KR20180137047A - 측면 개방형 기판 캐리어 및 로드 포트 - Google Patents

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Abstract

처리 공기(processing atmosphere)를 유지하도록 배치된 처리부(processing section); 내부 용적(internal volume)이 상기 기판 처리 시스템 외부의 공기와 다른 소정의 진공 압력으로 주입하도록 구성되며, 상기 처리부로 운송하기 위한 적어도 하나의 기판을 수용하는 상기 내부 용적을 형성하는 쉘(shell)을 구비하는 캐리어; 및 상기 캐리어의 내부 용적에 펌프다운(pump down)을 수행하고 상기 기판을 상기 로드 포트를 통해 상기 처리부로 로딩하기 위한 상기 처리부에 상기 기판을 연통가능하게(communicably) 연결하기 위해 상기 캐리어에 결합하도록 구성되며, 상기 처리 공기를 상기 외부 공기로부터 격리시키도록 상기 처리부에 연통가능하게 연결된 로드 포트(load port)를 포함하는 기판 처리 시스템이 개시된다.

Description

측면 개방형 기판 캐리어 및 로드 포트 {SIDE OPENING SUBSTRATE CARRIER AND LOAD PORT}
본 발명은 기판 처리 중에 기판의 입자 오염을 줄이기 위한 인터페이스 시스템에 관한 것이다.
<관련 출원의 상호 참조>
본 출원은 2007년 5월 17일자로 제출된 미국 임시 특허 출원 제 60/930,634, 2008년 1월 28일자로 제출된 미국 임시 특허 출원 제 61/024,152 및 2008년 4월 7일자로 제출된 미국 임시 특허 출원 제 61/043,097의 이익을 주장하고, 2007년 5월 9일자로 제출된 미국 임시 특허 출원 제 60/916,912와 관련이 있으며, 이들 미국 임시 특허 출원의 발명은 참조로서 본 출원에서 완전히 구체화된다.
웨이퍼의 안전을 향상시키는 것뿐만 아니라 FBA를 통해 웨이퍼의 사이클 타임을 줄이고 공정재고(work in progress, WIP)량을 줄이고자 하는 요구가 반도체 산업에서 이루어지고 있다. 종래에는 캐리어 로드 및 언로드 작업을 수행하기 위해서 캐리어에서 로드 포트 인터페이스까지 6단계의 메커니즘을 포함하는 다단계 과정이 소요되었다. 이러한 환경하에서 제조회사에 따라 로드 포트 사이클 타임(load port cycle time)은 예를 들어 12 내지 18초의 범위를 가지며, 최대 사용 시 7년의 수명 동안 2백만 사이클에 이른다. 장치 사용을 최적화하고 장치 설정과 웨이퍼 처리 오버헤드를 최소화하기 위해 종래의 캐리어 당 25개 웨이퍼의 롯(lot) 크기가 사용된다. 일반적으로 종래의 반도체는 생산라인을 통해 적은 수의 제품 타입을 고용량으로 제조되어 왔다. 이에 비해, 실제 제조 환경은 많은 수의 상품 타입을 고용량 및 저용량으로 제조하는 방향으로 변화하고 있다. 본래, FAB 매니저가 재고품을 최소화하고 제조 사이클 타임을 줄일 수 있도록 반도체 산업 모델이 변화하고 있다. 제조 사이클 타임을 감소시키는데 웨이퍼 캐리어의 롯 크기가 크게 영향을 미친다. 13개의 웨이퍼보다 적은 수의 웨이퍼의 롯 크기가 제조 사이클 타임에서 이득을 얻을 수 있는 중요한 포인트가 된다. 이러한 접근은 싱글 웨이퍼의 롯 크기로 이끌어내는데 목적이 있다. 싱글 웨이퍼가 이론적으로 이상적이라고 해도 처리 장치 아키텍쳐(process tool architecture)의 현재 상태는 이와 관련된 방식의 변화에 미치지 못하므로 장치 설정 시간(tool setup time)을 증가시킨다. 장치에 대한 설정 시간의 길이는 싱글 웨이퍼를 처리하는 시간과 같거나 클 수 있는데, 이는 원래의 의도와 어긋난다. 또한 진보된 처리 장치의 복잡성으로 인해, 스팩(specification)에 맞춰 일부 테스트 또는 진단(qualification) 웨이퍼를 사용하여 처리가 이루어지는가를 확인하도록 요구하고 있다. 이들 제품 비관련 웨이퍼(non-product wafers)는 싱글 웨이퍼 방법과 관련하여 다루어질 수 있다.
소형의 멀티 웨이퍼 롯 크기는 싱글 웨이퍼 방법을 지원하는데 효과적으로 채택될 수 있다. 그러나 캐리어에서 롯 크기의 변동은 로드 포트 디자인에 동일한 영향을 미친다. 구체적으로, 로드 포트의 사이클 타임은 롯 크기에 선형적으로 비례할 수 있다. 예를 들어, 처리 장치의 처리량(throughput)이 제한되지 않도록 25개 웨이퍼의 롯에 대한 12초 사이클 타임 대신 5개 웨이퍼의 롯에 대한 2.4초 사이클 타임을 적용할 수 있다. 줄어든 사이클 타임을 이용하여 로드 포트의 수명을 재계산함으로써, 동일한 작업 처리량에 대해 7년의 수명 동안 천만 사이클에 이른다. 사이클 타임의 1/5 정도의 시간 내에 캐리어를 개폐할 수 있는 로드 포트는 고유의 신뢰성을 가져야 한다. 그렇지 않으면, 로드 포트의 오작동이 일어날 때까지의 평균 사이클 수(mean cycle between failures, MCBF)는 장치 레벨(tool level) MCBF에 부정적인 영향을 미친다.
반면에, 롯 크기와 사이클 타임을 줄임으로써 캐리어에 미치는 영향은 두 가지이다. 첫째, 롯 크기를 줄임으로써 로드 포트 상의 캐리어를 개폐하는 시간이 영향을 받는다. 둘째, 제조 사이클 타임은 캐리어의 개폐 사이클의 수에 영향을 미친다. 마스크 층의 수, 층당 처리 단계의 수 및 마스크 층당 일(day) 수에 근거하여 캐리어의 총 사이클 수를 간단히 계산할 수 있다. 현재 32가지의 처리 단계를 통해 27 개의 마스크 층이 처리 가능하다. 장치와 제조업체에 따라서 마스크 층당 일 수가 변동되지만, 마스크 층 당 1.5일이 적당하다. 예를 들어, 각 처리 단계별로 캐리어를 서로 다른 장치에 로드한다고 가정(보수적 추정)하면, 다음과 같다.
처리 단계의 수 ÷ 마스크 층당 일 수 = 사이클캐리어/일
32 ÷ 1.5 = 21.33 사이클캐리어/일
최적의 생산성을 얻기 위해서는 마스크 층 당 일 수를 1 내지 0.7일로 줄이고, 이후에 개발될 장치는 45개의 마스크 층을 채용하는 것이 매우 바람직하다고 장치 제조업자들은 제안한다. 예측된 변화를 전술한 계산에 대입하면, 캐리어 사이클 타임에 대해 다음과 같은 값을 얻게 된다. 단, 마스크 층당 처리 단계의 수는 변화하지 않는다고 가정한다.
처리 단계의 수 ÷ 마스크 층당 일 수 = 사이클캐리어/일
32 ÷ 0.7 = 45.7 사이클캐리어/일
상술한 계산에 근거하여 7년의 캐리어 수명 동안 사이클 수는 54,498 내지 116,764가 될 것이다. 달리 말하면, 캐리어는 31.5분마다 개폐가 이루어질 수 있다. 종래의 로드 포트, 캐리어 및 이들 사이의 인터페이스가 얻고자하는 동작 파라미터들을 만족시키지 못한다. 더욱 견고한(robust) 캐리어 및 장치 인터페이스로 이동하는 캐리어에 대한 요구(예를 들어, 실질적으로 높은(X2-X10) 사이클을 견디므로 캐리어 내부와 인터페이스에 걸쳐 높은 정확도(cleanliness)를 제공하는 능력)로서, 종래의 로드 포트 및 캐리어로 구현 가능하면서 서로 다른 처리 모듈에 기판을 제공하고 다양한 처리 단계를 수행하는 시스템을 단순화시키고 이의 속도를 증가시키려는 요구가 이루어지고 있다.
일 실시예에서, 기판 처리 시스템이 제공된다. 상기 기판 처리 시스템은 처리 공기(processing atmosphere)를 유지하도록 배치된 처리부(processing section); 내부 용적(internal volume)이 상기 기판 처리 시스템 외부의 공기와 다른 소정의 진공 압력으로 펌프다운(pump down)을 수행하도록 구성되며, 상기 처리부로 운송하기 위한 적어도 하나의 기판을 수용하는 상기 내부 용적을 형성하는 쉘(shell)을 구비하는 캐리어; 및 상기 캐리어의 내부 용적에 펌프다운을 수행하고 상기 기판을 상기 로드 포트를 통해 상기 처리부로 로딩하기 위한 상기 처리부에 상기 기판을 소통 가능하게 연결하기 위해 상기 캐리어에 결합하도록 구성되며, 상기 처리 공기를 상기 외부 공기로부터 격리시키도록 상기 처리부에 연통가능하게 연결된 로드 포트(load port)를 포함한다.
다른 실시예에서, 기판 처리 시스템의 로드 포트에 연결하도록 구성되는 기판 캐리어가 제공된다. 상기 기판 캐리어는 쉘; 및 상기 쉘에 의해 형성되는 내부 용적을 포함하고, 상기 캐리어가 실질적으로 공기 환경(atmospheric environment)에 위치할 때, 상기 내부 용적에 소정의 진공 압력으로 펌프다운을 수행하도록 상기 쉘을 구성한다.
또 다른 실시예에서, 기판 처리 방법이 개시된다. 상기 방법은 기판 캐리어를 기판 처리 시스템의 로드 포트에 결합하는 단계; 및 상기 기판 캐리어의 하나 이상의 외부 표면들이 공기 환경에 노출되면서 상기 기판 캐리어의 내부 용적에 소정의 진공 압력으로 펌프다운을 수행하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 기판 처리 시스템이 제공된다. 상기 기판 처리 시스템은 제 1 및 제 2의 캐리어 레지스트레이션부를 구비하고, 기판들을 수용하는 캐리어; 및 상기 캐리어를 기판 처리 시스템의 처리부에 연통하능하게 연결하도록 구성되는 로드 포트를 포함하되, 상기 로드 포트는 상기 캐리어를 제 1 캐리어 인터페이스에 결합하기 위한 제 1 레지스트레이션부들로 제 1 운동 커플링(kinematic coupling)을 형성하도록 구성되는 상기 제 1 레지스트레이션부들을 구비하는 상기 제 1 캐리어 인터페이스; 및 상기 캐리어를 제 2 캐리어 인터페이스에 결합하기 위한 제 2 레지스트레이션부들로 제 2 운동 커플링을 형성하도록 구성되는 상기 제 2 레지스트레이션부들을 구비하고, 상기 제 1 캐리어 인터페이스에 대해 일정 각도로 배치되는 제 2 캐리어 인터페이스를 포함하며, 상기 제 2 캐리어 레지스트레이션부들이 상기 제 1 레지스트레이션부들과 결합하도록 상기 제 2 운동 커플링이 상기 캐리어를 상기 제 2 캐리어 인터페이스에 결합할 때, 상기 제 2 레지스트레이션부들은 상기 제 2 캐리어 인터페이스로 상기 캐리어를 움직이도록 구성된다.
또 다른 실시예에서, 기판 처리 방법이 제공된다. 상기 방법은 제 1 레지스트레이션 인터페이스 상에 캐리어의 레지스트레이션을 수행하는 단계; 및 제 2 레지스트레이션 인터페이스를 향해 상기 캐리어를 진행시키도록 상기 제 1 레지스트레이션 인터페이스를 옮기는 단계를 포함하며, 상기 캐리어와 제 2 레지스트레이션 인터페이스 사이의 접촉은 상기 제 1 레지스트레이션 인터페이스로부터 상기 제2 레지스트레이션 인터페이스로 상기 캐리어의 레지스트레이션을 이송하기 위한 상기 캐리어와 제 1 레지스트레이션 인터페이스 사이의 상대적 움직임을 일으킨다.
결정 성장/부식의 중단; 대기 시간(queue tiem) 감소 및 저장 관리의 단순화; 공기, 에틸 할로겐(Et halogen), 에틸 유기 화합물(Et organic compounds) 및 수분의 제거; FAB 크로스 오염 위험성(FAB cross contamination risks)의 억제; 일산화탄소(CoO)의 감소; 캐리어 환경 및 기판 상에 형성된 HF HLC 및 VOC같은 분자상 오염물질(airborne molecular contaminants, AMC)의 제거; 오랜 기간 동안 오염된 환경으로부터 캐리어 및 이에 수용된 기판의 보호; 기판 및 캐리어 모두에 가스 패시베이션 보호(gas passivation protection)를 활성화; POD 주변 리프레쉬 및 보호; 및 스펙트럼 시그니처 분석(spectra signature analysis)을 통한 혼합 가스 측정(integrated gas measurement)을 개시된 시스템이 제공할 수 있다.
여기서 상술된 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 설명할 것이다.
도 1A 및 도1B는 각각 일 실시예에 따른 기판 처리 장치와 하나 이상의 기판 캐리어 또는 포드(pod)의 개략적인 정면도들이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 로드 포트 및 이와 연결된 캐리어의 개략적인 부분 정면도이다.
도 3은 로드 포트 인터페이스와 캐리어의 다른 개략적인 부분 정면도이다.
도 3A 내지 도 3L은 실시예들에 따른 래치들(latches)을 도시한다.
도 4A 내지 도 4E는 각각 서로 다르게 위치한 로드 포트 인터페이스와 캐리어의 또 다른 개략적인 부분 정면도들이다.
도 4F는 일 실시예에 따라 캐리어를 로드 포트로 이동하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5A 및 도 5B는 각각 서로 다르게 위치한 캐리어와 로드 포트 인터페이스를 도시한다.
도 6은 다른 실시예에 따른 로드 포트 인터페이스와 캐리어의 개략적인 정면도이다.
도 6A는 일 실예에 따라 캐리어를 로드 포트 인터페이스로 이송하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7A 내지 도 7C는 각각 다른 실시예에 따른 로드 포트 인터페이스와 캐리어의 개략적인 부분 정면도와 부분 확대 정면도 및 로드 포트 인터페이스와 캐리어의 개략적인 단면도이다.
도 8 및 도 8A는 각각 다른 실시예에 따른 캐리어의 개략적인 사시도 및 측면도이다.
도 9A 내지 9C는 각각 다른 실시예에 따른 로드 포트 인터페이스의 개략적인 사시도 및 캐리어와 맞물린 로드 포트 인터페이스의 부분들을 도시한 단면도들이다.
도 10은 로드 포트 인터페이스와 캐리어의 수평단면도이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 캐리어와 장치 인터페스 사이의 운동 커플링(kinematic coupling)의 배열 특징을 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 12 및 도 12A는 다른 실시예에 따른 장치 인터페이스로 결합되는 캐리어의 개략적인 정면도 및 부분 정면도이고, 도 12B는 일 실시예에 따른 캐리어와 포트 도어가 이동하는 통로를 설명하기 위한 기판 인터페이스의 캐리어를 도시한 개략적인 정면도이다.
도 13 및 도 13A는 또 다른 실시예에 따른 캐리어와 장치 인터페이스의 개략도들이고, 도 14는 또 다른 실시예에 따른 캐리어와 장치 인터페이스의 부분도이다.
도 15 및 도 15A는 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치 및 이에 연결된 캐리어의 개략적인 정면도들이다.
도 16, 도 16A 및 도 16B는 다른 실시예들에 따른 기판 처리 장치 및 이에 연결된 캐리어의 개략적인 평면도들이다.
도 17은 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치 및 이에 연결된 캐리어의 개략적인 정면도이다.
도 18, 도 18A 및 도 18B는 다른 실시예들에 따른 기판 처리 장치 및 이에 연결된 캐리어를 도시한 개략적인 평면도들이다.
도 19 및 도 20은 각각 일 실시예에 따른 액츄에이터의 사시도 및 측면도이다.
도 21은 일 실시예에 따른 로드 포트의 제 1 인터페이스 표면에 결합된 대상(object)을 도시한다.
도 21A 및 도 21B는 일 실시예에 따른 도 21의 대상 및 로드 포트 사이의 운동 결합을 도시한다.
도 22는 일 실시예에 따른 도 21의 로드 포트의 다른 인터페이스 표면을 도시한다.
도 22A 및 도 22B는 일 실시예에 따른 도 21의 대상 및 로드 포트의 운동 결합부들(kinematic coupling features)을 도시한다.
도 23 내지 도 25는 일 실시예에 따른 도 21 및 도 22의 제 1 인터페이스 표면으로부터 제 2 인터페이스 표면으로의 대상의 결합을 도시한다.
도 26 및 도 27은 실시예들에 따른 기판 캐리어의 개략도들이다.
도 1a 및 도 1b는 이하에서 설명할 실시예들에 따른 기판 처리 장치(2) 및 기판 캐리어 또는 포드(pod)(100)의 개략적인 정면도들이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 이에 도시되는 기판 처리 장치(2)는 대표적인 예이며, 적절한 타입 및 구성을 가질 수 있다. 일 예로서(이하에서 실시예들의 특징을 제한하는 의미로 사용되지 않는다.), 상기 기판처리장치는 재료 증착(material deposition), 이온 주입(ion implantation), 에칭(etching), 사진식각(lithography), 연마(polishing) 또는 적절한 공정을 수행하기 위해 배치될 수 있다. 또한 기판 처리 장치(2)는 예를 들어 계측 장치(metrology tool)일 수 있다. 본 실시예에서, 기판 처리 장치(2)는 일반적으로 처리부(processing section, 6) 및 전방 끝 모듈(front end module (FEM), 4) (웨이퍼를 전방 끝에서 상기 기판 처리 장치로 로드하는 경우)를 구비할 수 있다. 처리부(6)는 격리되며 적절한 처리 공기(예를 들어, 진공, 불활성 기체(N2) 등)를 유지할 수 있다. 상기 FEM(4)은 처리부(6)에 연결될 수 있다. 본 실시예에서, FEM(4)은 처리부(6)와 동일한 공기(예를 들어, 불활성 기체 같은 처리 공기)를 유지할 수 있다. 본 실시예에서, FEM(4)은 로드 록(lock)을 경유하여 처리부(6)와 분리가능하게 소통(communication)할 수 있다(예를 들어, 상기 처리부의 일부가 진공인 경우). 다른 실시예들에서, FEM(4)은 청정 공기 공기를 갖는다. 또 다른 실시예들에서, 기판 처리 장치는 FEM을 구비하지 않으며, 처리부는 기판 캐리어에 직접적으로 연결될 수 있다. 처리부 또는 캐리어가 가스 공기 또는 진공인지에 관계없이 처리부(6)에 직접적으로 연결되도록 캐리어(들)(100)가 구성되는데, 이를 하기에서 설명한다. 도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, FEM(4)은 기판 캐리어(100)를 위한 인터페이스(들)을 구비한다. 로드 포트(10)라고도 불리는 인터페이스는 캐리어를 FEM(4)에 연결시켜 기판 처리 장치(2)가 웨이퍼 또는 기판의 로드(loading) 및 언로드(unloading)를 수행한다. 상기 FEM(4)은 처리 공기를 저하시키지 않고 (기판 처리 장치 외부의 환경으로부터) 웨이퍼를 기판 처리 장치로 로드할 수 있도록 적절한 환경제어를 수행할 수 있다. 캐리어(들)은, 예를 들어 청정 공기(처리 공기와 동일하거나 다른 종류의 가스를 갖는)에서, 기판을 수용하는 챔버를 형성할 수 있다. 캐리어와 로드 포트 사이의 인터페이스는 처리 공기를 저하시키지 않고, FEM(4) 또는 처리부(6)에서 기판이 운송되는 캐리어 챔버들 사이 및 캐리어 챔버와 처리 공기 사이에 클린 터널(clean tunnel)을 형성할 수 있다. 이를 하기에서 더욱 상세히 설명한다.
도 2는 로드 포트(10) 및 캐리어(100)의 개략적인 부분 확대 정면도이다. 캐리어 챔버와 FEM 공기 사이의 커뮤니케이션 인터페이스 I(communication interface I)(예를 들어, 클린 터널)는 캐리어 도어 인터페이스(103)의 캐리어 쉘(carrier shell), 로드 포트 플랜지 인터페이스(101)의 캐리어 쉘, 로드 포트 도어 인터페이스(105)의 캐리어 도어 및 로드 포트 플랜지 인터페이스(13)의 로드 포트 도어를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 캐리어 챔버와 FEM 공기, 처리부 공기 또는 진공 사이의 커뮤니케이션에 영향을 미치는 인터페이스는 이보다 많거나 적은 인터페이스들을 가지고 적절한 구성을 이룰 수 있다(예를 들어, 상술한 두 개 이상의 인터페이스가 공통 인터페이스에 결합). 본 실시예에서, 상기 멀티 인터페이스I가 제공하는 클린 터널(캐리어 챔버와 처리 공기 사이)은 개폐가능하다(예를 들어, 캐리어가 로드 포트에 연결 시 열리고, 캐리어 인터페이스가 종료되는 경우 이외의 모든 경우에는 닫힘). 터널의 개폐 도중뿐만 아니라 터널이 개폐되었을 때, 상기 클린 터널은 청정 상태(예를 들어, 실질적으로 내부 공기가 저하되지 않는 상태)를 유지한다. 따라서 클린 터널을 구현하고 유지함에 따라, 커뮤니케이션 멀티 인터페이스 I의 각 인터페이스가 캐리어 챔버의 공기를 격리하거나, 외부 공기로부터 처리 공기를 격리하거나, 표면이 더러울 때(외부 공기의 영향) 이에 대응하는 인터페이스를 밀봉한다. 예를 들어, 캐리어 공기를 격리시키기 위해 캐리어 도어 인터페이스(103)의 케리어 쉘을 밀봉할 수 있고, FEM또는 처리부 공기, 또는 진공실(클린 터널이 닫혔을 때)을 격리시키기 위해 로드 포트 플랜지 인터페이스(13)의 로드 포트 도어를 밀봉할 수 있다. 또한 외부(예를 들어, 클린 터널 공기에서 캐리어 도어 및 로드 포트 도어 상의 더러운 표면)로부터 격리시키기 위해 로드 포트 도어 인터페이스(105)의 캐리어 도어를 밀봉할 수 있고, 처리부 공기를 외부 공기(클린 터널이 열렸을 때)를 클린 터널로부터 격리시키기 위해 로드 포트 플랜지 인터페이스(101)의 캐리어 쉘을 밀봉할 수 있다. 본 실시예에서, 클린 터널에 노출되는 부분의 움직임을 최소화시키기 위해 캐리어 쉘과 캐리어 도어 인터페이스(103), 캐리어 쉘과 로드 포트 플랜지(101), 캐리어 도어와 로드 포트 도어(105) 및 로드 포트 도어와 로드 포트 플랜지 인터페이스(13) 사이의 인터페이스들은 적어도 부분적으로 솔리드 상태(solid state)를 유지할 수 있는데, 이는 하기에서 좀 더 설명한다. 캐리어와 로드 포트 사이의 인터페이스로서 적절한 예들이 미국특허출원 제 11/207,231(2005년 8월 19일 제출), 11/211,236(2005년 8월 24일 제출), 11/210,918(2005년 8월 23일 제출), 11/594,365(2006년 11월 7일 제출), 11/787,981(2007년 4월 18일 제출) 및 11/803,077(2007년 5월 11일 제출)에 개시되어 있다.
도 1a, 1B 및 2를 참조하면, 본 실시예서, 로드 포트(10)는 축소되거나 작은 용량의 캐리어(100)와 연결되도록 구성될 수 있다. 캐리어(100)와 동일한 특징을 갖는 작은 용량의 캐리어 및 로드 포트(10)와 동일한 특징을 갖는 로드 포트 인터페이스의 적절한 예들이 미국특허출원 제 11/207,231(2005년 8월 19일 제출), 11/211,236(2005년 8월 24일 제출), 11/210,918(2005년 8월 23일 제출), 11/594,365(2006년 11월 7일 제출), 11/787,981(2007년 4월 18일 제출) 및 11/803,077(2007년 5월 11일 제출)에 개시되어 있다. 본 실시예에서, 로드 포트 인터페이스(11)는 현재 EFEM (Equipment Front-End Modules) 인터페이스 규격(interface standards)을 만족하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 종래의 25개 웨이퍼용 로드 포트와 같은 로드 포트(10)는 SEMI E63에 의해 확정된 BOLTS 인터페이스에 적합하고, SEMI E15.1에 의해 확인된 공간 엔벨롭(space evelope) 내에서 캐리어(100)를 위치시킬 수 있다. 본 실시예에서, 적층 로드 포트 구성을 갖는 로드 포트(10)는 적층된 캐리어들(100)을 연결할 수 있고, SEMI E151 로드 포트 상에 안착하는 SEMI E47.1의 규격을 만족하는 캐리어의 25개 웨이퍼 스택에서 최고 및 최저 높이 사이의 높이만큼 기판들을 캐리어 내에서 운송 장치로 보낼 수 있다. 본 실시예서, 캐리어(100)를 FEM에 연결할 수 있는 세 개의 로드 포트부들(10A, 10B, 10C)이 도시된다 (다른 실시예들에서, 로드 포트는 그 이상 또는 이하의 로드 포트부를 구비). 다른 실시예들에서, 로드 포트부는 그 이상 또는 이하의 캐리어들을 FEM에 연결하도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서, 로드 포트부들(10A-10C) 및 이에 대응하는 인터페이스들(11A-11C)은 실질적으로 동일할 수 있다. 웨이퍼 이송을 위해서 로드 포트부들(10A-10C) 및 이에 상응하는 인터페이스들(11A-11C) 각각은 개별적으로 또는 동시에 제한되지 않는 FEM 엑세스를 제공하고, 도시되지 않은AMHS(Automated Material handling system)에 의해 로드 포트부 상의 캐리어로 랜덤 엑세스를 제공한다. 다른 실시예들에서, 로드 포트는 적절한 구성을 가질 수 있다. 캐리어 및 로드 포트에서 다루어지는 기판들은 450mm, 300mm 또는 200mm의 직경 레티클(reticle) 또는 펠리클(pellicle)과 같이 적절한 크기의 반도체 웨이퍼, 또는 평판 디스플레이용 평판 패널과 같은 형태를 가질 수 있다.
도 3은 캐리어(100)의 다른 개략적인 정면도이다. 도 3에 도시된 실시예에서, 캐리어는 로드 포트부(10A)상에 안착된다. 도시된 캐리어(100)는 대표적인 예이며, 다른 실시예들에서, 적절한 특징을 가질 수 있다. 본 실시예에서, 캐리어(100)는 기판들을 에워싸는 챔버를 정의하는 쉘(102)을 포함한다 (도 8 참조). 상기 쉘(102)은 하나 이상의 광학적으로 투명한 재료로 밀봉된 관찰가능(viewing) 포트를 가지고 광학적으로 투명한 열가소성 폴리비닐리덴 클로라이드(polyvinylidine chloride, PVDC)와 같은 비금속성 재료, 합성물 또는 알루미늄 합금, 망간 합금 금속화된 플라스틱 같은 비자성(non magnetic) 금속으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 캐리어 쉘 외부에 빔 센서(beam sensors)를 가진 윈도우를 통해 웨이퍼 맵핑(wafer mapping)이 가능하도록 관찰가능 포트를 위치시킬 수 있다. 다른 실시예들에서, 쉘은 캐리어 내에서 밀봉된 환경을 유지할 수 있는 어떠한 재료로도 이루어질 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 캐리어 쉘은 이의 측면에 도어(104)에 의해 닫힐 수 있는 기판 이송 개구부(substrate transfer opening)을 형성하는데, 이를 하기에서 좀 더 설명한다. 캐리어(100)는 로드 포트 인터페이스와 같이 캐리어들 다루고 위치시키기 위한 커플링(couplings) 또는 부착물(attachments)을 구비할 수 있다. 본 실시예에서, AMHS와 같이 캐리어(100)는 상측으로부터 자동으로 그립핑(gripping)할 수 있는 핸들 또는 플랜지(112)를 구비할 수 있다. 다른 실시예들에서, 캐리어를 로드 포트 인터페이스로 배치하도록 상측 핸들(112)을 채용할 수 있다(도 7a-7C 참조). 또 다른 실시예들에서, 캐리어는 쉘 상에 적절한 핸들링 특징(handling features)을 가질 수 있다. 본 실시예에서, 캐리어 쉘은 로드 포트 인터페이스 상에 반복적으로 캐리어의 위치를 제공할 수 있는 캐리어 포지션닝 커플링(carrier positioning coupling, 110)을 구비할 수 있다. 예를 들어, 커플링(110)은 SEMI E57.1에 따른 실질적인 특징을 갖는 캐리어의 표면과 마주하는 바닥에 위치한 운동 커플링(kinematic coupling)(예를 들어, 실질적으로 자동 반복 포지션닝을 제공)일 수 있다. 본 실시예에서, 캐리어에서 로드 포트 인터페이스로 레지스트레이션(registration)을 수행하는데 있어서 과도제약조건(overcontraints)을 없애고 캐리어 플랜지와 로드 포트 인터페이스 플랜지 사이의 적절한 위치 이동을 보장하기 위해서, 캐리어와 로드 포트 인터페이스 사이의 커플링은 릴랙스(relaxed)될 수 있다. 다른 실시예들에서, 캐리어와 맞닿는 표면(carrier mating surface) 및 레지스트레이션 커플링(registration coupling)은 캐리어의 어느 일 측면 상에 위치할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 캐리어(100)는 로드 포트를 인터페이스들(110, 101)에 연결할 수 있는데, 서로 다른 인터페이스의 표면들과 마주함(competing)으로 인해 종래 캐리어의 구성에서 과도제약조건이 발생하였다. 본 실시예에서, 과도제약조건을 발생시키지 않고 캐리어(100)가 로드 포트를 인터페이스들(110, 101)에 연결할 수 있는데, 이를 하기에서 좀 더 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 캐리어 쉘(102) 및 캐리어 도어(104)는 캐리어 도어 인터페이스(103)에 연결된다. 본 실시예에서, 캐리어 도어 인터페이스(103)은 씰(seal, 103S)에 의해 밀봉될 수 있고, 도어가 닫힐 때 도어 래치(106)가 쉘에 도어를 지탱할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 캐리어 도어(104) 역시 로드 포트 도어(12)의 로드 포트 도어 인터페이스(105)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 이로 인해, 캐리어 도어(104)는 캐리어 쉘(캐리어 도어 인터페이스(103)) 및 로드 포트 도어(로드 포트 도어 인터페이스(105)와 동시에 연결되어 마주하는 또 다른 인터페이스 및 로드 포트로 캐리어의 레지스트레이션을 수행하는데 있어 제한조건을 발생시키는 인터페이스부(interface features)를 구비할 수 있다(예를 들어, 상기 인터페이스(110)뿐만 아니라 인터페이스(101)는 캐리어 쉘 플랜지와 로드 포트 플랜지 사이에서 형성). 본 실시예에서, 캐리어 도어가 로드 포트 도어에 연결 시, 도어 인터페이스(103)의 캐리어 쉘은 이에 관련된 캐리어 도어를 릴리즈(realease)하기에 적합하다. 이에 따라, 캐리어 쉘과 로드 포트 도어 양쪽에 캐리어 도어를 연결하여 제약조건을 제거할 수 있다. 캐리어 챔버와 외부 공기 사이에 압력 차이를 견디는 내부 청결도(cleanliness)를 확보하기 위해서, 도어와 쉘 표면들의 부정합(mismatch)을 수용하고 보상할 수 있는 컴플라이언트 씰(103S)이 캐리어 도어 인터페이스(103)의 유연성(compliance)에 영향을 미친다. 씰 압축(seal compression), 도어 전체에 걸친 압력 차이 및 도어에 대한 기판 바이어스(substrate bias)로부터 도어에 대한 바이어스를 견디는 충분한 래치 포스(latching force)를 발생시키기 위해 도어 래치(106)가 구성되는데, 이를 하기에서 좀 더 설명한다. 도어 래치(106)는 실질적으로 입자 발생을 방지하기 위한 솔리드 상태의 장치일 수 있다(예를 들어, 비접촉 방법에 의한 래치 액츄에이션(latching actuation)의 영향). 유연한 씰(compliant seal, 103S)은 이의 플랙셔(flexure)가 래치에 영향을 미치도록 래치 장치에 포함되거나 래치 장치(106)가 씰과 일체로 형성될 수 있다. 일례로서, 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 상기 씰(103S)은 씰과 자석(magnet)의 조합물일 수 있다. 상기 씰(103S)은 도어 상에 위치한 마그네틱 리본(magnetic ribbon)을 가지고 도어 주위에 배치하는 페이스 씰(face seal)일 수 있는데, 상기 씰을 압축하는 쉘 플랜지에서 마그네틱 재료(magnetic material) 상에서 동작한다. 다른 실시예들에서, 방사상(radial) 또는 굴곡된(curved) 도어 씰(예를 들어, 로드 포트부 주위의 씰 표면)은 캐리어 도어 인터페이스의 쉘에서 사용된다. 또 다른 실시예들에서, 상기 씰은 적절한 구성을 가질 수 있다.
본 실시예에서, 캐리어의 래치 장치(105)는 수동적(passive)이며, 로드 포트에 위치하는 액티브 사이드(active side)에 의해 래치를 개폐하는 액츄에이션이 영향을 받는다. 다른 실시예들에서, 래치 장치(105)의 액티브 사이드는 캐리어(100)에 위치한다. 래치 장치의 액츄에이션에 영향을 미치기 위해 래치 장치에 파워 및 제어가 제공되어야 한다. 예를 들어, 로드 포트에 래치 장치의 활성부(active portion)를 위치시킴으로써, 캐리어의 파워 및 제어 요구를 방지하거나 최소화할 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에서, 전압 인가 시 쉘(102)의 마그네틱 재료로부터 캐리어 도어 상의 영구 자석을 분리하기에 충분한 자기장을 발생하는 전자석(예를 들어, 로드 포트 도어에 위치)과 같은 자석에 의해 래치의 수동부(passive section)를 구동하기 위한 에너지 이동이 이루어질 수 있다. 다른 실시예들에서, 전기 유도 또는 캐리어(100)와 로드 포트(10A) 사이의 전기 접촉 패드(electrical contact pads)에 의해 래치 장치로의 에너지 이동이 영향을 받을 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 액츄에이션 에너지(actuation energy)는 캐리어(100)에 저장되고, 제어 명령은 래치를 움직이는 캐리어(100)에 무선으로 전송된다. 본 실시예에서, 래치(106)의 액츄에이션을 수행하기 위한 액츄에이션 입력(actuation input)은 캐리어 도어(104)를 경유하여 인가되지만, 다른 실시예들에서, 캐리어 쉘에 인가될 수 있다. 도 3a 내지 3E는 다른 실시예들에 따른 도어 인터페이스(105) 및 도어 래치의 캐리어 쉘을 도시하는 부분 단면도들이다. 본 실시예에서, 도어 래치 액츄에이션은 자석일 수 있으며, 상기 장치의 활성부는 로드 포트 도어(12)에 도시된다. 이에 따라, 활성부의 액츄에이션은 로드 포트 도어 래치(106D)의 캐리어 도어의 액츄에이션과 조합하여 쉘 또는 도어 래치(106)의 캐리어의 액츄에이션에 영향을 미친다. 도 3a 내지 도 3e에 도시된 래치 구성은 단지 일례이며, 다른 실시예들에서, 캐리어 도어 래치(쉘과 로드 포트 도어 모두)는 적절한 구성을 가질 수 있다. 도 3a에 도시된 실시예에서, 마그네틱 래치는 캐리어 쉘의 철계(ferrous) 재료(9051) 상에서 움직이는 캐리어 도어의 영구자석(9050)을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 영구 자석은 쉘 및 캐리어 도어의 자석일 수 있다. 예를 들어, 캐리어 도어 래치가 닫힐 때(활성부의 오프), 상기 구성은 폐자기회로(closed magnetic circuit)에 영향을 미치므로 표유 자계(stray magnetic field)의 포텐셜을 최소화할 수 있다. 도 3k에서 알 수 있듯이, 본 실시예에서, 철계 재료(9050A)도 영구자석(9050)을 부분적으로 에워쌀 수 있다. 이러한 철계 재료는 캐리어 외부뿐만 아니라 내부의 포유자계를 방지하거나 최소화하는 자석 주위의 차폐물(shield)을 형성하도록 구성될 수 있다. 도 3a에 도시된 래치 자석 배열(latch magnet arrangment)을 이용하는 철계 차폐물(9050A)이 도 3k에 도시되다. 하지만, 도 3b 내지 도 3h 및 도 3k 내지 도 3l에 도시된 바와 같이, 적절한 구성을 갖는 래치 자석을 차폐하는데 철계 차폐물을 사용할 수 있다. 도 3k에 도시된 철계 차폐물 및 자석의 구성은 개략적으로 도시되었지만, 다른 실시예들에서, 상기 철계 차폐물(9050A) 및 자석은 캐리어의 내부 및 외부로부터 포유자계를 방지하거나 최소화하는 래치 자석과 관련된 어떠한 구성도 가능하다. 자석(9050) 및/또는 철계 재료/플레이트들(9051, 9050A)은 비철계 재료에 포함되거나 내식성을 위해 코팅될 수 있다.
본 실시예에서, 활성부는 도시된 로드 포트 도어에 위치한 전자석(electromagnet, 9052)일 수 있다. 상기 활성부의 액츄에이션 수행 시(예를 들어, 턴온 시), 캐리어 도어/쉘 래치(106)를 릴리즈하고 로드 포트 도어 래치(106D)의 캐리어 도어를 닫음으로써, 로드 포트 도어(12)의 전자석(9052)으로부터 발생되는 자기장의 영향에 의해 캐리어 도어(104)의 영구 자석(9050)과 쉘(102)의 마그네틱 재료(9051) 사이의 액츄에이션 포스를 극복할 수 있다. 로드 포트가 열릴 때 캐리어 도어(104)는 로드 포트 도어(12)와 함께 움직이므로, 래치가 열린 상태(latch open position)에서 로드 포트의 기판 운송 개구부(substrate transport opening)로부터 떨어져 위치한 개자회로(open magnetic circuit)를 형성할 때, 원하지 않는 자기장을 최소화하기 위해 캐리어 도어의 영구자석(9050)이 움직인다. 도 3b에서 알 수 있듯이, 다른 실시예에서, 캐리어 도어(104)는 플렉셔(flexure, 9060)의 일 측에 연결된 영구자석(9050) 및 상기 플렉셔(9060)의 타 측에 연결된 철계 재료(9050D)를 포함할 수 있다. 상기 플렉셔(9060)는 탄성적으로 플렉시블한(resiliently flexible) 재료(들)로 이루어질 수 있다. 상기 전자석(9052)이 활성화되면, 도어의 철계 재료(9051)와 관련된 영구 자석(9050)의 변위(displacement)를 일으키는 플렉셔를 이동시키기 위해(예를 들어, 캐리어 도어/캐리어 쉘을 릴리즈하고 캐리어 도어와 로드 포트 도어 사이에서 래치를 수행) 철계 재료(9051D)와 상호작용한다. 도 3c에 도시된 예에서, 전자석(9052)의 활성 시 영구 자석(9050)이 회전하도록 캐리어 도어(104)의 영구 자석(9050)이 회전함으로써, 캐리어 도어/캐리어 쉘 래치(106)가 릴리즈되고 로드 포트 도어/캐리어 도어 래치(106D)가 맞물리도록 철계 재료(9051), 영구 자석(9050) 및 전자석(9052)의 상호작용이 이루어진다. 도 3d 및 도 3e에 도시된 실시예들에서, 캐리어 도어의 래치부는 유도 전자석(induction electromagnet)을 활성화 시키기 위해 포트 도어(12)에 위치한 액티브 코일(9052’)를 구비한 유도 전자석(9050’, 9050”)이므로, 캐리어 쉘로부터 캐리어 도어를 래치/언래치(latch/unlatch)할 수 있다. 도 3e에서 알 수 있듯이, 본 실시예에서, 캐리어 쉘은 유도 전자석(9050”)과 상호작용하는 영구 자석(9051’)을 포함할 수 있다. 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한 방식과 동일한 방식을 통해 도 3d 및 도 3e에 도시된 유도 전자석 배열이 동작한다. 도 3a 내지 도 3e에 도시된 수동 및 능동 소자들뿐만 아니라 유도 전자석의 구성 역시 단지 예시적이며, 다른 실시예들에서, 캐리어 쉘과 도어, 및 캐리어 도어와 포트 도어 사이에서 솔리드 상태(또는 거의 솔리드 상태) 래티의 수동 및 능동 소자들은 적절한 구성을 가지며, 이보다 많거나 적은 소자들을 포함할 수 있다.
도 3l을 참조하면, 다른 실시예에서, 캐리어와 도어 사이의 마그네틱 래치는 기계적으로 언래치(unlatched)될 수 있다. 예를 들어, 도 3l에 도시된 마그네틱 래치/씰은 자석(9090) 및 마그네틱(예를 들어, 철계) 재료(9091)을 포함할 수 있는데, 이들은 각각 도어(104) 및 캐리어 쉘(102)에 위치하며 도 3a 내지 도 3c에 도시된 배열과 동일하다. 다른 실시예들에서, 상기 래치는 적절한 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 마그네틱 래치/씰은 래치 핑거(latch finger, 9092)의 활성화를 통해 기계적으로 릴리즈될 수 있다. 상기 래치 핑거(9092)는 피봇(pivot, 9093)을 중심으로 도어(104)에 적어도 부분적으로 장착될 수 있다. 예를 들어, 상기 래치 핑거(9092)는 도어(104)의 이동가능한(적절한 방식으로 움직일 수도 있지만, 회전가능한) 래치 키 홀(latch key hole, 9094)에 연결될 수 있다. 상기 키 홀(9094)은 로드 포트 도어로부터 키(keys)에 의해 맞물리어 움직일 수 있다. 본 실시예에서, 래치 키(9094)가 화살표(9095) 방향으로 회전함에 따라, 도어(104)가 캐리어 쉘(102)로부터 멀리 떨어지도록 래치 부재(latch member) 또는 핑거들이 화살표(9096) 방향으로 회전함으로써, 마그네틱 래치를 릴리즈한다. 도시된 구성은 단지 예시적이며, 다른 실시예들에서, 적절한 방식을 통해 도어와 캐리어 사이의 마그네틱 래치/씰은 기계적으로 릴리즈될 수 있다. 예를 들어, 래치 핑거들이 래치를 릴리즈하도록 캐리어 도어의 자석/자석재료를 서로 멀리 떨어지게 이동시키기 위해서, 자석 또는 마그네틱 재료는 래치 핑거에 장착 또는 연결될 수 있다. 이에 반해, 래치 핑거의 반대 움직임에 의해 래치의 배열이 영향을 받을 수 있다.
도 3f는 다른 실시예에 따른 캐리어 쉘, 도어 인터페이스 및 래치(106)의 개략적인 부분 단면도들을 도시한다. 본 실시예에서, 인터페이스 주위에서 캐리어 쉘(102) 및 캐리어 도어(104) 사이의 인터페이스 압축을 실질적으로 발생시키는 인터페이스를 따라서 이들 사이의 일부 포지티브 변위(플렉시블 부재 또는 압전 효과(piezo-electric effect))에 의해 래치(latching)가 영향을 받는다. (캐리어 도어(104)에 전반에 걸친 압력 차이로부터) 캐리어 쉘(102) 및 도어(104) 사이의 인터페이스가 캐리어 도어(104) 상의 바이어스 포스(bias force)와 협력하도록 위치하여, 압축 및 쉘(102)과 캐리어 도어(104) 사이의 래치 포스를 증가시킨다. 변위부(displacement section)는 캐리어 쉘(102) 또는 캐리어 도어(104)에 위치하거나 이의 양쪽에 위치할 수 있다. 래치(106)를 릴리즈하기 위해서, 상기 변위부는 캐리어 도어(104) 상에 가해진 압축을 릴리즈하도록 액츄에이션을 수행한다. 본 실시예에서, 변위부는 래치 및 언래치에 영향을 미치도록 액츄에이션을 수행하는 플렉셔 부재(9099)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 진공(진공 블래더(bladder)), 마그네틱 전기활성 폴리머(electroactive polymer), 형상기억합금(Shape Memory Alloy, SMA) 또는 다른 액츄에이션 수단에 의해 플렉셔 부재(9099)의 액츄에이션을 수행할 수 있다.
도 3i 및 도 3j를 참조하면, 플렉셔 부재(9099) 또는 이와 유사한 래치 부재의 액츄에이션을 수행하기 위해 사용되는 SMA 부재의 예들이 도시된다. 형상기억합금(SMA)은 메모리를 구비하지만 에너지를 저장하지 않는다. 본 실시예에서, 상기 형상기억합금(SMA)은 단지 효과적인 솔리드 상태의 액츄에이터일 수 있다. 본 실시예에서, 폐쇄 바이어스(closing bias)를 극복하고 래치를 오픈하도록 플렉셔 부재를 옮기기 위해, 래치 메커니즘은 보통 플랙셔, 스프링, 마그네틱 입력에 의해 폐쇠된 위치로 바이어스되며, 상기 폐쇄 바이어스에 의해 로드 포트로부터의 입력되는 전기 또는 열 통해 압축응력된 SAM 부재 또는 와이어(캐리어에 일체로 형성)의 액츄에이션을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 도 3i에 도시한 바와 같이, 와이어(10200)와 같은 SMA 부재는 “래치된(latched)” 상태로 바이어스된 래치에 연결될 수 있다. 이러한 타입의 래치는 수평 또는 수직면에서 회전가능하게 장착된 핑거(106’)일 수 있다. 다른 실시예에서, 피봇 대신 플렉셔를 사용할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 도 3j에 도시한 바와 같이, SMA 부재(들)(10200’)에 압축응력(pre-stress)을 가하는데 충분한 탄성을 가진 개스킷(10201)을 이용하는데, 이는 액츄에이션 시 SMA 부재(들)(10200’)에 의해 접힐 수 있다. 접힘가능(collapsible) 개스킷은 와이퍼(wiper)의 팁(tip)을 당기는 SMA 부재에 의해 구부러지는 와이퍼 타입 개스킷을 채용할 수 있다. 구부러진(bent) 와이퍼는 도어를 릴리즈하거나 제거하기에 충분한 틈(separation)을 형성한다.
다른 실시예에서, 예를 들어 도 19 및 도 20에 도시된 실시예에 따른 액츄에이터(5000)와 동일한 구성을 갖는 진공실(블래더 액츄에이터)은 플랙셔 부재(9099) 및 이와 유사한 래치 부재의 액츄에이션을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 플랙셔 부재(9099)의 액츄에이션을 수행하거나 (도 3f 참조) 처리 장치 및 캐리어의 액츄에이션 수행가능(actuable) 메커니즘 또는 장치를 수행하기 위해서(도 3a 내지 도 3l 참조), 상기 액츄에이터(5000)와 동일한 블래더 액츄에이터를 구성할 수 있다. 여기서, 처리 장치 및 캐리어는 로드 포트 또는 기판 캐리어 도어, 게이트 밸브 및 래치를 포함하는데, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서, 상기 액츄에이터(5000)는 일반적으로 진공실(vacuum) 또는 부분 진공 블래더로 구성된다. 다른 실시예들에서, 액츄에이터(5000)는 적절한 구성을 가질 수 있다. 액츄에이터(5000)의 스트로크(stroke)에 대하여 전체 크기를 최소화하도록(예를 들어, 액츄에이터의 크기 비율(size ratio)에 대한 스트로크를 최대화하도록) 액츄에이터(5000)를 구성할 수 있다. 본 실시예에서, 캐리어 내부 또는 처리 장치 내부에서 제어되는 청정 공기(clean atmosphere)하에서 동작하도록 액츄에이터(5000)를 제어할 수 있다. 본 실시예에서, 액츄에이터(5000)는 일반적으로 베이스 또는 실질적으로 고정된(fixed) 표면(5020), 이동가능한(movable) 표면(5030), 및 상기 이동가능한 표면(5030)의 움직임에 영향을 미쳐 액츄에이터(5000)의 액츄에이션을 수행할 수 있는 파워(power) 또는 구동(drive) 표면(5035)을 구비한다. 도면에서 알 수 있듯이, 고정된 표면(5020)은 액츄에이터의 각 측면 상에 압력 차가 형성되도록 적절한 표면 상에서 액츄에이터를 밀봉하기 위한 씰(5010)을 구비한다. 본 실시예에서, 파워 표면(5035)는 블래더로 불리우며, 다른 실시예들에서, 다른 형태 또는 구성을 가질 수 있다. 도 19 및 도 20에 도시된 고정된 표면(5020)은 장치 또는 캐리어의 고정된 표면 또는 부재에 대응하며, 이동가능한 액츄에이터 표면(5030)은 액츄에이션 메커니즘에 연결되어, 구동 표면(5035) 전반에 걸친 압력 차이(예를 들어, 구동 표면(5035)의 서로 마주하는 측면 상에 위치한 압력들 P1 및 P2의 차이)의 운동력(impetus)하에서 이동가능한 표면이 상기 메커니즘의 액츄에이션을 일으킨다. 본 실시예에서, 구동 표면(5035)은 내측 공간 또는 용적(volume, 5002)를 형성하는 형태를 띠며, 경계를 이루는 내부 공간(5002)을 격리하는 격리 경계(isolation boundary) 또는 막(membrane), 그리고 구동 표면(5035) 외부의 공간으로부터 내부에 위치하는 이동 요소들(moving components)을 형성할 수 있는데, 이를 하기에서 좀 더 설명한다. 액츄에이션 시 상기 구동 표면(5035)이 움직일 때 형성되는 입자를 제거하거나 최소화하는 적절한 재료로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서, 상기 구동 표면(5035)은 액츄에이터(5000)의 고정된 표면(5020) 및 이동가능한 표면(5030)에 연결되며, 구동 표면(5035) 전체에 걸쳐 적절한 압력 차이가 이루어질 때, 구동 표면(5035)의 일부는 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이 고정된 표면(5020)에 대해 움직이도록 배치된다(다른 실시예들에서, 다른 표면 배치가 가능). 하기에서 좀 더 설명하겠지만, 자유도 (degree of freedom) 및 액츄에이션 비(rate of actuation)는 제어되며, 전자 제어 또는 전기력을 사용하지 않고 적절한 자유도 및 액츄에이션 비에 도달할 수 있다.
전술한 바와 같이, 액츄에이터의 블래더 상의 압력 차이를 통해 액츄에이터(5000)의 활성화(예를 들어, 신장 및 수축)를 제어하며, 액츄에이터(5000) 주위의 구동 표면(5035)를 통해 플로우 라인(flow line, 5055) 또는 리크 포인트(leak point, 5056)에 위치한 5000개의 오리피스(orifices)의 크기에 의해 액츄에이션 비를 제어할 수 있다. 상기 리크 포인트(5056)및 플로우 라인(5055)은 액츄에이터(5000) 상에 적절히 위치할 수 있다. 예를 들어, 오리피스들은 처리 장치(2)의 적절한 공기(또는 처리 장치 주위의 환경과 같은 외부 환경)에 연결되고, 액츄에이터(5000)의 내부 용적(internal volume)과 연통(flow communication) 가능하다. 일 실시예에서, 처리 장치(2)에서 진공 환경 및 공기 환경(atmospheric environment) 사이의 다른 압력들P1 및 P2은 진공 액츄에이터(5000)의 선형 모션(linear motion)을 제공한다. 예를 들어, 블래더 내부(5002)가 처리 장치(2)의 공기 환경에 노출됨과 동시에 블래더(5001)의 외부는 처리 장치(2)의 진공 환경에 노출될 수 있다. 도 20에서 알 수 있듯이, 진공 환경은 플로우 라인(5050)에 의해 제공된다(예를 들어, 플로우 라인은 구동 표면(5035)에 연결되어 챔버로 공기를 주입(pumping down)하는데, 하기에서 설명). 진공 압력이 증가함에 따라 진공 및 공기 압력들 P1 및 P2 사이의 압력 차가 증가하여 액츄에이터(5000)의 액츄에이션을 일으킨다(반대로도 가능). 다른 실시예들에서, 액츄에이터를 동작시키기 위해 액츄에이터의 일 측은 압축되며, 이를 하기에서 설명한다. 또 다른 실시예들에서, 블래더의 외부(5001)는 공기 환경에 노출되는 반면, 블래더의 내부(5002)는 진공 공기에 노출될 수 있다. 일 실시예에서, 액츄에이터(5000) 내에서 발생한 입자가 로드 록(load lock) 또는 다른 제어된 청정 공기로 유입되는 것을 방지하거나 최소화하기 위해 적절한 필터를 오피리스 또는 리크 포인트에 위치시킬 수 있다. 다른 실시예들에서, 액츄에이터(5000)는 이의 액츄에이션을 수행하기 위한 블래더를 팽창 및 수축(inflating 및 deflating)시키는 차체 펌프 시스템을 구비할 수 있다. 예를 들어, 적절한 방식을 통해 액츄에이터(5000) 주위의 플로우 라인 및/또는 리크 포인트에서 고정되거나 변동하는 오피리스를 제한함으로써 액츄에이터(5000)가 활성화되는 속도(예를 들어, 가속도 및 감속도)를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 액츄에이터(5000)의 소정 자유 이동도를 고정시키도록 이의 팽창 및 수축을 가이드할 수 있다. 예를 들어, 도 20에서 알 수 있듯이, 액츄에이터(5000)는 화살표(5050)의 방향으로 선형적으로 신장 및 수축하는 반면 화살표들(5040-5042)이 가리키는 방향으로 액츄에이터의 움직임을 제한하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 액츄에이터(5000)는 하나 이상의 방향으로 액츄에이션을 수행하기 위한 적절한 자유도를 가질 수 있다. 본 실시예에서, 액츄에이터(5000)는 이의 움직임을 가이드하기 위한 적절한 연동장치(들)(linkages, 5005)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 연동장치는 “가위(scissor)” 또는 “아코디언(accordion)” 연동장치 일 수 있지만, 다른 실시예들에서, 적절한 구성을 가질 수 있다. 신장된 상태에서 상기 가위 또는 아코디언 연동장치는 이의 신장을 최대화하면서(예를 들어 액츄에이터의 수축 대 신장 비를 최대화), 수축 시에는 콤팩트한 프로파일(compact profile)을 제공할 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 연동장치는 신장가능한 레일(extendable rails)을 포함할 수 있다. 여기서, 망원경 형태로 작은 레일이 큰 레일 안으로 들어가 신장 및 수축되도록 하나 이상의 레일을 직렬로 연결하며, 서로 다른 폭과 높이를 갖도록 구성된다. 또 다른 실시예들에서, 블래더는 구동 표면이 압력 차에 따라 움직일 때 메쉬(mesh)가 액츄에이터(5000)의 선형적인 움직임을 가이드하도록 구성된 메쉬 재료와 같은 자체 가이드 재료로 이루어질 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 적절한 방식을 통해 액츄에이터(5000)의 움직임을 가이드할 수 있다.
여기서, 연동장치(5005)에 의해 발생되는 입자가 처리 장치 내의 진공 또는 청정 공기에 노출되지 않도록 연동장치(5005)가 블래더 내부(5002)에 위치한다. 또 다른 실시예들에서, 연동장치(5005)는 블래더의 외부에 위치할 수 있다. 다른 실시예들에서, 적절한 방식을 통해 연동장치에 의해 발생하는 입자를 억제할 수 있다. 여기서, 상기 액츄에이터는 선형 액츄에이터이지만, 회전 액츄에이션을 수행하도록 구성할 수도 있다. 또 다른 실시예들에서, 적절한 방식을 통해 액츄에이터의 선형 모션을 회전 모션으로 변경할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 액츄에이터는 서로 공간적인 관계(spatial relationship)를 갖는 두 가지 모션 등급(two degrees of motion)을 제공하는 공통 액츄에이터 챔버에 연결된 두 개의 블래더를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판 통로 개구부(substrate passage opening)의 도어 인터페이스 표면에 대해 실질적으로 수직인 도어를 움직이도록 상기 블래더들 중 하나를 구성하며, 상기 도어에 의해 기판 통로 개구부가 가로막히지 않도록 도어 인터페이스 표면에 실질적으로 평행한 도어를 움직이도록 다른 하나를 구성된다. 다중 블래더는 재료 및 두께 등의 서로 다른 특성을 갖도록 구성되어, 각 블래더의 액츄에이션 압력 차에 따라 서로 다른 시간에 액츄에이션을 수행할 수 있다. 상기 블래더들은 적절한 방향(orientation)으로 구성되며, 적절한 액츄에이션을 제공하기 위해 서로에 대해 평행 또는 직렬로 배열할 수 있다.
도 3g 및 도 3h는 각각 다른 실시예들에 따른 변위(displacement) 타입 래치의 다른 구성을 갖는 도어 인터페이스의 캐리어 쉘 및 래치를 도시한 개략적인 부분 단면도들이다. 도 3g에 도시된 실시예에서, 래치는 캐리어 쉘(102)에 위치한 철계 물질(10001) 및 캐리어 도어(104)에 위치한 영구 자석(10002)을 포함한다. 캐리어 도어(104)내에서 영구 자석(10002)를 에워쌀 수 있도록 플렉시블한 재료 또는 개스킷(10003)을 캐리어 도어(104)에 부착할 수 있다. 예를 들어, 철계 재료(10001)로부터 자석(10002)을 당길 때, 이들 사이의 자력(magnetic force)을 극복하고 캐리어 쉘(102)로부터 캐리어 도어(104)를 릴리즈하는 캐리어 도어(104)에 전술한 액츄에이터(5000) 또는 다른 액츄에이터들과 동일한 액츄에이터(10005)를 위치시킬 수 있다. 도 3h에 도시된 실시예에서, 래치는 캐리어 쉘(102)에 위치한 회전가능한 링 모양인 다극성 자석(multipole magnet, 10100) 및 캐리어 도어(104에 위치한 링 모양의 고정된 다극성 자석(10102)을 포함한다. 상기 자석들(10100, 10102)의 형태는 단지 예시적이며, 적절한 형태를 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 캐리어 도어(104)의 자석은 회전가능하지만, 캐리어 쉘(102)의 자석은 고정될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 상기 자석들은 적절한 방식으로 움직일 수 있다. 래치를 릴리즈시키기 위해서, 회전가능한 자석(10100)에 연결된 핸들(10101)을 자석들(10100, 10102)의 극이 서로 반발하도록 회전시킬 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 자석(10100)은 솔레노이드, 스프링, 코일, 도 3l에 도시된 래치 키 홀과 동일한 래치 키, 또는 다른 장치와 같이 수동 또는 자동으로 움직일 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 상기 래치는 적절한 구성을 가질 수 있다.
도 4a 내지 4E를 참조하면, 캐리어(100)가 로드 포트 인터페이스(10)와 마주 대하도록 다른 위치에 도시되어 있다. 도 4f는 일 실시예에 따른 캐리어를 로드 포트 인터페이스와 정렬하기 위한 과정을 설명하는 순서도이다. 도 4a 내지 도 4f에 도시된 위치와 과정은 예시적이며, 다른 실시예들에서, 다른 과정을 통해 캐리어를 로드 포트와 연결할 수 있다. 도 4a에 도시된 실시예에서, 캐리어(100)가 처리 장치(도 4f의 10600)에 도착할 때까지 캐리어(100)는 포드 포트 인터페이스와 떨어져 위치한다. 상부 핸들(112)로부터 이를 지지하는 AMHS(미도시)에 의해 상기 캐리어(100)를 조작한다. 다른 실시예들에서, 적절한 방식을 통해 캐리어(100)를 조작할 수 있다. 도 4a에 도시된 위치에서, 캐리어 챔버와 로드 포트는 닫힌다. 도 4b에서, 캐리어(100)는 초기에 로드 포트(도 4f의 10601)로 이동할 수 있다. 일예로서, 캐리어의 레지스트레이션 커플링부(110)(본 실시예에서, 표면과 마주하는 바닥에 위치)는 로드 포트(10)의 보조 레지스트레이션 커플링부(complementing registration coupling portion, 20)와 맞물린다. 상기 위치에서, 캐리어의 축면 인터페이스는 로드 포트 플랜지(10500)와 마주하지 않고 떨어져 위치한다. 다시 도 3을 참조하면, 본 실시예에서, 운동 커플링부(kinematic coupling feature)및 이에 의해 형성된 캐리어의 레지스트레이션 기준 데이터 또는 평면은 캐리어의 기판 안착 평면(substrate seating planes) 또는 중간평면(midplane) 근처에 위치하여 제한하는 인터페이스들 사이의 각도 조절불량 효과(angular misalignment effect)를 줄일 수 있다. 도 4b에 도시된 위치에서, 로드 포트 셔틀이 캐리어로 전진함에 따라(도 4f의 10602), 캐리어를 위치시키고 캐리어 쉘 플랜지(10501)를 인터페이스(도 4c의 101)의 로드 포트 플랜지(10500)에 느슨하게 결합하도록(도 4f의 10603) 캐리어를 로드 포트 인터페이스(20A)에 클램프할 수 있다. 본 실시예에서, 캐리어 플랜지(10501) 및 로드 포트 플랜지(10500)는 인터페이스(101)의 반복적인 레지스트레이션 데이터(repeatable registration datum)를 정의하는 운동 커플링부를 포함할 수 있다 (하기에 자세히 설명되어 있으며, 도 8을 참조함). 전술한 바와 같이, 인터페이스에서 로드 포트 플랜지의 캐리어가 반복적인 레지스트레이션을 수행하고, 처리 공기에 타협하지 않고 캐리어 챔버로에서 FEM으로 클린 터널이 열린다. 일예로서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 캐리어 도어(104)를 로드 포트 도어(12)와 연결할 수 있다. 인터페이스(110)의 캐리어 레지스트레이션 상에서 상승하고 캐리어 도어 및 인터페이스(105)의 로드 포트 도어가 마주하는 위치 차를 캐리어 쉘과 도어 사이의 유연한 인터페이스(103)가 수용함으로써, 인터페이스(105)가 닫히고 캐리어 도어가 로드 포트 도어에 클램프된다(도 4f의 10604). 본 실시예에서, 로드 포트 도어는 캐리어 도어를 로드 포트 도어에 클램핑하기 전에 인터페이스(105)의 어떠한 이물질도 제거하는 진공 포트를 구비할 수 있지만, 실질적으로 이물질이 존재하지 않을 수도 있다. 본 실시예에서, 캐리어 쉘과 도어 사이에서 래치를 릴리즈함과 동시에 캐리어 도어를 로드 포트 도어에 클램핑하는 래치 장치를 사용하여 로드 포트 도어(12)에 캐리어 도어(104)를 클램프할 수 있다. 다른 실시예들에서, 캐리어 도어 및 로드 포트 도어를 확보하기 위해 개별적인 클램프들을 사용할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 모든 캐리어 상에서 진공실을 경유하는 진공 클램프(vacuum clamping)을 활성화시킨다. 캐리어 도어 표면 또는 로컬 진공 컵(local vacuum cups)은 캐리어 도어를 로드 포트 도어에 클램프하고 캐리어 쉘로부터 캐리어 도어를 분리하도록 돕는다. 도 4a에서, 캐리어 도어가 로드 포트를 통해 FEM으로 수축시켜 로드 포트 도어를 움직인다. 도 4d에 도시된 실시예에서, 캐리어 쉘과 인터페이스(110)의 로드 포트 사이의 레지스트레이션이 완화될 수 있다. 예를 들어, 캐리어 쉘을 이동된 위치에 고정하는 클램프(hold down clamp)는 릴리즈되며, 홈(groove)으로부터 커플링 핀(20A)를 낮추거나 마주하는 표면을 들어올림으로써, 적어도 부분적으로 운동 커플링을 분리할 수 있다 (도 4f의 10605). 인터페이스(110)에서 레지스트레이션이 릴랙스됨(relaxed)에 따라, 쉘 플랜지와 로드 포트 플랜지 사이에서 인터페이스(101)의 레지스트레이션 커플링부가 쉘(102)을 로드 포트 플랜지(10500)에 맞물리도록 할 수 있다(도 4f의 10607). 본 실시예에서, 로드 포트 도어를 수축시켜 인터페이스(101)의 레지스트레이션(및 인터페이스(101)의 레지스레이션 완화)을 위한 액츄에이션의 입력이 이루어질 수 있다. 일예로서, 캐리어 쉘 상의 캐리어 도어는 인터페이스(101)의 운동 커플링부(예를 들어, 부분적인 맞물림)의 느슨한(coarse) 결합 및 인터페이스(1010의 레지스트레이션 완화를 일으키고, 인터페이스(101)의 운동 커플링부를 완성하는 캐리어 쉘을 구동하기에 충분한 힘을 당기는 방식을 통해 캐리어를 지지할 수 있는데, 그 결과 완전한 레지스트레이션이 이루어질 수 있다. 클램프(미도시)의 액츄에이션을 수행하고 캐리어 쉘을 로드 포트 플랜지에 클램핑함으로써, 인터페이스(101)에서 완전한 레지스트레이션이 이루어질 수 있다 (도 5a 및 도 5b에 도시된 편주(yaw) 및 피치(pitch)). 인터페이스(101)에서 이동한 위치에서, 캐리어 및 로드 포트 도어(104, 12)는 도 4e에 도시된 바와 같이 낮아진다 (도 4f의 10608).
도 8 및 8A는 각각 다른 실시예에 따른 캐리어(100)의 개략적인 사시도 및 측면 정면도이다. 도 8a에서 알 수 있듯이, 캐리어 쉘은 쉘 플랜지(102F)와 로드 포트 플랜지(14) 사이의 인터페이스(101)의 커플링부(101B)를 형성하는 커플링부와 마주하는 플랜지를 구비할 수 있다(도 3 참조). 도 9a는 다른 실시예에 따른 로드 포트 플랜지 인터페이스(101)에서 캐리어 쉘 플랜지(102F)와 마주하는 로드 포트 플랜지(14)를 설명하는 개략적인 부분 사시도이다. 도시된 인터페이스의 구성인 예시적인 것이며, 다른 실시예들에서, 로드 포트 인터페이스의 캐리어 플랜지는 적절한 구성을 가질 수 있다. 도 9a에 도시된 실시예에서, 로드 포트부의 로드 포트를 형성하는 프레임 부재(frame member) 또는 칸막이(bulkhead)상에 로드 포트 플랜지(14)를 배치할 수 있다. 인터페이스가 닫힐 때 이를 밀봉하기 위해 로드 포드들(16A-16C) 주위에 인터페이스 씰이 구비되며, 클램핑 장치(예를 들어, 마그네틱 클램프 패드(10700))는 캐리어 쉘(102)에 맞물리도록 위치하고 로드 포트 상에서 캐리어 쉘(102)을 고정할 수 있다. 다른 실시예들에서, 인터페이스 씰 및 클램프 장치는 예를 들어, 진공 클램핑과 같이 적절한 구성을 가질 수 있다. 도9A에 도시된 실시예에서, 로드 포트 플랜지(14)는 인터페이스(101)의 보조 커플링부(101A)를 정의하는 커플링부들을 구비할 수 있다. 본 실시예에서, 캐리어 쉘(들)(102)이 인터페이스(101)의 로드 포트로 반복적인 레지스트레이션을 수행하도록 각각의 커플링부들(101A, 101B)은 운동 커플링을 형성한다. 전술한 바와 같이, 도 8, 도 8a, 도 9a 내지 9C 및 도 10에 도시된 운동 커플링(101)의 특징들은 단지 예시적이며, 다른 실시예들에서, 상기 운동 커플링(101)은 적절한 구성을 가질 수 있다. 본 실시예에서, 운동 커플링(101)은 로드 포트 플랜지 상에 위치한 핀들(22, 24)(커플링부(101A)) 및 캐리어 쉘 플랜지(102F) 상에 위치한 홈들(122, 124)(커플링부(101B))을 포함한다. 로드 포드에 대해 캐리어 쉘(102)이 x, y 및 z방향으로 반복적으로 위치하도록 상기 핀(22, 24) 및 홈들(122, 124)을 배열되고, 쉘 플랜지(102F)와 인터페이스 씰에 안착하는 로드 포트 플랜지(도 5a) 사이의 기울기 차이를 극복하기 위해 인터페이스(101)로 옮길 때(도 4c 및 5A 참조), 쉘 플랜지 캐리어 쉘(102)이 피치 및 편주로부터 자유롭도록 한다. 예를 들어, 캐리어 쉘(102) 및 로드 포트(16A-16C)의 중간평면(midplane)에 상기 핀과 홈들이 실질적으로 위치할 수 있다. 커플링(110)의 커플링 핀(20A)를 분리하여 운동 커플링(110)으로부터의 제약을 완화시키기 위해서 캐리어 쉘과 인터페이스(101)의 로드 포트(16A-16C) 사이의 느슨한 커플링이 이루어질 때, 상기 커플링이 충분한 Z 지지체(z support)를 제공하도록 상기 결합을 배열할 수 있다. z 로딩(z loading)을 커플링 핀들(22, 24)상에 옮겨 커플링 핀(20A)를 분리하기 위해서, 캐리어의 Z’ 모션(예를 들어, 셔틀 또는 적절한 리프팅 메커니즘)에 의해 운동 커플링(110)을 분리한다. 도 10은 인터페이스(1101)의 마주보는 위치에서의 캐리어를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 21 내지 도 25를 참조하면, 대상(object, 6000)을 과도하게 제약하지 않고 캐리어의 레지스트레이션을 운동 커플링(110)에서 인터페이스(101)로 옮기는 일 실시예를 좀 더 자세히 설명한다. 도 21에서 알 수 있듯이, 상기 대상(6000)은 로드 포트(6099)의 커플링 플레이트(6010)상에 위치한다. 상기 대상(6000)은 캐리어(100)의 대표적인 예일 뿐이며, 다른 실시예들에서, 적절한 대상을 사용할 수 있다. 상기 커플링 플레이트(6010)는 이에 대상(6000)을 결합하기 위한 운동 커플링(6030)을 포함할 수 있다. 상기 운동 커플링(6030)은 도 3에서 설명한 것과 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들어, 도 21a 및 도 21b에서 알 수 있듯이, 캐리어(100)는 커플링 플레이트(6010)의 핀들(6031A-6031C)(일반적으로 핀(들)(6031)로 언급됨)과 연결되도록 구성되는 “V”자 모양의 홈들(6032A-6032C)(일반적으로 홈(들)(6032)로 언급됨)을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 운동 커플링은 캐리어의 핀 및 커플링 플레이트의 홈, 이들의 조합 또는 적절한 운동 커플링부와 같이 적절한 배열을 가질 수 있다. 도 21b에서 알 수 있듯이, 일 실시예에서, 상기 핀(6031)은 굴곡된 인터페이스 표면을 가지며, 로드 포트(6099)에 캐리어(100)를 위치시키기 위한 “V”자 모양의 홈(6032) 내에 적어도 부분적으로 끼울 수 있도록 적절히 형성된다. 다른 실시예들에서, 상기 핀과 홈은 적절한 구성을 가질 수 있다. 상기 커플링은 SEMI(Semiconductor Equipment and Materials International) 규격 E57-0600에 따른다. 다른 실시예들에서, 상기 운동 커플링은 적절한 운동 커플링일 수 있다.
도 21을 다시 참조하면, 상기 로드 포트(6099)는 인터페이스(6013)로/부터 대상(6000)을 커플링/디커플링하기 위한 인터페이스(6013)를 향하거나 이에 멀리 떨어져 상기 대상(6000)을 움직이는 적절한 액츄에이터(6020)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 인터페이스(6013)는 인터페이스(101)과 실질적으로 동일하고 적절한 운동 커플링을 포함한다. 다른 실시예들에서, 상기 인터페이스(101)는 대상(6000)을 인터페이스(6013)에 결합하는 커플링부를 갖는 적절한 인터페이스일 수 있다. 도 22를 참조하면, 상기 인터페이스(6013)은 운동 표면(6050)을 포함하는데, 커플링 플레이트(6010)의 평면에 대해 일정한 각도로 향하는 커플링 평면(예를 들어, 플레이트(6010)의 커플링 플레인에 대해 실질적으로 수직)에 위치할 수 있다. 다른 실시예들에서, 운동 표면(6050)은 커플링 플레이트(6010)에 대해 적절한 각도 관계를 가질 수 있다.
인터페이스(6013)는 운동 표면상에 위치하며, 예를 들어, 운동 커플링부(6035), 인터페이스(6013)의 대상(6000)을 적어도 부분적으로 확보하기 위한 프리로딩(preloading, 6060), 포드 도어 및 외부 공기로부터 캐리어(및 상기 대상이 연결되는 장치 요소의 챔버) 내에 공기를 밀봉하는데 적합한 씰을 포함한다. 도 3a 내지 도 3i를 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 인터페이스(6013)는 이의 대상(6000)을 확보하기 위한 래치들을 포함할 수 있다. 상기 래치들은 인터페이스(6013)의 대상(6000)을 확보하기 위한 프리로딩(6060)을 동작시킬 수 있다. 본 실시예에서, 상기 프리로딩(6060)은 진공 프리로딩일 수 있으나, 다른 실시예들에서, 마그네틱 또는 기계적 프리로딩에 한정되지 않는 적절한 프리로딩일 수 있다. 상기 프리로딩의 예로서, 도 12 내지 도 12b를 참조하여 설명할 프리로딩들을 이용할 수 있다.
상기 운동 커플링부는 도 21 내지 23에 도시된 운동 핀(kinematic pin, 6035)를 포함하는 적절한 운동 커플링일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 본 실시예에서, 두 개의 핀들이 인터페이스(6013)의 서로 마주하는 측면 상에 위치하나, 다른 실시예들에서, 상기 인터페이스(6013) 주위에 적절히 위치한 다수의 핀들일 수 있다. 도 23에서 알 수 있듯이, 대상(6000)은 핀들(6035)과 연결하기 위해 이에 대응하는 리세스 또는 구멍들(apertures, 6001)을 구비할 수 있다 (도 22 참조). 인터페이스(6013)에 대한 소정의 관계에서 운동 표면(6050) 상에 대상(6000)을 안정적으로 고정하고 위치시키도록 상기 핀(6035) 및 리세스(6001)를 구성할 수 있다. 상기 운동 커플링들(6035, 6001)은 인터페이스로 대상(들)(6000)을 반복적으로 위치시키며, 프리로드 시스템(6060) 없이 인터페이스에 결합된 대상(들)(6000)을 안정적으로 고정시킬 수 있다.
도 22a 및 도 22b를 참조하면, 대상(6000)과 운동 표면(6050) 사이의 인터페이스(예를 들어, 핀 및 리세스)를 좀 더 자세히 설명한다. 도 22a 및 도 22b에 도시된 핀과 리세스의 구성은 단지 예시적이며, 다른 실시예들에서, 상기 핀과 리세스는 적절한 구성을 가질 수 있다. 본 실시예에서, 대상(6000)은 인터페이스(6013)의 운동 커플링과 조합하여 핀들(6035)을 실질적으로 보완하는 리세스들(6001A, 6001B)을 포함하는 인터페이스 표면 또는 면(face, 22000)을 구비할 수 있다. 리세스(6001A)는, 예를 들어, 파일럿 홀(pilot hole)(Z 위치를 정의)을 구비하는 콘(cone) 형태를 갖도록 구성할 수 있다. 리세스(6001B)는, 예를 들어, 파일럿 홀(X 위치를 정의)을 구비하는 “V”자 모양의 홈과 같은 슬롯(slot) 형태를 가질 수 있다. 로드 포트의 양측면 상에 동일하게 형성된 상기 핀들(6035)은 슬롯(6001B)와 함께 X 및 Z 방향으로 자유로운 움직임을 제공하는 운동 커플링 리드 핀(kinematic coupling lead pin, 6035B) 및 도 22b에 도시된 바와 같이 X축(Y 및 Z축은 제한)을 따라 자유롭게 이동하는 운동 요소(kinematic component, 6035A)를 포함한다. 본 실시예에서, 핀(6035)의 운동 요소(6035A)는 실질적으로 구(spherical) 모양을 갖지만, 다른 실시예들에서, “V”자 모양을 포함하는 적절한 모양을 가질 수 있다. 또한 상기 인터페이스가 선택적으로 대상(6000) 및 운동 표면(6050)에 결합 시 인터페이스(6013)와 관련된 배열을 감지하기 위한 기계적 센싱 핀(mechanical sensing pins)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 리드 핀(6035B)은 리세스(6001A)의 파일럿 홀과 맞물리는 반면, 운동 요소(6035A)는 대상을 위치시키는 리세스(6001A)의 콘 형태에 맞물린다. 상기 리세스(6001B)는 X 방향으로만 움직이면서 슬롯/홈을 경유하여 로드 포트의 타 측 상에서 핀(들)과 맞물리는 유연성(compliance)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 리드 핀(6035B)은 리세스(6100B)의 “V”자 모양의 홈과 맞물린다(일반적으로 도 9c에 도시된 것과 동일).
도 23을 참조하면, 액츄에이터(6020)가 대상(6000)을 인터페이스(6013)를 향해 이동하거나 진행시킬 수 있다. 커플링 플레이트(6010)가 계속 진행하면서 인터페이스(6013)와 접촉을 통해 대상의 움직임을 정지시키는 인터페이스(6013)를 향해서 상기 대상(6000) 및 커플링 플레이트(6010)를 진행하거나 움직일 수 있다. 다른 실시예들에서, 커플링 플레이트(6010)가 소정의 거리에서 정지하고 있으면서 대상(6000)과 함께 진행하도록, 핀들(6031)을 커플링 플레이트(6010)에서 움직일 수 있다. 예를 들어, 상기 핀들(6031)은 커플링 플레이트(6010)에서 움직일 수 있는 서브 플레이트 상에 위치하고, 커플링 플레이트(6010) 상의 슬롯을 통해 연장된다. 다른 실시예들에서, 대상(6000)이 인터페이스(6013)에 맞물리고 핀(6031)에 의해 리프트되도록, 적절한 방식을 통해 상기 대상(6000)과 핀(6031) 사이의 상대적인 움직임이 이루어진다.
운동 핀(6031)이 화살표(6033) 방향으로 인터페이스를 향해 멀리 진행함에 따라 대상(6000)을 운동 핀(6031)에 올리면서, 대상(6000)과 인터페이스(6013) 사이에 맞물리는 포인트를 지나 진행하는 커플링 플레이트(6010)가 대상(6000)(및 그 홈들(6032))과 핀들(6031) 사이의 상대적인 움직임(예를 들어, 도 24의 화살표들(6033, 6034))을 일으킨다. 도 24를 참조하면, 예를 들어, 상기 핀(들)(6031)이 “V”자 모양의 홈(들)(6032)에서 움직일 때, 커플링 플레이트(6010)와 대상(6000) 사이의 갭(6070)을 형성하는 인터페이스(6013)의 운동 핀(6035)과 맞물리기 위한 커플링 플레이트(6010)로부터 대상(6000)을 리프트한다. 홈(6032)과 핀(6031) 사이의 상대적인 움직임에 의해 리프트 및 가이드 포스(lifting and guiding forces)(예를 들어, 커플링 플레이트(6010)와 실질적으로 평행한 힘)가 모두 발생하는 방향으로 “V”자 모양의 홈(6032)이 향할 수 있다. 커플링 플레이트(6010)에서 상기 대상(6000)이 리프트되고(도 21a 참조) 인터페이스(6013)와 맞물리도록 진행될 때, 상기 가이드 포스은 핀(6031)의 중심선(centerline, CL)을 따라 대상(6000)이 움직이는 경로를 유지하도록 작용한다. 다른 실시예들에서, 인터페이스(6013)을 향해 대상(6000)을 가이드하는 핀(6031)과 홈(6032) 사이의 접촉을 통해 적절한 힘이 발생할 수 있다.
대상(6000)이 인터페이스(6013)와 마주할 때 과도하게 제한되지 않도록 대상(6000)을 회전하고 움직이면서, 상기 대상을 리프트하도록 핀(6031)과 홈(6032) 사이의 인터페이스를 구성할 수 있다. 도 25를 참조하면, 상기 대상(6000)이 인터페이스(6013)에 결합될 때, 핀(6031)과 “V”자 모양의 홈(6032) 사이의 관계를 도시한다. 도 25에서 알 수 있듯이, 핀(6031)이 실질적으로 홈(6032)과 접촉하지 않도록 핀(6031)과 “V”자 모양의 홈(6032) 사이에 갭을 형성한다. 다른 실시예들에서, 상기 대상(6000)이 각각의 홈들(6032) 중 하나의 아래 및/또는 내부의 중앙에 핀(6031)을 위치시켜 갭(6071)을 형성하는 인터페이스(6013)와 마주하게한 후, 커플링 플레이트(6010)(및/또는 핀(6031))를 대상(6000)으로 이동할 수 있다. 상기 대상(6000)이 인터페이스(6013)으로부터 릴리즈될 때 “V”자 모양의 홈들(6032)이 핀의 아래와 중심에 위치하도록 상기 갭(6071)이 형성되어 커플링 플레이트(6010)로부터 대상(6000)을 제거할 수 있다. 인터페이스(6013)로부터 대상(6000)을 릴리즈하고 대상(6000)을 커플링 플레이트(6010)와 재결합하는 것뿐만 아니라, 인터페이스(6013)와 대상(6000)이 맞물리도록 인터페이스(6013)의 운동 커플링 및 커플링 플레이트(6010)에 의해 상기 대상(6000)이 적절히 제한될 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 캐리어(100’)의 개략적인 정면도이다. 상기 캐리어(100’)는 전술한 캐리어(100)와 동일할 수 있다. 본 실시예에서, 캐리어(100’)는 운동 커플링(110’)(운동 커플링(110)과 동일)과 운동 커플링(101’) 사이에 6정도의 자유 유연도(six degrees of freedom compliance)를 제공하는 플렉시블한 연결(130’)을 가진다. 본 실시에에서, 상기 운동 커플링(110’)은 캐리어 쉘의 바닥에 고정되고, 운동 커플링(101’)은 캐리어 쉘 플랜지에 고정될 수 있다. 이에 따라, 플랜지와 캐리어 쉘의 바닥 사이에서 캐리어 쉘 상의 적당한 위치에서 유연한 연결(compliant connection)이 이루어질 수 있다. 도 6에 도시된 위치는 단지 예시적인 것이다. 본 실시예에서, 웨이퍼 지지 구조체(wafer support structure)가 플랜지에 고정될 수 있다. 캐리어(100’)와 로드 포트 사이의 고정(locking)과정의 예가 도 6a의 순서도에 도시되어 있다. 예를 들어, 도 4f의 10600 및 10601을 참조하여 설명한 것과 동일한 방식으로 캐리어(100’)가 로드 포트로 이동하고(도 6a의 11001), 로드 포트에 선택적으로 클램프된다(도 6a의 11002). 로드 포트 셔틀은 캐리어(100’)를 캐리어/로드 포트 인터페이스로 진행시킨다(도 6a의 11003). 로드 캐리어(100’)가 진행하는 동안 포트 도어 진공실(load port door vacuum)이 활성화되어, 캐리어 및 로드 포트의 연결 시 캐리어(100’)의 표면에 형성된 입자 물질이 제거될 수 있다. 상기 로드 포트 셔틀은 캐리어를 로드 포트에 느슨하게 결합하는 캐리어/로드 포트 인터페이스에 캐리어(100’)를 프레스한다 (도 6a의 11004). 상기 로드 포트 도어에 캐리어 도어를 클램프하고(도 6a의 11005), 쉘 플랜지 클램프 진공실을 활성화한다(도 6a의 11006). 쉘 플랜지 클램프는 캐리어를 로드 포트에 클램핑하는 운동 커플링에 맞물리도록 하고(도 6a의 11007), 캐리어 도어가 수축하기 시작한다(도 6a의 11008). 상기 캐리어 도어는 캐리어와 분리되고(도 6a의 11009 및 11010), 로드 포트의 도어 저장 영역으로 내려간다(도 6a의 11011). 다른 실시예들에서, 적절한 방식을 통해 로드 포트에 캐리어의 레지스트레이션을 수행할 수 있다.
도 11은 다른 실시예에 따른 커플링 인터페이스(110’)의 일부를 도시한 개략적인 평면도이다. 본 실시예에서, 커플링 인터페이스(110’)는 캐리어 쉘에 유연성(예를 들어, 삼원축 x, y 및 z를 따라)을 주어 쉘 플랜지가 6 정도의 자유도(six degrees of freedom)를 가지도록 할 수 있다. 다른 실시예들에서, 커플링 유연성은 이보다 작은 자유도를 가질 수 있다. 커플링 핀(20A)의 x, y 및 z 방향으로의 굴곡성(flexibility)에 의한 상기 커플링의 유연성이 도 11에 개략적으로 도시된다. 다른 실시예들에서, 셔틀 플레이트, 로드 포트 플랜지 커플링, 쉘 플랜지, 하부 결합을 위한 쉘 커플링 홈, 또는 커플링 홈에 부착되는 쉘과 같이 하나 이상의 다른 위치에서 인터페이스(110’)의 유연성(도 3 참조)이 영향을 받을 수 있다. 핀에서의 Z 유연성(Z compliance) 및 쉘 플랜지의 다른 위치에서의 x 및 y 유연성과 같은 유연성을 여러 위치로 분배할 수 있다.
도 12 및 도 12b는 각각 다른 실시예에 따른 캐리어(1100) 및 로드 포트(1010)의 개략적인 정면도들이다. 본 실시예에서, 로드 포트 및 캐리어는 일반적으로 서로 연결될 수 있는 쐐기(wedge) 모양의 도어들을 구비할 수 있다. Z축과 같은 단축 움직임에 의해 상기 캐리어 및 로드 포트 도어를 클램프 및 오픈할 수 있다. 본 실시예에서, 로드 포트 플랜지에 위치(예를 들어, 도어/캐리어/로드 포트의 동일 표면이 위치)하여 캐리어의 수직 로드를 수행하는 레지스트레이션부(registration features, 1107)(예를 들어, 캐리어를 로드 포트 레지스트레이션할 수 있는 운동 커플링)를 캐리어 및 로드 포트가 구비할 수 있다. 도 12 및 도 12a에 도시된 바와 같이, 인터페이스를 과도하게 제한하지 않는 “V”자 홈 및 핀부(V-groove and pin features)와 같은 배열을 상기 레지스트레이션 인터페이스부가 구비할 수 있다. 본 실시예에서, 기계적으로 안정된 상태에서 캐리어가 커플링을 프리로드하도록 인터페이스가 구성된다. 본 실시예에서, 일정 각도로 포드 도어(pod door)의 개구부를 형성하도록 도어 배열이 이루어진다. 로드 포트가 캐리어로부터 도어를 당기는 방향에 의해 상기 각도가 정의된다. 이로써, 포트와 포트 도어가 각각 캐리어에 밀봉될 수 있도록 지속적으로 평평한 표면을 형성할 수 있다. 로드 포트의 모션 축도 개구부의 각도로 기울어질 수 있다. 다른 실시예들에서, 도 12b에 도시된 바와 같이, 완전 수직 모션(pure vertical motion)으로 변경되는 짧은 각 모션(short angled motion)을 생성하는 두 종류의 벡터로 상기 모션을 수행할 수 있다. 상기 도어 모션의 구동. 운동 커플링에 대한 상세한 설명은 2007년 9월 14일자로 제출된 미국특허출원 제 11/855,484에 기재되어 있다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 캐리어와 로드 포트 인터페이스의 개략적인 정면도이다. 캐리어의 불순물을 제거하기 위한 자체 함유 가스 공급부(self contained gas supply, 7001)를 수용하도록 캐리어(7000)를 구성할 수 있다. 상기 가스 공급부(7001)는, 예를 들어, 질소와 같은 가스를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 불순물 제거 가스(purge gas)를 함유하는 재료의 챔버(7002)를 형성하는 캐리어는 텅 빈 용적(hollow volume)을 가질 수 있다. 얇은 단면을 갖는 금속 또는 폴리머의 재료 밀도(material density)를 갖게 되는데, 이는 밀도가 높은 재료의 무게 이득(weight gain)을 최소화하도록 돕는다. 웨이퍼가 체크 밸브(check valve)를 경유하여 머무르는 포드(7000)의 내부 동공(internal cavity, 7003)에 상기 챔버(7002)를 연결할 수 있다. 상기 체크 밸브는 포드(7000) 내부의 압력을 조절하고 과도 압축(over prresurization)을 방지하는 역할을 할 수 있다. 공정 중에 전략적 영역(strategic areas)에 위치한 로드 포트 또는 다른 위치에서 상기 챔버를 압축할 수 있다. 일단 압축되면, 장시간 동안 가스 공급부에 연결되지 않고 가스를 캐리어(7000)에 저장할 수 있다. 챔버의 크기 및 포드 내 씰의 품질에 의해 시간 량(amount of time)을 정할 수 있다.
도 13a에서 알 수 있듯이, 다른 실시예들에서, 가스 공급부(7001’)는 캐리어(7000’)의 외부에 위치할 수 있다. 적절한 커플링을 통해 가스 공급부(7001’)를 캐리어(7000)에 제거가능하게(removably) 결합된다. 본 실시예에서, 상기 가스 공급부는, 도 13을 참조하여 설명한 바와 같이, 재충전될 수 있거나 가스 공급이 적을 때 다른 가스 공급부로 교체할 수 있다.
다른 실시예에 따라, 저전력 압축 센서(low power pressure sensor, 7004)가 캐리어(7000) 상에 일체화될 수 있다. 상기 센서(7004)는 캐리어 내의 압력을 측정하고, 압력이 임계 레벨(critical level) 이하로 떨어지면 경고를 보낸다. 현재 위치로부터 캐리어(7000)를 원상복귀시키고, 재충전을 위한 불순물 제거 네스트(purge nest) 상에 이를 위치시키도록 AMHS 시스템에 명령할 수 있다.
캐리어 가스 공급부의 예들이 미국특허출원 제 11/855,484에 개시되어 있다.
캐리어의 씰에 누수가 발생하면, 웨이퍼의 저장 또는 전송 시, 예를 들어, 가스 공급부(7001, 7001’)를 경유하여 케리어에 가스를 압입(pressurizing)함으로써 웨이퍼 오염(wafer contamination)을 줄일 수 있다. 예를 들어, 도어 씰에 누수가 발생하면, 오염물질(contaminants)이 캐리어로 들어오지 못하게 하면서 캐리어 내에 압축된 가스가 상기 누수를 통해 캐리어를 빠져나가게 된다. 이에 반해, 캐리어 내 진공 환경은 외부 공기(오염물질을 포함)를 웨이퍼가 머무르는 캐리어로 끌어들인다. 일 실시예에서, 캐리어가 로드 포트 또는 지정된 캐리어 클린 스테이션(carrier cleaning station)에 위치한 경우, 상기 캐리어는 내부로부터 오염물질을 제거하기 위해 캐리어에 펌프다운 (pump down)이 이루어지고 소정의 가스로 재충전된다. 또한 상기 캐리어의 가스를 회수하고 및 소정의 가스로 재충전 동안 캐리어 내에 웨이퍼로부터 오염물질을 제거할 수 있다.
도 14는 다른 실시예에 따른 캐리어 및 로드 포트 인터페이스의 개략적이 부분 단면도이다. 캐리어(8000)을 오픈하기 전에 캐리어 환경과 로드 포트 환경 사이에는 압력 차이가 존재할 수 있다. 캐리어 도어(8001)를 오픈하면, 압력이 같아지면서 웨이퍼 캐리어에 전반에 걸쳐 원하지 않는 공기의 흐름이 유입될 수 있다. 이러한 공기의 난류 흐름(turbulent flow)은 입자 물질을 침전시키고 캐리어(8000) 내의 웨이퍼를 손상시키거나 파괴할 수 있다. 상기 캐리어 도어(8001)를 닫으면, 캐리어(8000) 내의 공기의 배수 용적(displaced volume)이 바깥쪽으로 빠져나간다. 로드 포트 환경으로 빠져 나가기 전에 이러한 공기의 용적이 웨이퍼 위를 통과하여 잠재적으로 해로운 입자를 침전시킬 수 있다.
본 실시예에서, 유입 또는 유출되는 공기 또는 기상 유체(gaseous fluid)를 정의하는 캐리어 쉘 구조(carrier shell geometry)에 공기 흐름 채널들(air flow channels, 8010)을 제공한다. 가스가 캐리어(8000)의 외부로 배출되도록 캐리어 쉘의 주변 또는 적절한 위치에 채널(8010)을 위치시킨다. 캐리어 도어(8001)의 개폐 시 공기/가스의 흐름을 위한 통로, 캐리어 도어(8001)의 개폐 시 압력 완화(pressure relief), 산소 또는 원하지 않는 다른 입자를 배출하기 위한 포트 및/또는 웨이퍼 카세트(wafer cassette) 주위의 공기흐름을 능동적으로(예를 들어, 유체를 배출 또는 주입) 제어하는 포트를 상기 채널들(8010)이 제공한다. 본 실시예에서, 상기 채널들이 로드 포트(또는 다른 인터페이스) 상에 위치할 때, 진공 소스 및/또는 유체 소스에 영향을 받을 수 있다. 다른 실시예들에서, 이들 채널(8010)을 적절한 환경으로 오픈하여, 상기 채널(8010)을 통해 가스가 캐리어로부터 상기 환경으로 흐르게할 수 있다. 가스가 채널(8010)을 통해 가스가 캐리어로부터 역류(back flow)하는 것을 방지하기 위해 체크 밸브(8020)와 같은 적절한 밸브가 채널(8010) 내에 배치될 수 있다. 다른 실시예들에서, 채널(8010)을 통해 가스가 캐리어로 유입되도록 별도의 포지티브 압력 포트(positive pressure port)을 사용할 수 있다.
일례로서, 로드 포트 표면 상에 캐리어(8000)가 위치함에 따라, 씰(8025)과 같은 적절한 씰을 사용하여 플로우 채널(8010) 주위의 영역을 밀봉한다. 캐리어 도어(8001)를 오픈하기 전에, 캐리어 표면에 머무는 잔해물(debris) 또는 가스를 제거하기 위해 진공 플로우가 초기화된다. 도어(8001)가 오픈되면, 넓은 플로우 영역 및 낮은 압력으로 인해 로드 포트와 캐리어 환경 사이의 압력 차이가 쉽게 균형을 이룬다. 다른 실시예들에서, 채널을 통해 가스를 캐리어 내부로 유입함으로써 압력이 균형을 이루어 캐리어 내 압력이 캐리어가 부착되는 처리 환경의 압력과 균형을 이룰 수 있다. 캐리어 도어(8001)가 닫히면, 캐리어에 머무는 공기/가스의 큰 용적이 변화한다. 상기 플로우 채널(8010) 및 이에 연결된 진공실은 유체를 유동시키기 위한 낮은 저항의 통로(low resistance path)를 제공한다. 이는 캐리어(8000) 내 공기에 영향을 미치는 “피스톤 효과(piston effect)”를 완화시키고 웨이퍼에 전반에 걸쳐 흐르는 난류 공기를 제거한다.
도 7a 내지 도 7c는 각각 다른 실시예에 따른 로드 포트 플레이트(14), 칸막이(bulkhead) 및 캐리어의 단면도들 및 부분 사시도이다. 본 실시예에서, 로드 포트(14)를 형성하는 로드 포트 또는 플레이트는 전술한 로드 포트와 동일할 수 있다. 도 7a에서 알 수 있듯이, 로드 포트(14)는 볼트 평면(BOLTS plane)에서 FEM(4)과 마주할 수 있는데, 이는 SEMI E63 규격에 따른 것이다. 본 실시예에서, 도어 개구부(door opening)가 볼트 인터페이스 평면 외부에서 영향을 받도록 로드 포트(14)가 배치된다(예를 들어, 이에 클램프된 캐리어 도어(104)를 구비한 로드 포트 도어(12)). 도 7b 및 도 7c에서 알 수 있듯이, 로드 포트 칸막이는 도어 모션을 수용하는 리세스(recess) 또는 공동(cavity)을 형성할 수 있다. FEM 내부에서 공동이 실질적으로 덮히도록 상기 공동을 매스킹(masking)할 수 있다. 또한 본 실시예에서, FEM 내부에서 가스 흐름을 방해하는 구조를 최소화하는 볼트 인터페이스(포트 대신)를 따라 칸막이 면(bulkhead face)이 실질적으로 연속하게 된다. 본 실시예에서, 로드 포트 칸막이는 FEM 내에서 가스를 재순환시키는 순환 통로(return passage)를 형성할 수 있는데, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 순환통로는 클린 영역으로서 도어 공동을 유지하도록 돕는다. 적절한 레지스터를 사용하여 가스는 공동 안으로 향하게 한다. 다른 실시예들에서, 외부 가스 공급부로부터 가스를 공급하거나 제거하는 로드 포트에 유입 또는 배출 라인들을 직접 부설할 수 있다. 도 10을 참조하면, 본 실시예에서, 도어 오프너 메커니즘(door opener mechanism, 111)이 클린 영역 위부에 위치할 수 있다. 본 실시예에서, 도어 오프너 메커니즘 또는 도어 액츄에이터는 도 19 및 도 20에 도시된 액츄에이터(5000)와 동일할 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 도어 액츄에이터는 액츄에이션 시스템 또는 이들의 조합일 수 있다. 도 7a 및 도 7b로부터 알 수 있듯이, 본 실시예에서, 캐리어 쉘을 연결하는 로드 포트 칸막이의 인터페이스 표면은 이들 사이에 도어 공동을 수용하기 위한 볼트 표면으로부터 오프셋(offset)될 수 있다. 이에 따라, 도 3을 함께 참조하여, SEMI 스팩(specifications)에 근거하여 볼트 인터페이스에 도킹(docking) 시, 로드 포트 인터페이스에서 상기 오프셋을 수용하고 캐리어의 표면 데이터(facial datum)를 유지하도록 캐리어 쉘을 구성할 수 있다.
일 실시예에서, 도 19 및 도 20을 참조하여 설명한 액츄에이터와 같은 적절한 액츄에이터에 의해 캐리어 도어(104)를 로드 포트 도어(12)에 결합시키는 래치의 액츄에이션이 수행될 수 있다. 일례로서, 다른 실시예들에서, 도어 액츄에이터는 도 7a 내지 도 7c에서 설명한 것과 동일한 블래더 액츄에이터를 포함하고, 적절한 방식을 통해 도어(또는 다른 액츄에이션 요소들)의 액츄에이션을 수행하는, 예를 들어, 전기 모터, 리드 스크류, 공기압축 실린더(pneumatic cylinder) 또는 적절한 드라이브와 결합할 수 있다. 다른 예로서, 캐리어가 로프 포트와 마주할 때, 처리 장치의 공기와 일치시키기 위해 진공 또는 불순물 제거(purge) 라인과 같은 적절한 플로우 라인이 캐리어 내의 공기를 조절할 수 있다. 일례로서, 캐리어의 내부와 도어 모션을 수용하는 공동 사이의 압력 차이를 발생시키는 소정의 진공 상태가 되도록 캐리어의 내부에서 펌프다운이 이루어진다. 액츄에이터의 드라이브 표면(5035)을 움직인 후에 로드 포트 도어(12)에 캐리어 도어(104)를 결합하는 래치 메커니즘 또는 장치의 액츄에시션이 상기 압력 차이에 의해 수행된다. 다른 실시예에서, 캐리어 도어(104)가 캐리어 상에 복귀되면, 액츄에이터의 일 측에 압력을 가하여 캐리어 도어(104)와 로드 포트 도어 사이의 래치를 릴리즈할 수 있다. 예를 들어, 기판을 캐리어로 운송하기 위한 질소와 같은 불활성 가스가 캐리어에 충진된다. 도어 액츄에이터의 드라이브 표면(도 19 및 도 20에 도시된 액츄에이터(5000)과 동일)에서 액츄에이터를 움직이는 힘(예를 들어, 압력)을 가한 후, 캐리어 도어(104)와 로드 포트 도어(12) 사이의 래치가 상기 불황성 가스로 충진된 캐리어 내에 형성된 압력에 의해 릴리즈될 수 있다. 전술한 방식과 실질적으로 동일한 방식을 통해 동일하거나 다른 액츄에이터(5000)의 액츄에이션 역시 캐리어 도어(104)를 캐리어에 래치하도록 할 수 있다. 다른 실시예들에서, 캐리어 도어를 로드 포트 도어에 래치하기 위해 액츄에이터(5000)의 일 측에 압력을 가할 수 있다. 반면, 압력 차를 이용하여 캐리어 도어와 로드 포트 도어 사이의 래치를 릴리즈할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 압력 차이를 적용하거나 액츄에이터를 움직이게 하는 적절한 방식을 통해 압력을 상기 액츄에이터의 일 측에 가할 수 있다. 액츄에이터(5000)의 액츄에이션을 수행하기 위한 진공 소스 또는 압력 소스는, 예를 들어, 전술한 캐리어의 불순물 제거(purging) 또는 가스 주입(pumping)을 수행하기 위한 플로우 라인 또는 도어 모션을 수용하는 공동 내에 위치한 레지스터와 같은 적절한 소스일 수 있다. 다른 실시예들에서, 적절한 방식을 통해 상기 액츄에이터의 선형 모션을 회전 모션으로 변경할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 상기 액츄에이터는 공간적 관계(spatial relationship)를 갖는 2정도의 동작 자유도(two degrees of motion)를 제공하는 공통 액츄에이터 챔버에 연결되는 두 개의 블래더를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판 통로 개구부(substrate passage opening)의 도어 인터페이스 표면에 실직적으로 수직인 도어를 움직이도록 상기 블래더들 중 하나를 구성하고, 도어에 의해 상기 기판 통로 개구부가 막히지 않도록 도어 인터페이스 표면과 실질적으로 평행한 도어를 움직이도록 다른 하나의 블래더를 구성할 수 있다.
적절한 방식을 통해 캐리어 기판들의 맵핑을 수행할 수 있다. 비제한적인 예로서, 투수형 센서들(thru-beam sensors, flip-in sensors), 캐리어의 측면 상의 클리어 윈도우를 통해 센싱하는 투수형 센서들 또는 적절한 광학 센서들과 기판들을 광학으로 맵핑할 수 있다. 다른 비제한적인 예로서, 상기 센서들은 지지체(supports)에 고정된 공기 센서들과 기계적인 맵핑을 이루고, 웨이퍼의 액츄에이션을 수행하는 플런저(plunger)의 움직임을 감지하는 근접 센서들(proximity sensors)과 광기계적(opto-mechanical) 맵핑을 이루며, 웨이퍼의 무게를 지지하는 기판 지지체들의 응력(strain)을 측정하는 응력 계측기들(gauges)과 전자-기계적(electro-mechanical)으로 맵핑할 수 있다. 다른 실시예들에서, 적절한 방식을 통해 기판들을 맵핑할 수도 있다.
도 15 및 도 15a는 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치(1002) 및 이에 연결된 캐리어(들)(1100)의 개략적인 정면도들이다. 도 15에 도시된 실시예에서, 상기 기판 처리 장치는 도1에 도시된 기판 처리 장치(2)와 동일하며, 동일한 요소는 동일 부호를 갖는다. 상기 기판 처리 장치(1002)는 일반적으로 처리부(1006) 및 FEM(1004)(웨이퍼가 전방으로부터 상기 장치에 로드됨)을 구비할 수 있다. 본 실시예에서, 기판부(1006) 및 FEM(1004)는 공통 제어 환경 또는 공기(예를 들어, 불활성 가스(N2, Ar) 또는 매우 깨끗한 건조 공기(very clean dry air))를 공유할 수 있다. 상기 처리부(1006)는 개략적으로 도시되고, FEM(1004)에 연결된 하나 이상의 처리부 또는 모듈(들)을 포함할 수 있다. 여기서, 도 15에 도시된 배치는 단지 예시적이며, 다른 실시예들에서, 적절한 배치를 통해 FEM 및 처리부 모듈(들)은 서로 연결될 수 있다. 상기 처리부(들) 또는 모듈(들)(1006)은 폐쇄가능 개구부(예를 들어, 게이트 밸브)를 통해 FEM(1004)로부터 격리될 수 있다. 이에 따라, FEM 공기와 다른 처리 공기를 상기 처리부에 제공할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 상기 처리부는 처리 공기가 이종 공기(dissimilar atmospheres)를 갖도록 하거나 FEM에 연결된 진공실을 수용하는 로드 록(load lock)을 포함할 수 있는데, 이를 하기에서 좀 더 설명한다.
도 15에 도시된 실시예에서, 상기 FEM(1004)는 FEM(4)(도 1 내지 도 14 참조)과 동일할 수 있다. 상기 FEM(1004)은 적절한 제어 환경을 유지하는 환경 제어(environmental controls) 또는 처리부(1006)로부터 기판의 운송 시 FEM의 공기를 포함할 수 있다. 예를 들어, FEM(1004)은 제어부(31000), 하나 이상의 유체 제어 밸브들(31010, 31020) 압력 완화 또는 체크 밸브(31030) 및 압력 센서(31040), 오염 센서(contamination sensor, 31041)와 온도 센서(31042)와 같은 센서들을 포함할 수 있다. FEM(및 처리부(1006)) 내 제어 환경의 온도 압력 및 가스 흐름(31050) 비(rate of gas flow)와 같은 속성을 조절하기 위해 상기 제어부를 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(31000)는 압력 센서(31040), 온도 센서(31042) 및 오염 센서(31041)로부터 신호를 수신할 수 있다. 이들 신호들에 포함된 환경 정보에 따라, 제어부(31000)는 밸브들(31010, 31030)의 액츄에이션을 수행하여 FEM내 압력을 릴리즈 또는 증가시키거나 FEM 내 공기 흐름(31050)을 증가 또는 감소시킬 수 있다. 또한, 압력 센서(31042)가 제공하는 온도 계측에 근거하여 FEM (예를 들어, 라디에이터(radiator, 31060)를 통해 조절 냉각제 흐름(adjusting coolant flow)을 경유)내 가스의 온도를 증가 또는 감소시키도록 제어부(31000)를 구성할 수 있다. 제어부(31000)와 이에 연결된 밸브들 및 센서들은 도 15 및 도 15a를 참조하여 설명되며, 다른 실시예들의 환경(들)을 제어하는데 상기 제어부(31000)를 이용할 수 있다.
상기 FEM(1004)은 기판을 수용 및 운송할 수 있는 기판 운송 장치 또는 로봇(1004R)(적절한 형태 가능)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 전술한 FEM(4)와 유사하게, FEM(1004)는 하나 이상의 캐리어(들)(1100)을 장치(1002)에 연결하고 이로부터 기판을 로드 및 언로드하기 위한 캐리어 인터페이스(1010)을 포함할 수 있다. 상기 FEM(1004) 및 처리부(1006)에서 제어된 환경을 저하시키지 않고 캐리어와 FEM(1004) 사이의 기판을 로딩 및 언로딩하도록 캐리어 인터페이스(1010)를 구성할 수 있는데, 이는 또한 FEM(1004)의 로드 포트 및 캐리어(들)(1100)의 보조 인터페이스부(complementing interface portion)로 불린다. 상기 FEM에 연결된 캐리어(들)(1100)이 기판 처리 장치에 일체화되도록 캐리어(1100)의 FEM 로드 포트(1010) 및 보조 인터페이스부(합쳐서 FEM 인터페이스의 캐리어로 불림)를 배치할 수 있다. 일예로서, 인터페이스 경유하여 일체화된 캐리어(들)은 FEM과 같은 제어 공기를 공유하는 챔버(들)을 형성함으로써 FEM과 같은 제어 공기에서 기판을 수용할 수 있어, FEM 운송 로봇(1004R)에 의해 캐리어(1100)에서 처리부 또는 처리 모듈로 직접 기판을 운송할 수 있다. 전술한 실시예들과 유사하게, 도 15에 도시된 실시예에서, FEM 인터페이스의 캐리어는 처리부 전체에 걸쳐 FEM의 인터페이스를 통해 캐리어 챔버 내부로부터 클린 터널(실질적으로 FEM 및 처리부와 같은 청결도(cleanliness)를 가짐)을 정의한다. 캐리어(들)을 로드 포트로부터 제거할 때 클린 터널이 닫히고, 상기 클린 터널의 청결도가 저하되지 않고 자유롭게 오픈될 수 있다. 도 15에 도시된 실시예에서, 인터페이스 이전의 캐리어 환경과 관계없이 캐리어를 전술한 기판 처리 장치와 직접 일체화되도록 상기 FEM 인터페이스의 캐리어를 배치할 수 있다. 따라서, 캐리어(들)(1100)은 이종 환경(예를 들어, 청정 공기와 불활성 기체 환경 또는 청정 공기와 진공 환경)을 갖는 처리 장치에 연결 및 직접 일체화되고, 다른 이종 환경에서 기판들 사이에 직접 이송되어 상기 처리 장치에 다시 연결 및 일체화될 수 있다. 이에 따라, 제어 환경에서 하나의 처리 장치에 제공된 기판(들)은 클린 터널을 통해 처리부(처리부(1006)와 동일)에서 캐리어(들)로 FEM 로봇에 의해 직접 이송되고, 상기 캐리어(들)은 이종 제어 환경에서 가능한 다른 처리 장치의 FEM(FEM(1004)와 동일)에 직접 이송 및 연결되며, 다른 처리 장치에서 제어 환경이 저하되지 않고 기판(들)이 FEM 로봇에 의해 클린 터널을 통해 직접 이송될 수 있다. 그 결과, 캐리어와 결합된 FEM 인터페이스의 캐리어는 외부 로드 록 또는 캐리어 로드 록을 형성할 수 있다.
도 15를 참조하면, 전술한 바와 같이, FEM(1004)의 로드 포트(1010)는 전술한 로드 포트(10)와 동일할 수 있다. 도 15에 도시된 실시예에서, 로드 포트(1010)는 캐리어(1100)와 연결되며, 다른 실시예들에서, 적절한 수의 캐리어와 연결되도록 상기 로드 포트를 배치할 수 있다. 예를 들어, 상기 로드 포트는 도 1에 도시된 배치와 동일한 스택으로 배열된 캐리어들을 연결하는 적층 구조를 가질 수 있다. 본 실시예에서, 로드 포트(1010)는 캐리어가 로드 포트 상에 위치할 때, 캐리어에 공기를 주입하여 캐리어 내부 및 기판으로부터 분자 오염물질(molecular contaminats)을 제거하기 위해 로드 포트에 수용된 캐리어(들)(1100)에 연통가능하게 연결된 진공 소스(1010V)를 구비할 수 있다. 이에 반해, 진공이 되도록 캐리어에 펌프다운을 수행할 때, 로드 포트에서 진공 소스(1010V)와 연통가능하게 연결되고 캐리어 여닫이(carrier casement) 내 공기 압력을 견디도록 상기 캐리어를 배치할 수 있다. 전술한 바와 같이, 캐리어에 펌프다운을 수행하는 진공 소스(1010V)는 도 7을 참조하여 설명한 바와 실질적으로 동일한 방식을 통해 압력 차이를 이용하여 캐리어 도어를 로드 포트 도어에 결합하는 액츄에이터(5000)의 액츄에이션에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 로드 포트 도어는 진공 인터페이스를 통해 캐리어 도어와 연결될 수 있다. 액츄에이터의 움직임에 영향을 미치는 캐리어들 사이에 압력 차이를 발생시키기 위해, 로드 포트/캐리어 도어 진공 인터페이스보다 높은 진공도로 공기를 캐리어의 내부 용적(interior volume)에 주입할 수 있다. 다른 실시예들에서, 로드 포트 도어와 캐리어 도어 사이의 진공 인터페이스는 상기 캐리어 도어와 로드 포트 도어의 래치를 수행하는 액츄에이터(5000)의 움직임에 영향을 미칠 수 있다. 다른 실시예들에서, 전술한 바와 같이, 불활성 기체로 캐리어 내 불순물을 제거할 때 적절한 방식을 통해 액츄에이터의 표면에 압력을 가할 수 있다. 다른 실시예들에서, 로드 포트 도어는 압력 차이를 발생시키거나 액츄에이터 일 측에 압력을 가하는 액츄에이터(예를 들어, 상기 플로우 라인 주위의 액츄에이터 씰)와 직접적으로 연결되는 진공/퍼지플로우 라인(vacuum/purge flow line)을 포함할 수 있다.
도 15에 도시된 실시예에서, 캐리어는 이의 측벽에 위치한 캐리어 도어를 구비한 측면 개방형 캐리어(side opening carrier)로서 도시되며, 다른 실시예들에서, 상기 캐리어 도어는 캐리어의 상부 또는 하부 벽에 위치할 수 있다. 상기 캐리어(1100)는 적절한 크기를 갖는 작은 록 캐리어(예를 들어, 5개 이하의 기판을 수용)이거나 13, 25 또는 적절한 수를 수용하도록 크기가 조절될 수 있다. 상기 캐리어는, 예를 들어, 알루미늄, 스테인리스 강 또는 다른 재료(비금속 재료 또는 비금속 재료로 채워진 금속)로 이루어진 금속 하우징을 구비하여 실질적으로 가스 분자가 침투하지 못하도록 할 수 있다. 전술한 바와 같이, 캐리어 하우징은 이의 외부에 구비된 진공실(예를 들어, 캐리어 내의 분자 오염물질을 효과적으로 제거하고 약 1 X 10-3 torr의 진공처리능력(vacuum processes)과 유사한 진공상태를 갖는 충분히 높은 진공실)을 수용하도록 적절히 배치될 수 있다. 상기 캐리어 하우징의 구조는 적절한 벽 두께(스테인리스 강의 경우 약 1/8”)를 갖도록 배치되며, 상기 캐리어 하우징의 편향(deflection)을 최소화하도록 적절한 수치를 가지고 도 26에 도시된 캐리어의 하나 이상의 측면 및 상단 및/또는 하단을 따라 위치하는 보강재(stiffener, 10950)를 구비할 수 있다. 캐리어 벽의 편향을 최소화하기 위한 격벽(ribs) 또는 적절한 보강 부재로서 상기 보강재(10950)를 구성할 수 있다. 다른 실시예들에서, 도 27에서 알 수 있듯이, 캐리어의 벽은 이를 강화하고 캐리어의 편향을 최소화하는 원주방향응력(hoop stress)을 사용하는 반구형(domed) 벽(10960)일 수 있다. 다른 실시예들에서, 캐리어의 벽은 이의 편향을 최소화하기 위한 적절한 구성을 가질 수 있다. 상기 캐리어(1100)는 전술한 캐리어(100)에 결합되는 것과 동일한 커플링부(예를 들어, 오버 헤드 전송부(over head transport)로부터 이송 시 로드 포트와의 도킹을 수행하고 로드 포트를 통해 클린 터널에 영향을 미치는 로드 포트 개구부에 캐리어 측면 개구부를 맞물리기 위한 운동 커플링)를 구비할 수 있다. 캐리어 내부가 진공일 때, 캐리어 하우징의 편향이 커플링의 동작을 감쇄시키지 않도록 상기 캐리어 하우징을 배치할 수 있다. 캐리어(1100)를 로드 포트에 연결 또는 결합 시, 로드 포트의 진공 소스(1010V)가 자동적으로 캐리어 하우징에 결합되고 캐리어 내부와 연통할 수 있도록 상기 캐리어(1100)는 적절한 통로 및 오피리스(들) 또는 포트를 구비할 수 있다. 도 15에 도시된 진공 포트의 위치는 단지 예시적이며, 다른 실시예들에서, 상기 진공 포트는 적절한 곳에 위치할 수 있다. 예를 들어, 캐리어(또는 로드 포트) 상에 위치한 진공 통로 및 포트는 도 14에 도시된 바(예를 들어, 캐리어 측면과 로드 포트 림 사이의 밀봉된 인터페이스 영역 내에서 캐리어의 마주하는 면에 형성된 플로우 채널)와 동일할 수 있다. 캐리어 씰(도 3 참조)은 이의 전반에 걸쳐 진공상태를 견디는 완전성(integrity)를 갖는다.
도 15에서 알 수 있듯이, 본 실시예에서, 벤트(vent) 또는 퍼지(purge) 가스 소스와 같이 가스 공급부(gas feed)에 연통가능하게 연결되도록 캐리어(1100)를 구성할 수 있다. 도 15에 도시된 실시예에서, 로드 포트(1010)의 캐리어 지지체(carrier support) 상에 안착 시, 캐리어(1100)를 가스 소스(1010G)에 연통가능하게 연결할 수 있다. 상기 캐리어가 로드 포트 지지체 표면 상에 위치할 때, 가스 공급부(1010G)의 노즐에 자동으로 연결하는 유입 포트 플러그(inlet port plug)(및 캐리어 내부에 연결하는 가스 채널)를 구비할 수 있다. 도 15에 도시된 로드 포트와 캐리어 사이의 가스 소스 인터페이스의 배치는 단지 예시적이며, 다른 실시예들에서, 상기 가스 소스 인터페이스는 적절한 위치와 구성을 가질 수 있다. 전술한 바와 같이, 가스 소스(1010G)는 로드 포트(1010)에 안착 또는 위치한 캐리어에 퍼지 및/또는 벤트 가스를 제공할 수 있다. 일례로서, 필요한 경우(로드 포트에 위치한 캐리어의 내부 공기 및 FEM에서 유지되는 환경에 따라) 로드 포트(1010)에 적절히 위치(오버헤드 운송(overhead transport))한 캐리어(1100) 및 가스를 캐리어 하우징으로 주입하는 상기 캐리어에 연결된 가스 공급 노즐(gas feed nozzle)을 사용하여 퍼지 가스(예를 들어, N2)를 상기 캐리어에 공급할 수 있다. 따라서, 캐리어가 이전 장치와 연결되어 형성된 일부 처리 공기를 포함하면, FEM(1004)가 상기 캐리어의 공기와 다른 불활성 가스 또는 매우 깨끗한 공기 공기를 유지하여, 로드 포트에 상기 캐리어를 위치시킬 때 적절한 퍼지 가스가 가스 공급부(1010G)를 경유해 캐리어에 공급됨으로써 캐리어 공기의 분순물을 제거하는 상기 캐리어가 로드 포트 개구부에 연결되고 전술한 처리 장치(1002)에 일체화될 수 있다. 더욱이, 캐리어 공기가 FEM 공기에 적합하지 않거나 원하지 않는 오염물질이 존재한다고 간주되는 경우, 캐리어를 로드 포트에 위치 시(캐리어 내부를 FEM 공기에 오픈하기 전) 상기 캐리어 내부에 진공 소스(1010V)를 통해 충분한 진공 상태가 되도록 가스를 주입하고 FEM 환경과 유사한 불활성 가스(예를 들어, N2 또는 매우 깨끗한 공기)를 채워 캐리어로부터 잠재적인 오염물질을 제거한다. 전술한 바와 같이, 이와 동일한 방식을 통해 (진공 소스(1010V)와 함께 또는 이를 대신해) 퍼지 가스 공급부(1010G)가 액츄에이터(5000)를 작동시킬 수 있다. 캐리어가 로드되는 로드 포트(1010)에 위치하거나 인접한 리더에 의해 읽기(또는 엑세스)를 수행할 수 있는RFID(Radio Frequency Identification) 태그 또는 적절한 데이터 저장 장치에 캐리어 공기에 관한 정보를 기록할 수 있다. 이에 따라, 적절한 프로토콜을 통해 통신하는 장치 제어부(도 16 참조)에 의해 캐리어 내부에 관한 정보를 얻게 되고, 필요한 경우, 로드 포트에 위치 시 캐리어로부터 공기를 유입 및 유출할 수 있다. 예를 들어, 로드 포트로 캐리어의 도킹을 수행 시 또는 적절한 시기에, 캐리어 공기에 관한 정보는 캐리어상 스토리지 장치(carrier borne storage device)에 기록될 수 있다. 필요한 경우, FAB 와이드 제어부(FAB wide controller)가 이러한 정보를 추적한다. 상기 캐리어(1100)는 진공 및 가스 공급 연결이 구비되지 않은 FEM과 연결될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 캐리어는 내부 또는 탑재된 퍼지 가스 소스(도 13에 도시된 실시예와 동일)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 캐리어와 연결된 로드 포트 인터페이스는 가스 공급부 없이 캐리어에 탑재된 가스 소스로부터 가스를 제공하는 진공 연결부(vacuum connection)를 구비할 수 있다. 따라서, 상기 캐리어는 기판 처리 장치에 기판을 저장하여 클리닝 과정을 수행하는 기판 처리 장치의 기판 클린 챔버의 역할을 할 수 있다. 종래의 처리 장치를 재배치할 때 로드 포트로부터 캐리어를 제거하기 이전에 상기 캐리어 펌프/통풍(vent)과정을 수행할 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 15에 도시된 로드 포트 및 장치 인터페이스의 캐리어의 배치는 단지 예시적이며, 다른 실시예들에서, 상기 인터페이스는 적절한 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 캐리어 내부에 공기를 주입한 후에 가스를 FEM환경에서 캐리어로 배출시키도록 상기 가스 공급부를 위치시킬 수 있다. 도 16은 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치(2002)의 평면도이다. 도 16에 도시된 실시예에서, 기판 처리 장치(2002)는 일반적으로 도 15에 도시된 기판 처리 장치(1002)와 동일하며, 동일한 요소들은 동일 부호를 갖는다. 상기 기판 처리 장치(2002)는 처리 모듈들(2006, 2006A) 및 적절한 제어 공기(예를 들어, 불활성 가스 또는 매우 깨끗한 공기)를 갖는 FEM(2004)을 구비할 수 있다. 하나 이상의 처리 모듈(2006)은 FEM에 연결되어 FEM 운송 로봇(2004R)이 처리 모듈에서 기판을 들어 올리거나 위치시킬 수 있다(도 16에 도시된 실시예 및 도 15에 도시된 실시예와 동일). 처리 모듈들(2006, 2006A)은 FEM(2004)과 공통 공기를 공유할 수 있다. 여기서, 하나의 처리 모듈이 도 15, 16 및 16A에 도시되지만, 다른 실시예들에서, 처리 모듈들의 스택이 상기 FEM 또는 하나 이상의 이송 모듈의 각각에 결합될 수 있다. 상기 FEM(2004)은 전술한 바와 동일한 방식을 통해 캐리어(2100)를 처리 장치에 로드하거나 연결하는 로딩 인터페이스 또는 로드 포트를 구비할 수 있다. 본 실시예에서, FEM 운송 로봇(2004R)은 전술한 바와 동일한 클린 터널을 통해 캐리어(2100)와 하나 이상의 모듈(들)(2006) 사이에서 기판을 직접 들어올리거나 위치시킬 수 있다. 도 16에 도시된 실시예에서, FEM 인터페이스(2010)을 통해 캐리어 내부로 연결되며 처리 모듈들(2006, 2006A)로 연장된 클린 터널(2006)의 길이와 구성은 변경될 수 있다(예를 들어, 이와 동일한 방식이 2006년 5월 26일자로 제출된 미국특허출원 제 11/422,511, 2003년 7월 22일자로 제출된 미국특허출원 제 10/624,987, 2004년 10월 9일자로 제출된 미국특허출원 제 10/962,787, 2006년 5월 26일자로 제출된 미국특허출원 제 11/442,509 및 2006년 5월 26일자로 제출된 미국특허출원 제 11/441,711에 개시되어 있다). 본 실시예에서, 이송 모듈(들)(2008)은 FEM에 연결되어 FEM 로봇이 기판을 상기 이송 모듈로 들어올리거나 위치시킬 수 있다. 상기 이송 모듈(들)의 위치는 단지 예시적이다. 상기 클린 터널은 FEM으로부터 이송 모듈을 통해 계속 연장될 수 있다. 필요에 따라 클린 터널의 길이 및 구성을 변경하기 위해 이보다 많거나 적은 이송 모듈(들)(2008, 2008A)이 서로 연결(도 16에 도시된 바와 같이 직렬로)될 수 있다. 처리 모듈들(모듈들(2006, 2006A)와 동일)은 클린 터널에 결합되어 기판들이 상기 클린 터널을 통해 캐리어(2010) 및 적절한 처리 모듈로 또는 적절한 처리 모듈들 사이로 이송될 수 있다. 본 실시예에서, 이송 모듈(2008)은 기판을 처리 모듈(2006A)또는 인접한 이송 모듈/챔버(2006A)로 운송하도록 상기 이송 모듈(2008) 내부에 운송 로봇을 구비할 수 있다. 다른 실시예들에서, 이송 모듈은 내부에 운송 로봇을 구비하지 않을 수 있다. 여기서, 로봇에 의해 상기 이송 모듈로부터 클린 터널(2005)의 인접한 모듈 내부로 기판을 들어 올리거나 위치시킨다. 이를 도 16a 및 도 16b를 참조하여 설명한다. 또 다른 실시예들에서, 상기 이송 모듈은 적절한 길이를 가지며 적절한 기판 이송 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 16a에서 알 수 있듯이, 클린 터널(2005’)은 도 16을 참조하여 설명한 클린 터널과 실질적으로 동일하고, 챔버를 가로지르도록 구성된 이송 카트(들)을 가진 연장된 챔버를 형성하는 모듈을 포함할 수 있다. 상기 이송 카트(transfer cart)는 2004년 10월 9일자로 제출된 미국특허출원 제 10/962,787에 개시된 이송 카트와 동일한 수동 카트(예를 들어, 이송 암(arm)/로봇을 구비하지 않음)일 수 있다. 예를 들어, 이송 카트는 챔버와 일체화되는 이동가능 카드일 수 있다. 전방(18F) 및 후방(18B) 사이의 챔버에서 앞뒤로 옮기도록 상기 이송 카트를 구성할 수 있다. 상기 카트(들)은 클린 터널 내 개별적인 다중 운송 통로들(예를 들어, 로드 포트별로 하나 또는 클린 터널에 연결되는 모듈 스택의 처리 모듈별로 하나씩)을 정의할 수 있다. (기판을 오염시킬 수 있는) 입자가 클린 터널(2005’)로 유입되지 않게 하기 위해 상기 카트가 챔버를 가르지르도록 구성할 수 있다. 일 예로서, 상기 카트는 자기 부상 카트(magnetically levitated cart)거나 오염물질을 클린 터널로 내보내지 않고 상기 카트를 움직이는 적절한 구동 시스템을 구비할 수 있다. 운송 장치(2004R’)의 카트는 하나 이상의 기판을 수용하는 엔드 이펙터(end-effector)를 구비한다. 도 16a에서 알 수 있듯이, 이송 챔버(2004T)는 클린 터널(2005’)에 연결된다. 하나 이상의 이송 챔버(2004T)는 카트(2004C)에서 이송 챔버(2004T)에 연결된 처리 챔버들(2006, 2006A)로 기판을 이송하기 위한 이송 암(transport arms, 2004R)(진공 환경에서 동작하도록 구성)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 이송 챔버 내 이송 암(2004R)은 수직으로 적층된 다중 이송 통로 또는 상기 이송 챔버와 연통하는 오프셋 처리 모듈에 수직으로 적층된 오프셋 이송 통로를 형성할 수 있다. 카트(2004C)로부터 기판을 들어 올리거나 릴리즈하기 위해, 상기 카트(2004C)는 적절한 모듈/포트와 정렬되고, 상기 카트(2004C)로부터 기판을 들어올리거나 릴리즈시키는 엔드 이펙터를 위치시키기 위해 대응하는 포트를 통해 상기 암(2004R)을 신장/수축시킨다. 본 실시예에서, 클린 터널은 캐리어(2100)에서 처리 모듈로 기판을 이송하는 카트(들)(2004C)이 통과하는 그리드(grid)를 형성하는 적절한 방향으로 상기 클린 터널을 연장시키는 클린 터널 연장부(clean tunnel extension, 2005E)를 포함할 수 있다. 상기 클린 터널(2005, 2005E)을 가로지르면서 상기 카트(2004C)가 뒤따르는 하나 이상의 운송 경로를 구비할 수 있다. 일 예로서, 카트들이 서로의 위나 아래로 통과하거나 수직적으로 카트의 높이를 조절하도록 상기 이송 통로들이 수직으로 서로 일정한 간격을 두어, 상기 카트를 수직으로 적층된 처리 모듈들/이송 챔버들과 정렬시킬 수 있다. 다른 실시예들에서, 카트 이송 통로들은 수평으로 서로 일정한 간격을 둘 수 있다. 도 16a에 도시된 FEM(2004’)은 도 16에 도시된 FEM(2004)와 실질적으로 동일하지만, 상기 FEM(2004’)은 이에 캐리어를 결합하는 하나 이상의 로드 포트를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 로드 포트들은 수평으로 각각 일정한 간격을 두고 있지만, 다른 실시예들에서, 수직으로 서로 일정한 간격을 둘 수도 있다.
도 16b를 참조하면, 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치가 도시된다. 본 실시예에서, 기판 처리 장치는 클린 터널(2005’, 2005E)과 실질적으로 동일한 클린 터널(2005”)를 포함한다. 유사하게, 이송 모듈과 처리 모듈은 클린 터널(2005”)에 결합될 수 있다. 본 실시예에서, 이송 장치(2004C’)는 수동 또는 능동 카트(들)(예를 들어, 기판 이송 암/로봇을 포함), 클린 터널 내에서 일렬로 위치하며 기판을 하나의 로봇에서 다른 로봇으로 통과시키도록 구성된 일련의 이송 로봇들 또는 클린 터널(2005”)을 통해 기판을 이송하는 적절한 장치와 같은 이송 장치일 수 있다. 다른 실시예들에서, 기판을 붙잡도록 구성된 이송 암을 포함하는 일련의 이송 모듈들에 의해 클린 터널이 형성될 수 있다. 상기 클린 터널을 형성하도록 이송 모듈들이 서로 결합될 수 있다. 기판 처리 장치(2002’)의 각각의 부분들을 격리시키도록 처리 모듈, 이송 모듈, 클린 터널 및 캐리어 사이의 통로를 이루는 포트들을 구성하여 상기 기판 처리 장치(2002’)의 서로 다른 부분들의 하나 이상이 서로 다른 공기를 포함할 수 있다.
다시 도 16을 참조하면, 본 실시예에서, 기판 처리 장치(2002) 에서 클린 터널의 이송 모듈(들)(2008, 2008A)은 FEM의 공통 제어 공기(예를 들어, 불활성 가스 또는 매우 깨끗한 공기)를 공유할 수 있다. 다른 실시예들에서, 하나 이상의 이송 모듈(들)(2008, 2008A)은 로드 록(load lock)으로 구성되어 클린 터널의 부분들이 서로 다른 공기들을 유지할 수 있도록 한다. 예를 들어, 상기 FEM 내에서 정의되는 클린 터널 부분은 질소(N2) 환경을 가질 수 있고, 이송 모듈(2008A) 내에서 정의되는 클린 터널 부분은 진공 환경을 가질 수 있으며, 이송 모듈(2008)은 FEM의 불활성 가스 공기와 이송 모듈(2008A)의 진공 공기 사이에서 기판을 순환시키는 로드 록일 수 있다.
도 15 및 도 16에 도시된 바와 동일한 FEM과 연결가능할뿐만 아니라 캐리어는 기판 처리 장치의 진공부분과 직접적으로 연결될 수 있다. 도 17을 참조하면, 기판 처리 장치(3002) 및 이에 연결된 캐리어(3100)이 도시되어 있다. 상기 캐리어(3100)는 전술한 캐리어(1100)과 동일할 수 있다. 상기 기판 처리 장치(3002)는 이에 연결된 프론트 로딩부(front loading section, 3004)(처리부(2006)의 전방으로부터 로딩되는 처리 장치의 종래 프론트 로딩부를 유지)를 구비하고 전술한 기판 처리 장치들과 일반적으로 동일하다. 도 17에 도시된 실시예에서, 진공상태(또는 적절한 공기)를 유지하도록 전방 로딩부(3004)를 구성할 수 있다. 로딩부(3104)는 캐리어(3100)를 수용하고 캐리어를 직접 진공 공기에 연결할 수 있는 전술한 로드 포트 인터페이스(10, 1010)와 실질적으로 동일한 챔버 인터페이스 또는 로드 포트(3010)를 구비할 수 있다. 캐리어가 로드 포트 림 인터페이스의 캐리어에 일체화되고 로딩부(3004) 내의 진공 공기로 오픈될 때, 진공 공기가 저하되지 않도록 전술한 바와 동일한 상기 로드 포트 림 인터페이스의 캐리어 개구부는 충분한 완전성(integrity)을 제공한다. 여기서, 상기 클린 터널은 캐리어-로드 포트 인터페이스를 통해 캐리어 내부로부터 되며 클린 터널 로딩부(3004) 및 처리 모듈(들)(3006)은 클린 터널과 연통된다. 따라서, 상기 캐리어가 클린 터널과 일체화될 때, 진공 로딩부 내의 기판 로봇은 캐리어 및 처리 모듈(들)(3006) 내부에서 기판을 들어올리거나 위치시키고, 이들 사이에 상기 클린 터널을 경유하여 기판을 직접 이송할 수 있다. 도 17에 도시된 배치는 단지 예시적이다. 캐리어가 연결되지 않을 때, 프론트 로딩부(3004) 내부의 진공상태를 유지하기 위해서 프론트 로딩부(3004)의 로딩 개구부(loading opening)는 진공 게이트 밸브(또는 적절한 칸막이(closure))에 의해 닫힐 수 있다. 본 실시예에서, 상기 프론트 로딩부는 진공 게이트 밸브를 향해 위치하고 캐리어(3001)용 포트 인터페이스(도 3을 참조하여 설명한 인터페이스(101)과 동일)와 연결된 전방부(fore section, 3012)를 포함할 수 있다. 상기 전방부(fore section, 3012)는 폐쇄가능(closable) 개구부(도 3에 도시된 도어(8014)와 동일한 도어를 사용하여 폐쇄)를 구비할 수 있는데, 상기 개구부를 통해 로딩부가 캐리어 내부와 연통하고 클린 터널이 연장된다. 또한, 상기 캐리어를 연결하여 오픈할 때, 전방부(3012)는 진공 공기를 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 캐리어 도어가 캐리어로부터 전방부(3012)로 로딩 개구부를 통해 이동할 수 있도록 전방부(3012)를 배치할 수 있다. 본 실시예에서, 전술한 바와 같이 상기 캐리어(3100) 로드가 로드 록이 될 수 있으므로, 상기 전방부는 로드록이 될 수 없다(하지만, 다른 실시예들에서는 가능). 따라서, 기판들은 캐리어에 수용되며, 로딩부의 이송 챔버 내에 처리 진공상태에 적합한 진공상태를 형성하도록 전술한 진공 소스와 동일한 진공 소스(3010V)를 가지고 기체 공기(예를 들어, 장치 내 이송 중 불활성 기체 공기)를 주입할 수 있다. 캐리어에 적절한 진공상태가 형성되면서, 진공 게이트 밸브는 오픈되어 로딩부의 진공 로봇이 기판을 상기 캐리어 내부로 들어 올리거나 위치시킬 수 있다. 상기 캐리어가 진공상태가 된 후에 캐리어 도어를 오픈할 수 있다. 본 실시예에서, 캐리어 도어를 쉽게 오픈하도록 전방부는 진공환경을 형성할 수 있다. 여기서, 클린 터널은 전방부의 인터페이스 개구부를 통해 캐리어 내부로부터 연장하도록 설치되고, 이송 챔버 및 처리 모듈(들)은 상기 클린 터널과 연통된다. 본 실시예에서, 오염 물질의 유입에 대한 가능성을 최소화하도록 전방부는 캐리어 인터페이스들 사이에 불활성 공기를 형성하는데, 캐리어 도어를 오픈(예를 들어, 불활성 기체 공기를 갖는 전방부로 캐리어 도어를 오픈)하기 전에 상기 불활성 공기를 적절한 진공실에 주입할 수 있다. 여기서, 적절한 진공 소스 및 가스가 전방부에 제공될 수 있다. 다른 실시예들에서, 캐리어로부터 기체 공기를 주입하기 전에 캐리어 도어를 오픈하며, 전방부의 진공 소스 또는 캐리어 상의 진공 오피리스에 연결된 진공 소스를 사용하여 캐리어 및 전방부의 기체 공기를 동시에 주입될 수 있다. 본 실시예에서, 다른 기판 처리 장치를 이송할 것을 예상해서 캐리어 도어를 닫은 후, 공급부(3010G)를 이용하여 절절한 불활성 기체(예를 들어, N2)를 캐리어(3100)에 충진할 수 있다.
전술한 바와 같이, 기판 처리 장치(3002) 및 장치 인터페이스의 캐리어의 배치는 적절한 구성을 가질 수 있다. 도 18은 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치(4002)의 정면도이다. 상기 도 18에 도시된 실시예에서, 기판 처리 장치(4002)는 도 17에 도시된 기판 처리 장치(3002)와 일반적으로 동일하며, 동일한 요소는 동일한 부호를 갖는다. 상기 기판 처리 장치(4002) 처리 모듈들(4006, 4006A) 및 진공 공기(다른 실시예들에서는 불활성 기체 또는 매우 깨끗한 건조 공기)를 갖는 FEM(4004)를 구비할 수 있다. 하나 이상의 처리 모듈(4006)(수직으로 적층 또는 오프셋 배열)은 진공 FEM에 연결되어 진공 이송 로봇(4004R)이 도 18 및 도 16에 도시된 실시예와 동일한 처리 모듈에 기판을 들어올리거나 위치시킬 수 있다. 처리 모듈들(4006, 4006a)은 로딩부(4004)와 공통 처리 진공실을 공유할 수 있다. FE(4004)는 전술한 바와 동일한 방식을 통해 캐리어(4100)를 기판 처리 장치의 로딩 및 인터페이스를 수행하는 로딩 인터페이스 또는 로드 포트를 구비할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 진공 이송 로봇(4004R)은 전술한 바와 동일한 클린 터널을 통해 캐리어(4100) 및 하나 이상의 처리 모듈(들)(4006, 4006A) 사이에 기판을 직접 들어올리거나 위치시킬 수 있다. 도 18에 도시된 실시예에서, FEM 인터페이스(4010, 4012)를 통해 캐리어 내부에 연결되고 기판 모듈(4006)에 연장된 클린 터널(4005)의 길이 또는 구성은 변경될 수 있다.
도 18a를 참조하면, 캐리어(4100)가 도 18을 참조하여 설명한 클린 터널(2005’)의 공기에 직접 연결되도록 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성할 수 있다. 본 실시예에서, 이송 로봇(4004R)은 캐리어에서 이송 카트로 기판을 이송하는 캐리어에 인접하게 위치할 수 있다. 예를 들어, 기판 이송 시스템은 도 16a 및 16B를 참조하여 설명한 이송 카트(들)과 실질적으로 동일할 수 있다. 전술한 바와 같이, 클린 터널과 연통하는 이송 모듈에서 이송 로봇(4004R)이 기판 처리 모듈(4006)과 클린 터널 사이에 기판을 이송할 수 있도록 상기 카트(들)은 클린 터널(2005’) 내에서 적절한 위치로 이동한다. 본 실시예에서, 클린 터널 이송 시스템은 캐리어와 기판 처리 모듈(4006) 사이의 클린 터널에서 다중 기판 이송 통로(특히, 오프셋)를 형성할 수 있다. 본 실시예에서, 각 기판 처리 모듈 스테이션에서 수직 적층 방식을 통해 기판 처리 모듈들(4006)을 배치할 수 있다. 따라서, 로드 포트의 캐리어로부터 기판(들)을 기판 처리 장치의 대응하는 기판 처리 모듈(들)로 이송하며, 다른 캐리어로부터 기판의 다른 처리 통로와 관계없이 각각의 캐리어로 원상복귀시킬 수 있다. 다른 실시예들에서, 클린 터널(2005’)에 인접한 기판 처리 모듈(4006) 또는 이송 로봇(4004R)로부터 기판을 직접 들어올리거나 릴리즈하기 위해 카트는 엔드 이펙터(end effector)를 신장 및 수축하기 위한 관절식 암(articulated arm) 또는 이동가능 이송 메커니즘을 포함할 수 있다. 도 18b는 캐리어들(4100)이 클린 터널에 직접적으로 결합된 기판 처리 장치를 도시한다. 본 실시예에서, 기판 처리 장치는 도 18a를 참조하여 설명한 클린 터널과 실질적으로 동일하지만, 이송 시스템(2004C’)는 도 16b를 참조하여 설명한 이송 시스템과 실질적으로 동일할 수 있다. 상기 클린 터널(또는 이의 부분들)은 수직 또는 수평으로 서로 일정한 간격을 갖는 이송 통로들을 구비할 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 클린 터널은 기판 처리 장치에 걸쳐 수직으로 적층되거나 나란히 위치한 서로 다른 기판 처리 모듈 또는 캐리어로 기판을 이송한다.
결정 성장/부식의 중단; 대기 시간(queue tiem) 감소 및 저장 관리의 단순화; 공기, 에틸 할로겐(Et halogen), 에틸 유기 화합물(Et organic compounds) 및 수분의 제거; FAB 크로스 오염 위험성(FAB cross contamination risks)의 억제; 일산화탄소(CoO)의 감소; 캐리어 환경 및 기판 상에 형성된 HF HLC 및 VOC같은 분자상 오염물질(airborne molecular contaminants, AMC)의 제거; 오랜 기간 동안 오염된 환경으로부터 캐리어 및 이에 수용된 기판의 보호; 기판 및 캐리어 모두에 가스 패시베이션 보호(gas passivation protection)를 활성화; POD 주변 리프레쉬 및 보호; 및 스펙트럼 시그니처 분석(spectra signature analysis)을 통한 혼합 가스 측정(integrated gas measurement)을 개시된 시스템이 제공할 수 있다.
개시된 실시예들은 개별적으로 또는 적절히 조합하여 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 전술한 설명은 단지 예시적인 것이며 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등한 타 실시예를 포함할 수 있다.
이하는 청구항이다.

Claims (14)

  1. 처리 진공을 갖는 처리부(processing section)를 포함하는 기판 처리 시스템의 로드 포트에 커플링되도록 구성된 로드 록으로서,
    상기 로드 포트는 BOLTS 인터페이스를 갖고, 상기 로드 록은:
    운동 커플링부들을 갖는 쉘(shell)로서, 상기 운동 커플링부들은 상기 쉘의 적어도 하나의 측벽 위에 배치되어 상기 쉘을 상기 로드 포트의 상기 BOLTS 인터페이스와 커플링하도록 구성된 쉘; 및
    상기 쉘에 의하여 형성되고 기판 지지체들을 포함하는 내측 용적;
    을 포함하고,
    상기 쉘은, 상기 내측 용적이 상기 처리 진공으로 펌프 다운된 상태에서 상기 운동 커플링부들이 상기 쉘과 상기 BOLTS 인터페이스 사이의 반복 가능한 커플링을 제공하도록 배치된 상기 쉘 위에 강화 부재들(reinforcing members)을 포함하고, 상기 내측 용적이 상기 처리 진공으로 펌프 다운된 상태에서 상기 로드 록은 실질적으로 공기 환경 내에 위치되고, 상기 로드 록은 실질적으로 공기 환경 내에 위치되고, 상기 처리 진공은 재료 증착, 이온 주입, 에칭, 및 사진식각으로 구성된 군 중의 적어도 하나의 진공 공정에 대응되고, 상기 강화 부재들은 상기 기판 지지체와 구별되는 강화 부재들을 포함하고, 상기 내측 용적이 상기 처리 진공으로 펌프 다운된 상태에서의 상기 쉘과 상기 BOLTS 인터페이스 사이의 반복 가능한 커플링은 상기 처리 진공을 상기 내측 용적으로부터 상기 쉘과 상기 BOLTS 인터페이스 사이의 반복 가능한 커플링을 통하여 상기 처리부까지 확장하는 것을 특징으로 하는 로드 록.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 강화 부재들은 상기 쉘의 측면들에 통합된(integral) 것을 특징으로 하는 로드 록.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 진공은 상기 기판 처리 시스템의 처리 압력인 것을 특징으로 하는 로드 록.
  4. 로드 포트 상에 로드 록을 로딩하는 방법으로서,
    제 1 레지스트레이션 인터페이스 위에 상기 로드 록의 레지스트레이션을 수행하는 단계; 및
    제 2 레지스트레이션 인터페이스를 향하여 상기 로드 록을 진행시키도록 상기 제 1 레지스트레이션 인터페이스를 옮기는 단계;
    를 포함하고,
    상기 로드 록과 상기 제 2 레지스트레이션 인터페이스 사이의 접촉은, 상기 로드 록의 진행 시로부터, 상기 로드 록과 상기 제 1 레지스트레이션 인터페이스 사이의 자발적인 상대적인 움직임을 야기하고,
    상기 상대적 움직임은, 상기 로드 록과 상기 제 1 레지스트레이션 인터페이스를 릴리즈시키는 것 및 로드 록의 진행 하에서 상기 로드 록의 레지스트레이션이 상기 제 2 레지스트레이션 인터페이스에 맞물리도록 하는 것의 결합에 의하여, 상기 로드 록의 레지스트레이션이 상기 제 1 레지스트레이션 인터페이스와 상기 제 2 레지스트레이션 인터페이스 사이에서 자동적으로 전이되도록 하는 것을 특징으로 하는, 로드 포트 상에 로드 록을 로딩하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 로드 록과 제 2 레지스트레이션 인터페이스 사이의 접촉 점을 지나 상기 제 2 레지스트레이션 인터페이스를 향해 상기 제 1 레지스트레이션 인터페이스를 옮기는 단계는 상기 로드 록이 상기 제 1 레지스트레이션 인터페이스로부터 자발적인 들어올려짐을 야기하는 것을 특징으로 하는, 로드 포트 상에 로드 록을 로딩하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 레지스트레이션 인터페이스는 상기 로드 록과 제 1 운동 커플링을 형성하도록 구성된 제 1 레지스트레이션부들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 로드 포트 상에 로드 록을 로딩하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 레지스트레이션 인터페이스는 상기 로드 록과 제 2 운동 커플링을 형성하도록 구성된 제 2 레지스트레이션부들을 포함하고, 상기 제 2 운동 커플링은 상기 제 1 운동 커플링과 별개이면서 이와 구별되는 것을 특징으로 하는, 로드 포트 상에 로드 록을 로딩하는 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 레지스트레이션 인터페이스와 상기 로드 록의 레지스트레이션을 달성하기(effect) 위하여 핸들링 시스템으로 상기 로드 록을 위치시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 로드 포트 상에 로드 록을 로딩하는 방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 레지스트레이션 인터페이스를 옮기는 단계는 로드 포트 셔틀로 상기 제 1 레지스트레이션 인터페이스를 상기 제 2 레지스트레이션 인터페이스에 대하여 상대적으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 로드 포트 상에 로드 록을 로딩하는 방법.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 로드 록과 상기 제 2 레지스트레이션 인터페이스 사이의 접촉 이후에 로드 포트의 씰 표면과 상기 로드 록의 사이에 씰을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 로드 포트 상에 로드 록을 로딩하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 로드 포트의 씰 표면과 상기 로드 록의 사이의 상기 씰은 상기 로드 록과 처리 모듈 사이에서 공유된 고진공 분위기를 씰링하는 것을 특징으로 하는, 로드 포트 상에 로드 록을 로딩하는 방법.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 로드 록과 상기 제 2 레지스트레이션 인터페이스 사이의 접촉 이후에 로드 록 도어를 로드 포트 도어와 맞물리도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 로드 포트 상에 로드 록을 로딩하는 방법.
  13. 기판 처리 장치로서,
    상기 기판 처리 장치는 로드 포트 및 인터페이스를 포함하고,
    상기 로드 포트는 적어도 하나의 밀봉가능한(sealable) 로드 포트 개방부를 통하여 상기 기판 처리 장치의 처리 환경에 접근할 수 있도록 구성된 로드 포트로서, 상기 적어도 하나의 밀봉가능한 로드 포트 개방부는 로드 포트 개방부 평면 내에 위치하고, 상기 로드 포트는 상기 적어도 하나의 밀봉가능한 로드 포트 개방부를 둘러싸는 로드 포트 플랜지를 포함하고, 상기 로드 포트 플랜지는 상기 로드 포트 상에 배치되고 기판들을 수용하는 내부 용적을 형성하는 로드 록 쉘을 구비하는 로드 록을 마주하도록 배열되고,
    상기 로드 록 쉘은 상기 내부 용적 내에 위치하는 기판들의 평면에 수직하게 배치되는 밀봉 가능한 로드 록 개방부 및 상기 밀봉 가능한 로드 록 개방부의 외주를 둘러싸는 로드 록 플랜지를 구비하고, 상기 밀봉 가능한 로드 록 개방부는 상기 내부 용적에 기판들이 들어가거나 나가는 통로를 허용하고,
    상기 인터페이스는, 적어도 일부는, 상기 로드 포트 플랜지와 상기 로드 록 플랜지를 결합하기 위한 상기 로드 포트 개방부 평면을 따라 배치된 인터페이스로서, 상기 로드 록 쉘과 상기 인터페이스 사이에서 맞물림 결합이 이루어지는 동안 상기 로드 포트 개방부 평면과 정렬되는 방향으로 상기 인터페이스에서 상기 로드 록 쉘의 자발적인 상대적 움직임을 허용하면서 상기 로드 록을 적어도 세 개의 수직축으로 상기 로드 포트에 대하여 반복 위치시키도록 상기 인터페이스가 구성된 기판 처리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 로드 포트 개방부 평면을 따라 배치된 상기 인터페이스의 상기 적어도 일부는 상기 로드 포트 플랜지 위에 배치된 운동 커플링을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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