前記支持フィンガは、それぞれ、上面上に配置された支持パッドを含み、前記支持パッドは、前記支持フィンガのうちの選択された支持フィンガの上に配置されたときの前記消耗部品のための別個の支持表面を前記ポッド内で提供する、ポッド。
  23. 請求項１８に記載のポッドであって、さらに、
    前記ポッドの背面側の一部分の長さに沿って画定され、前記ポッドの内部の視野を提供する窓を備えるポッド。
  24. 請求項１８に記載のポッドであって、さらに、
    前記ポッドの第１の側面側に配置され、前記第１の支柱および前記第３の支柱に前記シェル構造を通して装着される第１のハンドルと、前記ポッドの第２の側面側に配置され、前記第２の支柱および前記第４の支柱に前記シェル構造を通して装着される第２のハンドルとを備えるポッド。
  25. 請求項１８に記載のポッドであって、さらに、
    前記ポッドの内部に画定された受け面上に配された複数のキャリア支持部を備え、前記複数のキャリア支持部は、それぞれ、ベース支持構造と、前記ベース支持構造の上に配置されたトップハットとを含み、前記ベース支持構造、前記トップハット、および前記ドア上の前記保持アセンブリは、前記ポッド内に収容されたときのリングキャリアを載せるための支持表面を提供する、ポッド。
  26. 請求項２５に記載のポッドであって、
    前記複数のキャリア支持部を伴う前記受け面は、前記ベース板上に画定される、ポッド。
  27. 請求項２５に記載のポッドであって、
    前記複数のキャリア支持部を伴う前記受け面は、前記トップ板と前記ベース板との間に配置された仕切り板上に配置され、前記仕切り板は、使用済みの消耗部品と新しい消耗部品とを別々に収納するために別個の領域を画定する、ポッド。
  28. 請求項１８に記載のポッドであって、
    前記保持アセンブリは、縦方向に配されて前記ポッドの内側領域の方を向くように方向付けられたフィンガを含み、前記フィンガは、前記ポッド内に配置されたときの前記消耗部品のための支持を提供する、ポッド。
  29. 請求項１８に記載のポッドであって、
    前記トップ板は、前記シェル構造の上面の下側に装着される、ポッド。
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