JP2022550900A - ローディング又はアンローディング群およびエピタキシャル反応器を有する処理装置 - Google Patents
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Abstract
電気部品の製造のための半導体材料の基板上に半導体材料の層を高温でエピタキシャル堆積するタイプのエピタキシャル反応器(1000)のための処理装置(900)であって、基板を処理するための反応チャンバ(100)と、基板支持装置上に配置された基板を搬送するための、前記反応チャンバ(100)に隣接する搬送チャンバ(200)と、1つ以上の基板を有する基板支持装置を収容するように配置された、少なくとも部分的に前記搬送チャンバ(200)に隣接するローディング/アンローディング群(300)と、少なくとも部分的にロードロックチャンバ(300)を収容する貯蔵チャンバ(400)であって、処理済みおよび/または未処理の基板のための第1の貯蔵ゾーン(410)と、基板なしの基板支持デバイスのための第2の貯蔵ゾーン(420)とを有する貯蔵チャンバ(300)と、前記貯蔵チャンバ(400)と前記ローディング/アンローディング群(300)との間で、処理済み基板、未処理の基板、および基板を全く有さない基板支持装置を搬送するための少なくとも1つの外部ロボット(500)と、1つ以上の基板を有する基板支持装置を前記ローディング/アンローディング群(300)と前記反応チャンバ(100)との間で前記搬送チャンバ(200)を介して搬送するための少なくとも1つの内部ロボット(600)と、を含み、前記ローディング/アンローディング群(300)は、互いに関連したロードロックチャンバ(300A)および準備ステーション(300B)を含む、処理装置(900)。
Description
本発明は新しい概念のエピタキシャル反応器(例えば、添付図1参照)、特に、電気的、電子的用途のための炭化ケイ素基板上への炭化ケイ素のエピタキシャル堆積のための反応器に関する。
エピタキシャル堆積のための反応器は、数十年前から知られている。
炭化ケイ素のエピタキシャル堆積のための反応器も長い間知られており、過去に、出願人自身がこの点に関して特許出願を行った。
発明エピタキシャル反応器(リアクタ)の主な革新は、貯蔵室(例えば図1の400)、ローディング/アンローディング群(loading/unloading group)(例えば図1の300)、搬送室(例えば図1の200)である。これら3つの要素(チャンバ)は反応チャンバ(例えば図1の100)とともに、エピタキシャル反応器(例えば図1の1000)のいわゆる「処理装置」(例えば図1の900)の一部と考えることができる。
本発明による反応器では基板が処理プロセスの前に「基板支持装置」の上に配置され、処理プロセスの後に「基板支持装置」から除去され、これらの2つの動作は貯蔵チャンバ内で自動的に実行される。「基板支持装置」は「ポケット」と呼ばれる特別な凹部に挿入される可能性がある1つ以上の基板を同時に支持および搬送するように構成することができ、したがって、反応チャンバに挿入され、反応チャンバから抽出される一種の「トレイ」である。特に、本発明による反応器のための特に有利な「基板支持装置」は円盤形状を有し、以下に説明する添付の図2(図2Aは上面図であり、図2Bは断面図である)に例として概略的に示されている。
本発明の一般的な目的は、従来技術を改善することである。
この目的は、添付の特許請求の範囲に記載された技術的特徴を有する処理装置によって達成される。
本発明の一態様はまた、エピタキシャル反応器であり、前記エピタキシャル反応器は、添付の特許請求の範囲の対象である処理装置を備える。
特に、電気部品の製造のための半導体材料の基板上の半導体材料の層の高温(特に、1,300℃より高く、1,600℃より低い)でのエピタキシャル堆積のための反応器に関する。その代わりに、プロセス圧力は、通常、0.03atm(=3,000Pa)と0.5atm(50,000Pa)との間で構成される。
より詳細には、本発明が高温(特に400℃よりも高く、より詳細には800℃よりも高い)で反応チャンバ(処理済み)基板から抽出するように構成されたエピタキシャル堆積のための反応器に関する。
さらに詳細には、本発明が高温(特に400℃より高く、より詳細には800℃より高い)で反応チャンバ内に(未処理の)基板を導入するように構成されたエピタキシャル堆積のための反応器に関する。
有利には、処理される基板および処理される基板が「基板支持デバイス」上に配置される。
本発明は、添付の図面と共に考慮されるべき以下の詳細な説明からより容易に明らかになるのであろう
容易に理解できるように、本発明を実際に実施する様々な方法があり、本発明は、添付の特許請求の範囲においてその主な有利な態様で定義され、以下の詳細な説明または添付の特許請求の範囲のいずれにも限定されない。
図1を参照すると、いわゆる「処理装置」900を含む本発明によるエピタキシャル反応器1000の実施形態が示されている。
本発明の最も典型的で有利な用途は、電気部品の製造のための半導体材料(特に炭化ケイ素)の基板上に半導体材料(特に炭化ケイ素)の層をエピタキシャル堆積するための反応器におけるものである。これらは反応チャンバエピタキシャル堆積プロセスが高温(特に1,300℃より高く1,800℃より低い)および典型的には0.03atm(=3,000Pa)と0.5atm(50,000Pa)との間に含まれる圧力で実行される反応器であり、特定の試験は出願人によって、例えば1,800℃および0.1atm(10,000Pa)で実行された。
図1には、機能に応じて、エピタキシャル反応器1000、すなわちシステム全体、または処理装置900、すなわちそのサブシステムの一部と見なすことができる電子制御ユニット800が示されている。一般に、エピタキシャル反応器が、各々が1つ以上のサブシステムの制御専用のいくつかの電子制御ユニットを備えることが可能である。図1の例では電子制御ユニット800が少なくとも治療用装置900を制御するように配置され、この目的のために、治療用装置900の構成要素との間で電気信号を受信および送受信する(これは2つの大きな黒い矢印によって概略的に表される)。
一般に、本発明によるエピタキシャル反応器を含むエピタキシャル反応器は、エピタキシャル反応器の制御ユニットの一部とみなすこともできる制御コンソールを備える。
処理装置900は、4つの基本構成要素からなる:
-基板を処理するための反応チャンバ100
-反応チャンバ100に隣接する搬送チャンバ200
-搬送チャンバ200に少なくとも部分的に隣接するローディング/アンローディング群300
-少なくとも部分的にローディング/アンローディング群(loading/unloading group)300を含む貯蔵チャンバ400。
-基板を処理するための反応チャンバ100
-反応チャンバ100に隣接する搬送チャンバ200
-搬送チャンバ200に少なくとも部分的に隣接するローディング/アンローディング群300
-少なくとも部分的にローディング/アンローディング群(loading/unloading group)300を含む貯蔵チャンバ400。
あるいは、チャンバ200および300が一体化され、単一のチャンバを構成し得ることに留意されたい。
本発明の典型的かつ有利な実施形態によれば、反応チャンバは、誘導によって加熱される「ホットウォール」を有するタイプのものである。特に、これはエピタキシャル堆積プロセスが進行中でないときでも「高温」になるように構成され、前記「高温」は「プロセス温度」よりも低いが、「周囲温度」よりも高く、例えば、摂氏で表される「プロセス温度」の30~70%に等しくすることができる。
本発明の典型的かつ有利な実施形態によれば、反応チャンバは、国際特許出願WO2004053187、WO2004053188、WO2007088420およびWO2015092525(これらは参照により本明細書に組み込まれる)に示され、記載されているものと同様の技術的特徴を有することができる。
本発明の典型的かつ有利な実施形態によれば、反応チャンバは反応および堆積ゾーンを画定する4つのサセプタ要素(「壁」)からなるサセプタ構成を備え、さらに、少なくともエピタキシャル堆積プロセス中に、反応および堆積ゾーンの内側に留まり、その軸の周りを回転するように構成された別のサセプタ要素(「ディスク」または「シリンダ」)がある。この他のサセプタ要素は「基板支持装置」のための残りの部分を提供するように配置され、他方、「基板支持装置」はエピタキシャル堆積プロセスの前に反応および堆積ゾーン(1つ以上の未処理基板を有する)に導入され、エピタキシャル堆積プロセスの後に(1つ以上の処理基板を有する)反応および堆積ゾーンから抽出されるように配置され、有利には「基板支持装置」(および基板)が特に500℃より高い、またはさらに高い温度(例えば、900℃または1,000℃)でまだ高温であるときに配置される。
図1の例では有利にはローディング/アンローディング群300がロードロックチャンバ300Aと、(以下でより良く理解されるように)互いに関連付けられた準備ステーション300Bとからなり、特に、これらの2つの要素は別個であるが、接近しており(例えば、0cmと10cmとの間)、代替的に(図6を参照)、これらは互いに一体化され得る。
図1の例では、ロードロックチャンバ300Aがチャンバ400の内側に全体的に位置し、チャンバ200に隣接している。
図1の例では、調製ステーション300Bがチャンバ400の内側に完全に位置している。
一般に、エピタキシャル反応器は、反応器チャンバを選択的に分離するように配置された、いわゆる「ゲート弁」を備える。図1の反応器の場合、チャンバ100とチャンバ200との間にある第1の「ゲートバルブ」と、チャンバ200とチャンバ300Aとの間にある第2の「ゲートバルブ」と、チャンバ300Aとチャンバ400との間にある第3の「ゲートバルブ」とが設けられ(図には示されていないが)、さらに、操作者がチャンバ400の内部にアクセスし、基板および基板支持装置を入れたり/取り除いたりすることができるように、好ましくは密閉型のドアが設けられている(図には示されていないが)。
既に述べたように、本発明による反応器では、「基板支持装置」の使用が想定される。
図2の「基板支持装置」2000は本発明による反応器にとって特に有利な、凹部(図2Aに2100で示される)、いわゆる「ポケット」、凹部とほぼ同じ形状およびサイズの基板(図2Aに示され、図2Bに2900で示される)を収容するほぼ円形の形状、および「基板支持装置」の取り扱いを容易にするために、その全周に沿って半径方向に突出する薄い縁部(図2Aに2200で示される)を有する。基板は、いわゆる「平坦」を有し;凹部(図2Aにおいて2100で示される)において、基板の「平坦」にプラグ(図2Aにおいて2300で示される)が存在する。
また、図2の「基板支持装置」2000は、次のような一組の部品によって説明することができる(特に図2Bを参照)。これは、単に「プレート」と呼ばれる、基板2900を支持するように配置された残りの部分面を有する円形の板状部品2500を備え、特に、残りの部分面は基板と実質的に同じ形状およびサイズを有し、凹部2100の底部を構成し、プラグ(図2Aに2300で示される)は概念的に、プレート2500上に重ね合わされる。装置2000はさらに、プレート2500を完全に囲み、凹部2100の側壁を構成するように軸方向に延在する第1の縁部2600を備える(この壁の小さな部分は、プラグ2300によって構成される)。装置2000は最終的に、第1のエッジ部分2600を完全に囲み、半径方向に延在する第2のエッジ部分2700を備える。第2のエッジ部分2700は、第1のエッジ部分2600の周囲に位置するフランジであると言える。典型的には、プレート2500が第2の縁部2700よりも低いレベルにある。図2Aの縁部2200は実質的に、図2Bの第2の縁部2700に対応する。上述の部品は1つ以上の単一部品を形成するように接合することができ、例えば、部品2500、2600、および2700は単一部品を形成することができ、または部品2500は第1の単一部品を形成することができ、部品2600および2700は、第2の単一部品を形成することができることに留意されたい。さらに、上述の各部品は機械的に結合された2つ以上の単一部品によって形成することができ、プレート2500に関する例を以下に説明することに留意されたい。
特に有利にはプレート2500が互いに結合された環状部分または部分2520と中央部分または部分2540とに分割され、環状部分または部分2520は第1の縁部分2600と一体であり、中央部分または部分2540は環状部分または部分2520の穴に挿入され、例えば、可動ロッドによって「基板支持デバイス」2000の外側から(特に、図2Bの下から)作用する環状部分または部分2520に対して上昇および下降させることができ、このような外部作用がない場合、中央部分または部分2540は部分または部分2520と2540との間の適切な機械的結合によって所定の位置に留まる。基板2900が凹部2100に挿入される場合、中央部分または部分2540を昇降させることによって、基板2900も昇降する。
特に有利には、プレート2500の残りの表面が基板2900が第1の縁部2600の近くのプレート2500の小さな環状ゾーンとのみ接触するように構成される。例えば、前記小さな環状ゾーンは1~5mmの幅を有することができ、および/または第1の縁部2600から1~3mm半径方向に距離を置くことができる。基板2900とプレート2500の中心ゾーンとの間の距離は例えば、0.5~1.5mmであり得る。
一般に、本発明によれば、処理装置は以下を含む:
-基板を処理するための反応チャンバ(図1の例では100)
-基板支持装置上に配置された基板を搬送するための、反応チャンバ(図1の例では100)に隣接する搬送チャンバ(図1の例では200)
-1つ以上の基板を有する基板支持デバイスを収容するように配置された、搬送チャンバ(図1の例では200)に少なくとも部分的に隣接するローディング/アンローディング群(図1の例では300)
-処理済みおよび/または未処理の基板のための第1の貯蔵ゾーン(図1の例では410)と、基板なしの基板支持デバイスのための第2の貯蔵ゾーン(図1の例では420)とを有する、ローディング/アンローディング群(図1の例では300)を少なくとも部分的に含む貯蔵チャンバ(図1の例では400)
-少なくとも1つ、特に1つだけ、処理された基質、未処理の基質および基質支持装置を基質なしで保存チャンバー(図1の例では400)とローディング/アンローディング群(図1の例では300)との間に移すための外部ロボット(図1の例では500-この図ではロボットを記号で示す)を移すための1つの外部ロボット、特に、例えば原子炉の異常な操作、外部ロボットは基質を有する基質支持装置も移すことができる
-ローディング/アンローディング群(図1の例では300)と前記反応チャンバ(図1の例では100)との間で、搬送チャンバ(図1の例では200)を介して1つ以上の基板を有する基板支持装置を搬送するための、特に1つのみの内部ロボット(図1の例では600、この図ではロボットは記号で示されている)。
-基板を処理するための反応チャンバ(図1の例では100)
-基板支持装置上に配置された基板を搬送するための、反応チャンバ(図1の例では100)に隣接する搬送チャンバ(図1の例では200)
-1つ以上の基板を有する基板支持デバイスを収容するように配置された、搬送チャンバ(図1の例では200)に少なくとも部分的に隣接するローディング/アンローディング群(図1の例では300)
-処理済みおよび/または未処理の基板のための第1の貯蔵ゾーン(図1の例では410)と、基板なしの基板支持デバイスのための第2の貯蔵ゾーン(図1の例では420)とを有する、ローディング/アンローディング群(図1の例では300)を少なくとも部分的に含む貯蔵チャンバ(図1の例では400)
-少なくとも1つ、特に1つだけ、処理された基質、未処理の基質および基質支持装置を基質なしで保存チャンバー(図1の例では400)とローディング/アンローディング群(図1の例では300)との間に移すための外部ロボット(図1の例では500-この図ではロボットを記号で示す)を移すための1つの外部ロボット、特に、例えば原子炉の異常な操作、外部ロボットは基質を有する基質支持装置も移すことができる
-ローディング/アンローディング群(図1の例では300)と前記反応チャンバ(図1の例では100)との間で、搬送チャンバ(図1の例では200)を介して1つ以上の基板を有する基板支持装置を搬送するための、特に1つのみの内部ロボット(図1の例では600、この図ではロボットは記号で示されている)。
外部ロボット500は少なくとも部分的には格納チャンバ400の内側に位置し、内部ロボット600は少なくとも部分的に、搬送チャンバ200の内側に位置する。
図1の例では、外部ロボット500はまた、ローディング/アンローディング群300の内部で任意の搬送を実行するように、特に、まだ処理されるべき1つ以上の基板を有する基板支持装置を準備ステーション300Bからロードロックチャンバ「300A」に搬送し、すでに処理された1つ以上の基板を有する基板支持装置を「ロードロック」チャンバ300Aから準備ステーション300Bに搬送するように構成される。
上述の(チャンバ)要素、特にローディング/アンローディング群は基板および/または「基板支持デバイス」を取り扱う際に能動的な役割を有することもでき、すなわち、基板を移動させるように構成された手段を備えることができる。
本発明による反応器では基板が処理プロセスの前に「基板支持装置」上に配置され、処理プロセスの後に「基板支持装置」から取り出され、これらの2つの動作は保管チャンバ(図1の例では400)内の外部ロボット500によって自動的に実行される。未処理の基板を有する支持装置は処理プロセスの前に、ローディング/アンローディング群(図1の例では300)から、特にそのロードロックチャンバから、反応チャンバ(図1の例では100)に搬送され、未処理の基板を有する同じ支持装置は処理プロセスの後に、反応チャンバ(図1の例では100)から、ローディング/アンローディング群(図1の例では300)、特にそのロードロックチャンバに搬送され、これら2つの搬送動作は、内部ロボット600によって自動的に実行される。
典型的には同じ「基板支持装置」をいくつかの処理プロセスに使用することができ、以下に説明する例では同じ装置を2つのプロセスに使用することに留意されたい。最初の処理プロセスの前に、ロボット500はゾーン420から「基板支持装置」をとり、ステーション300B内にそれを置き、次いで、(少なくとも)ゾーン410からの未処理基板を、ステーション300B内に位置する「基板支持装置」の上に置き、ロボット500は(少なくとも)ステーション300B内に位置する「基板支持装置」から処理基板をとり、その後、第2の処理プロセスの前に、(少なくとも)ゾーン410からの別の未処理基板をとり、(例えば、サブゾーン410Aから)ステーション300B内に位置する「基板支持装置」の上に置く。ロボット500は(少なくとも)「基板支持装置」から他の処理された基板を取り出す。ステーション300Bに配置され、ゾーン410(例えば、サブゾーン410B内)内に配置され、最後に、ロボット500はステーション300Bから「基板支持装置」をアンロード、それを、他の場所、例えば、ゾーン420内に配置する。先に述べたように、典型的には、外部ロボット500が1つ以上の基板がまだ処理されていない基板支持デバイスを準備ステーション300Bからロードロックチャンバ300Aに搬送し、1つ以上の基板が既に処理された基板支持デバイスをロードロックチャンバ300Aから準備ステーション300Bに搬送するようにも構成される。
概念的には、外部ロボットおよび内部ロボットが同様の動作を実行することができるという点で類似している。典型的には、両方とも、3つのアーム部材およびいわゆる「エンドエフェクタ」からなる関節アームを備える。第3のアーム部材および内部ロボットの「エンドエフェクタ」は典型的には非常に高温(800~1,600℃)に位置する反応チャンバに接近し、入るように配置されているので、特に、「エンドエフェクタ」の位置決めを助けるために(例えば「フィーラ」タイプの)位置センサを備えることができることに留意されたい。
貯蔵チャンバに関する革新は添付の図面を非限定的に参照して以下に説明され(例えば、図1において400で示されるもの)、これは、図面に示される実施形態例の技術的特徴が「可能である」としてのみ言及される理由である。
外部ロボット500は、処理済み基板および未処理基板の両方、ならびに基板支持デバイスを処理するように構成された関節アーム510を備えることができる。
第1の貯蔵ゾーン410は貯蔵チャンバ400の第1の側面に位置することができ、第2の貯蔵ゾーン420は、貯蔵チャンバ400の第2の側面に位置することができ、図1では第2の側面が外部ロボット500の位置を考慮して、第1の側面と反対である。
第1の貯蔵ゾーン410は、未処理の基板についてのみ第1のサブゾーン410Aと、処理された基板についてのみ第2のサブゾーン410Bとに分割することができる。
貯蔵チャンバ400は基板を有する支持デバイスのための第3の貯蔵ゾーン(図1には示されていない)を有することができ、この貯蔵ゾーンは例えば、オペレータの介入を必要とするような異常な状況の場合に使用するのに適していることができ、あるいは、第3の貯蔵ゾーンが試験基板および/または較正基板のために使用することができる。いくつかの実施形態例によれば、異常な状況の場合には、基板を有する支持デバイスを第2の記憶ゾーン420に格納することができることに留意されたい。
有利にはエピタキシャル反応器の電子制御ユニットが貯蔵チャンバ内の未処理基板および/または処理済み基板および/または基板支持デバイスの位置決めをプログラミングする可能性を提供し、特に、それらのそれぞれの位置決めは水平方向だけでなく垂直方向にも設定することができ、有利には処理前の基板の位置決めは処理後の同じ基板の位置決めとは異なることができる。このようにして、位置決めの最大の柔軟性がある。
典型的には、本発明によれば、複数の基板を、適切なボックス内の貯蔵チャンバのゾーンまたはサブゾーン内に、互いからある距離をおいて、上下に配置することができる。一般に、箱は、未処理および処理された基板の両方を収容することができる。
典型的には、本発明によれば、複数の基板支持デバイスを、適切なボックス内の貯蔵チャンバのゾーンまたはサブゾーン内に、互いの上に、互いから一定の距離をおいて配置することができる。
第1の可能性(図示せず)によれば、関節アームは第1のアーム部材と第2のアーム部材とを備え、第1のアーム部材は第2のアーム部材にヒンジ結合され、第1のアーム部材は未処理の基板を取り扱う(特に把持する)ように配置された第1の端部と、基板を取り扱う(特に把持する)ように配置された第2の端部と、第2のアーム部材にヒンジ結合された中間部とを有する。
本明細書では「把持する」という用語が「把持する」と呼ばれる第1の部分と、「把持する」と呼ばれる第2の部分との間の比較的強固な接触を示すために使用され、一方、「取り扱う」という用語は2つの部分が一緒に動くようなものであることのみを示す。
第2の可能性(図3に例を挙げて示す)によれば、関節アーム510は第1のアーム部材512と第2のアーム部材516とを備え、第1のアーム部材512は第2のアーム部材516にヒンジ結合され、第1のアーム部材512は処理された基板及び未処理の基板の両方を取り扱うように配置された第1の端部513並びに基板支持装置、及び第2のアーム部材516にヒンジ結合された第2の端部514を有する。
関節アーム510はまた、ベース520を備えることができる。
関節アーム510はまた、ベース520上に取り付けられた持ち上げコラム511を備えてもよい。
また、関節アーム510は第1の端部を第2のアーム部材516に、第2の端部をリフティングカラム511にヒンジ止めした第3のアーム部材517を備えることができる。
第1のアーム部材512はいわゆる「エンドエフェクタ」515を、典型的には第1の端部分513に備えるか、またはそれと関連付けることができ、図3の実施形態例(典型的かつ有利)によれば、「エンドエフェクタ」515は、「2つの先端を有するフォーク」から構成することができる。
第1の端部513(特に「エンドエフェクタ」515)は基板支持装置を把持するように配置されたツール519(図4参照)と結合するように配置することができ;前記把持が典型的には直接的であり、摩擦によって、場合によっては吸引によって行われ得る。
第1の端部513(特に「エンドエフェクタ」515)は基板を把持するように配置することができ、前記把持は典型的には直接的であり、摩擦および吸引によって行うことができる。あるいは、第1の端部分513(特に「エンドエフェクタ」515)が基板を把持するように配置された別のツール(図示せず)と結合するように配置することができ、前記把持は典型的には直接的であり、摩擦および場合によっては吸引によって行うことができる。
ツールのおかげで、基板の裏面は、支持デバイスの裏面に存在する粒子および/または物質によって汚染されることができない。
図4には、全体として参照番号519で示された工具の実施形態が示されている。本質的にはディスクであり、上面は基板支持装置と接触するように配置され、下面は「エンドエフェクタ」と接触するように配置される(特に図3参照)。下面には、好ましくは肩部519-1があり、その中に「エンドエフェクタ」、特にその「先端」のうちの2つを、ツールの軸に対して反対側に挿入することができる。上面には、基板支持デバイスの任意の非完全な平面性を補償するように配置された薄い凹部519-2があることが好ましい。ツール519の安定した正確な位置決めを可能にするために、典型的には、軸方向の穴、例えば、円筒形または円錐状で、例えば、貫通穴またはブラインド穴を設けることができる。
取扱いのために、特に把持のために、関節アーム510は、吸引ダクトを備えることができる。図3では吸引ダクト518が第1のアーム部材512のみの内部に示されているが、代替的に、第2のアーム部材516および/または第3のアーム部材517の内部にあってもよい。吸引ダクトは、例えば可撓性チューブによって吸引発生器(図には示されていない)に流体的に連結されなければならない。吸引ダクト518は「エンドエフェクタ」515の表面に開口し、「エンドエフェクタ」と接触する物体を吸引するようになっている。これはある点に局在する、または好ましくはある領域(例えば、「エンドエフェクタ」515と同様の方法で「U」形状に延びるストリップ)に分布する吸引であってもよい。
貯蔵チャンバ400は、工具519のための静止位置450を有することができる。この場合、外部ロボット500はツール519を静止位置450から/から持ち出すように配置することができ、特に、ロボットが支持装置を取り扱わなければならない場合、「エンドエフェクタ」515は静止位置450に近づき、ツール519と結合し、静止位置450から離れて移動し、支持装置を取り扱い、静止位置450に近づき、ツール519から結合解除し、静止位置450から離れて移動する。
ローディング/アンローディング群に関する革新は添付の図面を非限定的に参照して以下に説明され(例えば、図1において300で示されるもの)、これは、図面に示される実施形態例の技術的特徴が「可能」としてのみ言及される理由である。
ローディング/アンローディング群300、特に準備ステーション300B(図5に示されるように)は、基板支持装置を支持するためのベース310を含んでもよい。
ローディング/アンローディング群300、特に準備ステーション300B(図5に示されるように)は、ベース310によって支持される基板支持装置の上に配置される1つ以上の基板を上昇/下降させるための垂直移動手段320を備えることができる。
垂直移動手段320は基板支持装置の中央部を上昇/下降させるように配置された可動ロッドと、その上に載置された基板(例えば、図2Bの装置2000の可動中央部または側2540を考える)とを備えることができる。この場合、典型的には、基板の直径が中央部の直径よりも大きい。
ベース310は、(可変)角度、特に-360°(またはそれ以上)から360°(またはそれ以上)の範囲の(可変)角度によって、基板支持装置(ベース上に静止)を回転させるように配置することができる。
ローディング/アンローディング群300、特に準備ステーション300B(図5に示されるように)は、ベース310によって支持される基板支持装置の水平位置を調整するための水平移動手段330を備えることができる。
水平移動手段330は、基板支持装置の変位を引き起こすように配置された少なくとも1つの回転可能なカム(図5の実施形態では3つのカム330A、330B、330Cが有利に設けられる)を含むことができる。
ローディング/アンローディング群300、特に(図5に示されるように)準備ステーション300Bは、ベース310によって支持される基板支持装置のための洗浄手段340を含んでもよい。
クリーニング手段340は例えば基板支持装置の周縁領域の頂部および/または側部から吸引を引き起こすように配置された少なくとも1つの吸引装置を含むことができ、図5の実施例では吸引領域は小さい(例えば、数ミリメートル)が代わりに大きい(例えば、数センチメートル)または非常に大きいことができ、せいぜい全周にわたって延在することができ、図5の実施例では吸引装置は回転可能であり、第1の角度位置は縁部から吸引するために使用され、第2の角度位置(図5に示す)は休止用である。
処理装置900はローディング/アンローディング群300の関心領域360、特に調製ステーション300B(図5に示されるように)に向けられたカメラ350(「監視カメラ」と呼ぶことができる)を備えることができ、特に、カメラ350フレームは、少なくとも支持ベース310、したがってベース310上に載置された任意の基板支持装置を含む。
カメラは例えば、可視光で動作することができる。この場合、原子炉が設置されている環境の自然光を使用することができるか、又は照明装置を提供することができる。
カメラがIR光および/またはUV光でも作動することは有利である場合があり;この場合、対応する照明装置が必要となる。複数のタイプの光を組み合わせることは、カメラによって撮影された画像の様々な要素の輪郭を確実に認識する上で有益であり得る。
(ベース310上に載置された)基板支持装置の回転角度は、カメラ350によって生成された画像から始まって(例えば電子制御ユニット800によって)計算されるように配置することができる。
(ベース310上に載置された)基板支持装置の変位はカメラ350によって生成された画像から始まって(例えば、電子制御ユニット800によって)計算されるように配置され得る。
ローディング/アンローディング群300、特にロードロックチャンバ300Aは特にその回転によって選択的に開閉するように配置されたカバー(図示せず)を備えることができ、しかも、トランスファーチャンバ200とロードロックチャンバ300Aとの間にゲートバルブ(選択的に開閉するように配置された)を備えることができる。特に、カバーが開いている場合、ロードロックチャンバ300Aは収納チャンバ400と連絡しており、カバー370が閉じている場合、ロードロックチャンバ300Aは、収納チャンバ400と連絡していない。
搬送チャンバに関する革新は添付の図面を非限定的に参照して以下に説明され(例えば、図1において200で示されるもの)、これは、図面に示される実施形態例の技術的特徴が「可能である」としてのみ言及される理由である。
処理装置900は搬送チャンバ200に隣接する冷却ステーション210を含むことができ、冷却ステーション210は、処理プロセス後に1つ以上の基板を有する基板支持デバイスを収容するように構成される。
内部ロボット600は、
a)通常、支持装置および基板がまだ非常に高温であるときに、1つ以上の基板を有する基板支持装置を反応チャンバ100から冷却ステーション210に搬送し、その後、
b)典型的には支持装置及び基板が十分に冷却された後に、冷却ステーション210からローディング/アンローディング群300、特にそのロードロックチャンバ300Aに、1つ以上の基板を有する基板支持装置を搬送する、
ように配置されることができ、
さらに、内部ロボット600は、
c)1つ以上の基板を有する基板支持装置を、ローディング/アンローディング群300から、特にそのロードロックチャンバ300Aから、典型的には、1つ以上の基板を有する支持装置が冷却ステーション210において冷却されている間に、反応チャンバ100に搬送する、
ように配置されることができる。
a)通常、支持装置および基板がまだ非常に高温であるときに、1つ以上の基板を有する基板支持装置を反応チャンバ100から冷却ステーション210に搬送し、その後、
b)典型的には支持装置及び基板が十分に冷却された後に、冷却ステーション210からローディング/アンローディング群300、特にそのロードロックチャンバ300Aに、1つ以上の基板を有する基板支持装置を搬送する、
ように配置されることができ、
さらに、内部ロボット600は、
c)1つ以上の基板を有する基板支持装置を、ローディング/アンローディング群300から、特にそのロードロックチャンバ300Aから、典型的には、1つ以上の基板を有する支持装置が冷却ステーション210において冷却されている間に、反応チャンバ100に搬送する、
ように配置されることができる。
動作の可能なシーケンスは例えば、「A」、「c」、「b」とすることができる。
処理装置900はまた、搬送チャンバ200に隣接する加熱ステーション220を備えてもよく、加熱ステーション220は、処理プロセスの前に1つ以上の基板を有する基板支持デバイスを収容するように構成される。
ステーション220は1つ以上の基板を備えた基板支持装置を予熱するために使用することができるが、単に、搬送チャンバ200を通る搬送動作を容易におよび/または高速化するためにも使用することができる。
内部ロボット600は、
d)1つ以上の基板を有する基板支持装置を、ローディング/アンローディング群300、特にそのロードロックチャンバ300Aから加熱ステーション220に搬送し、その後、
e)1つ以上の基板を有する基板支持装置を加熱ステーション220から反応チャンバ100に搬送する、
ように配置可能であること。
d)1つ以上の基板を有する基板支持装置を、ローディング/アンローディング群300、特にそのロードロックチャンバ300Aから加熱ステーション220に搬送し、その後、
e)1つ以上の基板を有する基板支持装置を加熱ステーション220から反応チャンバ100に搬送する、
ように配置可能であること。
動作の可能なシーケンスは例えば、「d」、「A」、「e」、「b」とすることができる。
さらなる可能な革新を以下に記載する。
有利には、処理装置が基板及び/又は基板支持装置上のコードを読み取るためのコード読み取り及び認識システム(例えば、バーコード又はQRコード(登録商標)又は英数字コード)を含むことができ、このシステムは図示されていない。そのようなシステムは貯蔵チャンバ(例えば、図1に400で示されるもの)内の場所(少なくとも部分的に)を見つけることができる。このようにして、例えば、反応器は例えば、反応器に入った基板及び/又は貯蔵チャンバ内に位置し、なお処理されるべき基板及び/又は貯蔵チャンバ内に位置し、既に処理された基板及び/又は反応器から出た基板の特定の軌跡を保持することができる。このようにして、例えば、反応器は例えば、反応器に入った支持体、および/または貯蔵チャンバ内に配置された支持体(および場合によってはそれらの位置)、および/または反応チャンバ内に配置された支持体、および/または反応器から出た支持体の特定の軌跡を保持することができる。典型的には、基板および/または支持体をトレースするために、読取りおよび認識システムは電子制御ユニット(例えば、図1において800で示されるもの)と協働する。
有利には、処理装置が(少なくとも)1つの基板支持デバイスの使用に関するデータ、特に処理プロセスの数および/または継続時間および/またはタイプ/タイプを記憶するように構成された電子制御ユニット(例えば、図1において800で示されるもの)を備えることができる。このようにして、例えば、反応器が基板支持デバイスに関連する特定の使用条件を検出した場合、反応器はそのさらなる使用を回避すること、および/またはそれを洗浄または交換する必要性をオペレータに知らせることを決定することができる。
上述の2つ以上の革新は、互いに有利に組み合わせることができる。
図6に示され、図1の実施形態に代わる実施形態(しかし、これら2つの図の類似性から明らかなように、非常に類似している)によれば、ローディング/アンローディング群300は、互いに関連した、特に有利には互いに一体化された、ロードロックチャンバ300Aおよび準備ステーション300Bからなる。この実施形態例によれば、処理装置は通常の2つのゲート弁を有するが、従来のロードロックチャンバに対して追加の機能を有するロードロックチャンバを備えると考えることができる。
この「統合された」ソリューションは内部ロボットによる「基板支持装置」および基板、すなわちロードロックチャンバと調製ステーションとの間の変位を回避することを可能にするが、ロードロックチャンバの構造、またはむしろローディング/アンローディング群の構造を複雑にする。
図6の実施形態例の場合、図5を参照して説明した技術的特性は、ローディング/アンローディング群300内に統合された調製ステーション300Bとも言うことができる。
Claims (20)
- 電気部品の製造のための半導体材料の基板上に半導体材料の層を高温でエピタキシャル堆積するタイプのエピタキシャル反応器(1000)のための処理装置(900)であって、
基板を処理するための反応チャンバ(100)と、
基板支持装置上に配置された基板を搬送するための、前記反応チャンバ(100)に隣接する搬送チャンバ(200)と、
1つ以上の基板を有する基板支持装置を収容するように配置された、少なくとも部分的に前記搬送チャンバ(200)に隣接するローディング/アンローディング群(300)と、
少なくとも部分的にロードロックチャンバ(300)を収容する貯蔵チャンバ(400)であって、処理済みおよび/または未処理の基板のための第1の貯蔵ゾーン(410)と、基板なしの基板支持デバイスのための第2の貯蔵ゾーン(420)とを有する貯蔵チャンバ(300)と、
前記貯蔵チャンバ(400)と前記ローディング/アンローディング群(300)との間で、処理済み基板、未処理の基板、および基板を全く有さない基板支持装置を搬送するための少なくとも1つの外部ロボット(500)と、
1つ以上の基板を有する基板支持装置を前記ローディング/アンローディング群(300)と前記反応チャンバ(100)との間で前記搬送チャンバ(200)を介して搬送するための少なくとも1つの内部ロボット(600)と、
を含み、
前記ローディング/アンローディング群(300)は、互いに関連したロードロックチャンバ(300A)および準備ステーション(300B)を含む、
処理装置(900)。 - 前記ロードロックチャンバ(300A)および前記準備ステーション(300B)は別個であるが、互いに近接している、請求項1に記載の処理装置(900)。
- 前記ロードロックチャンバ(300A)と前記準備ステーション(300B)とが互いに一体化されている、請求項1に記載の処理装置(900)。
- 前記ローディング/アンローディング群(300)、特に前記準備ステーション(300B)は、基板支持装置を支持するためのベース(310)を備える、請求項1~3のいずれか一項に記載の処理装置(900)。
- 前記ローディング/アンローディング群(300)、特に前記準備ステーション(300B)は、前記ベース(310)によって支持された基板支持デバイス上に配置された1つ以上の基板を昇降させるための垂直移動手段(320)を備える、請求項1~4のいずれか一項に記載の処理装置(900)。
- 前記垂直移動手段(320)は、前記基板支持装置の中央部およびその上に載置された基板を昇降させるように構成された可動ロッド(320)を備える、請求項5に記載の処理装置(900)。
- 前記基板の直径が前記中央部の直径よりも大きい、請求項6に記載の処理装置(900)。
- 前記ベース(310)は、支持装置をある角度だけ回転させるように構成される、請求項1~7のいずれか一項に記載の処理装置(900)。
- 前記ベース(310)は、-360°~+360°の範囲の角度だけ支持装置を回転させるように構成される、請求項8に記載の処理装置(900)。
- 前記ローディング/アンローディング群(300)、特に前記準備ステーション(300B)は、前記ベース(310)によって支持された基板支持装置の水平位置を調整するための水平移動手段(330)を備える、請求項1~8のいずれか一項に記載の処理装置(900)。
- 前記水平移動手段(330)は、前記基板支持装置の変位を引き起こすように配置された少なくとも1つの回転可能なカム(330A、330B、330C)を備える、請求項10に記載の処理装置(900)。
- 前記ローディング/アンローディング群(300)、特に前記準備ステーション(300B)は、前記ベース(310)によって支持された基板支持装置のための洗浄手段(340)を備える、請求項1~11のいずれか一項に記載の処理装置(900)。
- 前記洗浄手段(340)は、前記基板支持装置の周縁領域で吸引を引き起こすように構成された少なくとも1つの吸引装置(340)を含む、請求項12に記載の処理装置(900)。
- 前記ローディング/アンローディング群(300)の関心領域(360)、特に前記準備ステーション(300B)に向かうカメラ(350)を含む、請求項1~13のいずれか一項に記載の処理装置(900)。
- 前記角度は、前記カメラ(350)によって生成された画像から開始して計算されるように構成される、請求項8または請求項14に記載の処理装置(900)。
- 前記変位は、前記カメラ(350)によって生成された画像から開始して計算されるように構成される、請求項11または請求項14に記載の処理装置(900)。
- 電気部品を製造するための半導体材料の基板上の半導体材料の層を高温で、特に1300℃より高い温度で、エピタキシャル堆積するタイプのエピタキシャル反応器(1000)であって、請求項1~16のいずれか一項に記載の処理装置(900)を含む、エピタキシャル反応器(1000)。
- 高温で、特に400℃より高く、さらには特に800℃より高い温度で、反応チャンバから基板を抽出するように配置されたタイプの請求項17に記載のエピタキシャル反応器(1000)。
- 特に400℃より高い、特に800℃より高い高温で基板を反応チャンバに導入するように配置されたタイプの請求項17または請求項18に記載のエピタキシャル反応器(1000)。
- 前記未処理の基板および前記処理済み基板は、基板支持デバイス上に配置される、請求項17~19のいずれか一項に記載のエピタキシャル反応器(1000)。
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