JP6907166B2 - 半導体処理ツール - Google Patents

Description

本出願は、２００７年５月１８日に出願された米国特許仮出願第６０／９３８，９２２号の利益を主張するものであり、その開示内容の全てを本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。

例示的な実施形態は概して言えば、制御された雰囲気環境に関し、より具体的には、そのような環境内でのスループットの増加に関する。

製造関連エレクトロニクス産業では効率性の向上が求められており、特に、エレクトロニクスの増大する部分を同等に形成している半導体装置の製造でその傾向が顕著である。

クラスタツールを介し、特に、ロードロック内の任意の動作や装置を除去してアセンブリの部品数や複雑性を最小限に抑える一方で、静止型ロードロック冷却棚を用いて熱いウェハのスループットを最適化するということがある。クラスタツール内のスループットを高めるためには、従来の方式では、複数のロードロックモジュールを使用する。そのため、機器の複雑性が増し、エンドユーザーにおけるコストも上がる。

通常、半導体処理システムにおいて、大気ドアは、装置フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）またはロードポートモジュールなどに見られるように、例えば、ロードロックと大気インターフェースとの間のウェハスリット開口部を封止するために使用される。大気ドアは通常、空気圧で駆動し、垂直方向の移動でスリット開口部を覆う。次に、大気ドアは、スリット開口部を囲むロードロックの封止接触面と接触するように駆動され、外部雰囲気から開口部を封止する。

ロードロックの接触面の封止では、ドアシールの擦り切れ、不完全なドアの動き、異物などがロードロックの接触面に損傷を与え、ロードロックチャンバがポンプダウン（真空排気）されているときに、ロードロックチャンバに漏出が起こる可能性がある。ロードロックの封止接触面の修理は、表面の元の状態を作り上げるために、再度機械加工をしたり、やすりで磨かなくてはいけないという点で、時間と労力を要する。封止接触面の再加工にはかなりの時間を要し、処理ツールが長い間稼働できないという状況を起こしうる。封止接触面の修理が不可能な場合は、ロードロックを取り替えることになる。

プロセスツールのダウンタイムを最小限に抑えるために、素早く交換できる大気ドアの接触面がロードロックにあれば、利点になるであろう。

例えば、プロセスモジュールからロードポートモジュール、またその逆からの移送過程において基板をパーティクル汚染から保護するのは、半導体基板の製造において重要な業務である。基板の汚染を最小限に抑えるには、基板搬送モジュールの全可動部品を基板の経路の下に配置するのが一般的である。

通常、ロードロックなどの（ただし、これに限定されない）基板処理機器で用いる大気ドアおよびスロット弁は、浮遊するパーティクルによる基板の汚染を最小限に抑えるために、基板移送面の下に位置している。例えば、積層または二重のロードロックの場合は、ドアアクチュエータが基板移送域に位置するように、大気ドアおよびスロット弁を基板移送面より上に逆さまにロードロックに取り付ける。基板移送面より上にドアアクチュエータがあることで、ドアアクチュエータによる基板のパーティクル汚染の可能性が高くなる。

基板のパーティクル汚染を最小限に抑えるように、そのアクチュエータが基板移送面より上に位置しないか、基板移送域内に位置しない大気ドアであれば、利点になるであろう。

第１の例示的実施形態により、基板処理ツールが提供される。当該基板処理ツールは、制御された雰囲気を保持するために少なくとも１つの隔離可能なチャンバを形成するフレームと、少なくとも１つの隔離可能なチャンバのそれぞれに位置する少なくとも２つの基板支持体であって、それぞれ上下に積層され、それぞれの基板を支えるために構成されている、少なくとも２つの基板支持体と、少なくとも２つの基板支持体と連通可能に結合している冷却ユニットであって、少なくとも２つの基板支持体および冷却ユニットが、少なくとも２つの基板支持体上に位置する各基板のそれぞれに同時伝導冷却を与えるように構成されている、冷却ユニットと、を備える。

前述した例示的実施形態の態様および他の特徴について、付随の図面と関連させて以下のように説明する。

１つの例示的実施形態による特徴を組み入れ、基板処理チャンバモジュールを異なる斜視方向から示した概略斜視図である。 １つの例示的実施形態による特徴を組み入れ、基板処理チャンバモジュールを異なる斜視方向から示した概略斜視図である。 モジュールを他の方向から示した他の概略斜視図である。 モジュールを他の方向から示した他の概略斜視図である。 モジュールを他の方向から示した他の概略斜視図である。 モジュールの分解図である。 例示的実施形態の態様を組み入れた、基板処理ツールの概略図である。 例示的実施形態の態様を組み入れた、基板処理ツールの概略図である。 それぞれモジュールの断面図と部分拡大断面図である。 それぞれモジュールの断面図と部分拡大断面図である。 別の例示的実施形態による、モジュールおよび基板搬送装置の他の断面図である。 別の例示的実施形態による、モジュールおよび基板搬送装置の他の断面図である。 別の例示的実施形態による、処理ツールの別の箇所に接続したモジュールの立面図である。 別の例示的実施形態による、それぞれチャンバモジュールの別の部分斜視図と断面図である。 別の例示的実施形態による、それぞれチャンバモジュールの別の部分斜視図と断面図である。 他の例示的実施形態による、弁モジュールの異なる概略斜視図である。 他の例示的実施形態による、弁モジュールの異なる概略斜視図である。 他の例示的実施形態による、弁モジュールの異なる概略斜視図である。 他の例示的実施形態による、弁モジュールの異なる概略斜視図である。 別の例示的実施形態による、モジュールの一部の概略断面図である。 図１０Ａは、別の例示的実施形態によるチャンバモジュールの分解斜視図であり、図１０Ｂは、モジュールの断面図である。 図１０Ａは、別の例示的実施形態によるチャンバモジュールの分解斜視図であり、図１０Ｂは、モジュールの断面図である。 図１１Ａ−１１Ｂはそれぞれ、異なる位置からのモジュールの他の断面図であり、図１１Ｃはモジュールおよび基板の一部の部分断面図であり、図１１Ｄ−１１Ｅはモジュールの異なる位置からの斜視断面図である。 図１１Ａ−１１Ｂはそれぞれ、異なる位置からのモジュールの他の断面図であり、図１１Ｃはモジュールおよび基板の一部の部分断面図であり、図１１Ｄ−１１Ｅはモジュールの異なる位置からの斜視断面図である。 図１１Ａ−１１Ｂはそれぞれ、異なる位置からのモジュールの他の断面図であり、図１１Ｃはモジュールおよび基板の一部の部分断面図であり、図１１Ｄ−１１Ｅはモジュールの異なる位置からの斜視断面図である。 図１１Ａ−１１Ｂはそれぞれ、異なる位置からのモジュールの他の断面図であり、図１１Ｃはモジュールおよび基板の一部の部分断面図であり、図１１Ｄ−１１Ｅはモジュールの異なる位置からの斜視断面図である。 図１１Ａ−１１Ｂはそれぞれ、異なる位置からのモジュールの他の断面図であり、図１１Ｃはモジュールおよび基板の一部の部分断面図であり、図１１Ｄ−１１Ｅはモジュールの異なる位置からの斜視断面図である。 さらに別の例示的実施形態による、モジュールの他の断面図である。 さらに別の例示的実施形態による、モジュールの他の断面図である。 さらに別の例示的実施形態による、モジュールの部分断面図である。 １つの例示的実施形態による、２つの構成におけるロードロックを示す図である。 １つの例示的実施形態による、２つの構成におけるロードロックを示す図である。 １つの例示的実施形態による、ロードロックの上面図である。 １つの例示的実施形態による、２つの構成におけるロードロックの正面図である。 １つの例示的実施形態による、２つの構成におけるロードロックの正面図である。 例示的実施形態による特徴を組み入れた、ロードロックを示す図である。 例示的実施形態による、ドア駆動システムの部分を示す図である。 例示的実施形態による、ドア駆動システムの部分を示す図である。 例示的実施形態による特徴を組み入れた、処理システムの断面図である。 １つの例示的実施形態による、図１６のロードロックの上面図である。 １つの例示的実施形態による、２つの構成における図１６のロードロックの正面図である。 １つの例示的実施形態による、２つの構成における図１６のロードロックの正面図である。 １つの例示的実施形態による特徴を組み入れた、ロードロックの等角図である。 １つの例示的実施形態による、ロードロックとドアとのインターフェースの等角図である。 １つの例示的実施形態による、ドアが第１の位置にあるロードロックとドアとのインターフェースの断面図である。 １つの例示的実施形態による、ドアが第２の位置にあるロードロックとドアとのインターフェースの断面図である。 図２０３のロードロックとドアとのインターフェースの別の断面図である。 １つの例示的実施形態による特徴を組み入れた、ロードロックモジュールの部分の概略斜視図である。 １つの例示的実施形態による、ロードロックモジュールを示す図である。 １つの例示的実施形態による、ロードロックモジュールを示す図である。 １つの例示的実施形態による、ロードロックモジュールを示す図である。 １つの例示的実施形態の態様を示すグラフである。 １つの例示的実施形態による、処理ツールを示す図および関連するフローチャートである。 １つの例示的実施形態による、基板スループットに関するグラフである。

図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、１つの例示的実施形態による特徴を組み入れた、基板処理モジュール１０の概略斜視図がそれぞれ示されている。本明細書に開示されている実施形態は、図面に示されている実施形態を参照して記述されるが、当該実施形態は、多数の代替的な実施形態に組み込むことが可能であることを理解されたい。さらに、あらゆる適切な大きさ、形状、もしくはタイプの部材または材料を使用することもできる。

図１Ａおよび図１Ｂから実現可能なものとして、モジュール１０は全体的に、基板に対して１つまたは複数の所望のプロセス（材料の堆積、エッチング、リソグラフィ、イオン注入、クリーニング、研磨など）を行うことができる処理ツールの所望の部分とモジュールが嵌合できるような構成になっている。基板は、２００ｍｍ径、３００ｍｍ径、４５０ｍｍ径の半導体ウェハや、レチクル、ペリクル、またはフラットパネルディスプレイのパネルなどの任意の適切なタイプでもよい。図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的実施形態のモジュールはロードロックモジュールでもよいが、代替の実施形態では、任意の適切なタイプのモジュールでもよい。図示されている例示的実施形態でのモジュールの構成は例示的なものであり、代替の実施形態では、ロードロックモジュールは任意の他の所望の構成を有してもよい。

１つの実施形態では、ロードロックモジュール１０は、図２および図３に示すように、処理ツールの異なる部分の間で連通することができる。異なる部分のそれぞれは、例えば、数多くの異なる雰囲気（例えば、一方に不活性ガスで他方に真空、または、一方に清浄な空気雰囲気で他方に真空／不活性ガス）を有してもよい。図２に示すように、例えば半導体ツールステーション６９０などのような処理装置が、１つの例示的実施形態によって示されている。図面には半導体ツールが示されているが、本明細書で説明する実施形態は、ロボットマニピュレータを採用した任意のツールステーションまたは応用で使用することもできる。この例ではツール６９０はクラスタツールとして示されているが、この例示的実施形態は、例えば、図３に示すような、また、その開示内容の全てを本明細書の一部を構成するものとして援用する、２００６年５月２６日出願の「Ｌｉｎｅａｒｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｏｏｌ」と題する米国特許出願第１１／４４２，５１１号で説明されているような、直線型ツールステーションなどのような、任意の適切なツールステーションに適用してもよい。ツールステーション６９０は通常、大気フロントエンド６００、真空ロードロック６１０、および真空バックエンド６２０を含んでいる。代替の実施形態では、ツールステーションは任意の適切な構成を有してもよい。フロントエンド６００、ロードロック６１０、およびバックエンド６２０のそれぞれの構成要素は、コントローラ６９１に接続していてもよい。コントローラ６９１は、例えばクラスタ型アーキテクチャ制御など、任意の適切な制御アーキテクチャの一部でもよい。制御システムは、その開示内容の全てを本明細書の一部を構成するものとして援用する、２００５年７月１１日出願の「Ｓｃａｌａｂｌｅ Ｍｏｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ」と題する米国特許出願第１１／１７８，６１５号で開示されているような、マスタコントローラ、クラスタコントローラ、および自律リモートコントローラを有する閉ループコントローラでもよい。代替の実施形態では、任意の適切なコントローラ、および／または制御システムを使用してもよい。

こうした例示的実施形態では、フロントエンド６００は通常、ロードポートモジュール６０５と、例えば、装置フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）などのミニ環境６６０とを含んでいる。ロードポートモジュール６０５は、３００ｍｍロードポート、前面開口または後面開口のボックス／ポッド、およびカセットのためのＥ１５．１、Ｅ４７．１、Ｅ６２、Ｅ１９．５、またはＥ１．９のＳＥＭＩ規格に準拠するツール規格（ＢＯＬＴＳ）インターフェースに対するボックスオープナ／ローダでもよい。代替の実施形態では、ロードポートモジュールは、２００ｍｍウェハのインターフェース、または、例えばフラットパネルディスプレイの大きいもしくは小さいウェハまたはフラットパネルなどの、他の任意の適切な基板のインターフェースとして構築してもよい。図２では２つのロードポートモジュールを示しているが、代替の実施形態では、任意の適切な数のロードポートモジュールがフロントエンド６００に組み込まれていてもよい。ロードポートモジュール６０５は、架空搬送システム、無人搬送車、人力台車、有軌道式無人搬送車から、または任意の他の適切な搬送方法から、基板キャリヤまたはカセット６５０を受け入れるように構築してもよい。ロードポートモジュール６０５は、ロードポート６４０を通してミニ環境６６０とインターフェース接続してもよい。ロードポート６４０は、基板カセット６５０とミニ環境６６０との間で基板を通過させてもよい。通常、ミニ環境６６０は、カセット６５０から、例えば、ロードロック６１０へ、基板を搬送するための移送ロボット（図示せず）を含んでいる。１つの実施形態では、移送ロボットは、例えば、軌道に取り付けられたロボットでもよく、例えば、その開示内容の全てを本明細書の一部を構成するものとして援用する米国特許第６，００２，８４０号に説明されているような、軌道に取り付けられたロボットでもよい。ミニ環境６６０は、複数のロードポートモジュール間における基板移送のために、制御された清浄域を提供してもよい。

真空ロードロック６１０は、図１Ａ〜１Ｆのモジュール１０に実質的に類似してもよく、ミニ環境６６０とバックエンド６２０との間に位置し、ミニ環境６６０とバックエンド６２０とに接続していてもよい。ロードロック６１０の基板保持チャンバは通常、後述する弁１２および１３（図４Ａ参照）に実質的に類似する態様で、大気スロット弁と真空スロット弁とを有してもよい。図面ではスロット弁が一列に並んでいるか、互いに約１８０度の位置にあるが、実現可能なものとして、代替の実施形態では、実質的に９０度の角度を有する基板搬送経路を形成するように、スロット弁を約９０度離して設置してもよい。さらに他の代替の実施形態では、スロット弁は互いに、任意の適切な空間関係を有してもよい。チャンバの各スロット弁は、スロット弁の適切なドアによって、互いに独立して閉鎖できるようにしてもよい。スロット弁は、基板を大気フロントエンド６００から搬入した後にロードロック６１０を排気するための、また、窒素などの不活性ガスでロックの通気（ベント：vent）を行う際に搬送チャンバ６２５の真空状態を維持するための環境隔離を提供してもよい。図２を参照すると、１つの例示的実施形態では、ロードロック６１０はさらに、基板の基準を処理に望ましい位置に揃えるためのアライナを含むこともできる。代替の実施形態では、真空ロードロックは、処理装置の任意の適切な場所に配置してもよく、任意の適切な基板処理機器を含む任意の適切な構成を有してもよい。

真空バックエンド６２０は通常、搬送チャンバ６２５、１つまたは複数の処理ステーション６３０、および移送ロボット（図示せず）を有する。搬送ロボットは、ロードロック６１０と様々な処理ステーション６３０との間で基板を搬送するために、搬送チャンバ６２５内に配置してもよい。処理ステーション６３０は、様々な蒸着法、エッチング、またはその他のタイプの処理を通して基板上で操作し、基板上に電気回路またはその他の所望の構造を形成してもよい。典型的な処理には、真空状態を使用する薄膜処理が挙げられるが、これに限定されない。真空状態を使用する薄膜処理には、プラズマエッチングまたはその他のエッチング処理、化学気相成長法（ＣＶＤ）、プラズマ蒸着（ＰＶＤ）、イオン注入などのような注入処理、計測、高速熱処理（ＲＴＰ）、ドライストリップ原子層堆積法（ＡＬＤ）、酸化／拡散、窒化物の形成、真空リソグラフィ、エピタキシャル成長法（ＥＰＩ）、ワイヤボンダおよび蒸発法などのほか、減圧を利用するその他の薄膜処理などがある。処理ステーション６３０は、基板が搬送チャンバ６２５から処理ステーション６３０まで通過できるように、またその逆の場合も同様に通過できるように、搬送チャンバ６２５と接続している。

ここで図３を参照すると、異なる部分を有する別の例示的な基板処理ツールが７１０で示されている。この例では、処理ツールは直線型処理ツールであるが、そのツールインターフェース部７１２は通常、搬送チャンバ７１８の長手軸Ｘの方向に向いている（例えば、内側に向けて）が、長手軸Ｘからオフセットされているように、搬送チャンバモジュール７１８に装着されている。搬送チャンバモジュール７１８は、他の搬送チャンバモジュール７１８Ａ、７１８Ｉ、７１８Ｊを、上記で本明細書の一部を構成するものとして援用した米国特許出願第１１／４４２，５１１号に説明されるようなインターフェース７５０、７６０、および７７０に装着することにより、任意の適切な方向に伸長することができる。インターフェース７５０、７６０、および７７０は、本明細書で説明するロードロック１０に実質的に類似してもよい。各搬送チャンバモジュール７１８、７１９Ａ、７１８Ｉ、および７１８Ｊは、処理システム７１０全体で基板を搬送するための、また、例えば処理モジュールＰＭなどへの出入りで基板を搬送するための、適切な基板搬送機７８０を含んでいる。実現可能なものとして、各チャンバモジュールは、隔離された雰囲気または制御された雰囲気（例えば、Ｎ２、清浄な空気、真空状態）を保持しうる。代替の実施形態では、搬送チャンバモジュール７１８、７１９Ａ、７１８Ｉ、および７１８Ｊは、本明細書で説明するロードロック１０の特徴を有してもよい。

図１Ａおよび１Ｂを再度参照すると、上に注目したとおり、ロードロックモジュール１０は、処理ツールの、例えばそれぞれが異なる雰囲気（例えば、一方に不活性ガスで他方に真空、または、一方に清浄な空気雰囲気で他方に真空／不活性ガス）を有する異なる部分（図示せず）の間で連通してもよい。ロードロックモジュール１０は、以下に記載するように、その内部にある複数の基板保持チャンバ１４Ａや１４Ｂ（まとめて「チャンバ１４」と呼ぶ）を画成することができる。例えば、基板保持チャンバは、それぞれ隔離することができ、モジュールに隣接しているツール部の雰囲気に一致するようにチャンバ内雰囲気のサイクルを有することができる。図中に基板保持チャンバは１４Ａおよび１４Ｂの２つのみが示されているが、ロードロックモジュール１０は、基板保持チャンバを、２つより多くまたは少なく有しうることを理解されたい。下記でさらに詳しく説明するように、この例示的実施形態では、ロードロックモジュールチャンバ１４は、チャンバ内雰囲気の急速サイクルを可能にするような、コンパクトなものであってもよい。また、図１Ｃ〜１Ｅを参照すると、基板保持チャンバ１４はモジュールの側面に基板搬送開口部１６および１８を有してもよい。図中に示す搬送開口部１６および１８の場所は例示的なものに過ぎず、代替の実施形態では、チャンバはモジュールの任意の他の所望の側面（隣辺など）で、開口部と連通してもよい。チャンバの各搬送開口部は、スロット弁１２および１３の適切なドアによって、互いに独立して閉鎖できるようにしてもよい。

図２Ａ〜２ｂを参照すると、それぞれモジュール１０の断面図を示しているが、この例示的実施形態では、内部モジュールは、２つまたはそれ以上の互いに独立して隔離可能かつサイクル可能な基板保持チャンバ１４ａおよび１４ｂを画成することができる。この例示的実施形態では、チャンバは後続する形で配置されている。両方のチャンバとも、後述するように、コンパクトなチャンバでもよい。代替の実施形態では、一体化したモジュールは、チャンバをこれより多く有することもでき、少なく有することもできる。例示的実施形態では、各チャンバはモジュールの共通の側面で、適切な弁１２および１３（例えば大気スロット弁や真空スロット弁）などによって互いに独立して閉鎖可能な搬送開口部を有してもよい。したがって、各チャンバを介する基板の搬送方向は、実質的に平行な軸に沿っている。代替の実施形態では、チャンバは、モジュールの異なる側面上で、対応する搬送開口部を有してもよい。例示的実施形態では、弁は、モジュールが画成するチャンバ部分の外側に位置してもよく、例えば、着脱可能に接続できる（例えば、ボルト締めで）モジュールとして構成してもよい。

図４Ａ〜４Ｂを参照すると、それぞれモジュール１０の断面図を示しているが、この例示的実施形態では、モジュール１０内部は、２つまたはそれ以上の互いに独立して隔離可能および／またはサイクル可能な基板保持チャンバ１４Ａ、１４Ｂを画成することができる。この例示的実施形態では、チャンバ１４Ａ、１４Ｂは積層する形で配置されている。代替の実施形態では、チャンバを並べて配置したり、互いに関連した任意の他の適切な空間関係で配置してもよい。チャンバ１４Ａ、１４Ｂの両方とも、上に注目したとおり、コンパクトなチャンバでもよい。代替の実施形態では、一体化したモジュールは、チャンバをこれより多く有することもでき、少なく有することもできる。例示的実施形態では、各チャンバはモジュールのそれぞれの側面で、適切な弁１２および１３（例えば大気スロット弁や真空スロット弁）などによって互いに独立して閉鎖可能な搬送開口部１４ＡＯ、１４ＢＯ（図１Ｂ参照）を有してもよい。したがって、各チャンバを介する基板の搬送方向は、実質的に平行な軸に沿っている。１つの例示的実施形態では、チャンバ１４Ａ、１４Ｂのそれぞれを介する基板の搬送方向が双方向であるように、チャンバ１４Ａ、１４Ｂを構成してもよい。他の例示的実施形態では、チャンバ１４Ａ、１４Ｂのうちの１つを介する基板の搬送方向が、チャンバ１４Ａ、１４Ｂのうちのもう１つのチャンバを介する基板の搬送方向とは異なるように、チャンバを構成してもよい。例としては、チャンバ１４Ａでは、基板をフロントエンドユニットから、処理ツールのバックエンドの処理チャンバへ移送することができ、チャンバ１４Ｂでは、基板を処理チャンバからフロントエンドユニットへ移送することができるという例があるが、例はこれに限定されない。代替の実施形態では、図２および図３に関して前述したように、チャンバはモジュールの異なる側面で、対応する搬送開口部を有してもよい。各チャンバ１４Ａ、１４Ｂと、それぞれのスロット弁１２、１３とは、例えば、１つのチャンバ１４Ａ、１４Ｂで基板が冷却されるとき、基板はもう一方のチャンバ１４Ａ、１４Ｂへ配置されたり、もう一方のチャンバ１４Ａ、１４Ｂから取り出されたりすることができるように、互いに独立して操作できる。

この例示的実施形態では、例えば、着脱可能に接続できるモジュール（ボルト締めや、他の適切な解除可能な接続など）として構成されうる弁１２、１３は、モジュール１０が画成するチャンバ部分１４Ａ、１４Ｂの外側に位置してもよい。代替の実施形態では、下記でさらに詳しく説明するが、弁モジュールは、モジュール１０の壁の中に着脱可能に一体化していてもよい。他の代替の実施形態では、弁または弁の部分は、モジュール１０から着脱可能でなくてもよい。

さらに図１Ｆを参照すると、モジュール１０の分解図が示されている（明確性を考慮し、上部締め具２０および底部締め具２２は図示せず）。この例示的実施形態では、モジュールは、全体の核すなわち骨格フレーム部３０、ならびに上部カバー部３２および底部カバー部３４を備えてもよい。この例示的実施形態では、フレーム部３０は、アルミニウム合金などのような任意の適切な材料から作られているワンピース部材（例えば、一体構造など）でもよい。代替の実施形態では、フレーム部はアセンブリであってもよく、任意の適切な材料または部分数で構成されてもよい。図１Ｆに示す例示的実施形態では、フレーム部３０は一般的に、そこに画成されるモジュールの外面と、チャンバの境界とを画成してもよい。図１Ｆおよび図４Ａに示すウェブ部材Ｗで、モジュール１０を区分けし、チャンバの積層を形成してもよい。代替の実施形態では、チャンバは１つ以上のウェブ部材Ｗを有してもよい。他の代替の実施形態では、任意の適切な方法でチャンバの積層を形成してもよい。例えば、モジュール１０は、チャンバのサブモジュールが嵌合しうる一般的な開口部を有してもよい。ここでは、チャンバのサブモジュールは、任意の適切な数のチャンバを有するチャンバの積層などである。実現可能なものとして、チャンバ１４Ａ、１４Ｂは、それぞれ上部および底部で締め具３２、３４で閉じられていてもよい。締め具３２、３４は、機械的、電気的、および／または化学的締め具などの（ただし、これらに限定されない）任意の所望の接続方法により、フレーム３０に嵌合されていてもよい。スロット弁１２および１３のインターフェースは、図中に示した方法や、下記でさらに詳しく説明するような任意の適切な方法により、フレーム３０に嵌合されていてもよい。実現可能なものとして、ロードロックモジュール１０は、ロードロックモジュール１０によってリンクされているツール部の間を通り基板の移送をする連通モジュールである。したがって、モジュール１０の高さは、隣接する部分またはモジュールの高さに関係したり、隣接するモジュール（ロードロックモジュールを介してのスループットを担い、モジュールのサイズやＺ駆動装置および／または構造的考察のような要因で区切ることができる）の中での基板搬送装置のＺ軸移動などのような要因に依存しうる。図６に図示する貫通モジュール１０と回転モジュール１５との関係の例が、クラスタツールの基板搬送チャンバ７に嵌合されているロードロックモジュール１０を示している。起こりうることとして、搬送装置が行うＺ軸移動よりもモジュール１０を高くすると、ロードロックの容積が不安定になり、ポンプダウンと通気の時間を増加させてしまうことがある。同様に、搬送装置が行うＺ軸移動よりもモジュールを低くすると、搬送装置が可能にしうる全体的な移動幅を活用できなくなり、そのためロードロックモジュールのスループットが過度に制限されることになる。例示的実施形態では、ロードロックチャンバ１４Ａ、１４Ｂの特徴により、ロードロックチャンバの積層がモジュール１０内で画成される高さを有する構成になっている。先に述べたように、図４Ａ〜４Ｂに示す例示的実施形態では、モジュール１０で２つのロードロックチャンバ１４Ａ、１４Ｂが積層して形成されているが、代替の実施形態では、一体モジュールのロードロックチャンバの積層は、それより多いまたは少ない（例えば、３つ以上）ロードロックチャンバを含んでもよい。実現可能なものとして、共通モジュール１０のコンパクトな空間エンベロープ内で独立した複数のロードロックチャンバ１４Ａ、１４Ｂを提供することで、共通モジュール１０を介する制約のない独立した複数の搬送経路を作り出し、モジュール１０のスループットを相応に増加させることになる。図１Ａ〜１Ｅに示す例示的実施形態では、各ロードロックチャンバ１４Ａ、１４Ｂは、通常、互いに類似してもよい。１つの例示的実施形態では、ロードロックチャンバ１４Ａ、１４Ｂは、ロードロックを区分している中央平面に沿って対向する構成を有してもよい。代替の実施形態では、ロードロックは、異なるサイズおよび／またはタイプの基板を取り扱うような、異なる形態でもよい。図１Ｆに示すモジュール１０は、所望のモジュールを設置することにより、類似するまたは異なる構成でロードロックを構築できるモジュール配置を有してもよい。例示的実施形態では、ロードロックチャンバ１４Ａ、１４Ｂは、積層された複数の基板（例えば、図４Ａ〜４Ｂでは、各チャンバに２つの基板が示されている）を保持するのに十分な高さがあってもよい。代替の実施形態では、ロードロックチャンバ１４Ａ、１４Ｂは必要に応じて、これより多い、または少ない積層された基板を保持することが可能でもよい。

図４Ａ〜４Ｂを再度参照すると、例示的実施形態では、ロードロックチャンバ１４Ａ、１４Ｂのそれぞれは、ロードロック内の雰囲気のサイクルが行われている間、ロードロック内で保持された基板の加熱や冷却を行うための加熱装置もしくは冷却装置、または両方を有してもよい。冷却および加熱の機能を有するロードロックの適切な例を、下記に説明する。図４Ａの例示的実施形態では、各ロードロックは、例えば、伝導により基板上で熱的に操作する支持棚２２Ａ、２２Ｂを有してもよい。この例示的実施形態では、支持棚２２Ａ、２２Ｂは、例えばロードロックの通気中に、基板を冷却するように構成されてもよい。例えば、支持棚は、基板冷却面２４Ａ、２４Ｂを画成する任意の所望の態様で、例えば支持棚２２Ａ、２２Ｂのそれぞれの上表面で、例えば冷却ブロック２７のような適切な熱シンクに接続していてもよい。１つの例では、冷却ブロック２７は、基板冷却面２４Ａ、２４Ｂからの伝熱を供給するための放射フィン（図示せず）を含んでもよく、また他の例では、冷却ブロックは基板冷却面２４Ａ、２４Ｂから熱を取り込むための、冷却ブロックに流れる冷却流体を有してもよい。さらに他の例では、冷却ブロック２７は、放射フィンと冷却流体の流れとの組み合わせを有してもよい。代替の実施形態では、支持棚は基板加熱面を有してもよい。さらに他の代替の実施形態では、ロードロックは、本明細書で説明するようなロードロック内でガスを加熱するように構成されてもよい。

この例示的実施形態では、各ロードロックは、冷却面２４Ａ、２４Ｂを含む２つの支持棚２２Ａ、２２Ｂを有する（ただし、先に述べたように、これより多いまたは少ないウェハ冷却面を有してもよい）。実現可能なものとして、支持棚２２Ａ、２２Ｂの冷却面２４Ａ、２４Ｂ上に基板を着座させることにより、基板と支持棚２２Ａ、２２Ｂの冷却面との間で伝導による熱交換が生じうる。この例示的実施形態では、支持棚は、ソリッドステート装置（例えば、作動可能なまたは動作する機械的な構成要素を有しない装置）でもよい。実現可能なものとして、上記により、支持棚２２Ａ、２２Ｂは、最小限の外形およびピッチを有する（そのため、ロードロックチャンバの高さはコンパクトなものになる）。例として、支持棚２２Ａ、２２Ｂは、フレーム部３０において固定型または静止型でもよく、また、ロードロックチャンバ１４Ａ、１４Ｂへの出入りで基板を搬送するための搬送装置のエンドエフェクタＥＥが基板を取り上げ、冷却面２４Ａ、２４Ｂの着座位置に直接置くのに十分である約１０ｍｍのピッチを有してもよい（図５Ａ〜５Ｂおよび図６も参照）。代替の実施形態では、棚は任意の適切なピッチを有してもよい。他の例示的実施形態では、支持棚２２Ａ、２２Ｂは、両棚間の所定の間隔に応じて両棚のピッチが調節できるように、フレーム部３０に対して可動であってもよい。図４Ｂに最も明瞭に示されているように、支持棚２２Ａ、２２Ｂは、エンドエフェクタＥＥ用の開口型の間隙２６を形成するように配置されていてもよい。この例示的実施形態では、支持棚２２Ａ、２２Ｂは、エンドエフェクタブレードを収容できるように中間に十分な間隙２６を形成するように分割されていてもよい。実現可能なものとして、間隙２６により、エンドエフェクタはＺ方向で動作し、基板を取り上げ、基板を冷却面に置くことができる。例として、エンドエフェクタＥＥは、（積層ロードロックのうちの１つの）支持棚２２Ａ、２２Ｂの冷却面２４Ａ、２４Ｂへの基板の配置を実質的に同時に行えるようなものであってもよい。例えば、ロードロックチャンバが通気されるのと同時に、基板を冷却してもよい。冷却された基板は、ロードロック２２Ａからの取り上げと搬送が実質的に同時に行われてもよい。基板がロードロックチャンバ１４Ａ、１４Ｂのうちの１つで冷却されているとき、（ロードロックモジュール１０の）ロードロックチャンバ１４Ａ、１４Ｂのうちのもう１つでの操作は、実質的に制約のない態様で行われてもよい。代替の実施形態では、各ロードロックチャンバで行われる操作は、任意の適切な態様で、互いに時系列にリンクされていてもよい。

図１Ａ〜１Ｂを再度参照すると、例示的実施形態では、各ロードロックチャンバ１４Ａ、１４Ｂ（図４Ａ、４Ｂも参照）は、対応する真空制御弁４０Ａ、４０Ｂ、および通気弁４２Ａ、４２Ｂ（ディフューザ付またはディフューザなしのものなど）を有し、それぞれのロードロックの雰囲気が独立してサイクルできるようにしてもよい。この例示的実施形態では、真空制御弁４０Ａ、４０Ｂ、および通気弁４２Ａ、４２Ｂは、後述するように、相互に交換可能にモジュール内に配置されていてもよい。ここで図１Ｆを再度参照すると、例示的実施形態では、フレーム部３０はその内部にポート３６Ａ、３７Ａ、３６Ｂ、３７Ｂを有することができる。ポートは、各ロードロックチャンバ１４Ａ、１４Ｂで、それぞれ真空ポート３６Ａ、３６Ｂ、および通気ポート３７Ａ、３７Ｂとして画成することができる。図中に示す真空ポートおよび通気ポートの配置は例示的なものであり、代替の実施形態では、真空ポートおよび通気ポートは、任意の他の適切な配置を有しうる。例示的実施形態では、真空ポート３６Ａ、３６Ｂはモジュール１０の１つの側面に位置し、通気ポート３７Ａ、３７Ｂはモジュール１０の別の側面に位置してもよい。代替の実施形態では、真空ポートおよび通気ポートは、モジュールの同じ側面に配置されていてもよい。図１Ｆに示すように、真空ポートおよび通気ポート３６Ａ、３７Ａ、３６Ｂ、３７Ｂは、それぞれのロードロック１４Ａ、１４Ｂのために、垂直に互いからオフセットされて配置されていてもよい。代替の実施形態では、真空ポートおよび通気ポートは、垂直に一列に配置されたり、任意の他の適切な空間関係を有してもよい。各ポートは、所望の真空弁または通気弁をポートへ（したがってモジュールへも）接続しやすくするための、適切な嵌合インターフェース（例えば、ポートを囲むような）を有してもよい。例示的実施形態では、２つまたはそれ以上の嵌合インターフェース３８Ａ、３８Ｂ、３９Ａ、３９Ｂが、それぞれのポートのために、実質的に類似する嵌合配置（例えばマッピングフランジ、封止表面、ボルト締めパターンなど）を有し、補完する嵌合インターフェースを有する任意の弁が、いずれかのポートの嵌合インターフェースと嵌合することができるように構成されてもよい。例として、図１Ｂおよび図１Ｆに最も明瞭に示されているように、通気弁は通気弁モジュール４２Ａ、４２Ｂに一体化し、各通気弁は類似する嵌合インターフェース４２Ｉを有することができ、どちらかのモジュールがどちらかのチャンバの通気ポートインターフェースに装着するように、相互に交換可能になっている。この例示的実施形態では、一体構造の耐圧ケーシングまたはブートを有しうる通気弁モジュール４２Ａ、４２Ｂは、異なる流量または制御構成（絞り弁および／または異なる容量ケース弁など）を提供する通気弁体４２ＶＢを有してもよい。こうした例示的実施形態は、別個の通気ポートおよび真空ポートに関して説明されうるが、他の例示的実施形態では、弁は単一のポートを介してチャンバを通気し、真空排気するように構成されてもよいことに注意されたい。例えば、弁は、真空ソースと通気ソースとの間で切り替えを行う、適切な弁機能の性質を有するように構成されてもよい。他の代替の実施形態では、各モジュールは、単一の通気／真空モジュールでチャンバを通気および／またはポンプダウンできるように、通気と真空のポートを有してもよい。

示されている例では、通気弁モジュールケーシング４２Ａ、４２Ｂにより、例えば、共通のソースおよび共通の排気孔を有しうる３つの弁体４２ＶＢの配置が可能である。弁モジュール４２Ａ、４２Ｂは、実現可能なものとして、任意の所望の所定の弁形状を達成するために、任意の所望の数の弁体４２ＶＢを提供するように構成されてもよい。代替の実施形態では、モジュール本体４２Ａ、４２Ｂは、その内部に弁をさらに多くまたは少なく収容することが可能でもよい。通気モジュール４２Ａ、４２Ｂ、４２Ａ’の異なる例示的実施形態が図１Ａ〜１Ｆ、および図８Ａ〜８Ｄに示されている。実現可能なものとして、図中に示す通気モジュールの実施形態は、図示目的のみとする。また、通気モジュールは、通気モジュールを、例えばガス注入口、弁体４２ＶＢ、およびディフューザ４４Ａに接続するための、任意の適切なモジュール本体４２ＡＢの構成を有してもよい。ただし、こうした異なるモジュールは、異なるモジュール本体４２ＡＢとその内部に含まれる弁体４２ＶＢとともに、共通の嵌合インターフェース配置４２Ｉを有してもよく、したがって、ロードロックチャンバ１０において通気モジュール４２Ａ、４２Ｂ、４２Ａ’が相互に交換可能になる。この例示的実施形態では、通気弁モジュール４２Ａ、４２Ｂは、適切なディフューザ４４Ａを含んでもよい。ディフューザ４４Ａは、例えば、弁モジュール４２Ａ、４２Ｂをロードロックチャンバの通気ポート３７Ａ、３７Ｂに装着するにあたって、ディフューザ４４Ａが実質的にロードロックチャンバへの通気ポートの排気面に、または排気面付近に位置するように配置してもよい。１つの実施形態では、通気弁モジュール４２Ａ、４２Ｂは、ディフューザ４４Ａを凹部（またはモジュール本体４２ＡＢ内のその他の適切なキャビティやスロット）で受け入れる、および／または固定するように構成されてもよい。代替の実施形態では、ディフューザは、例えば通気ポート３６Ａ、３７Ａ、３６Ｂ、３７Ｂで、例えばロードロック１０の壁に、組み込むか、嵌入させてもよい。

ここで図７Ａ〜７Ｂを参照すると、別の例示的実施形態によるモジュール１０’の斜視図および断面図がそれぞれ示されている。モジュール１０’は前述のモジュール１０に実質的に類似してもよい。この例示的実施形態では、真空制御弁および通気弁が単一のモジュール４０Ａ’、４０Ｂ’に一体化していてもよい。図７Ｂに最も明瞭に示されているように、モジュールの構造はその中に形成されたポート３６Ａ’、３６Ｂ’、３７Ａ’、３７Ｂ’を有してもよい。この例示的実施形態では、ポートは概して対称的に配置されていてもよい（例えば、ポートは図示されているように両方の側壁で形成し、モジュールのいずれかの側面に真空および通気の配管の装着があるようにしてもよい）。したがって、各ロードロックチャンバは、真空および通気配管の接続のために、例えば、４つの使用可能なポート（例えば、いずれかの側面に２つのポート）を有してもよい。代替の実施形態では、各ロードロックチャンバは、任意の適切な互いに対する空間関係で、任意の適切な数のポートを有してもよい。例示的実施形態では、ポート３６Ａ’、３６Ｂ’、３７Ａ’、３７Ｂ’の嵌合インターフェース３８Ａ’、３８Ｂ’、３９Ａ’、３９Ｂ’は類似してもよく、例えば、モジュー４０Ａ’、４０Ｂ’を相互に交換可能にしてもよい。代替の実施形態では、１つまたは複数の嵌合インターフェースは類似しなくてもよく、嵌合インターフェースと、対応するインターフェースを有するそれぞれのモジュールとの間で、選択的に交換可能にしてもよい。図７Ｂに示すように、嵌合インターフェース３８Ａ’、３８Ｂ’、３９Ａ’、３９Ｂ’は、ポートのペアがそれぞれ上下に積層されるように（例えばポート）配置されていてもよい。例えば、ポート３６Ａ’および３６Ｂ’は、同一のモジュール壁で上下に配置し、嵌合インターフェース３９Ａ’を共有してもよい。この例示的実施形態では、各弁モジュール４０Ａ’、４０Ｂ’は、任意のポートペアの嵌合インターフェース３８Ａ’、３８Ｂ’、３９Ａ’、３９Ｂ’と相互に交換可能で嵌合されていてもよい。弁モジュール４０Ａ’、４０Ｂ’は、チャンバモジュール１０’に嵌合されている場合（図７Ａ〜７Ｂ参照）、ポートペアの各ポート（例えば３６Ａ’、３６Ｂ’）と連通するように構成されてもよい。この例示的実施形態では、弁モジュール４０Ａ’、４０Ｂ’は、モジュール本体４１Ｂ’を有してもよい。モジュール本体４１Ｂ’は、モジュール１０’と嵌合するように構成されている嵌合インターフェースを有してもよい。モジュール本体４１Ｂ’の嵌合インターフェースは、通気（排気孔）ポートおよび真空（注入口）ポートをそれぞれ有する。真空制御弁４０Ｖは、真空ポートと流体連通するようにモジュール本体４１Ｂ’に装着されていてもよい。同様に、通気弁４２ＶＢ’は、通気ポートと流体連通するように、モジュール本体４１Ｂ’に含まれていてもよい。この例示的実施形態では、弁モジュール構成の結果として、所定のロードロックチャンバ１４Ａ’、１４Ｂ’を通気するためのモジュール４０Ａ’、４０Ｂ’の１つと、ロードロックチャンバ１４Ａ’、１４Ｂ’をポンプダウンするためのモジュール４０Ａ’、４０Ｂ’のもう１つとがある。弁モジュール４０Ａ’、４０Ｂ’は、例えば前述した態様で、通気ディフューザを含んでもよい。図７Ａ〜７Ｂに示すように、モジュール４０Ａ’および４０Ｂ’は、各モジュールがチャンバ１４Ａ’、１４Ｂ’の両方と連通するように構成されてもよい。例えば、モジュール４０Ｂ’は、モジュール４０Ｂ’がチャンバ１４Ａ’を通気し、チャンバ１４Ｂ’を排気する（例えば、真空を介して排出するなど）ように、モジュール１０’と結合していてもよい。モジュール４０Ａ’は、モジュール４０Ａ’がチャンバ１４Ｂ’を通気し、チャンバ１４Ａ’を排気するように、モジュール１０’に結合している。実現可能なものとして、ロードロックモジュールが単一のロードロックチャンバを含む場合、単一のロードロックチャンバは、上述したものに実質的に類似した通気ポートと真空ポートのペアを有する排気／通気インターフェースを有してもよい。例えば、単一のロードロックモジュールの複雑性、サイズ、およびコストを低減または最小限に抑えるために、単一のチャンバを単一のモジュールによって排気および通気することができるように、ポートのペアは、モジュール４０Ａ’、４０Ｂ’に実質的に類似する排気／通気モジュールとインタフェース接続するように構成されてもよい。

ここで図９を参照すると、別の例示的実施形態による、ロードロックモジュールの基板支持棚２２Ａ、２２Ｂの断面図が示されている。図９には４つの支持棚（例えば、上述のように、各チャンバに２つの棚）が示されているが、例示目的で２つの棚２２Ａ、２２Ｂのみについて説明する。残りの基板支持棚は、棚２２Ａ、２２Ｂに実質的に類似してもよいことに注意されたい。図９に示す例示的実施形態の支持棚２２Ａ、２２Ｂは、前述し、図５Ａおよび５Ｂで示した支持棚に概して類似してもよい。支持棚２２Ａ、２２Ｂは静止型でもよく、基板Ｓを積層状態で支持するために所望のピッチＰ（例えば、１０ｍｍ、または１０ｍｍ以上もしくは未満の任意の他の適切な距離）で配置されていてもよい。１つの例示的実施形態では、支持棚２２Ａ、２２Ｂは調節できるものでもよく、ピッチＰが調節可能であるように構成されてもよい。さらに他の例示的実施形態では、棚２２Ａ、２２Ｂは、下記で詳述するように互いに対して可動であってもよい。代替の実施形態では、支持棚２２Ａ、２２Ｂは、例えば所望のピッチＰに応じて棚を追加できる（または撤去できる）ようなモジュール式であってもよい。例示的実施形態では、各支持棚２２Ａ、２２Ｂは、冷却面２４Ａ、２４Ｂを有してもよく、冷却面２４Ａ、２４Ｂはそれぞれの１つに対して着座した基板Ｓ１、Ｓ２を伝導冷却するためのものである。図９に示す例示的実施形態では、各基板支持体２２Ａ、２２Ｂ（示されている支持棚の数は例示的なものであり、代替の実施形態では、これより多くまたは少ない支持棚がありうる）はガスポート５４を有してもよい。ガスポート５４は図９に概略図で示されているが、支持棚に沿って配置された任意の所望のサイズのポートを任意の数で備えてもよい。ガスポート５４は、ポートを介するガスの通過が層流を有し、例えば、パーティクル形成を最小限に抑えるように構成されてもよい。１つの例示的実施形態では、ポート５４は任意の適切なディフューザを含んでもよく、他の例示的実施形態では、ディフューザはポート５４の上流側に位置してもよい。代替の実施形態では、ディフューザは、それぞれのポートと任意の適切な空間関係を有してもよい。図９に示すように、ガスポート５４は、支持棚２２Ａ、２２Ｂの冷却面２４Ａ、２４Ｂに着座した上下の基板Ｓ１、Ｓ２のそれぞれの下表面と上表面との間に配置されていてもよい。ポート５４は、支持棚２２Ａ、２２Ｂ内で一体化して形成されうる適切な通路を介して、例えば、ロードロックチャンバの通気雰囲気（通気ガスなど）に適したガスの適切な供給源に接続していてもよい。代替の実施形態では、通路は支持棚内で一体化して形成されなくてもよい。図９に示すように、ガスポート５４は、露出した基板表面（隣接する冷却基板Ｓ１、Ｓ２など（図７および図９も参照））の間にある間隙６にガスを排出するように構成されている。例えば、１つまたは複数の支持棚２２Ａ、２２Ｂは、間隙すなわち間隙部６（図５Ｂに示した間隙２６に類似する、エンドエフェクタのアクセスを可能にするものなど）を有してもよい。間隙部６により、例えば、棚２２Ａ上で冷却中の上の基板が、例えば、棚２２Ｂ上で冷却中の高温の別の下の基板に（上昇した温度で）さらされることもある。ポート５４の間隙６から排気されたガスは、加熱された下の基板Ｓ１と上の基板Ｓ２の覆いのない表面との間に、断熱部すなわち熱障壁ＴＢ（図中に示すサイズおよび位置は例示のみを目的としている）を形成し、下の基板Ｓ１による上の基板Ｓ２の任意の対流加熱を最小限に抑えるまたは除去してもよい。循環するガスはさらに、伝導冷却に加えて、基板に対流冷却を与えてもよい。実現可能なものとして、また、例として、ガスポート５４Ａ、５４から排気されたガスは、間隙６内で流通し、間隙６内に停滞したガスを破壊し、したがって、熱い下の基板Ｓ１と熱い上の基板Ｓ２の露出した表面との間で起きる対流による望ましくない伝熱を破壊してもよい。さらに実現可能なものとして、ポート５４Ａ、５４から導入したガスは、例えば、チャンバ内に適切に配置された（例えば、間隙６内またはその他の適切な場所）適切な真空またはガス除去ポートから、除去または流通させるようにしてもよい（ガスの循環を起こす）。１つの例では、真空ポートは、ポート５４に関して上述した例に実質的に類似した態様で、支持棚２２Ａ、２２Ｂに組み込まれていてもよい。他の例では、真空ポートは、真空ポート５５に関して図９に示したように、支持棚の間で、チャンバ壁内に配置されていてもよい。したがって、これは基板積層の冷却時間の短縮につながる一方で、積層された基板の冷却の配分が基板積層全体で実質的に一定に維持されうる。実現可能なものとして、ポート５４、５４Ａから排気されたガスは、低速な層流のために、また、上述したように、下の基板の上表面でのパーティクル沈着を回避するために、定義済みのレイノルズ数（Ｒｅ）を有してもよい。

ここで図１０Ａおよび１０Ｂを参照すると、別の例示的実施形態によるロードロックモジュール１００の分解斜視図が示されている。モジュール１００は前述のロードロックモジュール１０に実質的に類似してもよい。この例示的実施形態では、モジュール１００はさらに、上下に積層された２つのロードロックチャンバ１１４Ａ、１１４Ｂを有してもよいが、代替の実施形態では、ロードロックモジュールは、任意の適切な数の積層チャンバを有してもよい。モジュール１００はさらに、冷却チャック１２０Ａ、１２０Ｂを含んでもよい。各ロードロックチャンバ１１４Ａ、１１４Ｂは、その内部に冷却チャックを有する。冷却チャック１２０Ａ、１２０Ｂは、適切なＺ駆動装置１２０Ｚにより駆動される、Ｚ軸移動が可能である。代替の実施形態では、チャックは水平移動（例えば、ＸおよびＹ）が可能であってもよい。チャック１２０Ａ、１２０Ｂは通常、作動時に、例えば、矢印７００方向に、互いに向かってまたは離れて移動するように、図示のように概して対向構成で配置されている。図１０Ｂを参照すると、待機位置と称することのできる状態にあるロードロック付きモジュール１００の断面図が示されている。各ロードロックチャンバ１１４Ａ、１１４Ｂは、支持棚１２２Ａ、１２２Ｂを有し、各ロードロックチャンバ１１４Ａ、１１４Ｂ内で２つの基板Ｓ１、Ｓ２を支持してもよい（代替の実施形態では、これより多いまたは少ない基板が提供されてもよい）（図１１Ｃも参照）。この例示的実施形態では、支持棚１２２Ａは静止型（例えば、チャンバ構造に固定されている、またはチャンバ内で任意の他の適切に固定された構造を有する）でもよく、支持棚１２２Ｂは可動型（例えば、可動チャック１２０Ａ、１２０Ｂまたは任意の他の適切な可動棚支持体に従属している）でもよい。代替の実施形態では、支持棚は両方とも静止型でもよく、また別の代替の実施形態では、支持棚は両方とも可動型でもよい。１つの例示的実施形態では、棚１２２Ｂは、伸長部すなわち棚支持体１２１Ａ、１２１Ｂによって、支持されたり、チャック１２０Ａ、１２０Ｂに接続していてもよい。伸長部１２１Ａ、１２１Ｂは、チャック１２０Ａ、１２０Ｂおよび／または棚１２２Ｂのそれぞれの１つとの一体構造であってもよい。代替の実施形態では、棚支持体１２１Ａ、１２１Ｂは任意の適切な構成を有してもよい。図１０Ｂに示すように、伸長部１２１Ａ、１２１Ｂは、固定された棚１２２Ａがチャック１２０Ａ、１２０Ｂの表面１２４Ａと棚１２２Ｂ（棚１２２Ｂは伸長部１２１Ａ、１２１Ｂに従属する）との間に位置するように、表面１２４Ａから離れて伸長する。実現可能なものとして、チャック１２０Ａ、１２０Ｂが退避位置にあるとき、例えば基板搬送機のエンドエフェクタが棚１２２Ｂに基板を配置できるような十分な隙間が、棚１２２Ａと棚１２２Ｂとの間にある。

この例示的実施形態では、支持棚は、例えば移送アームエンドエフェクタのＺ移動によって基板が取り上げられる、または実質的に各支持棚１２２Ａ、１２２Ｂにロードされるように配置してもよい。代替の実施形態では、支持棚および／またはチャンバは、エンドエフェクタから基板を持ち上げられるように可動型であってもよい。チャック１２０Ａ、１２０Ｂは、基板をロードロックチャンバ１１４Ａ、１１４Ｂへロードしたり、ロードロックチャンバ１１４Ａ、１１４Ｂからアンロードするために、図１０Ｂに示すように（図１１Ｄも参照）、揃って開状態の退避位置にあってもよい。例示的実施形態では、ロードロックチャンバ１１４Ａ、１１４Ｂの支持棚１２２Ａ、１２２Ｂ上で基板を実質的に同時に冷却できるように、チャック１２０Ａ、１２０Ｂの位置は変更できるものであってもよい（Ｚ軸（すなわち矢印７００の方向）で、例えば、閉鎖位置と称することのできる位置へ。図１１Ｅも参照）。代替の実施形態では、チャックは、基板の加熱、または冷却と加熱の両方を行うことが可能でもよい。図１０Ｂに示す例示的実施形態では、チャック１２０Ａ、１２０Ｂは、伝熱接触面１２４Ａ（例えば伝導冷却面）を有してもよい。チャック１２０Ａ、１２０Ｂの伝熱面１２４Ａは、適切な熱シンク１５２Ａに熱的に連通可能で接続していてもよい。この例示的実施形態では、図１０Ｂに示すように、この熱的連通は、チャックおよびチャンバでそれぞれインターフェースする放熱器フィン１５０Ａ、１５２Ａとして、概略図で示されている。放熱器フィンは、チャックのＺ方向の自由な移動を可能にするように構成されている。代替の実施形態では、熱シンクは任意の適切な構成を有することができる。図７Ｂに示すように、各チャンバ１１４Ａ、１１４Ｂは、チャック１２０Ａ、１０２Ｂから通常反対側に位置しうる静止型の伝熱接触面１２４Ｂ（例えば冷却面）を有してもよい。さらに図１１Ａを参照すると、モジュール１００には開放位置にある冷却チャック１２０Ａ、１０２Ｂがあり、基板Ｓ１、Ｓ２はロードロックチャンバ１１４Ａ、１１４Ｂの各支持棚にロードされている。前述したように、基板を冷却するために、チャック１２０Ａは閉鎖位置まで移動できる（Ｚ方向へ）ものであってもよい。例えば、図１１Ｂに示すように（開放位置と閉鎖位置にあるチャックをそれぞれ示している斜視断面図である図１１Ｄ〜１１Ｅも参照）。チャック１２０Ｂの動作は、チャック１２０Ａの動作に実質的に類似してもよいことに注意されたい。チャック１２０Ａ、１２０Ｂのそれぞれは、互いに独立して動作可能でもよく、図１１Ｂでは例示目的のみのために、閉鎖状態のチャック１２０Ａ、１２０Ｂを示している。代替の実施形態では、ロードロックチャンバ１１４Ａ、１１４Ｂのうちの１つに位置するチャック１２０Ａ、１２０Ｂは開放状態で、ロードロックチャンバ１１４Ａ、１１４Ｂのうちのもう１つに位置するチャック１２０Ａ、１２０Ｂのうちのもう１つは閉鎖状態でもよく、または、開放と閉鎖との間で任意の他の所望の位置にあってもよい。図１１Ｂに示すように、閉鎖位置への動作により、チャックが運ぶ基板Ｓ１、Ｓ２（例えば、棚１２２Ｂにある基板）は積層冷却面１２４Ｂに向かって移動し、実質的に積層冷却面１２４Ｂに接触し、チャックの冷却面１２４Ａは静止型棚１２２Ａにある各基板Ｓ１、Ｓ２実質的に接触する。したがって、チャック１２０Ａ、１２０Ｂ とロードロックチャンバ １１４Ａ、１１４Ｂとの間の異なる動作により、複数の基板が実質的に同時に冷却される。チャック１２０Ａ、１２０Ｂは、開放位置に戻って基板Ｓ１、Ｓ２をアンロードしてもよい。代替の実施形態では、チャックは、開放位置に戻ることなく基板Ｓ１、Ｓ２の除去（および挿入）ができるように構成されてもよい。

図１２Ａ〜１２Ｂは、別の例示的実施形態によるモジュールの断面図であり、冷却チャック熱交換器構造１０００を示している。熱交換器構造１０００では、適切な管路１００１が熱交換流体をチャック１２０Ａ、１２０Ｂのヘッドに導き、所望の温度で伝熱面を維持する。流体管路１００１は、前述したように、例えばチャックの３軸移動を可能にするような可撓性を有してもよい。代替の実施形態では、剛体または半剛体でもよい流体管路１００１と、チャック１２０Ａ、１２０Ｂとの間のインターフェースは、インターフェースの封止用に適切な封止部材を有し、管路１００１とチャック１２０Ａ、１２０Ｂとの間の相対運動を可能にするようなスライド式またはテレスコープ式のインターフェース／カップリングでもよい。

さらに図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、熱交換器構造はさらに、熱交換流体を静止型伝熱面１２４Ｂに導くための管路１００２を含んでもよい。冷却流体は、水、油、空気、またはチャック１２０Ａ、１２０Ｂおよび静止型伝熱面１２０Ｂから伝熱できる任意の他の適切な流体などの（ただし、これらに限定されない）任意の適切な流体でもよい。冷却チャック熱交換器構造は、例えば、チャック１２０Ａ、１２０Ｂおよび／または静止型伝熱面１２０Ｂを出入りする循環中に流体を冷却するための適切な供給ラインと戻りラインを有する放熱器などの、任意の適切な流体温度制御装置（図示せず）を含んでもよい。なお、冷却流体供給ライン（例えば、冷却をチャックおよび静止型伝熱面に搬送するライン）は、例示目的のみで示されていることに注意されたい。代替の実施形態では、チャック１２０Ａ、１０２Ｂおよび静止型伝熱面１２４Ｂは、別々の冷却ラインおよび／または別々の熱交換器システムから供給を受けてもよい。

ここで図１３を参照すると、別の例示的実施形態による、モジュール１００’のロードロックチャンバ１１４Ａ’の部分断面図が示されている。モジュール１００’は、モジュール１００に類似してもよく、可動型チャック１２０Ａ’を含んでもよい。チャック１２０Ａ’は、上述した態様に実質的に類似した態様で、チャック１２０Ａ’に従属する基板支持棚を有してもよい。ロードロックチャンバ１１４Ａ’は、ロードロックチャンバ１１４Ａ’に従属する基板支持棚１２２Ａ’を有してもよい。チャック１２０Ａ’は伝熱面１２４Ａ’を有してもよい。ロードロックチャンバ１１４Ａ’は、ロードロックチャンバ１１４Ａ’に配置される伝熱面１２４Ｂ’を有してもよい。伝熱面１２４Ｂ’は、適切な熱交換器手段を介して、熱源＋ｑに連通可能に接続していてもよい。この例示的実施形態では、例えば、ロードロック支持棚１２２Ａ’上の基板とチャック表面１２４Ａ’との間の、または、チャック支持棚１２２Ｂ’上の基板とロードロック表面１２４Ｂ’との間の間隙を減少させるために、ロードロックのポンプダウン中にチャックを作動してもよい。基板と隣接する表面との間の間隙の減少により、ガスの温度が上昇し、ポンプダウン時のパーティクル形成が軽減される。

さらに、熱表面１２４Ａ’、１２４Ｂ’は、ロードロックのポンプダウン時におけるパーティクル形成がより軽減されるように、チャックの動作との組み合わせ、または熱表面のみの方法で、熱をガスへ導くように加熱してもよい。

ここで図１４Ａ〜１４Ｅを参照すると、１つの例示的実施形態による、例示的なロードロック１０１００が示されている。この例示的実施形態は、大気ドアまたは大気スロット弁に関して説明するものであるが、本明細書で開示する実施形態は、基板処理機器で使用する真空ドアまたは真空スロット弁に同等に適用されうることを理解されたい。

この例では、ロードロック１０１００は、第１のロードロックチャンバ１０１４０および第２のロードロックチャンバ１０１５０を有する積層ロードロックとして構成されている。代替の実施形態では、ロードロックは任意の適切な構成を有してもよい。各ロードロックチャンバ１０１４０、１０１５０は、上述したような構成などの（ただし、これに限定されない）任意の適切な構成を有してもよい。例えば、ロードロックチャンバ１０１４０、１０１５０は、デュアルロードロックチャンバ（すなわち、各ロードロックが２つの基板を保持するように構成されている）、または単一のロードロックチャンバ（すなわち、各ロードロックが１つの基板を保持するように構成されている）として構成されてもよい。代替の実施形態では、各ロードロックチャンバ１０１４０、１０１５０は、２個を超える数の基板を保持するように構成されてもよい。各ロードロックチャンバ１０１４０、１０１５０は、大気ロードロックドア１０１３０、１０１２０と、真空ロードロックドアすなわちスロット弁１０１６０、１０１６１を有してもよい。この例では、大気ロードロックドア１０１３０と真空スロット弁１０１６０はそれぞれ、ロードロックチャンバ１０１４０の大気ドアと真空ドアであり、ロードロックドア１０１２０とスロット弁１０１６１はそれぞれ、ロードロックチャンバ１０１５０の大気ドアと真空ドアである。大気ドア１０１３０、１０１２０は、ロードロックが装置フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）などの（ただし、これに限定されない）大気処理ユニットに結合するようにしてもよい。一方、スロット弁１０１６０、１０１６１は、ロードロックが、例えば、図２および図３に関して上述した処理モジュールなどの（ただし、これに限定されない）真空モジュールに結合するようにしてもよい。

図１４Ａおよび図１４Ｄに示すロードロック１０１００は、大気ドア１０１３０、１０１２０を有し、閉鎖位置にある。一方、図１４Ｂおよび図１４Ｅでは、大気ドア１０１３０、１０１２０を有し、開放位置にあり、それぞれのロードロックチャンバ１０１４０、１０１５０への出入りの際の基板の通過を可能にしている。さらに図１５を参照すると、ロードロックドアは駆動モジュール１０２００、１０２１０などの、１つまたは複数の駆動モジュールを介して操作される。この例では、駆動モジュール１０２００、１０２１０は、例示目的でドア１０１３０、１０１２０のいずれかの側面が示されている。他の例示的実施形態では、ドア１０１３０、１０１２０のいずれかの側面に位置する駆動モジュールが１つあるだけでもよく、また、後述するように、ドアを適切に支持できるように、適切な軸受モジュールをドアのもう１つの側面に配置してもよい。さらに他の代替の実施形態では、ドアに対して任意の適切な位置にある任意の適切な数の駆動モジュールがあってもよい。駆動モジュール１０２００、１０２１０は、図１４Ｂおよび図１４Ｃに示すように、基板移送域１０１１０の外側に位置することに注意されたい。駆動モジュール１０２００、１０２１０を基板移送域の外側に配置することにより、基板の上にある可動部分によって生じるパーティクルから基板を保護するために用いられる保護ベローズやパーティクルシールドの必要性がなくなる可能性もある。

駆動モジュール１０２００、１０２１０は、少なくとも部分的にはロードロックチャンバの封止接触面１０２３０の前に位置してもよい。代替の実施形態では、駆動モジュールは、任意の適切な態様で、封止接触面１０２３０の前または後ろに位置するように、適切に構成されてもよい。封止接触面１０２３０は、大気ドア１０１３０、１０１２０と相互作用し、ロードロックチャンバ１０１４０、１０１５０内の雰囲気への漏出、またはロードロックチャンバ１０１４０、１０１５０内の雰囲気からの漏出を防ぐためのシールを形成するような、ロードロック１０１００の表面でもよい。１つの例示的実施形態では、駆動モジュール１０２００、１０２１０は、例えば機械的締め具、化学的締め具、粘着剤、または溶接などでロードロック１０１００の表面に結合しているモジュール式ユニットでもよい。実現可能なものとして、駆動モジュール１０２００、１０２１０は、ロードロック１０１００の表面に永久的または着脱可能に結合していてもよい。他の例示的実施形態では、駆動ユニットは、駆動モジュールがロードロックハウジングの一部を形成するように、ロードロック１０１００に一体化していてもよい。図中に示す例示的実施形態では、駆動モジュール１０２００、１０２１０は、その一部がロードロックハウジングに組み込まれている。駆動モジュール１０２００、１０２１０は、後述するように、駆動モジュール内に位置する駆動装置１０２１０Ａ、１０２１０Ｂ、１０２００Ａ、１０２００Ｂにアクセスできるように、適切なアクセスパネルまたはカバーを含んでもよい。代替の実施形態では、駆動装置１０２１０Ａ、１０２１０Ｂ、１０２００Ａ、１０２００Ｂへのアクセスは、任意の適切な態様で行われてもよい。

駆動モジュール１０２００、１０２１０はそれぞれ、上駆動アクチュエータ１０２００Ａ、１０２１０Ａと、下駆動アクチュエータ１０２００Ｂ、１０２１０Ｂを、それぞれ含んでもよい。駆動装置アクチュエータ１０２１０Ａ、１０２１０Ｂ、１０２００Ａ、１０２００Ｂは、油圧式駆動装置、空気圧式駆動装置、圧力差式駆動装置、電気回転式または直線型駆動装置、および磁気駆動装置などの（ただし、これらに限定されない）任意の適切な駆動装置でもよい。駆動アクチュエータは、１軸または２軸の駆動装置１０２１０Ａ、１０２１０Ｂ、１０２００Ａ、１０２００Ｂとして構成されてもよい。代替の実施形態では、駆動装置は２軸以上の駆動装置であってもよい。駆動装置は、パーティクルの発生や基板の汚染を最小限に抑えるために、ドア１０１３０、１０１２０が開放されているとき、ドアが接触面１０２３０から離れて動くように構成されてもよい。また、駆動装置は、パーティクルの発生を最小限に抑える態様で、ドア１０１３０、１０１２０が封止接触面１０２３０に接触するように構成されてもよい。

上駆動アクチュエータ１０２００Ａ、１０２１０Ａが互いに連動してドア１０１３０を開閉する一方で、下駆動アクチュエータ１０２００Ｂ、１０２１０Ｂは互いに連動してドア１０１２０を開閉してもよい。この例では、ドア１０１３０、１０１２０は、例えば、１つのドアが開閉する一方でもう１つのドアは閉鎖したままになっていたり、１つのドアが開く一方でもう１つのドアは閉鎖しているというように、個々に操作可能でもよい。代替の実施形態では、両方のドアが同時に開き、両方のドアが同時に閉まるように、各駆動モジュール１０２００、１０２１０にそれぞれのドアに結合している１つの駆動装置があってもよい。さらに他の代替の実施形態では、１つのドアが開くともう１つのドアが閉じるというように、各駆動モジュール１０２００、１０２１０内の単一の駆動装置は、それぞれのドアに異なって結合していてもよい。さらに他の代替の実施形態では、駆動モジュール１０２００、１０２１０のうちの１つのみが１つまたは複数の駆動装置を含む一方で、駆動モジュール１０２００、１０２１０のうちのもう１つは第１の駆動モジュールによって受動的に駆動されてもよい。例えば、駆動モジュール１０２１０は、ドア１０１３０、１０１２０を適切に支持し、駆動する一方で、駆動モジュール１０２００は、ドア１０１３０、１０１２０を支持してドアの動作を可能にするために適切な直線型の軸受を含んでいる。

さらに図１５を参照すると、各駆動モジュール１０２００、１０２１０は、接触面１０２３０の前に位置し、各大気ドア１０１３０、１０１２０がそれぞれの駆動装置に結合するように構成されている開口部を含んでもよい。例えば、駆動モジュール１０２００は、ドア１０１３０が上駆動装置１０２００Ａと結合するように開口部１０２０３を含んでもよく、ドア１０１２０が下駆動装置１０２００Ｂと結合するように開口部１０２０４を含んでもよい。この例では、開口部は、ドア接触面１０２３０に対して実質的に直角でもよいが、代替の実施形態では、開口部は、ドア接触面１０２３０に対して実質的に平行でもよい。他の代替の実施形態では、開口部は、接触面１０２３０に対して任意の適切な空間関係を有してもよい。駆動モジュール１０２１０は、ドア１０１３０が上駆動装置１０２１０Ａと結合するように開口部１０２０１を含んでもよく、ドア１０１２０が下駆動装置１０２１０Ｂと結合するように開口部１０２０２を含んでもよい。１つの例示的実施形態では、駆動装置によって発生するパーティクルが抑制され、ロードロック１０１００に出入りする任意の基板を汚染しないように、開口部１０２０１〜１０２０４は、ベローズシールなどの（ただし、これに限定されない）任意の適切なシールを含んでもよい。ドア１０１３０、１０１２０は、任意の適切な態様で、それぞれの駆動装置と結合していてもよい。例えば、ドア１０１３０は、リンク１０２０４Ａで上駆動装置１０２１０Ａと、リンク１０２０４Ｂで上駆動装置１０２００Ａと結合していてもよい。図中に示すように、リンク１０２０４Ａ、１０２０４Ｂは接触面１０２３０と実質的に平行であってもよいが、例えば、パーティクルの発生を回避するために、適切な間隔で接触面１０２３０から離れていてもよい。１つの例示的実施形態では、リンクはそれぞれのドア１０１３０、１０１２０から伸長してもよく、ドアと一体構造であってもよい。他の例示的実施形態では、ドアおよびそれぞれのリンクは、リンクが任意の適切な態様でドアに結合しているアセンブリでもよい。ドア１０１２０は、リンク１０２０３Ａで下駆動装置１０２１０Ｂと、リンク１０２０３Ｂで下駆動装置１０２００Ｂと結合していてもよい。リンク１０２０４Ａ、１０２０４Ｂ、１０２０３Ａ、１０２０３Ｂは、パーティクルの発生および基板の汚染を実質的に防止するまたは最小限に抑えるために、接触面１０２３０とリンクとの間に十分な隙間が存在するように、接触面１０２３０の前に位置することに注意されたい。代替の実施形態では、リンク１０２０４Ａ、１０２０４Ｂ、１０２０３Ａ、１０２０３Ｂは、接触面１０２３０と任意の適切な空間関係を有し、パーティクルの発生を最小限に抑えるように構成されてもよい。リンク１０２０４Ａ、１０２０４Ｂ、１０２０３Ａ、１０２０３Ｂは、ドアの開閉時にドアがロードロック１０１００の接触面１０２３０に常に平行であるように、それぞれの駆動装置１０２１０Ａ、１０２１０Ｂ、１０２００Ａ、１０２００Ｂに結合していてもよい。代替の実施形態では、リンク１０２０４Ａ、１０２０４Ｂ、１０２０３Ａ、１０２０３Ｂは、ドアの開閉時にドアが接触面１０２３０に対して回転できるように、それぞれの駆動装置に結合していてもよい。

図中に示す開口部１０２０１〜１０２０４は、ドア１０１３０、１０１２０がロードロックの接触面１０２３０に実質的に平行である実質的な直線に沿って移動できるように、実質的に直線の形状であることに注意されたい。他の例示的実施形態では、下記で詳述するように、開口部１０２０１〜１０２０４は任意の適切な形状を有してもよい。ロードロックチャンバ１０１４０、１０１５０内の雰囲気への漏出、またはロードロックチャンバ１０１４０、１０１５０内の雰囲気からの漏出を防ぐために、ドア１０１３０、１０１２０と接触面１０２３０との間に任意の適切なシールがあってもよい。この例示的実施形態のシールは、ドアの開閉時に摩擦およびパーティクルの発生を最小限に抑えるように構成されてもよい。他の例示的実施形態では、ドアの摩擦の防止、および／または接触面１０２３０に対しての封止のために、開口部１０２０１〜１０２０４は角度をつけて、すなわち、図１５Ａ、１５Ｂに示すように、ドア１０１３０、１０１２０の開放時に、ドア１０１３０、１０１２０が接触面１０２３０から離れて移動するように構成されてもよい。図１５Ａでは、ドアが矢印Ｔの方向に移動するとき、開口部１０２０１’が接触面１０２３０から離れるようにドアを導き、逆もまた同様に行うように、開口部１０２０１’は接触面１０２３０から角度をつけて位置している。図１５Ｂでは、開口部１０２０１’’はカム構成を有している。カム構成は、ドアが矢印Ｔの方向に移動するときは、ドアを接触面１０２３０から離して導き、ドアが矢印Ｔとは反対の方向に閉じるときは、ドアを接触面１０２３０に向けて導き、ドアと接触面１０２３０との間に封止作用を奏する。駆動装置１０２１０Ａ、１０２１０Ｂ、１０２００Ａ、１０２００Ｂは、図１５Ａ、１５Ｂに関して説明するように、適切にリンク１０２０４Ａ、１０２０４Ｂ、１０２０３Ａ、１０２０３Ｂと結合し、ドア１０１３０、１０１２０のカム作用を可能にしてもよい。他の例示的実施形態では、リンク１０２０４Ａ、１０２０４Ｂ、１０２０３Ａ、１０２０３Ｂとそれぞれの開口部との間で実質的に全く接触がないように、図中に示すように、ドアは開口部内で、２軸駆動装置が駆動してもよい。代替の実施形態では、任意の適切な態様でドアを駆動してもよい。

ここで図１６および図１６Ａ〜１６Ｃを参照すると、１つの例示的実施形態による、例示的なロードロック１０１００’が示されている。図１６では、ロードロックは、（特に断りのない限り）上述のロードロック１０１００に実質的に類似してもよく、基板処理システムの一部として示され、ここではロードロック１０１００’は処理モジュール１０３００に結合している。この例では、ロードロック１０１００’は、単一のチャンバロードロックとして構成されてもよい。代替の実施形態では、ロードロック１０１００’は任意の適切な数のチャンバを有してもよい。ロードロック１０１００’は、チャンバ１０１５０’、封止接触面１０２３０’、大気ドア１０３２０、および駆動モジュール１０３１０、１０３３０を含んでもよい。上に注目したとおり、駆動モジュール１０３１０、１０３３０は、図１６Ａに示すように、基板移送域１０１１０の外側に位置する。駆動モジュール１０３１０および１０３３０は、駆動装置１０３１０Ａ、１０３３０Ａ、および開口部１０３０２を含んでもよい。駆動装置１０３１０Ａ、１０３３０Ａは、上述の駆動装置１０２００Ａ、１０２００Ｂ、１０２１０Ａ、１０２１０Ｂに実質的に類似してもよい。他の例示的実施形態では、図１４Ａ〜Ｅおよび図１５に関して上述したように、ロードロック１０１００’は、ドアのいずれかの側面にドア１０３２０の動作を支持し、発生させる１つの駆動装置を有しうる一方で、ドアのもう１つの側面には、ドア１０３２０の動作を支持し、可能にするための受動的な軸受が配置されうることに注意されたい。開口部１０３０２は、上述の開口部１０２０１〜１０２０４に実質的に類似してもよい。この例では、上述のリンク１０２０４Ａ、１０２０４Ｂ、１０２０３Ａ、１０２０３Ｂに実質的に類似するリンク１０３０４が、上述の態様のような任意の適切な態様で、スロット１０３０２を介して大気ドア１０３２０を駆動装置１０３１０Ａ、１０３３０Ａに結合してもよい。代替の実施形態では、ドア１０３２０は、任意の適切な態様で、駆動装置１０３１０Ａ、１０３３０Ａに結合していてもよい。ロードロック１０１００’はさらに、真空弁またはドア１０３２１を含んでもよく、真空弁またはドア１０３２１は、ドア１０３２０に実質的に類似してもよく、ドア１０３２０に関して説明した様態に実質的に類似した様態で動作することに注意されたい。代替の実施形態では、真空弁またはドア１０３２１は、任意の適切な構成を有してもよい。

ここで図１７および図１８を参照すると、１つの例示的実施形態による、例示的なロードロック２０１００が示されている。この例では、ロードロック２０１００は、大気インターフェース２０１０１が真空インターフェース２０１０２に対して実質的に９０度の位置にある直角ロードロックとして構成されている。代替の実施形態では、ロードロックは、大気インターフェース２０１０１が真空インターフェース２０１０２と任意の適切な角度関係または空間関係を有するような、任意の適切な構成を有してもよい。

この例示的実施形態では、ロードロック２０１００の大気インターフェース２０１０１は、ロードロックドアインサート２０１３０、大気ドア２０１２０およびドア駆動ユニット２０１２５を含んでいる。ロードロック２０１００の真空インターフェースは、大気インターフェース２０１０１に関して説明した態様に実質的に類似して構成されてもよいことに注意されたい。代替の実施形態では、真空インターフェースは任意の適切な構成を有してもよい。ドア駆動ユニット２０１２５は、例えば、実質的に矢印Ｈ１の方向にインサートフェース２０１５０から離れて、次に、実質的に矢印Ｖ１の方向に基板開口部２０１４０から離れてドアを移動させることによって、大気ドア２０１２０を開くように構成されている。さらに図２０を参照すると、駆動ユニット２０１２５は、実質的に逆の態様で、大気ドア２０１２０を閉じるように構成されてもよい。例えば、駆動ユニットは、ドア２０１２０が基板開口部２０１４０と並ぶように、ドアを実質的に矢印Ｖ２の方向に移動させ、次に、ドアが開口部２０１４０を覆う形で配置されるように、ドアを実質的に矢印Ｈ２の方向に移動させるようにしてもよい。図１７に示すように、ドア２０１２０の駆動ユニット２０１２５は、ドア２０１２０の下に位置するが、代替の実施形態では、駆動装置は、図１４Ａ〜１６Ｃに関して上述したようにドアの側面に位置するなど（ただし、これに限定されない）、ドアに対して任意の適切な場所にあってもよい。駆動ユニット２０１２５は、空気圧式、電気式、油圧式、および磁気式駆動ユニットなどの、任意の適切な駆動装置でよいが、これらに限定されない。ドアが開口部の上に移動すると、ドアシール２０３００のインサートフェース２０１５０に対する圧縮により、ドア２０１２０とドアインサートフェース２０１５０との間に封止作用が生じる。

さらに図１７および図２０を参照すると、大気ドア２０１２０は、例えば、１つまたは複数の駆動シャフト２０１２６の使用など、任意の適切な態様で、駆動ユニット２０１２５に適切に接続していてもよい。ドア２０１２０は、ドアの一部分がインサートフェース２０１５０に重なり、基板開口部２０１４０の周辺に封止作用が形成されるように、基板開口部２０１４０に適合できる適切な大きさであってもよい。任意の適切なシール２０３００は、インサートフェース２０１５０とインターフェース接続するドア表面２０１２０Ｉの周囲と結合していてもよい。シール２０３００は、ドア表面２０１２０Ｉとインサートフェース２０１５０との間で封止作用を奏する任意の適切な材料で構成されてもよい。

ドアインサート２０１３０は、ロードロック２０１００の大気インターフェース２０１０１の表面２０３１０で、対応する形状の開口部２０３３０に挿入されていてもよい。ここで図８〜１２を参照すると、ドアインサート２０１３０は、金属、プラスティック、セラミック、複合材料、またはこれらの材料の任意の組み合わせなどの（ただし、これらに限定されない）任意の適切な材料で構成されてもよい。インサート２０１３０は、外周部２０３５０および内チャネル部２０３６０を含んでいる。外周部２０３５０は、ロードロック２０１００の大気インターフェース２０１０１に耐摩耗性と保護を提供する、任意の適切な厚さＴを有してもよい。外周部２０３５０は、図２０および図２１に示すドアが閉鎖位置にあるとき、外周部がドア２０１２０の端を超えて延びるように、任意の適切な大きさの長さＬおよび高さＤを有してもよい（図１７参照）。他の例示的実施形態では、インサート２０１３０の外周部２０３５０の長さＬおよび高さＤは、インサートがドアシール２０３００は超えるがドアの端は越えないで延びるような、適切な大きさであってもよい。代替の実施形態では、インサートの外周部２０３５０は、任意の適切な寸法を有してもよい。外周部２０３５０は、例えば、その外周に相隔てた開口部２０２１０を有してもよい。開口部は、例えば、インサート２０１３０をロードロック２０１００に着脱可能に結合するためのボルトやネジなどの（ただし、これらに限定されない）着脱可能な締め具を通すような、任意の適切な開口部であってもよい。代替の実施形態では、インサート２０１３０は、化学的、磁気的、および真空利用の結合などの（ただし、これらに限定されない）任意の適切な態様で、ロードロック２０１００と結合していてもよい。

内チャネル部２０３６０は、ロードロック２０１００へ出入りで基板を通過させるための基板開口部２０１４０を形成してもよい。図１７に最も明瞭に示されているように、内チャネル部２０３６０によって形成された開口部２０１４０は、基板および基板を運ぶ搬送ロボットの少なくともエンドエフェクタ（またはエンドエフェクタの部分）が開口部２０１４０を通過できるような構成である、任意の適切な形状を有してもよい。１つの例示的実施形態では、チャネル部２０３６０は、チャネル部２０３６０の壁と、基板および少なくともエンドエフェクタとの間で最小限の隙間が提供されるようなサイズであってもよい。内チャネル部２０３６０は、図２１に最も明瞭に示されているように、任意の適切な距離Ｄ２で、外周部２０３５０の背面２０４００を超えて突出していてもよい。この例では、内チャネル部２０３６０は、ロードロックチャンバ２０４２０の内表面２０４１０まで延びている。代替の実施形態では、内チャネル部２０３６０は、ロードロックチャンバ２０４２０の内表面２０４１０を超えて、または内表面２０４１０の前に延びていてもよい。他の代替の実施形態では、チャネル部２０３６０は、外周部２０３５０の背面２０４００を超えて延びていなくてもよい。

ロードロック大気インターフェース２０１０１の表面２０３１０上の、対応する開口部は、外凹部２０３３０および内チャネル開口部２０３４０を有してもよい。外凹部２０３３０は、インサート２０１３０の外周部２０３５０および凹部２０３３０の周りに十分な隙間が存在し、凹部２０３３０でインサート２０１３０の挿入および除去が可能なように、インサート２０１３０の外周部２０３５０の厚さＴに実質的に等しい深さ、ならびにインサート２０１３０の長さＬおよび高さＤを超える長さおよび高さを有してもよい。代替の実施形態では、外凹部は任意の適切な寸法であってもよい。さらに他の代替の実施形態では、外凹部は、インサート２０１３０と締り嵌めまたはプレス嵌めで構成されてもよい。内チャネル開口部２０３４０は、内チャネル開口部２０３４０とインサート２０１３０の内チャネル部２０３６０との間に適切な隙間が存在し、インサート２０１３０の除去および挿入が簡単にできるような、適切な大きさでもよい。代替の実施形態では、インサート２０１３０が外凹部２０３３０および内チャネル開口部２０３４０に挿入される際に、締り嵌めまたはプレス嵌めが形成されるように、隙間は最小限でもよい。実現可能なものとして、図中ではインサート２０１３０は凹部２０３３０に位置しているが、代替の実施形態では、インサート２０４４０の背部（図２１参照）は、ロードロック２０１００の表面２０３１０と相互に作用してもよい（例えば、インサートは表面２０３１０に埋め込まれていないなど）。

図２１に最も明瞭に示されているように、外凹部２０３３０の背面２０４００は、内チャネル開口部２０３４０に外接するチャネル２０２２１を含んでいる。この例では、チャネル２０２２１は、着脱可能な締め具のために、内チャネル開口部２０３４０と開口部２０２１０との間に位置している。代替の実施形態では、チャネル２０２２１は、着脱可能な締め具のために、内チャネル開口部２０３４０および開口部２０２１０に対して任意の適切な関係で位置していてもよい。さらに他の代替の実施形態では、チャネルは、内チャネル部２０３６０と内チャネル開口部２０３４０との間に位置していてもよい。チャネル２０２２１は、例えば、Ｏリングまたは任意の他の適切なシール２０２２０を受け入れ、保持するように構成されてもよい。シール２０２２０は、インサート２０１３０がロードロック２０１００に結合しており、締め具が、例えば、シール２０４２０を圧縮しているときに、凹部２０３３０の背面２０４００とインサート２０１３０との間で封止を生じさせるような、任意の適切な材料で作られていてもよい。シール２０４２０は、ロードロック２０１００のポンプダウン時または通気時に、ロードロック２０１００内の真空またはその他の制御された雰囲気の維持を可能にするものでもよい。表面２０３１０に凹部がない代替の実施形態では、シール２０４２０は、例えば、インサート２０１３０とロードロックフレームとの間を封止するための表面２０３１０に位置していてもよい。他の代替の実施形態では、ロードロック２０１００内の真空は、任意の適切な態様で維持されてもよい。

ロードロック使用の操作で、基板および／または移送ロボットは、インサート２０１３０の封止表面２０１５０に衝撃を与え、表面２０１５０に傷またはその他の損傷を与えうる。ドアシール２０３００に付着した屑または磨耗したドアシール２０３００も、表面２０１５０に損傷を与えうる。不完全なドアの動きがあっても、ドアが表面２０１５０に衝撃を与え、損傷を起こしうる。表面２０１５０へのこうした傷やその他の損傷により、ロードロック２０１００内の雰囲気の漏出が起こりうる。ロードロック２０１００を基板処理システムから取り外し、修理のために例えば機械工場に送るのではなく、ロードロックの使用者が損傷したインサート２０１３０を取り除いて新しいインサートに取り替えて、ロードロックおよび関連する処理機器のダウンタイムを最小限に抑えることが可能である。損傷したインサートは、インサートの再利用が可能なように、表面２０１５０が機械加工または他の方法で修理できるように構成されてもよい。

本明細書で説明するような着脱可能なインサート２０１３０は、損傷した封止表面のためにロードロックを機械加工したり、交換する必要なしに、例えば、ロードロック２０１００の大気インターフェース２０１０１を維持するための、素早く、費用効率が高い方法を提供している。インサート２０１３０とロードロック２０１００との間のシール２０２２０は、ロードロックチャンバ２０４２０内の真空またはその他の雰囲気を維持する。実現可能なものとして、本明細書で説明するような着脱可能なインサートは、基板処理システムの任意の適切なドアに組み込まれていてもよい。

図２２に示すように、ロードロックモジュール５０１００は、チャンバ５０１３５を形成するフレームすなわちハウジング５０１３０を含んでもよい（図示目的によりチャンバの上部は除かれている）。１つの実施形態では、チャンバ５０１３５は、外部の雰囲気から隔離可能なものでもよく、例えば、真空または任意の他の適切な制御された清浄な雰囲気を維持できるものであってもよい。チャンバ５０１３５は、ロードロックモジュール５０１００の側面に基板搬送開口部５０１１６、５０１１８を有してもよい。図中に示す搬送開口部５０１１６および５０１１８の場所は例示的なものに過ぎず、代替の実施形態では、チャンバはモジュールの任意の他の所望の側面（隣辺など）で、開口部と連通してもよい。チャンバの各搬送開口部は、チャンバ５０１３５を外部の雰囲気から封止し、隔離するための、任意の適切なドア／スロット弁５０１２０（１つのみ図示されている）により、互いに独立して閉鎖可能であってもよい。１つの例示的実施形態では、基板搬送装置５０１１０は、モジュール５０１００を介して基板Ｓを搬送するために、少なくとも部分的にチャンバ５０１３５内に位置していてもよい。他の例示的実施形態では、図１Ａおよび図１Ｂに関して後述するように、ロードロックモジュール５０１００は、例えば、装置フロントエンドモジュールおよび／または真空バックエンドなどのような処理ツールまたはシステムの他の部分に位置する基板搬送機によって、基板がロードロックモジュールに配置され、ロードロックモジュールから取り除かれるような、基板搬送機を有しないこともある。さらに他の例示的実施形態では、ロードロックモジュール５０１００は、アライナ、加熱装置、冷却装置、計測装置などの（ただし、これらに限定されない）任意の適切な基板処理装置を含むことができる。

この例では、搬送装置５０１１０は、駆動部（図示せず）と回転可能に結合している上アーム５０１１１を有するものとして示されている。代替の実施形態では、搬送装置は、任意の適切な数の上アームを有してもよい。２つの前アーム５０１１２、５０１１３は、エルボジョイントで上アーム５０１１１の端部と回転可能に結合している。代替の実施形態では、搬送装置は、上アームに結合している前アームを、２つより多くまたは少なく有してもよい。実現可能なものとして、各前アーム５０１１２、５０１１３は、エンドエフェクタまたは１つもしくは複数の基板を保持するように構成されている基板ホルダ５０４１０（図２３Ａ参照）を含んでいる。適切な搬送装置の例は、２００５年７月１１日出願の「Ｕｎｅｑｕａｌ Ｌｉｎｋ Ｓｃａｒａ Ａｒｍ」と題する米国特許出願第１１／１７９，７６２号、２００５年４月１２日出願の「Ｆａｓｔ Ｓｗａｐ Ｄｕａｌ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｆｏｒ Ｌｏａｄ Ｌｏｃｋ」と題する米国特許出願第１１／１０４，３９７号、および米国特許第６，９１８，７３１号に開示されており、当該特許出願および特許の開示内容の全てを本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。代替の実施形態では、搬送装置５０１１０は、軸受駆動装置、セルフベアリング駆動装置、および磁気浮上のアームマグネットまたはリンクを有する搬送装置などの（ただし、これらに限定されない）任意の適切なアームリンク構成を有する、任意の適切な搬送装置であってもよい。

下記で詳述するように、モジュール５０１００は、モジュール５０１００およびモジュール５０１００が結合している処理ツールを通過する基板Ｓのスループットを最大限に伸ばす一方で、同時に、ロードロックモジュール５０１００のポンプダウンと通気のサイクル時に、基板を汚染しうるパーティクルの発生を最小限に抑えるように構成されてもよい。

上に注目したとおり、ロードロックモジュール５０１００は、処理ツールの、例えばそれぞれが異なる雰囲気（例えば、一方に不活性ガスで他方に真空、または、一方に清浄な空気雰囲気で他方に真空／不活性ガス）を有する異なる部分（図示せず）の間で連通することができる。この例では、ロードロックモジュール５０１００は、基板を保持するために、その内部に１つのチャンバ５０１３５を画成してもよい。代替の実施形態では、ロードロックモジュール５０１００は、チャンバを１つより多く有してもよく、例えば、各チャンバは隔離可能で、モジュールと隣接するツール部の雰囲気に一致するチャンバ内雰囲気のサイクルを有することが可能でもよい。例示的実施形態では、ロードロックモジュールチャンバ５０１３５は、チャンバ内雰囲気の急速サイクルを可能にするような、コンパクトなものであってもよい。

ここで図２３Ａおよび図２３Ｂを参照すると、ロードロックモジュール５０１３０ついて、さらに詳しく説明する。１つの態様では、チャンバ５０１３５は、例えば、チャンバ５０１３５内の構成要素の移動経路および／または基板がチャンバ５０１３５内を通過する経路に関して、最小限の内部容積を有するように構成されている。１つの例示的実施形態では、チャンバ５０１３５の側壁Ｗ１、Ｗ２は、基板Ｓおよび／または搬送装置のアームリンク５０１１２の経路を追うように輪郭付けられてもよく、基板および／またはアームリンクと壁Ｗ１、Ｗ２との間で最小限の隙間のみを有してもよい。図２３Ａ〜２３Ｂに示すように、壁Ｗ１は、搬送装置５０１１０の上アーム５０１１１および前アーム５０１１２に接続しているエルボジョイント５０４６０の円弧状の動きを追うように輪郭付けられている。壁Ｗ２は、この例では、基板が搬送装置５０１１０によってロードロックモジュール５０１３０を通過する際の、基板Ｓの端部の経路を追うように輪郭付けられている。

この例では、チャンバ５０１３５の底部および／または上部も、ロードロックモジュール５０１００の可動構成要素とチャンバ５０１３５の上部および／または底部との間に最小限の隙間があるように輪郭付けられてもよい。例えば、チャンバ５０１３５の底部のセクションＢ１の表面は、チャンバ５０１３５の底部のセクションＢ２の表面に関係して高くなっていてもよい（図２３Ｃ参照）。例えば、セクションＢ１は、エンドエフェクタとエンドエフェクタに着座した基板とに隙間を与えるのみでよい一方で、セクションＢ２は、エンドエフェクタとエンドエフェクタに着座した基板とに隙間を与えるだけでなく、搬送装置５０１１０のアーム５０１１１と前アーム５０１１２、５０１１３とにも隙間を与えている。実現可能なものとして、チャンバの上部も、チャンバ５０１３５の底部に関して上述した態様に類似する態様で、輪郭付けられてもよい。輪郭付けられた内部表面を有するロードロックチャンバの適切な例は、上記で本明細書の一部を構成するものとして援用した２００５年４月１２日出願の「Ｆａｓｔ Ｓｗａｐ Ｄｕａｌ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｆｏｒ Ｌｏａｄ Ｌｏｃｋ」と題する米国特許出願第１１／１０４，３９７号、および米国特許第６，９１８，７３１号、また、その開示内容の全てを本明細書の一部を構成するものとして援用する、２００７年５月１８日出願の「Ｃｏｍｐａｃｔ ＳｕｂｓｔｒａｔｅＴｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍ Ｗｉｔｈ Ｆａｓｔ Ｓｗａｐ Ｒｏｂｏｔ」と題する米国特許仮出願第６０／９３８，９１３号に含まれている。代替の実施形態では、チャンバは内部容積を最小限に抑えるための、任意の適切な形状および輪郭を有してもよい。実現可能なものとして、チャンバ５０１３５のこの最小限の内部容積は、ポンプダウンと通気のサイクル時にチャンバ５０１３５を出入りするガスの容積を最小限に抑える。この減少したガスＧの容積により、排出されるまたはチャンバ５０１３５へ導入されるガスＧが少なくて済むため、ロードロックモジュール５０１００を介しての基板搬送のサイクルタイムを縮小することができる。

１つの例示的実施形態では、さらに図２３Ａおよび図２３Ｂを参照すると、上述したように、チャンバ５０１３５の内部表面（すなわち上部、底部、および側壁）は、１つまたは複数の発熱体（または表面）５０４５０、５０４５１を含むように構成されてもよい。１つの実施形態では、発熱体５０４５０、５０４５１は、チャンバ内のガスＧが加熱されるように、チャンバ５０１３５の１つまたは複数の壁に、組み込まれていてもよい。この例では、チャンバ全体のガスＧは、例えば、実質的に均一な温度で加熱されてもよい。代替の実施形態では、チャンバの任意の適切な部分のガスＧが加熱されてもよい。他の代替の実施形態では、ガスＧは均一に加熱されなくてもよい。実現可能なものとして、他の例示的実施形態では、発熱体はチャンバ５０１３５内のガスＧの温度を維持してもよい。例えば、ガスＧは、所定の上昇温度で、例えば、任意の適切なフローライン５０４５５を介して、チャンバの内部容積に導入してもよい。１つの例示的実施形態では、フローライン５０４５５を介してチャンバに接続しているガスソースＧＳは、ガスＧがチャンバ５０１３５に導入される前に、ガスＧの温度を所定の温度まで上昇させるためのガス加熱装置５０４５６を含んでもよい。代替の実施形態では、ガスＧは、チャンバ５０１３５に導入される前に、任意の適切な態様で加熱してもよい。

例示目的で２つの発熱体５０４５０、５０４５１のみが示されているが、ロードロックモジュールは、任意の適切な数の発熱体を含んでもよいことを理解されたい。この例では、発熱体は、チャンバ壁の中にあるガスＧを加熱するために、適切に配置されているか、チャンバ壁内に組み込まれていてもよい。他の例示的実施形態では、チャンバ５０１３５の壁自体が発熱体であってもよい。例えば、チャンバ５０１３５の１つまたは複数の壁の表面ＷＳ（または任意の他の適切な部分）は、チャンバ５０１３５内のガスに伝熱する発熱体として構成されてもよい。代替の実施形態では、１つまたは複数の発熱体は、チャンバ壁内に着脱可能で挿入されているモジュール式発熱体でもよい。他の代替の実施形態では、１つまたは複数の発熱体は、任意の適切な態様で、チャンバ５０１３５の表面に装着されていてもよい。例えば、チャンバ壁は、アルミニウム合金（または、例えば任意の他の適切な材料）などの導体材料で構成されてもよい。発熱体は、所定の温度まで壁を伝導的に加熱するように、１つまたは複数の壁の表面（内壁または外壁）に装着されていてもよい。

１つの例示的実施形態では、発熱体５０４５０、５０４５１は、任意の適切な加熱配分を行うように、チャンバの周りに配置してもよい。１つの例示的実施形態では、チャンバ内のガスＧの温度がチャンバ５０１３５全体で実質的に均一であるように、発熱体５０４５０、５０４５１を配置してもよい。代替の実施形態では、温度勾配が起こるように、発熱体を配置してもよい。例えば、搬送機内で発生しうるパーティクルがチャンバ底部に運ばれるように、チャンバ底部の温度はチャンバ上部の温度よりも高くてもよい。実現可能なものとして、温度勾配の作用によりチャンバ底部を流通するパーティクルを抑制する、適切なフィルタシステムをチャンバ５０１３５の底部に配置してもよい。

発熱体５０４５０、５０４５１は、任意の適切な構成を有する任意の適切な発熱体であってもよい。例えば、１つの例示的実施形態では、発熱体は、任意の適切な電気的な発熱体でもよい。他の例示的実施形態では、発熱体は、壁を介して熱い流体を通過させるために、チャンバ壁内に管路を含んでもよい。これらの発熱体は、壁がチャンバ内のガスの温度を適切に増加させ、例えば、チャンバ５０１３５のポンプダウン時のパーティクルの発生を最小限に抑えるように、チャンバ５０１３５の壁の温度を上昇させてもよい。ポンプダウンサイクル時のチャンバ５０１３５内のガスの温度は、以下のように表すことができる。
T_GAS = T₀ + (T_convection - T_adiabatic) [1]
Ｔ０をガスの初期温度とすると、Ｔ_adiabatic（ａｄｉａｂａｔｉｃ:断熱）はガスの膨張による温度降下であり、Ｔ_convection（ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ:対流）はチャンバ壁からの伝熱による温度上昇である。断熱温度降下の変化率は次の式で表すことができる。

ＴＧＡＳを現在のガスの温度とすると、Ｓｅｆｆは効果的な排気速度、Ｖはロードロックの容積、γはガスの熱容量率である。代替の実施形態では、断熱温度降下を定義するために、任意の適切な方程式を用いることができる。方程式［２］に示すように、断熱温度降下の変化率を低下させるためには、排気速度を低下させるか、チャンバ容積を増加させるかのいずれかであるが、どちらとも排気時間の増大につながりうる。

ここで図２４を参照すると、チャンバ壁の温度上昇が、対流によって生じた熱量を増加させている。対流温度の変化率は次の式で表すことができる。

ｈを対流熱伝達率とすると、Ｓはロードロック表面、ρはガス濃度、ＣＶはガス熱容量である。代替の実施形態では、対流温度の変化率を定義するために、任意の適切な方程式を用いることができる。例示のみを目的として述べるが、ポンプダウンサイクル時にチャンバ内のガスの温度が常に２０℃の場合は、ガスはパーティクルが発生しない域に留まることになる。図２４に示すように、別の例示的実施形態によると、ポンプダウンサイクル時のチャンバ内のガスの初期温度は、断熱膨張中にガスの温度が低下したとき、増加された排気速度または最大限の排気速度でのポンプダウン時にガスの温度がパーティクル形成域に陥らないように、例えば、チャンバ５０１３５の壁とガスＧとの間の対流伝熱により、増加してもよい。図２４に示すように、ラインＬ１〜Ｌ４は、例えばチャンバ５０１３５のようなロードロックチャンバのポンプダウンサイクルでの排気時間に対するガスの温度を表している。図２４に示すように、ガスの初期温度を上昇させる、または、パーティクル形成温度を超えたガスの温度をその他の方法で維持することにより（例えば、チャンバ壁とガスとの間の対流伝熱により）、ガス温度をパーティクル非形成域に留める一方で、最大限の排気時間を可能にする。

ありうるのは、場合によっては、非常に高いチャンバ壁の温度は、実際的ではないということである。この例では、加熱された壁からガスへ最適な対流伝熱が生じるように、ロードロックチャンバ５０１００の容積に対する表面の比率を最大限にしてもよい（例えば、図２３Ａおよび図２３Ｂに関して上述した態様に実質的に類似した態様で）。ロードロックが加熱されたチャンバ壁を有し、ロードロックチャンバ５０１００の容積に対する表面の比率が最大限である場合は、最小限のポンプダウンサイクルタイムで、チャンバ５０１００内のパーティクル形成を防止するロードロックが実現しうる。

１つの例示的実施形態では、ロードロックチャンバ５０１３５は、通気サイクルの時間を最小限にするように構成されてもよい。１つの例では、ロードロックチャンバ５０１３５へのガスの非乱流または層流を保つことにより、通気中のロードロックチャンバ５０１３５内のパーティクル形成および汚染が最小限になるか、防止されうる。１つの例では、ガス流のレイノルズ数（Ｒｅ）は、約２３００より低くてもよい。代替の実施形態では、任意の適切なレイノルズ数または流量特性を用いてもよい。任意の特定の通気マニホールドのレイノルズ数は、次の方程式で計算することができる。

ρをガスの濃度とすると、ｖはガス流速、ｌはフローチャネルの直径、ηはガスの粘度である。代替の実施形態では、レイノルズ数を決定するために、任意の適切な方程式を用いてもよい。１つの例では、最大ガス流に対するガス流の比率は０．５から０．６を超えないものとするが、代替の実施形態では、比率は任意の適切な値を有してもよい。実現可能なものとして、チャンバ１３５内の緩やかな通気から高速通気へ交差する圧力は形状依存でもよく、数トールから約数百トールになることもあり、例えば、実験的に決定するなど、任意の適切な態様で決定してもよい。

図１Ａおよび図１Ｂを再度参照すると、別の例示的なロードロック１００が示されている。この例のロードロック１０は、積層ロードロックチャンバ１４Ａ、１４Ｂを含んでいる（例示目的で２つのロードロックチャンバが示されているが、代替の実施形態では、ロードロック１０は、チャンバを２つより多くまたは少なく有してもよい）。各ロードロックチャンバ１４Ａ、１４Ｂは、各チャンバに位置するガスを効果的に加熱するために、各チャンバが１つまたは複数の発熱体を含み、容積に対する内部表面の比率が最大限になるように、上述したチャンバ５０１３５に実質的に類似してもよい。この例では、ロードロックチャンバ１４Ａ、１４Ｂは基板搬送機を含まないが、代替の実施形態では、１つまたは複数のチャンバ１４Ａ、１４Ｂは基板搬送機を含んでもよい。１つの例示的実施形態によると、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、ロードロックモジュール１０は、任意の適切な数の通気弁４２Ａ、４２Ｂを有してもよい。図中には２つの通気弁４２Ａ、４２Ｂが示されているが、通気弁は２つより多くても少なくてもよいことを理解されたい。各通気弁４２Ａ、４２Ｂは、上述したようなモジュール式通気弁でもよい。代替の実施形態では、通気弁は任意の適切な構成を有してもよい。通気弁４２Ａ、４２Ｂは、ガスの高容積流量が、均一かつ低いガス流速で、弁を介してチャンバ１４Ａ、１４Ｂへ流通するように構成されてもよい。実現可能なものとして、ポート５０６５０Ａ、５０６５０Ｂ（図７Ｂに関して上述したように、ポート３６Ａ’〜３７Ｂ’に実質的に類似してもよいポート）から排出されたガスは、低速層流に関してレイノルズ数が定義されていてもよく、ロードロックモジュール１０内の基板上にパーティクルが沈着することを回避するように構成されてもよい。１つの例示的実施形態では、各通気弁４２Ａ、４２Ｂは、チャンバ６９８、６９９のそれぞれの１つへの通気ラインの入り口に配置されたディフューザ／フィルタ６５１を含んでもよい。この例では、ディフューザ６５１はポート６５０Ａ、６５０Ｂに位置するように示されているが、代替の実施形態では、ディフューザはそれぞれのチャンバ１４Ａ、１４Ｂに対して任意の適切な場所に位置していてもよい。ディフューザ／フィルタ５０６５１は、任意の適切なディフューザ／フィルタでもよい。１つの例では、ディフューザ／フィルタ５０６５１は、注入口のパーティクル濃度を、０．００３ｘ１０−６ｍ径を超える除去率で、約９桁下回るように構成されてもよい。実現可能なものとして、チャンバ１４Ａ、１４Ｂの最小限の通気時間は、各チャンバ１４Ａ、１４Ｂの内部容積によって決まるものでもよい。１つの例示的実施形態では、チャンバ１４Ａ、１４Ｂの内部容積は、スループットを最大限にするために、図２３Ａおよび図２３Ｂに関して上述した態様に実質的に類似する態様で最適化されてもよい。

ここで図２５を参照して、最適化された排気および通気のサイクルタイムを有するロードロックモジュール５０７００の例示的な操作を説明する。ロードロックモジュール５０７００は、上述したロードロックモジュール５０１００に実質的に類似してもよく、上述した最小限のロードロック内部容積、加熱されたロードロックチャンバ壁、および最適化された通気弁のうちの、任意の適切な組み合わせを含んでもよい。この例では、ロードロックモジュール５０７００は、フロントエンドモジュール５０７２０と真空バックエンドとを接続している。真空バックエンドは、真空チャンバ５０７１０および処理モジュールＰＭを含んでいる。ここでは、ロードロックモジュール５０７００は基板搬送機を含んでいないが、代替の実施形態では、ロードロックモジュール５０７００は基板搬送機を含んでもよい。例示のみを目的としているが、基板は、装置フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）５０７２０内に位置する搬送機５０７２１により、ロードポート５０７２５からロードロックモジュール５０７００へ移送されてもよい。基板はロードロックモジュール５０７００から、例えば、真空バックエンド５０７１０にある搬送機５０７１１により取り除かれ、１つまたは複数の処理モジュールＰＭへと移送される。実現可能なものとして、処理モジュールＰＭからロードポート５０７２５まで基板を戻す移送は、実質的に反対の態様で行われてもよい。この例では、搬送機５０７２１、５０７１１は、素早い基板スワップを行うように構成されてもよく、例えば、複数の搬送アームを含んでもよい。適切な搬送機には、上記で本明細書の一部を構成するものとして援用した米国特許出願第１１／１７９，７６２号、第１１／１０４，３９７号、および米国特許第６，９１８，７３１号（ただし、これらに限定されない）に説明される搬送機などがある。その他の適切な搬送装置には、米国特許第５，７２０，５９０号、第５，８９９，６５８号、米国特許出願公開第２００３／０２２３８５３号、および２００８年５月８日出願の「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題する米国特許出願第１２／１１７，３５５号に説明される搬送装置などがあり、当該特許および特許出願の開示内容の全てを本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。

操作において、搬送機５０７２１は、ＥＦＥＭ５０７２０とロードロックモジュール５０７００とを結合している開放された大気弁を介して、基板をロードロックモジュール５０７００へ移送する（ブロック５０７５０）。ロードロックモジュール５０７００は、ＥＦＥＭ５０７２０から隔離され、真空バックエンド５０７１０とインタフェース接続するために、ポンプダウンして真空にされる（ブロック５０７５１）。ロードロックモジュール５０７００とバックエンド５０７１０とを結合しているスロット弁が開放され、搬送機５０７１１はロードロックモジュール５０７００での出入りで基板をスワップすることができる（ブロック５０７５２）。ロードロックモジュール５０７００は、バックエンド５０７１０から隔離され、上述のように、ＥＦＥＭ５０７２０とインタフェース接続するために通気される（ブロック５０７５３）。ロードロックモジュール５０７００がＥＦＥＭ５０７２０とインタフェース接続する一方で、バックエンド５０７１０内の搬送機５０７１１は、処理モジュールＰＭでの出入りで基板をスワップする。処理済みの基板はロードロックモジュール５０７００に戻される一方で、未処理の基板は、その後のロードロックスワップサイクルで、ロードロックモジュール５０７００から取り出される（例えば、ブロック５０７５４）。図２５に示すように、ロードロックモジュール５０７００は、通気および排気のサイクルタイム５０７６０が、バックエンド５０７１０における基板処理のサイクルタイムと実質的に同一に（または少なく）なるように構成されている。これにより、例えば、処理ツール５０７９０を介する基板スループットが最大限になる。こうした例示的実施形態によると、処理モジュールから取り除かれた基板がロードロック５０７００を通過して、例えば、ロードポートに（または、ツール５０７９０の任意の他の適切な部分に）戻される前に、基板のための緩衝はされなくてもよい。例えば、図２６を参照すると、従来のロードロックモジュールを有する処理ツールと、例示的実施形態によるロードロックモジュールを有する処理ツールとの比較が示されている。図２６に示すグラフの作成のために用いられた両処理ツールは、ロードロックモジュールを除く他の部分の全てが、実質的に同一であることに注意されたい。図２６に例示目的で示すが、ライン５０８００によると、従来のロードロックモジュールを有する従来の処理ツールでのウェハのスループットは、１時間につきウェハ（基板）約１５０個であるのに対し、ライン５０８１０によると、例示的実施形態によるロードロックモジュールを有する処理ツールでのスループットは、１時間につき約２００個である。

こうした例示的実施形態により、排気前のロードロックチャンバ内のガスの初期温度を十分上昇させ、ガスが断熱膨張する際に、温度がロードロックチャンバの排気中にパーティクル形成されるような所定の温度以下にならないようにしてもよい。ポンプダウン時のパーティクル発生を防止するまたは最小限に抑えることを目的に、通気時間の短縮を可能にし、例えば、チャンバ壁からロードロックモジュール内のガスへの対流伝熱を増加させるように、内部容積も最適化してもよい。ロードロックモジュール５０１００の通気弁も、上述のように、通気中のパーティクル形成を防止するために、最適化してもよい。こうした特徴の任意の適切な組み合わせが、ポンプダウンおよび通気のサイクルにおける高い排気速度を可能にしうる。これにより、本明細書で説明するようなロードロックモジュール１００を介する基板の高いスループットが実現しうる。

１つの例示的実施形態により、半導体処理ツールが提供される。当該半導体処理ツールは、開口部を有する少なくとも１つのチャンバを形成し、開口部の周辺に封止表面を有するフレームと、開口部の封止用の封止表面と相互作用するように構成されたドアと、フレーム上にあり、開口部を介して移送される基板の移送面に実質的に垂直であるドアの横に位置する、少なくとも１つの駆動装置であって、少なくとも部分的に封止表面の前にアクチュエータを有し、駆動アクチュエータはドアを封止位置までの間を移動させるためにドアと結合していることを特徴とする、少なくとも１つの駆動装置と、を備える。少なくとも１つの駆動装置は、開口部を介して基板をチャンバへ出入りさせるための基板移送域の外に位置している。

別の例示的実施形態により、半導体処理ツールが提供される。当該半導体処理ツールは、フレームであって、少なくとも１つのチャンバを形成し、凹部を有し、少なくとも１つのチャンバのそれぞれの１つにアクセスするための凹部内に少なくとも１つの間隙部を有するフレームと、フレームに結合している着脱可能なインサートであって、凹部に嵌合するように構成されている外周部を有し、外周部と一体構造であり、少なくとも１つの間隙部に少なくとも部分的に嵌合するように構成されている内チャネル部を有するインサートと、フレームに接続し、少なくとも１つの間隙部を覆うように構成されている少なくとも１つのドアであって、少なくとも１つの間隙部を封止するために外周部と相互作用するように構成されているドアシールを有する少なくとも１つのドアと、凹部に位置し、少なくとも１つの間隙部のそれぞれを囲む少なくとも１つのインサートシールであって、インサートとは別個のものであり、インサートと相互作用してインサートとフレームとの間で封止を形成するように構成されている少なくとも１つのインサートシールと、を備える。

さらに別の例示的実施形態により、装置が提供される。当該装置は、内部に第１の冷却面を有する第１のチャンバと、第１のチャンバ内に固定装着され、第１の基板を保持するように構成されている第１の基板支持体と、少なくとも部分的には第１のチャンバ内に位置する第１のチャックであって、第１の冷却面に実質的に反対側に位置する第２の冷却面、および従属する第２の基板支持体を有し、第２の基板支持体は第２の基板を保持するように構成されていることを特徴とする、第１のチャックと、を備える。第１のチャックはロード位置と冷却位置との間で移動可能であり、冷却位置にある場合は、第２の冷却面は第１の基板の１つの面に実質的に接触しており、第１の冷却面は第２の基板の１つの面に実質的に接触している。

さらに別の例示的実施形態により、装置が提供される。当該装置は、隔離可能なチャンバを形成するフレームであって、隔離可能なチャンバは少なくとも１つの基板を保持するように構成され、チャンバ壁を有することを特徴とするフレームと、チャンバ壁を加熱するように構成され、チャンバ壁と一体化している少なくとも１つの発熱体と、を備える。チャンバ壁は、隔絶可能なチャンバの容積に対するチャンバ壁表面の比率が最大限であり、隔離可能なチャンバ内でチャンバ壁とガスとの間で最大限の伝熱が発生するように構成されている。

本明細書の例示的実施形態は、独立して、または当該実施形態の任意の組み合わせで、使用されうることを理解されたい。さらに、前述の内容は、本明細書の実施形態を例証するに過ぎないものであることを理解されたい。様々な代替形態および変更形態が、本明細書の実施形態から逸脱することなく、当業者によって考案されうる。したがって、本明細書の実施形態は、添付の特許請求の範囲内にある当該の代替形態、変更形態、および変形形態を全て包含することを意図するものである。

Claims (7)

1. 半導体処理ツールであって、
   搬送チャンバに１つのユニットとして結合可能なモジュール式ユニットを形成するフレームと、
   前記モジュール式ユニット内に形成された積み重なった封止可能なチャンバと、
   互いに交換可能な複数の互いに異なる通気マニホールドモジュールを含み、かつ通気または真空ポートを有する複数の他の互いに異なるマニホールドモジュールを含む、互いに異なる複数の交換可能なマニホールドモジュールと、を含み、
   前記他の互いに異なるマニホールドモジュールの各々は、前記通気または真空ポートを有する他の互いに異なるマニホールドモジュールの各々と交換可能であり、前記互いに異なる複数の交換可能なマニホールドモジュールは、前記積み重なった封止可能なチャンバの各々に個別に結合された共通の流体搬送モジュールを形成し、
   前記共通の流体搬送モジュールは、前記モジュール式ユニットの複数の壁部に対して固定される個別のモジュール結合マニホールドインタフェースを有し、前記個別のモジュール結合マニホールドインタフェースの各々は、前記積み重なった封止可能なチャンバの個々のチャンバの各々に別個に結合可能に構成されており、前記個別のモジュール結合マニホールドインタフェースの各々は、共通の結合インタフェース構成を有し、前記モジュール式ユニットの前記壁部に対して固定される前記個別のモジュール結合マニホールドインタフェースの各々が、前記積み重なった封止チャンバの各々に対して交換可能に固定されかつ結合するために交換可能であり、前記共通の結合インタフェース構成の前記個別のモジュール結合マニホールドインタフェースの各々は、前記モジュール式ユニットの前記壁部に対して固定されることを特徴とする半導体処理ツール。
2. 請求項１に記載の半導体処理ツールであって、前記積み重なった封止可能なチャンバの各々はロードロックを含むことを特徴とする半導体処理ツール。
3. 請求項１に記載の半導体処理ツールであって、前記共通の流体搬送モジュールは、１または複数の真空制御弁及び１つ通気弁を含むことを特徴とする半導体処理ツール。
4. 請求項１に記載の半導体処理ツールであって、前記共通の流体搬送モジュールは、真空制御マニホールドを含むことを特徴とする半導体処理ツール。
5. 請求項４に記載の半導体処理ツールであって、前記積み重なった封止可能なチャンバの各々に接続された他の共通の流体搬送モジュールを含み、前記他の共通の流体搬送モジュールは通気マニホールドを含むことを特徴とする半導体処理ツール。
6. 請求項５に記載の半導体処理ツールであって、
   前記共通の流体搬送モジュールは、前記積み重なった封止可能なチャンバの１つ目に通気を行いかつ前記積み重なった封止可能なチャンバの２つ目を真空引きするように構成され、
   前記他の共通の流体搬送モジュールは、前記積み重なった封止可能なチャンバの１つ目を真空引きしかつ前記積み重なった封止可能なチャンバの２つ目に通気を行うように構成されていることを特徴とする半導体処理ツール。
7. 請求項１に記載の半導体処理ツールであって、
   前記共通の流体搬送モジュールは、前記共通の流体搬送モジュールに接続されている複数の弁体を有し、かつ前記複数の弁体の各々に共通な共通流体ソース及び共通流体排気管を形成することを特徴とする半導体処理ツール。

Images