JPH06268046A - 制御された環境密閉容器および機械インターフェイス - Google Patents

制御された環境密閉容器および機械インターフェイス

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JPH06268046A
JPH06268046A JP5278370A JP27837093A JPH06268046A JP H06268046 A JPH06268046 A JP H06268046A JP 5278370 A JP5278370 A JP 5278370A JP 27837093 A JP27837093 A JP 27837093A JP H06268046 A JPH06268046 A JP H06268046A
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chamber
housing
wall
interface
pressure
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JP5278370A
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Boris Fishkin
フィッシュキン ボリス
Seiji Sato
サトー セイジ
Robert B Lowrance
ビー． ロウレンス ロバート
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Original Assignee
Applied Materials Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御された環境の間をキャリアによってウエ
ハを輸送することができるシステムおよび方法を提供す
る。 【構成】 電子集積回路ウエハといった排気プロセスを
伴う目的物のためのシステムは、（ａ）カセット中の真
空状態の下でウエハを輸送するキャリア、このカセット
はキャリアの底カバー部材として機能する移動可能な壁
上に支持されている、（ｂ）やはり真空状態の下に維持
されているトランスファ・チャンバを持つ処理マシン、
このトランスファ・チャンバは、その最も外側の位置で
このチャンバを密閉する昇降可能なステージの形で移動
可能な壁を持つものを備えている。カセットがマシン上
に装着されている時、移動可能な壁の間に伸びている、
密閉されている小さなインターフェイス・チャンバがあ
る。エレベータ・メカニズムによってカセットをトラン
スファ・チャンバ内へ下げる準備のため、排気ポンプは
インターフェイス・チャンバを排気する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、制御されていない環境
の間に入れられることによって汚染されること無く、制
御された環境の間で、材料や部品、あるいは他の目的物
を輸送するシステムに関し、特に、高い集積度の電子集
積回路を処理する工程に適用されるシステムに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】集積回路の処理において重大な問題は、
表面に回路が形成されるウエハの上またはその周囲に粒
子や他の形態の汚染物が存在することである。例えば、
大気にさらすことにより、ウエハの表面は、酸化、窒
化、水蒸気の吸着や他の不純物によって変化する。この
表面の変化は、さらに進んで行われる工程に先立ち、ウ
エハ表面の準備のための追加のステップが要求されるこ
とになる。粒子汚染の主たる源の一つは人間が発生する
ものであり、この中には、人間の体から放出された粒子
と、半導体製造施設内を動き回る装置取扱い者によって
引き起こされた粒子との双方が含まれる。この問題のこ
ういった情勢は、機械化および自動化された処理システ
ムの種々の形態の開発によって導かれ、このようなシス
テムの間および中をウエハを輸送するため、キャリア(c
arrier) を囲うようになった。しかしながら、それらの
メカニズム自体は粒子のポテンシャルが発生するもの(p
otential generators)である。従って、粒子の除去は、
より小さな小さな粒子の存在を回避する必要のため、そ
して、より大きな集積回路を求める増大する要求のた
め、デバイスのディメンジョンが小さく小さくなって限
界の要素になるまで続けられる。
【０００３】ボナラ(Bonara)等に与えられたＮｏ．４，
９９５，４３０の米国特許は、密閉可能で輸送可能な容
器(container) を開示している。この容器は、１つの構
成として、半導体ウエハのための標準化されたメカニカ
ル・インターフェイス（ＳＭＩＦ）のさや(pod) 、箱を
含むさやまたはキャリア、箱の底を密閉して閉じる箱の
扉(box door)またはパネル、および箱の中のパネル上に
支持されるウエハ・カセットを提供する。キャリアを受
けるためのプロセス・ステーション(processing statio
n)は保護のためのキャノピ−(canopy)を含んでおり、こ
のキャノピ−は、ローディング・ポート（loading por
t) 、パネルおよびカセットと共にキャノピ−の中で下
げることの出来るポート（port) を閉じるポート・ドア
またはプラットホーム(platform)、ポートに保持される
箱を持っている。ステーションは、また、ウエハ処理の
ため、下げられたパネルからカセットを動かすことがで
き、そしてそれからパネル上にカセットをもどすマニュ
ピュレータ、最終的にカセットと共に箱に持ち上げられ
るパネル、ローディング・ポートから解き放されて再び
集められたキャリアをも備えている。ボナラらの特許
は、また、パネルと箱との間、箱とポートとの間および
プラットホームとポートとの間を分離するシールをも開
示している。ローディング・ポートに装着されており、
箱を通して液体結合された液体注入／抽出器は、箱の中
の空気を交互に排気し、圧力をかけることにより、キャ
リアの内部をクリーニングする手段を提供する。ボナラ
らの特許は、さらに、パネルとプラットホームの外部表
面にある粒子が、プラットホームと同時にパネルを下げ
ることにより、パネルとプラットホームとの間に捕獲さ
れることも開示している。
【０００４】多くの最近のウエハ処理装置は真空ロード
・ロック(load lock) を装備している。デイビスらに与
えられたＮｏ．５，０４４，８７１の米国特許は、ロー
ド・ロックの上方のチャンバ内で垂直方向に移動可能な
ステージ上に置かれた、真空ウエハ・キャリアを開示し
ている。ステージが下げられた時、キャリアのカバーは
上方のチャンバの床部分に支持されて残り、一方、キャ
リアのカセットはロード・ロックの下方チャンバの中に
下げられる。上方のチャンバには、キャリアがこの上方
チャンバに置かれた後に閉められる、ロード・ロック・
カバーが備えられている。上方のチャンバは真空ポート
とパージ(purge) ・ポートとを持っており、真空シール
は上方のチャンバの床とステージとの間に与えられてい
る。１つの構成においては、他の真空シールがキャリア
のカバーと上方チャンバの床との間に与えられている。
キャリアは、輸送および保管中、真空を保持するものと
して記述されており、キャリアのカバーは異なる圧力に
よって固着されている(secured) 。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ボナラらやデイビスら
の開示にもかかわらず、プロセス・ステーションに、お
よびこれらの間にある粒子やこのようなものによる、微
細物からの汚染を妨げる典型的なシステムは、次の一ま
たはより多くの欠点を残している。
【０００６】１．大気圧以下で処理が行われる時は、処
理に先立ち、比較的大きな容量が排気されねばならな
い。このことは、ローディング・サイクル中、上方のロ
ック・チャンバまたは下方のロック・チャンバが排気さ
れるかどうかにかかわらず、デイビスらのロード・ロッ
クに対して当てはまる。同様に、ボナラらは、キャリア
の排気と加圧とを交互にすることによってキャリアを浄
化するための、キャリアの排気を開示している。
【０００７】２．デイビスらの下方のロック・チャンバ
は、上方のロック・チャンバからの汚染を受けやすく、
そして、ステージ上に落下する、またはキャリアの底の
表面に突き刺さる粒子からの汚染を受けやすい。同様
に、ボナラらのパネルとプラットホームはこのタイプの
汚染を受けやすい。この汚染はパネルとプラットホーム
との間で必ずしも十分に除去されず、しかし、キャリア
とステージまたはプラットホームとの間の空間が排気さ
れる時に、取り除きおよび動かしやすく、粒子は、処理
中にウエハによって分けられた環境の中へ移動する。
【０００８】従って、これらの不利を生じること無く、
制御された環境の間をキャリアによってウエハの輸送が
できるシステムが必要とされている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明はこの要求に合致
しており、第１のチャンバの中身を、大気(ambient ai
r) でいずれのチャンバも汚染することなく、第２のチ
ャンバへ移動させることが出来るようになる。
【００１０】本発明の一つの態様において、大気によっ
て汚染されることなく、目的物を第１の環境から第２の
環境へ輸送するシステムは、次のものを含んでいる。
【００１１】（ａ）中に第１の環境を持つ第１のハウジ
ング、この第１のハウジングは、目的物を支持するため
の、そして第１のハウジングを閉じるための移動可能な
壁を持つ； （ｂ）中に第２の環境を持つ第２のハウジング、この第
２のハウジングは、この第２のハウジングを閉じるため
の移動可能な壁を持つ； （ｃ）第１のチャンバの移動可能な壁を第２のチャンバ
の移動可能な壁に最も近く接触させ、２つの移動可能な
壁の間にインターフェイス容積(volume)が延びる状態に
なるよう、第１のハウジングを第２のハウジングに関連
付けて配置する手段； （ｄ）インターフェイス容積を排気するための通路(pas
sage) 、この通路は、それぞれの移動可能な壁によって
チャンバが閉じられた時に、第１および第２のチャンバ
から分離される； （ｅ）第２のハウジングの中へ第２のハウジングの移動
可能な壁を移動する手段； （ｆ）第２のハウジングの中へ第１のハウジングの移動
可能な壁および目的物を移動する手段。
【００１２】インターフェイス容積を排気する代わり
に、もしチャンバに圧力がかけられたら、通路を通じて
圧力をかけることができる。
【００１３】好ましくは、システムは、インターフェイ
ス容積が排気される後まで、第２のハウジングの移動可
能な壁が、第２のハウジングの中へ移動するのを妨げる
手段を備えていることが望ましい。
【００１４】システムはさらに、第１のハウジングを第
２のハウジングに密閉した状態で接続するためのインタ
ーフェイス・シール、密閉した状態でそれぞれのハウジ
ングを閉じるための第１および第２の壁シール手段をそ
れぞれ持つ第１および第２のハウジングの移動可能な
壁、ハウジングがそれぞれの移動可能な壁によって閉じ
られている時にインターフェイス・シール手段と第１お
よび第２の壁シール手段によって仕切られている(bound
ed) インターフェイス容積を含むこともできる。
【００１５】インターフェイス・シール手段は、第２の
ハウジングの外部表面に接触するため、第２のハウジン
グ上に第１の弾性(elastomeric) リング・シールを含む
こともできる。第１の壁シール手段は、第１のハウジン
グの内部表面に接触するため、第１のハウジングの移動
可能な壁上に第２の弾性リング・シールを含むこともで
きる。第３の壁シール手段は、第２のハウジングの内部
表面に接触するため、第２のハウジングの移動可能な壁
上に第３の弾性リング・シールを含むこともできる。
【００１６】好ましくは、インターフェイス容積は、効
率的なシステム操作を促進するため、第１および第２の
チャンバの結合容積の約１％よりも多くないことがよ
い。
【００１７】目的物は、複数の集積回路ウエハを保持す
るためのウエハ・カセットになることができ、第１のハ
ウジングは、一定の間をあけられた複数のウエハを保持
するためのウエハ・キャリア・エンクロージャになるこ
とができ、そして、第２のハウジングは、半導体ウエハ
処理マシンの部分になることができる。
【００１８】本発明はまたシステムを利用する方法をも
含んでおり、この方法においては、以下のステップによ
り、第１のチャンバの中身が第２のチャンバの中へ移動
させられる。
【００１９】（ａ）第１のチャンバの移動可能な壁を第
２のチャンバの移動可能な壁に最も近い位置に接触させ
て配置し、インターフェイス容積を２つの移動可能な壁
の間に延ばさせる。
【００２０】（ｂ）インターフェイス容積を排気する、
または通路を通じてインターフェイス容積を通してガス
を添加する。
【００２１】（ｃ）第２のチャンバの移動可能な壁を第
２のチャンバ内へ移動させる。
【００２２】（ｄ）第１のチャンバの移動可能な壁およ
び第１のチャンバの中身を第２のチャンバ内へ移動させ
る。
【００２３】一般的に、壁は同時に移動させられ、第２
のチャンバが移動可能な壁の間に残るいかなる汚染物か
らも汚染されることが防がれており、および汚染の発生
も防止されている。２つの移動可能な壁は、これら壁を
移動させるステップ（ｃ）と（ｄ）、つまり、壁が共に
移動させられる間中、接触した状態に保つことが可能で
ある。第２のチャンバの移動可能な壁は水平に配置する
ことが可能であり、ここで、壁を移動させるステップ
（ｃ）と（ｄ）は壁を低くすることを含んでいる。
【００２４】好ましくは、目的物が第２のチャンバ内で
減圧状態に置かれる時、この方法は、チャンバをそれぞ
れ排気された状態に維持するステップをさらに備える。
このように本発明は、フェイシング・サーフェス(facin
g surface)および移動可能な壁の間にあるいくらかの容
量を安全にパージングする間、チャンバから大容量の空
気を排気する必要がなくなる。
【００２５】２つのチャンバを継続的に排気状態に維持
することにより、真空の下でなされるべきプロセス・ス
テップの準備のために、大容量の空気を排気する要求は
なくなる。さらに、インターフェイス容量はいずれか一
方のチャンバから分離する目的のために速やかに排気す
ることができる。それによって、チャンバ、特に第２の
チャンバが、排気中に、移動可能な壁の間から別の方法
で引き起こされる汚染物質によって汚染されることが避
けられる。
【００２６】第１のチャンバが初めに超大気圧または大
気圧未満(superatmospheric or subatmospehric pressu
re) になっている時、第２のチャンバ内の圧力は、初め
の第１のチャンバ圧力におよそ合うように制御されてい
る。本方法は、インターフェイス容積が排気されるかま
たは加圧されて、インターフェイス容積の圧力が第２の
チャンバの圧力に十分にほぼ等しくなるまで、第２のチ
ャンバの壁の動きを防止する追加のステップを備えてい
ることが望ましい。移動可能な壁の動きを防止するステ
ップは、インターフェイス容積が初めの第１のチャンバ
圧力にほぼ到達するまで、続けられなければならない。
【００２７】本発明のこれらのおよび他の特徴、態様、
および優位性は、以下の記述、請求の範囲、および添え
られた図面を参照することにより、より良く理解できる
であろう。
【００２８】
【実施例】本発明は、たとえ極小さな粒子でも、および
他の汚染物をも有効に排斥しつつ、処理される物の十分
な保管および輸送を可能にする環境インターフェイス・
システムに向けられている。しかしながら、本発明は、
主に、大気圧未満の状態(subatmospheric condition)の
下において製造物を運ぶためのその使用に関して記述さ
れているが、本発明は超大気状態(superatmospheric co
ndition)の下において目的物を運ぶためにも等しく適し
ている。
【００２９】図１と図２に関して、半導体ウエハ処理マ
シン１０は、ベース１２，バッファ・チャンバ１４を含
む。このバッファ・チャンバ１４は、ベース１２上に画
成されており、そして、汚染から解き放たれた内部環境
を確立するため、液体の輸送部(fluid communication)
に環境制御手段１５を持っている。この内部環境は、典
型的には、さらに後述するように、ウエハ処理に適して
いる部分的な真空状態の下におけるものである。
【００３０】バッファ・チャンバ１４は、ベース１２か
ら上向きに伸びる側壁１６によって密閉状態に仕切られ
ている(is bounded)。この側壁１６はチャンバ１４の上
壁２０を支持している。主チャンバの開口部(opening)
１８は上壁２０に形成されている。ベース１２によって
支持されている、指標付き(indexing)エレベータ・メカ
ニズム２２は、柱部材２４、およびこの柱部材２４の上
部末端に固定可能な状態で接続されているステージ部材
２６を含んでいる。柱部材２４およびステージ部材２６
は、エレベータ軸２８に沿って(on an elevator axis2
8) 垂直方向に移動可能になっている。ベース１２の下
方に装着されている柱ベアリング・アセンブリ３０は、
柱部材２４を側部で支持している。柱部材２４は、ねじ
切った状態(threadingly) でスクリュー・ドライブ(scr
ew drive) ３２に噛み合っており、このスクリュー・ド
ライブ３２は従来からの手段（図示していない）によっ
てベース１２の下方で固定可能な状態に支持されてい
る。また、柱部材２４はスクリュー・ドライブ３２によ
って従来のように持ち上げられたり、また下げられたり
もし、ステッパ・モータ（図示していない）を含むこと
もできる。このスクリュー・ドライブ３２はコントロー
ラ３３に対して反応する。
【００３１】ステージ部材２６は外部へ向かって伸びる
フランジ部３４を持っており、このフランジ部３４は弾
性(elastomeric) ステージ・シール３６を持っている。
このステージ・シール３６は、ステージ部材２６がスク
リュー・ドライブ３２によって十分に持ち上げられた時
に、上壁２０を密閉状態に塞ぐ(engage)。軸方向に柔軟
性のある蛇腹(bellows) 部材３８は、チャンバ１４内に
伸びる柱部材２４の一部分を囲っている。井戸(well)部
材４０は、ベアリング・アセンブリ３０を支持するため
にベース１２の下方に延びている。蛇腹部材３８はステ
ージ部材２６と井戸部材４０の底の末端との間を密閉状
態で接続している。
【００３２】このように、チャンバ１４は、ベース１
２、側壁１６、上壁２０およびステージ部材２６によっ
て画成されるハウジングによって全体的に囲むことがで
きる。従って、制御された環境は、半導体回路ウエハの
処理にとって適している真空度となる、大気圧未満のト
ランスファ・チャンバ圧力(subatmosphere transfer ch
amber pressure) ＰT を持ち、この制御された環境は、
ステージ部材２６が上壁２０を密閉状態に塞いだ時、環
境制御手段１５によってバッファ・チャンバ１４内部に
おいて維持可能である。この結果、チャンバ１４は大気
(ambient air) から密閉した状態に分離される。ステー
ジ部材２６は、その持ち上げられた位置において、図１
に示すように上壁２６にある主開口部１８を閉じる。こ
のように、ステージ部材２６は、チャンバ１４の移動可
能な壁として機能する。
【００３３】半導体回路ウエハ・キャリア４２はチャン
バ１４の上壁２０上に密閉状態で装着可能であり、この
キャリア４２は、エンクロージャ部材４４、天板(top)
４５、および底カバー部材４６によって形成されたハウ
ジングを持っている。ウエハ・カセット４８は底カバー
部材４６上に解放可能な状態で配置されている。このカ
セット４８は、このカセット４８を底カバー部材４６に
解放可能な状態で固定するためのラッチ・アセンブリ５
０を持っており、垂直方向に一定間隔をあけておかれた
複数個の（典型的には２５個）水平方向に向けられた半
導体ウエハ５２を保持している。キャリア４２の底カバ
ー部材４６は、上方に向いた弾性カバー・シール５４を
保持しており、このシール５４はエンクロージャ部４４
のベース部材５６を塞いでいる。密閉されたキャリア・
チャンバ５８は、それによってキャリア４２の中に具備
される。この時、底カバー部材４６はエンクロージャ部
４４のベース部材５６を密閉して塞ぎ、シール５４は、
キャリア４２の内部が少なくとも部分的に真空になるキ
ャリア圧力ＰC に維持するのに有効な状態になってい
る。ステージ部材２６は、移動中にステージ部材２６上
に底カバー部材４６が置かれた状態になる(remain)こと
を保証するための、プラットホーム・ラッチ５９を運び
(carry) 、このラッチ５９はキャリア４２をマシン１０
上に置くように作動(activated) する。また、このラッ
チ５９は、マシン１０の処理サイクルの完結の後で、従
来の方法で解放される。ここで、ステージ部材２６は後
述するようにバッファ・チャンバ１４内へ移動する。
【００３４】マシンの上壁２０は下方へ向いている弾性
シール６０を持っており、このシール６０はシール領域
(seal land) ６２を塞ぐ。この領域６２はベース部材５
６の下側に形成されている。ベース部材５６の外周囲の
末端部６４は、領域６２の下方で、そして、上壁２０か
ら上方へ延びる傾斜した(sloping) 案内フランジ６６の
内部において、僅かに延びている。インターフェイス・
チャンバ６８は、ステージ部材２６が十分に持ち上げら
れた時に、キャリア４２の底カバー部材４６とステージ
部材２６との間で、主チャンバの開口部１８の中に形成
され、このチャンバ６８はインターフェイス圧力(inter
face pressure)ＰI になっている。
【００３５】本発明の重要な特徴は、インターフェイス
・チャンバ６８がインターフェイス・ポート７０を備え
ていることである。このインターフェイス・ポート７０
は、エレベータ・メカニズム２２によってステージ部材
２６を下げる準備のために、インターフェイス・チャン
バ６８を排気するため、インターフェイス・チャンバ６
８と液体で連絡されており、また、インターフェイス・
ポンプ手段７２と液体で接続されている。ポンプ手段７
２により、キャリア圧力(carrier pressure)ＰC にほぼ
等しい要求された圧力ＰS まで、インターフェイス・チ
ャンバ６８が排気され、そして、トランスファ・チャン
バの圧力ＰT もまた圧力ＰC にほぼ等しく維持されるの
に従い、カセット４８は、底カバー部材４６と共に、エ
レベータ・メカニズム２２によってステージ部材２６上
に乗ってバッファ・チャンバ１４の中へ下げられる。
【００３６】本発明の別の重要な特徴は、ウエハのため
の微小環境(microenvironment)を提供するウエハ・キャ
リア４２が、移動を実行するために、分離されたハウジ
ングに置かれている必要がないことである。このよう
に、キャリア４２は移動中大気状態にさらされ、キャリ
アが中に置かれる上方ロード・ロック・チャンバを必要
とする、デイビスらの米国特許Ｎｏ．５，０４４，８７
１のシステムとは似ていない。これにより、ロード・ロ
ックの上方チャンバを排気する必要はないため、より複
雑でない装置、そして、より速く、より有効で、より能
率的な移動が実現される。“大気状態”ということは、
ウエハ・キャリアが輸送され、クリーン・ルーム、他の
制御もしくは非制御環境になり得る、環境を意味する。
【００３７】インターフェイス・チャンバ６８は、バッ
ファ・チャンバ１４のチャンバ容積ＶT およびキャリア
・チャンバ５８のキャリア容積ＶC に比較してかなり小
さいインターフェイス容積ＶI を持っており、それによ
り、マシン１０の生産性を高めるための、チャンバ５８
の急速な排気を容易にしている。例えば、キャリア容積
ＶC は、ウエハ５２が直径２００ｍｍの時に、１０リッ
ターのオーダー(order) に置くことができ、おなじく、
バッファ・チャンバ容積ＶT も１０リッターのオーダー
に置ける。対照的に、インターフェイス容積は、一般的
に約１００ｃｃを越えることはない。底カバー部材４６
の０．４ｍｍ下（直径２５０ｍｍの範囲内）にあるイン
ターフェイス・チャンバ６８の平均の深さと、主チャン
バの開口部１８の直径２６０ｍｍの範囲内における平均
の深さ５ｍｍに基づき、そのインターフェイス容積はわ
ずかに４０ｃｃぐらいにすることができる。このよう
に、インターフェイス容積ＶI は好ましくはキャリア容
積ＶC の約２％よりも小さい方が良く、バッファ・チャ
ンバ容積ＶT の約２％よりも小さく、そして、バッファ
・チャンバ１４およびキャリア・チャンバ５８の合計容
積の約１％よりも小さい方が良い。インターフェイスが
排気されることを保証するため、インターフェイスにみ
ぞ(grooves) を含ませても良い。
【００３８】インターフェイス・ポート７０（通路とし
ても言及する）は好ましくは圧力センサ７４に液体的に
結合されているのが良い。このセンサ７４は、ステージ
部材２６をその閉じた位置から低くするためのスクリュ
ー・ドライブ３２の活動を停止させるため、コントロー
ラ３３へセンサ信号Ｘを供給する。この信号Ｘは、イン
ターフェイス圧力ＰI が、キャリア・チャンバ５８の中
のキャリア圧力ＰC にほぼ合うところまで低くなるま
で、供給される。この目的のため、マシン１０に使われ
る(to be used)ウエハ・キャリア４２の各々は、１０-5
Ｔｏｒｒ、要求される圧力ＰS もそれゆえほぼ１０-5Ｔ
ｏｒｒといった、予め決められた圧力まで排気すること
ができる。本発明のこのバージョンでは、インターフェ
イス・チャンバ６８のための圧力センサ７７は、検出さ
れたインターフェイス圧力ＰI が予め決められた要求圧
力ＰS まで落ちる時、コントローラ３３へ信号を送るた
めの作動状態にある。相応じて、バッファ・チャンバ１
４は、環境制御手段１５により、ほぼ等しい予め決めら
れた圧力に維持されている。他の圧力がバッファ・チャ
ンバ１４内で用いられる時、コントローラ３３は、エレ
ベータ・メカニズム２２の動作に先立ち、チャンバ１４
内の予め決められた圧力に戻すため、制御手段１５に相
応して信号を送るための作動状態にあることが理解され
る。さらに、環境制御手段１５は、制御手段１５による
応答を確かめるため、コントローラ３３へ、環境信号Ｚ
に指定されたフィードバック信号もまた供給する。
【００３９】好ましくは、さらに図１に示されるよう
に、キャリア４２は、マシン１０上のデータ入力手段７
８へキャリア・チャンバ５８内の圧力を指示するための
データ・ブロック７６を備えている。このデータ入力手
段７８は、コントローラ３３へデータ信号Ｙを供給す
る。その最も簡素な形において、データ・ブロック７６
は圧力ＰC が表面に書かれている単なるラベルであり、
たぶん、このラベルには、ウエハ・タイプの証明と、マ
シン１０による処理に用いられるプロセス・パラメータ
との双方または一方が共に書かれている。データ通信分
野での通常の技術範囲内における、データ・ブロック７
６の他の形は、不揮発性のメモリを持つ電気回路や移動
可能な機械的表示を含む。最も好ましくは、図１の符号
７７に示されるように、データ・ブロック７６は、実際
のキャリア圧力ＰC に応答し、エンクロージャ部材４２
を通じてキャリア・チャンバ５８に液体的に接続されて
いる。相応じて、データ入力手段７８は、通常のキーパ
ッド、電気的インターフェイスや位置変換器で構成して
もよく、これらの各々はデータ通信分野における通常の
技術である。
【００４０】データ・ブロック７６が、上述したデータ
入力手段７８を使い、コントローラ３３へ実際のキャリ
ア圧力ＰC の信号を送る作動状態にある、本発明の好ま
しい遂行において、環境信号Ｚもまた相応じてトランス
ファ・チャンバの圧力ＰT を表示する。従って、コント
ローラ３３は、センサ信号Ｘがインターフェイス信号Ｙ
にほぼ合うまで、スクリュー・ドライブ３２の活動を停
止するいかなる通常の方法でも、動作する(is implemen
ted)。この間、環境信号Ｘもまたインターフェイス信号
Ｙにほぼ応じた状態に維持される。
【００４１】上述したように、バッファ・チャンバ１４
の圧力ＰT は、マシン１０によって提供される種々のウ
エハ・プロセスに適合する適当なプロセスにおいて、制
御可能であり、ウエハは、ステージ部材２６が主チャン
バの開口部１８を密閉して閉じていない時に、いつも圧
力ＰT を受けている。かわりに、さらに図１に示される
ように、バッファ・チャンバ１４もまた、分離壁(divid
er wall)８０によってトランスファ・チャンバ８２から
密閉状態に分けられている。スリット・バルブ（図示さ
れていない）が、通常の手段（図示されていない）によ
ってチャンバ１４と８２との間におけるウエハ５２の連
続輸送を可能にするため、この分離壁８０に備えられて
いるが、１０-10 Ｔｏｒｒといった強度の真空状態まで
トランスファ・チャンバ８２を排気することが望まれて
いる時に、トランスファ・チャンバ８２をバッファ・チ
ャンバ１４から圧力的に隔離する。チャンバ８２は、化
学気相成長法またはプラズマ堆積法によるデポジショ
ン；洗浄およびエッチング；そしてこれに似たものとい
った加工処理のためにウエハを運ぶロボットをその中に
備えることも可能である。かわりに、チャンバ８２自身
をこのような加工処理に用いることも可能である。
【００４２】さらに図１に示されるように、本発明の好
例の構成は、上方からマシン１０上に乗せられたキャリ
ア４２を持っており、カセット４８はエレベータ・メカ
ニズム２２の作用によってバッファ・チャンバ１４の中
へ下げられる。かわりに、ベース１２が逆さになり、キ
ャリア４２もまた逆さになり、マシン１０の下方からキ
ャリア４２が装填される。さらにかわりとして、キャリ
ア４２をマシン１０の一側面に装填し、ウエハ５２は図
面に示されている水平よりもむしろ垂直の方向に向けら
れ、エレベータ・メカニズム２２は垂直よりも水平の方
向に操作する。
【００４３】本発明に従うシステムの使用において、ウ
エハ・キャリア４２は、ベース部材５６がガイド６６の
内側に向けられるのと共に、バッファ・チャンバ１４の
上壁２０に配置される。インターフェイス・チャンバ６
８は、それからポンプ７２を用いてインターフェイス・
ポート７０を経由して排気される。インターフェイス・
チャンバ６８内の圧力ＰS がキャリア圧力における圧力
ＰC にほぼ等しくなったとき、バッファ・チャンバ１４
の上壁２０はエレベータ・メカニズム２２によって下げ
られる。この結果、ウエハ・カセット４８と同様に、ウ
エハ・キャリア４２の底カバー部材４６は、図１の影像
に示すように、バッファ・チャンバ１４の中へ下げられ
る。半導体ウエハ５２はそれから加工処理のためのアク
セスを行うことが可能になる。
【００４４】半導体ウエハ５２を下降およびアクセスす
るのには３つの方法がある。第１に、上壁２０を段階的
に下げる、つまり、指標を付けることにより(indexin
g)、一回に一つの半導体ウエハにアクセスするように、
上壁で下げることもできる。第２に、上壁２０をバッフ
ァ・チャンバ１４の底までずっと下げ、その位置におく
ことができる。そうすれば、全ての半導体ウエハに対し
てアクセスすることが可能となる。第３の変形において
は、オプション２におけるように、上壁２０を最も低い
位置まで下げた後、上壁をそれから段階的に持ち上げ、
それによって一回に一つの半導体ウエハにアクセスす
る。
【００４５】もし、キャリア４２が真空状態にあると
き、キャリア４２上の大気圧は、ステッパ・モータによ
って取り扱うよりもより多くの力が柱部材２４に及ぶ。
このような状態においては、キャリア４２を所定位置に
装填する前に、ステッパ・モータをまず切る(disengag
e) ことが必要である。ステッパ・モータを切った後、
キャリア４２を配置し、所定位置にキャリアをラッチ
し、それから、キャリア４２を異なるモータで下げる。
次に、ステッパ・モータを再投入し(reengage)、段階的
にカセット４８の上昇および下降の双方または一方を行
う。
【００４６】本発明をある好適な態様に関してかなり詳
細に記述してきたが、他の態様も可能である。例えば、
バッファ・チャンバ１４およびキャリア・チャンバ５８
において維持されている環境は大気圧未満である必要は
ないが、無体気圧の環境であることも可能である。この
環境には、例えば、低温環境；高温環境；窒素，アルゴ
ン，酸素といった特別のガス環境またはこれに似た雰囲
気；高圧力環境；およびそれらの結合した環境がある。
これらの条件において要求される全てのものは、インタ
ーフェイス・チャンバ６８内の環境をポート７０を通じ
て変更するためのものである。キャリア・チャンバ５５
内の目的物もまたカセット５８である必要はないが、何
らかの目的物でなければならない。さらに、もし、目的
物がカセット５８であるなら、それは半導体ウエハ５２
を保持する必要はなく、しかし、それはガラス・ウエハ
または他の産品を保持する。
【００４７】それゆえ、特許請求の範囲の真意および範
囲は、ここに含まれる好ましい態様の記述に必ずしも限
定されるものではない。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、汚
染物を有効に排斥しつつ、制御された環境の中で製造物
の保管および輸送ができる環境インターフェイス・シス
テムおよび方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による環境インターフェイス
・システムが装備されている、ウエハ処理マシンの一部
分を示す、正面の断片的な断面図である。
【図２】図１の領域Ａの中の詳細な景観を示す、正面の
断片的な断面図である。
【符号の説明】
１０…半導体ウエハ処理マシン、１２…ベース、１４…
バッファ・チャンバ、１５…環境制御手段、１６…側
壁、１８…主チャンバ開口部、２０…上壁、２２…エレ
ベータ・メカニズム、２４…柱部材、２６…ステージ部
材、２８…エレベータ軸、３０…柱ベアリング・アセン
ブリ、３２…スクリュー・ドライブ、３３…コントロー
ラ、３４…フランジ部、３６…弾性ステージ・シール、
３８…蛇腹部材、４０…井戸部材、４２…半導体回路ウ
エハ・キャリア、４４…エンクロージャ部、４６…底カ
バー部材、４８…ウエハ・カセット、５２…半導体ウエ
ハ、５４…弾性カバー・シール、５６…ベース部材、５
８…キャリア・チャンバ、５９…プラットホーム・ラッ
チ、６０…弾性シール、６２…シール領域、６４…周囲
末端、６８…インターフェイス・チャンバ、７０…イン
ターフェイス・ポート、７４…圧力センサ、７６…デー
タ・ブロック、７７…圧力センサ、７８…データ入力手
段、８０…分離壁、８２…トランスファ・チャンバ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 セイジ サトー アメリカ合衆国， カリフォルニア州 94306， パロ アルト， アラストゥラ デロ ロード ナンバー607 580 (72)発明者 ロバート ビー． ロウレンス アメリカ合衆国， カリフォルニア州 95032， ロス ガトス， エドゥマンド ドライヴ 15822

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 いずれのチャンバも大気(ambient air)
    によって汚染することなく、第１のチャンバの内容物を
    第２のチャンバへ移動し、両チャンバは移動可能な壁を
    持ち、前記第１のチャンバの移動可能な壁は前記内容物
    を支持する方法であって、 （ａ）前記第１のチャンバの移動可能な前記壁を、前記
    第２のチャンバの移動可能な前記壁に最も近い位置に接
    触させて配置し、インターフェイス容積を二つの移動可
    能な壁の間に延ばし、 （ｂ）前記インターフェイス容積の前記内容物を、前記
    第１および第２のチャンバから分離された通路を通じて
    交換し、この前記内容物の交換は、（ｉ）前記通路を通
    じて前記インターフェイス容積からガスを排気し、およ
    び（ii) 前記通路を通じて前記インターフェイス容器に
    ガスで圧力をかけ、または、この（ｉ）もしくは（ii)
    のいずれか一方によって行い、 （ｃ）前記第２のチャンバの移動可能な前記壁を前記第
    ２のチャンバ内へ移動し、 （ｄ）前記第１のチャンバの移動可能な前記壁および前
    記第１のチャンバの前記内容物を前記第２のチャンバ内
    へ移動する ステップを備えた方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の方法において、前記壁を
    移動するステップ（ｃ）と（ｄ）は同時に行われる方
    法。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の方法において、前記壁を
    移動する前記ステップ中、前記二つの壁を接触した状態
    に維持するステップをさらに備える方法。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の方法において、前記第２
    のチャンバの移動可能な前記壁を水平方向に配置し、前
    記壁を移動する前記ステップは前記壁を下げることを含
    んでいる方法。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の方法において、前記内容
    物を交換する前記ステップは、前記通路を通じて前記イ
    ンターフェイス容積を排気することを含む方法。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の方法において、さらに、
    次のステップ、つまり、 （ａ）前記第１のチャンバを排気された状態に維持し、 （ｂ）前記第２のチャンバを排気された状態に維持する ステップを備えた方法。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の方法において、前記第２
    のチャンバの移動可能な前記壁の前記移動を、インター
    フェイス容積が第２のチャンバ内に維持されている圧力
    にほぼ等しくなる圧力に到達するまで、停止するステッ
    プをさらに備えた方法。
  8. 【請求項８】 請求項５記載の方法において、さらに、
    次のステップ、つまり、 （ａ）前記第１のチャンバを大気圧未満（subatmospher
    ic) である初期の第１のチャンバ圧力に維持し、 （ｂ）前記第２のチャンバ内の圧力を初期の第２のチャ
    ンバ圧力にほぼ合うように制御する ステップを備えた方法。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の方法において、移動可能
    な前記壁の移動を、インターフェイス容積の圧力が初期
    の第１のチャンバ圧力にほぼ等しくなるまで、停止する
    ステップをさらに備えた方法。
  10. 【請求項１０】 請求項５記載の方法において、前記第
    １のチャンバ内の圧力は大気圧未満であり、前記インタ
    ーフェイス容積の圧力が前記第１のチャンバ内の圧力に
    ほぼ等しくなるまで、移動可能な前記壁の移動を停止す
    るステップをさらに備えた方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１記載の方法において、前記第
    １のチャンバは、移動可能な前記壁を含むハウジング内
    にあり、配置する前記ステップは、前記ハウジングを配
    置し、前記周囲環境にさらすことを含む方法。
  12. 【請求項１２】 大気によって汚染すること無く、目的
    物を第１の環境から第２の環境へ輸送するシステムであ
    って、 （ａ）前記第１の環境をその中に持つ第１のハウジン
    グ、この第１のハウジングは、前記目的物を支持し、お
    よび前記第１のハウジングを閉じる移動可能な壁を持
    つ、 （ｂ）前記第２の環境をその中に持つ第２のハウジン
    グ、この第２のハウジングは、前記第２のハウジングを
    閉じるための移動可能な壁を持つ、 （ｃ）前記第１のハウジングの移動可能な前記壁が前記
    第２のハウジングの移動可能な前記壁に最も近い位置で
    接触した状態になり、インターフェイス容積が２つの移
    動可能な前記壁の間に延びるよう、前記第１のハウジン
    グの位置を前記第２のハウジングに関連して定めるロケ
    ーター(locator) 、 （ｄ）インターフェイス容積の排気とインターフェイス
    容積へのガスの添加との双方または一方のために、イン
    ターフェイス容積との液体的連絡をとる通路(passage)
    、この通路は、各々の移動可能な壁によって前記第１
    および第２のチャンバが閉じられている時、前記第１お
    よび第２のチャンバから分離される、 （ｅ）前記第２のハウジングの移動可能な前記壁を前記
    第２のハウジングの中へ移動する手段、 （ｆ）前記第１のハウジングの移動可能な前記壁および
    前記目的物を前記第２のハウジングへ移動する手段 を備えているシステム。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載のシステムにおいて、
    前記インターフェイス容積から前記通路を通してガスを
    排気するための排気装置を含むシステム。
  14. 【請求項１４】 請求項１３記載のシステムにおいて、
    前記インターフェイス容積が排気される後まで、前記第
    ２のハウジングの移動可能な前記壁が、前記第２のハウ
    ジングの中へ移動することを防ぐ手段を備えたシステ
    ム。
  15. 【請求項１５】 請求項１２記載のシステムにおいて、
    前記第１のハウジングを前記第２のハウジングに密閉状
    態で結合させるためのインターフェイス・シール(inter
    face seal)をさらに備えたシステム。
  16. 【請求項１６】 請求項１５記載のシステムにおいて、
    前記第１および第２のハウジングの移動可能な前記壁
    は、それぞれのハウジングを密閉して閉じるために、第
    １および第２の壁シール(wall seals)をそれぞれ持ち、
    前記インターフェイス容積は、移動可能なそれぞれの前
    記壁によって前記各ハウジングが閉じられた時に、前記
    インターフェイス・シールおよび前記第１および第２の
    壁シールによって仕切られる(bounded) システム。
  17. 【請求項１７】 請求項１５記載のシステムにおいて、
    前記インターフェイス・シールは、前記第１のハウジン
    グの外部表面との接触をとるため、前記第２のハウジン
    グ上にある第１の弾性リング・シールを含むシステム。
  18. 【請求項１８】 請求項１６記載のシステムにおいて、
    前記第１の壁シールは、前記第１のハウジングの内部表
    面との接触をとるため、前記第１のハウジングの移動可
    能な前記壁上にある弾性リング・シールを含むシステ
    ム。
  19. 【請求項１９】 請求項１８記載のシステムにおいて、
    前記第２の壁シールは、前記第２のハウジングの内部表
    面との接触をとるため、前記第２のハウジングの移動可
    能な前記壁上にある別の弾性リング・シールを含むシス
    テム。
  20. 【請求項２０】 請求項１２記載のシステムにおいて、
    前記インターフェイス容積は、前記第１および第２の容
    積の結合容積の約１％よりも小さいシステム。
  21. 【請求項２１】 請求項１３記載のシステムにおいて、
    前記目的物は、複数の集積回路ウエハを保持するための
    ウエハ・カセットであり、前記第１のハウジングはウエ
    ハ・キャリア・エンクロージャであり、前記第２のハウ
    ジングは半導体ウエハ処理マシンの部分であるシステ
    ム。
  22. 【請求項２２】 請求項１２記載のシステムにおいて、
    前記第２のハウジングは天板(top) を持ち、前記通路は
    この天板を通じて前記インターフェイス容積に延びてい
    るシステム。
  23. 【請求項２３】 請求項１２記載のシステムにおいて、
    前記第１のハウジングが、前記第１のハウジングの移動
    可能な前記壁が前記第２のハウジングの移動可能な前記
    壁に最も近い位置に接触した状態に配置される時、前記
    ロケーターは、前記第１のハウジングが周囲の状態にさ
    らされるところに配置されるシステム。
JP5278370A 1992-11-06 1993-11-08 制御された環境密閉容器および機械インターフェイス Pending JPH06268046A (ja)

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