JP5479321B2 - トランスポートポッドインターフェースおよび分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカルシステム（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ））またはウェーハーもしくはマスクなどの半導体向けのトランスポートポッドインターフェースおよび／またはストレージポッドインターフェースに関係する。

本発明は、トランスポートポッドの内部空気を測定および制御するための少なくとも１つのインターフェースを備えた、半導体製造装置向けの分析ステーションまたは入出力チャンバなどの分析装置にも関係する。

無塵室の汚染度ならびに半導体製造処理室および／または半導体製造機器搬入室の内部空気は、製造プロセスが何らかの汚染の場合に迅速に反応することを可能にするように、恒久的に制御される。

製造の様々な段階の間で、基板は、後の使用のために保管されるように、もしくは半導体製造プロセスの次のステップに向けられるように、ＦＯＵＰ（「フロントオープニングユニファイドポッド（Ｆｒｏｎｔ−Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄｓ）」）として知られている標準化されたサイドオープン型ポッド内、またはＳＭＩＦ（「標準メカニカルインターフェース」）として知られているボトムオープン型ポッド内で隔離される。

しかし、基板のストレージポッドおよび／またはトランスポートポッドは、場合によっては、汚染物質、特に、有機汚染物質、アミン汚染物質、または酸性汚染物質を蓄積する可能性がある多孔性の環境である。

既存の半導体製造処理が行われる場合、基板にはプロセスガスが付着する。これらのガスは、基板から放出されて、トランスポートポッドの壁および内部環境に排出し、それにより、トランスポートポッドの壁および内部環境を汚染する場合がある。その場合、これらのポッド内に保管された基板は、これらの汚染空気にさらされる可能性がある。

これらの汚染物質は、１０億分率で測定されるほど微量でさえ、基盤にとって非常に有害であり得る。したがって、すべての必要な汚染除去措置を迅速に講じることができるようにガス汚染の痕跡を検出するために、トランスポートポッドの内部空気を分析することも必須になった。

ガス分析装置と、リアルタイムのガス分析を実行するために、ガス分析装置がトランスポートポッドの内部空気と直接的に連通することを可能にするインターフェース手段とを備えた、基板の汚染をテストするための装置をどのように構築するかはすでに知られている。

これらのインターフェース手段は、トランスポートポッドの開口部周囲のサンプリングチャンバを画定して、その下部のドアが少なくとも部分的に開かれることを可能にするコレクタを備えた、標準化されたトランスポートポッドと相互に作用するように設計されたアダプタを含む。側面の穴は、ガス分析装置をコレクタ内のサンプリングチャンバの内部と接続することを可能にする。

しかし、トランスポートポッドが開かれた場合、周囲の空気はポッド内にも浸透して、その中に含まれた混合物を希薄化する。その結果、ガスの実際の混合物、特に、トランスポートポッドの汚染状態を概算する結果だけが取得され得る。

汚染ガスの痕跡を測定する品質をさらに改善するために、本発明は、トランスポートの終端内またはストレージポッド内で分析を実行するために、その中で希薄化現象が大幅に削減される、半導体製造装置向けの分析ステーションまたは入出力チャンバなどの分析装置上に一体化され得るインターフェースを開示する。

このために、本発明の主題は、ガス分析装置に接続されるサンプリングプローブと、結合している位置において作動するためにトランスポートポッドアクセスと結合することが可能であり、かつトランスポートポッド内に包まれた、分析されるガス量がサンプリングプローブにアクセスしやすい、後退した位置において、セットドアをインターフェースの基部に向けて移動させることが可能なアクチュエータとを含むトランスポートポッドインターフェースである。トランスポートポッドインターフェースは、前記ドアに結合されたプレートに対向するプレート、および前記基部の少なくとも１つの壁の両方と常に接触し、少なくとも後退した位置において、分析されるガス量を隔離するように、アクチュエータと前記基部の間のスペースが気密であることを確実にするように構成された少なくとも１つのシーリングジョイント（ｓｅａｌｉｎｇ ｊｏｉｎｔ）を含む。

シーリングジョイント（３１）は、アクチュエータを後退した位置に移動することが、シーリングジョイントを少なくとも部分的に圧迫するように構成され得る。

アクチュエータは、ドアと結合させるためのプレートと、前記ドアに結合された当該プレートを移動させるためのシリンダとを含み得る。

一実施形態では、シーリングジョイントは、当該シリンダを取り囲む。

別の実施形態では、シーリングジョイントは、前記ドアに結合された表面と反対側のプレートの表面上に固定される。

さらに別の実施形態では、シーリングジョイントは、前記基部の少なくとも１つの壁上に固定される。

周辺のシーリングジョイントは、前記ポッドのカバーの縁がインターフェースと接触する範囲上に配置され得る。

当該インターフェースは、当該ドアに結合されたプレートの表面と当該ドア自体の間で作り出された容積を隔離することが可能な追加のシーリングジョイントを含み得る。

当該インターフェースは、ＳＭＩＦ（標準メカニカルインターフェース）であってよく、またはＦＯＵＰ（フロントオープニングユニファイドポッド）であってもよい、少なくとも１つの標準化されたトランスポートポッドと結合され得る。

本発明は、トランスポートポッドの内部空気を測定および制御するための少なくとも１つのインターフェースを備えた、半導体製造装置向けの分析ステーションまたは入出力チャンバなどの分析装置も開示する。

その他の利点および特性は、本発明の説明を読むこと、ならびに添付の図面を見直すことによって明らかになるであろう。

結合している位置における、本発明のインターフェースの第１の実施形態の概略図である。 後退した位置における、図１のインターフェースの概略図である。 トランスポートポッドに結合されたインターフェースの第２の実施形態の概略図である。 トランスポートポッドに結合されたインターフェースの第３の実施形態の概略図である。

半導体またはマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）に関する製造プロセスにおいて、ウェーハーおよびマスクなどの基板は、通常、ＦＯＵＰ（「フロントオープニングユニファイドポッド」）として知られているサイドオープン型ポッドであってよく、あるいはＳＭＩＦ（「標準メカニカルインターフェース」）として知られているボトムオープン型ポッドであってよい、標準化されたトランスポートポッド内ならびに／またはストレージポッド内のプロセスのステップの間でトランスポートされかつ／もしくは保管される。

これらのトランスポートポッドおよび／もしくストレージポッドならびにそれらの内部空気は、大気圧の空気または窒素を含む。

ポッド内に含まれたガスは、基板またはポッド自体の汚染に関してテストするための少なくとも１つのインターフェースを備えた、例えば、テストステーションを形成するために無塵室内に配置された分析ステーション、または半導体製造機器入出力チャンバなどの分析装置によって分析され得る。

図１は、そのサイズが基板の挿入および移動に適したアクセスドア５によって覆われることが可能な縁４を有するカバー３を含むＳＭＩＦトランスポートポッド１を示す。

ポッド１はかなり気密であるが、気密レベルは、カバー３とドアの間のシーリングジョイント９を通してわずかな漏れが発生し得るほどである。

図１において理解され得るように、ドア５は、アクチュエータ７を経由して、ポッドインターフェースと結合された後で、底部から開けられまたは閉められる。

インターフェース６は、回転フィンガ１０の４５度の回転によってなど、ポッド１の結合を所定の位置に固定して、それによりカバー３の縁４を押さえることが可能である。

このために、それぞれが、気圧ジャッキまたは電気ジャッキなどのジャッキ１１によって回転されている状態で、少なくとも２個の回転フィンガ１０がカバー３の両側に配置される。

インターフェース６は、ポッド１のカバー３の縁４がインターフェース６と接触している範囲上に配置された周辺シーリングジョイント１２を含むと有利である。

ジョイント１２は、ポッド１とインターフェース６の間で作り出された容積をカバー３に結合されたインターフェース６の外部の空気から隔離することを可能にする。ジョイント１２は、回転ディジット１０を押さえることによって、少なくとも部分的に圧迫される。

本発明のインターフェース６は、サンプリングプローブ１５をさらに含み、その吸引口１６が、基部１４およびその周辺の壁によって画定されたオープンスペース１３へと注ぎ込む（図１）。

小さな直径（数ミリメートル程度）を有する１本の管の形で構成されたサンプリングプローブ１５は、分析されるガスをサンプリングして、そのガスを分析装置に経路指定するためにガス分析装置（図示せず）に接続される。

ガスを分析装置に経路指定するために、ポンプ装置が１本の管に加えられ、それにより、「スニッファ（ｓｎｉｆｆｅｒ）」サンプリングプローブ１５を形成することが可能である。

インターフェース６のアクチュエータ７は、オープンスペース１３内で、結合している位置（図１）と後退した位置（図２）の間で移動するときに、移動可能であるように取り付けられる。

有利には、アクチュエータ７は、ドア５と結合可能であるように、プレート１７を有するべきである。

プレート１７は、アクセスドア５の寸法とほぼ等しい寸法を有し、位置決めピン２１の使用によってなど、アクチュエータ７に接触するようにポッド１を配置させるのに適していると有利である。

プレート１７とドア５の結合は、ジャッキによって駆動される２５固定手段を４５度回転させることによって所定の位置に固定され得る。

シーリングジョイント２２は、プレート１７の表面とドア５の間で作り出された容積を隔離するために、一緒に結合されたアクチュエータ７のプレート１７とトランスポートポッド１の間に配置されると有利である。

アクチュエータ７は、プレート１７を移動させて、それにより、インターフェース６のオープンスペース１３内で、矢印２７によって例示されるように、プレート１７に結合されたドア５を下向き方向に移動させるために、電気的に駆動されるジャッキなどのジャッキ１９をさらに保有する。

インターフェース６内でドア５に結合されたプレート１７の移動を導くためのガイド２３が含まれる。

したがって、アクチュエータ７は、結合している位置において、トランスポートポッド１のアクセスドア５に結合されることが可能であり、トランスポートポッド１内に含まれた、分析されるガス量がプローブ１５にアクセスしやすい、後退した位置において、ポッド１のこのドア５をインターフェース６の基部１４に向けて移動させることが可能である。

それに沿ってプレート１７が移動する経路は、ポッド１の開口によって生来的に持ち込まれた追加のガス量を可能な限り制限しながら、プローブ１５が、分析されるガス量にアクセスすることが可能であるように、可能な限り短いことが重要である。

したがって、測定されるガスの希薄化が制限されるように、追加のガス量は可能な限り少ない。

さらに、プレート１７が結合している位置から後退した位置に移動する場合、プレート１７の終端とオープンスペース１３を取り囲んでいる壁の間の伝導性、ならびにプレート１７の移動の力および速度の両方が、分析されるガス量内に漏れるガスの流れを最小限に抑えるように設計されると有益である。

したがって、プレート１７の下向きの移動は、プレート１７の結合している位置において、オープンスペース１３内でプレート１７の下に含まれた空気を押し出し、それにより、測定されるガス量の希薄化を制限することを可能にする。

ポッド１内のガスの何らかの希薄化を最小限に抑えるために、本発明のインターフェース６は、分析されるガス量を隔離するように、少なくとも後退した位置（図２）において、アクチュエータ７と基部１４の間のスペースが密閉されることを確実にするように構成された少なくとも１つのシーリングジョイント３１をさらに含む。

好ましくは、唇状の（ｌｉｐｐｅｄ）または面取りされたトーラス型の（ｔｏｒｕｓ−ｓｈａｐｅｄ）シーリングジョイント３１が使用されるべきである。

図１および図２に示される実施形態では、前記シーリングジョイント３１は、ポッド１のドア５に結合された表面と反対側のプレート１７の表面上に固定される。

シーリングジョイント３１は、アクチュエータ７を後退した位置に移動させると少なくとも部分的にシーリングジョイント３１を圧迫するように構成される。

インターフェース６がガス分析を実施するための動作モードにある場合、トランスポートポッド１は、結合している位置において、位置決めピン６を使用して、まず、インターフェース６のプレート１７の頂上に配置される。

次いで、インターフェース６は、ポッド１のカバー３の縁４上でフィンガ１０を回転させることによって、ポッド１の結合を固定する。同時に、この動作は、インターフェース６とカバー３の間に配置されたジョイント１２を少なくとも部分的に圧迫する。

次いで、ジャッキ２５は、プレート１７とドア５の結合を所定の位置に固定するための手段を作動させて、一緒に結合されたプレート１７とトランスポートポッド１の間のシーリングジョイント２２を部分的に圧迫する。

次に、ジャッキ１９は、アクチュエータ７を、ガイド２３に沿って、結合している位置（図１）から後退した位置（図２）に下向きにオープンスペース１３へ移動させる。

後退した位置に向けたアクチュエータ７の移動は、同時に、プレート１７の下に含まれた空気を下向きに外へ押し出す。

ジャッキ１９の移動の終りに、アクチュエータ７は、シーリングジョイント３１を部分的に圧迫し、それにより、図１および２においてドットパターンで示される、測定されるガス量を隔離する。

分析されるガス量は、それにより、インターフェース６に結合されたポッド１内に含まれた空気の外部の周囲空気から隔離され、したがって、測定が行われている間に希薄化され得ない。

次いで、プローブ１５は、分析されるガスをサンプリングして、図２に示されるように、そのガスを、インターフェース６が汚染分析を実行している分析装置に経路指定する。

リアルタイムの分析、すなわち、非常に低い時間遅延を伴い、微量ガス（ｐｐｂ程度）による非常に低いレベルの汚染物質を検出するのに十分敏感な分析の場合、１つのオプションは、ＩＭＳ（「イオン移動度スペクトロメータ」）の計測概念またはＩＡＭＳ（「イオン付着質量分析（Ｉｏｎ Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）」）として知られている技術を使用することによってなど、イオンの移動度が測定されるガス分析装置を使用することである。

図３および図４は、シーリングジョイント３１がドア５に結合されたプレート１７と反対側のプレート１７の表面と基部１４の間に配置された、２つのその他の実施形態を示す。

図３に示される第２の実施形態では、シーリングジョイント３１は、インターフェース６の基部１４の少なくとも１つの壁に固定される。それにより、ジャッキ１９が移動することを停止して、アクチュエータ７の後退した位置に達した場合、測定されるガス量は隔離される。

図４に示される第３の実施形態では、シーリングジョイント３１は、ポッド１のドア５に結合された表面と反対側のプレート１７の表面、および、後退した位置に配置されている場合、プレート１７が移動するインターフェース６の基部１４の少なくとも１つの壁の両方に常に接触している。

この実施形態では、測定されるガス量は、インターフェース６がポッド１に結合されるときから、アクチュエータが後退した位置７にあるときまで隔離される。

あるいは、シーリングジョイント３１は、基部１４の壁の内部周辺によって形成された角度に配置されてもよい。

さらに、シーリングジョイント３１は、ジャッキ１９の移動によって動かされる何らかの粒子が測定されるガス量の外部に維持されるように、ジャッキ３１を取り囲むように設計され得る。

分析されるガス量を隔離することが可能なシーリングジョイント３１を含めて、インターフェース６の使用のために、測定されるガス量がトランスポートポッド１を取り囲む空気によって著しく希薄化されることなく、汚染ガスの痕跡のリアルタイム分析を実行することが可能である点を理解されたい。

上記により、実施が簡単であり、移動部品によって発生し得る、基板のさらなる汚染のリスクなしに行われることが可能である。

さらに、当該インターフェースは、基板を含んでいるポッドから当該基板を移動させる必要なしに、かつ、標準化されたトランスポートポッドの構造を修正せずに、測定を行うことを可能にする。

本発明の精神から逸脱せずに、それぞれが、異なるサンプリングプローブに関連し、かつガス分析装置、ならびに、例えば、多重化システムを含めて、単一の分析装置に連結された複数のインターフェースが設計され得る。

Claims (10)

1. ガス分析装置に接続されるサンプリングプローブと、アクチュエータとを含むトランスポートポッドインターフェースであって、前記アクチュエータが、結合している位置と後退した位置との間でトランスポートポッドインターフェースのオープンスペース内で移動可能に取り付けられ、
   結合している位置において、アクチュエータのプレートが、トランスポートポッドのアクセスドアと結合し、
   後退した位置において、アクチュエータが、アクチュエータに結合されたアクセスドアをトランスポートポッドインターフェースの基部に向かって移動し、前記基部が、オープンスペースの境界となり、トランスポートポッド内に含まれた分析されるガス量が、アクチュエータの後退した位置におけるサンプリングプローブによってアクセスされることができ、
   前記トランスポートポッドインターフェースが、アクチュエータのプレートにおけるアクセスドアが結合された表面と反対側の表面と、基部の少なくとも１つの壁とに常に接触している少なくとも１つのシーリングジョイントを含み、少なくともアクチュエータが後退した位置にある場合、分析されるガス量を隔離するような方法で、アクチュエータと前記基部の間が密閉されることを確実にするように構成された、トランスポートポッドインターフェース。
2. シーリングジョイントが、アクチュエータを後退した位置に移動させると少なくとも部分的にシーリングジョイントを圧迫するように構成された、請求項１に記載のインターフェース。
3. アクチュエータが、アクセスドアと結合するためのプレートと、アクセスドアに結合されたプレートを移動させるためのジャッキとを含む、請求項１および２のいずれか一項に記載のインターフェース。
4. シーリングジョイントがジャッキを取り囲む、請求項３に記載のインターフェース。
5. シーリングジョイントが、アクセスドアに結合された表面と反対側のプレートの表面上に固定された、請求項３および４のいずれか一項に記載のインターフェース。
6. シーリングジョイントが、基部の少なくとも１つの壁上に固定された、請求項３および４のいずれか一項に記載のインターフェース。
7. 周辺シーリングジョイントが、トランスポートポッドのカバーの縁がトランスポートポッドインターフェースと接触している範囲内に配置された、請求項１から６のいずれか一項に記載のインターフェース。
8. アクセスドアに結合されたプレートの表面とアクセスドア自体の間に含まれた容積を隔離することが可能な追加のシーリングジョイントを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のインターフェース。
9. 少なくとも１つの標準化されたＳＭＩＦ（標準メカニカルインターフェース）トランスポートポッドまたはＦＯＵＰ（フロントオープニングユニファイドポッド）トランスポートポッドと結合することが可能な、請求項１から８のいずれか一項に記載のインターフェース。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載のインターフェースを含む、分析装置。

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