JP2019057709A - 半導体プロセスモジュールのためのインサイチュ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】処理チャンバ内でのエッジリング交換のための装置及び方法を提供する。【解決手段】ファクトリインターフェイスロボット１１１は、エッジリング１１０を第１の真空ポート１０３ａ、１０３ｂのうちの１つを介して、各々の脱気チャンバ１０４ａ、１０４ｂに搬送する。搬送チャンバ１０６内に配置された搬送チャンバロボット１１２はエッジリング１１０を搬送チャンバ１０６内に移動させ、エッジリング１１０は各々のポート１０８を介して所望の処理チャンバ１０７に搬送させることができる。エッジリング１１０の搬送はキャリア上の位置にある間に行われる。【選択図】図１

Description

背景
（分野）
本開示の態様は、一般に、半導体プロセスで用いられるような処理チャンバ内でのエッジリングの交換のための装置及び方法に関する。
（関連技術の説明）
処理チャンバ（例えば、エッチングチャンバ）では、基板は静電的に定位置にクランプされている間にエッチングされる。典型的には、エッジリングと呼ばれる円形部品が基板の外径のすぐ外側に配置され、静電チャックの上面がエッチャントケミストリによりエッチングされることを防止する。エッジリングは幾つかの異なる材料から作られ、様々な形状を有することができ、両方ともエッジリングの近傍でのプロセスの均一性に影響する。処理中に、エッジリングは経時的にエッチングされ、その結果、形状の変化及び処理の均一性の変化が生じる。
エッジリングの劣化による処理の均一性の変化に対処するために、エッジリングはスケジュールに従って交換される。従来、エッジリングを交換するため、処理チャンバが開口され、作業者が内部のエッジリングにアクセスすることができる。しかし、このプロセスは時間がかかり、処理チャンバの通気のために、処理をオンラインに戻すのに最大２４時間かかることがある。
従って、エッジリングを交換するための新しい方法及び装置が必要とされている。
概要
本開示の態様は、一般に、処理チャンバ内でのエッジリング交換のための装置及び方法に関する。
一態様において、エッジリングを支持するためのキャリアは、２つの対向する湾曲したエッジを含む周縁部を有するプレートを含む。更に、キャリアは、プレート内に配置された第１の複数のリセプタクルであって、各々がリフトピンを内部に受け入れるように構成された第１の複数のリセプタクルと、プレート内に配置された第２の複数のリセプタクルであって、各々が支持構造と係合するように構成された第２の複数のリセプタクルを含む。第１の弧状支持構造は２つの対向する湾曲したエッジのうちの１つに結合され、第１の弧状支持構造はプレートの上面の平面の上方に延在する。第２の弧状支持構造は２つの対向する湾曲したエッジのうちの他方に結合され、第２の弧状支持構造プレートの上面の平面の上方に延在する。
他の態様において、ロボットブレードは、ベースと、ベースから延在する２つのフィンガを含む。ベースキャリア係合フィーチャはベースの上面に結合され、フィンガキャリア係合フィーチャは２つのフィンガの各々１つの上面に結合される。
他の態様において、エッジリングを搬送する方法は、スリットバルブドアを介してチャンバ内にロボットブレードを挿入する工程であって、ロボットブレードはその上にキャリアとエッジリングを有する工程と、キャリアとその上のエッジリングを基板支持体の上方に位置決めする工程と、基板リフトピンを駆動し、キャリアをロボットブレードから持ち上げる工程と、ロボットブレードをチャンバから引き出す工程を含む。
他の態様において、エッジリングを支持するキャリアは半円形のプレートを含む。半円形のプレートは、２つの平行なエッジと、２つの平行なエッジを連結する２つの対向する湾曲したエッジにより画定される周縁部を有する。第１の複数のリセプタクルは半円形プレート内に配置され、各々のリセプタクルは内部にリフトピンを受け入れるように構成される。第２の複数のリセプタクルは半円形プレート内に配置され、各々のリセプタクルは支持構造と係合するように構成される。第１の弧状支持構造は２つの対向する湾曲エッジの１つに結合される。第１の弧状支持構造は半円形プレートの上面の平面の上方に延在する。第２の弧状支持構造は２つの対向する湾曲エッジの１つに結合され、第２の弧状支持構造は半円形プレートの上面の平面の上方に延在する。
他の態様において、ロボットブレードは、ベースと、ベースから延在する２つのフィンガを含む。また、ロボットブレードは２つのエンドパッドを含み、２つのエンドパッドの１つは、２つのフィンガの１つの各々の遠端部に配置される。また、ロボットブレードは、ベースに結合されるベースパッドと、ベースから２つフィンガに向かって駆動するように構成されるローラを含む。
他の態様において、ロボットプレードは、その上面に形成された隆起したリッジを有するベースと、ベースから延在する２つのフィンガを含む。各々のフィンガは、その遠端部において、その上面に形成された隆起したリッジを含み、２つのフィンガの上面上に形成された隆起したリッジ、及び、ベースの上面上に形成された隆起したリッジは、共通の円の弧である。また、ロボットブレードは複数の係合ポストを含み、複数の係合ポストの１つはベースの上面に形成され、複数の係合ポストの１つは、２つのフィンガの各々の上面上に形成される。
他の態様において、エッジリングを搬送する方法は、スリットバルブドアを介してチャンバ内にロボットブレードを挿入する工程であって、ロボットブレードはその上にキャリアとエッジリングを有する工程を含む。キャリアとその上のエッジリングは基板支持体の上方で位置決めされ、基板リフトピンが駆動され、キャリアをロボットブレードから持ち上げる。ロボットブレードはチャンバから引き出され、基板リフトピンが駆動され、キャリアを基板支持体に向けて下降させる。リフトピンの第２のセットが駆動され、エッジリングをキャリアから持ち上げ、ロボットブレードがチャンバ内に挿入され、キャリアと係合する。チャンバからキャリア及びロボットブレードが除去され、エッジリングが下降し、基板支持体と接触する。
他の態様において、基板キャリアを支持するための支持構造は、第１端部と、第２端部と、ベースの第１端部に配置されたクロス部材を含む。クロス部材は、ベースと同一平面に配置され、ベースより大きな幅を有する。クロス部材はこれを貫通して形成された開口部と、クロス部材の表面から延在する少なくとも２つの支持ポストを含み、少なくとも２つの支持ポストは開口部の対向するサイドに位置する。また、支持構造は、ベースの第２端部から延在する垂直部材を含む。垂直部材は、クロス部材の少なくとも２つの支持ポストと反対の方向に延在する。垂直部材は１つの端部にボールベアリング又は接触パッドを含む。
本開示の上述した構成を詳細に理解することができるように、上で簡潔に要約した本開示のより詳細な説明を態様を参照して行う。態様の幾つかは添付図面に示される。しかしながら、添付図面は例示的な態様のみを示しており、その範囲を限定すると解釈されるべきではなく、開示は他の等しく有効な態様を含み得ることに留意すべきである。
本開示の一態様による処理システムを示す。 本開示の一態様によるキャリアの概略上面平面図である。 図２Ａのキャリアの概略底面図である。 〜 図２Ａのキャリアの概略断面図である。 上部でエッジリングを支持するキャリアの概略上面平面図である。 図３Ａの概略断面図である。 〜 本開示の一態様による、キャリアをその上に支持するロボットブレードの、各々、概略的な上面図及び底面図である。 〜 本開示の一態様による、キャリアをその上に支持するロボットブレードの概略断面図である。 本開示の一態様による、ロボットブレードの概略斜視図である。 本開示の一態様による、キャリアを支持する図５Ａのロボットブレードの概略断面図である。 〜 は、本開示の一態様による、処理チャンバ内のエッジリングの配置を概略的に示す。 本開示の一態様によるエッジリングを配置する方法のフロー図である。 脱気チャンバ内のキャリアの概略図である。 〜 本開示の態様による、支持フィンガの概略斜視図である。 本開示の一態様によるカセッを開示する。
理解を容易にするために、図面に共通の同一要素を示すために、可能な限り同一参照番号を使用している。一態様の要素及び構成は、更なる説明なしに他の態様に有益に組み込むことができると考えられる。
詳細な説明
本開示の態様は、一般に、処理チャンバにおけるエッジリング交換のための装置及び方法に関する。一態様では、エッジリングを支持するためのキャリアが開示される。他の態様では、キャリアを支持するための１つ以上のロボットブレードが開示される。他の態様では、脱気チャンバ内でキャリアを支持するための支持構造が開示される。更に他の態様では、キャリア上にエッジリングを搬送する方法が開示される。
図１は本開示の一態様による処理システム１００を示す。処理システム１００は、基板を処理システム１００に搬送するために複数の基板カセット１０２を結合することができるファクトリインターフェイス１０１を含む。また、処理システム１００は、ファクトリインターフェイス１０１を各々の脱気チャンバ１０４ａ、１０４ｂに結合する第１の真空ポート１０３ａ、１０３ｂを含む。第２の真空ポート１０５ａ、１０５ｂは、各々の脱気チャンバ１０４ａ、１０４ｂに結合され、脱気チャンバ１０４ａ、１０４ｂと搬送チャンバ１０６の間に配置され、搬送チャンバ１０６への基板の搬送を容易にする。搬送チャンバ１０６は、その周りに配置され、それに結合している複数の処理チャンバ１０７を含む。処理チャンバ１０７は、各々のポート１０８（例えば、スリットバルブ等）を介して搬送チャンバ１０６に連結される。コントローラ１０９は、処理システム１００の様々な態様を制御する。
処理チャンバ１０７は、１つ以上のエッチングチャンバ、堆積チャンバ（原子層堆積、化学気相堆積、物理気相堆積、又はそれらのプラズマ強化型を含む）、アニールチャンバ等を含むことができる。幾つかの処理チャンバ１０７（例えば、エッチングチャンバ）は内部にエッジリングを含むことがあり、これは場合によっては交換を必要とする。従来のシステムは、エッジリングを交換するためにオペレータによる処理チャンバの分解を必要とするが、処理システム１００は、オペレータによる処理チャンバ１０７の分解なしにエッジリングの交換を容易にするように構成される。
図１は処理チャンバ１０７へのエッジリングの搬送を概略的に示す。本開示の一態様によれば、エッジリング１１０は、ファクトリインターフェイス１０１に配置されたファクトリインターフェイスロボット１１１を介してカセット１０２から取り外されるか、又は、代替的に、ファクトリインターフェイス１０１に直接的にロードされる。ファクトリインターフェイスロボット１１１は、エッジリング１１０を第１の真空ポート１０３ａ、１０３ｂのうちの１つを介して、各々の脱気チャンバ１０４ａ、１０４ｂに搬送する。搬送チャンバ１０６内に配置された搬送チャンバロボット１１２は、脱ガスチャンバ１０４ａ、１０４ｂのうちの１つから第２の真空ポート１０５ａ又は１０５ｂを介してエッジリング１１０を除去する。搬送チャンバロボット１１２はエッジリング１１０を搬送チャンバ１０６内に移動させ、ここでエッジリング１１０は各々のポート１０８を介して所望の処理チャンバ１０７に搬送されることができる。図１では明確には示されていないが、エッジリング１１０の搬送は、エッジリング１１０がキャリア上の位置にある間に行われる。
図１はエッジリング搬送の一例を示すが、他の例もまた考えられる。例えば、エッジリングを手動で搬送チャンバ１０６にロードしてもよいと考えられる。エッジリング１１０は、搬送チャンバ１０６から、搬送チャンバロボット１１２により処理チャンバ１０７にロードされてもよい。追加的又は代替的に、エッジリングは、基板支持ペデスタル（ＳＳＰ）にロードされてもよい。追加のＳＳＰは、図示されたＳＳＰの反対側のファクトリインタフェイス１０１と通信するように配置されてもよい。処理されたエッジリング１１０は、本明細書に記載された任意の方法とは逆に、処理システム１００から除去することが考えられる。２つのＳＳＰ又は複数のカセット１０２を使用する場合、１つのＳＳＰ又はカセット１０２を未処理のエッジリング１１０に使用し、他方のＳＳＰ又はカセット１０２を処理したエッジリング１１０を受け取るために使用することが考えられる。
図２Ａは、本開示の一態様によるキャリア２１３の概略平面図である。図２Ｂは、図２Ａのキャリア２１３の概略底面図である。図２Ｃ〜図２Ｆは、図２Ａのキャリア２１３の概略断面図である。キャリア２１３は、２つの平行なエッジ２１４ａ、２１４ｂと、２つの平行なエッジ２１４ａ、２１４ｂを連結する２つの対向する湾曲エッジ２１５ａ、２１５ｂとによって画定される周縁部を有する半円形プレート２１６である。湾曲エッジ２１５ａ、２１５ｂは、その上に位置するエッジリングの横方向の支持を容易にし、２つの平行なエッジ２１４ａ、２１４ｂは、元々キャリア２１３を収容するように設計されていない処理チャンバにキャリアを収容することを可能にする。例えば、２つの平行なエッジ２１４ａ、２１４ｂは、キャリア２１３が処理チャンバ内に配置されている間、キャリア２１３と干渉することなく処理チャンバ内でリフトピンの駆動を容易にする。
半円形プレート２１６は、中央開口部２１７と、中央開口部２１７の周りに同心的に配置された１つ以上の半円形開口部（３つが図示）２１８ａを含む。追加の半円形開口部２１８ｂは、１つ以上の半円形開口部２１８ａの周りに同心的に配置される。半円形の開口部２１８ａ、２１８ｂはキャリア２１３の重量の減少を容易にし、半導体ウェハの重量を上回る重量を取り扱うように元々設計されていない既存の搬送装置上でキャリア２１３を使用することを可能にする。一例では、半円形プレート２１６は、炭素繊維、グラファイト、炭化ケイ素、グラファイトでコーティングされた炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化ケイ素、アルミナ等を含む１つ以上の材料から形成される。また、他の材料も考えられる。
また、半円形プレート２１６は、その中に配置された第１の複数のリセプタクル２１９を含む。リセプタクル２１９は、半円形プレート２１６を貫通して形成されたボア内に配置される金属キャップである。リセプタクル２１９は、内部にリフトピンを受け入れるように寸法決めされ、構成されており、処理チャンバ内でのキャリア２１３の駆動を容易にする。リセプタクル２１９は、各々、半円形プレート２１６の中心から同じ半径方向距離に配置される。一例では、リセプタクル２１９は、半円形開口部２１８ａの半径よりも大きい半径であって、半円形開口部２１８ｂの半径よりも小さい半径に配置される。
図２Ｃ及び図２Ｄは、リセプタクル２１９の概略断面図である。リセプタクル２１９は、円筒形状を有する本体２２０と、本体の一端のフレア状ベース２２１を含む。本体２２０は半円形プレート２１６を貫通して配置され、一方、フレア状ベース２２１は、半円形プレート２１６の下面に形成されたカウンターボアに部分的に位置決めされ、接触する。リセプタクル２１９は、本体２２０内に延在する第１凹部２２２と、フレア状ベース２２１に形成されたカウンターボア２２３を含む。凹部２２２とカウンターボア２２３とは、テーパ側壁２２４によって連結され、フィーチャ係合を容易にする。一例では、凹部２２２は、直径整列フィーチャを収容するために、長方形又は放物線形状を有する。このような例では、凹部２２２は、２つの平行なエッジ２１４ａ、２１４ｂに垂直な方向とは対照的に、２つの平行なエッジ２１４ａ、２１４ｂに平行な方向により大きな幅を有することができる。凹部２２２の放物線状又は長方形の形状は、凹部２２２内にリフトピンを収容することを容易にする。
また、半円形プレート２１６は、内部に配置された第２の複数のリセプタクル２２５（３つが図示）を含む。リセプタクル２２５は、各々、支持構造（例えば、ロボットブレード）と係合するように構成される。支持構造によるリセプタクル２２５の係合は、キャリア２１３の搬送中にキャリア２１３と支持構造体との間の相対的な移動を低減又は防止する。例えば、支持構造は、リセプタクル２２５内に受け入れられる対応する雄型プラグを含むことができる。
リセプタクル２２５は、半円形プレート２１６に形成された開口部内に配置される本体２２６を含む。また、リセプタクル２２５は、本体２２６の一端に配置されたフレア部２２７を含む。フレア部２２７は本体２２６より大きな直径を有し、半円形プレート２１６の底面に形成されたカウンターボア内に部分的に配置される。ボア２２８は本体２２６とフレア部２２７を貫通して形成され、その対向する端部にカウンタシンク２２９を含む。下端のカウンタシンク２２９は、リセプタクル２２５への雄型プラグのガイドを容易にする。
各々のリセプタクル２１９、２２５は、金属、炭化ケイ素、グラファイト、アルミナ、窒化ケイ素、酸化ケイ素、ポリエチレンテレフタレート、又はセラミック材料の１つ又は複数から形成することができる。他の材料も考えられる。一例では、リセプタクル２１９，２２５は、軟質ポリマー材料（例えば、Ｖｅｓｐｅｌ（登録商標）、Ｕｌｔｅｍ（登録商標）、アセタール、ＰＴＦＥ）、又は、セラミック材料（例えば、炭化ケイ素）から形成され、粒子発生を低減する。
また、キャリア２１３は、湾曲エッジ２１５ａにおいて半円形プレート２１６に結合された第１の弧状支持構造２３０ａと、湾曲エッジ２１５ｂにおいて半円形プレート２１６に結合された第２の弧状支持構造２３０ｂを含む。第１の弧状支持構造２３０ａ及び第２の弧状支持構造２３０ｂの各々は、半円形プレート２１６の上面に配置される。第１の弧状支持構造２３０ａ及び第２の弧状支持構造２３０ｂは、半円形プレート２１６の上面の平面の上方に延在する。一例では、第１の弧状支持構造２３０ａ及び第２の弧状支持構造２３０ｂの各々は、対応する湾曲エッジ２１５ａ、２１５ｂの長さよりも短い長さを有する。第１の弧状支持構造２３０ａ及び第２の弧状支持構造２３０ｂの各々は、炭素繊維、ポリエチレンテレフタレート又はグラファイトのような材料から形成することができる。
第１の弧状支持構造２３０ａ及び第２の弧状支持構造２３０ｂの各々は、半円形プレート２１６を貫通して形成された開口部２３２と係合する雄型延長部２３１を含む。図２Ｆは、雄型延長部２３１及び開口部２３２の断面図を示す。延長部２３１は開口部２３２と係合し、締まり嵌めによってその中に保持される。一例では、第１の弧状支持構造２３０ａ及び第２の弧状支持構造２３０ｂと同様に、開口部２３２も、リセプタクル２２５の半径方向外側に配置される。第１の弧状支持構造２３０ａ及び第２の弧状支持構造２３０ｂの各々は、湾曲エッジ２１５ａ、２１５ｂの曲率半径にほぼ等しい曲率半径を有する。
図２Ｆを再び参照すると、第１の弧状支持構造２３０ａ及び第２の弧状支持構造２３０ｂの各々は、その半径方向外側のエッジに段差面を含む。段差面は、半円形プレート２１６の上面にほぼ平行に配置された支持面２３３と、支持面２３３の半径方向内側に位置し、半円形プレートの上面にほぼ垂直に配向された垂直壁２３４を含む。エッジリング（図３に示す）は、キャリアに支持されている間、支持面２３３と垂直壁２３４に係合する。一例では。対向する第１の弧形支持構造２３０ａの垂直壁２３４と第２の弧状支持構造の垂直壁２３４との間の距離は、エッジリングの内径にほぼ等しいので、これにより、搬送プロセス中のキャリア２１３に対するエッジリングの動きを低減又は緩和する。一例では、垂直壁２３４は、雄型延長部２３１の半径方向外側に配置される。
図２Ａ〜２Ｆはキャリア２１３の一例を示しているが、他の例もまた考えられる。例えば、キャリア２１３は、半円形ではなく、完全な円形の本体を有してもよい。追加的又は代替的に、キャリアは、半円形の開口部２１８ａ、２１８ｂではなく円形の開口部を含むことができる。他の例では、半円形の開口部２１８ａ、２１８ｂを除外することができる。そのような例では、キャリア２１３は、少なくとも部分的に、炭素繊維、軽量複合材料、又は、他の高強度、低重量、真空適合性材料から形成することができる。一例では、キャリア２１３は、キャリア２１３の移動及び配置中の不均衡を緩和するために、１つ以上の軸の周りで対称である。他の例では、第１の弧状支持構造２３０ａ及び第２の弧状支持構造２３０ｂは、その下側部分から上側部分に内側にテーパする外側エッジを含み、これにより、エッジリング１１０との係合及びアライメンを容易にする。
図３Ａは、その上にエッジリング１１０を支持するキャリア２１３の概略平面図である。図３Ｂは図３Ａの概略断面図である。図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、エッジリング１１０は、第１の弧状支持構造２３０ａ及び第２の弧状支持構造２３０ｂ上に配置され、支持される。エッジリング１１０の下面は支持面２３３に接触し、一方、エッジリング１１０の半径方向内側のエッジは、第１の弧状支持構造２３０ａ及び第２の弧状支持構造２３０ｂの垂直壁２３４と接触する。図示の例では、エッジリング１１０は、第１の弧状支持構造２３０ａ及び第２の弧状支持構造２３０ｂの外径より小さな内径を有し、エッジリング１１０は、弧状支持構造２３０ａ及び第２の弧状支持構造２３０ｂの外径より大きな外径を有する。更に、エッジリング１１０の上面は、第１の弧状支持構造２３０ａ及び第２の弧状支持構造２３０ｂの上面の上に配置される。一例では、第１の弧状支持構造２３０ａ及び第２の弧状支持構造２３０ｂの一方又は両方は、フィーチャ（例えば、平坦面）を含み、静電チャック又は他の基板支持体と係合し、整列することを容易にすることができる。
図４Ａ及び図４Ｂは、各々、本開示の一態様による、キャリア２１３をその上に支持するロボットブレード４３５の概略平面図及び底面図である。図４Ｃ及び図４Ｄは、本開示の一態様による、キャリア２１３をその上に支持するロボットブレード４３５の概略断面図である。ロボットブレード４３５は、ファクトリインターフェイスロボット１１１上で用いることができる。しかしながら、他の用途もまた考えられる。
ロボットブレード４３５は、ベース４３６と、ベース４３６から延在する１つ以上のフィンガ４３７（例えば、２つのフィンガ４３７が図示）を含む。図示された例では、フィンガ４３７は手のひら状であるが、別個のフィンガ４３７を用いることもできる。ベース４３６は、ロボットの駆動アームに結合され、ロボットブレード４３５の移動を容易にすることができる。１つ以上の実施形態において、本開示によるロボットブレードは、１つ以上のキャリア係合フィーチャを含み、キャリア２１３をロボットブレードに係合し、支持することを容易にする。例えば、ロボットブレードは、ベースキャリア係合フィーチャ（例えば、ロボットブレードのベースの上面に結合されるか、その上に形成されるもの）、及び、フィンガキャリア係合フィーチャ（例えば、ロボットブレードの各々のフィンガの上面に結合されるか、その上に形成されるもの）を含むことができる。図示された例では、ロボットブレード４３５は、キャリア係合フィーチャのために各々のフィンガ４３７の遠端部に配置されたエンドパッド４３８を含む。また、ロボットブレード４３５は、ベースキャリア係合フィーチャとしてベース４３６の上面に結合された１つ以上のベースパッド４３９（例えば、２つのパッド４３９が図示）を含む。また、ローラ４４０がロボットブレード４３５に含まれ、２つのフィンガ４３７に向かってベース４３６に又はベース４３６から内側及び外側に（例えば、横方向に）駆動するように構成される。ローラ４４０は、ベース４３６に対して動く摺動部材４４１に結合される。ローラ４４０はポストの周りを回転することができ、又は、非回転部材（例えば、バンパ）であってもよい。アクチュエータ（図示せず）は、摺動部材４４１及びローラ４４０をフィンガ４３７の遠端部に向けて駆動させ、キャリア２１３の固定を容易にするように構成される。図４Ｄを参照すると、ローラ４４０は非接触位置に示されるが、キャリア２１３の外側エッジと接触するように駆動され、キャリア２１３の固定を容易にすることができる。ローラ４４０とキャリア２１３との接触位置において、エッジリング１１０の底面とローラ４４０の上面の間に間隙が存在し、これにより、ローラ４４０はエッジリング１１０と接触することなく駆動し、エッジリング１１０の損傷を減らし、パーティクルの発生を減らすことができる。
ローラ４４０は、ベース４３６に隣接して又はベース４３６に隣接して配置された２つのベースパッド４３９の間に配置される。各々のベースパッド４３９の上面４９０は、キャリア２１３の支持面である。各々のベースパッド４３９は、その基端部においてフィンガ４３７（又はそのパーム）の上面に配置された平坦な下面４４２を含む。各々のベースパッド４３９の上面４９０は、ベース４３６に隣接するステップ４４３と、ステップ４４３からフィンガ４３７の遠端部に向かって先細になるテーパ部４４４を含む。一例では、キャリア２１３は、搬送中に、上面４９０のテーパ部４４４に載置される。
更に、フィンガ４３７は、その遠端部に配置されたエンドパッド４３８を含む。エンドパッド４３８は、ベースパッド４３９と同じ又は類似の材料から形成される。エンドパッド４３８はフィンガ４３７のエッジ又はエッジ付近でキャリア２１３の支持を容易にし、キャリア２１３の搬送中、キャリア２１３をフィンガ４３７に並行に維持するようなサイズと形状である。一例では、エンドパッド４３８は、フィンガ４３７と接触する平坦な下面４４５と、キャリア２１３に接触する平坦部４４６ａを有する上面と、平面部分４４６ａの近傍のテーパ部４４６ｂを含む。一例では、ベースパッド４３９及びエンドパッド４３８の高さは、リセプタクル２２５の下面とフィンガ４３７の上面との間に空間を設けるように選択される。
一例では、ローラ４４０、各々のエンドパッド４３８、及び、各々のベースパッド４３９は、キャリア２１３の損傷を低減するためのパッド材料である。他の例では、ローラ４４０、各々のエンドパッド４３８、及び、各々のベースパッド４３９は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、又は、ポリエチレンテレフタレートから選択される。フィンガ４３７及びベース４３６は、金属又は合金（例えば、アルミニウム）、又は、セラミック材料（例えば、炭化ケイ素）から形成することができる。
図５Ａは、本開示の一態様による、ロボットブレード５４８及びロボットリスト５４９の概略図である。図５Ｂは、本開示の一態様による、キャリア２１３及びエッジリング１１０を支持する図５Ａのロボットブレード５４８の断面図である。一態様では、ロボットブレード５４８は、既存のロボットリストに結合するように構成されるか、又は、１つ以上のファスナ５５０（例えば、ボルト）によってロボットリスト５４９に結合される。次に、ロボットリスト５４９はロボットに結合して、ロボットブレード５４８の移動を容易にすることができる。一例では、ロボットブレード５４８、及び、任意で、ロボットリスト５４９は、搬送チャンバロボット１１２と共に用いることができる（図１に示される）。
ロボットブレード５４８は、ロボットリスト５４９の遠端部に隣接するベース５５１を含む。ベース５５１は、その上面に形成された隆起したリッジ５５２を有する。一例では、隆起したリッジ５５２は段差面（図示せず）を含む。段差面は、搬送動作中、キャリア２１３と係合し、キャリア２１３の支持を容易にし、これにより、キャリア２１３の追加的な支持を提供することができる。また、ロボットブレード５４８は、ベース５５１から延在する２つのフィンガ５５４を含む。各々のフィンガ５５４は、その各々の遠端部において上面に形成された隆起したリッジ５５５を有する。隆起したリッジ５５５は、各々のフィンガ５５４の上面から垂直に延在する。
フィンガ５５４の隆起したリッジ５５５及びベース５５１の隆起したリッジ５５２は、半円形又は湾曲した配置で構成されている。一例では、２つのフィンガ５５４の上面に形成された隆起したリッジ５５５及びベース５５１の上面に形成された隆起したリッジ５５２は、共通の円の弧である。このような例では、共通の円は、キャリア２１３の支持を容易にするため、キャリア２１３とほぼ同じサイズであってもよい。
隆起したリッジ５５２及び隆起したリッジ５５５により提供される支持に加えて、又は、これに代えて、ロボットブレード５４８は、複数の係合ポスト５５６（３つが図示）のような複数のキャリア係合フィーチャを含むことができる。一例では、係合ポスト５５６は、ロボットブレード５４８の上面から垂直に延在する円筒形の柱である。ベース５５１は、隆起したリッジ５５２に隣接するその上面に形成された係合ポスト５５６の１つを含み、一方、２個のフィンガ５５４の各々は、各々の上面に配置された各々の係合ポスト５５６を含む。
図５Ｂに示されるように、各々の係合ポスト５５６は、キャリア２１３の対応するリセプタクル２２５と係合するように配置される。係合ポスト５５６によるリセプタクルの係合は、キャリア２１３の搬送中、ロボットブレード５４８とキャリア２１３との間の相対的な運動を低下させる。リセプタクル２２５が係合ポスト５５６により係合されると、ロボットブレード５４８の上面は、キャリア２１３の半円形プレート２１６の下面から離間される。リセプタクル２２５の寸法は、ロボットブレード５４８の上面と半円形プレート２１６の下面との間に隙間を提供するように選択され、これにより、コンポーネント間の接触を減少させ、結果として粒子発生を減少させる。
更に、リセプタクル２２５の寸法は、隆起したリッジ５５２及び隆起したリッジ５５５の上面からエッジリング１１０の下面を離間するように選択することができ、これにより、エッジリング１１０とロボットとの間の接触を除去又は低減することが可能になる。エッジリング１１０とロボットブレード５４８との間の接触が減少することにより、ロボットブレード５４８との不注意による接触によって生じるエッジリング１１０の損傷が緩和される。同様に、ロボットブレード５４８の寸法は、同様の理由により、エッジリング１１０とロボットリスト５４９との間の間隔を維持するように選択されることに留意すべきである。
幾つかの例では、ロボットブレード５４８は、その中に形成された１つ以上の開口部５５７を含むことができる。１つ以上の開口部５５７は、ロボットブレード５４８の軽量化を容易にし、それによってキャリア２１３の重量を補償する。これにより、ロボットブレード５４８は、元々キャリア２１３の搬送用に設計されていない既存のロボットに後付けすることが可能になる。一例では、ロボットブレード５４８は、また、基板の搬送に用いることもできる。そのような例では、係合ポスト５５６は、搬送される基板との接触を最小限にするために丸い上面を含むことができ、これにより粒子の生成を低減する。
図６Ａ〜図６Ｈは、本開示の一態様による、処理チャンバ１０７内でのエッジリング１１０の配置を概略的に示す。図７は、本開示の一態様による、エッジリングを配置する方法７６０のフロー図である。説明を容易にするために、図７を図６Ａ〜図６Ｈと共に説明する。
図６Ａは、処理チャンバ１０７の内部の上面斜視図を概略的に示す。処理チャンバ１０７はポート１０８（例えば、スリットバルブ）を含み、ロボットブレード５４８及びロボットリスト５４９の進入及び退出を容易にする。方法７６０のオペレーション７６１では、エッジリング１１０をその上に有するキャリア２１３は、ロボットブレード５４８を介して処理チャンバ１０７内に配置される。キャリア２１３及びエッジリング１１０は、図６Ａに示されるように、基板支持体６８０の静電チャック上にセンタリングされる。キャリア２１３の寸法は、ポート１０８の寸法変化の必要なしに、キャリア２１３及びエッジリング１１０がポート１０８を通過できるように選択される。従って、キャリア２１３は、処理チャンバ１０７の寸法を大幅に再構成する必要なしで、既存のチャンバで使用することができる。しかし、キャリア１０８の進入及び退出のための追加のクリアランスを提供するために、ポート１０８への寸法変化が生じる場合があると考えられる。
図６Ｂに示されるように、オペレーション７６２において、基板リフトピン６８１（例えば、リフトピンセットの第１セット）が駆動され、キャリア２１３のリセプタクル２１９と接触する。一例では、３つの基板リフトピン６８１が駆動され、各々の基板リフトピン６８１は、各々のリセプタクル２１９と係合する。基板リフトピン６８１及びリセプタクル２１９は、ロボットブレード５４８からの干渉なしに、それらの間の係合を可能にするように配置される。続いて、オペレーション７６３では、基板リフトピン６８１は更に上方に駆動され、ロボットブレード５４８からキャリア２１３及びその上に支持されたエッジリング１１０を持ち上げる。このような構成では、図６Ｃに示されるように、キャリア２１３及びエッジリング１１０は、ロボットブレード５４８の上方に位置し、ロボットブレード５４８から離れている。
オペレーション７６４では、図６Ｄに示されるように、ロボットブレード５４８が処理チャンバ１０７から引き出され、キャリア２１３及びエッジリング１１０が基板支持体６８０に向かって下降する。一例では、キャリア２１３は、基板支持体６８０の上面から離間した位置であるが、ロボットブレード５４８の水平面又はオペレーション７６２の最初の係合位置の下にある位置に下降する。
オペレーション７６５において、基板リフトピン６８１の半径方向外側に位置する外側リフトピン６８２（例えば、リフトピンの第２セット）が上方に駆動する。外側リフトピン６８２はリフトリング６８３の下に配置され、従って、上方に駆動するとリフトリング６８３を基板支持体６８０の表面から持ち上げる。リフトリング６８３は外側リフトピン６８２を介して上方に駆動し、図６Ｅに示されるように、エッジリング１１０の底面に接触する。リフトリング６８３は、内側周縁部に段差面を含み、内部にエッジリング１１０を受け入れる。代替的に、リフトリング６８３は、整列を容易にするためのテーパ面を含むことができる。
オペレーション７６６において、図６Ｆに示されるように、エッジリング１１０はキャリア２１３から持ち上げられる。参考のために、図６Ｆは、キャリア２１３の異なる断面を示すために、図６Ｅに関して約９０度回転された概略側面図を示す。エッジリング１１０は、外側リフトピン６８２と共にリフトピン６８３を更に上方に駆動することにより持ち上げられる。オペレーション７６６において、キャリア２１３は、基板リフトピン６８１上に配置されたままであり、一方、エッジリング１１０はそこから持ち上げられる。このような構成では、キャリア２１３は第１の平面内に配置され、リフトリング６８３及びその上に位置するエッジリング１１０は、第１の平面の上方の第２の平面内に配置される。また、一例では、キャリア２１３は、追加的に、ポート１０８に整列させるために上方に持ち上げられ、処理チャンバ１０７からキャリア２１３の排出を容易にする。このような例では、リフトリング６８３及びエッジリング１１０は、依然としてキャリア２１３の上方に位置する。
オペレーション７６７において、キャリア２１３は、図６Ｇに示されるように、処理チャンバ１０７から除去される。キャリア２１３は、ロボットブレード５８４を処理チャンバ１０７に戻して挿入し、基板リフトピン６８１を用いてキャリア２１３をロボットブレード５８４上に降下させることによって除去される。基板リフトピン６８１は基板支持体６８０内まで更に低下し、基板リフトピン６８１との干渉の可能性を低減する。キャリア２１３がロボットブレード５８４上に配置されると、ロボットブレード５８４は処理チャンバ１０７から引き出される。
平行なエッジ２１４ａ、２１４ｂ（図２Ａに図示）は、外側リフトピン６８２に対してクリアランスを提供し、外側リフトピン６８２が垂直に持ち上げられた状態で延在したままである間に、キャリア２１３を処理チャンバ１０７から引き出すことを可能にする。キャリア２１３は、上述したように、エッジリング１１０から分離して引き出され、エッジリング１１０を処理チャンバ１０７内に残すことができる。
オペレーション７６８において、キャリア２１３及びロボットブレード５８４が処理チャンバ１０７から除去されると、図６Ｈに示されるように、リフトリング６８３及びエッジリング１１０が基板支持体６８０上に位置決めされる。このような例では、リフトリング６８３が基板支持体６８０と接触するまで外側リフトピン６８２の駆動によってリフトリング６８３が下降し、エッジリング１１０を所定の位置に位置決めする。一例では、エッジリング１１０は整列タブ又は他の割出しフィーチャを含み、基板リング６８０上のエッジリング１１０の適切な整列を容易にすることができる。
図６Ｉに示す図６Ｈの代替的な例では、エッジリング１１０は基板支持体６８０上に配置され、これにより、１つ以上のリフトピン６８１が、処理のために、エッチリング１１０を基板支持体６８０の上面に対し非平行構成に位置決めすることができる。例えば、リフトピン６８１は、エッジリング１１０の他の部分よりも大きい（基板支持体６８０に対して）相対的な高さまでエッジリング１１０の１つの部分を持ち上げることができる。その際、基板支持体６８０に隣接するプラズマシースが影響を受ける。従って、エッジリング１１０の位置は、より均一な処理をもたらすためにプラズマシースに影響を及ぼすように選択することができる。
図７はエッジリング１１０を搬送する方法の一例を示しているが、他の例も考えられる。例えば、方法６７０を逆に行うことによって、エッジリング１１０を処理チャンバ１００から除去することができると考えられる。
更に、本開示の態様は、プラズマ均一性を更に調整するために用いることができると考えられる。一例では、エッジリング１１０が基板支持体６８０上に配置されると、外側リフトピン６８２は、基板支持体６８０に対するエッジリング１１０の平坦性を調整することができる。例えば、オペレーション７６８の後、１つ又は複数の外部リフトピン６８２の垂直位置を調整し、エッジリング１１０（又は、処理されている基板）の近くの特定の位置でのプラズマシース及び／又はケミストリに影響を及ぼすことにより、エッジリング１１０の平面に微細な調節を施すことができる。このような例では、基板処理は、基板表面に対し非平坦なエッジリング１１０で生じさせることができる。
図８Ａは、脱気チャンバ（例えば、脱気チャンバ１０４ａ（図１に示す））内で使用される際のキャリア２１３の概略図である。図８Ｂ及び８Ｃは、本開示の態様による、脱気チャンバ内で使用される支持構造８８５の概略斜視図である。
脱気チャンバの内部は、複数の支持構造８８５（３つが図示）を含む。支持構造８８５は、脱気作業の間、基板（例えば、半導体ウェーハ）又はその上のキャリアを支持するように構成される。支持構造８８５は、一般に円形の形状を有する半導体ウェハ、及び、半円形の形状を有する基板キャリア２１３を、配向し、支持するように構成される。
各々の支持構造８８５は、第１の端部８８７ａ及び第２の端部８８７ｂを有するベース８８６を含む。クロス部材８８８は、ベース８８６の第１の端部８８７ａに配置される。クロス部材８８８はベース８８６と同一平面内に配置され、共通平面の上面を共有する。クロス部材８８８はベース８８６より大きい幅を有し、ベース８８６に垂直に配向される。クロス部材８８８は、それを貫通して形成される開口部８８９と、クロス部材の下面から延在する少なくとも２つの支持ポスト８９０を含む。２つの支持ポスト８９０は、開口部８８９の反対側に配置され、円筒形状を有することができる。一例では、支持ポスト８９０は、クロス部材８８８に対して軸方向に移動可能であるか、又は、調整可能である。
また、支持構造８８５は、ベース８８６の第２の端部８８７ｂから延在する垂直部材８９１を含む。垂直部材８９１は、支持ポスト８９０の軸に平行な方向に延在する。一例では、垂直部材８９１は、ベース８８６に対して、又は、ベース８８６から２つの支持ポスト８９０の反対の方向に延在する。垂直部材８９１は、その遠端部にボールベアリング８９２を含む。他の例では、垂直部材８９１は、その遠端部に接触パッドを含む。ボールベアリング８９１（又は接触パッド）は、基板の表面を傷つけることなく、基板との接触を容易にする。接触パッド又はボールベアリング８９２は、セラミック又は他の材料から形成され、粒子生成を緩和することができる。一例では、接触パッド又はボールベアリング８９２は、処理中にその上の基板を支持するように構成される。
動作中、基板（例えば、半導体ウエハ）が脱気チャンバ１０４ａ内に搬送され、支持構造８８５上に位置決めされる。基板のサイズ及び形状により、基板は支持構造の全てのボールベアリング８９２に接触することができる。しかしながら、キャリア２１３の半円形状により、キャリア２１３は支持構造８９５の全てのボールベアリング８９２に接触することができない。しかしながら、キャリア２１３は、ベース８８６の上面と各々の支持構造８８５のクロス部材と接触することができ、これにより、支持構造が半導体基板及びキャリア２１３の両方を支持することを可能にする。
図８Ａを参照すると、複数の基板の支持を容易にするため、支持構造８８５の配向は調整可能である。図示の例では、２つの支持部材８８５は、垂直部材８９１が半径方向内側に位置するように配向され、一方、第３の支持部材８９５が、各々の垂直部材８９１が半径方向外側に位置する（例えば、互いに１８０°）ように配向される。各々の支持部材８９５は、開口部８８９の軸の周りを回転して、各々の支持部材８９５を所望の構成に配置することができると考えられる。支持ポスト８９０は、対応するリセプタクルと係合し、各々の支持部材８９５が所望の位置にあるとき、各々の支持部材８９５の更なる回転運動を防止することができる。
図８Ａ〜８Ｃは、本開示の一態様を示すが、代替的な態様も考えられる。代替的な例では、脱気チャンバ１０４ａは３つ以上の支持構造８８５を含むことができる。
図９は、本開示の一態様によるカセット９０２を開示する。カセット９０２は、各々がその上にエッジリング１１０を有する（各々３つが図示）１つ以上のキャリア２１３を収容するように構成されている。各々のキャリア２１３は、距離「Ｄ」だけ互いに間隔を置いてコウム９９１上に配置される。距離Ｄは、カセット９０２内でロボットクリアランスの所望の量に選択される。各々のコウム９９１は、ハウジング９９２の内面に結合された対向する支持構造を含む。各々の支持構造は、ハウジング９９２に結合されたベース９９３と、各々のベース９９３から内向きに段状に延在する延長部９９４を含む。
本開示のキャリア２１３は、対向する平行なエッジ２１４ａ、２１４ｂを有し、従って円形ではなく、従来のカセットにおける支持を妨げる。しかし、本開示のカセット９０２は、半径方向内向きに延在する延長部９９４を含み、対向する平行なエッジ２１４ａ、２１４ｂに沿って各々のキャリア２１３を支持する。各々のコウム９９１の段差面は、キャリア２１３をその上に支持するとき、エッジリング１１０との干渉を防止する。一例では、コウム９９１のベース９９３のサイズ及び位置は、その上に基板（例えば、半導体ウェハ）を支持することができるように選択することができる。従って、カセット９０２は、キャリア２１３及びエッジリング１１０を処理システム１００に導入するため、及び、処理のため基板を処理システム１００に導入するための両方に使用することができる。他の例では、従来のカセットは、延長部９９４を含むように修正することができる。
本開示の利点は、処理チャンバの通気及び開放なしで、エッジリングを交換する能力を有することを含む。通気を避けるため、チャンバの稼働時間が改善され、メインテナンス費用が削減される。更に、処理チャンバを開口せずに、エッジリングを交換することにより、特定のエッチング用途の性能を最適化するため、エッジリングの形状又は材料の選択が可能になる。従来のアプローチは、特定の用途に対してエッジリングを交換するためにかなりの時間を必要とするため、従来のシステムでそうすることは実用的ではない。しかしながら、本明細書に記載の態様を使用してエッジリングを迅速に交換又は再配置することができるので、プロセスパラメータによって指示されるようにエッジリングを交換することが現実的になる。
更に、処理の均一性も本明細書に記載の態様によって改善される。従来のアプローチでは、エッジリングの交換に要する時間が大幅に長くなるため、従来のシステムでは、ダウンタイムを軽減するためのエッジリングの予防メインテナンスの間の時間が最大化される。しかしながら、そのようにすると、予防メインテナンスの直前にエッジリングが磨耗するという結果になる。エッジリングの形状及び材料は、処理される基板のエッジ付近のプラズマシース及びケミストリ濃度に影響を及ぼすので、磨耗したエッジリングの存在により処理の均一性が低下する可能性がある。しかしながら、本開示の態様は、摩耗し始めるときにエッジリングを迅速に交換することができるので、エッジリングを大幅にダウンタイムなしに交換することができ、それによってプロセスの均一性が向上する。
本明細書の態様は、半円形のプレート及びキャリアに関して説明されているが、キャリアは完全な円形であってもよいと考えられる。
上記は本開示の態様に対象としているが、本開示の他の及び更なる態様は、その基本的な範囲から逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。

Claims (15)

  1. エッジリングを支持するキャリアであって、
    ２つの対向する湾曲したエッジを含む周縁部を有するプレートと、
    プレート内に配置された第１の複数のリセプタクルであって、各々がリフトピンを内部に受け入れるように構成された第１の複数のリセプタクルと、
    プレート内に配置された第２の複数のリセプタクルであって、各々が支持構造と係合するように構成された第２の複数のリセプタクルと、
    ２つの対向する湾曲したエッジのうちの１つに結合され、プレートの上面の平面の上方に延在する第１の弧状支持構造と、
    ２つの対向する湾曲したエッジのうちの他方に結合され、プレートの上面の平面の上方に延在する第２の弧状支持構造を含むキャリア。
  2. プレートは、２つの平行なエッジと、２つの平行なエッジを連結する２つの対向する湾曲したエッジにより画定される周縁部を有する半円形のプレートを含む請求項１記載のキャリア。
  3. 第１の複数のリセプタクルは、プレートの中心から第２の複数のリセプタクルに対して半径方向内側に配置される請求項１記載のキャリア。
  4. 第１の複数のリセプタクルの各々は、プレートのボア内に配置されるキャップを含む請求項１記載のキャリア。
  5. 第１の複数のリセプタクルの各々は、内部に延在する凹部を有する本体を含み、凹部は、長方形又は放物線形状を含む請求項１記載のキャリア。
  6. 第２の複数のリセプタクルの各々は、プレートの開口部内に配置される本体を含み、本体は、本体に対し拡大された外径を有するフレア部と、本体を貫通するボアを含む請求項１記載のキャリア。
  7. プレートは、プレーを貫通して形成された複数の開口部を含む請求項１記載のキャリア。
  8. 第１の弧状支持構造及び第２の弧状支持構造の各々は、その半径方向外側エッジに形成された段差面を含み、各々の段差面は、プレートの上面にほぼ平行に位置する支持面と、支持面の半径方向内側に配置され、プレートの上面にほぼ垂直に配向された垂直壁を含む請求項１記載のキャリア。
  9. ロボットブレードであって、
    ベースと、
    ベースから延在する２つのフィンガと、
    ベースの上面に結合されたベースキャリア係合フィーチャと、
    ２つのフィンガの各々１つの上面に結合されたフィンガキャリア係合フィーチャを含むロボットブレード。
  10. ベースから２つフィンガに向かって駆動するように構成されたローラを更に含み、ベースキャリア係合フィーチャは、ベースの上面に結合されたベースパッドを含み、フィンガキャリア係合フィーチャの各々は、各々のフィンガの遠端部に配置されたエンドパッドを備える請求項９記載のロボットブレード。
  11. ベースキャリア係合フィーチャはベースの上面に形成された係合ポストを含み、
    フィンガキャリア係合フィーチャの各々は、各々のフィンガの上面に形成された係合ポストを含み、
    ベースは、その上面に形成された隆起したリッジを含み、
    各々のフィンガは、その遠端部において、その上面に形成された隆起したリッジを含み、
    ２つのフィンガの隆起した隆起したリッジ及びベースの隆起したリッジは、共通の円の弧である請求項９記載のロボットブレード。
  12. エッジリングを搬送する方法であって、
    スリットバルブドアを介してチャンバ内にロボットブレードを挿入する工程であって、ロボットブレードはその上にキャリアとエッジリングを有する工程と
    キャリアとその上のエッジリングを基板支持体の上方に位置決めする工程と、
    基板リフトピンを駆動し、キャリアをロボットブレードから持ち上げる工程と、
    ロボットブレードをチャンバから引き出す工程を含む方法。
  13. 基板リフトピンを駆動し、キャリアを基板支持体に向けて下降させる工程と、
    リフトピンの第２のセットを駆動し、エッジリングをキャリアから持ち上げる工程と、
    ロボットブレードをチャンバ内に挿入し、キャリアと係合させる工程と、
    チャンバからキャリア及びロボットブレードを除去する工程と、
    エッジリングを下降させ、基板支持体と接触させる工程を含む請求項１２記載の方法。
  14. エッジリングを下降させ、基板支持体と接触させる工程は、エッジリングを基板支持体の上面に対して非平行な形態に位置決めし、処理中にプラズマシースの位置を調節することを含む請求項１３記載の方法。
  15. キャリアは、キャリアの中心から第２の複数のリセプタクルに対して半径方向内側に配置された第１の複数のリセプタクルを備え、
    第１の複数のリセプタクルの各々は、キャリアを持ち上げるため、リフトピンの各々の１つを受け入れるように構成され、
    第２の複数のリセプタクルの各々は、ロボットブレードに係合するように構成される請求項１２記載の方法。
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