JP2022540608A - 同時基板移送用ロボット - Google Patents

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カルパッサミー ムータカマッチ，
ジェフ ハジェンズ，
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Abstract

例示的な基板処理システムは、移送領域を画定し、基板支持体及び移送装置を含む、移送領域ハウジングを含み得る。移送装置はハウジングを有し、第１のシャフト及び第２のシャフトを含む中央ハブを含み得る。ハウジングは、第２のシャフトと結合することができ、内部ハウジング領域を画定することができる。移送装置は、複数の基板支持体の基板支持体の数に等しい複数のアームを含み得る。複数のアームの各アームは、ハウジングの外部について結合することができる。移送装置は、内部ハウジング体積内に配置されている複数のアームハブを含み得る。複数のアームハブの各アームハブは、ハウジングを介して複数のアームのアームと結合することができる。アームハブは、中央ハブの第１のシャフトと結合することができる。【選択図】図２

Description

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６２／８７３，４３２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。
本技術は、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６２／８７３，４００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」（米国仮出願番号第６２／８７３，５１８号）、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。
技術分野
本発明の技術は半導体プロセス及び機器に関する。より詳細には、本技術は、基板処理システムに関する。
背景
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プロセス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。
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。
ロボットは通常、様々な処理及び保持チャンバを介してウエハを移送するために使用されている。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。
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。
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のシャフトの周りに延在し、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。中央ハブは、移送領域内に配置され、第２のシャフトと結合されたハウジングを有し得る。ハウジングは、内部ハウジング領域を画定することができる。移送装置は、複数の基板支持体の基板支持体の数に等しい複数のアームを含み得る。複数のアームの各アームは、ハウジングの外部の周りに結合することができる。移送装置は、内部ハウジング領域内に配置されている複数のアームハブを含み得る。複数のアームハブの各アームハブは、ハウジングを介して複数のアームのアームと結合することができる。アームハブは、中央ハブの第１のシャフトと結合することができる。
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。アームハブは、内部ハウジング領域の半径方向エッジに近接する中央ハブの中心軸の周りに分布させることができる。アームハブは、複数のアームが結合されているハウジングから独立して回転可能であり得る。第１のシャフトは、内部ハウジング領域内に延びることができる。１つ又は複数のリンケージは、複数のアームハブの各アームハブを、内部ハウジング領域内の第１のシャフトと結合することができる。第１のシャフトの回転は、複数のアームハブの各アームハブを同時に回転させるように構成することができる。各アームハブは、中央ハブの中心軸から半径方向にオフセットされた中心軸によって特徴付けることができ、複数のアームハブの各アームハブの回転は、関連するアームハブの中心軸の周りで複数のアームの対応するアームを回転させるように構成され得る。１つ又は複数のリンケージは、複数のアームハブの各アームハブ及び第１のシャフトの周りに延びている１つ又は複数のベルトを含み得る。１つ又は複数のリンケージは、第１のシャフトと複数のアームハブとの間に結合されている複数のギアを含むことができ、１つ又は複数のリンケージは、第１のシャフトと複数のアームハブとの間に結合されている複数のギアを含み得る。複数の基板支持体の各基板支持体は、基板支持体を介してアクセス可能な一組のリフトピンを含むことができ、リフトピンの各セットは、リフトピンの他のセットとは互いに異なる垂直方向の長さによって特徴付けられ得る。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。移送装置はまた、第３のシャフト及び複数のアライナを含み得る。各アライナは、複数のアームの関連するアームの遠位端に近接して配置することができる。各アライナは、複数のアーム及びハウジングから独立して回転可能であり得る。
本技術のいくつかの実施形態は、基板を転写する方法を包含し得る。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、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のシャフトとを有する中央ハブを含む移送装置を含み得る。中央ハブにはハウジングがある。移送装置は、複数のアームを含むことができ、複数のアームの各アームは、ハウジングの外部の周りに結合されている。移送装置は、複数のアームハブを含むことができ、複数のアームハブの各アームハブは、複数のアームのアームと結合されている。アームハブは、中央ハブの第１のシャフトと結合することができる。本方法は、基板を複数のアームのアームと係合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、中央ハブの中心軸の周りに第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。本方法は、基板を再配置するために、第１のシャフト及び第２のシャフトを中心軸の周りに第２の方向に共回転させることを含み得る。本方法は、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。
いくつかの実施形態では、本方法は、第２のシャフトを中心軸の周りに第２の方向にさらに回転させ、第１のシャフトを中心軸の周りに第１の方向に回転させることによって移送装置を移行させることを含み得る。本方法は、第１のシャフトを中心軸の周りに第２の方向に回転させることと、第２のシャフトを中心軸の周りに第１の方向に回転させることとを含み得る。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。複数のアームの各アームは、アームから独立して回転可能なアライナを含み得る。基板が複数のアームのアームによって係合されるとき、基板はアライナ上に着座させることができる。移送領域は、少なくとも４つの基板を含むことができ、基板との係合は、少なくとも４つの基板を複数のアームのアームと個別に又は同時に係合することを含み得る。本方法は、少なくとも４つの基板を切り離すことを含むことができ、これは、個別に、又は同時に、関連する基板支持体上に少なくとも４つの基板を配置させ得る。本方法はまた、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。
本技術のいくつかの実施形態はまた、移送領域を画定する移送領域ハウジングを含み得る基板処理システムを包含し得る。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、第１のシャフトの周りに延びており、第１のシャフトと同心に延びている第２のシャフト、及び第２のシャフトの周りに延びており、第２のシャフトと同心に延びている第３のシャフトを含む中央ハブを含み得る。中央ハブは、移送領域内に配置され、第３のシャフトと結合されているハウジングを有し得る。ハウジングは、内部ハウジング領域を画定することができる。移送装置は、複数のアームを含むことができ、複数のアームの各アームは、アームの近位端でハウジングの外部の周りに結合されている。移送装置は、内部ハウジング領域内に配置されている複数のアームハブを含むことができ、複数のアームハブの各アームハブは、ハウジングを介して複数のアームのアームと結合される。アームハブは、中央ハブの第１のシャフトと結合することができる。移送装置は、複数のアライナを含むことができ、複数のアライナの各アライナは、アームの遠位端で複数のアームのアームと結合されている。移送装置は、内部ハウジング領域内に配置されている複数のアライナハブを含むことができ、複数のアライナハブの各アライナハブは、複数のアームハブのアームハブと同心である。複数のアライナハブの各アライナハブは、ハウジングを介して複数のアライナのアライナと結合することができる。アライナハブは、中央ハブの第２のシャフトと結合することができる。
そのような技術は、従来のシステム及び技術よりも多くの利点を提供しうる。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共に、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。
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更に理解が深められることになろう。
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。 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。 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。 本技術のいくつかの実施形態による例示的な移送装置構成要素の概略上面図を示す。 本技術のいくつかの実施形態による例示的な移送装置構成要素の概略上面図を示す。 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。 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している。 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の移送セクションの概略断面立面図を示している。
図のいくつかは、概略図として含まれる。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。
付随する図では、類似した構成要素及び／又は特徴部は、同じ参照標示を有し得る。さらに、同種の様々な構成要素は、類似の構成要素を区別する文字で参照符号をたどることによって区別され得る。本明細書で第１の参照符号のみが使用される場合、説明は、文字に関係なく、同じ第１の参照符号を有する類似の構成要素の任意の１つに適用可能である。
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るが、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る。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、ロボットの周りに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りに配置された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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、中心軸の周り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。
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。
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、別個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、領域形状に応じて、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ピング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、別個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。
リッド１５５は、処理領域ごとに別個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、説明されたように、単一の遠隔プラズマユニット１６５は複数のチャンバに用いられても良く、２つ、３つ、４つ、又はそれより多くてもよく、特定のクワッドセクションに対してすべてのチャンバに用いられてもよい。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。
前述のように、処理システム１００、又はより詳細には、システム１００又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若しく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セクションを含み得る。図２は、本技術のいくつかの実施形態による例示的なチャンバシステム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。
移送領域ハウジング２０５内には、移送領域領域の周りに配置された複数の基板支持体２１０があり得る。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。リフトピンは、以下で説明するように、基板支持体２１０から突出するか、又は基板支持体を通してアクセス可能であり得、そしてロボットが基板の下にアクセスすることを可能にし得る。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。
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。
移送装置２２０は、移送チャンバ内に延びている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２２５は、中央に配置された、又は他の方法で移送領域ハウジング２０５内に配置されたハウジング２３０を含み得る。ハウジング２３０は、以下に説明するように内部ハウジング領域を画定することができ、その中に、移送装置２２０に関連する追加の構成要素を配置することができる。ハウジング２３０は、移送領域ハウジング２０５のベースから切り離すことができ、これにより、移送領域内でハウジング２３０を回転させることができる。中央ハブと結合されて、複数のアーム２３５を有することができる。アーム２３５は、ハウジング２３０の周りの半径方向外側の位置で結合することができるが、実施形態では、アームは、中央ハブの中心軸に向かってより近くに結合することができる。アームを半径方向外側に配置することにより、関連するハブ及びリンケージ構成要素を、以下に示すように、ハウジング内により自由に組み込むことができる。アーム２３５は、ハウジングの外部から延びることができ、アームは、ハウジングと固定的に結合することができるが、いくつかの実施形態では、アームは、ハブ又はハウジングを通って延びるハブの延長部と結合することができる。これにより、移送装置の追加の回転が可能になり、ハウジング２３０に対するアーム２３５の独立した回転が容易になる。
本技術の実施形態には、任意の数のアーム２３５を含めることができる。いくつかの実施形態では、アーム２３５の数は、チャンバに含まれる基板支持体２１０の数と同様かあるいは等しい場合がある。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、中央ハブのハウジングから横方向又は半径方向外向きに延びる４つのアームを含むことができる。アームは、図示のような直線プロファイル、並びに弧状プロファイル、又は以下でさらに説明するように異なる遠位位置形状など、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。以下でさらに説明するように、アームは、１つ又は複数の基板２０１の下で伸ばすことができ、１つ又は複数の基板を個別に調整するために、並びに移送領域内の代替基板支持体に基板２０１を移送するために使用することができる。
移送装置のアーム並びにハウジング及び他の構成要素は、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。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することもできる。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、操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、基板支持体２１０と基板２０１との間に延びることができるアーム２３５を含む、これらの記載又は包含される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、アーム及びハブがそれぞれセラミックであり得るいくつかの実施形態では、カップリングは、プレスフィッティング、スナップフィッティング、又はボルトなどの追加の材料を含まない可能性がある他のフィッティングを含むことができ、これらは、温度と共に膨張及び収縮する可能性があり、セラミックに亀裂を引き起こす可能性があるが、いくつかの実施形態では、任意の数の継手を構成要素と共に使用することができる。
移送装置２２０のいくつかの実施形態はまた、ハウジング２３０に対する近位接続に対して、アームの遠位端の周りに又はその近くでアーム２３５と結合されたアライナ２４０を含み得る。以下でさらに議論されるように、アライナ２４０は、移送又は他の操作中に配置又は再配置される基板のための回転の第３の態様を提供することができる。いくつかの実施形態では、アライナは、基板支持体と基板との間で直接一直線に延びることができ、これにより、アライナ及びリンケージを含む関連する構成要素が、基板支持体温度に曝され得る。したがって、これらの材料は、材料が曝される可能性のある環境条件に対応するように同様に選択することができる。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。
移送装置２２０は、以下でさらに説明するように、ハウジングから独立してアーム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。
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の周りに同心であり得る。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つのシャフトは別個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る。この回転は、リンケージ３３０を第１の方向、又は第１の反対の第２の方向に回転させることができ、その動きは、アームハブ３３５を、各アームハブを通る中心軸の周りに第１の方向、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、ハウジング２３０を中心軸の周りに第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。
ハウジング２３０によって画定される領域内に内部的に示されているのは、複数のアームハブを含む１つ又は複数のアームハブ３３５であり得る。アームハブは、少なくとも部分的にハウジング内に配置することができ、アーム２３５と結合するためにハウジング２３０を通って延びることができるか、あるいはアーム２３５と結合するための延長ポスト又はリンケージを含むことができる。複数のアーム２３５の各アームは、ハウジング２３０の回転とは独立してアームの回転を容易にする、対応するか又は関連するアームハブ３３５を含むことができる。アームハブ３３５は、中央ハブの第１のシャフト３１０と個別に又は集合的に結合することができ、これにより、第１のシャフト３１０が回転するときにアームハブ３３５の回転を可能にすることができる。アームハブ３３５は、中央ハブの中心軸の周りに分散させることができ、中心軸から半径方向にオフセットすることができる。各アームハブは、アームハブを通って延びる対応するアームハブ軸によって特徴付けられ得、ハブに結合された、又はハブと結合された関連するアームの回転軸を画定する。
アームハブ３３５は、ハウジング２３０の内部領域の半径方向又は横方向の縁の近くに配置され得、これは、例えば、追加の基板支持体を含む移送領域のためにハブ及びアームの数が増加したときに隣接するハブ間の干渉を制限し得る。アームハブ３３５は、ハウジング２３０と直接結合されなくてもよく、又はハウジングと回転可能に結合され得、これは、アームハブとハウジングとの間の独立した回転を容易にし得、移送装置２２０のための複数の回転態様を生成し得る。第１のシャフト３１０は、内部ハウジング内に延在することができ、第１のシャフトの周りに結合機構３３０にある程度のアクセスを提供することができる。示されるように、リンケージは、複数のアームハブ３３５の各アームハブを、内部ハウジング領域内の第１のシャフト３１０と個別に又は集合的に結合することができる。その結果、第１のシャフト３１０が第１の駆動システム３１２ａによって回転されるとき、シャフトをアームハブと結合するリンケージは、ハブを同様に回転させることができ、そして、アームハブを、上記のように、移送装置又は中央ハブの中心軸から半径方向にオフセットされた個々のハブ中心軸の周りに同時に回転させることができる。アームハブが第１のシャフト３１０の回転に伴って回転するとき、アーム２３５はまた、第１のシャフト３１０及び／又はアームハブ３３５の回転方向に対応するか、あるいはそれに関連する方向に回転することができる。
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３３１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、反対のギアに逆回転が生じ、これは第２のシャフト３２０ｂ及びハウジング２３０と結合され得る。さらに、第２の駆動システム３１４ｂを構成要素と結合して、ギアボックスと第１のシャフトを一緒に回転させることができ、これにより、ハウジング２３０とアーム２３５との共回転が容易になるが、アームとハウジングとの間の回転比の違いのために、第１のシャフト３１０ｂ及び第２のシャフト３１０ｂが同様の方向に回転され得るが、第１のシャフト３１０ｂのさらなる回転も起こり得る。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、ハウジング及びアームの別個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され得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が理解されるべきである。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、同様の又は異なる回転速度のいずれかで、中心軸の周りに共回転することができるか、又は２つのシャフトは、同じ回転速度又は異なる回転速度のいずれかで、もう一方のシャフトに対して逆回転することができる。この操作の周りには、以下で詳しく説明する。
図３Ｂ～図３Ｆは、本技術のいくつかの実施形態による、移送装置２２０の例示的な構成要素の概略上面図を示す。前述のような移送装置のいくつかの態様のみが例示され得るが、例示は限定を意図するものではなく、前述の移送装置２２０の構成要素、材料、又は特性のいずれかを含み得ることが理解されるべきである。さらに、図は、前述の移送装置又は本技術の実施形態のいずれかに含まれるリンケージを示し得る。
図示のように、移送装置２２０は、ハウジング２３０を含み得る。ハウジング２３０は、前に示したように覆われたリッド部分を含み得るが、本技術に含まれる例示的な連結を容易にするために、リッドは図には示されていない。第１のシャフト３１０は、ハウジング２３０内に延びることができ、前述のように、アームハブ３３５と結合することができる。４つのアームハブ３３５のみが示されているが、任意の数の関連するアームを収容するために、任意の数のハブを含めることができることを理解されたい。リンケージ３３０ａは、１つ又は複数のベルトカップリングを使用することができ、いくつかの方法で第１のシャフト３１０と同様に個々のアームハブ３３５の周りに延びることができる一実施形態に示されている。ベルトは、アームハブ及び第１のシャフトのそれぞれに画定された溝又はトレンチ内に延びることができる。例えば、各ベルトを収容するために第１のシャフト３１０に沿って垂直に４つの別個のトレンチを画定し、ベルトの接触又は相互作用を制限又は防止するためにベルトがオフセットされた状態に保たれるようにすることができる。同様に、ベルトの設定位置を維持するために、各アームハブの周りに溝又はトレンチを設けることができる。
ベルトのセットが図に示されているが、サーペンタインベルト又は駆動ベルトなどの単一のベルトを、各アームハブ及び第１のシャフト３１０の周りに延ばして、結合を提供することができる。さらに、コンポーネント間の回転を逆にするためにツイストベルトを組み込むことができる。個別又は複数のベルトを異なる実施形態で使用することができるが、追加のリンケージシステムを同様に使用することができる。例えば、図３Ｄに示すように、ギアセットを使用して、図に示すようにアームハブを駆動することができる。例えば、第１のシャフト３１０は、ハウジング２３０内に延びる領域に沿っていくつかのギアの歯を画定することができる。ギアの歯は、移送装置の各アームハブ３３５の周りに、リンケージギア３３０ｂの歯と相互接続することができる。複数のギアの各ギアは、図示のように、第１のシャフト３１０の一方又は両方、並びに関連するアームハブ３３５と接触して配置することができる。第１のシャフト３１０の回転からのアームハブの回転を容易にするために、追加のギアを任意の数の構成に組み込むこともできる。この場合も、このようなアームハブ及びリンケージギアは４つしか示されていないが、本技術の包含される実施形態には、任意の数のリンケージ及びハブを含めることができる。同様に、図３Ｃ及び図３Ｄは、本技術に含まれる２つの可能なリンケージシステムを示しており、これらの図は、限定することを意図するものではない。
説明された動作を提供するように構成された他の任意の数のシステム構成要素のカップリングが、同様に本技術に含まれる。さらに、リンケージ接続は、アームハブ３３５を第１のシャフト３１０と同様の方向又は異なる方向に回転させる可能性のあるいくつかのギア、ねじれたベルト、及び他の構成要素を含み得るため、本開示を通して説明される任意の実施形態は、この効果を考慮し得ることが理解されるべきである。例えば、シャフトの回転の第１方向により、関連するアームハブがいずれかの方向に回転する場合があり、それ故に、第１及び第２の方向が記述されている場合、どちらの方向も、図解又は説明された動きに対応するために実際に含まれる場合があり、そしてそれは、任意の個々の例に包含される任意のタイプの実際のリンケージカップリングを説明し得る。
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。
図５Ａは、前述のような基板処理システム５００の移送領域を示すことができ、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駆動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得る。さらに、基板の送達又はその後の移送中に、移送装置５２０は、凹んだ構成で配置され得、これは、例えば、中央ハブ５２５のハウジング５３０に近接してコイル状にされ得るか、又は基板支持体５１０の間に延長され得る。任意の数の基板に対して移送動作が開始される場合、移送装置は、図示のように、アーム５３５を少なくとも部分的に基板５０１の下に伸ばすために１つ又は複数の調整を実行することができる。これらの動き又は調整には、以下に説明するような回転のいずれか、並びに移送領域内の構成要素を収容するための追加の回転又は動きが含まれ得る。
移送プロセスは、いくつかの方法で移送装置を回転させることを含み得る。方法４００は、操作４１０で基板５０１を係合させることを含み得る。係合は、１つ又は複数の基板が、基板支持体のリフトピンを含む基板支持体５１０から移送装置５２０のアーム５３５に移送されるまで、同時に又は個別に発生し得る。垂直移動能力を有するかどうかに応じて、係合及び移動は、基板又は移送装置の一方又は両方を上昇又は下降させることを含む場合も含まない場合もある。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、基板を基板支持体から持ち上げることができるか、あるい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。
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、第１のシャフト及び第２のシャフトの１つ又は複数の回転を引き起こすことによって起こり得、これは、図５Ｂに示されるように、アーム及びハウジングの回転を引き起こし得る。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。
基板が移送装置のアーム５３５上に配置された後に基板の並進を開始するために、この方法は、操作４１５で、中央ハブの第１のシャフトを中央ハブの中心軸の周りに第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４２０で、第２のハブの中心軸の周りで第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。図５Ｂに示されるように、この逆回転は、アーム５３５がハウジング５３０に向かって後方に回転されるので、並進中に基板５０１を中央ハブ５２５に向かって後退させることを容易にすることができる。限定することを意図するものではないが、図示の回転は、基板５０１を第１の基板支持体５１０ａから第２の基板支持体５１０ｂに並進させる態様を示しているものであり得る。この回転を提供するために、中央ハブの第２のシャフトは、図示のように反時計回りなどの並進方向に回転され得る。これが発生している間、第１のシャフトは、第２のシャフトと反対の第１の方向に回転することができ、これにより、図示のように、アームが開始位置に向かって後退させ得る。前に述べたように、使用されるリンケージのタイプに応じて、記載された回転方向は、実際には、使用されるリンケージタイプに対して示される動きに対応するためにいずれかの回転方向を表す場合がある。
逆回転は、任意の位置又は程度で発生する可能性があり、これにより、回転が発生する可能性のあるエンベロープが狭くなる可能性がある。続いて、１つ又は複数の基板の並進は、操作４２５で進行させることができ、ここで、アーム５３５及びハウジング５３０は、第２の基板支持体５１０ｂに向かって共通の速度又は共通の比率で第２の方向を中心に共回転することができる。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。図５Ｂ～図５Ｄに示されるように、ハウジング５３０から別個の半径方向にオフセットされた軸の周りに回転するアーム５３５は、基板支持体間の基板のより直接的な並進をさらに容易にすることができる。例えば、実質的に直線的な経路、又は任意の程度の弧状又は角度のある移動は、移送装置のシャフトの回転を調整することによって、本技術によって提供され得る。いくつかの実施形態において、基板を第１の基板支持体から第２の基板支持体に直接横方向に移動させることができる線形経路を提供することによって、第１の基板支持体の中心と第２の基板支持体との間の直線などにおいて、短縮された並進時間が提供され得、これを数百又は数千の操作に拡張すると、従来のテクノロジーよりもキュー時間を大幅に短縮できる。
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あ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４３０で各基板上で実行され得る。図５Ｃに示されるように、基板は、アライメントハブ５４０に移され得、これは、アーム５３５のプロファイルによって促進され得る。図示のように、基板が支持されるアームの遠位部分は、位置合わせハブ５４０が延びることができるフック、フォーク、又は開孔によって特徴付けられ得る。異なる実施形態では、アラインメントハブ５４０を持ち上げて基板を移送するか、又は基板を下げてアラインメントハブ５４０に配置することができる。いずれにせよ、並進されている基板の数に応じて、１つ又は複数のアライナが基板を受け取ることができる。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。
図５Ｄ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４３５で、基板は、図５Ｅに示されるように、第２の基板支持体に送達され得、これは、第１のシャフトの回転を逆転させることによってアーム５３５を伸ばすことを含み得る。ハウジング５３０が回転し続けると、アームは基板支持体から引き抜かれ得、したがって、いくつかの実施形態では、アームは、回転ハウジングトラックを備えた横方向並進経路に対応するために、所望の送達位置に近接して外向きに伸ばされ得る。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。以下に説明するように、基板は、それぞれの基板支持体上に個別に配置することができ、これにより、基板のさらなる位置合わせが容易になり得る。
例えば、基板支持体又はリフトピンは、基板の個々の送達に対応し得るので、移送装置は、基板を送達する前に、追加の位置合わせ操作を実行し得る。例えば、基板を並進させている間、前述のカメラ又は監視システムは、基板のオフセットを識別し得、これにより、基板は、基板が送達される基板支持体のポケットに接触し得る。監視システムは、関連する制御システムを介してフィードバックを提供することができ、これは、移送装置のさらなる操作を指示することができる。基板支持体の表面に平行なｘｙ平面に沿った離散的な横方向の動きは、移送装置の回転の性質のために制限され得るが、これらの動きは依然として実行され得る。ハウジング又はアームの一方若しくは両方をさらに回転させることにより、交差するアーク経路を変更して、送達前に基板の位置を横方向に調整することができる。以下にさらに示されるように、各リフトピンセットは、他のリフトピンセットから垂直方向にオフセットされ得るので、この修正は、システムの各基板を含む１つ又は複数に対して実行され得る。
各基板がそれぞれの基板支持体に送達されると、移送装置は、基板と基板支持体との間から移行され得る。本技術はまた、基板支持体に関連するリフトピンに対応し得る。図５Ｆは、説明を容易にするために２つの基板５０１のみを示しており、リフトピンセット５４５を示す他の２つの剥き出しの基板支持体を示しており、これは、基板と基板支持体との間に延びていることができるが、基板のその後の移送装置によって回避され得る。並進及び送達は、前述のように横方向に実行され得るが、送達は、リフトピンを上げること、又は移送装置を下げることを含み得、これは、リフトピンを移送経路に一致させることができる。したがって、移送装置を基板支持体から遠ざけるように移行することは、追加の動きを伴う可能性がある。
図５Ｆに示されるように、移送装置の移行は、第１のシャフトを第１の方向により積極的に回転させながら、第２のシャフトを第２の方向に回転させ続けることを含むことができ、これは、アーム５３５を中央ハブに向かって内側に引っ張ることができる。図示のように、この動きは、送達後にアームのいずれかの側に配置され得るリフトピンからアームを後退させる可能性がある。さらに、回転は、図示のようにアームの特徴に向かって実行され得るが、どちらの方向にも起こり得る。任意の数のアームプロファイル及び形状が本技術に含まれるが、図示されたフックは、アームの前縁を第２の方向に短縮する可能性があり、これにより、図のようにリフトピンとの接触をさらに回避できる場合がある。
いくつかの実施形態では、アームは基板支持体の間に引っ込められてもよいが、凹みは、処理中にアームをハウジングの近くに入れ子にし続けることができる。図のようにアームが最初に凹まされると、移行には、第２のシャフトを第１の方向に回転させることも含まれる場合がある。最初の回転の間、第１のシャフトは、アーム５３５の後退を維持するために回転され得るが、これには、図５Ｇに示すように、第１のシャフトを第２のシャフトと共に第１の方向に回転させることが含まれる場合がある。続いて、第１のシャフトは、図５Ｈに示されるように、アーム５３５を外側に伸ばすために、第２のシャフトとは反対の方向に回転され得る。例えば、図示のように、第１のシャフトは第２の方向に回転され得、第２のシャフトは第１の方向に回転されてアームを外側に伸ばすことができ、これは、基板処理中にアームを保持位置に配置する場合がある。さらに、そのような位置は、含まれる場合、アーム５３５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ことができる。
図６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６００の概略断面図を示す。移送装置６００は、前記移送中に回転整列操作をさらに実行することができる、前述のような追加のアライナ構成要素を含むことができる。その結果、上記のアライメントハブ５４０とは異なり、移送装置に組み込まれたアライナは、移送時間をさらに短縮することができる。例えば、基板が前述のように監視装置上で並進されるとき、情報が移送装置に戻されて、回転位置合わせ調整を指示することができ、これは、並進中に実行される場合がある。これにより、アライメントハブの移動を削除することで、追加の解放及び係合操作が削除されることができ、これにより、移送中に発生する可能性のある微小オフセットがさらに制御される可能性があるか、又は、従来の技術よりも基板の位置合わせの精度が向上する可能性がある。
移送装置６００は、他の場所で説明されている他の移送装置の構成要素、材料、構成、又は特性のいずれかを含み得、位置合わせ構成要素の可能な結合を説明するために簡略化された概略図を示し得る。移送装置６００は、任意の数の基板支持体を含む、又は基板支持体２１０を含む移送領域ハウジング２０５を含む、前述のような移送領域のいずれかに組み込まれ得、移送装置６００は、前述の構成を有する共通の構成要素を含み得る。例えば、移送装置６００は、内部ハウジング領域を画定し得るハウジング６３２を含む中央ハブ６３０と、前述のようにハウジングから外向きに延びる複数のアーム６３５とを含み得る。本技術の例のいずれにおいても、ハウジングは含まれなくてもよいが、ハウジングを含めると、内部領域に配置された構成要素を排水やその他の処理材料に曝すことから保護し、別個の領域を作ることで冷却を容易にすることができる。中央ハブ６３０は、第１のシャフト６１０、第２のシャフト６１５、及び第３のシャフト６２０を含み得る。シャフトは、中央ハブ６３０を通る中心軸の周りに同軸であり得る。例えば、第２のシャフト６１５は、第１のシャフト６１０の周りに延びており、それと同心であり得、第３のシャフト６２０は、第２のシャフト６１５の周りに延びており、同心であることができる。第１のシャフト６１０、第２のシャフト６１５、及び第３のシャフト６２０のそれぞれは、移送装置の異なる要素の独立した回転を可能にするように構成され得る。
例えば、ハウジング６３２は、第３のシャフト６２０と結合され得、第３の駆動システム６２２と中心軸の周りで回転可能であり得、これには、他の場所で説明されている他のシステムと同様に、任意の数のモータ又はドライバを含めることができ、中心軸の周りにいずれかの方向に回転させることができる。複数のアーム６３５は、ハウジング６３２の外部の周りに結合することができ、前述のアームの特徴又は特性のいずれかを含むことができる。アームは、アームの近位端でハウジングの近くに結合することができ、各アームの遠位端は、複数のアライナのアライナ６４０を支持することができる。アームとアライナの結合には、前述のように、任意の数のリンケージスキームを含めることができ、次の例は、使用される特定のリンケージメカニズムに関係なく、構成要素の独立した回転制御の理解を容易にするために含まれている。
第１のシャフト６１０は、前述のように、複数のアームハブ６４５と結合することができる。アームハブ６４５は、内部ハウジング領域内に少なくとも部分的に配置され得るが、アームハブの一部又はアームハブの延長部は、アーム６３５と結合するためにハウジングを通って延びることができる。複数のアームハブの各アームハブは、前述のように、複数のアームのアームと結合することができる。アームハブは、リンケージ６４２によって第１のシャフト６１０と結合することができ、リンケージ６４２は、前述のリンケージ又は機構のいずれかを含むことができる。第１のシャフト６１０は、第１のシャフト６１０の独立した回転を容易にすることができ、アーム６３５に回転能力を提供することができる第１の駆動システム６１２と動作可能に結合することができる。
いくつかの実施形態では、各アーム６３５は、アライナ６４０への結合アクセスを可能にし得る内部アーム領域を画定し得るが、いくつかの実施形態では、結合は、各アーム６３５の外部の上又は下及びそれに沿って実行され得る。しかしながら、内部アーム領域を提供することにより、リンケージは、加工材料へ曝すことから保護され得、そして少なくとも部分的に、構成要素の熱暴露を低減し得る。複数のアライナハブ６５０は、内部ハウジング領域に含まれ得、リンケージ６４７を備えた第２のシャフト６１５と結合され得る。アライナハブ６５０は、図示のようにアームハブ６４５と同心であり得、いくつかの実施形態では、アライナハブ６５０は、アームハブ６４５を通って内部アームボリューム内に延びることができる。したがって、いくつかの実施形態では、アライナハブ６５０のどの部分も、移送領域環境内に露出されてはならない。アライナハブ６５０は、リンケージ６４７を用いて、第１の端部で第２のシャフト６１５と結合することができる。第１の端部の反対側のアライナハブ６５０の第２の端部で、リンケージ６５２は、アライナハブをアライナ６４０とさらに結合することができる。第２のシャフト６１５は、第２の駆動システム６１７と動作可能に結合され得、これは、第２のシャフト６１５の独立した回転を容易にし得、そしてアライナ６４０に回転能力を提供し得る。
いくつかの実施形態では、垂直並進ドライブ６２５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６００は、垂直ドライブ機構を含まなくてもよい。図示のように第３のシャフト及び駆動システムを組み込むことにより、移送される基板の位置合わせ操作を容易にし、位置合わせ機能を並進機能と組み合わせることによってキュー時間をさらに短縮することができる追加の回転自由度を提供することができる。
図７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７００の概略断面立面図を示している。図７は、前述のように、及び前述の移送領域又は基板処理システムのいずれかに含まれ得るような、千鳥状のリフトピン構成を示している。例えば、前述のリフトピンのいずれも、図示のように互い違いの高さのリフトピンを含み得る。基板処理システム７００は、前述の実施形態のいずれかの構成要素、構成、及び特性のいずれかを含み得、同様に、前述の任意のシステムは、図示のリフトピン構成を含み得る。システム７００は、チャンバ内のリフトピン７０５のセット上に個別に配置された複数の基板７０１を含み得、これはまた、移送装置７２０を含むことができ、これは、移送装置から延びるアーム７３５を含む、前述の移送装置のいずれかの特徴を含み得る。
リフトピン７０５は、基板支持体７１０から延在して基板７０１を送達又は回収するためのアクセス可能性を提供するピンのセットであり得、各セットは、基板を収容するための任意の数のピンを含み得る。図示のように、リフトピンセット７０５は、４つの異なる高さでずらされており、これにより、基板の個別の送達及び回収が可能になり得る。例えば、リフトピン７０５ａは、基板支持体の上に第１の垂直長さを延ばすことができる。リフトピン７０５ｂは、断面に示される基板支持体７１０ｂの上に第２の垂直長さを延ばすことができ、基板支持体が一列に並んでいても、リフトピン７０５ａが延びることができる基板支持体を隠すことができる。図に示すように、第２の垂直方向の長さは、第１の垂直方向の長さよりも短くてもよい。
さらに、リフトピン７０５ｃは、基板支持体７１０ｃから第３の垂直方向の長さを延ばすことができ、第３の垂直方向の長さは、第２の垂直方向の長さよりも短くてもよい。最後に、リフトピン７０５ｄは、関連する基板支持体から第４の垂直長さまで延在することができ、これは、基板支持体７１０ｃによって隠され、基板支持体８１０ｃと一直線に並ぶことができる。第４の垂直方向の長さは、第３の垂直方向の長さよりも短くてもよい。リフトピンセットの高さをずらすことにより、基板の送達又は回収の前に、各基板に対して個別の調整を行うことができる。例えば、関連するリフトピン上に配置された場合、基板７０１ａは、基板７０２ｂの上にアクセス可能であり得、これは、基板７０２ｃより上でアクセス可能であり得、そして基板７０２ｄより上でアクセス可能であり得る。
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。移送装置が、基板ハウジングに対して独立して回転することができる関節アームを含む場合、２つの回転軸を提供することができ、これは、基板の再配置を容易にして、基板と基板支持体との間の追加のエッジ接触につながる位置合わせの不一致を制限することができる。システムはまた、基板支持体間のより直線的な運動を提供することによって移動速度を増加させることができ、これはまた、移動領域サイズの縮小を容易にすることができる。
前述の記載では、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、多数の詳細が述べられてきた。しかしながら、これらの詳細のいくつかを含まずに又は更なる詳細と共に、特定の実施形態を実施してもよいことが、当業者には明らかだろう。
いくつかの実施形態を開示してきたが、当業者であれば、実施形態の主旨から逸脱することなく様々な変更例、代替構造、及び等価物が使用され得ることを理解するだろう。更に、本技術を不必要にあいまいにすることを避けるために、いくつかの周知のプロセス及び要素については説明しなかった。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解釈すべきでない。加えて、方法又はプロセスは連続した又は段階的なものとして説明されうるが、これらの工程が同時に又は記載とは異なった順序で実施されうることを、理解されたい。
値の範囲が提示される場合、文脈上明らかに別段の指示がない限り、その範囲の上限と下限の間の各介在値はまた、下限の単位の最小単位まで具体的に開示されることが理解される。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。記載された範囲に一又は複数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。
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるように、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「その（ｔｈｅ）」は、文脈上別途明示しない限り複数の指示物を含む。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。
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。

Claims (15)

  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、前記基板を提供する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、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のシャフトの周りに延びており、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、前記移送領域内に配置され、前記第２のシャフトと結合されているハウジングを有し、前記ハウジングが内部ハウジング領域を画定している、中央ハブ、
    前記複数の基板支持体の基板支持体の数に等しい複数のアームであって、前記複数のアームの各アームが、前記ハウジングの外部の周りに結合されている、複数のアーム、及び
    前記内部ハウジング領域内に配置されている複数のアームハブであって、各アームハブが、前記ハウジングを介して前記複数のアームのアームと結合されており、前記中央ハブの前記第１のシャフトと結合されている、複数のアームハブを含む移送装置と
    を含む、基板処理システム。
  2. 前記アームハブが、前記内部ハウジング領域の半径方向エッジに近接する前記中央ハブの中心軸の周りに分配されており、前記アームハブは、前記複数のアームが結合されている前記ハウジングから独立して回転可能である、請求項１に記載の基板処理システム。
  3. 前記第１のシャフトが前記内部ハウジング領域内に延びており、１つ又は複数のリンケージが、前記複数のアームハブの各アームハブを、前記内部ハウジング領域内で前記第１のシャフトに結合している、請求項２に記載の基板処理システム。
  4. 前記第１のシャフトの回転が、前記複数のアームハブの各アームハブを同時に回転させるように構成されており、各アームハブが、前記中央ハブの中心軸から半径方向にオフセットされている中心軸によって特徴付けられており、前記複数のアームハブの各アームハブの回転が、関連するアームハブの前記中心軸の周りに前記複数のアームの対応するアームを回転させるように構成されている、請求項３に記載の基板処理システム。
  5. 前記１つ又は複数のリンケージが、前記複数のアームハブの各アームハブ及び前記第１のシャフトの周りに延びている１つ又は複数のベルトを含む、請求項３に記載の基板処理システム。
  6. 前記１つ又は複数のリンケージが、前記第１のシャフトと前記複数のアームハブとの間に結合されている複数のギアを含み、前記複数のギアの各ギアは、前記第１のシャフトと前記複数のアームハブのアームハブとの間に配置されて、それらと接触している、請求項３に記載の基板処理システム。
  7. 前記複数の基板支持体の各基板支持体が、前記基板支持体を介してアクセス可能な一組のリフトピンを含み、リフトピンの各セットは、リフトピンの他のセットとはそれぞれ互いに異なる垂直方向の長さによって特徴付けられている、請求項１に記載の基板処理システム。
  8. 前記移送装置が、第３のシャフト及び複数のアライナをさらに含み、各アライナは、前記複数のアームの関連するアームの遠位端に近接して配置されており、各アライナは、前記複数のアーム及び前記ハウジングから独立して回転可能である、請求項１に記載の基板処理システム。
  9. 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は、移送装置であって：
    第１のシャフトと、前記第１のシャフトの周りに延びており、前記第１のシャフトと同心である第２のシャフトとを含み、ハウジングを有する中央ハブと、
    複数のアームであって、前記複数のアームの各アームは前記ハウジングの外部の周りに結合されている、複数のアームと、
    複数のアームハブであって、前記複数のアームハブの各アームハブは前記複数のアームのアームと結合されており、前記アームハブは前記中央ハブの前記第１のシャフトと結合されている複数のアームハブを含む移送装置を含む、
    受け取ることと；
    前記複数のアームのアームと前記基板を係合させることと；
    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前記第２のシャフトを第２の方向に回転させることと；
    前記第１のシャフト及び前記第２のシャフトを前記中心軸の周りに第２の方向に共回転させて、前記基板を再配置することと；
    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
    を含む、基板を移送する方法。
  10. 前記第２のシャフトを前記中心軸の周りに前記第２の方向にさらに回転させ、前記第１のシャフトを前記中心軸の周りに前記第１の方向に回転させることによって前記移送装置を移行させることをさらに含む、請求項９に記載の基板を移送する方法。
  11. 前記第１のシャフトを前記中心軸の周りに前記第２の方向に回転させ、前記第２のシャフトを前記中心軸の周りに前記第１の方向に回転させることをさらに含む、請求項１０に記載の基板を移送する方法。
  12. 前記基板を係合させることに続いて、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９に記載の基板を移送する方法。
  13. 前記基板を係合することに続いて、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９に記載の基板を移送する方法。
  14. 前記複数のアームの各アームが、前記アームから独立して回転可能なアライナをさらに含み、前記基板は、前記複数のアームのアームによって係合されるとき、前記アライナ上に着座する、請求項９に記載の基板を移送する方法。
  15. 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をさらに含む、請求項９に記載の基板を移送する方法。
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