JP2021027352A - 垂直バッチ炉組立体 - Google Patents

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Abstract

【課題】向上した収納容量を備えた垂直バッチ炉組立体を提供すること。【解決手段】ウェーハを処理するための垂直バッチ炉組立体は、カセット操作空間、ウェーハ操作空間、およびカセット操作空間とウェーハ操作空間とを分離する内壁を備える。カセット操作空間は、複数のウェーハカセットを収納するように構成されたカセット収納部を備える。カセット操作空間はまた、ウェーハカセットを、カセット収納部とウェーハ移送位置の間で移送するように構成されたカセットハンドラを備える。ウェーハ操作空間は、ウェーハを、ウェーハ移送位置にあるウェーハカセットとウェーハボートの間で移送するように構成されたウェーハハンドラを備える。内壁は、ウェーハの移送元または移送先となる、ウェーハカセットのためのウェーハ移送位置に隣接したウェーハ移送開口部を備える。カセット収納部は、１．１メートルから１．６メートルの間の直径を有するカセット収納カルーセルを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、一般に、ウェーハを処理するための垂直バッチ炉組立体に関する。
垂直バッチ炉組立体は、複数のウェーハカセットを収納するためのカセット収納部を備えたカセット操作空間を備えることができる。カセット収納部は、カセット収納カルーセル、および関連するカセットハンドラを備えることができる。カセットハンドラは、関連するカセット収納カルーセルの基台ステージ上にカセットを置くことができる。カセット収納カルーセルにおける基台ステージの数、および単一の基台ステージ上に収納され得るウェーハカセットの数は、設計に応じて変わる可能性がある。
この要約は、概念の選択を簡単化した形で導入するために提供される。これらの概念は、以下の開示の例示的な実施形態の詳細な記述においてさらに詳しく述べられる。この要約は、特許請求される主題の重要な特徴もしくは本質的な特徴を特定するように、または特許請求される主題の範囲を限定するために使用されるようには意図されていない。
向上した収納容量を備えた垂直バッチ炉組立体を提供することを目的とする。
そのために、垂直バッチ炉組立体が提供され得る。より詳細には、ウェーハを処理するための垂直バッチ炉組立体が提供され得る。
垂直バッチ炉組立体は、カセット操作空間を備えることができる。カセット操作空間は、複数のウェーハを備えた複数のウェーハカセットを収納するように構成されたカセット収納部を備えることができる。カセット操作空間は、ウェーハカセットを、カセット収納部とウェーハ移送位置の間で移送するように構成されたカセットハンドラを備えることができる。垂直バッチ炉組立体は、ウェーハ操作空間を備えることができる。ウェーハ操作空間は、ウェーハを、ウェーハ移送位置にあるウェーハカセットと、ウェーハボート移送位置にあるウェーハボートの間で移送するように構成されたウェーハハンドラを備えることができる。垂直バッチ炉組立体は、カセット操作空間とウェーハ操作空間とを分離する内壁を備えることができる。内壁は、ウェーハの移送元または移送先となる、ウェーハカセットのためのウェーハ移送位置に隣接したウェーハ移送開口部を備えることができる。カセット収納部は、１．１メートルから１．６メートルの間の直径を有するカセット収納カルーセルを備えることができる。
１．１メートルから１．６メートルの間の直径を有するカセット収納カルーセルを有する利点は、カセット収納カルーセルが、ツールの全幅にわたって広がることができ、したがって、多数のカセットを収容できることである。
本発明、および従来技術に対して達成された利点を要約するために、本発明のいくつかの目的および利点が、本明細書の上記において述べられてきた。当然であるが、このような目的または利点のすべてが、必ずしも本発明の任意の特定の実施形態によって達成できるものではないことを理解されたい。したがって、例えば、当業者であれば、本発明は、必ずしも本明細書で教示され、または示唆された他の目的または利点を達成することなく、本明細書で教示され、または示唆された１つの利点、または１群の利点を達成する、または最適化するように実施され得る、または実行され得ることが認識されよう。
様々な実施形態が従属請求項において特許請求されるが、それは、図で示された例を参照してさらに明らかにされる。諸実施形態は、組み合わせることができるが、または互いに分離して適用することもできる。
これらの実施形態のすべては、本明細書で開示される本発明の範囲に含まれるように意図される。これらの、および他の実施形態は、添付された図を参照し、いくつかの実施形態の以下の詳細な記述から、当業者であれば容易に明らかになろう。本発明は、開示されたどの特定の実施形態にも限定されない。
本明細書は、本発明の実施形態と考えられるものを個々に指摘し、かつ明確に特許請求する特許請求の範囲で終了するが、本開示の実施形態の利点は、添付図面と併せて読めば、本開示の実施形態のいくつかの例の記述から、より容易に確認することができる。
垂直バッチ炉組立体の例の概略的な上面図である。 図１、図３、および図４における線ＩＩに沿った、図１の例の概略的な横断面図である。 図２および図４における線ＩＩＩに沿った、図１の例の概略的な横断上面図である。 図１、図２、および図３における線ＩＶに沿った、図１の例の概略的な横断面図である。
本出願では、同様の、または対応する特徴は、同様の、または対応する参照記号により示される。様々な実施形態の記述は、図で示された例に限定されず、また詳細な記述および特許請求の範囲で使用される参照番号は、実施形態の記述を限定するようには意図されておらず、図で示された例を参照することにより、実施形態を明らかにするために含まれるものである。
いくつかの実施形態および例が以下で開示されるが、当業者であれば、本発明は、具体的に開示された諸実施形態、および／または本発明の用途、ならびにその自明な修正および等価な形態を越えて拡張されることが理解されよう。したがって、開示される本発明の範囲は、以下で述べられる特定の開示される実施形態により限定されるべきではないことが意図される。本明細書で提示される図は、いずれかの特定の材料、構造、またはデバイスの実際の図であることを意味するものではなく、本開示の実施形態を記述するために使用される理想化された表現に過ぎない。
本明細書で使用される場合、「ウェーハ」という用語は、使用され得る１つまたは複数の任意のその基礎となる材料を指すことができ、その上に、デバイス、回路、または膜を形成することができる。
最も一般的な用語において、本開示は、ウェーハを処理するための垂直バッチ炉組立体１０を提供し、その例が、図１から図４で示される。垂直バッチ炉組立体１０は、カセット操作空間２６を備えることができる。カセット操作空間２６は、複数のウェーハを備えた複数のウェーハカセット１６を収納するように構成されたカセット収納部を備えることができる。カセット操作空間２６は、ウェーハカセット１６を、カセット収納部とウェーハ移送位置２４の間で移送するように構成されたカセットハンドラ２８を備えることができる。垂直バッチ炉組立体１０は、ウェーハ操作空間３０を備えることができる。ウェーハ操作空間３０は、ウェーハを、ウェーハ移送位置２４にあるウェーハカセット１６と、ウェーハボート移送位置３４にあるウェーハボート１２の間で移送するように構成されたウェーハハンドラ３２を備えることができる。
垂直バッチ炉組立体１０は、カセット操作空間２６とウェーハ操作空間３０とを分離する内壁２０を備えることができる。内壁２０は、ウェーハの移送元または移送先となる、ウェーハカセット１６のためのウェーハ移送位置２４に隣接したウェーハ移送開口部２２を備えることができる。カセット収納部は、１．１メートルから１．６メートルの間の直径を有するカセット収納カルーセル１８を備えることができる。
垂直バッチ炉組立体１０の効果および利点は、要約セクションで述べられており、これらの効果および利点を参照によりここに挿入する。
実施形態では、カセット収納カルーセル１８は、少なくとも１つの基台ステージ７０を有することができる。カセット収納部は、基台ステージ７０ごとに、５個から８個の間のウェーハカセット１６を収納する容量を有することができる。例えば、カセット収納カルーセル１８は、基台ステージ７０ごとに５個のウェーハカセット１６を収納する容量を有するように、約１．１メートルから１．２メートルの直径を有することができる。別の例では、カセット収納カルーセル１８は、基台ステージ７０ごとに６個のウェーハカセット１６を収納する容量を有するように、約１．３メートルから１．５メートルの直径を有することができる。あるいは、図７で示されるように、カセット収納カルーセル１８は、基台ステージ７０ごとに約８個のウェーハカセット１６を収納する容量を有するように約１．４メートルから１．６メートルの直径を有することができ、そのうちの４個のウェーハカセット１６が示されている。
実施形態では、垂直バッチ炉組立体１０は、垂直バッチ炉組立体１０の幅３６を画定する２つの対向する短辺と、垂直バッチ炉組立体１０の長さ３８を画定する２つの対向する長辺とを有する実質的に長方形の設置面積を備えることができる。垂直バッチ炉組立体１０の幅３６は、１．６５メートル以下とすることができる。
実質的に長方形の設置面積を有することにより、複数の垂直バッチ炉組立体１０を、互いに隣接して配置して、利用可能な床面積の最適な使用を行うことができる。長方形の設置面積を備えた隣接する垂直バッチ炉組立体は、それらの間に未使用のスペースはないはずである。１．６５メートル未満の幅３６は、他の製造者／ブランドの垂直バッチ炉組立体との互換性を考えると有益である。
実施形態では、垂直バッチ炉組立体１０は、ウェーハボート１２に収容されたウェーハを処理するための第１のプロセスチャンバ５６をさらに備えることができる。垂直バッチ炉組立体１０は、ウェーハボート１２に収容されたウェーハを処理するための第２のプロセスチャンバ５８をさらに備えることができる。また垂直バッチ炉組立体１０は、単一のウェーハボート操作デバイス６０をさらに備えることができる。
ウェーハボート操作デバイス６０は、ウェーハボート１２を支持するようにそれぞれが構成された複数のウェーハボート支持面７４を有する１つの回転可能なテーブル７２を備えることができる。回転可能なテーブル７２は、中心の実質的に垂直な軸７６の回りで、作動器により回転可能にすることができる。回転可能なテーブル７２は、各ウェーハボート支持面７４を、第１のウェーハボート搭載／受入れ位置６２に移送するように回転可能にすることができ、その位置で、ウェーハボート操作デバイス６０は、ウェーハボート１２を、回転可能なテーブル７２から第１のプロセスチャンバ５６の中へと垂直に搭載し、かつウェーハボート１２を第１のプロセスチャンバ５６から回転可能なテーブル７２上に受け入れるように構成される。回転可能なテーブル７２はまた、各ウェーハボート支持面７４を、第２のウェーハボート搭載／受入れ位置６４に移送するように回転可能にすることができ、その位置で、ウェーハボート操作デバイス６０は、ウェーハボート１２を、回転可能なテーブル７２から第２のプロセスチャンバ５８の中へと垂直に搭載し、かつウェーハボート１２を第２のプロセスチャンバ５８から回転可能なテーブル７２上に受け入れるように構成される。ウェーハボート操作デバイス６０は、ウェーハボート１２を第１のウェーハボート搭載／受入れ位置６２と第１のプロセスチャンバ５６の間で移送するように構成された第１のウェーハボートリフト組立体７８を備えることができる。ウェーハボート操作デバイス６０はまた、ウェーハボート１２を第２のウェーハボート搭載／受入れ位置６４と第２のプロセスチャンバ５８の間で移送するように構成された第２のウェーハボートリフト組立体７８’を備えることができる。回転可能なテーブル７２は、各ウェーハボート支持面７４を、ウェーハボート操作デバイス６０がウェーハボート１２を冷却するように構成される冷却位置８０に移送するようにさらに回転可能であり得る。回転可能なテーブル７２はまた、各ウェーハボート支持面７４を中間位置８２に移送するように回転可能であり得る。中間位置８２にあるウェーハボート支持面７４上にあるウェーハボート１２をボート移送位置３４に、またその逆も同様に移送するために、ボート移送機構８４を設けることができる。
単一のウェーハボート操作デバイス６０は、したがって、ウェーハボート１２を、第１のプロセスチャンバ５６と第２のプロセスチャンバ５８の両方に搭載するように、かつウェーハボート１２を、第１のプロセスチャンバ５６と第２のプロセスチャンバ５８の両方から受け入れるように構成することができる。この構成により、垂直バッチ炉組立体１０は、ウェーハボート操作デバイス６０を用いて、第１のプロセスチャンバ５６との間で、ならびに第２のプロセスチャンバ５８との間で、ウェーハボート１２を搭載し／受け入れることができる。垂直バッチ炉組立体１０は、したがって、第２のプロセスチャンバ５８との間でウェーハボート１２の搭載／受入れを行うための第２のウェーハボート操作デバイス６０を必要としない。このような第２のウェーハボート操作デバイス６０を収容する必要のないスペースは、垂直バッチ炉組立体１０の幅３６を低減するために使用することができる。
実施形態では、垂直バッチ炉組立体１０は、少なくとも１つのカセット出入ポート４８をさらに備えることができる。少なくとも１つのカセット出入ポート４８は、ウェーハカセット１６を、垂直バッチ炉組立体１０と外界の間で交換するための、垂直バッチ炉組立体１０への入口、およびそこからの出口を提供する。少なくとも１つのカセット出入ポート４８は、カセット操作空間２６の境界を定める壁８４に設けることができる。前記壁８４は、垂直バッチ炉組立体１０の実質的に長方形の設置面積の短辺に、またはその近くに存在することができる。カセットハンドラ２８は、ウェーハカセット１６を、カセット収納部、ウェーハ移送位置２４、および少なくとも１つのカセット出入ポート４８の間で移送するように構成することができる。
このようなカセットハンドラ２８は、カセット操作空間２６内のウェーハカセット移送のすべてを扱うことができる。これは、ウェーハカセットを移送するための効率的、かつ費用効果の高い方法を提供することができる。
実施形態では、カセットハンドラ２８は、カセットハンドラアーム５０と、カセット収納部内の異なる垂直高さにあるウェーハカセット１６に達するように構成された昇降機構５２とを備えることができる。
本発明の例示的な実施形態が、部分的に添付図面を参照して上記で述べられてきたが、本発明は、これらの実施形態に限定されないことを理解されたい。図面、本開示、および添付の特許請求の範囲を検討することにより、当業者であれば、特許請求される本発明の実施において、開示された実施形態に対する変形形態を理解し実施することができる。
本明細書の全体を通して、「一実施形態」または「実施形態」への参照は、その実施形態に関して述べられた特定の機能、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本記述の全体を通して様々な場所における「一実施形態では」または「実施形態では」のフレーズの出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すものではない。
さらに、上記で述べられた様々な実施形態の１つまたは複数の特定の機能、構造、または特性は、互いに独立して実施されてもよく、新規の、明示的に述べられていない実施形態を形成するように任意の適切な方法で組み合わされてもよいことに留意されたい。詳細な記述および特許請求の範囲で使用される参照番号は、諸実施形態の記述を限定するものではなく、また特許請求の範囲を限定するものではない。参照番号は、明確化のために使用されるに過ぎない。
１０ 垂直バッチ炉組立体
１２ ウェーハボート
１６ ウェーハカセット
１８ カセット収納カルーセル
２０ 内壁
２２ ウェーハ移送開口部
２４ ウェーハ移送位置
２６ カセット操作空間
２８ カセットハンドラ
３０ ウェーハ操作空間
３２ ウェーハハンドラ
３４ ウェーハボート移送位置
３６ （垂直バッチ炉組立体の）幅
３８ （垂直バッチ炉組立体の）長さ
４８ カセット出入ポート
５０ カセットハンドラアーム
５２ 昇降機構
５６ 第１のプロセスチャンバ
５８ 第２のプロセスチャンバ
６０ ウェーハボート操作デバイス
６２ 第１のウェーハボート搭載／受入れ位置
６４ 第２のウェーハボート搭載／受入れ位置
７０ 基台ステージ
７２ 回転可能なテーブル
７４ ウェーハボート支持面
７６ 中心軸
７８および７８’ ウェーハボートリフト組立体
８０ 冷却位置
８２ 中間位置
８４ ウェーハボート移送機構

Claims (13)

  1. ウェーハを処理するための垂直バッチ炉組立体（１０）であって、
    複数のウェーハを備えた複数のウェーハカセット（１６）を収納するように構成されたカセット収納部、およびウェーハカセット（１６）を前記カセット収納部とウェーハ移送位置（２４）の間で移送するように構成されたカセットハンドラ（２８）を備えるカセット操作空間（２６）と、
    ウェーハを、前記ウェーハ移送位置（２４）にあるウェーハカセット（１６）と、ウェーハボート移送位置（３４）にあるウェーハボート（１２）の間で移送するように構成されたウェーハハンドラ（３２）を備えたウェーハ操作空間（３０）と、
    前記カセット操作空間（２６）と前記ウェーハ操作空間（３０）とを分離する内壁（２０）であって、ウェーハの移送元または移送先となる、ウェーハカセット（１６）のための前記ウェーハ移送位置（２４）に隣接したウェーハ移送開口部（２２）を備える内壁（２０）とを備え、
    前記カセット収納部が、１．１メートルから１．６メートルの間の直径を有するカセット収納カルーセル（１８）を備える、垂直バッチ炉組立体（１０）。
  2. 前記垂直バッチ炉組立体（１０）の幅（３６）を画定する２つの対向する短辺を有し、かつ前記垂直バッチ炉組立体（１０）の長さ（３８）を画定する２つの対向する長辺を有する実質的に長方形の設置面積を備え、前記垂直バッチ炉組立体（１０）の前記幅（３６）は、１．６５メートル以下である、請求項１に記載の垂直バッチ炉組立体。
  3. 前記カセット収納カルーセル（１８）は、少なくとも１つの基台ステージ（７０）を有し、かつ基台ステージ（７０）ごとに、５個から８個の間のウェーハカセット（１６）を収納する容量を有する、請求項１または２に記載の垂直バッチ炉組立体。
  4. 前記カセット収納カルーセル（１８）は、約１．１メートルから１．２メートルの直径を有し、かつ基台ステージ（７０）ごとに５個のウェーハカセット（１６）を収納する容量を有する、請求項３に記載の垂直バッチ炉組立体。
  5. 前記カセット収納カルーセル（１８）は、約１．３メートルから１．５メートルの直径を有し、かつ基台ステージ（７０）ごとに６個のウェーハカセット（１６）を収納する容量を有する、請求項３に記載の垂直バッチ炉組立体。
  6. 前記カセット収納カルーセル（１８）は、約１．４メートルから１．６メートルの直径を有し、かつ基台ステージ（７０）ごとに約８個のウェーハカセット（１６）を収納する容量を有する、請求項３に記載の垂直バッチ炉組立体。
  7. ウェーハボート（１２）に収容されたウェーハを処理するための第１のプロセスチャンバ（５６）と、
    ウェーハボート（１２）に収容されたウェーハを処理するための第２のプロセスチャンバ（５８）と、
    ウェーハボート（１２）を支持するようにそれぞれが構成された複数のウェーハボート支持面（７４）を有する１つの回転可能なテーブル（７２）を備える単一のウェーハボート操作デバイス（６０）であって、前記回転可能なテーブル（７２）は、各ウェーハボート支持面（７４）を、
    前記ウェーハボート操作デバイス（６０）がウェーハボート（１２）を前記回転可能なテーブル（７２）から前記第１のプロセスチャンバ（５６）へと垂直に搭載し、かつ前記ウェーハボート（１２）を前記第１のプロセスチャンバ（５６）から前記回転可能なテーブル（７２）上に受け入れるように構成される、第１のウェーハボート搭載／受入れ位置（６２）に、また
    前記ウェーハボート操作デバイス（６０）が前記ウェーハボート（１２）を前記回転可能なテーブル（７２）から前記第２のプロセスチャンバ（５８）へと垂直に搭載し、かつ前記ウェーハボート（１２）を前記第２のプロセスチャンバ（５８）から前記回転可能なテーブル（７２）上に受け入れるように構成される、第２のウェーハボート搭載／受入れ位置（６４）に
    移送するように、中心の実質的に垂直な軸（７６）の回りで作動器により回転可能である、単一のウェーハボート操作デバイス（６０）と
    をさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の垂直バッチ炉組立体。
  8. 前記ウェーハボート操作デバイス（６０）は、ウェーハボート（１２）を前記第１のウェーハボート搭載／受入れ位置（６２）と前記第１のプロセスチャンバ（５６）の間で移送するように構成された第１のウェーハボートリフト組立体（７８）を備える、請求項７に記載の垂直バッチ炉組立体。
  9. 前記ウェーハボート操作デバイス（６０）は、ウェーハボート（１２）を前記第２のウェーハボート搭載／受入れ位置（６４）と前記第２のプロセスチャンバ（５８）の間で移送するように構成された第２のウェーハボートリフト組立体（７８）を備える、請求項７または８に記載の垂直バッチ炉組立体。
  10. 前記回転可能なテーブル（７２）は、各ウェーハボート支持面（７４）を、
    前記ウェーハボート操作デバイス（６０）が前記ウェーハボート（１２）を冷却するように構成される冷却位置（８０）にさらに移送するように回転可能である、請求項７から９のいずれか一項に記載の垂直バッチ炉組立体。
  11. 前記回転可能なテーブル（７２）は、各ウェーハボート支持面（７４）を中間のウェーハボート位置（８２）にさらに移送するように回転可能であり、前記垂直バッチ炉組立体は、前記中間位置（８２）にあるウェーハボート支持面（７４）上にあるウェーハボート（１２）を前記ボート移送位置（３４）に、またその逆も同様に移送するように構成されたボート移送機構（８４）をさらに備える、請求項７から１０のいずれか一項に記載の垂直バッチ炉組立体。
  12. 前記カセット操作空間（２６）の境界を定める壁（８４）に設けられた少なくとも１つのカセット出入ポート（４８）をさらに備え、前記カセットハンドラ（２８）は、ウェーハカセット（１６）を、前記カセット収納部、前記ウェーハ移送位置（２４）、および前記少なくとも１つのカセット出入ポート（４８）の間で移送するように構成される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の垂直バッチ炉組立体。
  13. 前記カセットハンドラ（２８）は、カセットハンドラアーム（５０）と、前記カセット収納部内の異なる垂直高さにあるウェーハカセット（１６）に達するように構成された昇降機構（５２）とを備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の垂直バッチ炉組立体。
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