特許 7590403 同時基板移送用ロボット

(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】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】同時基板移送用ロボット

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20241119BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022501120

(86)(22)【出願日】2020-07-07

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-16

(86)【国際出願番号】 US2020040994

(87)【国際公開番号】W WO2021011229

(87)【国際公開日】2021-01-21

【審査請求日】2023-06-30

(31)【優先権主張番号】62/873,400

(32)【優先日】2019-07-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(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

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】カールソン， チャールズ ティー．

(72)【発明者】

【氏名】シャーラー， ジェーソン エム．

(72)【発明者】

【氏名】ボーンカッター， ルーク

(72)【発明者】

【氏名】ブラニク， デーヴィット

【審査官】渡井 高広

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０４９１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３９２８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５１２９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１６３０７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第１０１０９５１７（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板処理システムであって：
移送領域を画定している移送領域ハウジングであって、前記移送領域ハウジングの側壁は、基板を提供及び受け取るための密封可能なアクセスを画定している、前記移送領域ハウジングと；
前記移送領域内に配置されている複数の基板支持体と；
移送装置であって：
第１のシャフトと、前記第１のシャフトの周囲に延びており、前記第１のシャフトと同心である第２のシャフトとを含む中央ハブであって、前記第２のシャフトは、前記第１のシャフトと逆回転可能である、中央ハブ；
前記第１のシャフトに結合されており、前記複数の基板支持体の前記基板支持体の数に等しい数の第１のアームを有する複数の第１のアームを含む第１のエンドエフェクタ；及び
前記第２のシャフトに結合されており、前記第１のエンドエフェクタの前記第１のアームの数に等しい数の第２のアームを有する複数の第２のアームを含む第２のエンドエフェクタを含む、移送装置と
を含み、
前記第２のエンドエフェクタが、前記中央ハブに沿って前記第１のエンドエフェクタから垂直方向にオフセットされている、基板処理システム。

【請求項2】

前記第１のエンドエフェクタが、複数の第１のエンドピースをさらに含み、各第１のエンドピースは、前記複数の第１のアームの個別の第１のアームと結合されており、かつ、前記第２のエンドエフェクタが、複数の第２のエンドピースをさらに含み、各第２のエンドピースは、前記複数の第２のアームの個別の第２のアームと結合されている、請求項１に記載の基板処理システム。

【請求項3】

各第１のエンドピース及び各第２のエンドピースが、前記中央ハブに直交して延びる同様の平面に垂直に延びており、かつ、各第１のエンドピース及び各第２のエンドピースが、凹んだレッジ及び棚を画定している、請求項２に記載の基板処理システム。

【請求項4】

各第１のエンドピース及び各第２のエンドピースが、弧状の外部プロファイルによって特徴付けられている、請求項２に記載の基板処理システム。

【請求項5】

各第１のエンドピースが、対応する第２のエンドピースに対して基板を解放可能に係合するように構成されている力生成プランジャを含む、請求項２に記載の基板処理システム。

【請求項6】

前記中央ハブが、前記中央ハブの中心軸に沿って垂直方向に並進可能である、請求項１に記載の基板処理システム。

【請求項7】

基板を移送する方法であって：
基板処理システムの移送領域内の第１の基板支持体で前記基板を受け取ることであって、前記基板処理システムが：
第１のシャフトと、前記第１のシャフトの周囲に延びており、前記第１のシャフトと同心である第２のシャフトとを含む中央ハブ；
前記第１のシャフトに結合されており、複数の第１のアームを含む第１のエンドエフェクタ；及び
前記第２のシャフトに結合されており、複数の第２のアームを含む第２のエンドエフェクタ
を含む移送装置を含む、前記受け取ることと；
前記中央ハブの中心軸を中心に第１の方向に前記第１のシャフトを回転させることと；
前記中央ハブの中心軸を中心に第２の方向に前記第２のシャフトを回転させることと；
前記複数の第１のアームの第１のアーム及び前記複数の第２のアームの第２のアームを前記基板に係合させることと；
前記基板を再配置するために、前記中心軸を中心に前記第１のアーム及び前記第２のアームを共回転させることと；
前記基板を前記基板処理システムの第２の基板支持体に送達することと；
前記基板を前記第２の基板支持体に送達する前に、前記第１の基板支持体と前記第２の基板支持体との間に配置された位置合わせハブに前記基板を送達することと、
を含む、基板を移送する方法。

【請求項8】

前記第１のシャフトを前記中心軸を中心に前記第２の方向に回転させ、前記第２のシャフトを前記中心軸を中心に前記第１の方向に回転させることによって、前記移送装置から前記基板を切り離すことをさらに含む、請求項７に記載の基板を移送する方法。

【請求項9】

続いて、前記基板を係合させ、前記移送領域内で前記移送装置を垂直に並進させることによって、前記第１の基板支持体から前記基板を持ち上げることをさらに含む、請求項７に記載の基板を移送する方法。

【請求項10】

続いて前記基板と係合させ、前記基板から前記第１の基板支持体を引っ込めることをさらに含む、請求項７に記載の基板を移送する方法。

【請求項11】

前記第１のエンドエフェクタが複数の第１のエンドピースを含み、各第１のエンドピースは、前記複数の第１のアームの個別の第１のアームと結合され、前記第２のエンドエフェクタは、複数の第２のエンドピースを含み、各第２のエンドピースは、前記複数の第２のアームの個別の第２のアームと結合され、各第１のエンドピース及び各第２のエンドピースは、凹んだレッジ及び棚を画定し、前記基板と係合させることは、前記第１のアームの前記第１のエンドピースの前記棚と前記第２のアームの前記第２のエンドピースの前記棚とを前記基板の外縁の下に延ばすことを含む、請求項７に記載の基板を移送する方法。

【請求項12】

基板処理システムであって、
移送領域を画定している移送領域ハウジングであって、前記移送領域ハウジングの側壁は、基板を提供及び受け取るための密封可能なアクセスを画定している、前記移送領域ハウジングと；
前記移送領域内に配置されている複数の基板支持体と；
移送装置であって：
第１のシャフトと、前記第１のシャフトの周囲に延びており、前記第１のシャフトと同心である第２のシャフトとを含む中央ハブであって、前記第２のシャフトは、前記第１のシャフトから独立して回転可能であり、前記中央ハブの中心軸に沿って垂直方向に並進可能である前記中央ハブ；
前記第１のシャフトに結合されており、前記中央ハブから複数の第１のアームの各第１のアームの遠位端まで半径方向外向きに延びている前記複数の第１のアームを含む第１のエンドエフェクタであって、前記各第１のアームは、第１のアーク経路に沿って各第１のアームの前記遠位端まで延びている弧状の形状によって特徴付けられている、第１のエンドエフェクタ；及び
前記第２のシャフトに結合されており、前記中央ハブから複数の第２のアームの各第２のアームの遠位端まで半径方向外向きに延びている前記複数の第２のアームを含む第２のエンドエフェクタであって、前記各第２のアームは、第２のアーク経路に沿って各第２のアームの前記遠位端まで延びている弧状の形状によって特徴付けられおり、前記第２のアーク経路は、前記中央ハブの中心軸に垂直な前記中央ハブから延びている横軸を中心に鏡像化された前記第１のアーク経路である、第２のエンドエフェクタ
を含む移送装置と
を含み、
前記第２のエンドエフェクタが、前記中央ハブに沿って前記第１のエンドエフェクタから垂直方向にオフセットされている、基板処理システム。

【請求項13】

前記第１のエンドエフェクタが、複数の第１のエンドピースをさらに含み、各第１のエンドピースは、前記複数の第１のアームの個別の第１のアームと結合されており、かつ、前記第２のエンドエフェクタが、複数の第２のエンドピースをさらに含み、各第２のエンドピースは、前記複数の第２のアームの個別の第２のアームと結合されている、請求項１２に記載の基板処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
この出願は、２０１９年７月１２日に出願された米国仮特許出願第６２／８７３，４００号の優先権の利益を主張し、その内容は、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

現在の技術は、２０１９年７月１２日に同時に提出された以下の出願に関連しており、タイトルは次のとおりである。「ＲＯＢＯＴＦＯＲＳＩＭＵＬＴＡＮＥＯＵＳ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＴＲＡＮＳＦＥＲ」（米国仮出願第６２／８７３，４３２号）、「ＲＯＢＯＴ ＦＯＲ ＳＩＭＵＬＴＡＮＥＯＵＳ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＴＲＡＮＳＦＥＲ」（米国仮出願第６２／８７３，４５８号）、「ＲＯＢＯＴ ＦＯＲ ＳＩＭＵＬＴＡＮＥＯＵＳ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＴＲＡＮＳＦＥＲ」（米国仮出願第６２／８７３，４８０号）、「ＭＵＬＴＩ－ＬＩＤ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ ＦＯＲ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭＳ」（米国暫定出願番号６２／８７３，５１８）、及び「ＨＩＧＨ－ＤＥＮＳＩＴＹ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ」（米国仮出願第６２／８７３，５０３号）。これらの出願のそれぞれは、すべての目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0003】

本技術は、半導体処理及び装置に関する。より詳細には、本技術は、基板処理システムに関する。

【背景技術】

【0004】

背景
半導体処理システムは、多くの場合、クラスタツールを利用して多数の処理チャンバを統合する。この構成は、制御された処理環境から基板を取り除くことなく、いくつかの連続処理操作の実行を容易にすることができ、又は同様のプロセスを、様々なチャンバ内で一度に複数の基板に対して実行することを可能にすることができる。これらのチャンバは、例えば、脱気チャンバ、前処理チャンバ、移送チャンバ、化学気相堆積チャンバ、物理気相堆積チャンバ、エッチングチャンバ、計測チャンバ、及び他のチャンバを含み得る。クラスタツール中のチャンバの組み合わせ、及びこれらのチャンバが実行される動作条件とパラメータは、特定の処理方策及びプロセスフローを使用して特定の構造を製造するために選択される。

【0005】

クラスタツールは、基板を一連のチャンバに連続的に通過させて操作を処理することによって、多くの場合、多数の基板を処理する。プロセスレシピとシーケンスは、通常、クラスタツールを介して各基板の処理を指示、制御、及び監視するマイクロプロセッサコントローラにプログラムされる。ウエハのカセット全体がクラスタツールを介して正常に処理されると、カセットは、さらなる処理のために、さらに別のクラスタツール又は化学機械研磨機などのスタンドアロンツールに送ることができる。

【0006】

ロボットは、通常、様々な処理及び保持チャンバを通してウエハを移送するために使用される。各プロセスと処理操作に必要な時間は、単位時間当たりの基質のスループットに直接影響する。クラスタツールの基板スループットは、移送チャンバ内に配置された基板処理ロボットの速度に直接関係している可能性がある。処理チャンバの構成がさらに開発されるにつれて、従来のウエハ移送システムは不十分となる可能性がある。

【発明の概要】

【0007】

したがって、クラスタツール環境内で基板を効率的に方向付けるために使用できる改善されたシステム及び方法が必要である。これら及び他のニーズは、現在の技術によって対処される。

【0008】

例示的な基板処理システムは、移送領域を画定する移送領域ハウジングを含み得る。移送領域ハウジングの側壁は、基板を提供及び受け取るための密封可能なアクセスを画定し得る。システムは、移送領域内に配置された複数の基板支持体を含み得る。システムはまた、移送装置を含み得る。移送装置は、第１のシャフトと、第１のシャフトの周囲に延びており、第１のシャフトと同心である第２のシャフトとを含む中央ハブを含み得る。第２のシャフトは、第１のシャフトと逆回転可能であり得る。移送装置は、第１のシャフトに結合された第１のエンドエフェクタを含み得る。第１のエンドエフェクタは、複数の基板支持体のいくつかの基板支持体に等しい数の第１のアームを有する複数の第１のアームを含み得る。移送装置はまた、第２のシャフトに結合された第２のエンドエフェクタを含み得る。第２のエンドエフェクタは、第１のエンドエフェクタの第１のアームの数に等しい数の第２のアームを有する複数の第２のアームを含み得る。

【0009】

いくつかの実施形態では、複数の基板支持体は、少なくとも４つの基板支持体を含み得る。第２のエンドエフェクタは、中央ハブに沿って第１のエンドエフェクタから垂直方向にオフセットされ得る。第１のエンドエフェクタはまた、複数の第１のエンドピースを含み得、各第１のエンドピースは、複数の第１のアームの別個の第１のアームと結合される。第２のエンドエフェクタはまた、複数の第２のエンドピースを含み得、各第２のエンドピースは、複数の第２のアームの個別の第２のアームと結合される。各第１のエンドピース及び各第２のエンドピースは、中央ハブに直交して延びる同様の平面に垂直に延びることができる。各第１のエンドピース及び各第２のエンドピースは、凹んだレッジ及び棚を画定し得る。各第１のエンドピース及び各第２のエンドピースは、弧状の外部プロファイルによって特徴付けられ得る。各第１のエンドピースは、対応する第２のエンドピースに対して基板を解放可能に係合するように構成された力生成プランジャを含み得る。中央ハブは、中央ハブの中心軸に沿って垂直に並進可能であり得る。

【0010】

本技術のいくつかの実施形態は、基板を移送する方法を含み得る。この方法は、基板処理システムの移送領域内の第１の基板支持体で基板を受け取ることを含み得る。基板処理システムは、移送装置を含み得る。移送装置は、第１のシャフトと、第１のシャフトの周りに延びており、第１のシャフトと同心である第２のシャフトとを含む中央ハブを含み得る。移送装置は、第１のシャフトと結合された第１のエンドエフェクタを含み得、第１のエンドエフェクタは、複数の第１のアームを含み得る。移送装置はまた、第２のシャフトと結合された第２のエンドエフェクタを含み得、第２のエンドエフェクタは、複数の第２のアームを含み得る。この方法は、中央ハブの中心軸を中心に第１のシャフトを第１の方向に回転させることを含み得る。この方法は、中央ハブの中心軸を中心に第２のシャフトを第２の方向に回転させることを含み得る。この方法は、基板を複数の第１のアームの第１のアーム及び複数の第２のアームの第２のアームと係合させることを含み得る。この方法は、基板を再配置するために、中心軸を中心に第１のアーム及び第２のアームを共回転させることを含み得る。この方法はまた、基板を基板処理システムの第２の基板支持体に送達することを含み得る。

【0011】

いくつかの実施形態では、方法は、中心軸を中心に第２の方向に第１のシャフトを回転させ、中心軸を中心に第１の方向に第２のシャフトを回転させることによって、移送装置から基板を切り離すことを含み得る。この方法は、その後、基板を係合させ、移送装置を移送領域内で垂直に平行移動させることによって、第１の基板支持体から基板を持ち上げることを含み得る。この方法は、続いて基板を係合し、基板から第１の基板支持体を引っ込めることを含み得る。第１のエンドエフェクタは、複数の第１のエンドピースを含み得、各第１のエンドピースは、複数の第１のアームの個別の第１のアームと結合される。第２のエンドエフェクタは、複数の第２のエンドピースを含み得、各第２のエンドピースは、複数の第２のアームの個別の第２のアームと結合される。各第１のエンドピース及び各第２のエンドピースは、凹んだレッジ及び棚を画定し得る。基板を係合させることは、第１のアームの第１のエンドピースの棚及び第２のアームの第２のエンドピースの棚を基板の外縁の下に延ばすことを含み得る。基板処理システムは、少なくとも４つの基板を含み得、基板との係合は、少なくとも４つの基板を第１のエンドエフェクタ及び第２のエンドエフェクタと同時に係合することを含み得る。この方法はまた、基板を第２の基板支持体に送達する前に、第１の基板支持体と第２の基板支持体との間に配置された位置合わせハブに基板を送達することを含み得る。

【0012】

本技術のいくつかの実施形態は、移送領域を画定する移送領域ハウジングを含む基板処理システムを含み得る。移送領域ハウジングの側壁は、基板を提供及び受け取るための密封可能なアクセスを画定し得る。システムは、移送領域内に配置された複数の基板支持体を含み得る。システムは、移送装置を含み得る。移送装置は、第１のシャフトと、第１のシャフトの周囲に延びており、第１のシャフトと同心である第２のシャフトとを含む中央ハブを含み得る。第２のシャフトは、第１のシャフトから独立して回転可能であり得る。移送装置は、第１のシャフトに結合された第１のエンドエフェクタを含み得る。第１のエンドエフェクタは、中央ハブから複数の第１のアームの各第１のアームの遠位端まで半径方向外向きに延びる複数の第１のアームを含み得る。各第１のアームは、第１のアーク経路に沿って各第１のアームの遠位端まで延びる弧状の形状によって特徴付けられ得る。移送装置は、第２のシャフトに結合された第２のエンドエフェクタを含み得る。第２のエンドエフェクタは、中央ハブから複数の第２のアームの各第２のアームの遠位端まで半径方向外向きに延びる複数の第２のアームを含み得る。各第２のアームは、第２のアーク経路に沿って各第２のアームの遠位端まで延びる弧状の形状によって特徴付けられ得る。第２のアーク経路は、中央ハブの中心軸に垂直な中央ハブから延びる横軸についてミラーリングされた第１のアーク経路であり得る。

【0013】

いくつかの実施形態では、第１のエンドエフェクタは、複数の第１のエンドピースを含み得、各第１のエンドピースは、複数の第１のアームの個別の第１のアームと結合される。第２のエンドエフェクタはまた、複数の第２のエンドピースを含み得、各第２のエンドピースは、複数の第２のアームの個別の第２のアームと結合される。中央ハブは、中央ハブの中心軸に沿って垂直に翻訳可能であり得る。

【0014】

このような技術は、従来のシステムや技術に比べて多くの利点を提供する可能性がある。例えば、ハンドリングシステムは、従来の設計と比較して増加した移送速度を提供することができる。さらに、ハンドリングシステムは、複数列の基板を有する移送領域に対応することができる。これら及び他の実施形態は、それらの利点及び特徴の多くとともに、以下の説明及び添付の図と併せてより詳細に説明される。

【0015】

開示された技術の性質及び利点は、本明細書の残りの部分と図面を参照することによってさらに理解を深めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1A】本技術のいくつかの実施形態による例示的な処理システムの概略上面図を示す。

【図1B】本技術のいくつかの実施形態による例示的なチャンバシステムの概略部分断面図を示す。

【図2】本技術のいくつかの実施形態による例示的なチャンバシステムの移送領域の概略斜視図を示す。

【図3A-3B】図３のＡ及びＢは、本技術のいくつかの実施形態による例示的な移送装置の概略断面図を示す。

【図4】本技術のいくつかの実施形態による基板を移送する方法における例示的な動作を示している。

【図5A-5B】図５のＡ及びＢは、本技術のいくつかの実施形態に従って移送される基板の概略上面図を示す。

【図5C-5D】図５のＣ及びＤは、本技術のいくつかの実施形態に従って移送される基板の概略上面図を示す。

【図5E-5F】図５のＥ及びＦは、本技術のいくつかの実施形態に従って移送される基板の概略上面図を示す。

【図5G-5H】図５のＧ及びＨは、本技術のいくつかの実施形態に従って移送される基板の概略上面図を示す。

【図6A】本技術のいくつかの実施形態による基板着座の概略図を示している。

【図6B】本技術のいくつかの実施形態による基板の台座の概略図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0017】

いくつかの図が概略図として含まれている。これらの図は説明を目的としたものであり、特に縮尺又は比率であると述べられていない限り、縮尺又は比率であると見なされるべきではないことを理解されたい。さらに、概略図として、図面は、理解を助けるために提供されており、現実的な描写に比べてすべての態様又は情報を含まない場合があり、例示を目的として強調された素材を含むことがある。

【0018】

添付の図面では、類似の構成要素及び／又は特徴は、同じ参照符号を有しうる。更に、同じ種類の様々な構成要素は、類似の構成要素間を区別する文字により、参照符号に従って区別することができる。本明細書において第１の参照符号のみが使用される場合、その記載は、文字に関わりなく、同じ第１の参照符号を有する類似の構成要素のうちのいずれにも適用可能である。

【0019】

基板処理は、ウエハ又は半導体基板上の材料を追加、除去、あるいは他の方法で修正するための時間のかかる操作を含み得る。基板を効率的に移動すると、キュー時間が短縮され、基板のスループットが向上する可能性がある。クラスタツール内で処理される基板の数を改善するために、追加のチャンバをメインフレームに組み込むことができる。ツールを長くすることで、移送ロボットと処理チャンバを継続的に追加できますが、クラスタツールのフットプリントが拡大するにつれて、スペースが非効率になる可能性があります。したがって、本発明の技術は、画定されたフットプリント内に増大された数の処理チャンバを備えたクラスタツールを含み得る。移送ロボットに関する限られた設置面積に対応するために、本発明の技術は、ロボットから横方向に外側に向かって処理チャンバの数を増やすことができる。例えば、いくつかの従来のクラスタツールは、ロボットについて半径方向にチャンバの数を最大化するために、中央に配置された移送ロボットのセクションの周囲に配置された１つ又は２つの処理チャンバを含み得る。本発明の技術は、別の列又はチャンバのグループとして横方向外向きに追加のチャンバを組み込むことによって、この概念を拡張することができる。例えば、本発明の技術は、１つ又は複数のロボットアクセス位置のそれぞれでアクセス可能な３つ、４つ、５つ、６つ、又はそれ以上の処理チャンバを含むクラスタツールに適用することができる。

【0020】

しかしながら、追加のプロセス場所が追加されると、中央ロボットからこれらの場所にアクセスすることは、各場所での追加の移送機能なしではもはや実行可能ではないかもしれない。いくつかの従来の技術は、移送中に基板が着座したままであるウエハキャリアを含み得る。しかしながら、ウエハキャリアは、基板上の熱的不均一性と粒子汚染の一因となる可能性がある。本発明の技術は、処理チャンバ領域に垂直に位置合わせされた移送セクションと、追加のウエハ位置にアクセスするために中央ロボットと協調して動作することができるカルーセル又は移送装置を組み込むことによって、これらの問題を克服する。本発明の技術は、いくつかの実施形態では従来のウエハキャリアを使用せず、特定のウエハを、移送領域内のある基板支持体から異なる基板支持体に移送することができる。残りの開示は、本発明の構造及び方法が使用され得る４位置移送領域などの特定の構造を日常的に特定するが、システム及び方法が、説明された移送機能から利益を得る可能性のある任意の数の構造及びデバイスに等しく適用可能であることは容易に理解されよう。したがって、該技術は、特定の構造物だけで使用できるほど限定されていると見なされるべきではない。さらに、例示的なツールシステムが本技術の基礎を提供するために説明されるが、本発明の技術は、説明される操作及びシステムの一部又はすべてから利益を得る可能性のある任意の数の半導体処理チャンバ並びにツールに組み込むことができることを理解されたい。

【0021】

図１Ａは、本発明の技術のいくつかの実施形態による、堆積、エッチング、ベーキング、及び硬化チャンバの基板処理ツール又は処理システム１００の一実施形態の上面図を示す。この図では、フロントオープニングユニファイドポッド１０２のセットは、ロボットアーム１０４ａ及び１０４ｂによって工場インターフェース１０３内で受け取られ、それぞれが複数の処理領域１０８と流体結合された移送領域を有する基板処理システムであり得るチャンバシステム又はクワッドセクション１０９ａ～ｃに配置された基板処理領域１０８の１つに送達される前に、ロードロック又は低圧保持領域１０６に配置される様々な寸法の基板を供給する。クワッドシステムが示されているが、スタンドアロンチャンバ、ツインチャンバ、及び他のマルチチャンバシステムを組み込んだプラットフォームが、本発明の技術に等しく含まれることを理解されたい。移送チャンバ１１２に収容された第２のロボットアーム１１０は、基板ウエハを保持領域１０６からクワッドセクション１０９に、そしてその逆に輸送するために使用され得、第２のロボットアーム１１０は、クワッドセクション又は処理システムのそれぞれが接続され得る移送チャンバに収容され得る。各基板処理領域１０８は、周期的層堆積、原子層堆積、化学気相堆積、物理気相堆積、並びにエッチング、前洗浄、アニーリング、プラズマ処理、脱気、配向、及び他の基板プロセスを含む任意の数の堆積プロセスを含むいくつかの基板処理操作を実行するために装備することができる。

【0022】

各クワッドセクション１０９は、第２のロボットアーム１１０から基板を受け取り、基板を送達することができる移送領域を含み得る。チャンバシステムの移送領域は、第２のロボットアーム１１０を有する移送チャンバと整列させることができる。いくつかの実施形態では、移送領域は、ロボットに横方向にアクセス可能であり得る。後続の操作では、移送セクションの構成要素は、基板を上にある処理領域１０８に垂直に平行移動させることができる。同様に、移送領域はまた、各移送領域内の位置の間で基板を回転させるように動作可能であり得る。基板処理領域１０８は、基板又はウエハ上に材料膜を堆積、アニーリング、硬化、及び／又はエッチングするための任意の数のシステムコンポーネントを含むことができる。１つの構成では、クワッドセクション１０９ａ及び１０９ｂの処理領域などの２セットの処理領域を使用して、基板上に材料を堆積させることができ、クワッドセクション１０９ｃの処理チャンバ又は領域などの処理チャンバの第３のセットは、堆積されたフィルムを硬化、アニーリング、あるいは処理するために使用され得る。別の構成では、図示された１２個のチャンバすべてなどの３セットのチャンバすべてが、基板上にフィルムを堆積及び／又は硬化するように構成され得る。

【0023】

図に示されるように、第２のロボットアーム１１０は、複数の基板を同時に送達及び／又は回収するための２つのアームを含み得る。例えば、各クワッドセクション１０９は、第２のロボットアームと横方向に整列され得る移送領域のハウジングの表面に沿った２つのアクセス１０７を含み得る。アクセスは、移送チャンバ１１２に隣接する表面に沿って確定され得る。図示のようないくつかの実施形態では、第１のアクセスは、クワッドセクションの複数の基板支持体の第１の基板支持体と位置合わせされ得る。さらに、第２のアクセスは、クワッドセクションの複数の基板支持体の第２の基板支持体と整列させることができる。いくつかの実施形態では、第１の基板支持体は第２の基板支持体に隣接することができ、２つの基板支持体は基板支持体の第１の列を確定することができる。図示の構成に示されるように、基板支持体の第２の列は、移送チャンバ１１２から横方向外向きに基板支持体の第１の列の後ろに配置され得る。第２のロボットアーム１１０の２つのアームは、２つのアームが同時にクワッドセクション又はチャンバシステムに入り、１つ又は２つの基板を移送領域内の基板支持体に送達又は回収できるように間隔を空けることができる。

【0024】

記載された移送領域のいずれか１つ又は複数は、異なる実施形態で示される製造システムから分離された追加のチャンバと組み込まれ得る。材料フィルム用の堆積、エッチング、アニーリング、及び硬化チャンバの追加の構成が、処理システム１００によって企図されることが理解されよう。さらに、他の任意の数の処理システムを本技術で利用することができ、これは、基板の移動などの特定の操作のいずれかを実行するための移送システムを組み込むことができる。いくつかの実施形態では、注記された保持及び移送領域などの様々なセクションで真空環境を維持しながら複数の処理チャンバ領域へのアクセスを提供し得る処理システムは、個々のプロセス間の特定の真空環境を維持しながら複数のチャンバで操作を実行することを可能にし得る。

【0025】

図１Ｂは、本技術のいくつかの実施形態による、例えば、チャンバシステムを介した、例示的な処理ツールの一実施形態の概略断面立面図を示す。図１Ｂは、任意のクワッドセクション１０９内の任意の２つの隣接する処理領域１０８の断面図を示し得る。立面図は、１つ又は複数の処理領域１０８と移送領域１２０との流体継手の構成を示し得る。例えば、連続移送領域１２０は、移送領域ハウジング１２５によって画定され得る。ハウジングは、多数の基板支持体１３０を配置することができる開放内部容積を画定することができる。例えば、図１Ａに示されるように、例示的な処理システムは、移送領域の周りのハウジング内に分布された複数の基板支持体１３０を含む４つ以上を含み得る。基板支持体は、図示のようにペデスタルであり得るが、他の多くの構成も使用され得る。いくつかの実施形態では、ペデスタルは、移送領域１２０と移送領域を覆う処理領域との間で垂直方向に移送可能であり得る。基板支持体は、チャンバシステム内の第１の位置と第２の位置との間の経路に沿った基板支持体の中心軸に沿って垂直に移送可能であり得る。したがって、いくつかの実施形態では、各基板支持体１３０は、１つ又は複数のチャンバ構成要素によって画定される上にある処理領域１０８と軸方向に整列され得る。

【0026】

開放移送領域は、カルーセルなどの移送装置１３５が、様々な基板支持体の間で、回転などの基板と係合して移動する能力を与えることができる。移送装置１３５は、中心軸を中心に回転可能であり得る。これにより、処理システム内の処理領域１０８のいずれか内で処理するために基板を配置することができる。移送装置１３５は、基板を上、下から係合させることができる、１つ又は複数のエンドエフェクタを含み得るか、あるいは基板支持体の周りを移動するために基板の外縁と係合することができる。移送装置は、前述のロボット１１０などの移送チャンバロボットから基板を受け取ることができる。次に、移送装置は、追加の基板の送達を容易にするために、基板を代替の基板支持体に回転させることができる。

【0027】

配置されて処理を待機すると、移送装置は、エンドエフェクタ又はアームを基板支持体の間に配置することができ、これにより、基板支持体を移送装置１３５を越えて上昇させ、基板を処理領域１０８に送達することができ、これは移送領域から垂直方向にオフセットされる場合がある。例えば、そして図示のように、基板支持体１３０ａは、基板を処理領域１０８ａに送達することができる一方で、基板支持体１３０ｂは、基板を処理領域１０８ｂに送達することができる。これは、他の２つの基板支持体及び処理領域、並びに追加の処理領域が含まれる実施形態における追加の基板支持体及び処理領域で起こり得る。この構成では、基板支持体は、第２の位置などで基板を処理するために動作可能に係合される場合、下から処理領域１０８を少なくとも部分的に画定することができ、処理領域は、関連する基板支持体と軸方向に整列させることができる。処理領域は、面板１４０、並びに他のリッドスタック構成要素によって上から画定され得る。いくつかの実施形態では、各処理領域は、個々のリッドスタック構成要素を有し得るが、いくつかの実施形態では、構成要素は、複数の処理領域１０８を収容し得る。この構成に基づいて、いくつかの実施形態では、各処理領域１０８は、チャンバシステム又はクワッドセクション内の他の処理領域から上から流体的に隔離されながら、移送領域と流体的に結合され得る。

【0028】

いくつかの実施形態では、面板１４０は、処理領域１０８内で局所プラズマを生成するためのシステムの電極として動作することができる。図示のように、各処理領域は、個別の面板を利用又は組み込むことができる。例えば、面板１４０ａは、上にある処理領域１０８ａから画定するために含まれ得、面板１４０ｂは、上にある処理領域１０８ｂから画定するために含まれ得る。いくつかの実施形態では、基板支持体は、と基板支持体との間に容量結合プラズマを生成するためのコンパニオン電極として動作することができる。ポンピングライナー１４５は、体積形状に応じて、処理領域１０８を半径方向に、又は横方向に少なくとも部分的に画定することができる。この場合も、処理領域ごとに別々のポンプライナーを利用することができる。例えば、ポンピングライナー１４５ａは、少なくとも部分的に放射状に処理領域１０８ａを画定し得、ポンピングライナー１４５ｂは、少なくとも部分的に放射状に処理領域１０８ｂを画定し得る。実施形態では、ブロッカプレート１５０は、リッド１５５と面板１４０との間に配置され得、また、各処理領域内の流体分配を容易にするために、個別のブロッカプレートが含まれ得る。例えば、ブロッカプレート１５０ａは、処理領域１０８ａへの分配のために含まれ得、ブロッカプレート１５０ｂは、処理領域１０８ｂへの分配のために含まれ得る。

【0029】

リッド１５５は、各処理領域のための個別の構成要素であり得るか、あるいは１つ又は複数の一般的な態様を含み得る。図示のようないくつかの実施形態では、リッド１５５は、個々の処理領域への流体送達のための複数の開孔１６０を画定する単一の構成要素であり得る。例えば、リッド１５５は、処理領域１０８ａへの流体送達のための第１の開孔１６０ａを画定し得、リッド１５５は、処理領域１０８ｂへの流体送達のための第２の開孔１６０ｂを画定し得る。追加の開孔は、含まれている場合、各セクション内の追加の処理領域に対して画定できる。いくつかの実施形態では、４つより多いか又は少ない基板を収容することができる各クワッドセクション１０９あるいはマルチプロセッシング領域セクションは、プラズマ流出物を処理チャンバに送達するための１つ又は複数の遠隔プラズマユニット１６５を含み得る。いくつかの実施形態では、個々のプラズマユニットを各チャンバ処理領域に組み込むことができるが、いくつかの実施形態では、より少ない遠隔プラズマユニットを使用することができる。例えば、図示のように、単一の遠隔プラズマユニット１６５は、特定のクワッドセクションのすべてのチャンバまでの２つ、３つ、４つ、又はそれ以上のチャンバなどの複数のチャンバに使用することができる。配管は、本技術の実施形態における処理又は洗浄のためのプラズマ流出物の送達のために、遠隔プラズマユニット１６５から各開孔１６０まで延在させることができる。

【0030】

前述のように、処理システム１００、又はより具体的には、システム１００、あるいは他の処理システムと組み込まれたクワッドセクション又はチャンバシステムは、図示された処理チャンバ領域の下に配置された移送領域を含み得る。図２は、本技術のいくつかの実施形態による例示的な基板処理システム２００の概略等角図を示している。図示されたシステムは、いくつかの構成要素が含まれ得る内部容積又は移送領域を画定する移送領域ハウジング２０５を含み得る。移送領域は、さらに、図１Ａのクワッドセクション１０９に示される処理チャンバなどの処理チャンバによって、上から少なくとも部分的に画定され得る。移送領域ハウジングの側壁は、上記のように第２のロボットアーム１１０などによって、基板が送達及び回収され得る１つ又は複数のアクセス位置２０５を画定し得る。アクセス位置２０５は、いくつかの実施形態では、移送領域ハウジング２０５内に気密環境を提供するためのドア又は他のシール機構を含む、スリットバルブ又は他のシール可能なアクセス位置であり得る。２つのそのようなアクセス位置２０５で示されているが、いくつかの実施形態では、単一のアクセス位置２０５のみが含まれ得ることが理解されるべきである。基板処理システム２００は、任意の数の形状寸法又は形態を特徴とする基板を含む、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍ、又はそれ以上又は小さい基板を含む任意の基板サイズに対応するようにサイズ設定され得ることも理解されるべきである。

【0031】

移送領域ハウジング２０５内は、移送領域体積の周囲に配置された複数の基板支持体２１０であり得る。４つの基板支持体が示されているが、任意の数の基板支持体が、本技術の実施形態によって同様に包含されることが理解されるべきである。例えば、本技術の実施形態によれば、約３、４、５、６、８、又はそれ以上の基板支持体２１０を移送領域に収容することができる。第２のロボットアーム１１０は、アクセス２０５を介して基板支持体２１０ａ又は２１０ｂのいずれか若しくは両方に基板を送達することができ、いくつかの実施形態では、移送領域内の移送装置に基板を直接送達することができる。同様に、第２のロボットアーム１１０は、これらの場所から基板を回収することができる。リフトピン２１２は、基板支持体２１０から突出することができ、ロボットが基板の下にアクセスすることを可能にすることができる。リフトピンは、基板支持体上に、又は基板支持体が下に引っ込めることができる場所に固定され得るか、あるいはリフトピンは、いくつかの実施形態において、基板支持体を通してさらに上昇又は下降され得る。基板支持体２１０は、垂直方向に移送可能であり得、いくつかの実施形態では、移送領域ハウジング２０５の上に配置された処理チャンバ１０８などの処理チャンバまで延在させることができる。

【0032】

移送領域ハウジング２０５は、図示のように移送領域の開孔を通って延びることができ、隣接する開孔を通って突出又は透過するレーザ、カメラ、又は他の監視デバイスと連動して動作することができ、平行移動される基板が適切に配置される、位置合わせシステム２１５へのアクセスを提供することができる。移送領域ハウジング２０５はまた、基板を配置し、様々な基板支持体間で基板を移動させるためにいくつかの方法で操作され得る移送装置２２０を含み得る。例示的な動作を以下に説明するが、一例では、移送装置２２０は、基板支持体２１０ａ及び２１０ｂ上の基板を基板支持体２１０ｃ及び２１０ｄに移動させることができ、これにより、追加の基板を移送領域に送達することができる。

【0033】

移送装置２２０は、移送領域内に延びる１つ又は複数のシャフトを含み得る中央ハブ２２５を含み得る。中央ハブと結合されるのは、第１のエンドエフェクタ２３０、及び第２のエンドエフェクタ２３５であり得る。第１のエンドエフェクタ２３０は、中央ハブから半径方向又は横方向に外側に延びる複数の第１のアーム２３３を含み得る。同様に、第２のエンドエフェクタ２３５は、中央ハブから半径方向又は横方向に外側に延びる複数の第２のアーム２３７を含み得る。アームが延びる中央本体で示されているが、各エンドエフェクタは、中央ハブ２２５にそれぞれ結合されている個別のアームをさらに含むことができる。本技術の実施形態には、任意の数のアームを含めることができる。いくつかの実施形態では、第１のアーム２３３の数は、チャンバに含まれる基板支持体２１０の数と同じか等しいことができ、第２のアーム２３７の数は、第１のアーム２３３の数と同じか等しいことができる。したがって、図示のように、４つの基板支持体の場合、移送装置２２０は、第１のエンドエフェクタ及び第２のエンドエフェクタのそれぞれに対して４つのアームを含み得る。アームは、図示のように、直線状のプロファイル、並びに弧状のプロファイルなど、任意の数の形状及びプロファイルによって特徴付けることができる。任意のプロファイルを利用することができるが、いくつかの実施形態では、弧状プロファイルは、いくつかの実施形態では円形であり得る基板を収容することができる。

【0034】

使用される場合、第１のエンドエフェクタの第１のアームの弧状プロファイルは、各第１のアームの縁に沿って第１のアームの遠位端まで延びる特定の弧状プロファイルによって特徴付けられ得る。さらに、第２のエンドエフェクタの第２のアームはまた、各第２のアームの縁に沿って遠位端まで延びる特定の弧状プロファイルによって特徴付けられ得る。しかしながら、第２のアームの弧状プロファイルは、第１のアームの弧状プロファイルとは逆にするか、あるいはミラーリングすることができ、これは、移送される基板の反対側のエッジに対応することができる。ミラーリングは、中央ハブを通って垂直に延びる中心軸に垂直な軸など、第１のエンドエフェクタの第１のアームと第２のエンドエフェクタの第２のアームとの間の中央ハブから半径方向又は横方向に外側に延びる軸に沿っていてもよい。その結果、いくつかの実施形態では、第２のエンドエフェクタは、図示のように、第１のエンドエフェクタの反転バージョンであり得る。

【0035】

第１のエンドエフェクタ２３０は、複数の第１のエンドピース２４０をさらに含み得る。各第１のエンドピース２４０は、複数の第１のアーム２３３の個別の第１のアームと結合することができる。同様に、第２のエンドエフェクタ２３５は、複数の第２のエンドピース２４２をさらに含み得る。各第２のエンドピース２４２は、複数の第２のアーム２３７の個別の第２のアームと結合することができる。各エンドピースはまた、円形又は他の方法で弧状の基板を収容するための弧状の外部プロファイルによって特徴付けられ得る。エンドピースは以下でより詳細に説明され、移送又は移動中に基板に接触させるために使用することができる。エンドピース並びにエンドエフェクタは、導電性及び／又は絶縁性材料を含むいくつかの材料から作製され得るか、又はそれらを含み得る。いくつかの実施形態では、材料は、上にある処理チャンバから移送領域に入る可能性のある前駆体又は他の化学物質との接触に耐えるために、コーティング又はメッキされ得る。

【0036】

さらに、材料は、温度などの他の環境特性に耐えるように提供又は選択され得る。いくつかの実施形態では、基板支持体は、支持体上に配置された基板を加熱するように動作可能であり得る。基板支持体は、表面又は基板温度を、約１００℃以上、約２００℃以上、約３００℃以上、約４００℃以上、約５００℃以上、約６００℃以上、約７００℃以上、約８００℃以上、又はそれ以上の温度に上昇させるように構成することができる。これらの温度のいずれかは、動作中に維持することができ、したがって、移送装置２２０の構成要素は、これらの記載されたあるいは包含された温度のいずれかに曝され得る。結果として、いくつかの実施形態では、これらの温度レジームに対応するように任意の材料を選択することができ、比較的低い熱膨張係数又は他の有益な特性によって特徴付けられ得るセラミック及び金属などの材料を含み得る。構成要素のカップリングは、高温及び／又は腐食性環境での動作にも適合させることができる。例えば、エンドエフェクタ及びエンドピースがそれぞれセラミックである場合、カップリングには、プレスフィッティング、スナップフィッティング、あるいはボルトなどの温度によって伸縮し、セラミックにひびが入る可能性のある追加の材料を含み得ないフィッティングが含まれ得る。いくつかの実施形態では、エンドピースは、エンドエフェクタと連続していてもよく、エンドエフェクタとモノリシックに形成されていてもよい。操作中の動作又は抵抗を容易にし得る他の任意の数の材料を利用することができ、同様に本技術に含まれる。

【0037】

移送装置２２０は、以下でさらに説明するように、エンドエフェクタの移動を容易にすることができるいくつかの構成要素及び構成を含むことができる。図３Ａ～図３Ｂは、本技術のいくつかの実施形態による例示的な移送装置２２０の概略断面図を示すが、説明される独立した回転運動を提供する他の構成は、同様に本技術に含まれることが理解されるべきである。

【0038】

中央ハブ２２５は、第１のシャフト３１０及び第２のシャフト３１０を含み得、これらは、第１のシャフト３１０と軸方向に整列され得る。例えば、第１のシャフト３１０及び第２のシャフト３２０は、中央ハブを通って垂直に延びる中心軸に関して同心であり得る。いくつかの実施形態では、第１のシャフト３１０は、第２のシャフト３１０、又は第２のシャフト３２０の側面（ａｓｐｅｃｔｓ）を通って延びることができる。図３Ａに示されるように、第１のシャフト３１０及び第２のシャフト３２０は同軸であり得るが、２つのシャフトは個別のモータ又は駆動システムと結合され得る。図示のように、第１のシャフト３１０ａは、モータを含むことができ、中心軸の周りの回転を可能にすることができる第１の駆動システム３１２ａと結合することができ、該中心軸は、第１のエンドエフェクタ２３０を中心軸を中心に第１の方向に、又は第１の反対の第２の方向に回転させることができる。同様に、第２のシャフト３２０ａは、第２の駆動システム３１４ａと結合することができ、これは、第２のエンドエフェクタ２３５を中心軸を中心に第１の方向又は第２の方向に独立して回転させることができる。いくつかの実施形態では、垂直並進ドライブ３２５を含めることができ、これにより、移送装置を中心軸に沿って垂直に並進させることができる。これは、いくつかの実施形態では、基板支持体又はリフトピンからの基板の持ち上げを容易にし得るが、いくつかの実施形態では、リフトピン及び／又は基板支持体を使用して基板を上げ下げすることができ、移送装置２２０は、垂直ドライブ機構を含まなくてもよい。

【0039】

図３Ｂは、第２のシャフト３２０ｂに対する第１のシャフト３１０ｂの逆回転を容易にするためにギアボックスを利用することができる移送装置２２０の別の実施形態を示す。例えば、第２のシャフト３２０ｂは、第１のシャフト３１０ｂと結合された第１のギアを有するギアセット３３２を含むギアボックス３３０と結合され得る。容易に理解されるように、第１の駆動システム３１２ｂを用いて第１のギアを第１の方向に駆動すると、反対のギアで逆回転が生じ、これは、第２のシャフト３２０ｂ及び第２のエンドエフェクタ２３５と結合され得る。さらに、第２の駆動システム３１４ｂをギアボックスと第１のシャフトを一緒に回転させるための構成要素と結合することができ、これにより、エンドエフェクタの同時回転が容易になる。この図はまた、オプションの垂直並進ドライブ３２５を示しており、これは、上記のように、移送装置を上下に直線的に動かすことができる。図３Ａ～図３Ｂは、第１のエンドエフェクタ及び第２のエンドエフェクタの個別の制御を可能にする第１のシャフト及び第２のシャフトを独立して回転させるために使用できる任意の数の構成及び構成要素の単なる例示であることを理解されたい。その結果、いくつかの実施形態では、第１のシャフト及び第２のシャフトは、中心軸を中心に共回転することができ、又は２つのシャフトは、他のシャフトに対して逆回転することができる。この操作については、以下で詳しく説明する。

【0040】

両方の図に示されているように、いくつかの実施形態では、第１のエンドエフェクタ２３０及び第２のエンドエフェクタ２３５は、中央ハブに沿って互いに垂直にオフセットされ得る。これは、第１のエンドピース及び第２のエンドピースなどのいくつかの実施形態における関連する構成要素をオフセットし得る。したがって、本技術は、第１のエンドピース及び第２のエンドピースをさらに修正して、以下でさらに説明するように、第１のエンドエフェクタ及び第２のエンドエフェクタの垂直オフセットに対応することができる。

【0041】

図４は、本技術のいくつかの実施形態による、基板を移送する方法４００における例示的な操作を示している。方法４００は、例えば、処理システム１００に組み込まれ得るシステム２００などの１つ又は複数の移送システムで実行され得る。この方法は、図に示されているように、いくつかの任意の操作を含み得、これは、本技術による方法のいくつかの実施形態に具体的に関連付けられてもされなくてもよい。方法４００は、図５Ａ～図５Ｈに概略的に示される操作を説明し、その図は、方法４００の操作と併せて説明される。図５は、限定された詳細を伴う部分的な概略図のみを示しており、いくつかの実施形態では、システムは、多かれ少なかれ基板支持体及び他の構成要素、並びに本技術の任意の態様から依然として利益を得ることができる代替の構造的態様を含み得ることは理解されたい。

【0042】

図５Ａは、前述のような基板処理システム５００を示すことができ、図３で前述した駆動構成要素のいずれかを含む、上記の基板処理システム２００の特徴及び態様のいずれか、並びに本技術によって同様に包含されると理解される他の任意のドライブ構成要素を含み得る。さらに、システム５００は、図示のように基板支持体５１０上に着座するなど、チャンバ内に配置された、いくつかの基板５０１で図示することができる。この図は、方法４００のその後の初期動作の構成を示すことができ、これは、前述のようにロボットを用いたアクセスなどを通じて、操作４０５で第１の基板支持体５１０ａで基板を受け取ることを含み得る。ロボットは、１つ又は２つ、又はそれ以上の基板を、アクセス又はスリットバルブに近接する基板支持体上の移送領域５０５に送達することができる。移送装置５２０は、２つの基板を反対側の基板支持体に回転させることができ、２つの追加の基板を送達することができる。同じプロセスが、一度に１つの基板を処理チャンバに送ることを含む同じプロセスを任意の数の基板で実行できることは理解されたい。図５Ａは、４つの基板が移送領域内に配置された後を示し、移送装置５２０は、凹んだ構成に配置され得る。

【0043】

移送プロセスは、移送装置をいくつかの方法で回転させることを含み得る。例えば、基板を係合させるために、この方法は、操作４１０で、中央ハブの第１のシャフトを中央ハブの中心軸を中心に第１の方向に回転させることを含み得る。事前に、その後続いて、あるいは同時に、この方法は、操作４１５で、第２のハブの中心軸を中心に第２のシャフトを第２の方向に回転させることを含み得る。第２の方向は、前述のように、第１の方向の反対の回転であり得る。回転は、図５Ｂに示されるように、第１のエンドエフェクタ５３０の第１のアーム５３３及び第２のエンドエフェクタ５３５の第２のアーム５３７が操作４２０で基板に係合するまで継続することができる。

【0044】

垂直移動能力を有するか否かによって、移動及び係合は、基板又は移送装置の一方又は両方を上昇あるいは下降させることを含む場合も含まない場合もある。さらに、基板を係合させることは、いくつかの実施形態において、受動的係合及び能動的係合を含む１つ又は複数の操作を含み得る。例えば、以下でさらに説明されるように、第１のエンドエフェクタ及び第２のエンドエフェクタのエンドピースは、係合を容易にする様々な形態を含み得る。受動的係合の一形態では、エンドピースは、基板が着座することができる凹んだレッジ及び棚を画定し得る。したがって、この構成のエンドピースでは、第１のアーム及び第２のアームは、各エンドピースの棚が基板の縁の下に延びるまで、基板に向かって逆回転することができる。能動的係合の形態では、エンドピースの一方又は両方が、基板をエンドピース間で圧縮又はクランプすることを含めて、物理的及び／又は強制的に基板に係合することができる。複数の基板が移送領域内に組み込まれる場合、図５Ｂに示されるように、基板は同時に係合され得る。アームは中央ハブの周囲に等距離に分布されている可能性があるため、アームはすべての基板を一緒に係合するように構成され得る。

【0045】

基板が移送装置によって係合されると、基板の完全な移送が、基板支持体と移送装置との間で行われ得る。例えば、いくつかの実施形態では、移送装置は、任意選択の操作４２５で基板を持ち上げることができ、基板支持体又は基板が着座することができるピンを持ち上げることができる。これは、例えば、移送装置を垂直に平行移動させることによって実行することができる。いくつかの実施形態では、基板支持体は、移送を完了するために、基板から離れて後退することができる。

【0046】

移送装置への移送が完了した後、基板は、異なるチャンバでのさらなる処理のために、あるいは基板を、上述のような第２のロボットアーム１１０などの移送ロボットによってアクセス可能な基板支持体に送達するために、基板支持体間で回転され得る。１つ又は複数の基板の並進は、操作４３０で、そして図５Ｃに示されるように起こり得る。図は反時計回りの回転を示しているが、実施形態では、基板は中心軸を中心にどちらの方向にも回転できることが理解されるべきである。基板の回転並進は、基板５０１の係合を維持するために、第１のアーム５３３及び第２のアーム５３７を共通の速度で共回転させることによって実行され得る。示されているように、共回転は、中心軸の周りの第２の方向に沿って起こり得る。その結果、第１のシャフトの回転方向が逆になり得、第２のシャフトの回転は、係合に使用されるのと同じ方向に継続し得る。当然ながら、基板の並進が第１方向に沿って進行した場合、シャフトの回転方向も逆になる。

【0047】

前述のように、本技術の実施形態による基板処理システムは、基板支持体の各対の間に配置された位置合わせハブ５４０を含む、監視及び位置合わせシステムを有することができる。追加のアクセスポート５４２は、カメラ又はレーザが基板に衝突して、基板上のノッチ又は他の識別子に基づくことができるミスアライメントを識別することを可能にし得る。いくつかの実施形態では、任意選択の位置合わせ操作は、任意選択の操作４３５で各基板上で実行され得る。いくつかの実施形態では、移送装置は、図５Ｄに示されるように、基板が位置合わせデバイス上で並進されたときに、基板をアライナー上に解放することができる。移送されている基板の数に応じて、１つ又は複数のアライナーが移送領域に突き出て基板を受け取る場合がある。位置合わせ調整を実行することができ、移送装置は基板に再係合することができる。

【0048】

図５Ｄにさらに示されているのは、チャンバを通る基板の回転に対応するための移送領域の一態様であり得る。図示のように、回転中に、基板は、隣接する基板支持体の間の天頂位置を通過することができる。移送領域５０５は直線的であり得るが、回転経路は、図示のように楕円形又は円形であり得る。いくつかの実施形態では、移送領域５０５は、回転経路を超えて延びるのに十分な大きさであり得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、移送領域５０５は、移動する基板５０１と移送領域の壁との間の衝撃を制限又は防止するために、移送領域壁に凹み５５０が形成され得る経路に沿った調節を含み得る。いくつかの実施形態では、そのような凹み５５０は、移送領域の各壁に形成され得る。

【0049】

図５Ｅに示されるように、移送装置は、基板５０１が送達される基板支持体に向かって基板を回転させ続けることができる。反時計回り方向の隣接する基板支持体への移動を示しているが、いずれかの回転方向の他の基板支持体への送達も同様に実行できることが理解されるべきである。操作４４０において、基板５０１は、図５Ｆに示されるように、第２の基板支持体５１０ｂに送達され得る。一旦送達されると、移送装置は、基板を移送装置から切り離すことができる。この場合も、基板は、移送装置、及び／又は基板支持体と共に下げられ得るか、又は基板支持体のリフトピンは、移送装置から基板を受け入れるために基板と係合し得る。

【0050】

解放はまた、第１のシャフト及び第２のシャフトを、係合のための元の動きとは反対の方向に回転させることを含み得る。例えば、図５Ｇに示されるように、第１のシャフトは、第２の方向に回転され得る一方で、第２のシャフトは、第１の方向に回転して、第１のエンドエフェクタの第１のアーム５３３及び第２のエンドエフェクタの第２のアーム５３７を、基板から離れて互いに分離することができる。図５Ｈに示されるように、アームは、さらなる処理中に基板支持体との相互作用を回避するために、凹んだ構成に回転させることができる。さらに、そのような位置は、含まれる場合、第１のエンドエフェクタ及び第２のエンドエフェクタのアームを、位置合わせハブ５４０上に位置合わせすることができ、これは、例えば、粒子の蓄積に対するアライメントハブの保護を提供する可能性がある。

【0051】

前述のように、移送装置は、異なるエンドピース構成を備えた基板の受動的又は能動的係合を含み得る。図６Ａ～図６Ｂは、本技術のいくつかの実施形態による基板着座の概略図を示す。これらの図は、前述のシステム又は移送装置の任意の態様を含むことができ、前述の構成要素の追加の態様を示すことができる。これらの図は、受動的及び能動的関与の両方の例を示している可能性があるが、任意の数のバリエーションも使用でき、同様に本技術に含まれることを理解されたい。

【0052】

図６Ａは、移送装置６００の遠位端などの端部立面図を示している。この図は、第１のエンドエフェクタ６３０の第１のアーム６３３の遠位端、並びに第２のエンドエフェクタ６３５の第２のアーム６３７の遠位端を含み得る。以前に説明したように、第１のエンドエフェクタ６３０及び第２のエンドエフェクタ６３５は、中央ハブに沿って互いに垂直にオフセットされ得る。第１のエンドエフェクタ６３０は、第２のエンドエフェクタ６３５の上に示されているが、構成要素を逆にすることができることを理解されたい。第１のエンドピース６４０は、第１のエンドエフェクタ６３０の第１のアーム６３３と結合され得、第２のエンドピース６４２は、前述のように、第２のエンドエフェクタ６３５の第２のアーム６３７と結合され得る。図６Ａは、支持面が提供され、その上に基板を着座させることができる基板６０１の受動的係合を示し得る。第１のエンドピース６４０及び第２のエンドピース６４２のそれぞれは、基板支持のために関連するエンドピースに向かって延びる棚部分を含む凹んだレッジを画定することができる。第１のエンドピース６４０は、関連する第２のエンドピース６４２に向かって延びる棚６４１を画定することができ、第２のエンドピース６４２は、関連する第１のエンドピース６４０に向かって延びる棚６４３を画定することができる。一緒に、棚は、基板６０１の２つの外縁又は半径方向の縁の周囲にウエハ支持面を生成することができる。

【0053】

いくつかの実施形態では、第１のエンドピース及び第２のエンドピースは類似の構成要素であり得るが、いくつかの実施形態では、２つの構成要素は、エンドエフェクタの垂直オフセットを構成するように修正され得る。例えば、エンドエフェクタの垂直方向のオフセットにもかかわらず、第１のエンドピース及び第２のエンドピースは、中央ハブの中心軸を通って同様の水平面に垂直に延びることができる。したがって、第１のエンドピース及び第２のエンドピースは、垂直オフセットを補償して、基板支持のための実質的に平面の表面を維持又は生成することができる。したがって、第１のエンドピース６４０は、オフセットを構成するために、第２のエンドピース６４２よりも垂直方向にさらに延びることができる。したがって、この調節により、棚６４１及び棚６４３は、水平面に沿って実質的に整列させることができる。

【0054】

図６Ｂは、能動的係合を示し得るが、これは、基板が能動的係合を伴う動きに影響されない可能性があるため、より速い並進を容易にし得る。この図は、基板６５１を支持するための移送装置６５０を示し得る。装置の構成要素は、第１のエンドエフェクタ６６０の第１のアーム６６３の遠位端、並びに第２のエンドエフェクタ６６５の第２のアーム６６７の遠位端を含み得る。再度、以前に説明したように、第１のエンドエフェクタ６６０及び第２のエンドエフェクタ６６５は、中央ハブに沿って互いに垂直にオフセットされ得、第１のエンドエフェクタ６６０は、第２のエンドエフェクタ６６５の上に示されているが、構成要素を逆にすることができることを理解されたい。第１のエンドピース６７０は、第１のエンドエフェクタ６６０の第１のアーム６６３と結合することができ、第２のエンドピース６７２は、前述のように、第２のエンドエフェクタ６６５の第２のアーム６６７と結合することができる。

【0055】

図６Ａのエンドピースとは異なり、第１のエンドピース６７０及び第２のエンドピース６７２は、基板６５１のエッジ領域に接触するように構成され得る。第２のエンドピース６７２は、エンドピースの表面に対して基板を受け入れるように構成され得、移送領域環境条件内で基板とエンドピースとの間の接触を支持するように構成された材料を含み得る。第１のエンドピース６７０は、基板６５１に対して力を加えて、機械的、電気的、又はそうでなければ、基板を第２のエンドピースに対して着座させるように構成され得る。例えば、第１のエンドピース６７０は、機械的又は他の方法で基板を第２のエンドピースに押し付けることができ、基板に直接接触するためのローラー６７４又は他の構成要素を含むことができるばね式若しくは同様の物理的結合プランジャを含むことができる。さらに、力を生成するエンドピースは、構成要素６７４に沿って基板を静電的に係合することなどによって、電気的結合を提供することができ、これは導電性であるか、そうでなければ結合を容易にする可能性がある。そのような構成では、第１のエンドエフェクタが内部シャフト又は第１のシャフトと結合されて、電気リードが中央ハブの第１のシャフトを介して送達され、中央ハブの他の構成要素に影響を与えることなく、各第１アームの第１エンドピース６７０に出力し得る。基板処理システム内での移送中に基板に解放可能に係合するために、他の任意の数の機械的又は引力を加えることができる。

【0056】

本技術は、前述のように中央に配置された移送ロボットが他の方法ではアクセスできない可能性がある追加の基板支持体を収容することができる基板処理システムを含む。本技術の実施形態による移送装置を組み込むことにより、複数の基板支持体を利用し、基板処理中にアクセスすることができる。本技術全体で説明するように、移送装置が第１のエンドエフェクタ及び第２のエンドエフェクタを含む場合、基板と係合、移送、及び解放する動きはすべて、基板の外縁に沿って実行され得、これは、基板サポートの内部に沿ったリフトピンの回避を容易にする可能性がある。システムはまた、基板に対するエンドエフェクタのアームの外部接触及び凹み位置を維持することによって、増加した移送速度を提供し得る。

【0057】

上記の記載では、説明を目的として、本技術の様々な実施形態の理解を促すために、数々の詳細が提示されている。しかしながら、当業者には、これらの詳細のうちの一部がなくても、あるいは、追加の詳細があれば、特定の実施形態を実施できることが明らかであろう。

【0058】

幾つかの実施形態を開示したが、当業者は、実施形態の精神から逸脱することなく、様々な修正例、代替構造物、及び均等物を使用できることを認識されよう。さらに、幾つかの周知の処理及び要素は、本技術を不必要に不明瞭にすることを避けるために説明されていない。したがって、上記の説明は、本技術の範囲を限定するものと見なすべきではない。さらに、方法又は処理は、連続的又は段階的に説明され得るが、操作は、同時に行われてもよく、又は、記載よりも異なる順序で行われてもよいことを理解するべきである。

【0059】

値の範囲が提供されている場合、文脈上そうでないと明示されていない限り、当然ながら、その範囲の上限値と下限値との間の各介在値は、下限値の最も小さい単位まで具体的に開示されている。記載された範囲の任意の記載値又は記載されていない介在値の間の任意の狭い範囲、そしてその記載範囲のその他任意の記載された又は介在する値も包含される。これら小さい範囲の上限及び下限は、その範囲に個々に含まれ、又はその範囲から除外される場合があり、小さい範囲に限界値のいずれかが含まれる、どちらも含まれない、又は両方が含まれる各範囲もまた、記載された範囲における明確に除外される任意の限界値を条件として、この技術範囲に包含される。記載された範囲に１つ又は両方の限界値が含まれる場合、これらの含有限界値のいずれか又は両方を除外する範囲もまた含まれる。

【0060】

［００６６］ 本明細書及び特許請求の範囲で使用される単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈が他のことを明らかに示していない限り、複数の参照対象を含む。したがって、例えば、「基板」への言及は、複数のそのような基板を含み、「アーム」への言及は、当業者に知られている１つ又は複数のアーム及びその同等物への言及などを含む。

【0061】

また、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ（ｓ））」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ（ｓ））」、「含有している（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ（ｓ））」、及び「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、本明細書及び特許請求の範囲で使用された場合、記載された特徴、整数、構成要素、又はステップの存在を特定することを意図しているが、一又は複数のその他の特徴、整数、構成要素、工程、動作、又はグループの存在又は追加を除外するものではない。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A-3B】

【図4】

【図5A-5B】

【図5C-5D】

【図5E-5F】

【図5G-5H】

【図6A】

【図6B】