JP2020510310A - リニア真空搬送モジュールを有する省スペースプラットフォームアーキテクチャ - Google Patents

Abstract

【解決手段】基板処理ツールのための大気圧−真空（ＡＴＶ）搬送モジュールは、少なくとも１つのローディングステーションと接続するように構成された第１の側と、ＡＴＶ搬送モジュール内に配置された搬送ロボットアセンブリと、第１の側に対向する第２の側とを備える。搬送ロボットアセンブリは、少なくとも１つのローディングステーションと、ＡＴＶ搬送モジュールと真空搬送モジュール（ＶＴＭ）との間に配置された少なくとも１つのロードロックとの間で基板を搬送するように構成されている。第２の側は、少なくとも１つのロードロックと接続するように構成されている。搬送ロボットアセンブリは、第２の側に隣接して配置され、少なくとも１つのロードロックは、第２の側を通ってＡＴＶ搬送モジュールの内部に延びる。【選択図】図２Ａ

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１７年３月１５日出願の米国仮出願第６２／４７１，４７８号の利益を主張する。上記出願の全ての開示は、参照により本明細書に援用される。

本開示は、基板処理システムに関し、特に、基板処理システムにおける基板処理ツールの構成に関する。

本欄に記載の背景技術の説明は、本開示の内容を一般的に提示するためのものである。現在名前が挙げられている発明者の発明は、本背景技術欄に説明される範囲はもちろん、出願時における先行技術に適さない記載の態様の範囲において、本開示に対する先行技術として明示的にも黙示的にも認められない。

基板処理システムは、半導体ウエハなどの基板の堆積、エッチング、および／または、他の処理を実施するのに用いられてよい。処理の間、基板は、基板処理システムの処理チャンバ内の基板支持体上に配置される。１つ以上の前駆体を含むガス混合物は、処理チャンバに導入され、プラズマが衝突して化学反応を活性化してよい。

基板処理システムは、製作室内に配置された複数の基板処理ツールを備えてよい。各基板処理ツールは、複数の処理モジュールを備えてよい。通常、基板処理ツールは、最多で６つの処理モジュールを備える。

ここで図１を参照すると、基板処理ツール１００の例の全体図が示されている。基板処理ツール１００は、複数の処理モジュール１０４を備える。例えのみでは、各処理モジュール１０４は、基板上で１つ以上のそれぞれのプロセスを実施するように構成されてよい。処理される基板は、装置フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）１０８などの大気圧−真空（ＡＴＶ）搬送モジュールのローディングステーションのポートを介して基板処理ツール１００に搭載され、次に、１つ以上の処理モジュール１０４に搬入される。例えば、搬送ロボット１１２は、基板をローディングステーション１１６からエアロック１２０またはロードロック１２０に搬送するように配置され、真空搬送モジュール１２８の真空搬送ロボット１２４は、基板をロードロック１２０から様々な処理モジュール１０４に搬送するように配置されている。

基板処理ツールの大気圧−真空（ＡＴＶ）搬送モジュールは、少なくとも１つのローディングステーションと接続するように構成された第１の側と、ＡＴＶ搬送モジュール内に配置された搬送ロボットアセンブリと、第１の側に対向する第２の側とを備える。搬送ロボットアセンブリは、少なくとも１つのローディングステーションと、ＡＴＶ搬送モジュールと真空搬送モジュール（ＶＴＭ）との間に配置された少なくとも１つのロードロックとの間で基板を搬送するように構成されている。第２の側は、少なくとも１つのロードロックと接続するように構成されている。搬送ロボットアセンブリは、第２の側に隣接して配置され、少なくとも１つのロードロックは、第２の側を通ってＡＴＶ搬送モジュールの内部に延びる。

他の特徴では、少なくとも１つのロードロックの少なくとも約３０％は、ＡＴＶ搬送モジュールの内部に位置する。少なくとも１つのロードロックの少なくとも約５０％は、ＡＴＶ搬送モジュールの内部に位置する。少なくとも１つのロードロックの少なくとも約７０％は、ＡＴＶ搬送モジュールの内部に位置する。

他の特徴では、ＡＴＶ搬送モジュールは、装置フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）に相当する。少なくとも１つのロードロックは、第１のロードロックと、第１のロードロックの上方に配置された第２のロードロックとを備える。少なくとも１つのローディングステーションは、第１のローディングステーションと、第１のローディングステーションの上方に配置された第２のローディングステーションとを備える。搬送ロボットアセンブリは、第１のロードロックおよび第２のロードロックにアクセスするように構成されている。

他の特徴では、ＡＴＶ搬送は、さらに、横レールと、横レールに取り付けられた縦レールとを備える。搬送ロボットアセンブリは、縦レールに取り付けられ、縦レールで垂直方向に昇降するように構成されており、縦レールは、横レールで水平方向にスライドするように構成されている。搬送ロボットアセンブリは、２つのアームを備え、各アームは、アームセグメントおよびエンドエフェクタを備える。エンドエフェクタの長さは、アームセグメントの長さよりも長い。エンドエフェクタの長さは、アームセグメントの長さの２倍である。搬送ロボットアセンブリが折りたたまれた状態にあるときは、アームセグメントおよびエンドエフェクタは同軸である。

他の特徴では、搬送ロボットアセンブリは、搬送ロボットを支持するように構成された搬送ロボットプラットフォームを備える。搬送ロボットアセンブリは、搬送ロボットプラットフォームの位置を垂直方向に調節し、搬送ロボットプラットフォームの位置を水平方向に調節するために、搬送ロボットプラットフォームを昇降するように構成されている。搬送ロボットアセンブリは、搬送ロボットプラットフォームの位置を調節するように構成された第１のロボット配置アームおよび第２のロボット配置アームを備える。搬送ロボットは、（ｉ）アームセグメントおよび（ｉｉ）エンドエフェクタを有するアームを備える。

他の特徴では、基板処理ツールは、ＡＴＶ搬送モジュールを備え、さらに、ＶＴＭを備える。ＶＴＭは、複数の処理モジュールを備え、複数の処理モジュールは、ＶＴＭの第１の側に配置された少なくとも３つの処理モジュールと、第１の側に対向するＶＴＭの第２の側に配置された少なくとも３つの処理モジュールとを備える。複数の処理モジュールは、垂直に積み重ねられた構成の処理モジュールを備える。

本開示のさらなる適用領域は、発明を実施するための形態、特許請求の範囲、および図面から明らかになるだろう。発明を実施するための形態および特定の例は、例示のみを目的とし、本開示の範囲を限定する意図はない。

本開示は、発明を実施するための形態および付随の図面からより十分に理解されるだろう。

本開示は、発明を実施するための形態および付随の図面からより十分に理解されるだろう。

基板処理ツールの例。

６つの処理モジュールを備える基板処理ツールの構成例を示す平面図。 ６つの処理モジュールを備える基板処理ツールの構成例を示す平面図。 ６つの処理モジュールを備える基板処理ツールの構成例を示す平面図。 ６つの処理モジュールを備える基板処理ツールの構成例を示す平面図。

装置フロントエンドモジュールおよび搬送ロボットの例。 装置フロントエンドモジュールおよび搬送ロボットの例。 装置フロントエンドモジュールおよび搬送ロボットの例。 装置フロントエンドモジュールおよび搬送ロボットの例。

基板処理ツール例の側面図。

装置フロントエンドモジュール内に位置するロードロック例を示す平面図。

装置フロントエンドモジュールおよび搬送ロボットの別の例。 装置フロントエンドモジュールおよび搬送ロボットの別の例。 装置フロントエンドモジュールおよび搬送ロボットの別の例。

１０の処理モジュールを備える基板処理ツールの構成例を示す平面図。 １０の処理モジュールを備える基板処理ツールの構成例を示す平面図。 １０の処理モジュールを備える基板処理ツールの構成例を示す平面図。

図面では、参照番号は、類似および／または同一の要素を識別するために再使用されてよい。

製作室内の基板処理ツールの数、位置などは、基板処理ツールの寸法およびそれぞれの構成によって制約されてよい。それに応じて、基板処理ツールの構成は、ツール設置面積、間隔、および／または、ピッチを規定し、それらはさらに、製作室のツール密度を規定する。ツール密度は、製作室の単位面積あたりの基板処理ツールおよび／または処理モジュールの数を指してよい。本開示の原理によるシステムおよび方法は、基板処理ツールの密度を最大にするために様々な基板処理ツールの構成を提供する。

例えば、基板処理ツールの装置フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）は、ＥＦＥＭと、ＥＦＥＭと真空搬送モジュール（ＶＴＭ）との間に配置されたロードロックとの間で基板を搬送するための１つ以上の搬送ロボットを備えてよい。ＥＦＥＭの内部は、搬送ロボットを収容するのに十分な容積でなければならない。従って、ロードロックは、通常、装置フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）とＶＴＭとの間でＥＦＥＭの設置面積の外側に設置される。本開示の原理によるシステムおよび方法は、基板処理ツールの設置面積を低減するように構成された改質エアロックを実装する。いくつかの例では、ＥＦＥＭは、エアロックが少なくとも部分的にＥＦＥＭ内に位置するようにする構成を有する搬送ロボットを備えてよい。

図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、および図２Ｄは、本開示の原理による、第１の基板処理ツール２００−１、第２の基板処理ツール２００−２、および第３の基板処理ツール２００−３（総称して、基板処理ツール２００）の構成例の平面図を示す。各処理ツール２００は、ロードロック２０８の少なくとも一部を収容するように構成された改良装置フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）２０４を備える。つまり、ロードロック２０８は、ＥＦＥＭ２０４と真空搬送モジュール（ＶＴＭ）２１２との間の隙間でＥＦＥＭ２０４の外側に位置するのではなく、ＥＦＥＭ２０４の内部に延びる。例えば、ロードロック２０８の全外部長さまたは全容積の少なくとも約５０％（例えば、４５％〜５５％）は、ＥＦＥＭ２０４内に位置してよい。いくつかの例では、ロードロック２０８の全外部長さまたは全容積の少なくとも約７０％（例えば、６５％〜７５％）は、ＥＦＥＭ２０４内に位置してよい。他の例では、ロードロック２０８の全外部長さまたは全容積の少なくとも約３０％（例えば、２５％〜３５％）は、ＥＦＥＭ２０４内に位置してよい。それに応じて、ＥＦＥＭ２０４は、ＶＴＭ２１２により近接して設置され、全体の設置面積を低減して、ツール２００のピッチを増加させる。例えば、本開示によるＥＦＥＭ２０４の搬送ロボット２１６は、ロードロック２０８がＥＦＥＭ２０４の内部に延びる空間を提供するために、ＥＦＥＭ２０４の後壁２２４（例えば、第２の側）よりも前壁（例えば、第１の側）のローディングステーション２２０に近接して配置される。ＥＦＥＭ２０４および搬送ロボット２１６は、以下に図３においてより詳細に説明される。いくつかの例では、ロードロック２０８は、図２Ｄにおける別の配置のツール２００−３に示されるように構成されてよい。例えのみでは、ローディングステーション２２０は、密閉型搬送容器（ＦＯＵＰ）に相当してよい。

図のように、ツール２００は、６つの処理モジュール２２８を備える。しかし、ツール２００の他の構成は、６つ以上の処理モジュール２２８を備えてよい。例えば、ＶＴＭ２１２の長さは、追加の処理モジュール２２８を収容するために延伸されてよい。同様に、ＶＴＭ２１２は、様々な構成を有する真空搬送ロボット２３２を備えてよい。例えば、ツール２００−１は、３つの真空搬送ロボット２３２を有し、ツール２００−２は、２つの真空搬送ロボット２３２を備える。ツール２００−１およびツール２００−３において、ロボット２３２は、ＶＴＭ２１２の中央長手方向軸と一直線になっている。反対に、ツール２００−３は、ＶＴＭ２１２の中央長手方向軸に対して中心を外れて（すなわち、処理モジュール２２８側に右または左にずらして）配置された１つの真空搬送ロボット２３２を備える。つまり、ロボット２３２の第１回転軸は、中心を外れている。ロボット２１６およびロボット２３２は、１つまたは２つのアームを有することが示されているが、各々、１つ、２つ、またはそれ以上のアームを備える構成を有してよい。いくつかの例では、ロボット２３２は、図２Ｃおよび図２Ｄに示すように、各アームに２つのエンドエフェクタ２３４を備えてよい。

基板処理ツール２００は、処理段階の間に１つ以上の基板を格納するように構成された１つ以上の格納バッファ２３６を備えてよい。いくつかの例では、格納バッファ２４０は、ＶＴＭ２１２内に位置してよい。いくつかの例では、１つ以上の格納バッファ２３６は、処理モジュールまたは他の構成要素と置き換えられてよい。

いくつかの例では、ＥＦＥＭ２０４、ロードロック２０８、ＶＴＭ２１２、および処理モジュール２２８のうちの１つ以上は、以下により詳細に説明される積み重ねられた構造を有してよい。例えば、各処理モジュール２２８は、垂直に積み重ねられた構造の２つの処理モジュール２２８（すなわち、１つの処理モジュール２２８がもう一方の上方／下方に配置された状態）に相当し、ＶＴＭ２１２は、垂直に積み重ねられた構造の２つのＶＴＭ２１２に相当し、各ロードロック２０８は、垂直に積み重ねられた構造の２つのロードロック２０８に相当し、各ローディングステーション２２０は、垂直に積み重ねられた構造の２つのローディングステーション２２０に相当してよい。ＥＦＥＭ２０４の高さは、ロボット２１６がローディングステーション２２０およびロードロック２０８の複数のレベルにアクセスするためにＥＦＥＭ２０４内の異なるレベルに昇降できるように高くされてよい。

図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、および図３Ｄは、本開示の原理によるＥＦＥＭ３００および搬送ロボットアセンブリ３０４の例を示す。アセンブリ３０４は、ＥＦＥＭ３００内の１つ以上の縦レール３０８に取り付けられ、次に横レール３１２に取り付けられてよい。アセンブリ３０４は、縦レール３０８で垂直のＺ方向に昇降するように構成されている。例えば、アセンブリ３０４は、縦レール３０８のスロット３１６に取り付けられてよい。反対に、アセンブリ３０４は、横レール３１２に沿って縦レール３０８に対して水平のＸ方向にスライドするように構成されている。このように、アセンブリ３０４の位置は、異なる高さ（すなわち、レベル）でロードロック３２０およびローディングステーション３２４へのアクセスを提供するために、Ｚ方向およびＸ方向に調節されてよい。

一例では、搬送ロボットアセンブリ３０４は、２つのアーム３２８を備え、各々、アームセグメント３３２およびエンドエフェクタ３３６を備える。例えのみでは、エンドエフェクタ３３６は、アームセグメント３３２よりも長くてよい。一例では、エンドエフェクタ３３６の長さＬ２は、アームセグメント３３２の長さＬ１の２倍である（例えば、Ｌ２＝〜２*Ｌ１）。エンドエフェクタ３３６の長さＬ２は、エンドエフェクタ３３６の基板支持体端の略中央と、エンドエフェクタ３３６の回転軸（すなわち、アームセグメント３３２に対するエンドエフェクタ３３６の回転軸）との間の距離に相当する。アームセグメント３３２の長さＬ１は、アームセグメント３３２の回転軸（すなわち、アームセグメント３３２に対するエンドエフェクタ３３６の回転軸）と、搬送ロボットアセンブリ３０４の基体に対するアームセグメント３３２の回転軸との間の距離に相当する。アームセグメント３３２の長さＬ１よりもエンドエフェクタ３３６の長さＬ２の方が長いと、アームセグメント３３２も同様にロードロック３２０に入ることを必要とせずに、エンドエフェクタ３３６がロードロック３２０にアクセスできる。

アセンブリ３０４は、図のように折りたたまれた状態にあるときは、ＥＦＥＭ３００に対して（例えば、搬送されている基板の寸法に応じて）比較的狭い形状を有する。それに応じて、ＥＦＥＭは、ロードロック３２０の少なくとも一部を収容するように構成されている。アセンブリ３０４は、統合基板アライナ３４０を備えてよい。この例では、搬送ロボットアセンブリ３０４が図３Ｃに示す折りたたまれた状態にあるときは、エンドエフェクタ３３６の長さＬ２がより長いと、エンドエフェクタ３３６が基板アライナ３４０の上に位置することができる。例えば、アームセグメント３３２およびエンドエフェクタ３３６の相対長さは、アームセグメント３３２、エンドエフェクタ３３６、および基板アライナ３４０が線３４４で一直線になる（すなわち、線３４４と同軸）、比較的線状の折りたたまれた状態を可能にする。

各アーム３２８は、縦レール３０８のそれぞれのスロット３１６に取り付けられてよい。例えば、縦レール３０８は、互いに独立して動いてよい。つまり、図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃでは縦レール３０８がコンパクトな配置で示されているが（すなわち、縦レール３０８が互いに比較的近接している）、レール３０８の１つは、図３Ｄに示すように、レール３０８の他方に対向するＥＦＥＭ３００の端に移動してよい。このように、それぞれのアーム３２８は、異なるローディングステーション３２４および／またはロードロック３２０に同時にアクセスするように構成されている。他の例では、ＥＦＥＭ３００は、１つの縦レール３０８のみ、および、それぞれのアーム３２８を備えてよい。

いくつかの例では、搬送ロボットアセンブリ３０４の構成によって実現されたＥＦＥＭ３００内の追加的空間は、追加の基板処理構成要素および搬送システム構成要素をＥＦＥＭ３００内に設置できるようにしてよい。例えば、計測ステーション、格納バッファ、ノッチ整列ステーション、エッジリング収納庫などを含むがそれらに限定されない構成要素は、ＥＦＥＭ３００内に位置してよい。一例では、搬送ロボットアセンブリ３０４は、折りたたまれた状態にあるときは、ＥＦＥＭ３００の全深さの５０％未満を占める。

図４Ａは、二重に垂直に積み重ねられた構成の基板処理ツール４００の例の側面図を示す。基板処理ツール４００は、上記図３Ａ〜図３Ｃに記載の搬送ロボットアセンブリ４０８を収容するために延伸した高さを有するＥＦＥＭ４０４を備える。搬送ロボットアセンブリ４０８は、水平に積み重ねられたローディングステーション４２０およびロードロック４２４にアクセスするために、縦レール４１２および横レール４１６で昇降されるように構成されている。ロードロック４２４は、少なくとも部分的にＥＦＥＭ４０４内に位置する。

ツール４００は、垂直に積み重ねられたＶＴＭ４２８を備える。各ＶＴＭ４２８は、１つ以上の真空搬送ロボット４３２を備える。真空搬送ロボット４３２は、ロードロック４２４と垂直に積み重ねられた処理モジュール４３６との間で基板を搬送するように構成されている。

図４Ｂは、ＥＦＥＭ４０４内に位置するロードロック４２４の一例の平面図を示す。図のように、ロードロック４２４の全外部長さ（例えば、第１の外壁４４０から第２の外壁４４４の長さＬ）の７０％より多くがＥＦＥＭ４０４内に位置している。基板は、ＥＦＥＭ４０４の内部に位置するポート４４８を介して、（例えば、搬送ロボットアセンブリ４０８を用いて）ＥＦＥＭ４０４からロードロック４２４に搬送される。逆に、基板は、ポート４５２を介してロードロック４２４からＶＴＭ４２８に搬送される。図のように、ロードロック４２４は、２つのローディングステーション４５６、２つのポート４４８、および２つのポート４５２を備える。

バルブ４６０およびポンプ４６４は、ポンプダウンし、真空でロードロック４２４を維持し、ロードロック４２４をパージするなどのように動作してよい。いくつかの例では、バルブ４６０は、ＥＦＥＭ４０４の外面でロードロック４２４と接続する。他の例では、バルブ４６０は、ＥＦＥＭ４０４内の表面でロードロック４２４と接続する。

図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃは、ＥＦＥＭ５００および搬送ロボットアセンブリ５０４の別の例を示す。例えば、ＥＦＥＭ５００および搬送ロボットアセンブリ５０４は、図２Ａ〜図２Ｄの基板処理ツール２００のいずれかに実装されてよい。アセンブリ５０４は、ＥＦＥＭ５００の前端領域内（すなわち、ローディングステーション側）に取り付けられてよい。例えば、アセンブリ５０４は、ＥＦＥＭ５００の前端領域に配置された取り付けシャーシ５０８に結合されてよい。アセンブリ５０４は、搬送ロボットプラットフォーム５１２を垂直のＺ方向に昇降し、プラットフォーム５１２の横方向位置を水平のＸ方向に調節するように構成されている。このように、アセンブリプラットフォーム５１２の位置は、異なる高さ（すなわち、レベル）でのロードロック５１６およびローディングステーション５２０へのアクセスを提供するために、Ｚ方向およびＸ方向に調節されてよい。

一例では、搬送ロボットアセンブリ５０４は、プラットフォーム５１２の位置を調節するために回転軸５３０および回転軸５３２（対応するモータを備えてよい）の周りで機能するように構成された２つのロボット配置アーム５２４およびロボット配置アーム５２８を備える。プラットフォーム５１２は、搬送ロボット５３６を支持する。搬送ロボット５３６は、アームセグメント５４０およびエンドエフェクタ５４４を含むアームを備える。アセンブリ５０４および搬送ロボット５３６は、図のように折りたたまれた状態にあるときは、ＥＦＥＭ５００に対して（例えば、搬送されている基板の寸法に応じて）比較的狭い形状を有する。それに応じて、ＥＦＥＭ５００は、図３Ａ〜図３ＤのＥＦＥＭ３００に類似する方法で、ロードロック５１６の少なくとも一部を収容するように構成されている。いくつかの例では、プラットフォーム５１２は、統合基板アライナ５４８を備えてよい。この例では、搬送ロボット５３６が図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃに示す折りたたまれた状態にあるときは、エンドエフェクタ５４４は、基板アライナ５４８の上に位置する。搬送ロボット５３６は、アームセグメント５４０、エンドエフェクタ５４４、および基板アライナ５４８が線５５２で一直線になる（例えば、線５５２と同軸）比較的線状の折りたたまれた状態を有する。

いくつかの例では、搬送ロボットアセンブリ５０４の構成によって実現されたＥＦＥＭ５００内の追加的空間は、追加の基板処理構成要素および搬送システム構成要素をＥＦＥＭ５００内に位置するようにしてよい。例えば、計測ステーション、格納バッファ、ノッチ整列ステーション、エッジリング収納庫などを含むがそれらに限定されない構成要素は、ＥＦＥＭ５００内に位置してよい。一例では、搬送ロボットアセンブリ５０４は、折りたたまれた状態にあるときは、ＥＦＥＭ５００の全深さの５０％未満を占める。

図３Ａ〜図３Ｄおよび図５Ａ〜図５Ｃは、垂直に積み重ねられたローディングステーションおよびロードロックにアクセスするように配置されたＥＦＥＭ３００およびＥＦＥＭ５００を示すが、他の例では、ＥＦＥＭ３００およびＥＦＥＭ５００は、垂直に積み重ねられた構成を備えない基板処理ツールに実装されてよい。例えば、いくつかの基板処理ツールは、ローディングステーション、ロードロック、および／または、処理モジュールを備えてよく、それらは、ツール上／内のより高くに配置され、ローディングステーション、ロードロック、および／または、処理モジュールなどより高く配置されたアクセススロットを有する。

図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃは、本開示の原理による別の基板処理ツール６００の構成例の平面図を示す。処理ツール６００は、１つ以上のロードロック６０８の少なくとも一部を収容するように構成された改良装置フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）６０４を備える。つまり、ロードロック６０８は、ＥＦＥＭ６０４と真空搬送モジュール（ＶＴＭ）６１２との間の隙間でＥＦＥＭ６０４の完全な外側に位置するのではなく、ＥＦＥＭ６０４の内部に延びる。その結果、ＥＦＥＭ６０４は、全体の設置面積を低減し、複数のツール６００のピッチを増加させながら、ＶＴＭ６１２により近接して位置しうる。ＥＦＥＭ６０４は、例えば、図３Ａ〜図３Ｄに記載の搬送ロボットアセンブリ３０４、図５Ａ〜図５Ｃに記載の搬送ロボットアセンブリ５０４などを備えるように構成されてよい。

図のように、ツール６００は、１０の処理モジュール６１６を備える。例えば、ＶＴＭ６１２の長さは、追加の処理モジュール６１６を収容するために延伸されてよい。同様に、ＶＴＭ６１２は、様々な構成を有する１つ以上の真空搬送ロボット６２０（例えば、搬送ロボット６２０−１、搬送ロボット６２０−２、搬送ロボット６２０−３、搬送ロボット６２０−４、および搬送ロボット６２０−５）を備えてよい。図のように、搬送ロボット６２０は、各構成に３つのアームセグメント６２８および１つのエンドエフェクタ６３２を有する１つのアーム６２４を備える。他の構成では、搬送ロボット６２０は、１つ、２つ、またはそれ以上のアーム６２４を備えてよい。いくつかの例では、ロボット６２０は、各アーム６２４に２つのエンドエフェクタ６３２を備えてよい。

図６Ａに示すように、ツール６００は、ＶＴＭ６１２の中央長手方向軸に対して中心を外れて（すなわち、処理モジュール６１６側に右または左にずらして）配置された１つの真空搬送ロボット６２０−１を備える。つまり、ロボット６２０−１の第１回転軸は、中心を外れている。ロボット６２０−１は、１０の処理モジュール６１６の各々およびロードロック６０８にアクセスするように位置し構成されている。ツール６００が格納バッファ６３６および／または格納バッファ６４０を備える構成では、ロボット６２０−１は、格納バッファ６３６／６４０にもアクセスするように構成されている。

図６Ｂおよび図６Ｃに示すように、ツール６００は、それぞれＶＴＭ６１２の中央長手方向軸に対して中心を外れて（すなわち、処理モジュール６１６側に右または左にずらして）配置された、２つの真空搬送ロボット６２０−２および真空搬送ロボット６２０−３、または、真空搬送ロボット６２０−４および真空搬送ロボット６２０−５を備える。ロボット６２０−２およびロボット６２０−４は、１０の処理モジュール６１６のうちの選択されたものおよびロードロック６０８にアクセスするように位置し構成されている。反対に、ロボット６２０−３およびロボット６２０−５は、１０の処理モジュール６１６のうちのその他のものにアクセスするように位置し構成されている。ツール６００が格納バッファ６３６および／または格納バッファ６４０を備える構成では、ロボット６２０−３およびロボット６２０−５は、格納バッファ６３６にもアクセスするように構成されているが、図６Ｂのロボット６２０−２およびロボット６２０−３の両方、ならびに、図６Ａのロボット６２０−４およびロボット６２０−５の両方は、格納バッファ６４０にアクセスするように構成されている。

例えば、図６Ｂに示すように、ロボット６２０−２は、処理モジュール６１６の１つと一直線になっている（例えば、処理モジュール６１６の１つの水平軸を中心としている）が、ロボット６２０−３は、処理モジュール６１６の隣接するもの同士の間を中心として配置されている。反対に、図６Ｃに示すように、ロボット６２０−４およびロボット６２０−５の各々は、各自の処理モジュール６１６と一直線になっている。

前述は、本質的に例示のみであり、本開示、その適用、または使用を限定する意図はない。本開示の広義の教示は、様々な形式で実施されうる。そのため、本開示は特定の例を含むが、図面、明細書、および以下の特許請求の範囲を検討すれば他の変更例が明らかになるため、本開示の真の範囲は、それほど限定されるものではない。方法の１つ以上の工程は、本開示の原理を変更することなく異なる順序で（または、同時に）実行されてよいことを理解されたい。さらに、各実施形態は、特定の特徴を有するように上述されているが、本開示のいずれかの実施形態に関して記載された１つ以上のこれらの特徴は、他の実施形態において、および／または、他の実施形態の特徴と組み合わせて（その組み合わせが明記されていないとしても）実施されうる。つまり、記載の実施形態は相互に排他的でなく、１つ以上の実施形態の互いの並べ替えは、本開示の範囲内に留まる。

要素間（例えば、モジュール間、回路素子間、半導体層間など）の空間的関係および機能的関係は、「接続された」、「係合された」、「結合された」、「隣接する」、「隣り合う」、「上に」、「上方」、「下方」、および「配置された」を含む様々な用語を用いて説明される。「直接」と明記されない限り、第１の要素と第２の要素との間の関係が上記開示で説明されるときは、その関係は、第１の要素と第２の要素との間に他の介在要素が存在しない直接的な関係でありうるが、第１の要素と第２の要素との間に１つ以上の介在要素が（空間的または機能的に）存在する間接的な関係でもありうる。本明細書では、Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つとの表現は、非排他的な論理ＯＲを用いるロジック（ＡまたはＢまたはＣ）を意味すると解釈されるべきであり、「Ａのうちの少なくとも１つ、Ｂのうちの少なくとも１つ、およびＣのうちの少なくとも１つ」を意味すると解釈されるべきではない。

いくつかの実施形態では、コントローラは、上述の例の一部でありうるシステムの一部である。そのようなシステムは、処理ツール、チャンバ、処理用プラットフォーム、および／または、特定の処理構成要素（ウエハ台座、ガス流システムなど）を含む、半導体処理装置を備えうる。これらのシステムは、半導体基板または基板の処理前、処理中、および処理後の動作を制御するための電子機器と統合されてよい。電子機器は、システムの様々な構成要素または副部品を制御しうる「コントローラ」と呼ばれてよい。コントローラは、処理条件および／またはシステムの種類に応じて、処理ガスの供給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、無線周波数（ＲＦ）生成器の設定、ＲＦ整合回路の設定、周波数設定、流量設定、流体供給の設定、位置動作設定、ツールおよび他の搬送ツール、および／または、特定のシステムに接続（connected）または接続（interfaced with）されたロードロックに対するウエハ搬送を含む、本明細書に開示のプロセスを制御するようにプログラムされてよい。

概して、コントローラは、命令を受け取り、命令を発行し、動作を制御し、クリーニング動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなどの様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／または、ソフトウェアを有する電子機器として定義されてよい。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェア形式のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されるチップ、および／または、１つ以上のマイクロプロセッサ、もしくは、プログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラを含んでよい。プログラム命令は、様々な個別設定（またはプログラムファイル）の形式でコントローラに伝達される命令であって、特定のプロセスを半導体ウエハ上でもしくは半導体ウエハ向けに、またはシステムに対して実行するための動作パラメータを定義してよい。いくつかの実施形態では、動作パラメータは、１つ以上の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／または、基板ダイの製作中における１つ以上の処理工程を実現するために、プロセスエンジニアによって定義されるレシピの一部であってよい。

いくつかの実施形態では、コントローラは、システムと統合または結合された、そうでなければシステムにネットワーク接続された、もしくはこれらが組み合わされたコンピュータの一部であってよく、またはそのコンピュータに結合されてよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあってよい、または、基板処理のリモートアクセスを可能にするファブホストコンピュータシステムの全てもしくは一部であってよい。コンピュータは、システムへのリモートアクセスを可能にして、製作動作の進捗状況を監視し、過去の製作動作の経歴を調査し、複数の製作動作から傾向または実施の基準を調査し、現在の処理のパラメータを変更し、現在の処理に続く処理工程を設定し、または、新しいプロセスを開始してよい。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、ローカルネットワークまたはインターネットを含みうるネットワークを通じて、プロセスレシピをシステムに提供できる。リモートコンピュータは、次にリモートコンピュータからシステムに伝達されるパラメータおよび／もしくは設定のエントリまたはプログラミングを可能にするユーザインタフェースを含んでよい。いくつかの例では、コントローラは、１つ以上の動作中に実施される各処理工程のためのパラメータを特定するデータ形式の命令を受け取る。パラメータは、実施されるプロセスの種類、および、コントローラが接続するまたは制御するように構成されるツールの種類に固有であってよいことを理解されたい。そのため、上述のように、コントローラは、例えば、互いにネットワーク接続される１つ以上の個別のコントローラを含むことや、本明細書に記載のプロセスや制御などの共通の目的に向かって協働することによって分散されてよい。そのような目的で分散されたコントローラの例は、遠隔に（例えば、プラットフォームレベルで、または、リモートコンピュータの一部として）位置し、協働してチャンバにおけるプロセスを制御する１つ以上の集積回路と連通する、チャンバ上の１つ以上の集積回路であろう。

制限するのではなく、例示のシステムは、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、堆積チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属めっきチャンバまたはモジュール、クリーンチャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ならびに、半導体基板の製作および／もしくは製造において関連もしくは使用しうるその他の半導体処理システムを含んでよい。

上述のように、ツールによって実施されるプロセス工程に応じて、コントローラは、他のツール回路もしくはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインタフェース、隣接するツール、近接するツール、工場全体に設置されたツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または、半導体製造工場においてツール位置および／もしくはロードポートに対して基板容器を搬入出する材料搬送に用いられるツール、のうちの１つ以上と連通してよい。

上述のように、ツールによって実施されるプロセス工程に応じて、コントローラは、他のツール回路もしくはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインタフェース、隣接するツール、近接するツール、工場全体に設置されたツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または、半導体製造工場においてツール位置および／もしくはロードポートに対して基板容器を搬入出する材料搬送に用いられるツール、のうちの１つ以上と連通してよい。
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：
基板処理ツールのための大気圧−真空（ＡＴＶ）搬送モジュールであって、
少なくとも１つのローディングステーションと接続するように構成された第１の側と、
前記ＡＴＶ搬送モジュール内に配置された搬送ロボットアセンブリであって、前記少なくとも１つのローディングステーションと、前記ＡＴＶ搬送モジュールと真空搬送モジュール（ＶＴＭ）との間に配置された少なくとも１つのロードロックとの間で基板を搬送するように構成されている搬送ロボットアセンブリと、
前記第１の側に対向する、前記少なくとも１つのロードロックと接続するように構成された第２の側であって、前記搬送ロボットアセンブリは、前記第２の側に隣接して配置され、前記少なくとも１つのロードロックは、前記第２の側を通って前記ＡＴＶ搬送モジュールの内部に延びる、第２の側と、
を備える、ＡＴＶ搬送モジュール。
適用例２：
適用例１のＡＴＶ搬送モジュールであって、
前記少なくとも１つのロードロックの少なくとも約３０％は、前記ＡＴＶ搬送モジュールの前記内部に位置する、ＡＴＶ搬送モジュール。
適用例３：
適用例１のＡＴＶ搬送モジュールであって、
前記少なくとも１つのロードロックの少なくとも約５０％は、前記ＡＴＶ搬送モジュールの前記内部に位置する、ＡＴＶ搬送モジュール。
適用例４：
適用例１のＡＴＶ搬送モジュールであって、
前記少なくとも１つのロードロックの少なくとも約７０％は、前記ＡＴＶ搬送モジュールの前記内部に位置する、ＡＴＶ搬送モジュール。
適用例５：
適用例１のＡＴＶ搬送モジュールであって、
前記ＡＴＶ搬送モジュールは、装置フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）に相当する、ＡＴＶ搬送モジュール。
適用例６：
適用例１のＡＴＶ搬送モジュールであって、
前記少なくとも１つのロードロックは、第１のロードロックと、前記第１のロードロックの上方に配置された第２のロードロックとを備える、ＡＴＶ搬送モジュール。
適用例７：
適用例６のＡＴＶ搬送モジュールであって、
前記少なくとも１つのローディングステーションは、第１のローディングステーションと、前記第１のローディングステーションの上方に配置された第２のローディングステーションとを備える、ＡＴＶ搬送モジュール。
適用例８：
適用例６のＡＴＶ搬送モジュールであって、
前記搬送ロボットアセンブリは、前記第１のロードロックおよび前記第２のロードロックにアクセスするように構成されている、ＡＴＶ搬送モジュール。
適用例９：
適用例１のＡＴＶ搬送モジュールであって、さらに、
横レールと、前記横レールに取り付けられた縦レールとを備え、
前記搬送ロボットアセンブリは、前記縦レールに取り付けられ、前記縦レールで垂直方向に昇降するように構成され、前記縦レールは、前記横レールで水平方向にスライドするように構成されている、ＡＴＶ搬送モジュール。
適用例１０：
適用例９のＡＴＶ搬送モジュールであって、
前記搬送ロボットアセンブリは、２つのアームを備え、前記アームの各々は、アームセグメントおよびエンドエフェクタを備え、前記エンドエフェクタの長さは、前記アームセグメントの長さよりも長い、ＡＴＶ搬送モジュール。
適用例１１：
適用例１０のＡＴＶ搬送モジュールであって、
前記エンドエフェクタの前記長さは、前記アームセグメントの前記長さの２倍である、ＡＴＶ搬送モジュール。
適用例１２：
適用例１０のＡＴＶ搬送モジュールであって、
前記搬送ロボットアセンブリが折りたたまれた状態にあるときは、前記アームセグメントおよび前記エンドエフェクタは、同軸である、ＡＴＶ搬送モジュール。
適用例１３：
適用例１のＡＴＶ搬送モジュールであって、
前記搬送ロボットアセンブリは、搬送ロボットを支持するように構成された搬送ロボットプラットフォームを備え、前記搬送ロボットアセンブリは、（ｉ）前記搬送ロボットプラットフォームの位置を垂直方向に調節するために前記搬送ロボットプラットフォームを昇降させ、（ｉｉ）前記搬送ロボットプラットフォームの前記位置を水平方向に調節するように構成されている、ＡＴＶ搬送モジュール。
適用例１４：
適用例１３のＡＴＶ搬送モジュールであって、
前記搬送ロボットアセンブリは、前記搬送ロボットプラットフォームの前記位置を調節するように構成された第１のロボット配置アームおよび第２のロボット配置アームを備える、ＡＴＶ搬送モジュール。
適用例１５：
適用例１３のＡＴＶ搬送モジュールであって、
前記搬送ロボットは、（ｉ）アームセグメントおよび（ｉｉ）エンドエフェクタを有するアームを備える、ＡＴＶ搬送モジュール。
適用例１６：
基板処理ツールであって、
適用例１のＡＴＶ搬送モジュールを備え、
さらに、前記ＶＴＭを備える、基板処理ツール。
適用例１７：
適用例１６の基板処理ツールであって、
前記ＶＴＭは、複数の処理モジュールを備え、前記複数の処理モジュールは、前記ＶＴＭの第１の側に配置された少なくとも３つの処理モジュールと、前記第１の側に対向する前記ＶＴＭの第２の側に配置された少なくとも３つの処理モジュールとを含む、基板処理ツール。
適用例１８：
適用例１７の基板処理ツールであって、
前記複数の処理モジュールは、垂直に積み重ねられた構成の処理モジュールを含む、基板処理ツール。

Claims (18)

1. 基板処理ツールのための大気圧−真空（ＡＴＶ）搬送モジュールであって、
   少なくとも１つのローディングステーションと接続するように構成された第１の側と、
   前記ＡＴＶ搬送モジュール内に配置された搬送ロボットアセンブリであって、前記少なくとも１つのローディングステーションと、前記ＡＴＶ搬送モジュールと真空搬送モジュール（ＶＴＭ）との間に配置された少なくとも１つのロードロックとの間で基板を搬送するように構成されている搬送ロボットアセンブリと、
   前記第１の側に対向する、前記少なくとも１つのロードロックと接続するように構成された第２の側であって、前記搬送ロボットアセンブリは、前記第２の側に隣接して配置され、前記少なくとも１つのロードロックは、前記第２の側を通って前記ＡＴＶ搬送モジュールの内部に延びる、第２の側と、
   を備える、ＡＴＶ搬送モジュール。
2. 請求項１に記載のＡＴＶ搬送モジュールであって、
   前記少なくとも１つのロードロックの少なくとも約３０％は、前記ＡＴＶ搬送モジュールの前記内部に位置する、ＡＴＶ搬送モジュール。
3. 請求項１に記載のＡＴＶ搬送モジュールであって、
   前記少なくとも１つのロードロックの少なくとも約５０％は、前記ＡＴＶ搬送モジュールの前記内部に位置する、ＡＴＶ搬送モジュール。
4. 請求項１に記載のＡＴＶ搬送モジュールであって、
   前記少なくとも１つのロードロックの少なくとも約７０％は、前記ＡＴＶ搬送モジュールの前記内部に位置する、ＡＴＶ搬送モジュール。
5. 請求項１に記載のＡＴＶ搬送モジュールであって、
   前記ＡＴＶ搬送モジュールは、装置フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）に相当する、ＡＴＶ搬送モジュール。
6. 請求項１に記載のＡＴＶ搬送モジュールであって、
   前記少なくとも１つのロードロックは、第１のロードロックと、前記第１のロードロックの上方に配置された第２のロードロックとを備える、ＡＴＶ搬送モジュール。
7. 請求項６に記載のＡＴＶ搬送モジュールであって、
   前記少なくとも１つのローディングステーションは、第１のローディングステーションと、前記第１のローディングステーションの上方に配置された第２のローディングステーションとを備える、ＡＴＶ搬送モジュール。
8. 請求項６に記載のＡＴＶ搬送モジュールであって、
   前記搬送ロボットアセンブリは、前記第１のロードロックおよび前記第２のロードロックにアクセスするように構成されている、ＡＴＶ搬送モジュール。
9. 請求項１に記載のＡＴＶ搬送モジュールであって、さらに、
   横レールと、前記横レールに取り付けられた縦レールとを備え、
   前記搬送ロボットアセンブリは、前記縦レールに取り付けられ、前記縦レールで垂直方向に昇降するように構成され、前記縦レールは、前記横レールで水平方向にスライドするように構成されている、ＡＴＶ搬送モジュール。
10. 請求項９に記載のＡＴＶ搬送モジュールであって、
    前記搬送ロボットアセンブリは、２つのアームを備え、前記アームの各々は、アームセグメントおよびエンドエフェクタを備え、前記エンドエフェクタの長さは、前記アームセグメントの長さよりも長い、ＡＴＶ搬送モジュール。
11. 請求項１０に記載のＡＴＶ搬送モジュールであって、
    前記エンドエフェクタの前記長さは、前記アームセグメントの前記長さの２倍である、ＡＴＶ搬送モジュール。
12. 請求項１０に記載のＡＴＶ搬送モジュールであって、
    前記搬送ロボットアセンブリが折りたたまれた状態にあるときは、前記アームセグメントおよび前記エンドエフェクタは、同軸である、ＡＴＶ搬送モジュール。
13. 請求項１に記載のＡＴＶ搬送モジュールであって、
    前記搬送ロボットアセンブリは、搬送ロボットを支持するように構成された搬送ロボットプラットフォームを備え、前記搬送ロボットアセンブリは、（ｉ）前記搬送ロボットプラットフォームの位置を垂直方向に調節するために前記搬送ロボットプラットフォームを昇降させ、（ｉｉ）前記搬送ロボットプラットフォームの前記位置を水平方向に調節するように構成されている、ＡＴＶ搬送モジュール。
14. 請求項１３に記載のＡＴＶ搬送モジュールであって、
    前記搬送ロボットアセンブリは、前記搬送ロボットプラットフォームの前記位置を調節するように構成された第１のロボット配置アームおよび第２のロボット配置アームを備える、ＡＴＶ搬送モジュール。
15. 請求項１３に記載のＡＴＶ搬送モジュールであって、
    前記搬送ロボットは、（ｉ）アームセグメントおよび（ｉｉ）エンドエフェクタを有するアームを備える、ＡＴＶ搬送モジュール。
16. 基板処理ツールであって、
    請求項１に記載のＡＴＶ搬送モジュールを備え、
    さらに、前記ＶＴＭを備える、基板処理ツール。
17. 請求項１６に記載の基板処理ツールであって、
    前記ＶＴＭは、複数の処理モジュールを備え、前記複数の処理モジュールは、前記ＶＴＭの第１の側に配置された少なくとも３つの処理モジュールと、前記第１の側に対向する前記ＶＴＭの第２の側に配置された少なくとも３つの処理モジュールとを含む、基板処理ツール。
18. 請求項１７に記載の基板処理ツールであって、
    前記複数の処理モジュールは、垂直に積み重ねられた構成の処理モジュールを含む、基板処理ツール。

Images