JP4290561B2 - 基板支持体 - Google Patents

Description

発明の分野

[0001]本発明の実施形態は、一般的には、基板支持体に関する。

発明の背景

[0002]薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、モニター、フラットパネル表示装置、太陽電池、個人用携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話等において使用するために、一般的には、大きなガラス基板またはガラスプレート上に製造される。ＴＦＴは、典型的には中央搬送チャンバーの周囲に配置された複数の真空プロセスチャンバー内において様々な膜を連続的に成膜することによって、クラスタツールにおいて製造され、これらの膜には、アモルファスシリコン、ドーピングされた酸化シリコンおよびドーピングされない酸化シリコン、窒化シリコン等がある。クラスタツールは、典型的には、処理の前にまた処理の後に基板を保持する複数の基板収容カセットを含むファクトリインタフェースに結合される。クラスタツールの真空環境とファクトリインタフェースの大気環境との間で基板を搬送するのを容易にするために、一般的には、ロードロックチャンバーが、ファクトリインタフェースとクラスタツールとの間に配置される。

[0003]表示装置に使用されるガラス基板をロードロックチャンバー内に配置することは、より小さな２００ｍｍの円形基板と比較すれば、それどころか、３００ｍｍの円形基板と比較しても、難しいことである。例えば、多くの場合、ガラス基板は、１．２平方メートルを超える大型化の傾向の中にあって、５５０ｍｍ×６５０ｍｍよりも大きな寸法を有するので、配置のわずかなずれは、基板の大きなずれをもたらす場合がある。ずれた基板は、損傷する可能性が高く、基板のコストを増大させる。更に、ずれた基板は、人手によって、ロードロックチャンバーから除去しなければならず、このために、経費の損失となるより長い製造時間を必要とし、基板のスループットを減少させる。

[0004]典型的には、基板配置の精度は、ファクトリインタフェース内に配置されたロボットによって制御され、このロボットは、カセットとロードロックとの間で基板を移動させるのに使用される。しかしながら、現在、クラスタツールの多くのエンドユーザは、ファクトリインタフェースおよびこの中に配置されたロボットを提供している。したがって、ユーザが供給するロボットによる基板配置の精度および再現性が、ロードロックチャンバーの設計仕様の範囲内に存在しなければ、基板が損傷する可能性が高い。ロードロックチャンバーが、基板配置に関して、より互換性のあるものであれば、それは、望ましいことであり、それによって、システムのコストを減少させ、それと同時に、設計の柔軟性を増大させるために、ツールコンポーネント（例えば、ユーザが提供するファクトリインタフェース）を使用することができる。

[0005]したがって、この上に配置された基板の向きおよび位置を補正するロードロックおよび基板支持体が、必要とされている。

発明の概要

[0006]一般的には、基板支持体上に配置された基板を支持するための方法および装置が、提供される。一実施形態においては、基板を支持するための装置は、第１の本体を有する支持プレートを含み、この第１の本体は、支持プレートの近くに配置される。第１の押し込み部材が、第１の本体に半径方向に結合され、かつ、第１の本体が回転するときに、基板を支持プレートに平行な第１の方向へ押し込むように適合される。

[0007]別の実施形態においては、基板を支持するための装置は、複数の押し込み部材を含み、それぞれの押し込み部材は、第１の回転軸と、第１の回転軸に垂直な方向を有する第２の回転軸を有する。第１の押し込み部材は、基板を第１の方向へ押し込むように適合され、第２の押し込み部材は、基板を第１の方向と反対の第２の方向へ押し込むように適合され、第３の押し込み部材は、基板を第３の方向へ押し込むように適合され、第４の押し込み部材は、基板を第３の方向と反対の第４の方向へ押し込むように適合される。

[0008]もう１つの実施形態においては、基板を支持する基板支持体を有するロードロックチャンバーが、提供される。一実施形態においては、ロードロックチャンバーは、チャンバー本体を含み、このチャンバー本体は、この中に配置された基板支持プレートを有する。第１の本体が、支持プレートの近くに配置される。第１の押し込み部材が、第１の本体に半径方向に結合され、かつ、第１の本体が回転するとき、基板を支持プレートに平行な第１の方向へ押し込むように適合される。

[0009]更に別の実施形態においては、基板を位置合わせするための方法が、提供される。一実施形態においては、基板支持体上において基板を位置合わせするための方法は、基板を支持体上に配置し、冷却プレートを支持体に向かって持ち上げてアライメント機構を作動させ、この作動に応じて、アライメント機構の第１の押し込み部材を支持プレートの中央に向かって移動させて基板を第１の方向へ押し込むことを含む。

[0010]更なる実施形態においては、基板支持体上において基板を位置合わせするための方法は、基板を支持体上に配置し、第１の押し込み部材を回転させて基板を第１の方向へ押し込み、第２の押し込み部材を回転させて基板を第１の方向と異なる第２の方向へ押し込むことを含む。

[0011]本発明の上述した特徴がどのようにして実現されるかをより詳細に理解するために、添付の図面に示される本発明の実施形態を参照して本発明をより詳細に説明する。しかしながら、添付の図面は、ただ単に、本発明の典型的な実施形態を説明するものであり、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明は、同等の効果を有するこの他の実施形態を含むことに注意されたい。

[0021]理解するのを容易にするために、図面を通して同一である構成要素は、できる限り、同一の符号によって示される。

詳細な説明

[0022]一般的には、本発明は、アライメント機構を有する基板支持体を提供し、このアライメント機構は、基板支持体上に配置された基板を予め定められた位置に位置合わせしあるいは中央に配置されるように位置を補正する。本発明が、例として、以下に説明され、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．，Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａの子会社であるＡＫＴから市販されているようなデュアル基板ロードロックチャンバーにおいて使用される。しかしながら、本発明は、例えば、シングル基板ロードロックチャンバー、マルチ基板ロードロックチャンバー、ロボットハンドオフプラットホーム、バッファーステーション、および、基板の位置精度が要求される基板を支持するために使用されるこの他の装置のような、この他の構成においても利用できることを理解されたい。

[0023]図１は、一実施形態であるプロセスシステム１５０の断面図である。プロセスシステム１５０は、典型的には、少なくとも１つの基板アライメント機構１６２を有するロードロックチャンバー１００によってファクトリインタフェース１１２に結合された搬送チャンバー１０８を含む。搬送チャンバー１０８は、この中に配置された少なくとも１つの真空ロボット１３４を有し、この真空ロボット１３４は、外接する複数のプロセスチャンバー１３２とロードロックチャンバー１００との間で基板を搬送するように適合される。一実施形態においては、プロセスチャンバー１３２の１つは、システム１５０のスループットを向上させるために、処理の前に基板の温度を調節する予熱チャンバーである。基板を搬送した後に、毎回、搬送チャンバー１０８と個々のプロセスチャンバー１３２との間の圧力を調節しなくてもよいように、典型的には、搬送チャンバー１０８は、真空状態に維持される。

[0024]ファクトリインタフェース１１２は、一般的には、複数の基板収容カセット１３８、および、大気ロボット１３６を含む。カセット１３８は、一般的には、ファクトリインタフェース１１２の一方の側に形成された複数のベイ１４０内に着脱可能に配置される。大気ロボット１３６は、カセット１３８とロードロックチャンバー１００との間で基板１０６を搬送するように適合される。典型的には、ファクトリインタフェース１１２は、大気圧に維持され、あるいは、大気圧よりもわずかに高い圧力に維持される。

[0025]図２は、一実施形態であるロードロックチャンバー１００の断面図である。ロードロックチャンバー１００は、密閉可能な内部空間１１０を画成する壁１０４Ａおよび１０４Ｂ、底部２０６、および、上部２０８を有する本体１０２を含む。ロードロックチャンバー１００は、典型的には、壁１０４Ａに配置されたポート１１４を介してファクトリインタフェース１１２に結合される。ロードロックチャンバー１００の内部空間１１０の雰囲気とファクトリインタフェース１１２の雰囲気とを分離するために、スリットバルブ１１６が、ポート１１４を選択的に密閉する。ファクトリインタフェース１１２とロードロックチャンバー１００との間のポート１１４を基板１０６が通過するのを可能にするために、スリットバルブ１１６が、開かれてもよい。

[0026]ロードロックチャンバー１００は、典型的には、壁１０４Ｂに配置されたポート１１８を介して搬送チャンバー１０８に結合される。ロードロックチャンバー１００の内部空間１１０の雰囲気と搬送チャンバー１０８の雰囲気とを分離するために、スリットバルブ１２０が、ポート１１８を選択的に密閉する。搬送チャンバー１０８とロードロックチャンバー１００との間を基板１０６が通過するのを可能にするために、スリットバルブ１２０が、開かれてもよい。本発明から利益を得るように適合されてもよいスリットバルブの実施例が、１９９６年１２月３日にＦｒｅｅｒｋｓに発行された米国特許第５，５７９，７１８号、および、２０００年４月４日にＴｅｐｍａｎらに発行された米国特許第６，０４５，６２０号に記載されており、これらの両方は、この全体をここに組み入れる。

[0027]内部空間１１０内の圧力を制御するのを容易にするために、チャンバー本体１０２は、更に、それを貫通して配置された少なくとも１つのポートを含む。図１に示される実施形態においては、チャンバー本体１０２は、チャンバー本体１０２を貫通して形成されたベントポート１２２および真空ポート１２４を含む。バルブ１２６および１２８が、そこを通る流れを選択的に阻止するために、それぞれ、ベントポート１２２および真空ポート１２４に結合される。真空ポート１２４は、真空ポンプ１３０に結合され、この真空ポンプ１３０は、内部空間内の圧力を搬送チャンバー１０８の圧力にほぼ一致するレベルにまで選択的に減少させるのに使用される。搬送チャンバー１０８とロードロックチャンバー１００との間の圧力が、ほぼ等しくなれば、真空ロボット１３４によって、処理された基板がロードロックチャンバー１００へ搬送され、かつ、処理されるべき基板が搬送チャンバー１０８へ搬送されるのを可能にするために、スリットバルブ１２０を開いてもよい。

[0028]搬送チャンバー１０８から戻される基板をロードロックチャンバー１００内の所定の位置に配置した後、スリットバルブ１２０が、閉じられ、バルブ１２６が、開かれ、それによって、空気が、ロードロックチャンバー１００内に流れ込み、内部空間１１０内の圧力を増加させる。典型的には、基板が、微粒子汚染される可能性を最小限に抑制するために、ベントポート１２２から内部空間１１０へ流れ込む空気は、濾過される。ロードロックチャンバー１００内の圧力が、ファクトリインタフェース１１２内の圧力にほぼ等しくなれば、スリットバルブ１１６が開き、それによって、大気ロボット１３６は、ロードロックチャンバー１００とファクトリインタフェース１１２に結合された基板収容カセット１３８との間で基板を搬送することができる。

[0029]大気ロボット１３６に要求される精度および正確さをできるだけ小さくするために、ロードロックチャンバー１００内に配置されかつ大気ロボット１３６から基板を受け取るように適合される支持プレート１６０は、基板１０６を支持プレート１６０に対して所定の位置に配置する少なくとも１つのアライメント装置１６２を備える。例えば、アライメント装置１６２は、大気ロボット１３６によって支持プレート１６０上に配置されたときの基板１０６の配置位置と支持プレート１６０に対する基板１０６の予め定められた（すなわち、設計された）位置との間の位置誤差を補正してもよい。基板の位置を調節するのに大気ロボット１３６を使用する従来の補正方法に関係なく、基板１０６の位置がロードロックチャンバー１００内に存在するアライメント装置１６２によって位置合わせされることによって、より大きな柔軟性およびより小さなシステムコストを実現できる。例えば、アライメント装置１６２を備える支持プレート１６０は、ロードロックチャンバー１００とユーザが供給するファクトリインタフェース１１２とのより大きな互換性を提供する。なぜなら、ロードロックチャンバー１００は、支持プレート１６０上の基板位置に対してより大きな許容度を有し、それによって、ファクトリインタフェース供給業者によって生成される大きな精度および／またはロボット補正運動アルゴリズムを有するロボットの必要性を減少させるからである。更に、大気ロボット１３６の位置精度設計基準が、緩和されるので、あまりコストのかからないロボットを使用することができる。

[0030]図２に示される第１の支持プレート１６０は、デュアル基板ハンドリング構造として第２の基板支持体２０２の上方に配置されたアライメント機構１６２を有する。本発明の実施形態は、アライメント機構を有する少なくとも１つの基板支持プレートを含むが、１つもないかまたは複数の更なる支持プレートとともに使用されてもよく、これらの更なる支持プレートのすべてかまたはいくつかが、アライメント機構を含んでもよく、あるいは、これらの更なる支持プレートのすべてが、アライメント機構を含まなくてもよい。

[0031]第１の支持プレート１６０および第２の支持体２０２は、一般的には、それぞれが、ロードロックチャンバー１００内において大気ロボット１３６および真空ロボット１３４の両方がアクセスできる位置に平行に積み重ねられた状態で基板を保持するように構成される。典型的には、第１の支持プレート１６０は、搬送チャンバー１０６へ入れられる基板を保持するために使用され、第２の支持体２０２は、ファクトリインタフェース１１２へ戻される基板を保持するために使用される。第１の支持プレート１６０は、チャンバー本体１０２に、典型的には、底部２０６に結合される。図２および図３に示されるように、支柱２０４が、第１の支持プレート１６０をチャンバー底部２０６に結合する。２つの支柱２０４は、一般的には、第２の支持体２０２上に基板を配置するのを容易にするために、お互いに所定の間隔を置いた関係で配置される。更に、支柱２０４は、冷却プレート２１４がこれらの支柱２０４間を移動できるほど十分に広い間隔を置いて配置される。

[0032]第２の支持体２０２は、一般的には、第１の支持プレート１６０とチャンバー底部２０６との間に基板を保持する。第２の支持体２０２は、支柱２０４またはこの他の部材によって支持されるプレートであってもよい。図２および図３に示される実施形態においては、第２の支持体２０２は、チャンバー底部２０６に結合された複数の基板支持ポスト２３０を備え、それぞれのポスト２３０は、一般的には平面である基板支持面を画成する先端２３２を有する。ポスト２３０は、一般的には、基板搬送中にロボット１３４および１３６の動きを妨害しないように配置される。

[0033]更に、基板の温度制御が、ロードロックチャンバー１００内において実施されてもよい。例えば、チャンバー本体１０２の上部２０８は、窓２１０を含んでもよく、この窓２１０は、それの上方に取り付けられた放射放熱器２１２を有する。放熱器２１２は、窓２１０を介して基板を照射し、第１の支持プレート１６０上に配置された基板を加熱する。更に、冷却プレート２１４が、第１の支持プレート１６０とチャンバー本体１０２の底部２０６との間に配置されてもよい。冷却プレート２１４は、それを貫通して形成された複数の開口２２８を含み、この開口２２８によって、冷却プレート２１４を貫通してポスト２３０を配置することができる。典型的には、冷却プレート２１４は、ロードロックチャンバー１００の外側に配置されたリフト機構２１６に結合される。リフト機構２１６は、冷却プレート２１４をポスト２３０に沿って動かすように駆動することができる。リフト機構２１６は、第２の支持体２０２の先端２３２上に保持された基板のすぐ近くにまで冷却プレート２１４を移動させ、それによって、大気ロボットによってハンドリングされる前に、基板を冷却する。オプションとして、冷却プレート２１４は、熱伝達を最大にするために、部分支持体２０２から基板を持ち上げてもよい。典型的には、冷却プレート２１４は、運動用シール、例えば、ベロー２１８によって、チャンバー本体１０２の底部２０６に結合される。一実施形態においては、冷却プレート２１４は、冷却プレート２１４をリフト機構２１６に結合するシャフト２２４を介して熱媒液源２２２に結合された１つかまたはそれ以上の管路２２０を含む。熱媒液源２２２からの液体は、管路２２０を流れ、基板から第２の支持体２０２へ伝達される熱を除去する。

[0034]図３は、第１の支持プレート１６０および第２の支持体２０２の等角図を示す。第１の支持プレート１６０は、一般的には、複数の支持部材３０２を含み、この支持部材３０２は、第１の支持プレート１６０に対して所定の間隔を置いた関係で基板を維持するように適合される。支持部材３０２の高さは、一般的には、支持部材３０２上に載置された基板と支持プレート１６０との間にロボット１３６および１３４のブレードが入り込めるように構成される。オプションとして、ロボット１３６および１３４のブレードのための空間を提供するために、通路が、支持部材３０２間の支持プレート１６０に形成されてもよい。支持部材３０２は、更に、基板にひっかき傷をつけ、あるいは、基板を損傷することなく、基板が第１の支持プレート１６０の平面に平行に移動するのを可能にする。支持部材３０２は、いろいろなものが考えられるが、低摩擦のパッド、ローラーボール、または、空気軸受であってもよい。図３に示される実施形態においては、支持部材３０２は、例えば、フルオロポリマーから製造されたプラスチックパッドである。基板を損傷する可能性を最小限に抑制するために、第２の支持体２０２の先端２３２も、また、支持部材３０２を含んでもよい。

[0035]第１の支持プレート１６０は、典型的には、複数のアライメント機構１６２によって取り囲まれる。アライメント機構１６２は、支持プレート１６０に結合されてもよく、あるいは、チャンバー本体１０２の一部分に結合されてもよい。複数のアライメント機構１６２は、協働して、支持プレート１６０に対して予め定められた位置に基板を確実に配置するように構成される。一般的には、アライメント機構の第１の対は、これらの間に、第１の座標軸に沿って基板を位置合わせするように適合され、アライメント機構の第２の対は、これらの間に、第２の座標軸に沿って基板を位置合わせするように適合され、それによって、協働して、基板を予め定められた位置へ移動させる。典型的には、第１の座標は、第２の座標に垂直に配置される。

[0036]図３に示される実施形態においては、第１の対であるアライメント機構３０４および３０６は、第１の支持プレート１６０の第１の角３５０の隣接する辺に配置され、第２の対であるアライメント機構３０８および３１０は、対角的に向かい合った第２の角３５２の隣接する辺に配置される。アライメント機構の向かい合ったそれぞれの対に含まれる、向かい合ったアライメント機構１６２（すなわち、３０６および３０８、および、３０４および３１０）は、反対方向に基板を移動させるように適合され、それによって、基板をこれらの中央に配置する。更にまた、アライメント機構は、典型的には、支持プレート１６０の中間点からずれた位置に結合されるので、アライメント機構１６２が、支持プレート１６０に対して予め定められた位置へ基板を移動させるときに、基板のスキューを補正することができる。あるいは、アライメント機構１６２は、支持プレート１６０のそれぞれの辺に沿ってどこにでも配置されてよい（すなわち、支持プレート１６０の角にではなく）。更に、本発明は、支持プレート１６０の１つの辺に沿ってただ１つのアライメント機構１６２を使用することを考察し、このただ１つのアライメント機構１６２は、基板を位置合わせするために、従来のアライメント装置と協働する。

[0037]図３に示される実施形態においては、第３の対であるアライメント機構３１２および３１４、および、第４の対であるアライメント機構３１６および３１８が、第１の支持プレート１６０の第３および第４の対角的な角３５４および３５６に配置される。この更なるアライメント機構の対は、第１の支持プレート１６０上において基板を位置合わせするとき、精度を得るための更なる手段を提供する。

[0038]図４は、第１の支持プレート１６０および一実施形態のアライメント機構３０４の部分正面図を示す。一実施形態においては、この他のアライメント機構は、同様に適合される。アライメント機構３０４は、一般的には、アーム４０４によって本体４０６に結合された押し込み部材４０２を含む。本体４０６は、それを貫通して配置されたシャフト４０８を有する。シャフト４０８は、本体４０６のそれぞれの側に配置された一対の取付ブラケット４１２によって、第１の支持プレート１６０に結合される。シャフト４０８は、アクチュエータ４１２に結合され、このアクチュエータは、押し込み部材４０２をシャフト４０８を中心にして回転させるために、様々な形で作動または駆動されてもよい。アクチュエータ４１２は、典型的には、コントローラ４１４に結合される。

[0039]コントローラ４１４は、一般的には、中央処理装置（ＣＰＵ）４２０、支援回路４１８、および、メモリー４１６を含む。ＣＰＵ４２０は、押し込み部材４０２の動作を制御するための産業機器に使用することができれば、どのような形のコンピュータプロセッサの１つであってもよい。メモリー４１６は、ＣＰＵ４２０に結合される。メモリー４１６またはコンピュータ可読媒体は、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、または、何らかのこの他の形態のローカルまたはリモートディジタル記憶装置のような、１つかまたはそれ以上の容易に利用することのできるメモリーであってもよい。支援回路４１８は、ＣＰＵ４２０に結合され、一般的な形でプロセッサを支援する。これらの回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステム等を含む。

[0040]コントローラ４１４は、一般的には、アクチュエータ４１２に信号を提供し、それによって、アクチュエータ４１２は、シャフト４０８に回転運動を与える。図４に示される実施形態においては、アクチュエータ４１２は、サーボ、ステッパー、または、この他の電気モーター、空気モーター、油圧モーターであってもよく、あるいは、この他の装置または機構の組み合わせが考えられるが、例えば、シャフト４０８に軸をずらして結合されたリニアアクチュエータのような、シャフト４０８を回転させることのできる回転ソレノイドであってもよい。

[0041]図５Ａ〜図５Ｃを参照すると、アクチュエータ４１２が、シャフト４０８を回転させると、押し込み部材４０２は、第１の支持プレート１６０の中央領域に向かって移動する。押し込み部材４０２は、一般的には、基板１０６にひっかき傷をつけ、基板１０６を損傷し、あるいは、基板１０６を汚染することのない材料から製造される。一実施形態においては、押し込み部材４０２は、例えば、フルオロポリマーのようなポリマーから製造される。

[0042]押し込み部材４０２は、一般的には、面５０２を含み、アライメント機構３０４を回転させると、この面５０２は、ずれた基板１０６に接触する。面５０２は、一般的には、基板１０６を第１の方向に予め定められた位置まで押し込む。典型的には、第１の方向５１２は、シャフト４０８の回転軸５１４および接線面５０２に垂直である。一実施形態においては、押し込み部材４０２が回転するときに、基板１０６が持ち上がるのを防止するために、面５０２は、凹面であり、それによって、基板が、間隔部材３０２上を第１の方向５１２へ移動することを保証する。押し込み部材４０２を支持プレート１６０の中央に向かって回転させた後、アクチュエータ４１２は、一般的には、アライメント機構３０４を図５Ａに示される位置へ戻し、この位置において、押し込み部材４０２は、基板の搬送を容易にするために、基板から離れている。

[0043]押し込み部材４０２は、更に、中心軸５０６を中心にして回転するように構成され、この中心軸５０６は、典型的には、回転軸５１４に垂直に配置される。この押し込み部材４０２が回転できる能力は、基板１０６が、押し込み部材４０２に対して横方向へ移動するのを容易にする。したがって、基板は、押し込み部材４０２上を接線方向へ移動することができ、面５０２は、一般的には、中心軸５０６を中心にして対称となるように構成される。例えば、アライメントプロセス中に、隣接するアライメント機構３０６（図５Ｃに示されるように）が、同様に、基板に接触していれば（すなわち、それぞれのアライメント機構３０４および３０６が、支持プレート１６０の中央に向かって回転している）、基板１０６は、２つの方向へ同時に動かされる。押し込み部材４０２は、それの軸５０６を中心にして回転することができるので、アライメント機構３０６によって加えられる力によって、基板は、過度に大きな摩擦または微粒子を発生させることなく、押し込み部材４０２に接触しながら横方向へ移動することができる。同様に、アライメント機構３０６は、押し込み部材５２２を有し、この押し込み部材５２２は、それの軸を中心にして回転し、この押し込み部材５２２に接触している基板が、横方向へ移動するのを可能にする。したがって、押し込み部材４０２および５２２によって、基板は、一方の方向へ横に移動することができ、それと同時に、基板は、典型的には垂直なもう一方の方向へも移動することができる。

[0044]一実施形態においては、留め具５０８が、押し込み部材４０２の軸５０６に沿って形成された孔５０４の中に配置され、アーム４０４内に形成されたねじ孔５１０内にねじ込まれ、押し込み部材４０２が回転するのを容易にする。あるいは、押し込み部材４０２を回転可能に結合するためのこの他の構成が、使用されてもよい。同様に、押し込み部材５２２が、アライメント機構３０６に結合される。

[0045]基板１０６を予め定められた位置に配置するために、軸５１４を中心にした押し込み部材４０２の回転または行程は、典型的には、機械的または電子的に制限される。例えば、コントローラ４１４が、押し込み部材４０２の回転を予め定められた角度に制限するように、アクチュエータ４１２に命令を送信してもよい。図５Ａおよび図５Ｂに示される実施形態においては、機械的な停止装置５２４が、アライメント機構３０４の回転角を制限する位置に配置される。例えば、停止装置５２４は、支持プレート１６０に対して予め定められた角度でアーム４０４を停止させる場所において、支持プレート１６０に結合されてもよい。あるいは、押し込み部材４０２の運動を制御および／または制限するためのこの他の構成および方法が、使用されてもよい。

[0046]図６は、異なる実施形態のアライメント機構６０２を有するロードロックチャンバー６００の部分断面図である。ロードロックチャンバー６００は、一般的には、上述したロードロックチャンバー１００に類似し、また、一般的には、少なくとも４つのアライメント機構を含み、それらは、チャンバー６００内に配置された基板のそれぞれの辺に沿って配置され、これらの中のアライメント機構６０２だけが、図６に示される。一般的には、図３を参照して説明したように、アライメント機構６０２の少なくとも２つの対が、基板６０４を対角的に横断する２つの角に使用される。オプションとして、更なるアライメント機構６０２が、基板６０２のいずれかの縁部に沿って使用されてもよく、および／または、基板を対角的に横断する２つの角に使用されてもよい。

[0047]アライメント機構６０２は、一般的には、アーム６０６によってシャフト６０８に結合された押し込み部材６０４を含む。取付ブラケット６０８が、シャフト６０８を支持プレート１６０に結合する。一般的には、アクチュエータ６１４が、ずれた基板を第１の方向６３０へ移動させるために、アライメント機構６０２と連結する。典型的には、第１の方向６３０は、シャフト６０８に垂直であり、このシャフト６０８を中心にして、アーム６０６および押し込み部材６０４が、回転する。

[0048]図６に示される実施形態においては、アクチュエータ６１４は、冷却プレート２１４およびそれに結合された作動フィンガー６１６を含む。冷却プレート２１４が、リフト機構２１６によって持ち上げられるとき、作動フィンガー６１６は、アライメント機構６０２に接触し、アライメント機構６０２は、押し込み部材６０４を支持プレート１６０の中央に向かって回転させる。作動フィンガー６１６とアライメント機構６０２との間における微粒子の発生を最小限に抑制するために、冷却プレート２１４が、持ち上げられるとき、作動フィンガー６１６が、ローラー６１２の上に載ることのできる位置において、ローラー６１２が、アーム６０６に結合される。微粒子の発生を更に少なくするために、ローラー６１２は、典型的には、例えば、フルオロポリマーのようなプラスチックから製造され、作動フィンガー６１６と接触しているときに回転する。

[0049]押し込み部材６０４の運動の行程および速度を制御するために、作動フィンガー６１６の垂直な第１の部分６２０は、作動中にローラー６１２に係合する付形面６１８を有する。付形面６１８は、直線または曲線であってもよく、あるいは、予め定められた角度だけ回転するときに予め定められた１つかまたは複数の速度で押し込み部材６０４を移動させるように構成される複雑な形状を有してもよい。作動フィンガー６１６の第２の部分６２２は、冷却プレート２１４内に形成されたねじ孔６２８にねじ込まれる留め具６２６を収容するスロット６２４を含む。スロット６２４によって、支持プレート１６０に対する作動フィンガー６１６の位置を調節することができ、すなわち、付形面６１８とローラー６１２との相対的な位置を調節することができ、それによって、押し込み部材の動作の調節範囲を広くすることができる。

[0050]図７は、一実施形態のアライメント機構６０２の分解図を示す。アライメント機構６０２のアーム４０４は、一般的には、中央部分７０６によって結合された第１のフランジ７０２と第２のフランジ７０４とを含む。中央部分７０６は、それに回転可能に結合された押し込み部材６０４を有する。第２のフランジ７０４は、ローラー６１２に隠れているが、第１のフランジ７０２に実質的に類似するものである。第１および第２のフランジ７０２および７０４は、それぞれ、そこに形成された第１の孔７０８および第２の孔７１０を有する。第１の孔７０８は、ローラー６１２に回転軸を提供するダウエルピン７１２を収容するように適合される。ローラー６１２の回転軸は、一般的には、シャフト６０８に平行であり、かつ、押し込み部材６０４の回転軸に垂直である。第２の孔７１０は、一般的には、アーム６０４が回転するのを可能にするシャフト６０８を収容する。

[0051]取付ブラケット６１０は、一般的には、基部７１４を含み、この基部７１４は、そこから“Ｕ字形”をなして延びる第１および第２の部材７１６および７１８を有する。基部７１４は、それを貫通して形成された複数の取付孔７２０を有し、この取付孔７２０は、取付ブラケット６１０を支持プレート１６０に結合するのを助ける。図７に示される実施形態においては、一対の留め具７２２が、孔７２０の中を通り、支持プレート１６０に形成されたねじ孔７２４にねじ込まれる。

[0052]取付ブラケット６１０のそれぞれの部材７１６および７１８は、シャフト６０８を収容する開口７２６を含む。図７に示される実施形態においては、シャフト６０８は、一対のシャフト要素７２８を備える。シャフト要素７２８のそれぞれは、ねじ付き端部７３０およびロッド端部７３２を有する。シャフト要素７２８のねじ付き端部７３０は、取付ブラケット６１０のそれぞれの部材７１６および７１８に係合し、ロッド端部７３２が孔７２６から突き出るのを可能にする。ロッド端部７３２は、それぞれ、アーム４０４の第１および第２のフランジ７０２および７０４の第２の孔７１０内に配置され、それによって、アーム４０４が取付ブラケット４１０に対して回転するのを可能にする。

[0053]更に、付勢部材７３４が、フランジ７０２および７０４の一方とアーム６０６との間に配置される。付勢部材７３４は、一般的には、押し込み部材６０４を支持プレート１６０から遠ざける方向へシャフト６０８を中心にして回転するように、アーム６０６を付勢する。したがって、作動フィンガー６１６が、移動し、ローラー６１２に接触したときに、付勢部材７３４は、ローラー６１２と付形面６１８とがぴったりと接触することを保証し、それによって、この結果として得られる押し込み部材６０４の動作は、予め定められた範囲および速度を有することになる。更に、付勢部材７３４によって、押し込み部材６０４は、アライメントプロセスの後、支持プレート１６０から遠ざかるように旋回することができ、このために、基板の搬送を妨害しない。一実施形態においては、付勢部材７３４は、ねじりばねである。

[0054]図８Ａおよび図８Ｂは、非作動状態にあるアライメント機構６０２、および、基板を第１の方向へ移動させる作動状態にあるアライメント機構６０２を示す。また、図示しないが、これと同時に、この他のアライメント機構が、同様に、作動され、基板を第２の方向へ移動させ、この結果として、第１の方向への基板の移動とともに、協働して、基板を予め定められた位置へ移動させる。一般的には、基板１０６は、大気ロボット（図示しない）によって、支持プレート１６０の支持部材３０２上に配置される。冷却プレート２１４およびアクチュエータフィンガー６１６を備えるアクチュエータ６１４は、冷却プレート２１４に結合されたリフト機構２１４によって、持ち上げられる。アクチュエータフィンガー６１６が、上方向へ持ち上げられるにつれて、アクチュエータフィンガー６１６の付形面６１８が、アライメント機構６０２のローラー６１２に接触し、それによって、アライメント機構は、押し込み部材６０４を支持プレート１６０の中央に向かって回転させる。基板が、図８Ａおよび図８Ｂに示されるこのアライメント機構の方へずれていれば、押し込み部材６０４は、基板１０６に接触し、基板を第１の方向６３０へ押し込む。支持プレート１６０のこの他の縁部に沿って配置されたこの他のアライメント機構（図３に類似して示される）が、第１の方向６３０と異なる第２の方向へ基板を押し込むとき、押し込み部材６０４は、回転し、それによって、基板は、基板を損傷することなく、あるいは、微粒子を発生させることなく、アライメント機構６０２に沿って横方向へ、典型的には、第１の方向６３０に垂直な方向へ移動することができる。この他のアライメント機構との協働相互作用は、基板のずれによって基板を損傷することなく、更なるハンドリングおよび加工を容易にする予め定められた位置に基板を配置する。

[0055]更に、冷却プレート２１４は、アライメントプロセス中に搬送チャンバー（図示しない）から戻される加工された基板８０２に近接した位置へ移動する。この位置において、基板８０２の冷却が、ロードロックチャンバー６００内の独立したアクチュエータまたは制御装置を更に必要とせずに、アライメントプロセスと同時に開始し、アライメントおよび冷却の両方を容易にする。

[0056]図９〜図１１は、ロードロックチャンバーに使用することのできる別の実施形態のアライメント機構９０２を示す。一般的には、少なくとも１つのアライメント機構９０２が、支持プレート１６０のそれぞれの辺に結合される（支持プレート１６０の１つの角の隣接する辺に配置された２つのアライメント機構しか示さない）。それぞれのアライメント機構９０２は、支持プレート１６０の中央に向かって線形に移動するように作動させることができる。アライメント機構９０２は、アクチュエータ９０４によって動かされる。アクチュエータ９０４は、一般的には、上述したアクチュエータ６１６に類似し、冷却プレート２１４に結合された作動フィンガー９０６を含む。

[0057]アライメント機構９０２は、一般的には、中央本体９１０から構成され、この中央本体９１０は、本体９１０の支持プレート１６０に面する側に結合された押し込み部材９１２と、本体９１０の反対側に結合されたローラー９１４とを有する。押し込み部材９１２は、本体９１０に取り付けられているように示されるが、それとは異なって、押し込み部材９１２は、上述した押し込み部材４０２および４０６に類似して回転するように適合されてもよい。

[0058]一般的には、複数のガイドが、アライメント機構９０２を支持プレート１６０に結合し、それによって、アライメント機構９０２は、支持プレート１６０に対して移動することができる。一実施形態においては、ガイドは、一対の肩つきねじ９１６を含み、このそれぞれは、アライメント機構９０２に形成された孔９１８を貫通し、支持プレート１６０に形成された孔９２０にねじ込まれる。孔９１８の支持プレート１６０に面する側は、ばね９２２を部分的に収容する座ぐりを含む。ばね９２２は、一般的には、支持プレート１６０から遠ざけるようにアライメント機構９０２を付勢し、押し込み部材９０４と支持プレート１６０上に配置された基板との間に十分なクリアランスを提供する。

[0059]一般的には、基板は、冷却プレート２１４を持ち上げてアライメント機構９０２を作動させることによって、支持プレート１６０上に位置合わせされる。作動フィンガー９０２は、ローラー９１４を付形面９２４に接触させ、この付形面９２４は、アライメント機構９０２を支持プレート１６０の中央に向かって移動させる。それぞれのアライメント機構９０２が、支持プレート１６０の４つの辺に沿って作動させられると、支持プレート１６０上に載置された基板は、アライメント機構９０２によって、基板のずれによって基板を損傷することなく、更なるハンドリングおよび加工を容易にする予め定められた位置へ押し込められる。

[0060]以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明の基本的な範囲を逸脱することなく、本発明のこの他のおよび更なる実施形態を考え出すことができ、この本発明の範囲は、特許請求の範囲に規定される。

クラスタツールをファクトリインタフェースに結合するロードロックチャンバーの一実施形態を有するクラスタツールを示す図である。 図１に示されるロードロックチャンバーの断面図である。 アライメント機構の一実施形態を有する第１の支持プレートの等角図である。 図３に示されるアライメント機構の側面図である。 作動状態および非作動状態にある図４に示されるアライメント機構の側面図および平面図である。 作動状態および非作動状態にある図４に示されるアライメント機構の側面図および平面図である。 作動状態および非作動状態にある図４に示されるアライメント機構の側面図および平面図である。 アライメント機構の別の実施形態を有するロードロックチャンバーの部分断面図である。 図６に示されるアライメント機構の分解等角図である。 作動状態および非作動状態にある図６に示されるアライメント機構の断面図である。 作動状態および非作動状態にある図６に示されるアライメント機構の断面図である。 アライメント機構の更なる実施形態を示す図である。 アライメント機構の更なる実施形態を示す図である。 アライメント機構の更なる実施形態を示す図である。

符号の説明

１００…ロードロックチャンバー、１０２…本体、１０４Ａ、１０４Ｂ…壁、１０６…基板、１０８…搬送チャンバー、１１０…内部空間、１１２…ファクトリインタフェース、１１４、１１８…ポート、１１６、１２０…スリットバルブ、１２２…ベントポート、１２４…真空ポート、１２６、１２８…バルブ、１３０…真空ポンプ、１３２…プロセスチャンバー、１３４…真空ロボット、１３６…大気ロボット、１３８…基板収容カセット、１４０…ベイ、１５０…プロセスシステム、１６０…支持プレート、１６２…基板アライメント機構、

Claims (26)

1. 基板を支持するための装置であって、
   前記基板を支持するように適合される第１の面と、前記第１の面の一部分との境界を規定する第１の縁部とを有する支持プレートと、
   前記第１の縁部の近くに回転可能に配置された第１の本体と、
   前記第１の本体に半径方向に結合され、且つ前記第１の本体が回転するときに前記基板を前記第１の面に平行な第１の方向へ移動させるように適合された第１の押し込み部材であって、前記第１の押し込み部材は、前記第１の本体の回転により画成された第１の回転軸と、前記第１の回転軸と異なる向きの第２の回転軸を有する、前記第１の押し込み部材と、
   を備える、前記装置。
2. 前記第２の回転軸が、前記第１の回転軸に対して垂直である、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１の本体が、
   貫通して第１の孔が形成された第１のフランジと、
   貫通して第２の孔が形成された第２のフランジと、
   前記第１および第２のフランジに結合された中央部分と、
   前記第１および第２のフランジ間に配置されたローラーであって、前記第１の回転軸と平行に向けられた第３の回転軸を有し、前記第３の回転軸が、前記第１の回転軸と前記中央部分との間に画成される、前記ローラーと、
   を更に備え、
   前記第１の孔と前記第２の孔は、前記第１の回転軸と同軸に整列されている、請求項１に記載の装置。
4. 前記第１および第２のフランジの少なくとも一方と前記ローラーとの間に配置された付勢部材を更に備え、前記付勢部材が、前記第１の回転軸を中心にして前記第１の本体を移動させるように適合されている、請求項３に記載の装置。
5. 冷却プレートと、
   前記冷却プレートに結合され、且つ前記冷却プレートが前記第１の本体に対して移動するときに前記ローラーを移動させるように適合されている作動フィンガーと、
   を更に備える、請求項３に記載の装置。
6. 前記支持プレートの第２の縁部の近くに回転可能に配置された第２の本体であって、前記第２の縁部が、前記第１の縁部に隣接して配置される第２の本体と、
   前記第２の本体に半径方向に結合され、且つ前記第２の本体が回転するときに前記基板を前記第１の方向と異なる第２の方向へ移動させるように適合されている第２の押し込み部材と、
   を更に備える、請求項１に記載の装置。
7. 前記支持プレートの第３の縁部の近くに回転可能に配置された第３の本体であって、前記第３の縁部が、前記第２の縁部に隣接して配置されかつ前記第１の縁部の反対側にある第３の本体と、
   前記第３の本体に半径方向に結合され、且つ前記第３の本体が回転するときに前記基板を前記第１の方向と反対の方向へ移動させるように適合されている第３の押し込み部材と、
   前記支持プレートの第４の縁部の近くに回転可能に配置された第４の本体であって、前記第４の縁部が、前記第２の縁部の反対側に配置された第４の本体と、
   前記第４の本体に半径方向に結合され、且つ前記第４の本体が回転するときに前記基板を前記第２の方向と反対の方向へ移動させるように適合されている第４の押し込み部材と、
   を更に備える、請求項６に記載の装置。
8. 基板を支持する為の装置であって、
   前記基板を支持するように適合される第１の面と、前記第１の面の一部分との境界を規定する第１の縁部とを有する支持プレートであって、前記支持プレートは前記第１の面に対し垂直に突き出た中心線に対し固定されている、前記支持プレートと、
   前記第１の縁部の近くにあり、前記支持プレートの平面に対し平行な第１の回転軸を中心として回転可能な第１の本体と、
   前記第１の本体に半径方向に結合され、且つ前記第１の本体が回転するときに前記基板を前記第１の面に平行な第１の方向へ押し込むように適合されている第１の押し込み部材であって、前記第１の押し込み部材は、前記第１の回転軸と、前記支持プレートの前記中心線と選択的に平行な第２の回転軸とを有する、前記第１の押し込み部材と、
   を備える、前記装置。
9. 前記第１の押し込み部材は、凹部の円筒面を有する、請求項８記載の装置。
10. 前記第１の回転軸と前記第１の押し込み部材との間の本体に結合されたローラーであって、前記ローラーは、前記第１の回転軸に対し平行な回転軸を有する、前記ローラーを更に備える、請求項８記載の装置。
11. 前記第１の本体は、
    貫通して第１の孔が形成された第１のフランジと、
    貫通して第２の孔が形成された第２のフランジと、
    前記第１のフランジおよび前記第２のフランジに結合された中央部分と、
    前記第１および第２のフランジ間に配置されたローラーであって、前記第１の回転軸に平行に向けられた第３の回転軸を有し、前記第３の回転軸が、前記第１の回転軸と前記中央部分との間に画成される、前記ローラーと、
    を更に備え、
    前記第１の孔と前記第２の孔は、前記第１の回転軸と同軸に整列されている、請求項８記載の装置。
12. 前記第１および第２のフランジの少なくとも一方と前記ローラーとの間に配置された付勢部材を更に備え、前記付勢部材が、前記第１の回転軸を中心にして前記第１の本体を押し込むように適合されている、請求項１１に記載の装置。
13. 冷却プレートと、
    前記冷却プレートに結合され、且つ前記冷却プレートが前記第１の本体に対して移動するときに前記ローラーを押し込むように適合される作動フィンガーと、
    を更に備える、請求項１１に記載の装置。
14. 前記支持プレートの第２の縁部の近くに回転可能に配置された第２の本体であって、前記第２の縁部が、前記第１の縁部に隣接して配置される第２の本体と、
    前記第２の本体に半径方向に結合され、且つ前記第２の本体が回転するときに前記基板を前記第１の方向と異なる第２の方向へ押し込むように適合される第２の押し込み部材と、
    を更に備える、請求項８に記載の装置。
15. 前記支持プレートの第３の縁部の近くに回転可能に配置された第３の本体であって、前記第３の縁部が、前記第２の縁部に隣接して配置されかつ前記第１の縁部の反対側にある第３の本体と、
    前記第３の本体に半径方向に結合され、且つ前記第３の本体が回転するときに前記基板を前記第１の方向と反対の方向へ押し込むように適合される第３の押し込み部材と、
    前記支持プレートの第４の縁部の近くに回転可能に配置された第４の本体であって、前記第４の縁部が、前記第２の縁部の反対側に配置された第４の本体と、
    前記第４の本体に半径方向に結合され、且つ前記第４の本体が回転するときに前記基板を前記第２の方向と反対の方向へ押し込むように適合される第４の押し込み部材と、
    を更に備える、請求項１４に記載の装置。
16. 基板を支持する為の装置であって、
    上部に基板を支持するように適合され、貫通して垂直に伸びる中心線に対し回転可能に固定された支持プレートと、
    第１の回転軸と第２の回転軸を有する第１の押し込み部材であって、前記第１の回転軸は前記第２の回転軸に対し垂直に向けられ、第１の押し込み部材は、第１の方向に前記基板を押し込むように適合されている、前記第１の押し込み部材と、
    第３の回転軸と第４の回転軸を有する第２の押し込み部材であって、前記第３の回転軸は、前記第１の回転軸に対し平行に、前記第４の回転軸に対し垂直に向けられ、前記第２の押し込み部材は、前記第１の方向とは反対の第２の方向に前記基板を押し込むように適合されている、前記第２の押し込み部材と、
    を備える、前記装置。
17. 前記第１の回転軸に対し垂直に配置された第５の回転軸と、前記第５の回転軸に対し垂直に向けられた第６の回転軸を有する、第３の押し込み部材であって、前記第３の押し込み部材は、第３の方向に前記基板を押し込むように適合されている、前記第３の押し込み部材と、
    前記第５の回転軸に対し平行に配置された第７の回転軸と、前記第７の回転軸に対し垂直に向けられた第８の回転軸を有する第４の押し込み部材であって、前記第１，第３，第５，第７の回転軸が、単一平面内に横たわり、前記第４の押し込み部材は、前記第３の方向と反対の第４の方向に前記基板を押し込むように適合されている、前記第４の押し込み部材と、
    を更に備える、請求項１６記載の装置。
18. 前記押し込み部材の少なくとも一つを移動させるアクチュエータを更に備え、前記アクチュエータは、前記第１の回転軸に対し移動可能な冷却プレートである、請求項１６記載の装置。
19. 基板を支持する為の装置であって、
    基板支持体と、
    第１のアクチュエータと、
    前記第１のアクチュエータにより前記基板支持体に向かって移動可能であり、第１の回転軸を有する、第１の押し込み部材と、
    第２のアクチュエータと、
    前記第２のアクチュエータにより前記基板支持体に向かって移動可能な第２の押し込み部材とを備え、
    第２の押し込み部材は、前記第１の回転軸に垂直な第２の回転軸上で前記第１の押し込み部材を回転させる方向で、前記基板支持体上で基板を変位させるように構成されている、前記装置。
20. 基板を支持する為の装置であって、
    基板支持体と、
    前記基板支持体の上面に対して、それぞれ垂直及び平行に選択的に回転される第１の回転軸と第２の回転軸を有する、第１の押し込み部材と、
    前記基板支持体の前記上面に対して、それぞれ垂直及び平行に選択的に回転される第３の回転軸と第４の回転軸を有する、第２の押し込み部材と、
    を備える、前記装置。
21. 前記第１の回転軸は、前記第３の回転軸に対し平行な少なくとも２つの位置間で選択的に回転可能である、請求項２０記載の装置。
22. 前記第１の回転軸及び前記第３の回転軸は、実質的に水平位置および実質的に垂直位置間で回転可能である、請求項２０記載の装置。
23. 前記第１の回転軸は、前記第３の回転軸が回転する回転軸に対し実質的に垂直な軸で回転する、請求項２０記載の装置。
24. 第１の環境と第２の環境との間で基板を搬送するロードロックチャンバーであって、
    第１の基板搬送ポートと第２の基板搬送ポートを有するチャンバー本体と、
    前記チャンバー本体内部に配置され、前記基板を支持するように適合された第１の面を有する、支持プレートと、
    第１の回転軸と、前記第１の回転軸に対し垂直な第２の回転軸とを有する第１の押し込み部材であって、前記第１の押し込み部材が前記第１の回転軸の周りに回転されるとき、第１の方向に前記基板を押し込むように適合されている、前記第１の押し込み部材と、
    を備える、前記ロードロックチャンバー。
25. 前記支持プレートの第１縁部付近に配置され、前記第１縁部に平行な第１の回転軸を有する、本体を更に備える、請求項２４記載のロードロックチャンバー。
26. 前記本体が、
    貫通して第１の孔が形成された第１のフランジと、
    貫通して第２の孔が形成された第２のフランジと、
    前記第１および第２のフランジに結合された中央部分と、
    前記第１および第２のフランジ間に配置されたローラーであって、前記第１の回転軸に平行に向けられた第３の回転軸を有し、前記第３の回転軸が、前記第１の回転軸と前記中央部分との間に画成される、前記ローラーと、
    を更に備え、
    前記第１の孔と前記第２の孔は、前記第１の回転軸と同軸に整列されている、請求項２５に記載のロードロックチャンバー。

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