KR20080031851A - 다수 슬롯 로드 록 챔버 및 그 운전 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 로드 록 챔버, 로드 록 챔버를 구비하는 프로세싱 시스템, 및 대기 분위기와 진공 분위기 사이에서 기판을 이송하는 방법을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 두 벤팅 사이클 동안에 챔버 본체내에 형성된 이송 공동내에서 처리된 기판을 유지하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 방법은 이송 공동으로부터 챔버 본체에 형성된 가열 공동으로 기판을 이송하는 단계 및 가열 공동내의 기판을 가열하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 로드 록 챔버는 이송 공동내에 배치된 기판 지지부를 구비하는 챔버 본체를 포함한다. 기판 지지부는 제 1 높이와 제 2 높이 사이에서 이동가능하다. 다수의 홈들이 이송 공동의 천장이나 바닥 중 하나 이상에 형성되며, 기판 지지부가 제 2 높이에 있을 때 그 기판 지지부의 적어도 일부를 수용한다.

Description

다수 슬롯 로드 록 챔버 및 그 운전 방법{MULTIPLE SLOT LOAD LOCK CHAMBER AND METHOD OF OPERATION}
본 발명은 전체적으로 진공 프로세싱 시스템을 위한 로드 록 챔버, 및 그 운전 방법에 관한 것이다.
박막 필름 트랜지스터 및 광전지 소자(photovoltaic device)는 빨리 발전하는 기술 분야에 속한다. 평판 기술에 의해 형성된 박막 필름 트랜지스터(TFT)는 컴퓨터, 텔레비전 모니터, 휴대전화 디스플레이, 개인 휴대용 정보 단말기(PDAs), 및 점점 증가하는 다른 장치들과 같은 능동 매트릭스 디스플레이에 일반적으로 사용된다. 일반적으로, 평판은 두 개의 유리 판과 그 사이에 샌드위치된 액정 물질 층을 포함한다. 하나 이상의 유리 판에는 전원에 결합된 하나의 전도성 필름이 도포된다. 전원으로부터 전도성 필름으로 공급되는 전력은 액정의 방향을 변화시켜, 패턴 디스플레이를 생성한다.
광전지 소자(PV) 또는 태양전지는 태양광을 직류(DC) 전력으로 변환시키는 소자이다. 통상적으로, PV 또는 태양전지는 패널(panel)내에 형성된 하나 이상의 p-n 접합부를 가진다. 각 접합부는 일 측면이 p-타입 영역이고 다른 측면이 n-타입 영역인 반도체 물질내의 두 개의 상이한 영역을 포함한다. PV 전지의 p-n 접합 부가 태양광(광자로부터의 에너지로 구성됨)에 노출될 때, PV 효과를 통해 태양광이 전기로 직접 변환된다. 일반적으로, 고품질 실리콘계 물질이 고효율(즉, 단위 면적당 높은 전력 출력) 접합부 소자 생성에 바람직하다. 비정질 실리콘(a-Si) 필름이 PV 전지에서 실리콘계 패널 물질로서 널리 이용되는데, 이는 종래의 저온 플라즈마 화학기상증착(PECVD) 프로세스에서 저렴하게 제조될 수 있기 때문이다.
상승하는 에너지 비용을 상쇄시키기 위한 보다 효율적인 PV 소자에 대한 요구 및 평판 패널 기술의 시장에서의 수용(acceptance)을 고려할 때, 대형 패널, 높은 생산성 및 저렴한 제조 비용에 대한 요구로 인해 설비 제조 업자들이 평판 패널 디스플레이 및 PV 소자 제조업자들을 위해 보다 큰 크기의 기판을 수용하는 새로운 시스템을 개발하여야 하였다. 일반적으로, 현재의 기판 프로세싱 설비는 약 2 평방 미터 보다 약간 큰 기판을 수용하도록 구성된다. 그보다 큰 기판 크기를 수용하도록 구성된 프로세싱 설비가 곧 실현될 것이다.
그러한 대형 기판을 제조하기 위한 설비는 제조업자들의 상당한 투자를 의미한다. 종래 시스템은 크고 고가인 하드웨어를 필요로 한다. 이러한 투자를 상쇄시키기 위해, 높은 기판 생산량이 특히 바람직하다.
로드 록 챔버내에서의 기판의 가열 및/또는 냉각은 높은 시스템 생산량을 달성하는데 있어서 중요한 측면이다. 미래의 프로세싱 시스템이 보다 큰 크기의 기판을 프로세싱할 것으로 예상되기 때문에, 대형 기판의 균일하고 신속한 가열 및 냉각이 큰 관심이 된다. 그와 같이, 균일한 온도 조정 및 높은 열전달률을 촉진하는 개선사항이 크게 요구된다.
그에 따라, 대형 기판의 신속하고도 균일한 가열 및 냉각을 촉진하는 개선된 장치 및 방법이 요구되고 있다.
본 발명의 실시예는 로드 록 챔버, 로드 록 챔버를 구비하는 프로세싱 시스템, 그리고 대기 분위기와 진공 분위기 사이에서 기판을 이송하는 방법을 포함한다. 일 실시예에서, 대기 분위기와 진공 분위기 사이에서 기판을 이송하는 방법은 로드 록 챔버 본체내에 형성된 기판 이송 공동(cavity)내에서 두 벤팅 사이클(venting cycles)동안 프로세싱된 기판을 유지하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 기판 이송 방법은 이송 공동으로부터 로드 록 챔버 본체내에 형성된 가열 공동으로 기판을 이송하는 단계, 및 상기 가열 공동내에서 기판을 가열하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 기판 이송 공동내에 배치된 기판 지지부를 구비하는 챔버 본체를 포함하는 로드 록 챔버가 제공된다. 기판 지지부는 제 1 높이와 제 2 높이 사이에서 이동될 수 있다. 다수의 홈들이 기판 이송 공동의 천장 또는 바닥 중 하나 이상에 형성되며, 상기 다수의 홈들은 기판 지지부가 제 2 높이에 위치되었을 때 기판 지지부의 적어도 일부를 수용하도록 구성된다.
또 다른 실시예에서, 기판 프로세싱 시스템이 제공되며, 상기 기판 프로세싱 시스템은 기판 이송 로봇이 내부에 배치된 기판 이송 챔버, 상기 이송 챔버에 결합된 하나 이상의 진공 프로세싱 챔버, 및 로드 록 챔버를 포함한다. 로드 록 챔버는 이송 챔버에 결합된 본체를 구비한다. 로드 록 챔버의 본체는 제 1 및 제 2 의 냉각된 이송 공동들 및 가열 공동을 포함한다. 각각의 냉각된 이송 공동은 다수의 기판 저장 슬롯(slot)을 구비한다.
본 발명의 전술한 특징들을 보다 용이하고 구체적으로 이해할 수 있도록, 첨부 도면에 도시된 실시예들을 참조하여 앞서서 약술된 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 발명의 통상적인 실시예만을 도시한 것이며, 그에 따라 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아님을 이해하여야 하며, 본 발명이 다른 균등한 실시예도 포함하는 것임을 이해하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 로드 록 챔버의 일 실시예를 포함하는 예시적인 클러스터 툴(cluster tool)의 평면도이다.
도 2는 도 1의 선 2-2를 따라 취한 로드 록 챔버의 단면도이다.
도 3은 도 1의 로드 록 챔버의 부분 단면도이다.
도 4a는 도 1의 로드 록 챔버의 또 다른 부분 단면도이다.
도 4b는 로드 록 챔버 내부의 다른 실시예의 부분적인 사시도이다.
도 4c는 로드 록 챔버 내부의 또 다른 실시예의 부분적인 사시도이다.
도 5는 도 1의 로드 록 챔버의 또 다른 부분적인 단면도이다.
도 6은 대기 분위기와 진공 분위기 사이에서 기판을 이송하는 방법의 일 실시예의 흐름도이다.
도 7은 대기 분위기와 진공 분위기 사이에서 기판을 이송하는 방법의 다른 실시예의 흐름도이다.
도 8은 다수 챔버 로드 록 챔버의 다른 실시예의 단면도이다.
도 9는 대기 분위기와 진공 분위기 사이에서 기판을 이송하는 방법의 또 다른 실시예의 흐름도이다.
도 10은 도 9의 방법이 실시되는 도 8의 로드 록 챔버의 하나의 공동의 진공 상태를 도시한 그래프이다.
이해를 돕기 위해, 도면들을 통해서 공통되는 동일한 구성요소에 대해서는 가능한 한 동일한 참조부호를 부여하였다. 다른 언급이 없더라도, 일 실시예의 구성요소가 다른 실시예에서 유리하게 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
대형 기판의 효과적인 가열 및 냉각에 적합한 로드 록 챔버가 제공된다. 이송 챔버에서와 같은 진공 분위기와 팩토리 인터페이스(factory interface)에서와 같은 대기 분위기 사이에서 기판을 이송하기 위해 로드 록 챔버를 이용하는 방법이 또한 제공된다. 비록, 미국 캘리포니아 산타클라라에 소재하는 Applied Materials, Inc.가 공급하는 구성의 로드 록 챔버를 참조하여 로드 록 챔버 및 기판 이송 방법 모두의 특정 실시예를 설명하였지만, 본 발명의 특징들 및 방법들이 다른 제조업자가 공급하는 것을 포함한 기타 로드 록 시스템에서도 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 로드 록 챔버(104)의 일 실시예를 포함하는 예시적인 클러스터 툴(100)의 평면도이다. 클러스터 툴(100)은 로드 록 챔버(104)에 의해 이송 챔버(106)에 결합된 팩토리 인터페이스(102)를 포함한다. 일반적으로, 팩토리 인 터페이스(102)는 다수의 기판 저장 카세트(114) 및 대기하의(atmospheric) 로봇(112)(이하, '대기 로봇'이라 함)을 포함한다. 대기 로봇(112)은 카세트(114)와 로드 록 챔버(104) 사이의 기판(116) 이송을 돕는다. 다수의 기판 프로세싱 챔버(108)가 이송 챔버(106)에 결합된다. 진공 로봇(110)이 이송 챔버(106)내에 배치되어 로드 록 챔버(104)와 프로세싱 챔버(108) 사이의 기판(116) 이송을 돕는다.
일반적으로, 로드 록 챔버(104)는 다수의 환경적으로-격리될 수 있는(environmentally-isolatable) 다수의 공동을 포함하며, 각 공동에는 하나 이상의 기판 저장 슬롯이 형성된다. 로드 록 챔버(104)는 팩토리 인터페이스(102)의 대기 또는 공기 분위기와 이송 챔버(106)내에서 유지되는 진공 분위기 사이에서 기판(116)을 이송하도록 작동된다.
도 2는 본 발명의 로드 록 챔버(104)의 일 실시예를 도시한다. 로드 록 챔버(104)는 스테인리스 스틸, 알루미늄, 또는 기타 적절한 물질과 같은 강성(rigid) 물질로 제조된 본체 조립체(body assembly; 202)를 포함한다. 본체 조립체(202)는 부품들을 누설이 없는 구조물로 조립하는 방식으로 제조될 수 있다. 본 발명에 유익하게 채용될 수 있는 하나의 적합한 본체 조립체가 2006년 1월 13일자로 출원된 미국 특허출원 제 11/332,781 호에 개시되어 있으며, 그 특허출원은 본 명세서에 전체가 참조된다. 그 대신에, 본체 조립체(202)가 물질의 단일 블록으로 제조되거나 및/또는 기타 구성을 가질 수도 있을 것이다.
일 실시예에서, 본체 조립체(202)는 상부판(204) 및 하부판(206)을 포함하며, 상기 판들 사이에는 다수의 링-형상 본체(248)가 샌드위치된다. 내부판(198) 이 본체(248)들 사이에 배치된다. 판(204, 206, 298)들은 각 본체(248) 내부에 형성된 내부 체적부(220)를 둘러싼다. 도 2에 도시된 실시예에서, 상부 및 하부의 내부 체적부(220)가 기판 이송 공동(208, 210)으로 구성되는 한편, 중간 본체(248)에 의해 한정되는 내부 체적부(220)는 가열 공동(212)으로 구성된다.
상부판(204) 및 하부판(206)은, 상부판(204) 및 하부판(206) 중 하나 이상과 본체(248) 사이의 상대적인 이동을 허용하는 방식으로, 다수의 체결부재에 의해 본체(248)에 밀봉 결합된다. 예를 들어, 상부판(204) 및 하부판(206) 중 하나 이상이 용접부 없이 본체(248)에 결합된다. 상부판(204) 및 하부판(206)으로부터 측벽으로 인가되는 힘이 큰 문제가 되지 않는 실시예에서는, 상부판(204) 및 하부판(206) 그리고 본체(248)가 용접에 의해 결합될 수도 있을 것이다.
또한, 도 3에 도시된 본체 조립체(202)의 부분 단면도를 참조하면, 하나 이상의 이격부재(316)가 상부판(204)의 하부 표면(302)과 본체(248)의 상부 표면(304) 사이에 제공된다. 이격부재(316)가 상부판(204)과 챔버 본체(248)를 분리함으로써, 그 사이에 갭(306)이 형성된다. 일 실시예에서, 이격부재(316)는 챔버 본체(248)의 상부 표면(304)의 평평한 영역 보다 상당히 작은 평평한 영역을 가지는 부재이다. 예를 들어, 다수의 이격부재(316)가 챔버 본체(248)의 일 측부를 따라 상부 표면(304)상에 배치될 수 있다.
가스킷 또는 O-링(386)이 적절히 압축되어 판들과 본체 사이의 진공 밀봉을 유지할 수 있도록, 그리고 진공 또는 기타 응력 조건하에서 상부판(204)이 챔버 본체(248)와 접촉하는 것을 방지할 수 있도록, 이격부재(316)의 두께가 선택된다. 유사하게, 하나 이상의 이격부재(316)가 하부판(206)과 챔버 본체(248) 사이에 제공되어 그 사이에 갭(306)을 유지한다.
도 3에 도시된 실시예에서, 제 1 이격부재(312) 및 제 2 이격부재(314)가 상부판(204)과 챔버 본체(248) 사이에 배치된다. 이격부재(312, 314)들은, 그 자체의 이격부재들 사이(즉, 이격부재(312)대 이격부재(314))의 마찰 계수가 이격부재와 챔버 본체(248) 및/또는 상부판(204) 사이의 마찰 계수 보다 작은 물질로 제조된다. 그에 따라, 챔버 본체(248) 및 상부판(204)이 진공, 열 또는 기타의 힘에 의해 서로에 대해 상대적으로 이동될 때, 상부판(204) 및 제 1 이격부재(312)가 제 2 이격부재(314)를 가로질러 측방향으로 자유롭게 병진운동할 수 있게 하는 한편, 상부판(204)과 본체(248)가 접촉되는 것을 방지한다.
일 실시예에서, 이격부재(312, 314)들은 디스크이다. 이러한 디스크들은 용이한 조립을 위해 본체 조립체(202) 고정에 이용되는 볼트(282) 주위에 배치된 와셔(washer)일 수도 있다. 슬리이딩(sliding) 부품들(예를 들어, 이격부재(312, 314)이 본체(248)의 상부판(204)에 대해 감소된 접촉 면적을 가지기 때문에, 이동을 시작하는데 필요한 힘이 감소된다. 또한, 이격부재(312, 314)의 접촉 표면이 가스킷(286)의 외부에 있기 때문에, 바람직하게도, 이격부재(312, 314)들의 슬라이딩 중에 생성되는 입자들이 로드 록 챔버(104)의 내부 체적부(220)내로 유입되는 것이 방지된다. 이격부재(316)는 판들과 본체 사이에서 연장하여 그 사이에 갭을 유지하는 리브(rid) 또는 기타 구조물 형태를 가질 수 있을 것이다. 또한, 이격부재가 판이나 본체에 통합될 수도 있을 것이다. 이격부재(316)가 판과 본체 사이에 서 연장하여 그 사이에 갭을 유지하는 리브 또는 기타 구조물 형태를 가질 수 있을 것이다. 또한, 이격부재가 판이나 본체에 통합(즉, 일체형 구조)될 수도 있을 것이다.
도 3에 도시된 실시예에서, 리세스(308)가 본체(248)의 상부 표면(304)에 형성되어 제 2 이격부재(314)의 위치를 결정한다. 선택적으로, 리세스(도시 안 됨)가 상부판(204)내에 형성되어 제 1 이격부재(312)를 위치결정할 수도 있을 것이다. 이격부재(314)가 상부 표면(304)을 지나서 연장하여 제 1 이격부재(312)가 본체(248)에 대해 상대적으로 측방향으로 자유롭게 슬라이드되는 것을 보장하도록, 리세스(도시 안 됨)(308)의 깊이가 선택된다.
로드 록 챔버(104)의 상부판(204)상에 가해지는 힘의 영향을 추가적으로 최소화하기 위해, 하나 이상의 슬롯(318)이 형성된다. 슬롯(312)은, 상부판(204)의 엣지(edge)에 미치는 운동(motion)의 영향을 최소화하면서, 상부판(204)의 중앙 영역이 이동, 편향, 및/또는 팽창될 수 있게 허용한다. 로드 록 챔버(104)의 내부 체적부(220)로의 누설을 방지하기 위해, 밀봉 조립체(320)가 슬롯(318)내에 배치된다. 도 3에 도시된 실시예에서, 밀봉 조립체(320)는 클램프 블록(324)에 의해 상부판(204)에 클램핑된 가스킷 또는 벨로우즈(322)를 포함한다. 유사하게, 전술한 바와 같이, 하부판(206)은 밀봉 조립체(320)에 의해 밀봉된 하나 이상의 슬롯(330)을 포함한다.
도 2를 다시 참조하면, 두 개의 기판 접근 포트(216)가 본체(248)의 대향 측벽들을 통해 형성되어 기판 이송 공동(208, 210)의 내부 체적부(220) 내외로 기판 이 유입 및 배출될 수 있게 한다. 포트(216)들 중 하나 만이 도 2에 도시되어 있다. 가열 공동(212)은, 이송 공동(212)의 내부 체적부(220)가 진공 로봇(110)(도 1 참조)에 의해 접근될 수 있도록 이송 챔버(106)에 결합된 본체(248)의 측부상에 형성된 하나 이상의 기판 접근 포트(216)를 포함한다. 기판 접근 포트(216)는 소위 당업계에 공지된 슬릿 밸브 도어에 의해 선택적으로 밀봉된다. 본 발명에 따라 유리하게 채용될 수 있는 하나의 슬릿 밸브 도어가 Tanase 등에 의해 2004년 6월 14일자로 출원된 "CURVED SLIT VALVE DOOR"라는 명칭의 미국 특허출원 제 10/867,100 호에 개시되어 있으며, 그 특허출원 전체가 본 명세서에 참조된다.
가열 공동(212)은 제 2 기판 접근 포트(도 2에 도시 안 됨)를 선택적으로 구비할 수 있다. 제 2 기판 접근 포트는 슬릿 밸브 도어에 의해 선택적으로 밀봉될 수 있고, 또는 그 대신에 블랭크 판(blank plate)에 의해 밀봉될 수 있는데, 이는 기판 접근 포트가 공동 유지보수를 위해 주로 사용되기 때문이다.
일 실시예에서, 하나 이상의 판(204, 206, 298)이 온도 조정 판으로서 구성될 수 있다. 하나 이상의 통로(224)가 판(204, 206, 298)내에 형성되고 유체 공급원(228)에 연결될 수 있다. 유체 공급원(228)은 판(204, 206, 298)내의 온도를 조정(즉, 가열 및/또는 냉각)하기 위해서 그리고 최종적으로 기판(116)의 온도를 조정하기 위해서 통로(142)를 통해서 순환되는 열전달 유체를 제공한다. 판(204, 206, 298)을 냉각함으로써, 공동(208, 210)내에 배치된 종래의 별도의 냉각 판이 없이도, 프로세싱으로부터 회수되는 고온 기판이 효과적으로 냉각될 수 있다.
일반적으로, 가열 공동(212)은 기판(116)을 선택적으로 가열하기 위해 내부 체적부(220)내에 배치된 하나 이상의 히터(266)를 포함한다. 도 2에 도시된 실시예에서, 다수의 히터(226)가 가열 공동(212)내에 배치된 기판(116)과 마주하는 내부 판(298)의 표면들 중 하나 이상에 결합된다. 히터(266)는 램프, 저항식 가열 부재, 또는 기타의 적절한 가열 장치일 수 있다. 기판(116)의 아래쪽 및 위쪽의 히터(266) 위치는 기판의 신속한 복사 가열을 돕는다. 히터(266)는 전원(268)에 독립적으로 결합된다. 이러한 구성에 의해, 각 히터(266)가 독립적으로 제어될 수 있고, 그에 따라, 예를 들어, 기판의 하나의 영역을 제 2 영역 보다 빨리 가열하거나 및/또는 균일하게 가열함으로써, 기판(116)의 온도 프로파일(profile)을 원하는 대로 조절할 수 있게 된다. 도 2에 도시된 실시예에서, 기판(116)의 중심부가 기판의 주변부와 상이한 속도로 가열될 수 있도록 히터(266)가 정렬된다.
도 2 및 도 4a를 참조하면, 다수의 기판 지지 구조물(218)이 이송 공동(208, 210)의 내부 체적부(220)내에 배치된다. 일반적으로, 기판 지지 구조물(218)는 하나의 기판을 각각 지지하도록 구성된다. 냉각된 판(또는 히터(266))에 대한 기판의 접근도가 선택적으로 조절될 수 있도록 지지 구조물(218)의 높이가 선택적으로 제어된다. 또한, 포트(216)를 통한 기판의 교환을 돕도록 지지 구조물(218)의 높이가 제어될 수 있다. 일 실시예에서, 각 공동내의 각 지지부(218)의 높이가 독립적으로 제어될 수 있도록, 각 기판 지지부(218)가 하나 이상의 액츄에이터(actuator; 294)에 결합된다. 그 대신에, 다른 기판 지지 구조물도 이용될 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 기판 지지 구조물(218)은 액츄에이터(294)에 결합된 하나의 판 또는 다수의 바아(bar; 296)를 포함한다. 액츄에이터(294)에 대한 바아의 결합을 용이하게 하기 위해, 바아(296)는 지지된 기판의 하부를 넘어서 연장되도록 구성된다.
다수의 핀(226)이 바아(296)로부터 연장하여 기판(116)을 지지한다. 기판(116)의 바닥 표면과 핀(226) 사이의 운동 마찰(dynamic friction)을 감소시키기 위해서 그리고 기판 긁힘을 방지하기 위해서, 기판(116)을 지지하는 핀(226)의 단부가 둥글게 처리되거나 및/또는 볼을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 볼이 각 핀(226)의 말단부에 배치된다. 볼에 의해 제공되는 감소된 마찰은, 핀(226)상에서 지지되는 동안 기판의 긁힘 없이, 기판이 용이하게 팽창 및 수축할 수 있게 허용한다. 다른 적절한 기판 지지부가 2003년 3월 5일자로 출원된 미국 특허 제 6,528,767 호, 2001년 10월 27일자로 출원된 미국 특허출원 제 09/982,406 호, 및 2003년 2월 27일자로 출원된 미국 특허출원 제 60/376,857 호에 개시되어 있으며, 상기 특허 및 특허출원은 전체가 본 명세서에 참조된다. 일반적으로, 핀(226)은 로봇식 엔드 이펙터(robotic end effector)를 이용한 기판 교환을 용이하게 하도록 정렬된다. 핀(226)은 기판을 내부에서 지지하기 위한 가열 공동(212)의 바닥을 형성하는 내부 판(298)에 추가적으로 결합된다.
기판과 챔버 본체(248) 사이의 열 전달을 촉진하기 위해, 기판 지지부(218)가 지지된 기판을 이송 공동(208, 210)의 바닥(또는 천장)에 가깝게 이동시킨다. 기판과 이송 공동 바닥/천장 사이의 거리는 기판의 온도를 기초로 하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 프로세싱으로부터 회수되는 고온 기판은 240 ℃를 초과하는 온 도를 가질 수 있다. 응축(condensation) 및/또는 열 응력이 형성되는 것을 방지하기 위해, 고온 기판을 열 공동 바닥/천장으로부터 먼 거리에서 유지할 수 있다. 고온 기판이 예를 들어 약 140 ℃까지 충분히 냉각되면, 온도가 낮은 기판이 이송 공동 바닥/천장에 보다 가깝게 이동하여 열전달 효율을 높이며, 그에 따라 저온 기판의 온도가 보다 빠른 속도로 얻어질 수 있게 되며, 이는 기판의 생산량을 또한 높인다.
기판과 이송 공동(208, 210)의 바닥/천장 사이의 열 전달을 보다 촉진하기 위해, 기판 지지부(218)가 이송 공동의 바닥 및/또는 천장과 상호결합(interfit)되도록 구성될 수 있다. 이는, 기판과 챔버 본체 조립체(202) 사이의 거리를 최소화시킬 수 있게 하고, 일부 실시예에서는 기판을 챔버 본체 조립체(202)와 접촉시켜 통로(224)를 통해 이동되는 열전달 유체와의 열 교환의 모든 이점을 취할 수 있게 한다.
도 5는 기판 지지부(218)와 상호결합되도록 구성된 내부 판(298)의 일 실시예의 단면도를 도시한다. 판(298)은 기판 지지부(218)의 바아(296)가 내부에서 이동할 수 있도록 구성된 슬롯(502)(도 5에는 하나가 도시되어 있다)을 포함한다. 일 실시예에서, 바아(296)가 슬롯(502)의 바닥으로 이동함에 따라 판(298)에 의해 기판이 핀(226)으로부터 상승될 수 있도록, 슬롯(502)의 깊이가 선택된다. 그 대신에, 기판이 통로(224)를 통해 순환되는 유체에 의해 효과적으로 냉각될 수 있도록, 핀(226)상에서 지지되는 기판(116)이 판에 근접하여 유지되게끔 슬롯(502), 또는 바아(296)의 운동이 구성될 수 있다. 제 2 이송 공동(210)은 경계를 형성하 는(bounding) 내부 판(298)의 하부에 형성된 슬롯(502)으로 유사하게 구성된다.
도 4b는 로드 록 챔버의 내부의 다른 실시예의 일부를 도시한 도면이다. 도 4b에 도시된 실시예에서, 하부 기판 지지부(444)의 높이를 제어하는 액츄에이터(404)가 상부 기판 지지부(442)에 형성된 피쳐(feature; 440)를 통과하며, 그에 따라 액츄에이터(402, 406)가 정렬될 수 있다. 따라서, 기판 지지부(442, 444)는 로드 록 챔버의 내부 체적부내에서 동일한 돌출 표면적(예를 들어, 풋 프린트; footprint)를 가지도록 구성될 수 있으며, 그에 따라 로드 록 챔버 본체의 벽들이 기판 지지부(442, 444)에 인접하여 배치될 수 있으며, 이는 로드 록 챔버의 내부 체적을 감소시켜 바람직하게도 펌핑 및 벤팅 시간을 줄일 수 있게 한다. 도 4b에 도시된 실시예에서, 피쳐(440)는 상부 기판 지지부(442)를 통해 형성된 홀이다. 그 대신에, 피쳐(440)가 상부 기판 지지부(442)와 하부 기판 지지부(444) 사이의 노치(notch), 홈, 슬롯, 절개부 또는 기타 기하학적 형상의 차등부(disparity)일 수 있으며, 그러한 피쳐는 하부 기판 지지부(444)의 높이를 제어하는 액츄에이터(440)가 상기 기판 지지부(442)에 의한 방해 없이 하부 지지 판(444)에 결합될 수 있게 한다. 또한, 액츄에이터(402, 404) 쌍이 동심적(同心的)으로 정렬될 수 있으며, 이때, 도 4c에 도시된 바와 같이, 하부 액츄에이터의 액츄에이션 로드(464)가 상부 기판 지지부(442)의 피쳐(440) 및 상부 액츄에이터(402)의 로드(462)를 통해 망원경식으로 신축된다(telescoping).
다시 도 2를 참조하면, 압력 제어 시스템(250)이 로드 록 챔버(104)에 결합되어 본체 조립체(202)의 내부 체적부(220)내의 압력을 제어한다. 일반적으로, 압 력 제어 시스템(250)은 가스 공급원(252) 및 배기 시스템(254)을 포함한다. 가스 공급원(252)은 챔버 본체 조립체(202)를 통해 형성된 하나 이상의 유입구 포트(260)에 결합된다. 가스 공급원(252)은 챔버 본체 조립체(202)의 내부 체적부(220)의 압력을 상승 및/또는 조정하는데 이용되는 벤팅 가스를 제공한다. 예를 들어, 가스 공급원(252)은 이송 공동(208, 210)의 내부 체적부(220)내로 벤팅 가스를 유동시켜 진공 분위기로부터 주변 분위기로 기판(116)을 이송하는 것을 도울 수 있다. 일 실시예에서, 벤팅 가스는 질소, 헬륨, 공기 또는 기타 적절한 가스 중 하나 이상을 포함한다. 선택적으로, 일 실시예에서, 가열 공동(212)이 작업 진공 압력에서 항상 유지됨에 따라, 가열 공동(212)이 유입구 포트를 포함하지 않을 수도 있다.
유입구 제어 밸브(256)가 가열 공동(212)과 유입구 포트(260) 사이에 배치되어 본체 조립체(202)의 내부 체적부(220)내로의 벤팅 가스 유동을 선택적으로 제어한다. 유입구 제어 밸브(256)는 진공 조건하에서 실질적으로 누설-방지 밀봉을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 가열 공동(212)은 벤팅 가스의 유량, 온도 및/또는 흡도와 같은 벤팅 가스의 특성을 제어하도록 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 실시예에서, 유입구 포트(260)는 벤트 통로(238)에 의해 하나 이상의 확산부(240)에 결합된다. 내부 체적부(220)로 유동하는 가스가 기판(116)의 상부를 향하도록, 확산부(240)가 상부판(204)(또는 기타 판)의 내측면에 형성될 수 있다. 바람직하게도, 이러한 구성은 기판(116)의 프로세싱 후에 로드 록 챔버(104)를 벤팅하는 동안에 기판(116)을 냉각시키는 것을 돕는다.
일 실시예에서, 확산부(240)는 판(204, 298)의 바닥 표면에 규정된 리세스(232) 내에 형성된다. 캡(244)이 리세스(232)를 덮어 판내에 플리넘(plenum; 242)을 형성한다. 연결 홀(236)이 플리넘(242)을 벤트 통로(238)로 유체적으로 연결한다. 다수의 개구부(276)가 캡(244)을 통해 형성되어, 벤팅 가스가 화살표(234)로 표시된 바와 같이 가열 공동(252)으로부터 플리넘(242)을 통해 내부 체적부(220)로 유동할 수 있게 허용한다. 비록, 확산부(240)는 벤팅 가스를 로드 록 챔버(104)내로 지향시키도록 주로 의도된 것이지만, 챔버(104)의 내부 체적부(220)를 배기하는데에도 그 확산부(240)가 이용될 수 있을 것이다.
일반적으로, 배기 시스템(254)은 챔버 본체 조립체(202)를 통해 형성된 하나 이상의 배기 포트(262)에 결합된다. 배기 시스템(254)은 로드 록 챔버(104)의 내부 체적부(220)로부터 가스들을 제거하도록 구성된다. 배기 시스템(254)은 하나 이상의 진공 펌프(도시 안 됨)를 포함할 수 있고 공장 배기 시스템(도시 안 됨)에 최종적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 배기 시스템(254)이 내부 체적부(220)로부터 가스를 펌핑 배출하여, 대기 분위기로부터 진공 분위기로 기판을 이송하는 것을 용이하게 할 수 있다.
배기 제어 밸브(258)가 배기 시스템(254)과 배기 포트(262) 사이에 배치되어 본체 조립체(202)의 내부 체적부(220)를 빠져나가는 가스들의 유동을 선택적으로 제어할 수 있다. 통상적으로, 배기 제어 밸브(258)는 유입구 제어 밸브(256)와 유사하고 진공 조건하에서 실질적인 누설-방지 밀봉을 제공할 수 있다.
제어부(280)가 로드 록 챔버(104)에 결합되어 그 로드 록 챔버의 작업을 제 어할 수 있다. 제어부(280)는 중앙처리유닛(CPU; 282), 지원 회로(286) 및 메모리(284)를 포함한다. CPU(282)는 여러 챔버들 및 하위프로세서(processors)를 제어하기 위해 산업적 셋팅에 시용될 수 있는 형태의 컴퓨터 프로세서 중 어떠한 것도 가능하다. 지원 회로(286)가 CPU(282)에 연결되어 통상적인 방식으로 프로세서를 지원한다. 이러한 회로는 캐시(cache), 전원, 클록 회로, 입/출력 회로, 하위시스템, 등을 포함한다. 메모리(284)가 CPU(282)에 결합된다. 메모리(284) 또는 컴퓨터-판독가능한 매체는 RAM, ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크, 또는 다른 원격(remote) 또는 로컬(local) 디지털 저장 형태와 같은 일반적인 메모리 중 하나가 될 수 있을 것이다.
예를 들어 후술하는 기판 이송 방법들 중 하나인 하나의 방법이, 통상적으로 소프트웨어 루틴으로서 메모리(284)내에 저장된다. 소프트웨어 루틴은 또한 CPU(282)에 의해 제어되는 하드웨어로부터 원격지에 위치된 제 2 CPU(도시 안 됨)에 의해 실행 및/또는 저장될 수 있다.
비록, 본 발명의 방법이 소프트웨어 루틴으로서 실행되도록 설명되었지만, 본 명세서에 기재된 방법 단계들 중 일부는 소프트웨어 제어부에 의해서뿐만 아니라 하드웨어 방식으로도 실시될 수 있을 것이다. 그와 같이, 본 발명은 컴퓨터 시스템에서 실행되는 소프트웨어로서 실시될 수 있고, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit) 또는 기타 다른 타입의 하드웨어 실행으로서 실시될 수 있으며, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로서 실행될 수 있을 것이다.
도 6은 대기 분위기와 진공 분위기 사이에서 기판을 이송하기 위한 방 법(600)의 일 실시예를 도시한 흐름도이다. 상기 방법(600)은 메모리(284)내에 저장될 수 있고, 제어부(280)에 의해 실행될 수 있으며, 본 명세서에서 설명된 로드 록 챔버(104)를 이용하여 실행될 수도 있을 것이다. 또한, 상기 방법(600)은 다른 적절한 로드 록 챔버에서 실행될 수도 있을 것이다.
상기 방법(600)은 제 1 의 미처리(unprocessed) 기판을 대기 분위기(예를 들어, 팩토리 인터페이스(102))로부터 로드 록 챔버 본체 조립체(202)내에 형성된 제 1 이송 공동(208)에 배치된 제 1 기판 지지부(218)로 이송함으로써 단계(602)에서 시작된다. 제 1 이송 공동(208)은 제 1 의 처리된(프로세싱된) 기판을 제 2 기판 지지부(218)상에서 추가적으로 포함한다. 단계(604)에서, 제 1 기판 이송 공동은 인접하는 진공 분위기(예를 들어, 이송 챔버(106))와 실질적으로 동일한 압력까지 배기된다. 배기 단계(604) 중에, 제 1 의 처리된 기판이 냉각될 수 있다. 일 실시예에서, 기판을 제 1 기판 이송 공동의 바닥에 매우 근접하는 및/또는 접촉하는 위치로 이동시킴으로써 제 1 의 처리된 기판이 냉각될 수 있다. 제 1 기판 공동의 바닥이 그 내부에 형성된 통로(224)내에서 순환되는 냉각 유체를 가짐에 따라, 제 1 의 처리 기판이 효과적으로 그리고 신속하게 냉각된다.
단계(606)에서, 제 1 의 미처리 기판이 제 1 기판 지지부로부터 진공 분위기로 이송된다. 단계(608)에서, 제 2 의 처리된 기판이 진공 분위기로부터 상기 제 1 의 처리 기판 위쪽에 배치된 제 1 기판 지지부로 이송된다.
상기 방법은 단계(610)로 계속되고, 그 단계에서는 제 1 이송 공동을 벤팅하고 제 2 기판 지지부로부터 대기 분위기(예를 들어, 팩토리 인터페이스(102))로 제 1 의 처리된 기판을 이송한다. 단계(612)에서, 단계(602) 내지 단계(610)이 반복되어 추가적인 기판을 대기 분위기와 진공 분위기 사이에서 이동시킨다. 특히, 상기 방법(600)은 로드 록 챔버내에서 유지되는 이송 챔버로부터 둘 이상의 벤팅 사이클을 통해 팩토리 인터페이스로 복귀되는 고온 기판을 필요로 한다. 이는 미처리된 기판을 이송 챔버로 신속하게 공급하는 것을 용이하게 하면서, 동시에, 열적 응력, 응축 또는 기타 결함의 과도한 생성을 방지하면서 균일한 냉각을 보장하기 위해 처리 기판에 대한 로드 록 챔버내의 시간을 연장시킨다.
또한, 처리된 기판에서의 냉각 및/또는 응축 중에 열적 구배(gradients) 생성을 최소화하기 위해서, 기판의 온도가 높은 제 1 이송 사이클 중에, 처리된 기판을 기판 이송 공동의 바닥(또는 천장)에 대한 제 1 위치에서 유지하고, 이어서 기판 온도가 상당히 낮아진 제 2 이송 사이클 중에, 처리된 기판을 이송 공동의 바닥(또는 천장)에 근접한 제 2 높이로 이동시킨다. 예를 들어, 공동 바닥 및/또는 천장으로부터 비교적 이격되어 있으면서, 제 1 이송 사이클 중에, 기판은 약 250℃로부터 약 140℃로 냉각될 수 있다. 일단 온도가 낮아지면, 로드 록 챔버 본체의 저온 바닥(또는 천장)에 비교적 근접한 또는 접촉된 위치로 기판을 이동시킴으로써 제 2 이송 사이클 중에 기판을 140℃ 미만의 온도로 냉각시킬 수 있다.
도 7은 대기 분위기와 진공 분위기 사이에서 기판을 이송하기 위한 방법(700)의 다른 실시예를 도시한 흐름도이다. 일 실시예에서, 상기 방법(700)은 미처리된 기판을 대기 분위기로부터 로드 록 챔버 본체 조립체(202)의 제 1 이송 공동(208)에 배치된 제 1 기판 지지부(218)로 이송함으로써 단계(702)에서 시작된 다. 단계(702)에서, 제 1 기판 이송 공동이 배기되고, 이때 제 1 의 미처리 기판이 그 내부에 배치되어 있다. 단계(706)에서, 제 1 의 미처리 기판이 제 1 기판 지지부로부터 진공 분위기로 이송된다. 단계(708)에서, 미처리된 기판이 로드 록 챔버 본체 조립체(202)의 가열 공동(212)내에 배치된 제 2 의 기판 지지부로 이송된다. 단계(708)에서, 미처리된 기판이 가열된 공동(202)으로 이송되기에 앞서서 하나 이상의 프로세싱으로 선택적으로 처리될 수 있을 것이다. 단계(710)에서, 제 1 의 미처리 기판이 가열된 공동(202)내에서 가열된다. 그 방법은 단계(712)로 계속되고, 그 단계에서는 가열된 공동(202)내에 배치된 제 2 기판 지지부로부터 진공 분위기로 가열된 제 1 의 미처리 기판을 이송하고 그 기판을 처리한다.
단계(710)에서, 램프 및/또는 저항식 가열판과 같은 복사식 히터를 이용하여 기판이 가열될 수 있다. 가열 공동(212)이 진공 상태로 유지되는 동안에 가열이 일어날 수 있다. 그 대신에, 가열 공동(212)이 진공 분위기로부터 격리되고 제 1 의 미처리 기판으로의 열 잔달을 보다 촉진하기 위해 질소 및/또는 헬륨과 같은 열전달 매체로 충진될 수 있다.
도 8은 로드 록 챔버(800)의 다른 실시예를 도시한다. 로드 록 챔버(800)는 상부 이송 공동(806) 및 하부 이송 공동(808)이 매주에 형성된 본체(802)를 포함한다. 챔버 본체(802)의 구성은 전술한 챔버 본체 조립체(202)와 유사할 수 있다.
일반적으로, 상부 이송 공동(806)에는 4 개의 기판 이송 슬롯(810, 812, 820, 822)이 형성된다. 각 기판 이송 슬롯은 하나의 기판(116)을 내부에 지지하기 위한 다수의 핀(226)을 포함하는 기판 지지부(818)에 의해 형성된다. 격리 판(isolation plate; 830)이 제 2 기판 이송 슬롯(812)과 제 3 기판 이송 슬롯(820) 사이에 배치되어 상부 이송 공동(806)을 냉각 영역 및 가열 영역으로 분할한다. 일반적으로, 가열 영역은 제 1 및 제 2 기판 이송 슬롯(810, 812)을 포함하는 한편, 냉각 영역은 제 3 및 제 4 기판 이송 슬롯(820, 822)을 내부에 포함한다.
격리판(830)은 열전달 유체 공급원(834)에 결합된 채널(832)을 포함한다. 유체 공급원(834)은 격리판(830)을 통해 열전달 유체를 순환시켜 그 격리판(830)을 미리규정된 온도로 유지한다. 또한, 채널(832)을 통해 유동하는 열전달 유체로 인해, 열전달 판(830)은 상부 이송 공동(806)내에서 격리판(830)의 양 측부에 형성된 가열 및 냉각 영역 사이의 열적 혼합(thermal crosstalk)을 실질적으로 최소화시킬 수 있게 된다.
상부 이송 공동(806)의 가열 영역내에 지지된 기판은 하나 이상의 히터(866)에 의해 가열된다. 히터(866)는 상부 이송 공동(806)의 천장 또는 바닥 중 하나 이상에 배치된다. 히터(866)는 저항식 가열 요소 또는 램프일 수 있다. 히터(866)에 의해 제공되는 열 에너지가 전술한 바와 같이 제어될 수 있도록, 히터(866)가 공급원(868)에 연결된다.
상부 이송 공동(806)의 냉각 영역내에서 지지되는 기판은 상부 이송 공동(806)과 하부 이송 공동(808)을 분리하는 열적으로 조정되는 내부 벽(828) 및/또는 격리판(830)에 의해 냉각된다. 그 벽(828)은 공급원(126)에 의해 제공되는 열전달 유체가 통과하여 순환하는 하나 이상의 통로(124)를 일반적으로 포함한다. 냉각 영역이 격리판(130)의 위쪽에 형성될 수 있을 것이며, 또한 가열 영역이 격리 판(130)의 아래쪽에 형성될 수 있을 것이다. 열전달 공동(808)이 유사하게 구성된다.
전술한 바와 같이 상부 이송 공동(806) 및 하부 이송 공동(808)내의 압력을 제어하기 위해 압력 조정 시스템(250)이 제공된다. 각 공동(806, 804)은 팩토리 인터페이스(102)와 마주하는 하나의 기판 접근 포트(816) 및 이송 챔버(106)와 마주하는 하나의 제 2 기판 접근 포트(816)를 포함한다. 따라서, 이송 공동(806, 808)내에 형성된 각각의 기판 저장 슬롯(810, 812, 820, 822)은 단일 포트(816)를 통해 로봇식으로 접근될 수 있다. 각 기판 접근 포트는 액츄에이터(804)에 의해 선택적으로 개방되고 폐쇄되는 단일 밸브 도어(814)에 의해 선택적으로 밀봉된다. 슬릿 밸브 도어(814)는 전술한 바와 같이 구성될 수 있다.
도 9는 대기 분위기와 진공 분위기 사이에서 기판을 이송하기 위한 방법(900)의 또 다른 실시예의 흐름도이다. 그 방법(900)은 로드 록 챔버(800)를 참조하여 설명되었지만, 다른 로드 록 챔버에서도 실시될 수 있을 것이다.
상기 방법(900)의 첫번째 종행(column; 902)은 방법(900)의 각 단계 사이의 연속적인 시간을 나타낸다. 그 시간은 임의적인 것이며 단지 각 단계에 필요한 상대적인 시간을 나타내는 것임을 주지하여야 한다. 각 단계에서 요구되는 시간은 기판의 크기, 배기되고 벤팅되는 체적, 그리고 챔버의 열전달 효율에 따라 달라진다. 종행(904)은 로드 록 챔버의 이송 공동의 압력 상태를 나타낸다. 방법(900)에서, 로드 록 챔버(800)의 프로세싱의 상부 이송 공동을 통한 유동이 설명된다. 유사한 프로세스가 하부 이송 공동에서도 실시될 것이다. 또한, 방법(900)의 실시 예들이 다른 로드 록 챔버에서 실시될 수도 있을 것이다.
종행(906)은 상부 이송 공동의 슬롯(1) 및 (2)에 배치된 기판에 대해 각각의 시간 단계에서 취해진 작용을 나타낸다. 종행(908)은 상부 이송 공동의 슬롯(3) 및 (4)에 배치된 기판에 대해서 취해진 작용을 나타낸다.
도 10은 대기 분위기와 진공 분위기 사이에서 기판을 이송하기 위한 방법(900)의 여러 단계들 중에서 도 8의 로드 록 챔버(800)의 상부 이송 공동의 진공 상태를 나타낸 그래프이다. 수직 축선(1006)은 압력을 나타내고 수평 축선(1008)은 시간을 나타낸다. 트레이스(trace; 1002)는 슬롯 (1) 및 (2)내의 압력을 나타내는 한편, 트레이스(1004)는 슬롯(3) 및 (4)내의 압력을 나타낸다.
상기 방법은 공동이 대기압 상태인 제로(zero) 시간에서 시작된다. 대기분위기 로봇(112)에 의해, 두 개의 저온 기판이 슬롯(1) 및 (2)으로부터 제거되고 팩토리 인터페이스(102)로부터의 두 개의 새로운 기판으로 대체된다. 두 개의 처리된 기판(즉, 하나 이상의 프로세싱 챔버(108)에서의 프로세싱으로부터 복귀되는 기판)은 슬롯(3) 및 (4)내에서 유지되어 냉각된다. 시간 0:30에서, 상부 이송 공동이 진공으로 펌핑된다. 슬롯(1) 및 (2)내에 배치된 2개의 새로운 기판이 가열되는 동안 슬롯(3) 및 (4)내에 배치된 기판은 계속적으로 냉각된다. 시간 1:30에서, 상부 이송 공동은 진공 상태가 되고, 슬릿 밸브 도어가 이송 챔버로 개방된다. 진공분위기의 로봇(110)에 의해, 슬롯(1) 및 (2)내에 배치된 가열된 기판이 처리 기판과 교환된다. 슬롯(3) 및 (4)내에 배치된 2개의 처리된 기판은 계속적으로 냉각된다. 따라서, 이러한 시간에서, 슬롯(1) 내지 (4)는 처리된 기판을 내부에 가진다.
시간 2:00에서, 상부 이송 공동은 이송 챔버로부터 밀봉되고 대기분위기로 벤팅된다. 슬롯(1) 및 (2)내에 배치된 2개의 처리 기판이 냉각되는 동안, 슬롯(3) 및 (4)내의 2개의 기판은 계속 냉각된다. 시간 6:00에서, 상부 이송 공동은 대기압이 되고, 슬릿 밸브 도어가 개방됨으로써, 상부 이송 공동이 대기압하의 로봇(112)에 의해 접근될 수 있게 된다. 슬롯(1) 및 (2)내에 배치된 2개의 기판이 계속 냉각되는 동안, 슬롯(3) 및 (4)내에 배치된 2개의 냉각된 기판이 대기압하의 로봇에 의해 제거되고 카세트(114)로부터의 2개의 새로운 기판과 교체된다.
시간 6:30에서, 상부 이송 공동이 진공까지 펌핑된다. 슬롯(1) 및 (2)내에 배치된 2개의 기판이 계속 냉각되는 동안, 슬롯(3) 및 (4)내에 배치된 2개의 새로운 기판은 가열된다. 시간 7:30에서, 상부 이송 공동은 진공상태가 되고, 이송 챔버로부터 상부 이송 공동을 분리하는 로드 록 챔버를 분리하는 슬릿 밸브 도어가 개방된다. 슬롯(1) 및 (2)내에 배치된 2개의 기판이 계속 냉각되는 동안, 슬롯(3) 및 (4)내에 배치된 가열된 기판이 진공 로봇에 의해 처리 기판과 교환된다. 그에 따라, 그 시점에서 슬롯(1) 내지 (4)는 처리된 기판을 내부에 가진다.
시간 8:00에서, 상부 이송 공동이 대기중으로 벤팅된다. 슬롯(1) 및 (2)내에 배치된 2개의 기판이 계속 냉각되는 동안, 슬롯(3) 및 (4)내에 배치된 2개의 기판이 냉각되기 시작한다. 시간 12:00에서, 상부 이송 공동이 대기압이 되며, 팩토리 인터페이스로부터 상부 이송 공동을 분리하는 슬릿 밸브 도어가 개방되어 프로세스를 다시 시작할 수 있게 한다.
그에 따라, 진공 분위기와 대기 분위기 사이에서 기판을 이송하기 위한 방법 및 로드 록 챔버가 제공된다. 이중 사이클 냉각은, 기판이 열적 응력을 방지할 수 있는 속도로 냉각될 수 있게 한다. 바람직하게도, 분리된 챔버내에서 기판을 가열하고 냉각하는 것은 열적 오염원을 최소화하고 격리함으로써 온도 균일도를 개선한다. 또한, 벤팅 사이클이 감압 펌핑 사이클에 비해 상당히 길기 때문에, 가열 및 냉각 작업 및 시간이 새롭게 분리되는데, 이는 이들이 독립된 챔버내에서 실시되기 때문이며, 이는 프로세스에 탄력성(flexibility)을 부가하고 또 목표로 하는 가열 및 냉각 프로세스를 최적화한다.
이상의 설명이 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 것이지만, 본 발명의 추가적인 다른 실시예들도 본 발명의 범위내에서 이해될 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의해 정해진다.

Claims (28)

  1. 대기 분위기와 진공 분위기 사이에서 기판을 이송하기 위한 방법으로서:
    제 1 미처리 기판을 대기 분위기로부터 로드 록 챔버 본체내에 형성된 제 1 기판 이송 공동내에 배치된 제 1 기판 지지부로 이송하는 단계로서, 상기 제 1 이송 공동은 제 2 기판 지지부상에 위치된 제 1 처리 기판을 포함하는, 제 1 미처리 기판 이송 단계;
    상기 제 1 이송 공동을 배기하는 단계;
    제 1 미처리 기판을 제 1 기판 지지부로부터 진공 분위기로 이송하는 단계; 및
    제 2 처리 기판을 진공 분위기로부터 상기 제 1 처리 기판 위쪽의 제 1 기판 지지부로 이송하는 단계를 포함하는
    기판 이송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 이송 공동을 벤팅하는 단계; 및
    상기 제 1 처리 기판을 제 2 기판 지지부로부터 대기 분위기로 이송하는 단계를 더 포함하는
    기판 이송 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    제 2 미처리 기판을 대기 분위기로부터 제 2 기판 지지부로 이송하는 단계;
    상기 제 2 미처리 기판 및 제 2 처리 기판을 포함하는 제 1 기판 이송 공동을 배기하는 단계;
    제 2 미처리 기판을 제 2 기판 지지부로부터 진공 분위기로 이송하는 단계;
    제 3 처리 기판을 진공 분위기로부터 제 2 기판 지지부로 이송하는 단계;
    제 3 처리 기판 및 제 2 처리 기판을 포함하는 제 1 기판 이송 공동을 벤팅하는 단계;
    상기 제 2 처리 기판을 제 1 기판 지지부로부터 대기 분위기로 이송하는 단계;
    제 3 미처리 기판을 대기 분위기로부터 제 1 기판 지지부로 이송하는 단계; 및
    제 3 미처리 기판 및 제 3 처리 기판을 포함하는 제 1 기판 이송 공동을 배기하는 단계를 더 포함하는
    기판 이송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 2 미처리 기판을 대기 분위기로부터 상기 로드 록 챔버 본체내에 형성된 제 2 기판 이송 공동내에 배치된 제 3 기판 지지부내로 이송하는 단계로서, 상기 제 2 이송 공동은 제 4 기판 지지부상에 위치된 제 3 처리 기판을 구비하는, 제 2 미처리 기판 이송 단계;
    상기 제 2 이송 공동을 배기하는 단계;
    제 2 미처리 기판을 제 3 기판 지지부로부터 진공 분위기로 이송하는 단계; 및
    제 4 처리 기판을 진공 분위기로부터 상기 제 3 처리 기판 위쪽의 제 3 기판 지지부로 이송하는 단계를 더 포함하는
    기판 이송 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 기판 이송 공동을 벤팅하는 단계; 및
    상기 제 3 처리 기판을 제 4 기판 지지부로부터 대기 분위기로 이송하는 단계를 더 포함하는
    기판 이송 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    제 3 미처리 기판을 대기 분위기로부터 제 4 기판 지지부로 이송하는 단계;
    상기 제 3 미처리 기판 및 제 4 처리 기판을 포함하는 제 2 기판 이송 공동을 배기하는 단계;
    제 3 미처리 기판을 제 4 기판 지지부로부터 진공 분위기로 이송하는 단계;
    제 5 처리 기판을 진공 분위기로부터 제 4 기판 지지부로 이송하는 단계;
    제 4 처리 기판 및 제 5 처리 기판을 포함하는 제 2 기판 이송 공동을 벤팅하는 단계;
    상기 제 4 처리 기판을 제 3 기판 지지부로부터 대기 분위기로 이송하는 단계;
    제 3 미처리 기판을 대기 분위기로부터 제 3 기판 지지부로 이송하는 단계; 및
    제 3 미처리 기판 및 제 5 처리 기판을 포함하는 제 2 기판 이송 공동을 배기하는 단계를 더 포함하는
    기판 이송 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 처리 기판을 냉각하는 단계를 더 포함하는
    기판 이송 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 처리 기판을 상기 제 1 이송 공동의 바닥 또는 천장 중 하나 이상에 근접하게 이동시키는 단계를 더 포함하는
    기판 이송 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 기판을 상기 로드 록 챔버 본체와 접촉되게 위치시키는 단계를 더 포함하는
    기판 이송 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 미처리 기판을 상기 진공 분위기로부터 상기 챔버 본체내에 형성된 가열 챔버내로 이송하는 단계를 더 포함하는
    기판 이송 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판을 진공 조건하에서 가열하는 단계를 더 포함하는
    기판 이송 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 가열 챔버를 이송 챔버로부터 밀봉하는 단계; 및
    상기 가열 챔버내의 압력을 높이는 단계를 더 포함하는
    기판 이송 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 가열되고 미처리된 기판을 가열 챔버로부터 진공 분위기로 이송하는 단계를 더 포함하는
    기판 이송 방법.
  14. 대기 분위기와 진공 분위기 사이에서 기판을 이송하기 위한 방법으로서:
    미처리 기판을 대기 분위기로부터 로드 록 챔버 본체내에 형성된 제 1 기판 이송 공동내에 배치된 제 1 기판 지지부로 이송하는 단계;
    상기 제 1 미처리 기판이 내부에 배치된 상기 제 1 기판 이송 공동을 배기하 는 단계;
    상기 제 1 미처리 기판을 제 1 기판 지지부로부터 진공 분위기로 이송하는 단계;
    상기 미처리 기판을 상기 로드 록 챔버 본체의 가열된 공동내에 배치된 제 2 기판 지지부로 이송하는 단계; 및
    상기 제 2 기판 지지부상의 제 1 미처리 기판을 가열하는 단계를 포함하는
    기판 이송 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 가열된 제 1 미처리 기판을 제 2 기판 지지부로부터 진공 분위기로 이송하는 단계; 및
    상기 제 1 미처리 기판을 처리하는 단계를 더 포함하는
    기판 이송 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판을 가열하는 단계가:
    상기 가열 챔버를 이송 챔버로부터 밀봉하는 단계; 및
    상기 가열 챔버내의 압력을 높이는 단계를 더 포함하는
    기판 이송 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판을 가열하는 단계가 진공 상태하에서 상기 기판을 가열하는 단계를 더 포함하는
    기판 이송 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    제 1 처리 기판을 진공 분위기로부터 상기 로드 록 챔버 본체내에 배치된 제 3 기판 지지부로 이송하는 단계를 더 포함하는
    기판 이송 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 3 기판 지지부상의 제 1 처리 기판을 상기 제 3 기판 지지부의 제 1 높이에서 제 1 기간 동안 냉각하는 단계; 및
    상기 제 3 기판 지지부상의 제 1 처리 기판을 상기 제 3 기판 지지부의 제 2 높이에서 제 2 기간 동안 냉각하는 단계를 더 포함하는
    기판 이송 방법.
  20. 로드 록 챔버로서:
    제 1 기판 이송 공동이 내부에 형성된 챔버 본체;
    상기 제 1 기판 이송 공동내에 배치되고, 제 1 높이와 제 2 높이 사이에서 이동될 수 있는 기판 지지부; 및
    상기 제 1 기판 이송 공동의 천장 또는 바닥 중 하나 이상에 형성되며, 상기 기판 지지부가 상기 제 2 높이에 위치되었을 때 상기 기판 지지부의 적어도 일부를 수용하도록 구성되는 다수의 홈을 포함하는
    로드 록 챔버.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 홈들이 상기 제 1 기판 이송 챔버의 천장에 형성되는
    로드 록 챔버.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 이송 공동의 아래쪽에서 상기 챔버 본체내에 형성되며, 제 1 높이와 제 2 높이 사이에서 이동될 수 있는 기판 지지부를 내부에 구비하는 제 2 기판 이송 공동; 및
    상기 제 2 기판 이송 공동의 천장에 형성되고 상기 기판 지지부가 제 2 높이에 있을 때 기판 지지부의 적어도 일부를 수용하도록 구성되는 다수의 홈을 더 포함하는
    로드 록 챔버.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 챔버 본체내에 형성된 가열 공동을 더 포함하는
    로드 록 챔버.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 가열 챔버가 상기 제 1 기판 이송 공동과 제 2 기판 이송 공동 사이에 배치되는
    로드 록 챔버.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 가열 챔버가 상기 제 1 기판 이송 공동과 제 2 기판 이송 공동 사이에 배치되지 않는
    로드 록 챔버.
  26. 제 20 항에 있어서,
    상기 챔버 본체내에 형성된 가열 공동을 더 포함하는
    로드 록 챔버.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 가열 공동과 상기 제 1 이송 공동 사이에서 상기 본체내에 배치되어 열전달 유체를 순환시키도록 구성된 다수의 통로를 더 포함하는
    로드 록 챔버.
  28. 기판 처리 시스템으로서:
    기판 이송 챔버;
    상기 이송 챔버에 결합된 하나 이상의 진공 처리 챔버;
    상기 이송 챔버에 결합된 본체를 구비하는 로드 록 챔버;
    상기 이송 챔버내에 배치되고, 하나 이상의 진공 처리 챔버와 로드 록 챔버 사이에서 기판을 이송하도록 구성된 로봇을 포함하며,
    상기 로드 록 챔버의 본체는:
    다수의 기판 저장 슬롯을 구비하는 제 1 의 냉각된 이송 공동;
    다수의 기판 저장 슬롯을 구비하는 제 2 의 냉각된 이송 공동; 및
    가열 공동을 더 포함하는
    기판 처리 시스템.
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