特許 7026684 改良されたロードポートのためのシステム、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】

(24)【登録日】2022-02-17

(45)【発行日】2022-02-28

(54)【発明の名称】改良されたロードポートのためのシステム、装置、及び方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20220218BHJP

   B65G 49/07 20060101ALI20220218BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

B65G49/07 L

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2019524184

(86)(22)【出願日】2017-11-09

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2019-11-28

(86)【国際出願番号】 US2017060949

(87)【国際公開番号】W WO2018089698

(87)【国際公開日】2018-05-17

【審査請求日】2019-07-04

(31)【優先権主張番号】15/348,967

(32)【優先日】2016-11-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【前置審査】

(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】ボーンカッター， ルーク ダブリュ．

(72)【発明者】

【氏名】ブラニク， デーヴィッド ティー．

(72)【発明者】

【氏名】ロイター， ポール ビー．

【審査官】杢 哲次

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１４６３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０６６２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３５７６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１６４３６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｂ６５Ｇ ４９／０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロードポートシステムであって、
ドックとキャリアオープナーとを支持するフレームと、
前記キャリアオープナーを上げ下げするように動作可能なエレベータおよびエレベータアームと、
前記エレベータおよび前記エレベータアームが内部で移動するように動作可能な分離区画であって、機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）の空間から部分的に分離された空間を含む分離区画と、
前記フレーム上に装着されたハウジングであって、前記フレームと共に前記分離区画の空間を画定するハウジングと、
前記ハウジングの壁に設けられたパージサプライであって、前記分離区画内に閉じ込められた反応性ガスを前記分離区画からパージするために、前記ＥＦＥＭを通過する基板と反応しない非反応性のパージガスを、該パージサプライを介して前記分離区画内に供給するように構成されたパージサプライと、
を備え、
前記ロードポートシステムは、前記ＥＦＥＭと流体連通する前記分離区画の側面に配置された開口部を形成し、前記エレベータアームは、前記開口部を介して前記ＥＦＥＭ内に延在する、ロードポートシステム。

【請求項2】

前記閉じ込められた反応性ガスは酸素で、前記非反応性のパージガスは窒素である、請求項１に記載のロードポートシステム。

【請求項3】

前記パージサプライは、上方の閉じ込められた反応性ガスを、前記パージサプライを介して供給された前記非反応性のパージガスによって前記分離区画の外へ強制的に排出するため、前記分離区画の下端に配置されている、請求項１または２に記載のロードポートシステム。

【請求項4】

前記パージサプライは、下方の閉じ込められた反応性ガスを、前記パージサプライを介して供給された前記非反応性のパージガスによって前記分離区画の外へ強制的に排出するため、前記分離区画の上端に配置されている、請求項１または２に記載のロードポートシステム。

【請求項5】

前記分離区画は、前記分離区画内のガスを前記分離区画外に排出することができる換気開口部をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のロードポートシステム。

【請求項6】

前記換気開口部は一方向のチェックバルブを含む、請求項５に記載のロードポートシステム。

【請求項7】

ロードポートであって、
ハウジングとフレームによって画定された、エレベータおよびエレベータアームのための分離区画であって、前記ロードポートに連結可能な機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）の空間から部分的に分離された空間を含む分離区画と、
前記ハウジングの壁に連結されたパージサプライであって、前記分離区画内に閉じ込められた反応性ガスを前記分離区画からパージするために、前記ＥＦＥＭを通過する基板と反応しない非反応性のパージガスを、該パージサプライを介して前記分離区画内に供給するように構成されたパージサプライと、
を備え、
前記ロードポートは、前記ＥＦＥＭと流体連通する前記分離区画の側面に配置された開口部を形成し、前記エレベータアームは、前記開口部を介して前記ＥＦＥＭ内に延在する、ロードポート。

【請求項8】

前記閉じ込められた反応性ガスは酸素で、前記非反応性のパージガスは窒素である、請求項７に記載のロードポート。

【請求項9】

前記パージサプライは、上方の閉じ込められた反応性ガスを、前記パージサプライを介して供給された前記非反応性のパージガスによって前記分離区画の外へ強制的に排出するため、前記分離区画の下端に配置されている、請求項７または８に記載のロードポート。

【請求項10】

前記パージサプライは、下方の閉じ込められた反応性ガスを、前記パージサプライを介して供給された前記非反応性のパージガスによって前記分離区画の外へ強制的に排出するため、前記分離区画の上端に配置されている、請求項７または８に記載のロードポート。

【請求項11】

前記分離区画は、前記分離区画内のガスを前記分離区画外に排出することができる換気開口部をさらに含む、請求項７から１０のいずれか一項に記載のロードポート。

【請求項12】

前記換気開口部は一方向のチェックバルブを含む、請求項１１に記載のロードポート。

【請求項13】

機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）を通過する基板と反応しない非反応性のガスで、前記ＥＦＥＭを満たすことと、
前記ＥＦＥＭに連結されたロードポートの分離区画から、前記分離区画内に閉じ込められた反応性ガスを、前記分離区画を囲むハウジングの壁に設けられたパージサプライを介して供給された非反応性のパージガスを用いて、パージすることと、
を含む方法であって、
前記ＥＦＥＭ内においてキャリアオープナーを上げ下げするために、前記分離区画内に配置されたエレベータがエレベータアームに連結されており、前記エレベータアームが、開口部を介して前記分離区画から前記ＥＦＥＭ内に延在している、方法。

【請求項14】

前記非反応性のパージガスは、前記分離区画の下端に配された前記パージサプライを介して前記分離区画内に供給され、前記分離区画内に閉じ込められた前記反応性ガスをパージすることは、上方の前記反応性ガスを前記分離区画の外へ強制的に排出することを含む、請求項１３に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願
［００１］ 本願は、２０１６年１１月１０日に出願された、「ＳＹＳＴＥＭＳ， ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ， ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＡＮ ＩＭＰＲＯＶＥＤ ＬＯＡＤ ＰＯＲＴ」と題する米国非仮特許出願第１５／３４８，９６７号（代理人整理番号２４５３８－０４／ＵＳＡ）からの優先権を主張し、すべての目的のためにその全体が参照により本書に組み込まれる。

【0002】

［００２］ 本願は電子デバイス製造システムに関し、より具体的には、このようなシステム用に改良されたロードポートのためのシステム、装置、及び方法に関する。

【背景技術】

【0003】

［００３］ クリーンルームからの酸素は、酸化などの有害な影響を基板（例えば、半導体ウエハ）に及ぼしうる。したがって、基板は一般的に密閉されたキャリア内に保存、及び／又は非反応性ガス（例えば、窒素）環境内に保持される。電子デバイス処理システムは、機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）に連結されたロードポート、又はクリーンルームと処理ツールとの間のファクトリインターフェースを使用する。オペレータ又は材料ハンドリングシステムは、基板が処理システムに装填され、処理システムから取り外されるように、基板キャリアをロードポートの上に載せることができる。クリーンルームはオペレータのために酸素環境を有するが、一方、処理システムのＥＦＥＭは一般的に基板を保護するため窒素環境を有する。理想的には、ＥＦＥＭは処理システムから酸素を締め出すためにバリアを提供するが、場合によっては、ロードポートは酸素による汚染の原因となりうる。そのため、改良されたロードポートを含むシステム、装置、及び方法が望まれる。

【発明の概要】

【0004】

［００４］ 幾つかの実施形態では、ロードポートシステムが提供される。ロードポートシステムは、ドックとキャリアオープナーを支持するフレームと、キャリアオープナーを上げ下げするように動作可能なエレベータと、エレベータがその中で動くように動作可能な分離区画（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ）であって、装置フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）の空間から分離された空間を含む分離区画と、分離区画内に閉じ込められた反応性ガスを分離区画からパージするように動作可能な分離区画内のパージサプライとを含む。

【0005】

［００５］ 他の幾つかの実施形態では、ロードポートが提供される。ロードポートは、ハウジングとフレームによって画定されたエレベータのための分離区画であって、ロードポートに連結可能な機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）の空間から分離された空間を含む分離区画と、分離区画内に閉じ込められた反応性ガスを分離区画からパージするように動作可能な分離区画内のパージサプライとを含む。

【0006】

［００６］ 更に他の実施形態では、機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）システムをパージするための方法が提供される。方法は、ＥＦＥＭシステムを通過する基板と反応しないガスでＥＦＥＭを満たすことと、分離区画内に配置された非反応性ガスサプライを用いて、分離区画内に閉じ込められた反応性ガスをＥＦＥＭに連結されたロードポートの分離区画からパージすることとを含む。

【0007】

［００７］ 実施形態の更に他の特徴、態様、及び利点は、本実施形態を実施するために想定されるベストモードを含む幾つかの例示的な実施形態及び実装を示すことにより、以下の詳細説明、添付の特許請求の範囲、及び付随する図面から、より十分に明らかになるであろう。実施形態はまた、他の種々の応用も可能であってよい。本実施形態の幾つかの詳細事項は様々な点で改変されうるが、それらはすべて本開示の実施形態の範囲から逸脱するものではない。したがって、図面及び説明は、本質的に例示的であると見なすべきであり、限定的であるとは見なすべきではない。図面は、必ずしも縮尺どおりではない。本明細書の記載は、特許請求の範囲の精神及び範囲に該当するすべての改変例、均等物、及び代替例を網羅するように意図されている。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】幾つかの実施形態による、電子デバイス処理システムの実施例を示すブロック図である。

【図1B】幾つかの実施形態による、電子デバイス処理システムの実施例を示すブロック図である。

【図2A】幾つかの実施形態による、下方ハウジングが実装された状態にある例示的なロードポートを示す正面等角図である。

【図2B】幾つかの実施形態による、下方ハウジングが除去された状態にある例示的なロードポートを示す正面等角図である。

【図3】幾つかの実施形態による、例示的なロードポートを示す背面等角図である。

【図4】幾つかの実施形態による、例示的なロードポートを示す背面平面図である。

【図5】幾つかの実施形態による、電子デバイス処理システムをパージする例示的な方法を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［００１４］ 本書に記載の実施形態は、電子デバイス製造システムの機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）に、改良されたロードポートのためのシステム、装置、及び方法を提供する。
ＥＦＥＭは一般的に、処理ツールの中へ装填される基板と反応しないガス（例えば、窒素）が満たされた閉鎖環境を提供する。ＥＦＥＭは、クリーンルーム環境（例えば、ロードポートによって密閉された基板キャリア内の）と処理システムの内部との間で基板を移送することができるロボットを含む。使用時には、ＥＦＥＭは理想的には正圧に維持された窒素のみの環境である。しかしながら、気密密閉はクリーンルームとＥＦＥＭとの間で連続的には維持されていない。例えば、保守中には、作業員が安全に入ることができるように、ＥＦＥＭには酸素が導入される。その後、残存する酸素を強制的に排出するため、ＥＦＥＭは再び窒素で満たされる。

【0010】

［００１５］ 発明者は、ＥＦＥＭに連結された従来のロードポートがロードポートの分離区画に残りうる酸素を閉じ込めることがあり、とりわけ、ドッキングされた基板キャリアからの基板移送中に、ロードポートのキャリアオープナーが開放され下げられているときには、酸素はゆっくりと漏れてＥＦＥＭに入りうることを明らかにした。分離区画は、基板キャリアを開放するときに、ロードポートのキャリアオープナーを上げ下げするため、エレベータが上下に直進するロードポートの下方部分内の取り囲まれた空間である。分離区画はＥＦＥＭと流体連通しており、エレベータの運動は、分離区画内に閉じ込められている酸素をＥＦＥＭへ押し出しうる。
しかも、酸素は基板材料と反応し、ＥＦＥＭを通る基板を汚染することがあるため、ＥＦＥＭが窒素で満たされた後に、ロードポートの分離区画から酸素が徐々に漏れることは特に問題となる。実施形態によっては、ＥＦＥＭが窒素で満たされると酸素が除去されるように、閉じ込められている酸素を強制的に排出するように動作可能な、ロードポートの分離区画内の専用の窒素パージサプライを提供することによって、この問題を解決する。幾つかの実施形態では、専用の窒素パージサプライと共に、或いは専用の窒素パージサプライなしで、ロードポートから酸素を強制的に排出するため、分離区画内のファンが使用される。幾つかの実施形態では、ＥＦＥＭ内のファンは、専用の窒素パージサプライと共に、或いは専用の窒素パージサプライなしで、ロードポートから酸素を引き出すために使用される。

【0011】

［００１６］ 図１Ａ及び図１Ｂに注目すると、幾つかの実施形態による、例示的な電子デバイス処理システム１００のブロック図が示されている。図１Ｂは図１Ａと同じシステム１００を示しているが、（例えば、反応性の）酸素環境と（例えば、非反応性の）窒素環境との間の境界を画定する垂直の破線１０１を含む。システム１００は、ＥＦＥＭ１０４に連結された基板処理ツール１０２を含む。ＥＦＥＭ１０４は、ドッキングトレイ１０８を支持するフレーム１０６、キャリアオープナー１１０、エレベータ１１２、及びロードポートハウジング１１６によって囲まれた分離区画１１４を含むロードポート１０５に連結されている。ロードポートハウジング１１６はまた、コントローラ１１８を支持する制御構成要素ボードと、分離区画パージサプライ１２０とを取り囲む。

【0012】

［００１７］ ドッキングトレイ１０８は、基板キャリア１２２（例えば、前方開口型統一ポッド（ＦＯＵＰ））を受容するように適合される。基板キャリア１２２はキャリアオープナー１１０を介してアクセスされ、キャリアオープナー１１０は、ＥＦＥＭ１０４内でキャリアオープナー１１０を上下に動かすエレベータ１１２によって邪魔にならないように下げられ、分離区画１１４のエレベータ１１２から延在するエレベータアーム１２４によって運ばれる。分離区画１１４はエレベータ１１２を含む。ロードポートハウジング１１６、すなわち、分離区画１１４によって取り囲まれた空間は、フレーム１０６を通って延在する構成要素を動かすための開口部（図３の３０２を参照）によって、ＥＦＥＭ１０４と流体連通していることに留意されたい。

【0013】

［００１８］ 図１Ｂの垂直破線によって示されているように、システム１００の左側の構成要素は、酸素環境内、例えば、クリーンルーム内に保持されてよく、一方、システム１００の右側の構成要素は、理想的には非反応性ガス（例えば、窒素）環境内に保持される。ガスは基板に対して非反応性となるように選択される。

【0014】

［００１９］ 動作中、酸素を強制的に排出するため、ＥＦＥＭ１０４は最初に窒素で満たされる。しかしながら、酸素が分離区画１１４内に閉じ込められ、分離区画１１４内に配置された専用の分離区画パージサプライ１２０を用いてパージされる。代替的に又は追加的に、分離区画１１４（すなわち、ロードポートハウジング１１６によって取り囲まれた空間）は、ロードポートハウジング１１６内に配置されたファンを用いてパージされるか、分離区画１１４に隣接するＥＦＥＭ１０４内のファン又は真空源を用いて引き出される。酸素がＥＦＥＭ１０４から流し出されると、基板を基板処理ツール１０２に提供するため、又は基板処理ツール１０２から受け取るために、基板キャリア１２２はロードポート１０５にドッキングされうる。キャリアオープナー１１０はエレベータ１１２によって下げられる。基板はロボット（図示せず）によって基板キャリア１２２に挿入され、又は基板キャリア１２２から取り除かれ、次に基板キャリア１２２を再密閉するため、キャリアオープナー１１０は上げられる。図１Ａ及び図１Ｂに点線で示したように、ロードポートハウジング１１６内の（プログラムされたプロセッサ及びプロセッサで実行可能な命令を記憶するメモリを含む）コントローラ１１８は、その動作を制御するため、アクティブな構成要素の各々に連結可能である。

【0015】

［００２０］ 幾つかの実施形態では、分離区画１１４内のパージサプライ１２０は、分離区画１１４の下端に配置され、上方の閉じ込められた反応性ガスを、分離区画１１４の外へ強制的に排出するように構成されている。幾つかの実施形態では、分離区画１１４内のパージサプライ１２０は分離区画１１４の上端に配置され、下方の閉じ込められた反応性ガスを、分離区画１１４の外へ強制的に排出するように構成されている。幾つかの実施形態では、分離区画１１４は、パージサプライ１２０に対向する分離区画１１４の端部に配置された換気開口部を含む。換気開口部は、ガスを分離区画から外に排出することはできるが、戻すことはできない一方向のチェックバルブを含む。幾つかの実施形態では、パージサプライ１２０は、パージサプライ１２０に関して上記で説明された構成のいずれかで配置されたファンで置き換えることができる。

【0016】

［００２１］ 図２Ａ及び図２Ｂは、ロードポート１０５の例示的な実施形態の正面等角図を示している。図２Ａではロードポートハウジング１１６が実装されており、図２Ｂではロードポートハウジング１１６が除去されていることに留意されたい。また、図２Ａ及び図２Ｂ、並びに図３及び図４では、構成要素の異なる図が示されるときでも、同じ構成要素を参照するときには同一の参照番号が使用されることに留意されたい。図２Ｂでは、図１Ａ及び図１Ｂに関して上記で説明した制御構成要素ボード２０２が見ることができる。

【0017】

［００２２］ 図３は、ロードポート１０５の例示的な実施形態の背面等角図を示し、図４は、その背面平面図を示す。これらの図では、分離区画１１４の開口部３０２が明瞭に示されている。分離区画１１４内の空間は、ＥＦＥＭ１０４（図１）内の空間から部分的に分離されているが、エレベータアーム１２４用の開口部３０２のために、分離区画１１４はＥＦＥＭ１０４と流体連通している。ＥＦＥＭ１０４環境への粒子の移動を最小限にするため、開口部３０２は最小限になっていることに留意されたい。したがって、開口部３０２によって分離される２つの空間、ＥＦＥＭ１０４環境と分離区画１１４空間がある。２つの空間をつなぐ小さな開口部３０２のみがあるため、パージサプライが導入されていないと、反応性ガスは分離区画１１４の空間内に閉じ込められる。閉じ込められた酸素が分離区画１１４からパージされないと、特に、キャリアオープナー１１０を上げ下げするため、エレベータ１１２が分離区画１１４内を通って動くときには、酸素は漏れてＥＦＥＭ１０４内の空間に入る。

【0018】

［００２３］ 幾つかの実施形態では、分離区画パージサプライ１２０は、約１０ｌｐｍから約１００ｌｐｍの範囲内の流量で、かつ約０．５ｉｎＷＣから約３ｉｎＷＣの範囲内の圧力で、非反応性ガス（例えば、窒素）を供給する。その他の範囲も可能である。幾つかの実施形態では、ＥＦＥＭパージサプライ（図示せず）は、約２０ｌｐｍから約１０００ｌｐｍの範囲内の流量で、かつ約０．５ｉｎＷＣから約３ｉｎＷＣの範囲内の圧力で、非反応性ガス（例えば、窒素）を供給する。その他の範囲も可能である。ファンを含む代替的な実施形態では、約１０ｌｐｍから約１００ｌｐｍでガスを移動するファンが選択されうる。

【0019】

［００２４］ ここで図５を参照すると、実施形態の例示的な方法５００を示すフロー図が提供されている。最初に、酸素を強制的に排出するため、システム１００の基板処理ツール１０２（すなわち、ＥＦＥＭ１０４）の側は、非反応性ガス（例えば、窒素）で満たされる（５０２）。同時に、或いは遅れて、分離区画１１４に閉じ込められている酸素は、専用の分離区画パージ１２０を用いてパージされる（５０４）。代替的に又は追加的に、任意の閉じ込められた酸素を分離区画１１４からパージするためにファンが使用される。酸素が分離区画１１４とＥＦＥＭ１０４から流し出された後、基板キャリア１２２はロードポート１０５にドッキング可能である（５０６）。あるいは、基板キャリア１２２がロードポート１０５にドッキングされて、その後、分離区画１１４とＥＦＥＭ１０４が、基板キャリア１２２を開く前にパージされてもよい。キャリアオープナー１１０は基板キャリア１２２を開き、次に基板キャリア１２２のドアと共にエレベータ１１２によって下げられる（５０８）。基板は基板キャリア１２２に挿入され、又は基板キャリア１２２から取り除かれ、次に基板キャリア１２２を再密閉するため、キャリアオープナー１１０は上げられる（５１０）。

【0020】

［００２５］ 本開示では数々の実施形態が記載されているが、これらは例示目的でのみ提示されている。記載の実施形態は、いかなる意味においても限定的なものではなく、限定的であることも意図されてもいない。本開示の実施形態は、本開示から容易に明らかなように、数々の実装形態に広く適用可能である。開示される実施形態が、構造、論理、ソフトウェア、電気に関する変更といった、様々な変更及び修正をして実施されうることは、当業者に認識されるであろう。開示される本発明の実施形態の特定な特徴は、一又は複数の特定の実施形態及び／又は図面に関連して記載されうるが、別途明示されない限り、こうした特徴は、関連して記載されているところの一又は複数の特定の実施形態又は図面における使用に限定されないことを理解されたい。

【0021】

［００２６］ 本開示は、すべての実施形態の逐語的な記載でもなければ、すべての実施形態に存在しなければならない実施形態の特徴の羅列でもない。本開示は、幾つかの実施形態の実施可能な説明を当業者に提供する。これらの実施形態の幾つかは、本願では特許請求されないかもしれないが、それに関わらず、本願の優先権の利益を主張する一又は複数の継続出願で特許請求されうる。

【0022】

［００２７］ 前述の説明は、例示的な実施形態を開示しているにすぎない。特許請求の範囲に含まれる、上記で開示された装置、システム、及び方法の修正例が、当業者には容易に自明であろう。したがって、実施形態は、その例示的な実施形態に関連して開示されているが、他の実施形態も、付随する特許請求の範囲によって決まる意図した主旨及び範囲に含まれうることを、理解されたい。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】