JP2021521656A - ドアオープナ、輸送チャンバ、及び半導体処理デバイス - Google Patents

Abstract

本開示は、ドアオープナ、輸送チャンバ、及び半導体処理デバイスを提供する。ドアオープナは、ウェハカセットの密閉ドアを開く又は閉じるように構成され、 輸送チャンバのチャンバ壁と移動可能に突き合わされ、且つ移載インターフェースとウェハカセットのウェハ移載ポートとが開放可能又は閉鎖可能であるようにチャンバ壁がウェハカセットのウェハ移載ポートと突き合わされた移載インターフェースの周位置に位置するように構成されたハウジング部と、ここにおいて、第１の開口部が、ウェハカセットに面するハウジング部の側面上に設けられ、第１の開口部に設けられ、密閉ドアと突き合わされ、且つハウジング部が移載インターフェース及びウェハ移載ポートを閉じるための位置にあるときにウェハカセットから密閉ドアを分離するように構成された突き合わせアセンブリと、ここにおいて、密閉ドア又は突き合わせアセンブリは、ハウジング部内に密閉空間を形成するために、第１の開口部と密閉嵌合状態にある、を含む。本開示によって提供されるドアオープナは、説明される可動部品及びその表面上の潤滑油によって生じる汚染物質がウェハカセット中のウェハを汚染しないことを保証することができ、それによって、製品歩留まり及び性能の向上を促進することができる。【選択図】図２

Description

本開示は、半導体製造技術の分野に関し、特に、ドアオープナ、輸送チャンバ、及び半導体処理デバイスに関する。

半導体処理技術では、膜形成均一性、膜形成品質、金属イオン汚染の制御、粒子汚染の制御、及び同様のものなどのコアプロセスパラメータに対して非常に高い要件が課される。粒子汚染は、半導体チップの製造プロセスにおけるプロセスデバイスの製品歩留まり及び性能に影響を与える主な原因のうちの１つであり、このことから、粒子によるウェハの汚染を厳密に制御する必要がある。

基材及びヒータの選択、可動部品の構成、機器インターフェース、ウェハ移載経路、ガスライン、デバイス清浄度、及び同様のものを含む、ウェハ清浄度に影響を及ぼす多くの要因がある。ウェハ輸送プロセスは、最も汚染されやすいプロセスのうちの１つである。例えば、縦型熱処理デバイスでは、ウェハカセットのウェハ移載ポートを通じてウェハ移載を実行するために、ドアオープナがウェハカセットの密閉ドアを開く必要があり、ドアオープナの内側の可動部品が、粒子を発生させる主な連結のうちの１つを形成する。

既存のドアオープナは、ウェハカセットの底部に設けられ、ウェハカセットの密閉ドアに接続された取り付け構造と、垂直に移動するように取り付け構造を駆動するように構成された駆動機構とを含む。駆動機構の駆動下では、ウェハカセットドアが取り付け構造によって開かれた後、ウェハカセットの内部、チャンバの底部上の取り付け構造が位置する空間、及び駆動機構の内部が全て連通しているので、取り付け構造及び駆動機構内の可動部品は、摩擦に起因して移動中に粒子を発生させ、可動部品用の潤滑油もまた、揮発して粒子を発生させる。これらの粒子は、ウェハカセットに入り込み、ウェハカセット中のウェハを汚染し得、それによって、製品歩留まりに影響を及ぼし得る。

既存の技術における問題の少なくとも一部を解決するため、本開示は、ドアオープナ中の可動部品の摩擦によって発生する粒子と、潤滑油の揮発によって発生する粒子とがウェハカセットの開放中にウェハカセットの内側のウェハを汚染することを防止するように構成されたドアオープナ、輸送チャンバ、及び半導体処理デバイスを提供する。

本開示の態様によると、ウェハカセットの密閉ドアを開く又は閉じるためのドアオープナが提供され、ドアオープナは、
輸送チャンバのチャンバ壁と移動可能に突き合わされ、且つ移載インターフェースとウェハカセットのウェハ移載ポートとが開放可能又は閉鎖可能であるようにチャンバ壁がウェハカセットのウェハ移載ポートと突き合わされた移載インターフェースの周位置に位置するように構成されたハウジング部と、ここにおいて、第１の開口部が、ウェハカセットに面するハウジング部の側面上に設けられ、
第１の開口部に設けられ、密閉ドアと突き合わされ、且つハウジング部が移載インターフェース及びウェハ移載ポートを閉じるための位置にあるときにウェハカセットから密閉ドアを分離するように構成された突き合わせアセンブリと、ここにおいて、密閉ドア又は突き合わせアセンブリは、ハウジング部内に密閉空間を形成するために、第１の開口部と密閉嵌合状態にある、
を含む。

本開示のいくつかの実施形態では、突き合わせアセンブリは、
突き合わせ板と、
ハウジング部中に設けられ、突き合わせ板が密閉ドアと突き合わせることが可能である第１の位置に移動するように突き合わせ板を駆動し、且つ突き合わせ板が密閉ドアと突き合わされた後に密閉ドア又は突き合わせ板が第１の開口部と密閉嵌合状態にある第２の位置に移動するように突き合わせ板を駆動するように構成された駆動機構と
を含む。

本開示のいくつかの実施形態では、吸着構造が、突き合わせ板上に設けられ、突き合わせ板が第１の位置にあるときに吸着によって密閉ドアを固定するように構成される。

本開示のいくつかの実施形態では、第１の密閉部材が、第１の開口部の周辺に対応する突き合わせ板若しくは密閉ドアの位置に、及び／又は第１の開口部の周辺のハウジング部上の位置に設けられ、突き合わせ板が第２の位置にあるときに第１の開口部を密閉するように構成される。

本開示のいくつかの実施形態では、ハウジング部は、円環部及びカバーを含み、
カバーの開口部の端面が、円環部の第１の端面と突き合わされ、第２の密閉部材が、それらの間に設けられ、
円環部の穴が、第１の開口部として使用され、第１の端面から離れている円環部の第２の端面が、ウェハカセットから離れている突き合わせ板の表面又は密閉ドアの表面と突き合わされるように構成され、第１の密閉部材は、それらの間に設けられる。

本開示のいくつかの実施形態では、ドアオープナは、
ハウジング部に接続され、全体として移動するようにハウジング部及びその中の突き合わせアセンブリを駆動するように構成されたハウジング駆動機構を更に含む。

本開示のいくつかの実施形態では、第３の密閉部材が、移載インターフェースの周辺に対応するハウジング部の位置に、及び／又は移載インターフェースの周辺の輸送チャンバのチャンバ壁上の位置に設けられ、ハウジング部が移載インターフェース及びウェハ移載ポートを閉じるための位置にあるときに移載インターフェース及びウェハ移載ポートを密閉するように構成される。

本開示のいくつかの実施形態では、ドアオープナは、
ハウジング部がウェハ移載ポートを閉じるための位置にあり、且つ密閉ドアがウェハカセットから分離されているとき、ウェハカセットにパージガスを導き、それと同時に、ウェハカセットからガスを排出するように構成されたパージ機構を更に含む。

本開示のいくつかの実施形態では、パージ機構は、
ウェハカセットに面するハウジング部の側面上に設けられ、ウェハカセットにパージガスを送り込むように構成されたパージノズルと、
パージノズルとガス源とにそれぞれ接続され、ガス源によって提供されたパージガスをパージノズルに伝達するように構成されたガス流入路と、
ウェハカセット中のガスをハウジング部の外側に排出するように構成されたガス排出路と
を含む。

本開示のいくつかの実施形態では、ハウジング部は、ハウジング部中のガスをハウジング部の外側に放出するための放出構造を設けられる。

本開示の別の態様によると、輸送チャンバが提供され、輸送チャンバは、
ウェハカセットのウェハ移載ポートと突き合わせるための移載インターフェースを設けられたチャンバ本体と、
チャンバ本体の内部がウェハカセットの内部と連通状態にあるか又はそれから分離されるように、ウェハ移載ポート及び移載インターフェースがそれによって同時に開かれる又は閉じられる、請求項１〜１０のうちのいずれか一項に記載のドアオープナと
を含む。

本開示のいくつかの実施形態では、上述されたドアオープナが提供され、
ガス流入路は、チャンバ本体中に設けられたガス流入チャネルであり、それは、チャンバ本体の外側に開かれ、ガス源に接続されるように構成された流入口を有し、チャンバ本体の内側に開かれ、ハウジング部がウェハ移載ポートを閉じるための位置にあるときにパージノズルの流入口と突き合わされ、且つそれと連通状態にあるように構成された排出口を有し、
ガス排出路は、ウェハカセットの本体の内側に開かれたガス排出チャネルであり、それは、ウェハカセットの内部と連通状態にある流入口を有し、ウェハカセットの本体の外側に開かれた排出口を有する。

本開示のいくつかの実施形態では、ブラケットが、移載インターフェースにおけるチャンバ本体の側壁の外側に設けられ、ウェハカセットのウェハ移載ポートが移載インターフェースと突き合わされるときにウェハカセットを支持するように構成される。

本開示の別の態様によると、半導体処理デバイスが提供され、半導体処理デバイスは、
反応チャンバと、
請求項１１〜１３のうちのいずれか一項に記載の輸送チャンバと、
ウェハを搬送するように構成され、反応チャンバと輸送チャンバとの間で移動可能なウェハキャリアと、
輸送チャンバ中に設けられ、ハウジング部がウェハ移載ポートを開くための位置にあり、且つウェハキャリアが輸送チャンバ中にあるときに、ウェハカセットとウェハキャリアとの間でウェハを移載するように構成されたマニピュレータと
を含む。

本開示のいくつかの実施形態では、半導体処理デバイスは、縦型熱処理デバイスである。

本開示の上記及び他の目的、特徴、及び利点は、添付の図面を参照して本開示の実施形態の以下の説明からより明らかになるであろう。

本開示の実施形態に係るドアオープナによってウェハカセットの密閉ドアがまだ開かれていない状態を例示する概略図である。 本開示の実施形態に係るドアオープナによってウェハカセットの密閉ドアが開かれた状態を例示する概略図である。 本開示の別の実施形態に係るドアオープナによってウェハカセットの密閉ドアが開かれた状態を例示する概略図である。 本開示の実施形態に係る半導体処理デバイスの概略構造図である。 本開示の実施形態に係るドアオープナとウェハカセットとの位置関係を例示する概略図である。［参照符号］

１−ヒータ、２−プロセスチューブ、３−プロセスチューブの密閉ドア、４−ウェハキャリア、５−輸送空間、６−保温バレル、７−プロセスゲート、８−マニピュレータ、９−ウェハカセット、９Ａ−密閉ドア、１０−ウェハ、１１−パージノズル、１２−ドアオープナ、１２Ａ−密閉リング、１２Ｂ−第２の密閉部材、１２Ｄ−第１の密閉部材、１２Ｃ−空気密閉リング、１２Ｅ−駆動装置、１２Ｆ−アンロック機構、１２Ｇ−案内機構、１２Ｈ−放出構造、１２Ｋ１−内円環部、１２Ｍ−突き合わせ板、１２Ｎ−支持フレーム、１２Ｋ２−外円環部、１２Ｊ−上部板、１２Ｌ−側板、１３−吸着構造、Ｐ１−流入口、Ｐ２−排出口、１４−チャンバ本体、１５−ブラケット、１０１−ハウジング部、１０２−円環部、１０３−第１の開口部、１０４−カバー、１０５−駆動機構、１０６−突き合わせアセンブリ、及び１０７−移載インターフェース。

本開示の目的、技術的解決策、及び利点をより明らかにするために、本開示は、特定の実施形態及び添付の図面を参照して以下で更に詳細に説明されることになる。これらの説明は例示的なものに過ぎず、本開示の範囲を限定することを意図されないことが理解されるべきである。その上、以下の説明では、本開示の概念を不必要に曖昧にしないように、周知の構造及び技法の説明は省略される。

本開示の態様では、ウェハカセットのウェハ移載ポートの密閉ドアを開くためのドアオープナが提供される。図１は、ウェハカセットの密閉ドアがまだドアオープナによって開かれていない状態を示し、図２は、ウェハカセットの密閉ドアがドアオープナによって開かれた状態を示す。図１及び２を併せて参照すると、本実施形態において提供されるドアオープナ１２は、ハウジング部１０１及び突き合わせアセンブリ１０６を含む。

ハウジング部１０１は、輸送チャンバのチャンバ本体１４（即ち、チャンバ壁）と移動可能に突き合わされるように構成され、移載インターフェース及びウェハ移載ポートを開く又は閉じるように、チャンバ本体１４がウェハカセット９のウェハ移載ポートと突き合わされる移載インターフェースの周位置に位置する。第１の開口部１０３は、ウェハカセット９に面するハウジング部１０１の側面上に更に設けられる。突き合わせアセンブリ１０６が、第１の開口部１０３に設けられ、密閉ドア９Ａと突き合わされ、且つハウジング部１０１が移載インターフェース及びウェハ移載ポートを閉じるための位置にあるときにウェハカセット９から密閉ドア９Ａを分離するように構成されるが、密閉ドア９Ａは、ハウジング部１０１内に密閉空間を形成するために、第１の開口部１０３と密閉嵌合状態にある。

上記に見られることができるように、ハウジング部１０１が移載インターフェース及びウェハ移載ポートを閉じるための位置にあるとき、突き合わせアセンブリ１０６は、ウェハカセット９から密閉ドア９Ａを取り外し得る、即ち、ウェハカセット９から密閉ドア９Ａを分離し得るが、このとき、ハウジング部１０１は、移載インターフェース及びウェハ移載ポートを依然として閉じており、そのため、ウェハカセット９の内部と突き合わせチャンバとの内部とは、隔離されたままである。突き合わせアセンブリ１０６は、密閉ドア９Ａが取り外された後にそれを保持することができるが、密閉ドア９Ａは、ハウジング部１０１内に密閉空間を形成するために、第１の開口部１０３と密閉嵌合状態にある。このようにして、突き合わせアセンブリ１０６の可動部品は、密閉空間中に密閉され、このことから、説明される可動部品及びその表面上の潤滑油によって生じる汚染物質がウェハカセット９中のウェハ１０を汚染しないことを保証し、製品歩留まり及び性能の向上を促進する。

ハウジング部１０１が移載インターフェース及びウェハ移載ポートを開くための位置に全体として移動されるとき、密閉ドア９Ａは、ハウジング部１０１と共に移動され得る。このとき、ウェハカセット９の内部と突き合わせチャンバの内部とは連通しており、このプロセス中に、密閉ドア９Ａと第１の開口部１０３とは、突き合わせアセンブリ１０６の可動部品が密閉空間中で常に密閉されることを保証するように、常に密閉嵌合状態にある。

この実施形態では、第３の密閉部材１２Ｃが、移載インターフェースの周辺に対応するハウジング部１０１の位置に、及び／又は移載インターフェースの周辺のチャンバ本体１４上の位置に設けられ、ハウジング部１０１が移載インターフェース及びウェハ移載ポートを閉じるための位置にあるときに移載インターフェース及びウェハ移載ポートを密閉するように構成される。具体的には、チャンバ本体１４に面するハウジング部１０１の側面が、移載インターフェースの周辺上の位置においてチャンバ本体１４の側壁の内側と密閉突き合わせ状態にあり、そのため、ドアオープナ１２の内部は、チャンバ本体１４の内部から分離され、ドアオープナ１２の内部は、チャンバ本体１４の内部を汚染することを防止される。オプションとして、第３の密閉部材１２Ｃは、空気密閉リングである。

オプションとして、ドアオープナ１２は、ハウジング部１０１に接続され、全体として移動するようにハウジング部１０１及びその中の突き合わせアセンブリ１０６を駆動するように構成されたハウジング駆動機構（図示せず）を更に含む。ハウジング駆動機構のタイプ及び構造は、ドアオープナ１２が移動するように駆動されることができる限り、本実施形態において限定されない。ドアオープナ１２の移動方向は限定されず、ウェハカセット９のウェハ移載ポートが完全に開かれることができる限り、図１の垂直方向又は紙面に対して直角な方向であり得る。

明らかに、実際の用途では、ハウジング駆動機構は省略され得、ハウジング部１０１は、手動で移動又は取り外され得る。このケースでは、ハウジング部１０１とウェハカセット９との間の移動可能な突き合わせは、相対的に移動可能な方法又は取り外し可能な接続で実現される。

この実施形態では、突き合わせアセンブリ１０６は、突き合わせ板１２Ｍ及び駆動機構１０５を含み、駆動機構１０５は、ハウジング部１０１中に設けられ、突き合わせ板１２Ｍが密閉ドア９Ａと突き合わせることが可能な第１の位置に移動するように突き合わせ板１２Ｍを駆動し、且つ、突き合わせ板１２Ｍが密閉ドア９Ａと突き合わされた後に、密閉ドア９Ａが第１の開口部１０３と密閉嵌合状態となることができる第２の位置（図２の突き合わせ板１２Ｍの位置）に移動するように突き合わせ板１２Ｍを駆動するように構成される。

具体的には、駆動機構１０５は、突き合わせ板１２Ｍが密閉ドア９Ａと突き合わせるための第１の位置に到達するまで、ウェハカセット９のウェハ移載ポートに向かう方向に水平に移動するように突き合わせ板１２Ｍを駆動し、駆動機構１０５は、突き合わせ板１２Ｍが密閉ドア９Ａ及び第１の開口部１０３の密閉嵌合のための第２の位置に到達するまで、ウェハカセット９のウェハ移載ポートから離れる方向に水平に移動するように突き合わせ板１２Ｍを駆動する。

オプションとして、駆動機構１０５は、支持フレーム１２Ｎ、駆動装置１２Ｅ、及び案内機構１２Ｇを含む。支持フレーム１２Ｎは、ハウジング部１０１に固定され、駆動装置１２Ｅ及び案内機構１２Ｇを支持するように構成される。駆動装置１２Ｅは、第１の位置と第２の位置との間で移動するように突き合わせ板１２Ｍを駆動するように構成され、例えば、シリンダであり得るが、それに限定されない。案内機構１２Ｇは、ウェハカセット９の密閉ドア９Ａに対して直角な方向に移動するような、即ち、図２の水平方向における左及び右に向かって移動する、突き合わせ板１２Ｍの移動方向を規定するように構成されている。案内機構１２Ｇにより、突き合わせ板１２Ｍは、密閉ドア９Ａのスムーズな開放を達成するようにスムーズに移動されることができる。案内機構１２Ｇは、例えば、リニアベアリングであるが、それに限定されない。

オプションとして、吸着構造１３が、突き合わせ板１２Ｍ上に設けられ、突き合わせ板１２Ｍが第１の位置にあるときに吸着によって密閉ドア９Ａを固定するように構成される。オプションとして、吸着構造１３は、少なくとも１つの吸着部材を含み、密閉ドア９Ａを吸着するために、密閉ドア９Ａに面する突き合わせ板１２Ｍの側面上に設けられる。一例では、吸着部材は、吸着カップを用いる。吸着構造１３は、吸着カップ１３の吸着動作を制御するために、ドアオープナ１２の外側に設けられ、吸着カップ１３と連通された真空デバイスを更に含む。他の例では、吸着構造１３は、密閉ドア９Ａが突き合わせ板１２Ｍに吸着されることができる限り、他のタイプの吸着デバイスを使用し得る。

オプションとして、突き合わせアセンブリ１０６は、密閉ドア９Ａから離れて面する突き合わせ板１２Ｍの側面上に設けられ、密閉ドア９Ａ上に取り付けられたロック構造（図示せず）をロック又はアンロックするように構成されたアンロック機構１２Ｆを更に含む。具体的には、アンロック機構１２Ｆは、突き合わせ板１２Ｍを通じてロック構造を開き、このことから、密閉ドア９Ａをアンロックすることができる格納可能な回転ピンを有する。

この実施形態では、第１の密閉部材１２Ｄが、第１の開口部１０３の周辺上の位置においてハウジング部１０１上に設けられ、突き合わせ板１２Ｍが第２の位置にあるときに第１の開口部１０３を密閉するように構成される。具体的には、突き合わせ板１２Ｍが第２の位置に移動される間に、第１の開口部１０３とは反対の密閉ドア９Ａの表面が、第１の密閉部材１２Ｄに接触してそれを圧縮及び変形させ、このとき、第１の密閉部材１２Ｄは、密閉ドア９Ａとハウジング部１０１との２つの突き合わせ表面の間の隙間を密閉することができる。

実際の用途では、第１の密閉部材１２Ｄは、第１の開口部１０３の周辺に対応する密閉ドア９Ａの位置に設けられ得るか、又は、２つの第１の密閉部材１２Ｄは、それぞれ、第１の開口部１０３の周辺のハウジング部１０１上の位置及び第１の開口部１０３の周辺に対応する密閉ドア９Ａの位置に設けられ得る。

密閉ドア９Ａは、第１の開口部１０３とは反対の密閉ドア９Ａの表面が第１の開口部１０３の周辺上のハウジング部１０１の表面と突き合わされることができるように、第１の開口部１０３よりも大きいサイズを有するべきであることに留意されたい。加えて、突き合わせ板１２Ｍは、突き合わせ板１２Ｍが第１の開口部１０３の中又は外に延在されることができるように、第１の開口部１０３よりも僅かに小さいサイズを有するべきである。

突き合わせアセンブリ１０６に関して、含まれる吸着構造１３もまた例証的な例示に過ぎず、本開示はそれに限定されないことに更に留意されたい。実際には、吸着構造１３は、クランプ部品、ねじ部品、及び同様のものなど、密閉ドア９Ａに固定して接続されることができる部品のうちの任意の１つによって置き換えられ得る。

この実施形態では、ハウジング部１０１は、円環部１０２及びカバー１０４を含む。カバー１０４は、閉じた円環の側板１２Ｌと、側板１２Ｌの一端の開口部を閉じる上部板１２Ｊとから成り、側板１２Ｌの放射断面は、円形又は四角形の形状を有し得、上部板１２Ｊは、側板１２Ｌの開口部と同様の形状を有し得る。側板１２Ｌに面する上部板１２Ｊの表面と、側板１２Ｌの端面のうちの一方との間には、それらの間の隙間を密閉するように、密閉リング１２Ａが設けられる。

円環部１０２の軸は、突き合わせ板１２Ｍに対して直角であり、円環部１０２の穴が、第１の開口部１０３としての役割を果たす。更に、円環部１０２の第１の端面（図１の円環部１０２の右側の端面）は、上部板１２Ｊから離れた側板１２Ｌの端面と突き合わされ、円環部１０２と側板１２Ｌとの間の隙間を密閉するための第２の密閉部材１２Ｂが、それらの間に設けられる。実際の用途では、明らかに、ハウジング部１０１は、一体構造で形成され得る、即ち、円環部１０２及びカバー１０４は、ハウジング部１０１を構成する部品間の接合部における隙間を回避するように、共に接続され得るか、又は一体的に形成され得る。

その第１の端面から離れて面する円環部１０２の第２の端面（図１の円環部１０２の左側の端面）が、ウェハカセット９から離れて面する密閉ドア９Ａの表面と突き合わせるように構成され、その間に第１の密閉部材１２Ｄが設けられる。

この実施形態では、円環部１０２は、外円環部１２Ｋ２と、外円環部１２Ｋ２の内側に位置する内円環部１２Ｋ１とを含み、内円環部１２Ｋ１の軸方向の厚さは、外円環部１２Ｋ２の軸方向の厚さよりも小さく、そのため、密閉ドア９Ａに面する内円環部１２Ｋ１の表面と密閉ドア９Ａに面する外円環部１２Ｋ２の表面との間に高低差が形成され、それによって、段差構造を形成する。軸方向の厚さは、密閉ドア９Ａに対して直角な方向への内円環部１２Ｋ１又は外円環部１２Ｋ２の長さ、即ち、図２の水平方向への内円環部１２Ｋ１又は外円環部１２Ｋ２の長さを指す。

密閉ドア９Ａに面する内円環部１２Ｋ１の端面が密閉ドア９Ａに突き合わされるように構成され、この端面及び／又は密閉ドア９Ａの突き合わされた表面上に第１の密閉部材１２Ｄが設けられる。外円環部１２Ｋ２の２つの端面は、それぞれ、カバー１０４の周側壁と、ウェハカセット９のウェハ移載ポートと突き合わされたチャンバの移載インターフェースと、密閉突き合わせ状態にあるように構成される。

上記に見られることができるように、駆動機構１０５は、駆動装置１２Ｅ及び案内機構１２Ｇなどの可動部品を含む。ウェハカセットの密閉ドア９Ａの上述された開放プロセス中に、これらの可動部品は、移動摩擦に起因して粒子汚染物質を不可避的に発生させる。加えて、これらの可動部品は、潤滑油によって潤滑され、潤滑油もまた、揮発して汚染物質を生じさせる。既存の技術と比較して、本実施形態における駆動機構１０５は、ウェハカセットの密閉ドア９Ａが開放状態にあるときに、密閉ドア９Ａと第１の開口部１０３との間の密閉嵌合によって、ハウジング部１０１の内側に形成された密閉空間中に常に密閉され、それによって、駆動機構１０５の上記の可動部品とウェハカセット９との完全な隔離を実現し、ことのことから、説明された可動部品及びその表面上の潤滑油によって生じる汚染物質がウェハカセット９中のウェハ１０を汚染しないことを保証し、製品歩留まり及び性能の向上を促進する。

本開示の別の実施形態に係るドアオープナはまた、図３に示されるように、先の実施形態と比較して、ハウジング部１０１及び突き合わせアセンブリ１０６を含む。しかしながら、この実施形態は、突き合わせアセンブリ１０６が密閉ドア９Ａと突き合わされ、密閉ドア９Ａをウェハカセット９から分離するときに、突き合わせアセンブリ１０６の突き合わせ板１２Ｍが第１の開口部１０３と密閉嵌合状態となり、そのため、ハウジング部１０１の内側に密閉空間が形成されるという点において、先の実施形態とは異なる。

具体的には、この実施形態では、密閉ドア９Ａに面する円環部１０２の内円環部１２Ｋ１の表面と密閉ドア９Ａに面する円環部１０２の外円環部１２Ｋ２の表面との間の高低差は、先の実施形態の高低差よりも大きく、そのため、内円環部１２Ｋ１は、先の実施形態の内円環部１２Ｋ１よりもウェハカセット９から遠くなり、その一方で、内円環部１２Ｋ１は、突き合わせ板１２Ｍと突き合わされるように、先の実施形態の内円環部１２Ｋ１よりも小さい内径を有する。このようにして、この実施形態の突き合わせ板１２Ｍと密閉ドア９Ａとが先の実施形態と同じ第２の位置（図２に示される突き合わせ板１２Ｍの位置）に移動されると、突き合わせ板１２Ｍは、第１の開口部１０３と密閉嵌合状態となることができる、即ち、突き合わせ板１２Ｍに面する内円環部１２Ｋ１の端面が、突き合わせ板１２Ｍと突き合わされるように構成されるが、密閉ドア９Ａは、内円環部１２Ｋ１に接触しない。また、第１の密閉部材１２Ｄが、この端面及び／又は突き合わせ板１２Ｍの突き合わされた表面上に設けられる。

この実施形態では、突き合わせアセンブリ１０６と第１の開口部１０３との間に密閉嵌合があるので、増大した押圧が第１の密閉部材１２Ｄに加えられ得、それによって、より良好な密閉効果を達成し得る。

この実施形態では、ドアオープナは、ハウジング部１０１が移載インターフェース及びウェハ移載ポートを閉じるための位置にあり、且つ密閉ドア９Ａがウェハカセット９から分離されているとき、ウェハカセット９にパージガスを導き、それと同時に、ウェハカセット９からガスを排出するように構成されたパージ機構を更に含むことが好ましい。パージガスは、窒素などの不活性ガスである。

パージ機構を用いてウェハカセット９にパージガスを導くことによって、ウェハカセット９中の粒子などの不純物が、パージガスと共にウェハカセット９から排出されることができ、それによって、ウェハカセット９の内部清浄度を向上させることができると共に、パージプロセス中に、ハウジング部１０１は、移載インターフェース及びウェハ移載ポートを閉じるための位置にあり、ウェハカセット９の内部と突き合わされたチャンバの内部とは、隔離されたままであり、それによって、ウェハカセット９からのガスがチャンバに漏れ出すことを防止する。その一方で、密閉ドア９Ａ又は突き合わせアセンブリ１０６は、第１の開口部１０３と密閉嵌合状態にあるので、パージガスは、ドアオープナ１２に入り込むことができず、それによって、良好なガス分圧及び層流を保証し、このことから、より良好な浄化パージ効果を達成する。ドアオープナ１２が密閉ドア９Ａの開放及び浄化パージを終了した後、密閉ドア９Ａを吸着するドアオープナ１２は、ウェハカセット９の内部とチャンバの内部とを連通させるように、移載インターフェース及びウェハ移載ポートを開くための位置に移動され得る。

この実施形態では、パージ機構は、パージノズル１１、ガス流入路、及びガス排出路を含む。パージノズル１１は、ウェハカセット９に面するハウジング部１０１の側面上に設けられ、ウェハカセット９にパージガスを送り込むように構成される。具体的には、パージノズル１１は、ウェハカセット９に面する円環部１０２の側面上、例えば、板状部材１０２の外円環部１２Ｋ２上に設けられ、ウェハカセット９に不活性ガスを送り込むように構成される。ガス流入路は、パージノズル１１とガス源（図には図示せず）とにそれぞれ接続され、ガス源によって提供されたパージガスをパージノズル１１に伝達するように構成される。ガス排出路は、ウェハカセット９中のガスをハウジング部１０１の外側に排出するように構成される。

オプションとして、ハウジング部１０１は、ハウジング部１０１中のガスをハウジング部１０１の外側に放出するための放出構造１２Ｈを設けられる。放出構造１２Ｈは、例えば、放出管である。放出構造１２Ｈによって、ハウジング部１０１の内側の様々な可動部品及び潤滑デバイスによって発生する汚染物質を放出して、ハウジング部１０１の内部清浄度を保証することができる。

本開示の更なる別の実施形態では、ウェハカセットと反応チャンバとの間でウェハを輸送するための輸送チャンバが提供される。図２及び４を併せて参照すると、輸送チャンバは、上記の実施形態に係るドアオープナ１２及びチャンバ本体１４を含む。チャンバ本体１４は、ウェハカセット９のウェハ移載ポートと突き合わせるための移載インターフェース１０７を設けられる。ドアオープナ１２は、ウェハカセット９のウェハ移載ポートと移載インターフェース１０７とを同時に開く又は閉じることができ、ウェハ移載ポートと移載インターフェース１０７とを同時に開いて又は閉じて、チャンバ本体１４の内部とウェハカセット９の内部とを連通又は隔離することができる。

具体的には、閉じられた輸送空間５が、チャンバ本体１４の内側に形成され、ウェハカセット９のウェハ移載ポートと付き合わせるための移載インターフェース１０７が、チャンバ本体１４の側壁上に設けられる。ドアオープナ１２は、移載インターフェース１０７が位置するチャンバ本体１４の側壁の内側に移動可能に設けられる。例えば、ドアオープナ１２は、移載インターフェース１０７を開く又は閉じるための位置に移動されるように、ハウジング駆動機構の駆動下で移載インターフェース１０７が位置するチャンバ本体１４の側壁に沿って移動され得る。ウェハカセット９のウェハ移載ポートは移載インターフェース１０７と突き合わされるので、密閉ドア９Ａがドアオープナ１２によってウェハカセット９から取り外された後、ウェハカセット９のウェハ移載ポートもまた開かれる又は閉じられるが、移載インターフェース１０７はドアオープナ１２によって開かれる又は閉じられる、即ち、ウェハカセット９のウェハ移載ポートは輸送空間５と連通又はそれから隔離されることが容易に理解される。

この実施形態では、密閉リングが、チャンバ本体１４の側壁の外側と突き合わされたウェハカセット９の表面上に設けられ、それらの間の隙間を密閉するように構成される。

この実施形態では、チャンバ本体１４に面するハウジング部１０１の側面が、移載インターフェース１０７の周辺上の位置においてチャンバ本体１４の側壁の内側と密閉突き合わせ状態にある。具体的には、ハウジング部１０１の円環部１０２の外円環部１２Ｋ２は、ドアオープナ１２の内部を輸送空間５から隔離し、ドアオープナ１２の内部が輸送空間５を汚染することを防止するように、第３の密閉部材１２Ｃによってチャンバ本体１４の側壁の内側で密閉される。

図５に示されるように、ブラケット１５が、移載インターフェース１０７におけるチャンバ本体１４の側壁の外側に設けられ、ウェハカセット９のウェハ移載ポートが移載インターフェース１０７と突き合わされるときにウェハカセット９を支持するように構成される。

図２、３及び５を併せて参照すると、この実施形態の輸送チャンバは、パージノズル１１、ガス流入路、及びガス排出路を含むパージ機構を更に設けられる。パージノズル１１は、ウェハカセット９にパージガスを送り込むように構成される。

ガス流入路は、チャンバ本体１４中に設けられたガス流入チャネルであり、それは、チャンバ本体１４の側壁の外側に開かれ、ガス源に接続されるように構成された流入口Ｐ１を有し、チャンバ本体１４の側壁の内側に設けられ、ハウジング部１０１がウェハ移載ポートを閉じるための位置にあるときにパージノズル１１の流入口と突き合わされ、且つそれと連通状態にあるように構成された排出口を有する。

ガス排出路は、ウェハカセット９の本体の内側に開かれたガス排出チャネルであり、それは、ウェハカセット９の内部と連通状態にある流入口を有し、ウェハカセット９の本体の外側並びにチャンバ本体１４の側壁の外側に開かれた排出口Ｐ２を有する。

ドアオープナ１２が密閉ドア９Ａを開いた後、外部ガス源が、ガス流入チャネルの流入口Ｐ１に窒素などのパージガスを導き、次いで、パージガスは、ガス流入チャネル及びパージノズル１１を通じてウェハカセット９に送り込まれる。ウェハカセット９の内側のパージガスは、ガス排出チャネルを通ってその排出口Ｐ２を介して排出される。パージプロセス中に、密閉ドア９Ａ又は突き合わせアセンブリ１０６は、第１の開口部１０３と密閉嵌合状態にあるので、パージガスは、ドアオープナ１２に入り込むことができず、それによって、良好なガス分圧及び層流を保証し、このことから、より良好な浄化パージ効果を達成する。ドアオープナ１２がウェハカセットの密閉ドア９Ａの開放及び浄化パージを終了した後、密閉ドア９Ａを吸着するドアオープナ１２は、チャンバ本体１４の側壁に沿って移動され、そのため、移載インターフェース１０７及びウェハ移載ポートが完全に開かれ、ウェハカセット９と輸送空間５との間の連通が達成させる。

本開示の別の実施形態では、半導体処理デバイスが更に提供され、それは、例えば、縦型半導体処理デバイスであり得る。図４に示されるように、デバイスは、ウェハカセット９と、反応チャンバと、上記の実施形態に係る輸送チャンバと、支持アセンブリと、マニピュレータ８とを含み、輸送チャンバは、ウェハカセット９と反応チャンバとの間でウェハ１０を輸送するために使用される。

この実施形態では、反応チャンバと連通状態にある上部移載インターフェースが、チャンバ本体１４の上部壁上に開かれる。反応チャンバは、プロセスチューブ２と、プロセスチューブ２を取り囲むヒータ１と、支持アセンブリとを含む。密閉ドア３が、プロセスチューブ２の下端上に設けられ、それは、閉じられたときに、プロセスチューブ２をチャンバ本体１４から隔離させ、開かれたときに、プロセスチューブ２を上部移載インターフェースを介してチャンバ本体１４と連通させる。

支持アセンブリは、ウェハ１０を搬送するためのウェハキャリア４と、ウェハキャリア４を支持するための保温バレル６と、プロセスゲート７と、昇降デバイスとを含む。昇降デバイスは、全体として移動するようにウェハキャリア４、保温バレル６、及びプロセスゲート７を駆動し得る。プロセスチューブの密閉ドア３が開かれた後、支持アセンブリは、チャンバ本体１４からプロセスチューブ２に入り得るか、又はプロセスチューブ２からチャンバ本体１４に入り得る。

プロセスが開始する前に、ドアオープナ１２は、移載インターフェース１０７を閉じたままにし、ウェハ１０は、ウェハカセット９の内側に配置される。この実施形態の輸送チャンバが動作されると、ウェハカセット９は、ブラケット１５上に移載され、チャンバ本体１４の側壁の外側と密閉突き合わせ状態となり、ウェハカセット９のウェハ移載ポートは、移載インターフェース１０７と突き合わされる。ドアオープナ１２がウェハカセットの密閉ドア９Ａを開いた後、ドアオープナ１２は、ウェハカセットの密閉ドア９Ａと共に移載インターフェース１０７から離れて移動され、そのため、移載インターフェース１０７とウェハ移載ポートとが同時に完全に開かれる。このとき、ウェハカセット９の内部は、チャンバ本体１４の内部と連通状態にある。

マニピュレータ８は、輸送チャンバ中に設けられ、ドアオープナ１２がウェハ移載ポートを開くための位置にあり、且つウェハキャリア４が輸送チャンバ中にあるときに、ウェハカセット９とウェハキャリア４との間でウェハ１０を移載するように構成される。具体的には、ウェハカセット９の内部がチャンバ本体１４の内部と連通状態にあるとき、マニピュレータ８は、ウェハカセット９からウェハ１０を取り出し、それをウェハキャリア４上に移載する。次いで、プロセスチューブの密閉ドア３が開かれ、昇降デバイスが、上方に移動してプロセスチューブ２に入るようにウェハキャリア４、保温バレル６、及びプロセスゲート７を駆動する。プロセスチューブの密閉ドア３は閉じられ、ウェハ１０は、プロセスチューブ２でのプロセスの対象となる。プロセスが終了すると、プロセスチューブの密閉ドア３が開かれ、昇降デバイスが、下方に移動してチャンバ本体１４中のそれらの初期位置に戻るようにウェハキャリア４、保温バレル６、及びプロセスゲート７を駆動し、マニピュレータ８が、ウェハキャリア４からウェハ１０を取り、移載インターフェース１０７及びウェハ移載ポートを通じてウェハカセット９にウェハ１０を移載する。次いで、ドアオープナ１２が、移載インターフェース１０７に移動されて、移載インターフェース１０７とウェハカセットの密閉ドア９Ａとを閉じる。ウェハカセット９が、チャンバ本体１４から取り外され、このことから、プロセス全体が完了する。

要約すると、本実施形態において提供されるドアオープナ、輸送チャンバ、及び半導体処理デバイスの技術的解決策では、説明される可動部品及びその表面上の潤滑油によって生じる汚染物質がウェハカセット９中のウェハ１０を汚染しないことが保証され、それによって、製品歩留まり及び性能の向上を促進する。

本開示の目的、技術的解決策、及び利点は、上記の特定の実施形態を通じて更に詳細に説明されるが、上記は、単に本開示の特定の実施形態に過ぎず、本開示を限定することを意図されないことが理解されるべきである。本開示の原理内のいかなる修正、同等の置換、改善、等も、本開示の添付された特許請求の範囲によって定義される保護の範囲中に全て含まれる。

また、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、等、などの、実施形態で言及される方向を示す用語は、図面を参照する方向に過ぎず、本開示の保護範囲を限定することを意図されないことに留意されたい。図面全体を通じて、同様の要素は、同様の又は類似の参照番号によって表される。従来の構造又は構成は、本開示の理解を曖昧にし得るときには省略されることになる。

別段指示されない限り、本明細書及び添付された特許請求の範囲に記載された数値パラメータは、本開示によって得ようとする所望の特性に応じて変動する可能性がある近似値である。特に、本明細書及び特許請求の範囲において使用される成分の量、反応条件、等を表す全ての数は、全ての事例において「約」という用語によって修飾されることが理解されるべきである。一般に、この表現の意味は、いくつかの実施形態では±１０％だけ、いくつかの実施形態では±５％だけ、いくつかの実施形態では±１％だけ、いくつかの実施形態では±０．５％だけ、指定数の変動を包含することを意味される。

更に、「備える」という語は、請求項中にリストされていない要素又はステップの存在を除外しない。要素に先行する「ａ」又は「ａｎ」という語は、複数のそのような要素の存在を除外しない。

対応する要素を修飾するための、本明細書及び特許請求の範囲における「第１の」、「第２の」、「第３の」、等などの序数の使用は、それ自体、要素についての任意の序数も、要素が配列される順序、又はどの順序が製造方法に関連付けられているかも暗示することを意図されず、単に、ある特定の名称を有する１つの要素を、同じ名称を有する別の要素と区別するために使用される。

同様に、本開示の例証的な実施形態の前述の説明では、本開示の様々な特徴は、本開示を合理化し、様々な開示された態様のうちの１つ以上の理解を助ける目的で、単一の実施形態、図、又はその説明に共にグループ化されることがあることが認識されるべきである。しかしながら、開示された方法は、その意図を反映するように解釈されるべきではなく、むしろ、本開示は、各請求項に明確に記載されているよりも多くの特徴を対象とする。むしろ、以下の特許請求の範囲が反映するように、開示された態様は、単一の前述の開示された実施形態の全ての特徴よりも少ない特徴にある。このことから、発明を実施するための形態に続く特許請求の範囲は、この発明を実施するための形態にこれによって明確に組み込まれ、各請求項は、この開示の別個の実施形態として自立する。

Claims (15)

1. ウェハカセットの密閉ドアを開く又は閉じるためのドアオープナであって、前記ドアオープナは、
   輸送チャンバのチャンバ壁と移動可能に突き合わされ、且つ移載インターフェースと前記ウェハカセットのウェハ移載ポートとが開放可能又は閉鎖可能であるように前記チャンバ壁が前記ウェハカセットの前記ウェハ移載ポートと突き合わされた前記移載インターフェースの周位置に位置するように構成されたハウジング部と、ここにおいて、第１の開口部が、前記ウェハカセットに面する前記ハウジング部の側面上に設けられ、
   前記第１の開口部に設けられ、前記密閉ドアと突き合わされ、且つ前記ハウジング部が前記移載インターフェース及び前記ウェハ移載ポートを閉じるための位置にあるときに前記ウェハカセットから前記密閉ドアを分離するように構成された突き合わせアセンブリと、ここにおいて、前記密閉ドア又は前記突き合わせアセンブリは、前記ハウジング部内に密閉空間を形成するために、前記第１の開口部と密閉嵌合状態にある、
   を備えることを特徴とする、ドアオープナ。
2. 前記突き合わせアセンブリは、
   突き合わせ板と、
   前記ハウジング部中に設けられ、前記突き合わせ板が前記密閉ドアと突き合わせることが可能である第１の位置に移動するように前記突き合わせ板を駆動し、且つ前記突き合わせ板が前記密閉ドアと突き合わされた後に前記密閉ドア又は前記突き合わせ板が前記第１の開口部と密閉嵌合状態にある第２の位置に移動するように前記突き合わせ板を駆動するように構成された駆動機構と
   を備えることを特徴とする、請求項１に記載のドアオープナ。
3. 吸着構造が、前記突き合わせ板上に設けられ、前記突き合わせ板が前記第１の位置にあるときに吸着によって前記密閉ドアを固定するように構成されることを特徴とする、請求項２に記載のドアオープナ。
4. 第１の密閉部材が、前記第１の開口部の周辺に対応する前記突き合わせ板若しくは前記密閉ドアの位置に、及び／又は前記第１の開口部の周辺の前記ハウジング部上の位置に設けられ、前記突き合わせ板が前記第２の位置にあるときに前記第１の開口部を密閉するように構成されることを特徴とする、請求項２に記載のドアオープナ。
5. 前記ハウジング部は、円環部及びカバーを備え、
   前記カバーの開口部の端面が、前記円環部の第１の端面と突き合わされ、第２の密閉部材が、それらの間に設けられ、
   前記円環部の穴が、前記第１の開口部として使用され、前記第１の端面から離れている前記円環部の第２の端面が、前記ウェハカセットから離れている前記突き合わせ板の表面又は前記密閉ドアの表面と突き合わされるように構成され、前記第１の密閉部材は、それらの間に設けられることを特徴とする、請求項４に記載のドアオープナ。
6. 前記ドアオープナは、
   前記ハウジング部に接続され、全体として移動するように前記ハウジング部及びその中の前記突き合わせアセンブリを駆動するように構成されたハウジング駆動機構を更に備えることを特徴とする、請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載のドアオープナ。
7. 第３の密閉部材が、前記移載インターフェースの周辺に対応する前記ハウジング部の位置に、及び／又は前記移載インターフェースの前記周辺の前記輸送チャンバの前記チャンバ壁上の位置に設けられ、前記ハウジング部が前記移載インターフェース及び前記ウェハ移載ポートを閉じるための位置にあるときに前記移載インターフェース及び前記ウェハ移載ポートを密閉するように構成されることを特徴とする、請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載のドアオープナ。
8. 前記ドアオープナは、
   前記ハウジング部が前記ウェハ移載ポートを閉じるための位置にあり、且つ前記密閉ドアが前記ウェハカセットから分離されているとき、前記ウェハカセットにパージガスを導き、それと同時に、前記ウェハカセットからガスを排出するように構成されたパージ機構を更に備えることを特徴とする、請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載のドアオープナ。
9. 前記パージ機構は、
   前記ウェハカセットに面する前記ハウジング部の側面上に設けられ、前記ウェハカセットに前記パージガスを送り込むように構成されたパージノズルと、
   前記パージノズルとガス源とにそれぞれ接続され、前記ガス源によって提供された前記パージガスを前記パージノズルに伝達するように構成されたガス流入路と、
   前記ウェハカセット中の前記ガスを前記ハウジング部の外側に排出するように構成されたガス排出路と
   を備えることを特徴とする、請求項８に記載のドアオープナ。
10. 前記ハウジング部は、前記ハウジング部中のガスを前記ハウジング部の外側に放出するための放出構造を設けられることを特徴とする、請求項１に記載のドアオープナ。
11. 輸送チャンバであって、
    ウェハカセットのウェハ移載ポートと突き合わせるための移載インターフェースを設けられたチャンバ本体と、
    前記チャンバ本体の内部が前記ウェハカセットの内部と連通状態にあるか又はそれから分離されるように、前記ウェハ移載ポート及び前記移載インターフェースがそれによって同時に開かれる又は閉じられる、請求項１〜１０のうちのいずれか一項に記載の前記ドアオープナと
    を備えることを特徴とする、輸送チャンバ。
12. 請求項９に記載された前記ドアオープナを備え、
    前記ガス流入路は、前記チャンバ本体中に設けられたガス流入チャネルであり、前記ガス流入チャネルは、前記チャンバ本体の外側に開かれ、前記ガス源に接続されるように構成された流入口を有し、前記チャンバ本体の内側に開かれ、前記ハウジング部が前記ウェハ移載ポートを閉じるための位置にあるときに前記パージノズルの流入口と突き合わされ、且つそれと連通状態にあるように構成された排出口を有し、
    前記ガス排出路は、前記ウェハカセットの本体の内側に開かれたガス排出チャネルであり、前記ガス排出チャネルは、前記ウェハカセットの内部と連通状態にある流入口を有し、前記ウェハカセットの前記本体の外側に開かれた排出口を有することを特徴とする、請求項１１に記載の輸送チャンバ。
13. ブラケットが、前記移載インターフェースにおける前記チャンバ本体の側壁の外側に設けられ、前記ウェハカセットの前記ウェハ移載ポートが前記移載インターフェースと突き合わされるときに前記ウェハカセットを支持するように構成されることを特徴とする、請求項１１に記載の輸送チャンバ。
14. 半導体処理デバイスであって、
    反応チャンバと、
    請求項１１〜１３のうちのいずれか一項に記載の前記輸送チャンバと、
    ウェハを搬送するように構成され、前記反応チャンバと前記輸送チャンバとの間で移動可能なウェハキャリアと、
    前記輸送チャンバ中に設けられ、前記ハウジング部が前記ウェハ移載ポートを開くための位置にあり、且つ前記ウェハキャリアが前記輸送チャンバ中にあるときに、前記ウェハカセットと前記ウェハキャリアとの間で前記ウェハを移載するように構成されたマニピュレータと
    を備えることを特徴とする、半導体処理デバイス。
15. 前記半導体処理デバイスは、縦型熱処理デバイスであることを特徴とする、請求項１４に記載の半導体処理デバイス。

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