特許 6178488 電子デバイス製造における基板の処理に適合される処理システム、装置、及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6178488

(24)【登録日】2017年7月21日

(45)【発行日】2017年8月9日

(54)【発明の名称】電子デバイス製造における基板の処理に適合される処理システム、装置、及び方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20170731BHJP

   H01L 21/02 20060101ALI20170731BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 A

   H01L21/02 Z

【請求項の数】12

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-501030(P2016-501030)

(86)(22)【出願日】2014年3月10日

(65)【公表番号】特表2016-512925(P2016-512925A)

(43)【公表日】2016年5月9日

(86)【国際出願番号】US2014022656

(87)【国際公開番号】WO2014150234

(87)【国際公開日】20140925

【審査請求日】2017年3月10日

(31)【優先権主張番号】61/788,825

(32)【優先日】2013年3月15日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】ホンカム， スティーヴ エス．

(72)【発明者】

【氏名】ロイター， ポール ビー．

(72)【発明者】

【氏名】エングルハート， エリック エー．

(72)【発明者】

【氏名】バラスブラマニアン， ガネーシュ

(72)【発明者】

【氏名】チェン， シンロン

(72)【発明者】

【氏名】ロチャ−アルバレス， フアンカルロス

【審査官】 内田 正和

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第2013/0224953（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第2012/148568（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表2005-538913（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開2013-33965（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表2009-516920（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子デバイス処理システムであって、
第１移送チャンバを画定する第１ハウジングと、前記第１ハウジングに連結され、基板を動かすように構成された第１ロボットを含む１つ又は複数の処理チャンバとを含む第１メインフレームセクションと、
第２移送チャンバを画定する第２ハウジングと、前記第２ハウジングに連結され、基板を動かすように構成された第２ロボットを含む１つ又は複数の処理チャンバとを含む第２メインフレームセクションと、
前記第２メインフレームセクションとの唯一の入口及び出口を提供する、第１メインフレームセクションと第２メインフレームセクションとの間に連結されたビアパススルー装置と、
前記ビアパススルー装置と反対の前記第１メインフレームセクション側で、前記第１メインフレームセクションの前記第１ハウジングに連結された１つ又は複数のロードロックチャンバと
を備え、前記ビアパススルー装置が、
第１メインフレームセクションと第２メインフレームセクションとの間に連結された、前記第１ロボットと前記第２ロボットによってアクセス可能な第１パススルーチャンバ、並びに
前記第１パススルーチャンバとは異なる階層に位置し、基板上の処理を実行するように適合されたビア処理チャンバ
を含み、前記ビア処理チャンバが、前記ビア処理チャンバ内で基板を持ち上げるリフトアセンブリを備え、前記リフトアセンブリが、フープ状リフトフレームと、前記リフトフレームの下に位置決めされて前記リフトフレームに連結されたリフトアクチュエータと、前記リフトフレームの周囲に連結され、前記基板を支持するように前記リフトフレームの下に延在する複数のフィンガとを含む、電子デバイス処理システム。

【請求項2】

前記処理が、堆積処理、酸化処理、酸化物除去処理、ニトロ化処理、エッチング処理、アニール処理、及び洗浄処理から選択される少なくとも１つを含む、請求項１に記載の電子デバイス処理システム。

【請求項3】

前記処理が軽減処理を含む、請求項１に記載の電子デバイス処理システム。

【請求項4】

前記ビアパススルー装置が第２パススルーチャンバを備え、前記第１パススルーチャンバが前記第２パススルーチャンバと横並び配置で配置されている、請求項１に記載の電子デバイス処理システム。

【請求項5】

前記ビアパススルー装置が前記ビア処理チャンバ内への単一の入口を備える、請求項１に記載の電子デバイス処理システム。

【請求項6】

前記ビアパススルー装置が、
前記第１メインフレームセクションから前記ビア処理チャンバ内への第１入口、及び
前記第２メインフレームセクションから前記ビア処理チャンバ内への第２入口
を備える、請求項１に記載の電子デバイス処理システム。

【請求項7】

格納リングが前記リフトフレーム内に取り付けられている、請求項１に記載の電子デバイス処理システム。

【請求項8】

前記格納リングが、環状の形状を有し、前記リフトフレーム内に形成されたポケットに置かれ、前記ビア処理チャンバの内部容積を囲む、請求項７に記載の電子デバイス処理システム。

【請求項9】

前記ビア処理チャンバが、前記第１メインフレームセクション又は前記第２メインフレームセクションの一方に連結されるように適合された唯一の開口部を備える、請求項１に記載の電子デバイス処理システム。

【請求項10】

前記ビア処理チャンバと横並び配置で配置された第２ビア処理チャンバを備える、請求項１に記載の電子デバイス処理システム。

【請求項11】

前記ビア処理チャンバと第２ビア処理チャンバに連結された共通遠隔プラズマ源を備える、請求項１に記載の電子デバイス処理システム。

【請求項12】

前記ビア処理チャンバに連結された前記共通遠隔プラズマ源と第２ビア処理チャンバを連結する分配チャネルを備える、請求項１１に記載の電子デバイス処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願
［０００１］本出願は、２０１３年３月１５日に出願された「ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭＳ， ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ， ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＤＡＰＴＥＤ ＴＯ ＰＲＯＣＥＳＳ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥＳ ＩＮ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＤＥＶＩＣＥ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ」（代理人整理番号第１７９８９／Ｌ号）と題する米国仮特許出願第６１／７８８，８２５号への優先権を主張し、その内容は、あらゆる目的で本明細書に組み込まれる。

【0002】

［０００２］本発明は、電子デバイス製造に関し、より具体的には、基板を処理するように適合される処理システム、装置、及び方法に関する。

【背景技術】

【0003】

［０００３］従来の電子デバイス製造システムは、移送チャンバを囲む複数の処理チャンバ及び１つ又は複数のロードロックチャンバを含む場合がある。これらのシステムは、様々な処理チャンバと１つ又は複数のロードロックチャンバとの間で基板を搬送するように適合される移送チャンバ内に収容される移送ロボットを利用することがある。

【0004】

［０００４］特定のツールの中に更なる処理能力を追加するためには、他の実施形態では、２つのメインフレームセクションを互いに連結させることができ、１つ又は複数のパススルーチャンバによって２つのメインフレームセクションの間に基板を通過させることができる。幾つかの実施形態では、２つのメインフレームセクションは、２つの異なる真空レベルにおいて動作することができる。基板を１つ又は複数のロードロックチャンバにロードし、且つそこからアンロードするために、ファクトリインターフェースを提供し、動作させることができる。

【0005】

［０００５］しなしながら、場合によっては、第２メインフレームセクションの追加によって追加される更なる処理は、特定のツールで基板に対して望まれる処理にとっては、依然として不十分であることがある。メインフレームセクションの大きさを拡大することは、床面積要件が増えるという代償が伴い、これは必ずしも可能ではない場合がある。更に、メインフレームの大きさを拡大することは、メインフレームの本体、更に移送ロボットを完全に再設計することを必要とする場合がある。したがって、より高いスループット及び処理能力を可能にする、改善された処理のシステム、装置、及び方法が望まれる。

【発明の概要】

【0006】

［０００６］第１の態様では、ビアパススルー（ｖｉａ ｐａｓｓ−ｔｈｒｏｕｇｈ）装置が提供される。ビアパススルー装置は、第１メインフレームセクションと第２メインフレームセクションとの間で連結するように適合されるパススルーチャンバであって、それぞれスリットバルブを有する入口及び出口を含むパススルーチャンバ、並びにパススルーチャンバとは異なる階層に位置し、基板上の処理を実行するように適合されるビア処理チャンバを含む。

【0007】

［０００７］別の態様によると、電子デバイス処理システムが提供される。電子デバイス処理システムは、基板を動かすように構成される第１ロボットを含む第１メインフレームセクション、基板を動かすように構成される第２ロボットを含む第２メインフレームセクション、及び第１メインフレームと第２メインフレームとの間で連結されるビアパススルー装置であって、第１メインフレームと第２メインフレームとの間で連結され、第１ロボットと第２ロボットの両方によってアクセス可能である第１パススルーチャンバと、基板上の処理を実行するように適合され、第１パススルーチャンバとは異なる階層に位置するビア処理チャンバとを含むビアパススルー装置を含む。

【0008】

［０００８］別の態様では、基板を処理する方法が提供される。この方法は、第１ロボットを含む第１メインフレームセクションを提供すること、第２ロボットを含む、第１メインフレームセクションに隣接する第２メインフレームセクションを提供すること、第１メインフレームと第２メインフレームを連結するビアパススルー装置を提供すること、及びビアパススルー装置のビア処理チャンバ内の１つ又は複数の基板上の処理を実行することを含む。

【0009】

［０００９］数多くの他の態様が、本発明のこれらの態様及び他の態様に従って提供される。本発明の他の特徴及び態様は、以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、及び添付の図面からより詳細に明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】複数のメインフレームセクションを含む基板処理システムの概略上面図が示される。更なる処理能力が、実施形態に従って、ビア位置においてメインフレームセクション間で連結されるビアパススルー装置内で提供される。

【図2】実施形態に従って、第１ビアパススルー装置の部分的な断面側面図が示される。

【図3】実施形態に従って、代替的なビアパススルー装置の断面側面図が示される。

【図4A】実施形態に従って、リフトアセンブリの側平面図が示される。

【図4B】実施形態に従って、リフトアセンブリの一部の等角図が示される。

【図4C】実施形態に従って、ビアパススルーアセンブリの等角図が示される。

【図4D】実施形態に従って、図４Ｃの切断線４Ｄ−４Ｄに沿って切り取られたビアパススルーアセンブリの概略側断面図が示される。

【図4E】実施形態に従って、ペデスタルの等角図が示される。

【図4F】実施形態に従って、ペデスタルの断面等角図が示される。

【図5】実施形態に従って、ビアパススルー装置を含むシステムを操作する方法を示すフロー図が示される。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［０００１９］電子デバイス製造では、様々な位置の間で基板が極めて正確で迅速に搬送されることが望まれるだけではなく、固定した空間的範囲（例えば、固定床面積）内で更なる処理能力が望まれる場合がある。具体的には、多くの既存のシステムは、パススルーチャンバによって接続される第１メインフレーム及び第２メインフレームを含む場合がある。これらのメインフレームの移送チャンバ内で受け入れられるロボットは、エンドエフェクタ上に載っている基板を基板処理システムの処理チャンバに搬入し、且つそこから搬出するように適合される１つ又は複数のエンドエフェクタを有してもよく、基板をメインフレームセクション間のパススルーを通して動かすように相互作用してもよい。場合によっては、単一のエンドエフェクタが使用される。しかしながら、「デュアルブレード」と呼ばれることもあるデュアルエンドエフェクタが、ロボットの端部に取り付けられ、基板の移送と交換を速めるために使用されてもよい。従来の水平多関節ロボット（ＳＣＡＲＡ）を使用してもよく、或いは、各メインフレームのオフセットファセットへのアクセスを可能にするために独立して作動する部材を有するロボットを使用してもよい。

【0012】

［０００２０］このような２つのメインフレームシステムにおいては、メインフレームセクションが互いに連結される。それは、特定のツールにおける処理に使用され得る、利用可能な処理チャンバの数を拡大するためである。２つのメインフレームセクション間のパススルーチャンバは、典型的には、２つのメインフレームセクションを互いから分離させるために両側にスリットバルブを有する。このスリットバルブは、種々の真空レベルで動作することができ、或いは、分離を保証する種々の処理を経ている場合がある。

【0013】

［０００２１］しかしながら、第２メインフレームセクションを追加しても、処理能力は制限される場合がある。多くの場合、更なる処理能力が望まれるが、メインフレームセクションの大きさを拡大することは、以上述べた理由により難しい場合がある。したがって、床面積のフットプリントサイズを実質的に増大させずに処理能力が増大する処理システムが望ましい。更に、メインフレームセクションが最小限の修正を要することが望まれる。

【0014】

［０００２２］本発明の１つ又は複数の実施形態に従って、既存のデュアルメインフレームシステム（「デュアルバッファシステム」と呼ばれるときもある）と実質的に同じフットプリントを有する基板処理システムにおいて処理能力の増大をもたらすために、改善された基板処理システムが提供される。改善された基板処理システムは、１つ又は複数のビアパススルーの物理的位置と同一場所に位置する更なる処理能力を提供する。例えば、ビア処理チャンバは、ビアパススルーチャンバの直上に設けられてもよいこのような処理能力を含むビアパススルー装置が本明細書で説明される。

【0015】

［０００２３］本発明の様々な実施形態の例示的な実施形態の更なる詳細が、本明細書の図１から図５を参照しながら説明される。

【0016】

［０００２４］ここで図１を参照すると、本発明の実施形態による、電子デバイス処理システム１００の実施例が開示される。電子デバイス処理システム１００は、基板１０２上で１つ又は複数の処理を実行するのに有用である。例えば、基板１０２は、パターン化された又はパターン化されていない半導体ウェハ、ガラス板又はパネル、ポリマー基板、レチクル、マスクなどであってもよい。幾つかの実施形態では、基板は、シリコンウェハであってもよく、シリコンウェハは、１つ又は複数の層、パターン、又は上に形成された複数の不完全なチップを有する不完全な半導体ウェハなどの電子デバイス前駆体であってもよい。

【0017】

［０００２５］電子デバイス処理システム１００は、第２メインフレームセクション１０４に隣接して設けられる第１メインフレームセクション１０３を含む。各メインフレームセクション１０３、１０４は、それぞれセクションハウジング１０６、１０８を含み、セクションハウジング１０６、１０８は、それぞれ中に移送チャンバ１１０、１１２を含む。セクションハウジング１０６、１０８は、チャンバファセットによって画定され得る多数の垂直側壁、並びに上壁及び底壁を含んでもよい。図示の実施形態では、セクションハウジング１０６、１０８は、巻き付くファセットを含み、各側壁上のファセットは、実質的に互いに平行である、すなわち、ファセットに連結されたそれぞれの対になったチャンバに入る方向が、わずかに角度が付くことがあっても、実質的に同時平行であり得る。搬送チャンバ１１０、１１２はそれぞれ、その側壁、並びに上壁及び低壁によって画定され、例えば真空に維持されることができる。各移送チャンバ１１０、１１２の真空レベルは、同じであってもよく、又は異なってもよい。

【0018】

［０００２６］第１及び第２ロボット１１４、１１６は、それぞれの第１及び第２移送チャンバ１１０、１１２において受容され、各ロボットは、アームと、基板１０５を支持且つ搬送するようにその上で動作可能に適合された１つ又は複数のエンドエフェクタとを含む。第１及び第２ロボット１１４、１１６は、基板１０２（例えば、黒丸として図１に示される「半導体ウェハ」）を目的地から選び取る又は目的地に置くように適合されてもよい。目的地は、第１又は第２移送チャンバ１１０、１１２に連結される任意のチャンバであってもよい。例えば、目的地は、第１移送チャンバ１１０からアクセスされる第１ハウジング１０６に連結される１つ又は複数の第１処理チャンバ１１７又は第２処理チャンバ１１８、第２ハウジング１０８にすべて連結され、第２移送チャンバ１１２からアクセス可能である１つ又は複数の第３処理チャンバ１１９、第４処理チャンバ１２０、又は第５処理チャンバ１２１、第１ハウジング１０６に連結されることができ、第１移送チャンバ１１０からアクセス可能である１つ又は複数のロードロックチャンバ１２５、並びにビアパススルー装置１２４であってもよい。ビアパススルー装置１２４は、以下でより詳細に説明されるが、「ビア位置」において処理能力とパススルー能力の組み合わせを備える。本明細書で使用される「ビア位置」とは、ロボット１１４、１１６の両方によってアクセス可能である第１及び第２メインフレームセクション１０３、１０４を意味する。

【0019】

［０００２７］処理チャンバ１１７−１２１、及びビアパススルー装置１２４の処理チャンバは、堆積、酸化、酸化物除去、ニトロ化、エッチング、洗浄、軽減などの、基板１０２上の任意の数の処理又は処理工程を実行するように適合されてもよい。１つ又は複数の実施形態では、軽減はハロゲン化物除去を含んでもよい。別の実施形態では、酸化物除去は、酸化銅除去であってもよい。以上のいずれの処理も、ビアパススルー装置１２４内で実行されることができる。

【0020】

［０００２８］１つ又は複数のロードロックチャンバ１２５は、ファクトリインターフェース１２６のロードポート１２９においてドッキングすることができる基板キャリア１２８（例えば、前方開口型統一ポッド（ＦＯＵＰ））から基板１０２を受容することができるファクトリインターフェース１２６と相互作用するように適合されてもよい。ロード／アンロードロボット１３０（破線で図示）は、矢印で示されるように基板キャリア１２８とロードロックチャンバ１２５の間で基板１０２を移送するために使用されてもよい。移送は、任意の順序又は方向で行われてもよい。１つ又は複数の従来型スリットバルブ１３２は、各処理チャンバ１１７−１２１、ロードロックチャンバ１２５、及びビアパススルー装置１２４への入口に設けられてもよい。

【0021】

［０００２９］再び図１を参照すると、各ロボット１１４、１１６は、移送チャンバ１１０、１１２の一部を形成する第１及び第２ハウジング１０６、１０８のそれぞれの壁（例えば、底面床）に取り付けられるように適合されるベースを含んでもよい。各ロボット１１４、１１６は、メインフレームセクション１０３、１０４と１つ又は複数のロードロックチャンバ１２５の間で基板１０２を移送するように適合される任意の適切なマルチアーム構成を含んでもよい。例えば、ロボット１１４、１１６は、マルチアームを含んでもよく、同一であってもよい。ロボット１１４、１１６は、図示の実施形態では実質的に剛性の片持ち梁であり得る上アーム１３４を含んでもよい。上アーム１３４は、時計回りの回転方向又は反時計回りの回転方向のいずれかでショルダー回転軸周囲を独立して回転するように適合されてもよい。ショルダー回転軸周囲の回転は、底面床の下に取り付けられる従来型の可変リラクタンスモータ又は永久磁石電気モータなど、各移送チャンバ１１０、１１２の外部に位置決めされるモータハウジング（図示せず）内で受容され得る上アーム駆動モータなどの任意の適切な原動部材によってもたらされてもよい。上アーム１３４の回転は、コントローラ１３５から上アーム駆動モータへの適切なコマンドによって制御されてもよい。幾つかの実施形態では、モータハウジング及びベースは、互いに一体になるようにつくられてもよい。他の実施形態では、ベースは、移送チャンバ１１０、１１２の底面床と一体になるようにつくられてもよい。

【0022】

［０００３０］ショルダー回転軸から離間される半径方向の位置において上アーム１３４の外側端で取り付けられ、回転可能に連結されるのは、前アーム１３６である。前アーム１３６は、半径方向の位置におけるエルボー回転軸周囲の上アーム１３４に対するＸ−Ｙ平面において回転するように適合されてもよい。前アーム１３６は、モータハウジング（これも図示せず）に設けられることができる前アーム駆動モータ（図示せず）によって、ベース及び上アーム１３４に対するＸ−Ｙ平面において独立して回転可能であってもよい。

【0023】

［０００３１］エルボー回転軸から離間される位置において前アーム１３６の外側端上に位置するのは、１つ又は複数のリスト部材１３８Ａ、１３８Ｂであってもよい。リスト部材１３８Ａ、１３８Ｂは、それぞれ、リスト回転軸周囲の前アーム１３６に対するＸ−Ｙ平面における独立回転のために適合されてもよい。更に、リスト部材１３８Ａ、１３８Ｂは、それぞれ、エンドエフェクタ１４０Ａ、１４０Ｂ（さもなければ「ブレード」と呼ばれる）に連結されてもよく、エンドエフェクタ１４０Ａ、１４０Ｂは、それぞれ、選び取る動作及び／又は置く動作の間に基板１０２を運び、移送するように適合される。エンドエフェクタ１４０Ａ、１４０Ｂは、任意の適切な従来型の構造のものであってもよい。エンドエフェクタ１４０Ａ、１４０Ｂは、受動的であってもよく、或いはメカニカルクランプなどの基板１０２を保持するための幾つかの能動的手段又は静電能力を含んでもよい。エンドエフェクタ１４０Ａ、１４０Ｂは、機械的締結、接着、締め付けなどの任意の適切な手段によってリスト部材１３８Ａ、１３８Ｂに連結されてもよい。任意選択的に、それぞれのリスト部材１３８Ａ、１３８Ｂ、及びエンドエフェクタ１４０Ａ、１４０Ｂは、１つの一体部分として形成されることによって、互いに連結されてもよい。各リスト部材１３８Ａ、１３８Ｂの回転は、移送チャンバ１１０、１１２の外部にあり得るモータハウジング（図示せず）内に位置し得る、それぞれのリスト駆動モータによって付与されてもよい。

【0024】

［０００３２］図示の実施形態では、エンドエフェクタ１４０Ａ、１４０Ｂは、各処理チャンバ１１７−１２１、１つ又は複数のビアパススルーチャンバ１２２、１２３のそれぞれ、及びビアパススルー装置１２４の各チャンバに挿入されてもよい。挿入は、概して真っ直ぐに行われてもよく、すなわち、それぞれのチャンバのファセットに対してほぼ直角の方向に挿入されるが、幾らかの微妙な角度オフセットが同様に許容され得る。平行のファセット（例えば、対になったチャンバ）にアクセスするこの能力は、挿入及び引き戻しされる際にエンドエフェクタ１４０Ａ、１０４Ｂの作用線が、それぞれのロボット１１４、１１６のショルダー軸から水平にオフセットされるため、本明細書で軸外能力（ｏｆｆ−ａｘｉｓ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）と呼ばれる。

【0025】

［０００３３］メイダン等（Ｍａｙｄａｎ ｅｔ ａｌ）による米国特許第５，８５５，６８１号で教示されるロボットのように、他の種類のロボットをこのような軸外のチャンバ又は対になったチャンバを処理するために使用してもよい。図示の実施形態では、１つ又は複数のビアパススルーチャンバ１２２、１２３は、ビアパススルー装置１２４から水平に反対側の第１メインフレームセクション１０３の側面上で第１メインフレームセクション１０３に連結される。パススルー装置１２４は、個別の構成要素として構成されてもよく、各メインフレームセクション１０３、１０４に取り付け可能な共通本体１４２を含んでもよい。

【0026】

［０００３４］図２は、実施形態による、代表的なビアパススルー装置１２４の詳細を示す。ビアパススルー装置１２４は、第１側面上で第１メインフレームセクション１０３の第１ハウジング１０６、並びに他の側面上で第２メインフレームセクション１０４の第２ハウジング１０８に接続可能な剛性材料（例えば、アルミニウム）の共通本体２４２を含む。接続は、締結（例えば、ボルト締め）などの機械的接続による方法であってもよく、第１及び第２ハウジング１０６、１０８との接続界面は、幾つかの実施形態では、適切に密封されることができる。

【0027】

［０００３５］ビア装置１２４は、第１メインフレームセクション１０３と第２メインフレームセクション１０４との間で連結するように適合され、且つ基板１０２が移送チャンバ１１０、１１２の間を通過することを可能にするパススルーチャンバ２４４を含む。パススルーチャンバ２４４は、入口２４６及び出口２４８を含み、それぞれスリットバルブ１３２を有する。本明細書に使用される入口及び出口は、最終的に方向を示すわけではなく、入口２４６は時として出口として機能する場合がある。同様に、出口２４８は時として入口として機能する場合がある。したがって、基板１０２は、いずれの方向でもパススルーチャンバ２４４を通過することができる。スリットバルブ１３２は、米国特許番号第６，１７３，９３８号、及び第７，００７，９１９号において教示されるように、任意の適切なスリットバルブ構造であってもよい。幾つかの実施形態では、スリットバルブ１３２は、例えば、Ｌモーション（Ｌ−ｍｏｔｉｏｎ）スリットバルブであってもよい。

【0028】

［０００３６］パススルーチャンバ２４４は、従来型の構造であってもよく、１つ又は複数の支持体２５０を含んでもよい。１つ又は複数の支持体２５０は、１つ又は複数の基板１０２（破線で示される）がその上に置かれ、支持されることを可能にするように適合される。１つ又は複数の支持体２５０上に置かれる基板１０２は、エンドエフェクタ１４０Ａ、１４０Ｂを入口２４６及び出口２４８それぞれを通して延在させることによって、各ロボット１１４、１１６によってアクセス可能である。支持体２５０は、ピン、ペデスタル、スロット、タブ、プラットフォームなどの任意の適切な構造でつくられてもよい。幾つかの実施形態では、リフトアクチュエータ２４３が、１つ又は複数の支持体２５０を持ち上げるために使用されてもよい。

【0029】

［０００３７］ビアパススルー装置１２４は、ビア処理チャンバ２５２を更に含む。ビア処理チャンバ２５２は、パススルーチャンバ２４４とは異なる垂直階層に位置する。ビア処理チャンバ２５２は、その中に置かれる基板１０２上で処理を実行するように適合される。この態様では、基板処理システム１００の更なる処理能力がビア位置において提供される。図示の実施形態では、チャンバ２４４、２５２の少なくとも一部が共通本体２４２内で形成される。図示の実施形態では、２つの鉛直レベルに位置するパススルーチャンバ２４４及びビア処理チャンバ２５２に処理を施すためにＺ軸能力（Ｚ−ａｘｉｓ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）がロボット１１４、１１６上に提供されてもよい。Ｚ軸能力は、最大約２００ｍｍであることができる。基板１０２をクールダウン２４４Ｃに下降させることによって、冷却がパススルーチャンバ２４４に内部で行われることができる。ビアパススルーチャンバ２４４に供給される真空は、専用真空ポンプ（図示せず）によって供給され得る。

【0030】

［０００３８］図示の実施形態では、ビア処理チャンバ２５２は、パススルーチャンバ２４４の鉛直上方（例えば、直上）に配置され且つ位置決めされてもよい。図示の実施形態では、処理チャンバ２５２内への入口通路は、第２メインフレームセクション１０４の第２移送チャンバ１１２と連通する開口部２５４を通る。スリットバルブ２３４が、開口部２５４内に設けられてもよい。ビアパススルー装置１２４は、幾つかの実施形態では、ビア処理チャンバ２５２内への単一の開口部２５４を有してもよい。

【0031】

［０００３９］図３の実施形態では、パススルーチャンバ３４４の鉛直上方に位置し且つ位置決めされるパススルーチャンバ３４４及びビア処理チャンバ３５２を有するが、複数の開口部３５４Ａ、３５４Ｂがビア処理チャンバ３５２内に設けられる、ビアパススルー装置３２４の代替的な実施形態が提供される。スリットバルブ１３２、２３４、３３４が、各開口部３５４Ａ、３５４Ｂ、並びに入口２４６、出口２４８に設けられてもよい。したがって、開口部３５４Ａ及び３５４Ｂ、並びに入口２４６及び出口２４８は、それぞれ、基板１０２を移送チャンバ１１０、１１２の間を通し且つ移送するために使用されてもよい。したがって、この実施形態では、パススルー能力がビア処理チャンバ３５２を通して提供される。ビア処理チャンバ３５２は、第１メインフレームセクション１０３の第１移送チャンバ１１０に連結し、そこからアクセス可能であるように適合される第１開口部３５４Ａ、及び第２メインフレームセクション１０４の第２移送チャンバ１１２に連結し、そこからアクセス可能であるように適合される第２開口部３５４Ｂを有する。

【0032】

［０００４０］ここで図２と図３の両方を参照すると、ビア処理チャンバ２５２、３５２は、それぞれ、処理される基板１０２が処理の間に支持されることができるペデスタル２５３を含んでもよい。ペデスタル２５３は、固定（例えば、移動しない）ペデスタルであってもよく、幾つかの実施形態では、その中に従来型の抵抗ヒータを含めることによって、加熱されることができる。ヒータは、基板１０２を、約０度（摂氏）と約３００度（摂氏）の間の温度、幾つかの実施形態では、約２５０度（摂氏）を上回る温度、更なる実施形態では、約２８０度（摂氏）と約３００度（摂氏）の間の温度などの所定の温度まで加熱するように機能することができる。パススルー装置１２４、３２４は、ビアパススルー装置１２４、３２４のビア処理チャンバ２５２、３５２内の基板１０２上で処理を実行することができる。具体的には、ビア処理チャンバ２５２、３５２内で実行される処理は、堆積処理、酸化処理、ニトロ化処理、アニール処理、エッチング処理、洗浄処理、又は軽減処理からなる処理群から選択される少なくとも１つであってもよい。１つの実施形態では、処理は、例えば、酸化銅（ＣｕＯ）を除去するように適合される酸化物除去又は酸化物エッチング処理であってもよい。幾つかの実施形態では、処理はプラズマ支援処理であってもよい。

【0033】

［０００４１］他の実施形態では、ビア処理チャンバ２５２、３５２内で実行される処理は、基板１０２からハロゲン成分を除去するように適合される軽減処理であってもよい。 例えば、ハロゲン含有残留物を除去する軽減処理は、ビア処理チャンバ２５２、３５２内で実行されてもよい。軽減は、臭化水素（ＨＢｒ）、塩素（Ｃｌ_２）、又は四フッ化炭素（ＣＦ_４）のうちの１つ又は複数を除去するように実行されてもよい。ハロゲン含有残留物の除去のために適切な軽減処理は、例えば、米国特許第８，２９３，０１６号において教示される。他の後処理残留物をビア処理チャンバ２５２、３５２内で除去することができる。例えば、基板１０２は、処理チャンバ（例えば、１１７−１２１）のうちの１つにおいて処理を経て、次いで、残留物除去処理又は他のガス軽減処理のために、それぞれのロボット１１４、１１６によってビア処理チャンバ２５２、３５２に移送されることができる。

【0034】

［０００４２］ビア処理チャンバ２５２、３５２内の真空圧は、そこで望まれる処理の実行に適切な真空範囲に、連結された真空ポンプ２５５によって制御することができる。真空ポンプ２５５は、ターボポンプ又は他の適切なポンプであってもよく、共通本体２４２、３４２の内部の１つ又は複数の通路２５６によって、各チャンバ２５２、３５２に連結されてもよい。ポンプ２５５は、各処理チャンバ２５２、３５２のための真空を供給するように動作することができる。

【0035】

［０００４３］１つ又は複数のガスは、望まれる処理を実行するために、ガス吸気口２５７を介して共通遠隔プラズマ源２５８、２５７、３５７内へ、ビア処理チャンバ２５２、３５２に供給されてもよい。例えば、窒素（Ｎ_２）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、水素（Ｈ２）、酸素（Ｏ_２）、オゾン（Ｏ_３）などのガスが、従来型のガス供給システム（図示せず）によって、ビア処理チャンバ２５２、３５２に供給されてもよい。このようなガス供給システムは、例えば、ガス供給容器、質量流量コントローラ及びバルブを含んでもよい。

【0036】

［０００４４］別の実施形態では、酸化銅除去処理がビア処理チャンバ２５２、３５２内で行われてもよい。適切な酸化銅除去処理が、例えば、米国特許第６，７３４，１０２号及び第６，９４６，４０１号で説明される。他の酸化銅除去処理が使用されてもよい。幾つかの処理では、図示の共通遠隔プラズマ源などのプラズマ源２５８が設けられ、ビア処理チャンバ２５２、３５２に連結されてもよい。

【0037】

［０００４５］更に、リフトアセンブリ２７２が、処理チャンバ２５２、３５２の内部の基板１０２を持ち上げるために設けられてもよい。図４Ａで最もよく示されるように、リフトアセンブリ２７２は、アルミニウム材料のフープ状フレームであり得るリフトフレーム４７３を含む。フィンガ４７１は、リフトフレーム４７３に連結され、ねじ又はボルトなどの適切な締め具によって取り付けられてもよく、或いは、リフトフレーム４７３と一体につくられてもよい。フィンガ４７１は、基板１０２を支持し、リフトアクチュエータ４８２がライザ部４７０によって上部位置に動かされたとき、ロボット１１２のエンドエフェクタ１４０Ａが基板１０２を処理チャンバ２５２から抽出することを可能にするように、基板１０２が位置決めされる。

【0038】

［０００４６］フレーム４７３内に取り付けられているのは、格納リング４７５である。格納リング４７５は、石英又はアルミナリングであってもよい。格納リング４７５は、処理チャンバ２５２、３５２、４５２Ａ、４５２Ｂ内で行われるプラズマ処理へのスリットバルブ開口部２５４、３５４Ａ、３５４Ｂ、４５４Ａ、４５４Ｂの影響を低減させるように機能することができる。格納リング４７５は、ペデスタル２５３と面板２５９の間を延在し、その間の縦方向の隙間を埋める。約３ｍｍの半径方向の隙間をペデスタル２５３の周囲と格納リング４７５の内径の間に設けてもよい。他の隙間を使用することができる。格納リング４７５は、形状が環状であってもよく、リフトフレーム４７３内で形成されるポケットの置かれてもよい。

【0039】

［０００４７］図４Ｄで見られるように、プラズマ支援処理がチャンバ４５２Ａ内で行われるとき、格納リング４７５は、処理チャンバ４５２Ａを実質的に囲む。同一の格納リング４７５が処理チャンバ４５２Ｂ内に設けられてもよい。リフトアクチュエータ４８２の作動によるライザ部４７０の動作を通してリフトフレーム４７３が持ち上げられるとき、リング４７５は、移動し、シャワーヘッド２４７から半径方向外側の環状上部ポケット４７８内に受容される。したがって、リング４７５は、移動可能な格納リングを含む。

【0040】

［０００４８］図４Ｄは、処理チャンバ４５２Ａ、４５２Ｂ、ロードロックチャンバ４４４Ａ、４４４Ｂ、及び他の構成要素を示すビアパススルー装置４２４の代表断面図を示す。チャンバ４５２Ｂ上でリフトアセンブリ２７２が、交換のために上部位置に位置決めされているように示される。処理チャンバ４５２Ｂから基板１０２が交換されることを妨げないように格納リング４７５がスリットバルブの開口部４５４Ｂの上に持ち上げられることに留意されたい。左のチャンバ４５２Ａは、フィンガ４７１がフィンガ凹部４６４を通して受容されることとともに下部位置におけるリフトアセンブリ２７２を示す。下部リフトアセンブリ４６７は、更に、べローズ４６６、下部リフトアクチュエータ２４３、支持体４５０、及びクールダウンプラットフォーム４４４Ｃを含むように示される。

【0041】

［０００４９］図１の電子デバイス処理システム１００は、横並び配置で配置されるパススルーチャンバ１２２、１２３を有するビアパススルー装置１２４を含む。ビアパススルー装置１２４のパススルーチャンバ１２２、１２３は、実質的に同一であってもよく、ビアパススルー装置１２４、３２４の構成によって置き換え且つ交換してもよい。幾つかの実施形態では、図２に示されるビアパススルー装置１２４の種類の組み合わせは、１つのビアの位置において設けられてもよく、図３に示されるビアパススルー装置３２４の種類は、そこから水平にオフセットされる別のビアの位置において設けられてもよい。

【0042】

［０００５０］ここで図４Ｃ及び図４Ｄを参照すると、パススルー装置４２４の実施形態の等角図及び断面図が示される。ビアパススルー装置４２４は、第１移送チャンバ１１０に連結され、且つそこからアクセス可能であるパススルーチャンバ４４４Ａ、４４４Ｂに連結される入口４４６Ａ、４４６Ｂを有する共通本体４４２を含む。出口は、他の側面に設けられ、第２移送チャンバ１１２に連結されてもよい。上述のように、ビア処理チャンバ４５２Ａ、４５２Ｂは、パススルーチャンバ４４４Ａ、４４４Ｂの上に位置する。

【0043】

［０００５１］図４Ｃに示されるように、共通プラズマ源４５８は、マニフォールド４６０によって処理チャンバ４５２Ａ、４５２Ｂそれぞれに連結されてもよい。図示の実施形態では、ビアパススルー装置４２４は、ビア処理チャンバ４５２Ａ、４５２Ｂそれぞれに連結される共通遠隔プラズマ源４５８を含む。プラズマ源４５８は、ビア処理チャンバ４５２Ａ、４５２Ｂそれぞれにおいてプラズマを生成することから共通であると呼ばれる。分配チャネル４６１Ａ、４６１Ｂは、ビア処理チャンバ４５２Ａ、４５２Ｂそれぞれを共通遠隔プラズマ源４５８に連結する。適切な真空ポンプ４５５を、共通本体４４２の下方に設けてもよく、且つ様々な処理チャンバ４５２Ａ、４５２Ｂの内部に真空を生成するために使用してもよい。

【0044】

［０００５２］図４Ｄで最も良く示されるのは、処理チャンバ４５２Ａ、４５２Ｂ、ロードロックチャンバ４４４Ａ、４４４Ｂ、及び他の構成要素を示すビアパススルー装置４２４の代表断面図である。処理チャンバ４５２Ｂ上でリフトアセンブリ４７２が、基板１０２の交換のために上部位置に位置決めされているように示される。処理チャンバ４５２Ｂにおける基板の交換を妨げないように格納リング４７５がスリットバルブの開口部４５４Ｂの上に持ち上げられることに留意されたい。処理チャンバ４５２Ａは、フィンガ４７１がフィンガ凹部４６４を通して受容されることを伴う下部位置に位置するリフトアセンブリ４７２を示す。下部リフトアセンブリ４６７Ａ、４６７Ｂは、更に、べローズ４６６、下部リフトアクチュエータ２４３、支持体２５０、及びクールダウンプラットフォーム４４４Ｃを含むように示される。図４Ｄでは、マニフォールド４６０によってビア処理チャンバ４５２Ａ及びビア処理チャンバ４５２Ｂに連結される共通遠隔プラズマ源４５８が更に示される。マニフォールド４６０内のチャネル４６１Ａ、４６１Ｂは、プラズマをガスボックス４６２に供給し、シャワーヘッド２４７及び面板２５９に通す。１つ又は複数のガスが、吸気口２５７において導入されてもよい。補助的ガス吸気口がガスボックス４６２において設けられてもよい（吸気口は図示せず）。

【0045】

［０００５３］ここで図４Ｅ及び４Ｆを参照すると、ペデスタル２５３が詳細に示される。ペデスタル２５３は、最上部プレート４６８を含む。最上部プレートは、基板１０２に接触するように適合されるアルミニウム材料であってもよい。ペデスタル２５３は、最上部プレート４６８の下方にあり、且つ支持体４７６内の溝に横たわる抵抗素子を有する内部抵抗性ヒータを含み得る支持体４７６（これもアルミニウムであり得る）を含んでもよい。ヒータは、基板１０２を、約０度（摂氏）と約３００度（摂氏）の間の温度、又はそれを上回る温度などの適切な処理温度に加熱することができる。ヒータへの電力入力ケーブルは、チャネル４７７内で水平に延在してもよく、次いで、共通本体４４２内に形成されるヒータポートを通って垂直下方に延在してもよい。ヒータポートは、最上部プレート４６８の中央からオフセットされる。適切に密封された電気パススルー４８０が、ヒータポートを密封することができる。最上部プレート４６８で示されるのは、表面の下のフィンガ４７１を受容するように構成され、且つ適合される複数のフィンガ凹部４６４（例えば、３つのフィンガ）である。リフトアセンブリ４７２のフィンガ４７１（図４Ａ−図４Ｂ）は、ロボット１１６を用いて基板を交換する間に、基板１０２に接触してそれを持ち上げるように適合される。フィンガ４７１の数は、例えば３つ以上であってもよい。フィンガは、接続フランジ４６９によってライザ部４７０に接続されるリフトフレーム４７３などの接続部分から延在してもよい。フィンガは、基板１０２の下方で水平に延在してもよい。フィンガ４７１は、基板１０２を支持するために適切な半径方向の間隔で離間され、更に基板１０２に対するエンドエフェクタ１４０Ａのアクセスを妨げないように離間されてもよい。

【0046】

［０００５４］図５で示されるように、基板（例えば基板１０２）を処理する方法５００が提供される。方法５００は、５０２では、第１ロボット（例えば、第１ロボット１１４）を含む第１メインフレームセクション（例えば、第１メインフレームセクション１０３）を提供すること、及び５０４では、第２ロボット（例えば、第２ロボット１１６）を含む、第１メインフレームセクションに隣接する第２メインフレームセクション（例えば、第２メインフレームセクション１０４）を提供することが含まれる。方法５００は更に、５０６では、第１メインフレームと第２メインフレームを連結するビアパススルー装置（例えば、ビアパススルー装置１２４、３２４、４２４）を提供すること、及び５０８では、ビアパススルー装置の１つ又は複数のビア処理チャンバ（例えば、ビア処理チャンバ２５２、３５２、４５２Ａ、４５２Ｂ）内の１つ又は複数の基板上の処理を実行することが含まれる。

【0047】

［０００５５］前述の説明は、本発明の単なる例示的な実施形態を開示する。本発明の範囲に含まれる、以上で開示されたシステム、装置、及び方法の修正例は、当業者にはすぐに明らかになるだろう。したがって、本発明が、その例示的な実施形態に関連して開示されたが、他の実施形態が、以下の特許請求の範囲によって定義される、本発明の範囲に含まれうると理解されたい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図4F】

【図5】