KR20220018014A - 회전 정렬이 필요한 에지 링의 자동화된 이송 - Google Patents

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다몬 타이론 제네티
로이 스캇 파월
다릴 안젤로
후이 링 한
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램 리써치 코포레이션
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Abstract

기판 프로세싱 시스템으로 소모성 부품을 전달하기 위해 사용된 링 저장 스테이션은 베이스플레이트 및 베이스플레이트 위에 배치된 회전 플레이트를 포함하는 하우징을 포함한다. 엔드-이펙터 개구부가 하우징의 제 1 측면에 배치되고 서비스 윈도우 개구부가 하우징의 제 2 측면에 배치된다. 핑거 지지 구조체 세트가 회전 플레이트에 연결된다. 핑거 지지 구조체 각각은 지지 컬럼 및 상부에 배치된 지지 핑거들을 포함한다. 컬럼들의 세트 중 적어도 2 개는 링 저장 스테이션 내에 배치될 때 소모성 부품들을 방사상으로 정렬시키기 위해 인덱스 핀들을 갖는 지지 핑거들을 갖는다. 일 구성에서, 소모성 부품들은 링 저장부와 프로세스 모듈 사이의 각도 정렬을 보장하도록 회전 각도 인게이지먼트와 매칭하도록 설계될 수도 있다.

Description

회전 정렬이 필요한 에지 링의 자동화된 이송
본 실시 예들은 반도체 웨이퍼들을 제작하는데 사용되는 클러스터 툴 어셈블리, 보다 구체적으로, 클러스터 툴 어셈블리 내에서 프로세스 모듈로 전달하기 전에 소모성 부품을 사전-정렬하기 위한 링 저장 스테이션에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼를 프로세싱하는데 사용된 통상적인 클러스터 툴 어셈블리는 기판들을 전달하고 저장하도록 사용되는 FOUP (front opening unified pod) 와 같은 웨이퍼 저장 박스, FOUP와 에어 록과 같은 로드 록 챔버 사이를 인터페이싱하는 EFEM (equipment front end module), 및 로드 록 챔버에 커플링되는 하나 이상의 프로세스 모듈들을 포함한다. 프로세스 모듈 각각은 세정 동작, 증착, 에칭 동작, 린싱 동작, 건조 동작, 등과 같은 특정한 제작 동작을 수행하도록 사용된다. 이들 동작들을 수행하기 위해 사용된 화학 물질들 및/또는 프로세싱 조건들은 프로세스 모듈 내의 독한 (harsh) 조건들에 지속적으로 노출되는 프로세스 모듈의 하드웨어 컴포넌트들 중 일부를 마모시킬 수 있다. 이들 마모된 하드웨어 컴포넌트들은 마모된 하드웨어 컴포넌트들이 프로세스 모듈에서 생성된 독한 화학 물질들 또는 불순물들로 하여금 반도체 웨이퍼 프로세싱 동안 프로세스 모듈에서 아래에 놓인 하드웨어 컴포넌트들 상에 증착되거나 마모시키게 하지 않는다는 것을 보장하도록 주기적으로 교체되어야 한다. 하드웨어 컴포넌트는 예를 들어, 프로세스 모듈 내에서 반도체 웨이퍼에 인접하게 배치되는 에지 링일 수도 있다. 에칭 동작 동안, 에지 링은 프로세스 모듈 내에서 생성된 플라즈마로부터 이온 충격에 대한 연속적인 노출로 인해 마모될 수도 있다. 마모된 에지 링은 프로세스의 런-투-런 반복성 (run-to-run repeatability) 및 척과 같은 하부 하드웨어 컴포넌트들의 기능성이 손상되지 (compromise) 않는다는 것을 보장하도록 교체되어야 한다.
이 맥락에서 본 발명의 실시 예들이 발생한다.
본 발명의 실시 예들은 진공을 파괴 (break vacuum) (즉, 기판 프로세싱 시스템을 대기 조건에 노출) 할 필요 없이, 기판 프로세싱 시스템 내에 배치된 프로세스 모듈의 에지 링과 같은 마모되거나 사용된 하드웨어 컴포넌트들을 제거하고 교체하도록 설계되고 기판 프로세싱 시스템에 커플링될 수 있는 링 저장 스테이션을 규정한다 (define). 기판 프로세싱 시스템은 또한 본 명세서에서 클러스터 툴 어셈블리로서 지칭된다. 교체될 수 있는 마모되거나 사용된 하드웨어 컴포넌트는 또한 본 명세서에서 소모성 부품으로 지칭된다. 기판 프로세싱 시스템은 하나 이상의 프로세스 모듈들을 포함하고, 프로세스 모듈 각각은 반도체 웨이퍼 프로세싱 동작을 수행하도록 구성된다. 프로세스 모듈의 소모성 부품이 내부의 화학 물질들 및 프로세스 조건들에 노출됨에 따라, 소모성 부품이 마모되거나, 사용 또는 소모되고 적시에 교체되어야 한다. 사용된 소모성 부품은 기판 프로세싱 시스템에 장착될 수 있는 링 저장 스테이션에 저장되는 새로운 부품들을 교체함으로써 기판 프로세싱 시스템을 개방하지 않고 교체될 수도 있다. 링 저장 스테이션은 새로운 소모성 부품들 및/또는 제거된 사용된 소모성 부품들을 저장하도록 사용되는 구획들을 갖는 부품 버퍼를 포함한다. 링 저장 스테이션 및 프로세스 모듈(들)을 포함하는 기판 프로세싱 시스템의 다양한 모듈들 및 컴포넌트들은 제어기에 커플링되어 제어기로 하여금 링 저장 스테이션과 프로세스 모듈(들) 사이의 액세스를 조정하게 하는 한편, 프로세스 모듈(들)은 제어된 환경에서 소모성 부품의 교체를 허용하도록 진공 상태로 유지된다.
사용되거나 소모된 소모성 부품에 대한 용이한 액세스를 제공하기 위해, 기판 프로세싱 시스템의 프로세스 모듈은 리프트 핀 메커니즘을 포함하도록 설계된다. 인게이지할 (engage) 때, 리프트 핀 메커니즘은 기판 프로세싱 시스템 내에서 이용 가능한 로봇의 엔드-이펙터가 프로세스 모듈로부터 상승된 소모품에 액세스하고 회수하기 위해 사용될 수도 있도록 소모성 부품으로 하여금 설치된 위치로부터 교체 위치로 이동되게 하도록 구성된다. 교체 소모성 부품 (즉, 새로운 소모성 부품) 은 링 저장 스테이션으로부터 회수되고 프로세스 모듈로 전달되고 리프트 핀 메커니즘은 새로운 소모성 부품을 수용하고 프로세스 모듈 내의 위치로 하강시키도록 사용된다.
링 저장 스테이션 및 기판 프로세싱 시스템의 설계는 사용된 소모성 부품에 액세스하기 위해 기판 프로세싱 시스템을 대기 조건들로 개방할 필요성이 제거되도록 한다. 예를 들어, 기판 프로세싱 시스템은 대기 조건으로 유지되는 EFEM (equipment front end module) 을 포함할 수도 있다. EFEM의 제 1 측면은 기판 프로세싱 시스템 내외로 기판들을 이송하기 위해 하나 이상의 기판 저장 스테이션들 (예를 들어, FOUP들) 에 커플링될 수도 있다. 기판 저장 스테이션들에 더하여, 하나 이상의 링 저장 스테이션들이 EFEM의 제 2 측면 또는 제 3 측면에 커플링될 수도 있다. 진공 이송 모듈은 하나 이상의 로드 록 챔버들 (또한 본 명세서에서 에어 록들로 지칭됨) 을 통해 EFEM의 제 3 측면에 커플링될 수도 있다. 하나 이상의 프로세스 모듈들이 진공 이송 모듈에 커플링될 수도 있다.
EFEM의 로봇은 링 저장 스테이션과 에어 록 사이에서 소모성 부품을 이송하도록 사용될 수도 있다. 이러한 구현 예들에서, 에어 록은 에어 록이 대기 조건으로 유지되는 동안 소모성 부품이 EFEM으로부터 수용되게 함으로써 인터페이스로서 작용한다. 소모성 부품을 수용한 후, 에어 록은 진공으로 펌핑되고, 진공 이송 모듈의 로봇이 소모성 부품을 프로세스 모듈로 이동시키도록 사용된다. 진공 이송 모듈의 로봇은 소모성 부품을 프로세스 모듈 내로 이동시키도록 사용된다. 프로세스 모듈 내의 리프트 핀 메커니즘은 소모성 부품을 상승 및 하강시킴으로써 소모성 부품에 대한 액세스를 제공하여, 소모성 부품의 교체가 진공 조건들에서 진공 이송 모듈의 로봇에 의해 수행될 수 있다.
진공 이송 모듈의 로봇 및 프로세스 모듈의 리프트 핀 메커니즘은 함께 소모성 부품의 정밀한 전달 및 회수를 허용하여 소모성 부품의 교체 동안 프로세스 모듈들의 임의의 하드웨어 컴포넌트들에 대한 손상의 위험을 제거한다. 소모성 부품이 제어된 방식으로 프로세스 모듈 내로 이동됨에 따라, 사용된 소모성 부품의 교체 후에 프로세스 모듈을 활성 동작 상태가 되도록 재컨디셔닝하는데 (recondition) 필요한 시간이 실질적으로 감소된다.
일 실시 예에서, 기판 프로세싱 시스템으로 소모성 부품을 전달하기 위해 사용된 링 저장 스테이션이 개시된다. 링 저장 스테이션은 하우징을 포함한다. 링 저장 스테이션의 하우징은 베이스플레이트 및 베이스플레이트 위에 배치된 회전 플레이트를 포함한다. 엔드-이펙터 액세스 개구부가 하우징의 제 1 측면에 배치된다. 서비스 윈도우 개구부는 하우징의 제 2 측면 상에 배치된다. 핑거 지지 구조체들의 세트는 하우징 내의 회전 플레이트에 연결된다. 핑거 지지 구조체들의 세트 각각은 지지 컬럼 및 지지 컬럼 상에 규정된 지지 핑거들을 포함한다. 핑거 지지 구조체들의 세트 중 적어도 2 개는 인덱스 핀들을 갖는 지지 핑거들을 갖는다. 인덱스 핀들은 소모성 부품들이 링 저장 스테이션 내에 배치될 때 소모성 부품들에 대한 회전 정렬을 제공하도록 구성된다.
또 다른 구현 예에서, 기판 프로세싱 시스템으로 소모성 부품들을 전달하기 위해 사용된 링 저장 스테이션이 개시된다. 링 저장 스테이션은 하우징을 포함한다. 하우징은 베이스플레이트, 하우징의 제 1 측면에 배치된 엔드-이펙터 액세스 개구부, 하우징의 제 2 측면 상에 배치된 서비스 윈도우 개구부, 대응하는 지지 컬럼들 상에 배치된 지지 핑거들을 포함하는 핑거 지지 구조체들의 세트를 포함한다. 핑거 지지 구조체들의 세트는 하우징 내의 베이스플레이트에 연결된다. 핑거 지지 구조체들 중 적어도 하나는 조정 가능한 핑거 지지 구조체이다.
또 다른 구현 예에서, 기판 프로세싱 시스템으로 소모성 부품을 전달하기 위한 링 저장 스테이션이 개시된다. 링 저장 스테이션은 베이스플레이트, 링 저장 스테이션의 제 1 측면 상에 배치된 제 1 개구부, 링 저장 스테이션의 제 2 측면 상에 배치된 제 2 개구부, 및 베이스플레이트 상에 규정된 핑거 지지 구조체들의 세트를 포함한다. 핑거 지지 구조체들 각각은 지지 컬럼 및 지지 컬럼으로부터 링 저장 스테이션의 중심으로 연장하는 지지 핑거들을 포함한다. 핑거 지지 구조체들 중 적어도 2 개는 인덱스 핀들을 갖는 지지 핑거들을 갖는다. 인덱스 핀들은 소모성 부품들이 링 저장 스테이션 내에 배치될 때 소모성 부품들에 대한 회전 정렬을 제공하도록 구성된다. 캐리어 플레이트 하우징은 베이스플레이트 상에 규정된다. 캐리어 플레이트 하우징은 링 저장 스테이션으로 그리고 링 저장 스테이션으로부터 소모성 부품을 이동시키는데 사용되는 캐리어 플레이트를 하우징하도록 구성된다.
또 다른 구현 예에서, 신규 및/또는 사용된 소모성 부품들의 로딩은 프론트 엔드에서 이동 가능한 FOUP를 통해 EFEM에 부착될 수 있는 고정된 링 저장 스테이션으로의 로딩을 포함할 수 있다. 이 실시 예는 자동 소모성 부품 로딩 및 언로딩을 허용할 것이다.
본 발명의 다른 양태들은 예로서 본 발명의 원리들을 예시하는, 첨부된 도면들과 함께 취해진 이하의 상세한 기술로부터 자명해질 것이다.
본 발명은 첨부된 도면들과 함께 취해진 이하의 기술을 참조하여 가장 잘 이해될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에서, 링 저장 스테이션이 커플링될 수 있는 대안적인 위치들을 식별하는 기판 프로세싱 시스템의 간략화된 블록도를 예시한다.
도 1a는 일 구현 예에서 기판 저장 스테이션 위의 기판 프로세싱 시스템의 EFEM의 제 2 측면 상에 배치된 링 저장 스테이션을 갖는 기판 프로세싱 시스템의 측면도를 예시한다.
도 2a는 일 구현 예에서, 기판 프로세싱 시스템의 하나 이상의 프로세스 모듈들에서 사용되고 교체를 필요로 하는 소모성 부품, 예컨대 에지 링의 간략화된 블록도를 예시한다.
도 2b는 일 구현 예에서 소모성 부품 상에 규정된 홈의 상세들을 도시하는, 소모성 부품의 하단 측면의 부분의 확대도를 예시하고, 프로세스 모듈로 전달하기 전에 소모성 부품을 사전-정렬하기 위해 홈이 사용된다.
도 2c는 일 구현 예에서, 소모성 부품의 하단 측면 상에 규정된 홈의 확대도를 예시한다.
도 2d는 대안적인 구현 예에서, 소모성 부품의 하단 측면 상에 규정된 홈의 확대도를 예시한다.
도 3a는 일 구현 예에서, 하나 이상의 기판 저장 스테이션들이 EFEM (equipment front end module) 의 제 1 측면 및 EFEM의 제 3 측면에 커플링된 하나 이상의 에어 록들에 커플링되는 동안 EFEM의 제 2 측면에 커플링되도록 구성되는 링 저장 스테이션의 사시도를 예시한다.
도 3b는 대안적인 구현 예에서, 에어 록의 상단부 상의 EFEM (equipment front end module) 의 제 3 측면에 커플링되도록 구성되는 링 저장 스테이션의 사시도를 예시하고, 제 3 측면은 제 1 측면 반대편이고, 하나 이상의 기판 저장 스테이션들이 EFEM의 제 1 측면에 커플링된다.
도 3c 및 도 3d는 일부 구현 예들에서, 에어 록을 통해 제 3 측면에 커플링되는 링 저장 스테이션의 다양한 컴포넌트들의 상단 사시도들을 예시한다.
도 3e는 일 구현 예에서, 링 저장 스테이션에 수용된 소모성 부품의 하부 표면 상에 규정된 홈과 인게이지되는 인덱스 핀을 갖는 지지 핑거의 일부의 확대도를 예시한다.
도 3f 내지 도 3i는 일 구현 예에서, 링 저장 스테이션에 규정된 핑거 지지 구조체의 확대된 사시도들을 예시한다.
도 4a는 일 구현 예에서, EFEM의 측면에 커플링되도록 구성되는 윈도우를 통해 본 링 저장 스테이션의 내부 섹션의 도면을 예시한다.
도 4b는 일 구현 예에서, 제 2 측면 상에 규정된 서비스 윈도우를 통해 본 링 저장 스테이션의 내부 섹션의 도면을 예시한다.
도 5a는 일 구현 예에서, 진공 이송 모듈의 제 1 실시 예의 로봇의 엔드-이펙터가 사용된 소모품을 전달하고 EFEM의 로봇에 의해 사용된 캐리어 플레이트가 사용된 소모품을 제거하는 에어 록의 평면도를 예시한다.
도 5b는 대안적인 구현 예에서, 진공 이송 모듈의 제 2 실시 예의 로봇이 사용된 소모품을 전달하고 EFEM의 로봇에 의해 사용된 링 캐리어가 사용된 소모품을 제거하는 에어 록의 평면도를 예시한다.
도 5c는 일 구현 예에서, 링 저장 스테이션 내 구획으로 소모성 부품을 전달하는 캐리어 플레이트를 도시하는 링 저장 스테이션의 평면도를 예시한다.
도 5d는 일 구현 예에서, 소모성 부품을 전달하기 위해 사용된 진공 이송 모듈의 로봇의 엔드-이펙터를 도시하는 프로세스 모듈의 평면도를 예시한다.
도 6a 내지 도 6c는 일부 구현 예들에서, 진공 이송 모듈의 제 1 실시 예를 포함하는 기판 프로세싱 시스템에서 사용된 링 저장 스테이션 내에서 사전-정렬 동작 동안 수행될 링 저장 스테이션 내 베이스플레이트 구조체의 회전 플레이트의 조정량을 예시한다.
도 6d 내지 도 6f는 일부 구현 예들에서, 진공 이송 모듈의 제 2 실시 예를 포함하는 기판 프로세싱 시스템에서 사용된 링 저장 스테이션 내에서 사전-정렬 동작 동안 수행될 베이스플레이트의 조정 량을 예시한다.
도 7은 일 구현 예에 따른, 기판 프로세싱 시스템의 다양한 양태들을 제어하기 위한 제어 모듈 (즉, 제어기) 을 예시한다.
본 개시의 실시 예들은 반도체 기판을 프로세싱하도록 사용되는 기판 프로세싱 시스템 (즉, 기판 프로세싱 시스템) 에 커플링된 링 저장 스테이션을 규정한다. 기판 프로세싱 시스템은 복수의 모듈들, 예컨대 EFEM (equipment front end module), VTM (vacuum transport module), EFEM과 VTM 사이에 배치된 하나 이상의 로드 록 챔버들, 및 반도체 기판 상에서 프로세스 동작들을 수행하는데 사용되는 하나 이상의 프로세스 모듈들을 포함한다. 프로세스 모듈들 및 하나 이상의 로드 록 챔버들은 VTM 둘레에 대칭으로 분포된다. 상이한 프로세스 모듈들에서 수행될 수 있는 프로세스 동작들 중 일부는 세정 동작, 증착, 에칭 동작, 린싱 동작, 건조 동작, 등을 포함한다. 웨이퍼 저장 스테이션은 EFEM의 제 1 측면 상에 규정된 로드 포트에 장착되고 프로세싱할 기판들을 제공하도록 사용된다. 링 저장 스테이션은 EFEM의 측면에 장착되고 프로세스 모듈 내에서 교체를 위해 기판 프로세싱 시스템으로 소모성 부품 (예를 들어, 에지 링들) 을 전달하도록 사용된다. 기판 프로세싱 시스템 내의 전용 로봇들은 프로세스 모듈로부터 사용된 소모성 부품을 회수하고 링 저장 스테이션으로부터 회수된 새로운 소모성 부품으로 대체하도록 사용된다. 소모성 부품은 프로세스 모듈 또는 기판 프로세싱 시스템의 컴포넌트들에 대한 모든 오염 위험을 방지하도록 제어된 방식으로 프로세스 모듈에서 교체된다.
기판 프로세싱 시스템의 통상적인 설계는 프로세스 모듈 내에서 에지 링과 같은 소모성 부품에 액세스하고 교체하기 위해 기판 프로세싱 시스템이 개방될 것을 필요로 한다. 기판 프로세싱 시스템의 개방은 기판 프로세싱 시스템이 오프라인 상태가 되고 기판 프로세싱 시스템을 대기 조건으로 퍼지하여 프로세스 모듈들로의 액세스를 허용한다. 일단 기판 프로세싱 시스템이 개방되면, 훈련된 기술자는 프로세스 모듈로부터 소모성 부품을 수동으로 제거하고 교체할 것이다. 소모성 부품의 교체시, 기판 프로세싱 시스템은 반도체 기판이 프로세싱될 수 있도록 컨디셔닝되어야 한다. 반도체 기판들이 값비싼 제품들이기 때문에, 기판 프로세싱 시스템을 컨디셔닝할 때 극도의 주의를 기울여야 한다. 컨디셔닝은 기판 프로세싱 시스템을 세정하고, 기판 프로세싱 시스템을 진공으로 펌핑하고, 기판 프로세싱 시스템을 컨디셔닝하고, 테스트 실행들을 사용하여 기판 프로세싱 시스템을 자격인증하는 (qualify) 것을 필요로 할 것이다. 이 단계들 각각은 상당한 시간과 노력을 필요로 한다. 기판 프로세싱 시스템을 컨디셔닝하기 위해 모든 단계에서 요구되는 시간에 더하여, 기판 프로세싱 시스템의 컨디셔닝 동안 단계들 중 하나 이상에서 문제들에 직면할 때 부가적인 지연들이 경험될 수도 있다.
기판 프로세싱 시스템의 컨디셔닝 동안 일반적으로 직면하는 문제들 중 일부는 교체 동안 소모성 부품의 오정렬, 사용된 소모성 부품을 교체할 때 새로운 소모성 부품에 대한 손상, 회수 또는 소모성 부품의 교체 동안 프로세스 모듈의 다른 하드웨어 컴포넌트들에 대한 손상, 펌핑 후 진공을 달성하지 못하는 기판 프로세싱 시스템, 프로세스 성능을 달성하지 못하는 기판 프로세싱 시스템, 등을 포함할 수도 있다. 문제 각각의 심각도에 기초하여, 추가적인 시간 및 노력이 소요되어야 할 수도 있고, 기판 프로세싱 시스템을 온라인이 되게 할 때 지연에 더 기여하고, 제조사의 이윤에 직접적으로 영향을 준다. 소모성 부품이 프로세스 모듈로 전달될 때, 프로세스 모듈에 채용된 리프트 핀 메커니즘의 리프트 핀들과 정렬하도록 소모성 부품은 링 저장 스테이션 내에서 사전-정렬되도록 설계된다. 소모성 부품의 설계 및 링 저장 스테이션의 설계는 기판 프로세싱 시스템의 로봇들 및 프로세스 모듈 내에서 채용된 리프트 핀 메커니즘로 하여금 프로세스 모듈 또는 기판 프로세싱 시스템의 소모성 부품 또는 임의의 컴포넌트들을 손상시키지 않고 소모성 부품을 신뢰할 수 있게 교체하게 한다. 홈들은 소모성 부품의 하부 표면 상에 제공되고 소모성 부품이 링 저장 스테이션 내로 로딩될 때 링 저장 스테이션 내의 핑거 지지부들 상에 제공된 인덱스 핀들과 정렬하도록 사용된다. 링 저장 스테이션의 베이스플레이트 구조체는 에지 링의 홈들에 링 저장 스테이션의 핑거 지지 구조체들의 회전 정렬을 제공하도록 사용된다.
소모성 부품의 하부 표면 상에 제공된 홈들은 리프트 핀들에 의해 인게이지될 (engage) 때 소모성 부품을 제자리에 유지하는 것을 보조하고, 이에 따라 소모성 부품이 "워킹 (walking)" 또는 슬라이딩하는 것을 방지하기 때문에, "안티워크 (anti-walk)" 피처를 규정한다. 홈 피처를 사용한 소모성 부품의 사전-정렬 및 로봇의 사용은 에지 링의 교체가 제어된 환경에서 적시에 수행될 수 있도록 에지 링들이 정밀한 정렬로 전달될 수 있다는 것을 보장한다. 제어된 환경에서 소모성 부품들의 적시 교체는 기판 프로세싱 시스템을 컨디셔닝하는데 필요한 시간량을 감소시켜, 반도체 기판 상에 규정된 반도체 컴포넌트들의 품질 및 수율을 상승시킨다.
일 구현 예에서, 링 저장 스테이션은 기판 프로세싱 시스템의 EFEM (equipment front end module) 의 측면에 장착된다. EFEM의 로봇은 기판 프로세싱 시스템의 하나 이상의 로봇들과 함께 사용되어 프로세스 모듈로부터 소모품에 액세스하고 소모품을 교체한다. 다른 구현 예들에서, 링 저장 스테이션은 또한 기판 프로세싱 시스템이 소모성 부품에 액세스하기 위해 대기 조건들로 개방될 것을 요구하지 않고 소모성 부품의 교체를 가능하게 하도록 기판 프로세싱 시스템의 상이한 모듈들에 장착되도록 설계된다.
예를 들어, 링 저장 스테이션은 기판 프로세싱 시스템 내에서 VTM (vacuum transfer module) 에 직접 장착될 수도 있다. 링 저장 스테이션의 장착은 VTM의 대칭이 유지되는 것을 보장한다. 반도체 기판을 프로세스 모듈들 내외로 이동시키도록 사용되는 VTM의 로봇은 하나 이상의 프로세스 모듈들 내에 배치된 소모성 부품을 회수하고 교체하도록 사용될 수도 있다.
또 다른 예에서, 링 저장 스테이션은 소모성 부품이 교체되어야 하는 기판 프로세싱 시스템의 프로세스 모듈에 직접 장착될 수도 있다. 이러한 구현 예들에서, 링 저장 스테이션은 프로세스 모듈로부터 소모성 부품을 회수하고 교체하도록 사용되는 로봇을 포함할 수도 있다.
링 저장 스테이션을 기판 프로세싱 시스템에 장착하고 링 저장 스테이션을 통해 소모성 부품에 액세스하는 것은 기판 프로세싱 시스템을 유지하는데 필요한 상당한 양의 시간 및 노력을 절약한다. 소모성 부품, 프로세스 모듈 및/또는 기판 프로세싱 시스템에 대한 손상의 위험은 기판 프로세싱 시스템 내에서 이용 가능한 로봇(들) 및 소모성 부품을 교체하기 위해 프로세스 모듈 내에서 이용 가능한 리프트 핀 메커니즘을 사용함으로써 최소화된다. 소모성 부품의 교체가 제어된 환경에서 수행됨에 따라 오염 위험이 최소화되고, 이에 따라 기판 프로세싱 시스템의 내부가 외부 분위기에 노출되는 것을 방지한다. 프로세스 모듈의 리프트 핀 메커니즘은 프로세스 모듈 내의 소모성 부품의 보다 정밀한 정렬을 가능하게 한다. 결과적으로, 기판 프로세싱 시스템을 컨디셔닝하는데 필요한 시간이 크게 감소된다. 소모성 부품들의 적시 교체는 반도체 웨이퍼에 규정된 반도체 컴포넌트들의 품질 및 수율을 상승시킨다.
본 발명의 구현 예들의 일반적인 이해와 함께, 특정한 구현 예들의 상세들이 다양한 도면들을 참조하여 논의될 것이다.
도 1은 일 예시적인 구현 예에서, 링 저장 스테이션 (108) 이 커플링될 수 있는 반도체 기판을 프로세싱하도록 사용된 샘플 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 간략화된 개략도를 예시한다. 기판 프로세싱 시스템 (100) 은 반도체 기판이 제어된 환경에서 프로세싱되게 하는 복수의 모듈들을 포함한다. 예를 들어, 도면에 도시된 기판 프로세싱 시스템 (100) 은 EFEM (equipment front end module) (102), 공통 진공 이송 모듈 (vacuum transfer module; VTM) (104) 및 하나 이상의 프로세스 모듈들 (예를 들어, 112) 과 통합하기 위해 VTM (104) 주위에 규정된 하나 이상의 패싯들 (facets) 을 포함한다. 패싯들은 VTM (104) 에 대칭을 제공하도록 규정된다. 하나 이상의 로드 포트들 (101a 내지 101c) 은 기판 저장 스테이션 (예를 들어, 전면 개방 통합된 포드들 (front opening unified pods) 또는 FOUP들) (115) 이 수용되는 EFEM (102) 의 제 1 측면 (102a) 상에 규정된다. EFEM (102) 은 분위기 (ambient) (즉, 대기) 조건 하에서 동작되어, 반도체 기판이 프로세싱을 위해 그리고 프로세싱 후에 반도체 기판을 리턴하기 (return) 위해 기판 저장 스테이션 (115) 으로부터 통합된 기판 프로세싱 시스템 (100) 내로 반입되게 한다.
VTM (104) 및 프로세스 모듈들은 프로세싱 동안 반도체 기판이 일 프로세스 모듈로부터 또 다른 프로세스 모듈로 이동될 때 반도체 기판 표면의 대기에 대한 노출을 최소화하도록 진공 하에서 동작된다. VTM (104) 은 진공 하에서 동작하고 EFEM (102) 은 대기 조건에서 동작하기 때문에, 하나 이상의 로드 록 챔버들 (110) 은 기판 저장 스테이션 (115) 으로부터 EFEM (102) 을 통해 VTM (104) 으로 반도체 기판을 이송하기 위한 제어된 인터페이스를 제공하도록 EFEM (102) 과 VTM (104) 사이에 인터페이싱된다. 도 1에서, 우측 로드 록 챔버 (110R) 및 좌측 로드 록 챔버 (110L) 는 EFEM (102) 과 VTM (104) 사이에 배치되는 것으로 도시된다.
일 구현 예에서, 링 저장 스테이션 (108a) 은 EFEM (102) 의 제 2 측면 (102b) (즉, 도 1에 도시된 옵션 1 위치) 에 커플링되고, 하나 이상의 로드 록 챔버들 (110A) 은 EFEM (102) 의 제 1 측면 (101a) 반대편에 있는 제 3 측면 (102c) 에 커플링된다. 링 저장 스테이션 (108a) 은 에지 링들과 같은 소모성 부품들을 홀딩하기 위해, 수평 배향으로 스택된 복수의 구획들 (compartments) 또는 슬롯들을 갖는 부품 버퍼를 포함한다. 일 구현 예에서, EFEM (102) 의 제 2 측면에 커플링된 링 저장 스테이션 (108a) 은 EFEM (102) 의 제 2 측면에 커플링되는 웨이퍼 저장 스테이션 (115') (미도시) 의 상단부에 배치될 수도 있다.
도 1a는 링 저장 스테이션 (108a) 이 EFEM (102) 의 제 2 측면 상에 규정된 웨이퍼 저장 스테이션 (115') 위의 EFEM (102) 에 커플링되는 일 구현 예를 예시한다.
도 1을 다시 참조하면, 대안적인 구현 예에서, 링 저장 스테이션 (108b) 은 하나 이상의 로드 록 챔버들 (110) 이 커플링되는 제 3 측면 (즉, 도 1에 도시된 옵션 2 위치) 상에 규정될 수도 있다. 이 구현 예에서, 링 저장 스테이션 (108b) 은 로드 록 챔버 (110) (110L 또는 110R) 위에 배치될 수도 있다. 링 저장 스테이션이 EFEM에 커플링되는 측면 및 위치가 예들로서 제공되고 EFEM의 설계가 이러한 커플링을 허용하는 한 다른 측면들 및 위치들이 또한 고려될 수도 있다는 것을 주의해야 한다.
EFEM (102) 은 반도체 기판을 기판 저장 스테이션 (115) 으로부터 로드 록 챔버 (110) 로 이동시키기 위한 로봇 (103) 을 포함한다. 로봇은 EFEM (102) 이 대기 조건으로 유지될 때 건식 로봇의 일부일 수도 있다. 기판을 이동시키도록 사용된 EFEM (102) 의 동일한 로봇 (103) 이 또한 링 저장 스테이션 (108a 또는 108b) 으로부터 로드 록 챔버 (110) 로 소모성 부품을 이동시키도록 사용될 수도 있다.
일 구현 예에서, 링 저장 스테이션과 VTM (104) 사이의 소모성 부품의 이동은 유도된 회전을 제어하기 위해 일 로드 록 챔버 (110) 를 통과하도록 제한될 수도 있다. 도 1에 예시된 예시적인 실시 예에서, 우측 로드 록 챔버 (110R) 는 예를 들어, 프로세스 모듈 (112) 로 전달하기 위해 링 저장 스테이션 (108) (즉, 기판 저장 스테이션 (115') 위의 제 2 측면 상에 규정된 링 저장 스테이션 (108a) 또는 좌측 로드 록 챔버 (110L) 위의 제 3 측면 상에 규정된 링 저장 스테이션 (108b) 또는 링 저장 스테이션들 (108a, 108b) 모두로부터) 과 VTM (104) 사이에서 에지 링 (200) 을 이동시키도록 사용된다. 사용할 에어 록 (110) (즉, 우측 에어 록 (110R) 또는 좌측 에어 록 (110L)) 의 결정은 기판 프로세싱 시스템에서 사용된 VTM (102) 의 설계, 에지 링이 프로세스 모듈, 에어 록 (110), 및 링 저장 스테이션 각각 내로 증착되는 각도에 종속될 수도 있다. VTM (102) 의 설계는 에어 록들 (110R, 110L) 에 더하여 VTM (102) 과 통합된 다수의 프로세스 모듈들에 종속될 수도 있다.
VTM (104) 내에 제공된 별도의 로봇 (105) 은 로드 록 챔버 (110) 로부터 반도체 기판을 회수하고 반도체 기판을 프로세스 모듈 (예를 들어, 112) 내외로 이송하도록 사용된다. 로드 록 챔버의 위치로 인해, 일부 실시 예들에서, 또한 "인터페이싱 챔버" 또는 "에어 록"으로 지칭된다. 에어 록(들) (110) 은 주변 조건 또는 진공에서 선택적으로 유지될 수도 있다. 예를 들어, 기판이 EFEM (102) 을 통해 기판 저장 스테이션 (115) 과 에어 록 (110) 사이에서 이동될 때, 에어 록 (110) 은 분위기 상태로 유지되고 웨이퍼가 에어 록 (110) 과 VTM (104) 사이에서 이동될 때, 에어 록 (110) 은 진공으로 유지된다. 유사한 프로세스가 링 저장 스테이션 (108a 또는 108b) 과 에어 록 (110) 사이에서 소모성 부품을 이동시킬 때 EFEM (102) 의 로봇 (103) 에 의해, 그리고 에어 록 (110) 과 프로세스 모듈 (112) 사이에서 소모성 부품을 이송할 때 VTM (104) 의 로봇 (105) 에 의해 사용될 수도 있다.
대안적인 구현 예에서, 좌측 에어 록 (110L) 은 링 저장 스테이션 (108) 과 VTM (104) 사이에서 에지 링 (200) 을 이동시키도록 사용될 수도 있다. 이 대안적인 구현 예에서, 링 저장 스테이션 (108) 은 EFEM (102) 의 제 2 측면에만 또는 기판 저장 스테이션 (115') 의 상단 상에, 또는 우측 에어 록 (110R) (즉, 에지 링을 이동시키는데 사용된 에어 록 (110) 의 반대 측면에 있는 에어 록 (110)) 위 EFEM (102) 의 제 3 측면 상에 규정될 수도 있다. 상이한 구현 예에서, 링 저장 스테이션 (108b) 은 예를 들어 좌측 에어 록 (110L) 위의 EFEM (102) 의 제 3 측면 상에 배치될 수도 있고, EFEM (102) 의 로봇 (103) 은 링 저장 스테이션으로부터 에지 링 (200) 을 이동시키고 링 저장 스테이션 (108b) 아래에 배치된 좌측 에어 록 (110L) 내로 증착하도록 사용될 수도 있다. 대안적으로, 링 저장 스테이션 (108b) 은 우측 에어 록 (110R) 위에 배치될 수도 있고 EFEM (102) 의 로봇 (103) 은 링 저장 스테이션 (108b) 으로부터 링 저장 스테이션 (108b) 아래의 우측 에어 록 (110R) 으로 에지 링 (200) 을 이동시키도록 사용될 수도 있다. 소모성 부품을 이동시키기 위해 선택된 에어 록 (즉, 우측 에어 록 또는 좌측 에어 록) (110) 은 VTM의 설계 및 소모성 부품이 VTM (104) 의 로봇에 의해 에어 록 내로 증착되는 각도 및 소모성 부품이 EFEM (102) 의 로봇에 의해 링 저장 스테이션 내로 증착되는 각도에 종속될 수도 있다. VTM (104) 의 설계는 프로세스 모듈들을 통합하기 위해 VTM (104) 내에 규정된 패싯들의 수에 종속될 수도 있다. 도 1에 예시된 구현 예에서, VTM (104) 은 4 개의 프로세스 모듈들을 수용하도록 사용된 4 개의 패싯들 및 에어 록들 (110) 을 수용하도록 사용된 제 5 패싯 및 제 6 패싯을 갖는 6 개의 패싯들을 포함하도록 설계된다. 기판 프로세싱 시스템에서 사용될 수 있는 VTM (104) 의 다른 설계들은 에어 록들을 커플링하기 위한 2 개의 패싯들에 더하여 프로세스 모듈들과 연결하기 위한 5 개, 또는 6 개 또는 6 개보다 많거나 4 개보다 적은 패싯들을 포함할 수도 있다. 링 저장 스테이션은 프로세스 모듈에서 사용되는 에지 링들과 같은 소모성 부품들을 수용하고 저장하도록 구성된다.
프로세스 모듈에서, 에지 링들은 기판이 프로세스 모듈 내에 수용될 때 기판의 외측 에지에 인접하게 배치된다. 에지 링들은 또한 에지 링의 상단 표면이 기판의 상단 표면과 동일 평면 상에 있도록 프로세스 모듈 내에 배치될 때 "상단 링들"로 지칭된다.
VTM (104) 의 패싯들은 프로세스 모듈들 (112 내지 120) 및 에어 록들 (110) 이 VTM (104) 둘레에 대칭으로 배치되도록 규정된다. 일부 실시 예들에서, VTM (104) 둘레에 대칭으로 분포된 프로세스 모듈들 (112 내지 120) 은 별개의 프로세스 동작들을 수행하도록 사용된다. 프로세스 모듈들 (112 내지 120) 을 사용하여 수행될 수 있는 프로세스 동작들 중 일부는 에칭 동작, 린싱, 세정, 건조 동작, 플라즈마 동작, 증착 동작, 도금 동작, 등을 포함한다. 예로서, 프로세스 모듈 (112) 은 증착 동작을 수행하도록 사용될 수도 있고, 프로세스 모듈 (114) 은 세정 동작을 수행하도록 사용될 수도 있고, 프로세스 모듈 (116) 은 제 2 증착 동작을 수행하도록 사용될 수도 있고, 프로세스 모듈 (118) 은 에칭 또는 제거 동작을 수행하는, 등을 위해 사용될 수도 있다. 제어된 환경을 갖는 VTM (104) 은 반도체 기판이 오염 위험 없이 프로세스 모듈들 (112 내지 120) 내외로 이송되게 하고 VTM (104) 내의 로봇은 반도체 기판을 VTM (104) 과 통합된 다양한 프로세스 모듈들 (112 내지 120) 내외로 이송하는 것을 보조한다.
소모성 부품의 교체는 또한 주변 분위기에 대한 기판의 표면의 노출을 최소화하는 통합된 기판 프로세싱 시스템 내에서 제어된 환경에서 수행된다. 소모성 부품의 교체 동안 프로세싱 환경이 오염되지 않도록 보장하면서, 기판들 프로세싱을 시작하기 위해 소모성 부품의 교체 후 기판 프로세싱 시스템을 컨디셔닝하는데 필요한 시간량을 최소화한다.
링 저장 스테이션이 EFEM의 제 2 측면 또는 에어 록이 규정되는 제 3 측면에 커플링될 때, 격리 밸브 또는 셔터가 링 저장 스테이션과 EFEM (102) 사이에 인터페이싱하도록 제공될 수도 있다. 격리 밸브/셔터는 링 저장 스테이션을 격리하기 위해 사용된다. 링 저장 스테이션의 격리는 소모성 부품들을 링 저장 스테이션 상으로 로딩하는 동안 유용할 수도 있다. 부가적인 격리 밸브(들) 또는 게이트 (216) 가 프로세스 모듈과 VTM (104) 사이의 인터페이스에 제공될 수도 있다. 격리 밸브들, 셔터(들) 및 게이트(들) (존재한다면) 의 동작은 프로세스 모듈 및 링 저장 스테이션으로의 제어된 액세스를 제공하도록 조정된다.
링 저장 스테이션은 에지 링과 같은 소모성 부품을 교체하는 요구된 동작을 완료하기 위해 기판 프로세싱 시스템의 EFEM (102) 에 일시적으로 장착되도록 설계되는 이동식 (removable), 모듈형 유닛이다. 프로세스 모듈에서 소모성 부품의 교체 후, 링 저장 스테이션은 분리될 (dismount) 수도 있다. 분리된 링 저장 스테이션은 소모성 부품이 동일한 프로세스 모듈 (112) 또는 상이한 프로세스 모듈 (114 내지 120) 내에서 교체되어야 할 때까지 철수되고 (retract) 저장된다. 대안적으로, 링 저장 스테이션은 EFEM의 측면에 영구적으로 장착될 수도 있고, 링 저장 스테이션과 EFEM을 분리하는 셔터 또는 격리 밸브는 기판 프로세싱 시스템의 나머지로부터 링 저장 스테이션을 격리하도록 활성화될 수도 있다.
링 저장 스테이션은 소모성 부품들을 수용하고 홀딩하기 위한 복수의 구획들을 갖는 부품 버퍼를 포함한다. 별도의 구획들의 세트가 프로세스 모듈로부터 회수되는 사용된 소모성 부품들 및 프로세스 모듈로 전달될 새로운 소모성 부품들을 저장하도록 링 저장 스테이션 내에 규정될 수도 있다. 일 실시 예에서, 링 저장 스테이션의 개구부 및 모듈들 (예를 들어, EFEM, 에어 록, 또는 프로세스 모듈) 중 하나 또는 각각에 규정된 격리 밸브, 셔터의 사이즈는 링 저장 스테이션과 프로세스 모듈 사이에서 소모성 부품의 이동을 허용하도록 설계된다.
프로세스 모듈에서 반도체 기판에 대한 소모성 부품의 근접성 및 반도체 기판의 프로세싱 동안 사용된 독한 프로세스 조건들에 대한 연속적인 노출로 인해, 소모성 부품은 면밀하게 모니터링되고 적시에 교체되어야 한다. 프로세스 모듈에 사용된 소모성 부품은 교체 가능한 컴포넌트이다. 교체 가능한 컴포넌트인 것에 더하여, 소모성 부품 (즉, 에지 링) 은 또한 웨이퍼 에지에서 플라즈마를 조정하기 위해 리프트 핀들을 상향 또는 하향하는 높이에 대해 튜닝 가능하다.
예를 들어, 에칭 프로세스 모듈에서, 에지 링은 반도체 기판의 프로세스 영역 (region) 을 연장하도록 척 어셈블리 상에 장착된 반도체 기판에 인접하게 배치된다. 에칭 동작 동안, 에지 링은 반도체 기판의 표면 상에 피처들을 형성하도록 사용되는 플라즈마로부터 이온 충격에 노출된다. 예를 들어, 에칭 동작 동안, 플라즈마로부터의 이온들은 프로세스 모듈 내에 수용된, 반도체 기판 위에 규정된 프로세스 영역에 형성된 플라즈마 시스 (plasma sheath) 에 수직인 각도로 반도체 기판 표면에 부딪힌다 (hit). 시간 경과에 따라, 플라즈마에 대한 연속적인 노출의 결과로서, 상단 링의 상단 표면이 마모된다. 이온 충격으로 인해 에지 링의 층들이 마모될 때, 반도체 기판의 에지가 노출되어 플라즈마 시스로 하여금 반도체 기판 에지의 윤곽을 따라 롤링하게 한다. 결과적으로, 반도체 기판 표면에 부딪치는 이온들은 플라즈마 시스의 윤곽을 따르고, 이에 따라 틸팅 피처들이 반도체 기판 표면의 에지를 향해 형성되게 한다. 이들 틸팅 피처들은 반도체 기판 상에 형성된 반도체 컴포넌트들의 전체 수율에 영향을 줄 것이다.
수율을 개선하고, 에지 배제 영역 (edge exclusion region) 을 감소시키고, 그리고 임의의 하부의 컴포넌트들의 기능성의 손상을 방지하기 위해, 에지 링은 기판이 프로세싱을 위해 수용될 때 에지 링의 상단 표면이 기판의 상단 표면과 동일 평면 상에 있도록 하기 위해 에지 링을 위로 이동시킴으로써 튜닝된다. 에지 링의 튜닝량은 에지 링의 두께 및 에지 링의 상단 표면에서 경험된 마모량에 기초한다. 에지 링의 높이를 튜닝하는 것이 문턱 값 레벨을 초과할 때, 에지 링이 교체될 수도 있다. 프로세스 모듈 (118) 내의 리프트 핀 메커니즘 (미도시) 은 에지 링이 회수되고 교체될 수 있도록 프로세스 모듈의 소모성 부품에 대한 액세스를 제공한다.
프로세스 모듈로부터 사용된 에지 링을 제거한 후, EFEM (102) 의 로봇 (103) 은 링 저장 스테이션으로부터 에어 록 (110) 으로 새로운 에지 링을 이송하도록 사용되고 VTM (104) 의 전용 로봇 (105) 은 에어 록 (110) 으로부터 프로세스 모듈로 새로운 에지 링을 이송하는데 사용된다. 구현 예들 중 일부가 EFEM (102) 의 특정한 측면(들) 및/또는 위치에 커플링되는 링 저장 스테이션을 참조하여 본 명세서에서 논의되지만, 교시들은 링 저장 스테이션이 EFEM (102) 의 상이한 측면들 및/또는 위치들에 커플링되는 다른 구현 예들로 확장될 수 있다. 또한, 사용된 에지 링을 저장하도록 사용된 링 저장 스테이션 (108a 또는 108b) 은 새로운 에지 링을 저장하도록 사용된 링 저장 스테이션과 상이할 수도 있다.
링 저장 스테이션 및 프로세스 모듈에 대한 액세스는 상이한 모듈들 사이 및 EFEM과 링 저장 스테이션 사이에 배치된 상이한 격리 밸브들 및/또는 게이트들, 셔터(들)의 동작을 조정함으로써 선택적으로 인에이블될 수 있다. 예를 들어, 일 구현 예에서, EFEM과 링 저장 스테이션 사이 및 VTM (104) 과 프로세스 모듈들 (112 내지 120) 중 하나 이상 사이에 배치된 격리 밸브들 및/또는 게이트들, EFEM (102) 및 VTM (104) 의 로봇들, 및 하나 이상의 프로세스 모듈들의 리프트 핀 메커니즘은 모두 제어기 (220) 에 동작 가능하게 연결될 수도 있다. 제어기 (220) 는 컴퓨터의 일부일 수도 있고 또는 소모성 부품의 회수 및 교체 동안 격리 밸브들 및/또는 게이트들, 에어 록들, EFEM 및 VTM 각각의 로봇들 (103, 105), 및 프로세스 모듈의 리프트 핀 메커니즘 중 특정한 하나의 동작을 조정하기 위한 입력을 제공하도록 사용될 수 있는 컴퓨터 (124) 에 통신 가능하게 연결될 수도 있다.
링 저장 스테이션과 EFEM (102) 사이에 규정된 격리 밸브 또는 셔터는 소모성 부품들이 기판 프로세싱 시스템 내에서 기판의 프로세싱에 영향을 주지 않고 링 저장 스테이션 상으로 로딩될 수도 있도록 링 저장 스테이션을 격리하도록 사용될 수도 있다. 유사하게, 프로세스 모듈 내에서 소모성 부품의 교체가 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 다른 프로세스 모듈들의 동작에 영향을 주지 않고 용이하게 수행될 수 있도록, 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 VTM (104) 과 소모성 부품이 교체되어야 하는 프로세스 모듈 (예를 들어, 112) 사이에 규정된 제 2 격리 밸브가 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 나머지로부터 프로세스 모듈 (112) 을 격리하도록 사용된다. 제 2 격리 밸브를 제공하는 것은 특정한 프로세스 모듈 (112) 만이 전체 기판 프로세싱 시스템 (100) 대신 오프라인이 되게 하는 한편, 기판 프로세싱 시스템 (100) 내의 나머지 프로세스 모듈들 (114 내지 120) 이 반도체 기판의 프로세싱을 계속하게 될 수도 있다. 또한, 소모성 부품(들)을 교체하기 위해 특정한 프로세스 모듈 (예를 들어, 112) 만이 오프라인 상태가 되기 때문에, 프로세스 모듈 (112) 및 기판 프로세싱 시스템 (100) 을 완전히 동작 가능한 상태로 복구하는데 상당히 적은 시간이 소요될 것이다. 그 결과, 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 동작을 컨디셔닝하고 검증하는데 걸린 시간은 훨씬 보다 짧다.
일부 구현 예들에서, 에지 링과 같은 소모성 부품이 2 개 이상의 프로세스 모듈에서 교체되어야 할 때, 기판 프로세싱 시스템 (100) 내에서 로봇들 및 대응하는 격리 밸브들의 동작은 소모성 부품이 상이한 프로세스 모듈들에서 순차적인 방식으로 교체될 수도 있도록 조정될 수도 있다. 이러한 실시 예들에서, 복수의 모듈들에서 소모성 부품들을 교체하는데 소요된 시간은 링 저장 스테이션 및 프로세스 모듈(들)이 선택적으로 격리되기 때문에 훨씬 보다 짧을 수도 있고, 이에 따라 나머지 모듈들로 하여금 기판 프로세싱 동작들을 계속하게 한다.
제 1 구현 예에서, 링 저장 스테이션의 부품 버퍼의 구획들은 새로운 에지 링들 그리고 사용된 에지 링들을 함께 저장하도록 사용된다. 대안적으로, 제 2 구현 예에서, 링 저장 스테이션의 부품 버퍼는 사용된 에지 링을 홀딩하기 위해 구성된 제 1 홀딩 영역 및 새로운 에지 링을 홀딩하기 위한 제 2 홀딩 영역을 갖는 2 개의 별개의 홀딩 영역들을 포함할 수도 있다. 이 구현 예에서, 새로운 에지 링을 저장하는 영역은 분리기 플레이트를 사용하여 사용된 에지 링을 저장하는 영역으로부터 분리될 수도 있다. 링 저장 스테이션들이 어떻게 구성되는 지에 기초하여, 에지 링이 기판 프로세싱 시스템의 프로세스 모듈에서 교체되어야 할 때 적절한 링 저장 스테이션들이 EFEM에 커플링될 수도 있다.
또한, 링 저장 스테이션은 에지 링 (200) 을 에어 록 (110) 으로 이동시키는 EFEM (102) 의 로봇 (103) 전에 에지 링을 사전-정렬시키도록 사용된다. 에지 링의 사전-정렬은 에지 링 (200) 이 프로세스 모듈로 전달될 때, 에지 링의 정렬이 프로세스 모듈 (112) 과 함께 채용된 리프트 핀 메커니즘의 리프트 핀들의 "캡처 범위" 내에 있도록 행해진다. 에지 링 (200) 의 사전-정렬을 보조하기 위해, 에지 링 (200) 은 하부 표면 상에 규정된 홈들을 포함할 수도 있다.
도 2a 내지 도 2d는 일부 구현 예들에서, 교체되어야 하는 기판 프로세싱 시스템의 프로세스 모듈에서 사용되는 에지 링 (200) 의 상이한 실시 예들의 기하구조를 예시한다. 도 2a 내지 도 2d에 예시된 에지 링은 튜닝 가능하고 교체 가능한 에지 링이다. 도 2a는 에지 링 (200) 의 제 1 실시 예의 하단 표면의 평면도를 예시한다. 도 2a에 예시된 에지 링 (200) 의 제 1 실시 예는 하단 내측 표면 (204a), 하단 외측 표면 (204b) 및 하단 내측 표면 (204a) 과 하단 외측 표면 (204b) 사이에 규정된 채널 (206) 을 포함한다. 3 개의 홈들 (210) 의 세트는 홈들이 서로 등거리 (예를 들어, 120°로 배치됨) 로 위치되고 채널 (206) 에 인접하게 배치되도록 하단 외측 표면 (204b) 상에 규정된다. 홈부 (210) 각각의 개방 단부는 채널 (206) 내로 개방되고 홈의 팁은 에지 링의 원주에 근접하게 규정된다.
도 2b는 상부에 형성된 홈 (210) 의 상이한 컴포넌트들을 도시하는 에지 링 (200) 의 제 1 실시 예의 하단 표면의 일부의 확대도를 예시한다. 하단 외측 표면 (204b) 상에 규정된 홈부 (210) 는 채널 (206) 내로 개방된다. 홈부 (210) 는 리프트 핀들이 인게이지될 때 프로세스 모듈의 리프트 핀이 에지 링과 콘택트하는 핀 콘택트 위치 (212) 를 규정한다. 홈부 (210) 의 설계는 또한 상이한 형상들, 예를 들어 반구형 형상, 원통형 형상 (예를 들어, 면 (paper) 을 향하는 연장된 방향 또는 예를 들어, 2a에 도시된 바와 같이 3 방향) 을 포함할 수도 있다.
도 2c는 에지 링 (200) 의 제 1 실시 예의 하단 표면 상에 형성된 홈의 확대도를 예시한다. 이 실시 예에서 홈 (210) 은 핀 콘택트 위치 (212) 를 규정하는 팁에서 만나는 경사진 측벽들 (210a, 210b) 을 갖는 것으로 도시되고, 방사상 외측 벽 (204c) 은 하단 외측 표면 (204b) 에 인접하게 규정된다. 일 구현 예에서, 측벽들 (210a, 210b) 은 각각 약 30° 내지 약 60°인 각도로 경사진다. 대안적인 구현 예에서, 측벽들 (210a, 210b) 은 각각 약 45° 각도로 경사진다. 측벽들 (210a, 210b) 이 경사지는 각도는 예로서 제공되고 제한적인 것으로 간주되지 않아야 한다. 측벽들 (210a, 210b) 이 만나는 핀 콘택트 위치 (212) 를 규정하는 팁은 이 구현 예에서 날카로운 것으로 도시된다. 일 구현 예에서, 홈의 깊이는 약 0.075" 내지 약 0.1"이다. 또 다른 구현 예에서, 홈의 깊이는 약 0.09"이다. 일 구현 예에서, 개방 단부에서 홈의 폭은 약 0.15" 내지 약 0.20"이다. 대안적인 구현 예에서, 홈 (210) 의 폭은 약 0.180"이다. 홈들은 리프트 핀에 의해 인게이지될 때 에지 링이 슬라이딩하거나 "워킹"하는 것을 방지하기 때문에 안티워크 피처를 규정한다. 다시, 본 명세서에 제공된 치수들은 단순히 일 예를 예시하기 위한 것이고, 이러한 치수들 및 연관된 형상들에 대한 조정들은 안티워크 기능이 제공되는 한 이루어질 수 있다.
도 2d는 일 구현 예에서, 기판 프로세싱 시스템의 하나 이상의 프로세스 모듈들에 사용된 에지 링 (200) 의 제 2 실시 예의 하단 표면의 일부의 확대도를 예시한다. 이 구현 예에서, 경사 측벽들이 만나고 리프트 핀이 홈과 콘택트하는 홈의 팁 (즉, 핀 콘택트 위치 (212)) 은 라운딩된다. 도 2d의 예시는 홈에 대한 수직 측벽들 (210a, 210b) 을 도시하지만, 홈 (210) 의 측벽들 (210a, 210b) 은 리프트 핀으로 하여금 홈의 하단으로 슬라이딩하게 하고 핀 콘택트 위치 (212) (미도시) 에 놓이게 하도록 경사진다. 제 1 실시 예에서와 같이, 에지 링의 제 2 실시 예에서 홈부 (210) 는 하단 외측 표면 (204b) 상에 형성되고 채널 (206) 에 인접하고 채널 (206) 내로 개방된다. 에지 링의 상이한 컴포넌트들의 기하구조는 단지 예로서 주어지고 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다. 에지 링의 다양한 컴포넌트들의 다른 범위들 및 측정들이 또한 구상될 수 있다. 에지 링의 다양한 구현 예들은 프로세스 모듈에서 사용된 리프트 핀 메커니즘의 리프트 핀들과 정렬하기 위해, 사전-정렬된 에지 링을 프로세스 모듈로 전달하기 전에 링 저장 스테이션 내에서 에지 링을 사전-정렬하도록 사용되는 하단 표면 상에 규정된 핀 콘택트 위치들을 규정한다.
도 3a 내지 도 3i는 일 구현 예에서 기판 프로세싱 시스템에 소모성 부품을 공급하도록 사용되는 예시적인 링 저장 스테이션의 다양한 컴포넌트들을 예시한다. 다양한 컴포넌트들은 에지 링들이 프로세스 모듈들로 전달될 때 에지 링들이 리프트 핀들과 정확하게 정렬되도록 에지 링들을 수용하고, 사전-정렬하고, 저장하는데 사용된다. 링 저장 스테이션 (108) 의 상이한 실시 예들은 링 저장 스테이션이 커플링되는 EFEM (102) 의 측면에 기초하여 사용된다.
도 3a는 일 구현 예에서, EFEM (102) 의 제 2 측면에 커플링되는 링 저장 스테이션 (108a) 의 제 1 실시 예를 예시한다. 제 1 실시 예에서, 링 저장 스테이션 (108a) 은 서로 평행한 전면, 후면, 제 1 측방향 측면 및 제 2 측방향 측면을 갖는 베이스플레이트 구조체를 포함한다. 제 1 측방향 측면은 전면과 후면의 제 1 단부들 사이에서 연장하고 그리고 제 2 측방향 측면은 전면과 후면의 제 2 단부들 사이에서 연장한다. 베이스플레이트 구조체는 링 저장 스테이션 (108a) 의 베이스를 형성한다. 상단 플레이트는 베이스플레이트 구조체의 반대편으로 규정된다. 링 저장 스테이션 (108a) 은 전면 상에 규정된 제 1 개구부 또는 윈도우 (151) 를 포함한다. 제 1 셔터는 사용된 에지 링을 증착하거나 새로운 에지 링을 회수하기 위해 제 1 개구부 (151) 를 통해 링 저장 스테이션으로의 액세스를 제공하도록 전면 상에 규정된다. 전면은 개구부 (151) 가 링 저장 스테이션 (108a) 내부에 저장된 에지 링들에 대한 EFEM (102) 의 로봇 액세스를 제공하도록 EFEM (102) 의 제 2 측면에 커플링되도록 구성된다. EFEM에 커플링된 전면 (151) 은 또한 EFEM 포트로 지칭된다. 제 2 윈도우 (152) 가 베이스플레이트 구조체의 후면을 따라 규정된 후면 측벽 상에 규정되고, 후면 측벽은 베이스플레이트 구조체로부터 상단 플레이트로 수직으로 연장한다. 제 2 셔터는 링 저장 스테이션 (108a) 으로 또는 링 저장 스테이션 (108a) 으로부터 에지 링들의 로딩 또는 언로딩 동안 링 저장 스테이션으로의 액세스를 제공하도록 후면 측벽 상에 규정된다. 제 1 측벽은 베이스플레이트 구조체의 제 1 측방향 측면을 따라 규정되고 베이스플레이트 구조체로부터 상단 플레이트로 수직으로 연장한다. 제 2 측벽은 베이스플레이트 구조체의 제 2 측방향 측면 상에 규정되고 베이스플레이트 구조체로부터 상단 플레이트로 수직으로 연장한다.
복수의 핑거 지지 구조체들 (160a 내지 160d) 이 베이스플레이트 구조체 (1134) 상에 규정된다. 핑거 지지 구조체 각각은 지지 컬럼 및 수평 배향으로 대응하는 지지 컬럼의 내부 길이를 따라 규정된 복수의 핑거 지지부들을 포함한다. 핑거 지지 컬럼 각각의 핑거 지지부 각각은 지지 컬럼에 부착된 제 1 단부 및 링 지지 스테이션 (108a) 의 내측 영역을 향해 연장하는 제 2 단부를 포함한다. 도 3a에 예시된 구현 예에서, 제 1 쌍의 제 1 핑거 지지 구조체 (160a) 가 전면에 근접하고 제 1 쌍의 제 2 핑거 지지 구조체 (160b) 는 베이스플레이트 구조체의 후면에 근접하도록, 복수의 핑거 지지 구조체들은 베이스플레이트 구조체의 제 1 측방향 측면을 따라 규정된 제 1 쌍의 핑거 지지 구조체 (160a, 160b) 를 포함한다. 유사하게, 제 2 쌍의 핑거 지지 구조체들 (160c, 160d) 은 제 2 쌍의 제 3 핑거 지지 구조체 (160c) 가 베이스플레이트 구조체의 후면에 근접하고 제 2 쌍의 핑거 지지 구조체 (160d) 는 베이스플레이트 구조체의 전면에 근접하도록 베이스플레이트 구조체의 제 2 측방향 측면을 따라 규정된다. 지지 컬럼들 (160a 내지 160d) 은 서로 평행하다. 제 1 쌍의 핑거 지지 구조체들 및 제 2 쌍의 핑거 지지 구조체들의 지지 핑거들의 사이즈는 동일하다.
제 1 핑거 지지 구조체들 및 제 4 핑거 지지 구조체들 (160a, 160d) 상의 지지 핑거 각각은 상단 표면 상에 규정되고 제 2 단부에 근접한 인덱스 핀 (미도시) 을 포함한다. 일 구현 예에서, 인덱스 핀은 규정된 팁을 갖는 상승된 핀이다. 인덱스 핀들은 에지 링 (200) 이 링 저장 스테이션 내에 수용될 때 에지 링 (200) 의 하부 표면 상에 규정된 대응하는 홈들과 인게이지하도록 사용된다. 에지 링의 홈들이 제 1 핑거 지지 구조체들 및 제 4 핑거 지지 구조체들 (160a, 160d) 상에 규정된 대응하는 핑거들 상의 인덱스 핀들과 정확하게 정렬될 때, 에지 링은 대응하는 인덱스 핀들은 에지 링과 인게이지되도록 핑거 지지부의 상단 표면 상의 위치로 하강된다. 링 저장 스테이션에 수용된 에지 링이 인덱스 핀들에 적절히 정렬되지 않을 때, 에지 링이 회전되거나 베이스플레이트 구조체의 일부가 에지 링의 홈들이 대응하는 핑거 지지부들 상의 대응하는 인덱스 핀들과 적절히 정렬되게 할 수 있도록 수평 축을 따라 회전된다. 베이스플레이트 구조체의 회전량은 테스트 실행들을 사용한 캘리브레이션 (calibration) 을 통해 구동될 수도 있다. 인덱스 핀들의 높이는 에지 링이 링 저장 스테이션 내로 이동되고 각각의 지지 핑거들 상에 지지될 충분한 간격 (clearance) 을 제공하도록 규정된다.
일 구현 예에서, 지지 컬럼들은 알루미늄 재료로 이루어진다. 다른 구현 예들에서, 지지 컬럼들은 양극 산화된 알루미늄 또는 다른 부식 방지 재료로 이루어진다. 일부 구현 예에서, 지지 핑거들은 알루미늄 또는 다른 경량 재료로 이루어진다. 제 2 지지 컬럼 및 제 3 지지 컬럼 상에 규정된 지지 핑거들은 수용될 때 에지 링에 대한 신뢰할 수 있는 콘택트 표면을 제공하도록 지지 패드들 (미도시) 을 포함할 수도 있다. 일부 구현 예들에서, 지지 패드들은 에지 링에 대한 비-스크래치 지지 표면을 제공하도록 탄소 충진된 PEEK (PolyEtherEtherKetone) 재료로 이루어질 수도 있다. 지지 컬럼들, 지지 핑거들 및 지지 패드들에 사용된 재료들은 예들로서 제공되고 제한적인 것으로 간주되지 않아야 한다. 다른 재료들이 핑거 지지 구조체들의 상이한 컴포넌트들의 기능성을 유지하는 한 다른 재료들이 사용될 수도 있다.
링 저장 스테이션은 또한 캐리어 플레이트 (1104) 를 수용하기 위한 하우징을 포함한다. 일 구현 예에서, 하우징은 베이스플레이트 구조체의 상단 표면 상에 규정된 캐리어 지지부들 (1137) 의 세트를 포함하고 하우징 내에 수용된 캐리어 플레이트 (1104) 를 지지하도록 구성된다. 캐리어 지지부들 (1137) 은 캐리어 플레이트 (1104) 의 형상에 따라 베이스플레이트 구조체 상에 위치되고 캐리어 지지부들에 수용될 때 캐리어 플레이트를 제자리에 홀딩하도록 설계된다. 예를 들어, 캐리어 플레이트 (1104) 가 삼각형 형상일 때, 캐리어 지지부들 (1137) 은 캐리어 플레이트 (1104) 의 삼각형 윤곽을 따라 위치된다. 일부 구현 예들에서, 캐리어 지지부들은 탄소 충진된 PEEK 재료로 이루어진다. 다른 실시 예들에서, 캐리어 지지부들 (1137) 은 링 캐리어 (1104) 에 지지부를 제공하는 동안 부식 및 다른 마모를 방지하도록 선택된 다른 재료로 이루어질 수도 있다. 대안적으로, 캐리어 지지부들 (1137) 은 금속들로 제조될 수도 있고 에폭시, 테프론, 등과 같은 부식 저항성 재료로 코팅될 수도 있다. 캐리어 지지부들은 캐리어 플레이트가 베이스플레이트 구조체로부터 분리되도록 베이스플레이트 구조체 상에 규정된다. 캐리어 지지부들의 높이는 핑거 지지 구조체들의 지지 컬럼들의 길이를 따라 핑거 지지부들이 규정되는 높이를 결정할 것이다. 캐리어 플레이트 (1104) 는 에지 링이 링 저장 스테이션 (108a) 내외로 이동될 때 에지 링을 지지하기 위해 사용된다. 상단 플레이트는 복수의 핑거 지지 구조체들을 둘러싸도록 구성된다.
도 3b는 일 구현 예에서, 에어 록 (110) 위의 제 3 측면 상의 EFEM (102) 에 커플링하도록 사용되는 링 저장 스테이션 (108b) 의 제 2 실시 예의 단순한 블록도를 예시한다. 이 구현 예에서, 핑거 지지 구조체들 및 측벽들은 제 1 실시 예와 상이하게 배치된다. 제 2 실시 예에서, 예를 들어, 후면 측벽은 베이스플레이트 구조체 (1134) 의 후면을 따라 그리고, 링 저장 스테이션이 커플링되는 EFEM (102) 의 에어 록 측면에 따라 규정되고, 제 2 윈도우 (152) 를 규정하기 위한 측벽이 베이스플레이트 구조체의 제 1 측방향 측면 또는 제 2 측방향 측면을 따라 배치될 수도 있다. 도 3b에 예시된 예에서, 링 저장 스테이션 (108b) 은 좌측 에어 록 (110L) 위의 EFEM (102) 에 커플링된다. 그 결과, 제 2 윈도우 (152) 를 규정하기 위한 측벽은 제 2 측방향 측면을 따라 배치된다. 대안적인 예에서, 링 저장 스테이션이 우측 에어 록 (110R) 위에 커플링될 때, 제 2 윈도우 (152) 를 규정하기 위한 측벽은 제 1 측방향 측면을 따라 배치될 수도 있다. 제 2 윈도우 (152) 는 에지 링들이 링 저장 스테이션 (108b) 내로 로딩/링 저장 스테이션 (108b) 으로부터 언로딩되는 서비스 윈도우이다.
핑거 지지 구조체들은 링 저장 스테이션 (108b) 내에 규정된다. 도 3b에 도시된 링 저장 스테이션의 설계를 위해, 제 1 핑거 지지 구조체 (160a) 는 제 1 측방향 측면을 따라 배치된 제 1 측벽 상에 규정된다. 제 1 쌍의 핑거 지지 구조체들 (160b, 160c) 이 베이스플레이트 구조체의 후면을 따라 배치된 후면 측벽 상에 규정된다. 후면 측벽 상에 규정된 제 1 쌍의 핑거 지지 구조체들 (160b, 160c) 은 에지 링이 링 저장 스테이션 내로 이동될 수 있는 정도를 규정하도록 사용될 수도 있다. 그 결과, 제 1 쌍의 핑거 지지 구조체들 (160b, 160c) 상의 지지 핑거들 각각은 에지 링이 제 1 쌍의 핑거 지지 구조체들에 대해 이동될 때, 에지 링의 표면에 대한 손상을 방지하도록 범퍼들을 포함할 수도 있다. 서비스 윈도우 (152) 가 제 2 측방향 측면을 따라 규정되기 때문에, 제 2 핑거 지지 구조체 (160d) 는 베이스플레이트 구조체의 제 2 측방향 측면과 전면의 교차점에서 규정된다. 핑거 지지 구조체들 각각은 서로 평행하게 배향된다. 도 3b에 예시된 구현 예에서, 제 1 핑거 지지 구조체 내지 제 3 핑거 지지 구조체 (160a 내지 160c) 는 각각의 측벽들에 직교로 규정되는 한편, 제 2 핑거 지지 구조체 (160d) 는 90° 미만인 각도로 규정된다. 제 2 핑거 지지 구조체 (160d) 는 이동 가능한 구조체이고, 링 저장 스테이션 (108b) 내외로 캐리어 플레이트 및 에지 링들 (200) 의 방해받지 않는 이동을 보장하도록 링 저장 스테이션 내에 배치되는 위치 및 각도가 조정될 수 있다. 예를 들어, 제 2 핑거 지지 구조체의 제 1 단부에서 지지 컬럼의 위치는 제 2 핑거 지지 구조체의 지지 컬럼이 EFEM 포트를 통해 링 저장 스테이션 (108b) 내외로 에지 링의 이동을 방해하는 것을 방지하도록 조정될 수 있다. 제 2 핑거 지지 구조체의 제 2 단부의 위치는 또한 에지 링들이 링 저장 스테이션으로부터 로딩/언로딩될 때 모든 장애를 방지하도록 조정될 수 있다.
도 3c는 링 저장 스테이션이 좌측 에어 록 (110L) 위 EFEM (102) 의 제 3 측면에 커플링되는, 도 3b에 도시된 링 저장 스테이션 (108b) 의 제 2 실시 예의 부감 사시도를 예시한다. 부감도는 전면을 따라 규정된 EFEM 포트 (151), 제 1 측면 상에 규정된 제 1 핑거 지지 구조체, 후면을 따라 규정된 제 1 쌍의 핑거 지지 구조체들 (160b, 160c), 및 베이스플레이트 구조체의 제 2 측면을 따라 규정된 서비스 윈도우 (152) 를 도시한다.
도 3d는 링 저장 스테이션 (108b) 의 제 2 실시 예의 대안적인 사시도를 예시한다. 링 저장 스테이션의 제 2 실시 예의 베이스플레이트 구조체 (1134) 는 베이스플레이트 구조체 (1134) 의 베이스 (즉, 하단 표면) 를 형성하는 베이스플레이트 (1134a), 및 베이스플레이트 구조체 (1134) 의 상단 표면을 형성하는 회전 플레이트 (1134b) 를 포함한다. 지지 패드들은 회전 플레이트 (1134b) 를 수용하기 위해 베이스플레이트 (1134a) 의 상단 표면 상에 제공되고 지지 패드들의 수 및 위치는 회전 플레이트 (1134b) 에 대한 운동학적 지지를 제공하도록 규정된다. 회전 플레이트 (1134b) 의 윤곽은 베이스플레이트 (1134a) 의 윤곽과 매칭한다. 중심 피봇 핀 (162) 은 베이스플레이트 (1134a) 의 중심으로부터 회전 플레이트 (1134b) 의 중심을 통해 연장한다. 중심 피봇 핀 (162) 은 수평 평면을 따라 회전 플레이트 (1134b) 를 회전시키도록 사용된다. 로드 경로 조정기들의 세트 (1140) 는 베이스플레이트 구조체의 제 2 측방향 측면과 전면의 교차점에서 규정된 제 2 핑거 지지 구조체 (160d) 의 지지 컬럼에 근접한 회전 플레이트 (1134b) 상에 규정된다. 로드 경로 조정기들 (1140) 은 제 2 핑거 지지 구조체 (160d) 에 부착되고 링 저장 스테이션 (108b) 내에서 제 2 핑거 지지 구조체 (160d) 의 지지 컬럼의 위치를 조정하도록 사용된다. 위치 조정은 제 2 핑거 지지 구조체가 EFEM 포트 (151) 를 통해 링 저장 스테이션 (108b) 내외로 에지 링의 이동을 간섭하지 않는다는 것을 보장하는 것이다.
또한, 인덱스 핀들 (161) 은 제 1 핑거 지지 구조체 및 제 2 핑거 지지 구조체 (160a, 160d) 의 지지 핑거들 각각 상에 배치되고, 에지 링의 하부 표면 상에 규정된 대응하는 홈들과 인게이지하도록 사용된다. 핑거 지지 구조체들의 설정은 프로세스 모듈로부터 회수된 에지 링의 각도 회전을 캘리브레이팅하고 링 저장 스테이션으로부터 에지 링을 수용하고 제거하기 위한 캘리브레이션을 사용함으로써 결정된다. 에지 링들이 링 저장 스테이션 (108) (108a 또는 108b) 내로 처음 로딩될 때, 핀의 홈들이 제 1 핑거 지지 구조체 및 제 4 핑거 지지 구조체 (160a, 160d) 상에 규정된 각각의 핑거 지지부들 상의 인덱스 핀들과 정렬되도록 주의를 기울인다. 정렬에 대한 부가적인 조정들은 프로세스 모듈에서 수행될 수도 있다.
도 3e는 일 구현 예에서, 에지 링의 홈의 제 1 실시 예와 인게이지된 인덱스 핀을 갖는 제 4 핑거 지지 구조체의 지지 핑거의 일부의 확대된 측면도를 예시한다. 인덱스 핀들에 대한 에지 링의 위치 정렬은 링 저장 스테이션 내로 에지 링의 최초 로딩 동안 이루어질 수도 있다. 홈의 제 1 실시 예는 에지 링 (200) 의 하단 표면 상에 규정된 v-형상 홈이고 그리고 에지 링은 지지 핑거 (163) 상에 규정된 인덱스 핀 (161) 과 정렬하고 핀 콘택트 위치 (212) 에서 홈과 인게이지한다. 링 저장 스테이션 내 핑거 지지 구조체들의 위치 설정들에 기초하여, 정렬은 인덱스 핀 (161) 이 홈의 경사진 측벽의 일부에 콘택트하고 핀 콘택트 위치 (212) 내로 슬라이딩하게 할 수도 있다. 일 구현 예에서, 에지 링의 로딩은 수동으로 수행된다. 이 구현 예에서, 에지 링을 로딩하는 사람은 가이드로서 인덱스 핀 (161) 을 사용할 수도 있다. 대안적인 구현 예에서, 에지 링들은 자동화된 방식으로 링 저장 스테이션 내로 로딩되고, 로봇은 가이드로서 인덱스 핀을 사용하여 에지 링을 로딩하도록 트레이닝될 수도 있다.
도 3f 내지 도 3i는 일부 예시적인 구현 예들에서 에지 링이 링 저장 스테이션 (108b) 내외로 용이하게 이동되게 하도록 양 단부들에서 조정될 수 있는 링 저장 스테이션의 제 2 실시 예에서 사용된 제 2 핑거 지지 구조체의 확대도를 도시한다. 도 3f에 도시된 바와 같이, 로드 경로 조정기들 (1140) 은 회전 플레이트 (1134b) 상에 배치된 제 2 핑거 지지 구조체 (160d) 에 연결되고 제 2 핑거 지지 구조체 (160d) 의 지지 컬럼 (164) 에 근접한 회전 플레이트 (1134b) 상에 규정된다. 로드 경로 조정기들 (1140) 은 하나 이상의 개방 채널들이 규정된 조정기 플레이트를 포함한다. 도 3f에 도시된 예시적인 로드 경로 조정기들 (1140) 에서, 2 개의 개방 채널들 (1140a, 1140b) 은 서로 평행하게 규정된다. 제 2 핑거 지지 구조체의 지지 컬럼의 위치가 조정될 때, 하나 이상의 앵커 핀들 (1140c) 은 베이스플레이트 (1134a) 상의 제 1 위치 또는 제 2 위치에 회전 플레이트 (1134b) 를 고정하기 위해 개방 채널들 (1140a, 1140b) 중 하나 또는 모두 내에서 사용된다. 도 3f에 예시된 예에서, 하나의 앵커 핀 (1140c) 은 제 2 핑거 지지 구조체 (160d) 를 베이스플레이트 (1134a) 상의 제 1 위치에 고정하도록 개방 채널 (1140a) 내에 사용된다.
로드 경로 조정기들 (1140) 에 더하여, 하나 이상의 피봇 지점들이 회전 플레이트 (1134b) 상에 규정된다. 일부 구현 예들에서, 피봇 지점들 (1145a, 1145b) 은 회전 플레이트 (1134b) 를 통해 베이스플레이트 (1134a) 내로 연장하도록 규정된다. 피봇 지점들 (1145a, 1145b) 은 제 2 핑거 지지 구조체 (160d) 의 제 2 단부에 근접하게 규정되고 제 2 핑거 지지 구조체 (160d) 의 제 2 단부를 이동시키도록 사용된다. 대응하는 피봇 앵커 지점은 하단 지지 핑거로부터 대응하는 피봇 지점 (1145a, 1145b) 을 통과하여 연장하는 피봇 핀 (1145c) 을 사용하여, 제 1 피봇 지점 (1145a 또는 1145b) 중 하나에 제 2 핑거 지지 구조체 (160d) 의 제 2 단부를 앵커링하기 위해 제 2 핑거 지지 구조체 (160d) 의 하단 지지 핑거 내에 규정될 수도 있다. 제 1 피봇 지점 및 제 2 피봇 지점 (1145a, 1145b) 의 위치는 VTM (104) 의 설계에 대응하도록 회전 플레이트 (1134b) 상에 규정된다. 예를 들어, (프로세스 모듈들과 커플링하기 위한 4 또는 6 개의 패싯들을 갖는) VTM (104) 의 제 1 실시 예에 대해, 제 1 피봇 지점 (1145a) 은 제 2 핑거 지지 구조체 (160d) 의 제 2 단부를 앵커링하도록 사용될 수도 있고, (프로세스 모듈들과 커플링하기 위한 5 개의 패싯들을 갖는) VTM (104) 의 제 2 실시 예에 대해, 제 2 피봇 지점은 제 2 핑거 지지 구조체 (160d) 의 제 2 단부를 베이스플레이트 구조체 (1134) 에 앵커링하도록 사용될 수도 있다. 제 1 피봇 지점 및 제 2 피봇 지점은 제 2 핑거 지지 구조체를 에지 링 경로로부터 유지하도록 규정된다. 링 저장 스테이션 (108b) 의 제 2 실시 예에 대한 제 2 핑거 지지 구조체 (160d) 의 지지 핑거들 (163) 의 길이는 나머지 핑거 지지 구조체들 (160a 내지 160c) 의 지지 핑거들의 길이보다 길다.
도 3h는 일 구현 예에서, 로드 경로 조정기를 사용하여 베이스플레이트에 고정된 핑거 지지 구조체 (160d) 의 평면도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 핑거 지지 구조체 (160d) 는 2 개의 앵커 핀들 (1140c), 채널 (1140a, 1140b) 각각에 대해 하나의 앵커 핀을 사용하여 앵커링된다. 도 3i는 핑거 지지 구조체 (160d) 의 지지 컬럼의 확대도를 도시한다. 지지 컬럼 (164) 은 PEM 너트 (1147) 와 같은 너트가 링 저장 스테이션 (108b) 내에 규정되는 위치에서 지지 컬럼 위에 규정된 핑거 컷 아웃 (1146) 을 포함한다. 컷 아웃은 지지 컬럼 (164) 이 로드 경로 조정기들 (1140) 을 사용하여 이동될 때 지지 컬럼 (164) 이 PEM 너트 (1147) 를 방해하는 것을 방지하도록 제공된다.
도 4a는 링 저장 스테이션 (108b) 의 EFEM 포트 (151) 를 통해 본 링 저장 스테이션 (108b) 의 제 2 실시 예의 도면을 예시한다. 링 저장 스테이션 (108b) 내로의 시점 (view) 은 제 1 측방향 측벽 상에 배치된 제 1 핑거 지지 구조체 (160a), 링 저장 스테이션 (108b) 의 후면 측벽 상에 규정된 제 1 쌍의 핑거 지지 구조체들 (160b, 160c), 링 지지 구조체 (108b) 의 제 2 측방향 측면 및 전면 측면의 코너에서 규정된 제 2 핑거 지지 구조체 (160d) 를 도시한다. 핑거 지지 구조체들 각각은 대응하는 지지 컬럼 (164) 및 지지 컬럼 (164) 에 부착된 복수의 지지 핑거들 (163) 을 포함한다. 이 도면은 또한 베이스플레이트 구조체 상에 배치된 복수의 캐리어 플레이트 지지부들 (1137), 및 핑거 지지 구조체 (160d) 와 연관된 지지 컬럼 (164) 상의 핑거 컷 아웃 (1146) 을 도시한다.
도 4b는 링 저장 스테이션 (108b) 의 서비스 윈도우 (152) 를 통해 본 링 저장 스테이션 (108b) 의 제 2 실시 예의 도면을 예시한다. 앞선 도면에서와 같이, 서비스 윈도우 (152) 를 통한 시점은 좌측에 제 2 핑거 지지 구조체 (160d), 서비스 윈도우 (152) 와 대면하는 제 1 측방향 측벽 상의 제 1 핑거 지지 구조체 (160a), 및 우측 상의 제 1 쌍의 핑거 지지 구조체들 (160b, 160c) 을 도시한다. 베이스플레이트 구조체 상에 배치된 캐리어 플레이트 지지부들 (1137) 이 또한 도시된다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 도면은 에어 록들이 EFEM (102) 에 장착되는 측면 상에 장착되는 링 저장 스테이션 (108b) 의 제 2 실시 예에 대한 것이다. 대응하는 EFEM 포트 (151) 및 서비스 윈도우 (152) 를 통해 본 링 저장 스테이션 (108a) 의 제 1 실시 예에 대한 시점은 서비스 윈도우 및 핑거 지지 구조체들의 위치가 상이하기 때문에 상이할 것이다.
도 5a는 일 구현 예에서, 에어 록 내에 수용된 에지 링 위치를 예시한다. 링 저장 스테이션에서 에지 링에 대한 사전-정렬 각도를 결정하기 위한 캘리브레이션은 프로세스 모듈로부터 테스트 에지 링 (200) 을 회수하고 이를 링 저장 스테이션으로 이동시키고 에지 링을 링 저장 스테이션에 증착하는 각도를 결정하는 하나 이상의 테스트 실행들을 실행함으로써 시작된다. 일단 사전-정렬 각도가 결정되면, 에지 링의 캘리브레이팅된 사전-정렬 각도가 에지 링의 대응하는 홈들이 리프트 핀들의 캡처 범위 내에 있게 하도록 링 저장 스테이션이 셋업될 수 있다. 테스트 회수의 일부로서, 리프트 핀들로 하여금 리프트 핀 하우징으로부터 연장하고 에지 링의 하부 표면과 접촉하게 하도록 리프트 핀 메커니즘이 프로세스 모듈 내에서 활성화된다. 에지 링이 프로세스 모듈 내에 적절히 배치됨에 따라, 리프트 핀들은 에지 링의 하단 측면 상에 규정된 홈들 (예를 들어, v-형상 홈들) 과 정렬될 것이다. 따라서 리프트 핀들은 홈들의 팁에 규정된 에지 링의 핀 콘택트 위치 (212) 에서 콘택트하고 에지 링을 설치된 위치로부터 교체 위치로 리프팅한다. 이에 응답하여, VTM (104) 의 로봇 (105) 의 암 상에 배치된 엔드-이펙터는 에지 링을 지지하도록 프로세스 모듈 내로 연장될 것이고, 이 때 리프트 핀들은 하우징 내로 철수된다. 이어서 엔드-이펙터는 프로세스 모듈로부터 철회되고 프로세스 모듈로부터 회수된 에지 링은 이러한 이송을 위해 사용된 에어 록으로 이송되고, 에어 록은 내부에 규정된 핑거 어셈블리 상에 저장된다. 도 5a에 도시된 구현 예에서, 우측 에어 록 (110R) 은 VTM의 로봇 (105) 의 엔드 이펙터에 의해 프로세스 모듈로부터 회수된 에지 링 (200) 을 증착하도록 사용된다. 대안적인 구현 예에서, 좌측 에어 록 (110L) 이 에지 링을 이동시키도록 사용된다면, 유사한 프로세스가 이어질 수 있다. 대안적인 구현 예에서, 링 저장 스테이션은 우측 에어 록 (110R) 위에 또는 EFEM (102) 의 제 2 측면 상에 위치될 수도 있다. 에지 링을 에어 록에 증착한 후, 엔드-이펙터는 VTM (104) 내로 들어간다.
로봇 (105) 의 엔드-이펙터는 VTM (104) 과 인터페이싱하는 프로세스 모듈의 패싯에 직교하는 프로세스 모듈 내로 연장한다. 따라서, VTM의 상이한 패싯들에 배치된 프로세스 모듈 각각에 대해, 엔드-이펙터가 VTM (104) 의 대응하는 패싯과 인터페이싱하는 프로세스 모듈의 패싯에 대해 들어가고 나가는 각도는 항상 90°이다. 유사하게, VTM (104) 의 로봇 (105) 이 에어 록 (110R) 내로 연장하는 각도는 또한 VTM (104) 의 대응하는 패싯과 인터페이싱하는 에어 록 (110R) 의 패싯에 직교한다. VTM의 패싯들은 VTM (104) 에 대칭을 제공하도록 규정된다. 따라서, VTM (104) 의 패싯들의 각도는 VTM에 규정된 패싯들의 수에 기초하여 상이하고, 패싯들 각각은 등각이고 등변이도록 규정된다. 기판 프로세싱 시스템에서 사용된 VTM (104) 의 설계 (예를 들어, VTM의 패싯들의 수) 에 기초하여, 회수된 에지 링 (200) 이 에어 록 (110R) 내로 증착되는 각도는 VTM과 인터페이싱하는 에어 록의 패싯이 EFEM과 인터페이싱하는 에어 록 (110R) 의 패싯에 대해 배치되는 각도에 종속된다.
VTM 로봇의 엔드-이펙터가 에어 록 (110R) 으로부터 인출된 후, EFEM (102) 의 로봇 (103) 은 링 저장 스테이션 (108) 으로부터 캐리어 플레이트를 회수하도록 사용되고 에어 록 (110R) 으로부터 에지 링을 회수하기 위해 캐리어 플레이트를 사용한다. VTM의 로봇에서와 같이, ATM의 로봇은 EFEM (102) 의 패싯과 인터페이싱하는 에어 록의 패싯에 직교하는 에어 록에 들어가고 나간다. 회수된 에지 링 (200) 은 링 저장 스테이션으로 이동된다. 로봇 (103) 은 EFEM (102) 의 대응하는 패싯과 인터페이싱하는 링 저장 스테이션의 패싯에 직교하는 링 저장 스테이션 (108) 에 들어가고, 링 저장 스테이션의 부품 버퍼 내 구획의 지지 핑거들 위에 에지 링을 위치시킨다. 정렬의 수동 평가는 대응하는 핑거 지지 구조체들 (예를 들어, 링 저장 스테이션이 EFEM의 제 2 측면 상에 커플링될 때 링 저장 스테이션의 제 1 실시 예의 제 1 지지 핑거 구조체 및 제 4 지지 핑거 구조체, 또는 링 저장 스테이션이 이 예에서, 우측 에어 록 (110R) 이 에지 링을 이동시키도록 사용되는, 좌측 에어 록 (110L) 위의 EFEM의 제 3 측면에 커플링될 때 링 저장 스테이션의 제 2 실시 예에서 제 1 지지 핑거 구조체 및 제 2 지지 핑거 구조체) 상에 제공된 지지 핑거들 상의 인덱스 핀들과 인게이지하기 위해 에지 링의 위치가 임의의 조정을 필요로하는 지 여부를 결정하도록 테스트 실행 동안 이루어질 수도 있다.
도 5a는 에어 록들 (우측 및 좌측 에어 록들 (110R, 110L)) 과 인터페이싱하기 위한 2 개의 패싯들에 더하여 프로세스 모듈들과 인터페이싱하기 위해 4 개 또는 6 개의 패싯들이 규정되는 VTM의 제 1 실시 예를 예시한다. VTM (104) 의 제 1 실시 예에서 VTM 패싯과의 에어 록 인터페이스와 EFEM 패싯과의 에어 록 인터페이스 사이의 각도는, 에지 링을 에어 록 내로 전달하는 로봇 (105) 의 엔드-이펙터의 이동 방향과 에어 록으로부터 에지 링을 제거하는 로봇 (103) 의 엔드-이펙터의 이동 방향 사이와 동일한 각도인, 도 5a에서 φ°로 도시되고, 에지 링은 캐리어 플레이트를 사용하여 이동된다. 일부 구현 예에서, 에지 링이 에어 록 내로 수용되는 것을 보장하기 위해, 로봇은 에어 록 내에서 에지 링을 회전시킬 수도 있다.
도 5b는 기판 프로세싱 시스템 내에 채용된 VTM (104) 의 제 2 실시 예를 예시한다. VTM (104) 의 제 2 실시 예는 에어 록들 (우측 에어 록 및 좌측 에어 록 (110R, 110L)) 과 인터페이싱하기 위한 2 개의 패싯들에 더하여 상이한 프로세스 모듈들과 인터페이싱하기 위한 5 개의 패싯들을 포함할 수도 있다. 이 제 2 실시 예에서, VTM 패싯과의 에어 록 인터페이스와 EFEM 패싯과의 에어 록 인터페이스 사이의 각도는 도 5b에서 α°로서 도시되고, 이는 에지 링을 에어 록 내로 전달하는 로봇 (105) 의 이동 방향과 에어 록으로부터 캐리어 플레이트와 함께 에지 링을 제거하는 EFEM의 로봇 (103) 의 이동 방향 사이의 동일한 각도일 것이다. 또한, VTM의 제 1 실시 예 및 제 2 실시 예의 패싯들이 규정되는 각도의 차로 인해, VTM의 제 2 실시 예의 각도 α°는 VTM의 제 1 실시 예의 각도 φ°와 상이할 것이다 (즉, α°는 φ°와 같지 않다).
에지 링이 에어 록으로 전달되는 각도는 VTM의 설계 (예를 들어, 패싯들의 수) 에 종속되기 때문에, 에지 링이 프로세스 모듈로부터 링 저장 스테이션으로 이동될 때 에지 링의 홈들의 위치 변화 및 이 변화는 에지 링이 에어 록으로 전달되는 각도 및 에지 링이 에어 록으로부터 제거되는 각도에 기인할 수 있다. 이들 각도 변화들은 사전-정렬 동안 링 저장 스테이션을 셋업할 때 고려된다. 링 저장 스테이션은 상이한 VTM 설계들을 수용하도록 상이한 피봇 지점들, 피봇 핀들 및 로드 경로 조정기들을 사용하여 셋업될 수도 있다. 부가적으로, 링 저장 스테이션의 베이스플레이트 구조는 핑거 지지 구조체들 중 일부 상의 지지 핑거들 상에 규정된 인덱스 핀들이 에지 링의 v-홈의 캡처 범위와 정렬될 수 있도록 또는 적어도 내부에 있을 수 있도록 핑거 지지 구조체들에 부가적인 회전 조정들을 제공하도록 사용될 수 있다. 캡처 범위는 에지 링이 프로세스 모듈 내에 수용될 때 에지 링의 v-홈들이 리프트 핀들에 대해 있을 수 있는 오프셋의 양으로 규정된다. 일부 구현 예에서, 링 저장 스테이션 내에서 에지 링을 사전-정렬하기 위한 링 저장 스테이션의 설정은 리프트 핀들로부터 약 +/- 0.75° 내지 약 +/- 0.90°의 캡처 범위 내에서 프로세스 모듈로 에지 링을 전달하는 것을 발생시킨다. 대안적인 구현 예에서, 링 저장 스테이션의 사전-정렬 셋업은 리프트 핀들로부터 약 +/- 0.82°의 캡처 범위 내에서 프로세스 모듈로 에지 링의 전달을 발생시킨다.
정밀한 전달은 테스트 실행으로 이루어진 정밀한 캘리브레이션에 기인할 수 있다. 에지 링이 기판 프로세싱 시스템의 로봇들에 의해 이동될 때, 에지 링이 프로세스 모듈로부터 회수되는 각도 및 링 저장 스테이션으로 전달되는 각도는 매우 일관된다. 프로세스 모듈로부터 제거되고 링 저장 스테이션으로 전달된 에지 링의 각도의 일관성을 확인하기 위해 부가적인 테스트 실행들이 행해진다. 이들 부가적인 테스트 실행들은 동일한 프로세스 모듈과 링 저장 스테이션 사이 또는 기판 프로세싱 시스템의 다른 프로세스 모듈들과 링 저장 스테이션 사이에서 행해질 수 있다. 링 저장 스테이션에서 핑거 지지 구조체들의 셋업은 부가적인 테스트 실행들의 결과들에 기초하여 미세-튜닝될 수 있다. 테스트 실행들 후 링 저장 스테이션에서 이루어진 조정들은 VTM의 특정한 설계에 특정된다. 그 결과, 이들 조정들은 에지 링이 프로세스 모듈로 전달될 때 홈들이 리프트 핀들과 적절히 정렬되거나 캡처 범위 내에 있도록 에지 링들을 링 저장 스테이션 내로 로딩하기 위해 설정되고 사용될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 에지 링이 에어 록 (110R) 내로 도입된 각도에 따라 에어 록 (110R) 내의 에지 링의 홈들의 위치를 도시한다. 도시된 바와 같이, 에지 링은 에지 링의 하단 측면 상에 규정된 3 개의 홈들 (홈 1 내지 홈 3) 을 포함하고 홈들은 서로 등거리에 배치된다. 도 5a의 에어 록 (110R) 의 홈들의 위치는 도 5b의 위치와 약간 상이할 수도 있고, 이 차이는 에지 링이 에어 록 (110R) 내로 도입되는 각도에 기인할 수 있다.
도 5c는 캐리어 플레이트 (1104) 가 에지 링 (200) 과 함께 수용되는 링 저장 스테이션의 평면도를 예시한다. 홈 1 내지 홈 3의 위치는 핑거 지지 구조체들 (160a 및 160d) 의 지지 핑거들 상에 규정된 인덱스 핀들과 관련하여 도시된다. 수행되는 테스트 회수 실행에서, 에지 링의 홈들이 핑거 지지 구조체들의 지지 핑거들 상의 인덱스 핀들로부터 약간 벗어난 것으로 결정될 수도 있다. 부가적인 테스트 실행들은 기판 프로세싱 시스템의 동일한 프로세스 모듈 또는 상이한 프로세스 모듈들을 사용하여 인덱스 핀들에 대한 홈 1 내지 홈 3의 위치가 기록될 때마다 이루어진다. 이들 테스트 실행들의 목표는 이 오프셋 범위가 프로세스 모듈(들)의 리프트 핀들에 대한 에지 링의 홈들의 위치와 관련되기 때문에 인덱스 핀들에 대해 홈들의 오프셋 범위를 결정하는 것이다. 오프셋 범위는 에지 링의 홈들이 인덱스 핀들과 정렬하거나 캡처 범위 내에 올 수 있도록 회전 플레이트 (1134b) 를 회전 조정하도록 사용될 수도 있다.
VTM의 제 1 실시 예가 사용되는 구현 예에서, 링 저장 스테이션의 셋업은 도 3f에 도시된 바와 같이, 핑거 지지 구조체 (160d) 의 제 2 단부를 제 1 피봇 지점 (1145a) 에 앵커링하도록 피봇 핀 (1145c) 을 사용하여 고정하는 것을 포함한다. 유사하게, VTM의 제 2 실시 예가 사용되는 구현 예에서, 핑거 지지 구조체 (160d) 의 제 2 단부는 도 3g에 도시된 바와 같이 피봇 핀 (1145c) 을 사용하여 제 2 피봇 지점 (1145b) 에 고정된다. 부가적으로, 핑거 지지 구조체 (160d) 의 지지 컬럼은 지지 핀(들) (1140c) 을 사용하여 제 1 단부에 앵커링되어 지지 컬럼이 에지 링이 링 저장 스테이션으로 그리고 링 저장 스테이션으로부터 이송될 때 방해가 되지 않는다. 일단 핑거 지지 구조체 (160d) 가 기판 프로세싱 시스템에서 사용된 VTM의 실시 예에 기초하여 두 단부들에 앵커링되면, 회전 플레이트 (1134b) 는 에지 링의 홈들이 지지 핑거들 상에 규정된 인덱스 핀들과 정렬되지 않을 때 수평 평면의 중심 피봇 지점을 따라 회전하여 조정될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 언급된 핀들은 링 스테이션에서 사전-정렬 각도를 제공하도록 사용될 수도 있다. 예로서, 하나 이상의 정렬 핀들 (161) (즉, 핀들 (161) 을 갖는 핑거) 이 정렬 및 링 회전을 제어하도록 사용될 수도 있다. 1 또는 2 개의 핀들을 사용하여, 포켓 피처 (167) 는 핀을 중심으로 한 회전 및 방사상으로 정렬된 v-홈을 따라 핀의 슬라이딩을 방지하도록 사용될 수도 있다. 일 실시 예에서, 포켓 피처들 (167) 은 일 타입의 성형된 에지 정지부를 형성한다. 따라서, 포켓 피처들 (167) 은 도 5c에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 핀들 (161) 과 함께, 링 수평 위치 및 회전 제어를 완료하도록 사용된다. 또 다른 실시 예에서, 로봇 및 수동/인간 이송으로의 간격이 적절하다면, 3 개의 핀 구성이 사용될 수 있다. 3 개의 핀 (161) 구성에서, 완전한 운동학적 정렬은 핀들 (161) 자체에 의해 제공될 것이다.
링 지지 지점들을 형성하기 위한 대안적인 방법은 기술된 복수의 지지 핑거 설계 대신 단일 플레이트를 사용하는 것이다. 링 스테이션들의 슬롯 각각은 로봇 링 이송을 위한 간격을 갖는 링 둘레를 랩핑하는 일반적인 "C" 형상으로 절단된 플레이트로 이루어질 수 있다. 핀들은 필요에 따라 플레이트 내로 형성된 포켓 피처들을 사용하여 플레이트에 장착될 수 있다. 현재 실시 예는 상이한 핑거 서브-어셈블리들 상의 링/슬롯을 위한 핀 피처들을 갖는다. 사전-정렬 각도가 슬롯 각각에 대해 독립적으로 조정되어야 한다면, 단일 플레이트 상에 2 개 또는 3 개의 핀들을 장착하는 것은 이러한 독립적인 조정을 용이하게 할 것이다. 플레이트 각각은 독립적으로 조정 가능할 것이고 공통 회전 베이스플레이트는 제거될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 일 구현 예에서, VTM의 제 1 실시 예를 채용하는 기판 프로세싱 시스템을 통해 에지 링에 대한 인덱스 핀들에 대한 홈들의 정렬을 조정하기 위해 회전 플레이트가 회전되어야 할 수도 있는 정도를 예시한다. 오프셋의 양에 기초하여, 회전 플레이트는 +θ° 또는 -θ° 이동되어야 할 수도 있다. 예를 들어, 도 6a에 도시된 바와 같이, 회전 플레이트는 +θ°로 이동되어야 할 수도 있다. 일부 구현 예들에서, θ°의 값은 약 1° 내지 약 5°일 수도 있다. 대안적인 구현 예들에서, 회전 플레이트는 약 2°만큼 회전 조정될 수도 있다. 대안적으로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 홈들은 인덱스 핀들로 하여금 홈 (210) 에 규정된 핀 콘택트 위치 (212) 대신 홈의 경사진 측벽에 콘택트하게 하는 양만큼 (즉, 캡처 범위 내에서) 인덱스 핀들로부터 오프셋될 수도 있다. 이러한 경우들에서, 에지 링이 유사한 방식으로 프로세스 모듈 내 리프트 핀들과 정렬될 수도 있기 때문에 회전 플레이트는 더 조정될 필요가 없다. 도 6c는 회전 플레이트가 인덱스 핀들과 정렬하기 위해 -θ° (즉, 도 6a에 도시된 방향과 반대 방향으로) 이동되어야 할 수도 있는 예를 예시한다. 도 6a에 대해 언급된 바와 같이, θ°의 값은 일부 구현 예들에서, 약 1° 내지 약 5°일 수도 있다. 회전 플레이트는 베이스플레이트의 상부 표면 상에 분포된 복수의 휴지 지점들 (rest points) 상에 수용된다. 일 구현 예에서, 3 개의 휴지 지점들의 세트는 회전 플레이트를 수용하도록 베이스플레이트 상에 규정되고 운동학적 지지부를 제공하고 회전 플레이트로 하여금 중심 피봇 지점을 중심으로 회전하게 하도록 분포된다.
도 6d 내지 도 6f는 대안적인 구현 예에서 링 저장 스테이션의 핑거 지지 구조체의 지지 핑거들 상의 인덱스 핀들을 프로세스 모듈로부터 회수된 에지 링의 홈들과 적절히 정렬하기 위해 회전 플레이트 (1134b) 에 대해 이루어질 수 있는 유사한 조정들을 예시한다. 이 대안적인 구현 예에서 사용된 VTM의 패싯들의 수는 도 6a 내지 도 6c에서 사용된 VTM의 패싯들의 수와 상이하다. 따라서, 도 6d에 도시된 바와 같이, 회전 플레이트는 약 θ°만큼 양의 방향 (즉, 반시계 방향) 으로 조정될 수도 있고, 여기서 θ°는 약 1° 내지 약 5°일 수도 있고, 또는 도 6e에 도시된 바와 같이 조정이 이루어질 필요가 없고, 또는 도 6f에 도시된 바와 같이, 약 θ°만큼 음의 방향 (예를 들어, 시계 방향) 으로 조정된다. 회전 플레이트에 대해 이루어져야 하는 조정은 로봇들이 에지 링을 프로세스 모듈로부터 링 저장 스테이션으로 신뢰할 수 있게 이동시키기 때문에 최소일 수도 있다는 것을 주의해야 한다.
일단 회전 플레이트에 대한 조정들이 규정되면, 조정들은 링 저장 스테이션 내로 에지 링들의 로딩 동안 유지된다. 앞서 언급된 바와 같이, 에지 링들은 링 저장 스테이션 내로 수동으로 로딩될 수도 있고, 이러한 수동 로딩은 홈들을 인덱스 핀들에 정렬함으로써 이루어진다. 초기 로딩 동안 에지 링들의 이러한 사전-정렬은 에지 링을 프로세스 모듈 내에 정확하게 배치하는 것을 돕는다. 에지 링의 사전-정렬은 프로세스 모듈로의 전달을 위해 에지 링을 VTM (104) 내로 이동시키도록 사용되는 특정한 측면 에어 록을 고려함으로써 이루어진다는 것을 주의해야 한다. 에지 링의 사전-정렬은 또한 사용되는 에어 록의 타입을 고려할 수도 있다는 것을 주의해야 한다. 사용될 수 있는 일부 타입들의 에어 록은 나란히 있는 에어 록들, 스택된 에어 록들, 또는 EFEM을 VTM으로 또는 역으로 통과할 때 링의 회전 정렬에 영향을 주는 다른 에어 록 타입을 포함한다. 기판 프로세싱 시스템에서 사용된 특정한 타입 및 측면 에어 록은 에지 링이 프로세스 모듈로 전달되는 각도가 일관된 것을 보장하도록 에지 링을 사전-정렬할 때 고려된다.
도 5d는 에지 링의 홈 1 내지 홈 3이 리프트 핀 메커니즘의 리프트 핀 1 내지 리프트 핀 3과 정렬되도록 VTM의 로봇의 엔드-이펙터가 프로세스 모듈 내로 에지 링을 배치하도록 사용되는 일 구현 예를 예시한다.
본 명세서에 기술된 다양한 실시 예들은 에지 링과 같은 소모성 부품을 또한 프로세스 모듈 내외로 이송하기 위해 기판을 이송하도록 사용된 ATM (102) 및 VTM (104) 의 로봇들을 사용함으로써 소모성 부품들이 신속하고 효율적인 방식으로 교체되게 한다. 다양한 실시 예들에 기술된 링 저장 스테이션 설계는 기판 프로세싱 시스템의 동적 정렬기를 바이패스하고 대신 에지 링이 프로세스 모듈로 전달될 때 콘택트는 에지 링의 v-형상 홈들과 프로세스 모듈에 사용된 리프트 핀의 상단부 사이에서 발생하도록 에지 링의 회전 정렬을 수행하도록 링 저장 스테이션의 컴포넌트들을 사용할 수 있게 한다. 링 저장 스테이션에서 이루어진 사전-정렬은 리프트 핀들이 에지 링과 인게이지하거나 v-홈들의 치수들에 의해 규정된 캡처 범위 내에 있도록 에지 링과 인게이지할 때 리프트 핀들이 v-홈들의 측벽들과 콘택트할 수 있고 v-홈들의 핀 콘택트 위치 내로 슬라이딩할 수 있도록, EFEM 및 VTM의 로봇들로 하여금 에지 링을 충분한 정확도로 전달하게 한다. 리프트 핀들이 엔드-이펙터로부터 에지 링을 리프팅할 때, 임의의 X, Y 좌표 위치 및/또는 회전 정렬에 대한 사소한 조정이 리프트 핀에 의해 수정된다. 에지 링이 수용되는 정전 척 또는 페데스탈을 중심으로 에지 링의 최종 정렬은 리프트 핀들에 의해 제어된다.
다양한 구현 예들/실시 예들에서 논의된 링 저장 스테이션은 FOUP (front open unified pod) 와 같은 기판 저장 스테이션과 구조가 유사하지만, 특히 교체가 필요한 프로세스 모듈에 사용된 에지 링들 및/또는 다른 소모성 부품들을 위해 설계된다. 프로세스 모듈로의 전달을 위한 에지 링의 회전 정렬은 링 저장 스테이션의 기준 (예를 들어, 인덱스 핀들) 에 링 각도를 사전-정렬함으로써 제어되고, 인덱스 핀들은 v-홈에 정렬되도록 사용된다. 에지 링을 사전-정렬하는 것에 더하여, 에지 링이 기판 프로세싱 시스템을 통과하는 경로는 각도 변화들을 제한하도록 일 측면 (예를 들어, 도 5a, 도 5b에 예시된 실시 예들에서 우측 에어 록) 으로 제한된다. 각도 변화들은 좌측 에어 록에 대해 우측 에어 록이 배치되는 각도로 인해, 에지 링이 상이한 에어 록들 (즉, 우측 에어 록 대 좌측 에어 록) 을 통과하게 할 때 발생할 수 있다. 전달 각도의 변동을 방지하고 에지 링 각도를 일관되게 유지하기 위해, 에지 링의 경로는 일 측면 상의 에어 록으로 제한된다. 에지 링을 이동시키기 위해 사용할 측면 에어 록을 결정하는 것은 어느 측면이 회전 각도 이점을 제공하는 지에 기초할 수도 있다.
링 저장 스테이션에서 이루어진 사전-정렬 조정들은, 몇가지만 열거하면 하드웨어 어셈블리 허용 오차들 (tolerances), 에지 링들의 전달 및 회수 동안 EFEM 및 VTM 로봇들의 반복성, 링 저장 스테이션으로부터의 제거 또는 배치 동안 좌표들의 캘리브레이션, 에지 링을 중심에 위치시키기 위한 동적 정렬 보정들, 레벨링 및 다른 요인들, 링 각도 사전-정렬 허용 오차로 인한 핸드-오프 동안 발생하는 사소한 시프팅과 같은 시스템 허용 오차를 고려한다. 링 저장 스테이션과 프로세스 모듈 사이의 에지 링 회전에 영향을 주는 허용 오차들은 프로세스 모듈로부터 에지 링을 회수하고 링 저장 스테이션으로 전달하는 복수의 테스트 실행들을 실행함으로써 결정된다. 테스트 실행들로부터의 결과들에 기초하여, 허용 오차들은 링 저장 스테이션의 인덱스 핀들을 캘리브레이팅함으로써 해결된다. 인덱스 핀들의 캘리브레이션은 회전 플레이트에 부착된 핑거 지지 구조체들이 수평 축을 중심으로 회전하고 회전 플레이트가 약 +/- 1°과 약 +/- 5° 사이에서 피봇되도록 중심 피봇 핀을 중심으로 회전 플레이트를 회전시킴으로써 이루어진다. 일부 구현 예에서, 초기 테스트 실행은 에지 링의 초기 정렬 각도를 식별하도록 사용될 수도 있고, 부가적인 테스트 실행들은 평균 오프셋 각도가 결정될 수 있고 초기 정렬 각도를 미세-튜닝하기 위해 사용될 수 있도록 각도 허용 오차들 (즉, 동일한 프로세스 모듈로부터의 테스트 실행 후의 변동들 또는 프로세스 모듈 대 프로세스 모듈 간의 변동들) 을 식별하도록 사용될 수도 있다.
일부 구현 예들에서, 에지 링을 저장하기 위해 사용된 링 저장 스테이션의 슬롯 각각은 개별적으로 캘리브레이팅될 수 있고 슬롯의 에지 링은 특정한 프로세스 모듈에 할당하기 위해 사용될 수도 있다. 대안적인 구현 예들에서, 인덱스 핀들의 캘리브레이션은 모든 슬롯들에 공통이고, 임의의 슬롯으로부터의 에지 링은 기판 프로세싱 시스템 내의 임의의 프로세스 모듈로 전달될 수 있다.
링 저장 스테이션의 일 측면 상에 규정된 서비스 윈도우는 에지 링들을 로딩 및 언로딩하는데 사용된다. 서비스 윈도우를 위해 규정된 셔터 또는 도어는 링 저장 스테이션에 대한 액세스를 제공한다. 링 저장 스테이션과 EFEM 사이에 규정된 셔터 또는 도어는 링 저장 스테이션이 기판 프로세스 시스템의 나머지로부터 격리되게 한다. 이들 셔터들의 동작은 에지 링들의 링 저장 스테이션 내로의 로딩 및 기판 프로세싱 시스템의 기판들의 프로세싱이 계속되게 하도록 조정된 방식으로 이루어진다.
에지 링들이 링 저장 스테이션에 수동으로 로딩되는 경우, 인덱스 핀들에 대한 에지 링의 정렬의 모든 에러는 맵핑 센서를 사용하여 검출될 수 있다. 예를 들어, 링 저장 스테이션 내 에지 링들의 존재 또는 부재를 검출하도록 사용된 EFEM (102) 의 로봇 (103) 의 엔드-이펙터 상에 배치된 맵핑 센서는 또한 로딩 동안 에지 링이 인덱스 핀과 정렬되지 않을 때 발생할 수 있는 링 틸팅을 검출하도록 사용될 수 있다. 동일한 맵핑 센서가 또한 프로세스 모듈로부터 전달된 에지 링의 모든 오정렬을 검출하도록 사용될 수 있다. 일부 구현 예에서, 링의 틸팅이 위 또는 아래의 슬롯 또는 구획의 에지 링들에 대해 요구된 이송 간격을 침범하지 않는다면, 프로세스 모듈로부터 리턴된 사용된 에지 링의 틸팅은 컴퓨터의 소프트웨어를 통해 경고를 트리거하도록 사용될 수도 있다. 트리거 경고는 치명적이지 않은 에러로서 식별될 수도 있고, 시스템으로 하여금 일부 구현 예에서 기판 프로세싱을 계속하게 한다. 일부 구현 예에서, 맵핑 센서는 특정한 슬롯에서 에지 링의 존재 또는 부재 및 슬롯의 에지 링이 특정한 슬롯/구획에서 정확하게 위치되는 지 또는 오정렬되는 지 여부를 검출하기 위해 레이저 기술을 사용할 수도 있다. 일 구성에서, EFEM 로봇 맵핑 센서는 링이 슬롯 또는 버퍼 슬롯 내에서, 예를 들어, 수평으로 정확하게 위치되지 않을 때를 검출하도록 사용될 수도 있다. 예로서, 이 에러 검출 능력은 안티워크 홈으로 핀 인게이지먼트와 맵핑 센서의 높이 측정 능력의 조합이다.
일부 구현 예들에서, EFEM 및 VTM의 로봇들에 의해 사용된 엔드 이펙터 메커니즘은 기판뿐만 아니라 에지 링도 지지할 수 있도록 설계된다. 일부 구현 예들에서, EFEM의 로봇의 엔드 이펙터는 캐리어 플레이트 및 캐리어 플레이트 상에 수용되는 에지 링을 지지하도록 구성되는 한편, VTM 로봇의 엔드 이펙터는 기판 및 소모성 부품, 예컨대 에지 링 모두를 수용하도록 연장된다. 에어 록 내의 핑거 어셈블리들은 기판뿐만 아니라 소모성 부품을 지지하도록 설계된다. 일부 구현 예들에서, VTM 로봇의 엔드 이펙터 메커니즘 및 에어 록들의 핑거 어셈블리는 교차 오염을 방지하기 위해, 기판들 및 에지 링들에 대해 상호 배타적인 콘택트 지점들을 제공하기 위한 복수의 콘택트 패드들을 포함한다. 기판들 및 에지 링을 위한 콘택트 패드들 (소모성 콘택트 패드들, 기판 콘택트 패드들) 은 예상된 기판 또는 소모성 부품 위치 에러 내에서 배타적인 분리를 달성하기 위해 상이한 높이들 또는 방사상 거리들에서 콘택트 지점들을 제공하도록 설계될 수도 있다. 페이로드의 증가를 수용하고 편향을 감소시키기 위해, EFEM의 로봇의 엔드 이펙터 메커니즘은 편향 또는 두께의 증가를 제한하도록 세라믹과 같은 보다 높은 강성 재료들로 이루어질 수도 있지만, 재-설계된 엔드 이펙터 메커니즘을 사용하여 로봇 상의 총 페이로드를 감소시킨다.
대안적인 실시 예에서, 본 명세서에 기술된 링 회전 정렬 피처들은 웨이퍼 FOUP-유사 이동식 박스 또는 "FORP (Front Opening Ring Pod)" 내로 통합될 수 있다. FORP는 표준 FOUP들에서 행해지는 바와 같이, 웨이퍼들 대신 에지 링들을 홀딩하도록 수정된다. 따라서, 회전 정렬 피처들 중 하나 이상을 FORP들 내로 통합하는 것은 목표된 정렬을 사용하여, FORP들로부터 툴 내로 그리고 역으로 에지 링들 (즉, 소모성 부품들) 의 효율적인 로딩 및 언로딩을 보조할 수 있다. 일부 경우들에서, FORP가 툴 내로 로딩되는 위치 (즉, 로딩 위치) 에 따라, 정렬 각도는 로봇이 FORP에 액세스할 각도를 설명하도록 수정되어야 할 수도 있다. 일 실시 예에서, FORP는 표준 또는 수정된 로드 포트들을 통해 툴과 인터페이싱될 수 있다. 로드 포트들은 EFEM과 인터페이싱할 수 있다. 일부 경우들에서, FORP들은 직접적으로 또는 인터페이스를 통해 프로세스 툴 자체와 인터페이싱될 수도 있다.
본 명세서에 기술된 다양한 실시 예들은 진공 시일을 파괴하지 않고 기판 프로세싱 시스템 내에서 소모성 부품을 교체하는 효율적이고 비용 효과적인 방식을 제공하여, 기판 프로세싱 시스템으로 하여금 보다 짧은 다운 타임 (downtime) 을 갖게 한다. 기판 프로세싱 시스템의 감소된 다운 타임은 개선된 웨이퍼 쓰루풋을 발생시킬 것이다.
도 7은 상기 기술된 기판 프로세싱 시스템을 제어하기 위한 제어 모듈 (또한 "제어기"로 지칭됨) (220) 을 도시한다. 일 실시 예에서, 제어기 (220) 는 프로세서, 메모리 및 하나 이상의 인터페이스들과 같은 일부 예시적인 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 제어기 (220) 는 센싱된 값들에 부분적으로 기초하여 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 디바이스들을 제어하도록 채용될 수도 있다. 단지 예를 들면, 제어기 (220) 는 센싱된 값들 및 다른 제어 파라미터들에 기초하여 밸브들 (602) (도 5a, 도 5b, 도 5c의 격리 밸브들 (216, 216') 을 포함함), 필터 히터들 (604), 펌프들 (606) (펌프 (233) 를 포함함), 및 기타 디바이스들 (608) 중 하나 이상을 제어할 수도 있다. 제어기 (220) 는 단지 예를 들면, 압력 마노미터들 (610), 플로우 미터들 (612), 온도 센서들 (614), 및/또는 기타 센서들 (616) 로부터 센싱된 값들을 수신한다. 제어기 (220) 는 또한 전구체 전달 및 막의 증착 동안 프로세스 조건들을 제어하도록 채용될 수도 있다. 제어기 (220) 는 통상적으로 하나 이상의 메모리 디바이스들 및 하나 이상의 프로세서들을 포함할 것이다.
제어기 (220) 는 전구체 전달 시스템 및 증착 장치의 액티비티들을 제어할 수도 있다. 제어기 (220) 는 프로세스 타이밍, 전달 시스템 온도, 필터들에 걸친 압력 차들, 밸브 위치들, 로봇들 및 엔드 이펙터들, 가스들의 혼합, 챔버 압력, 챔버 온도, 웨이퍼 온도, RF 전력 레벨들, 웨이퍼 척 또는 페데스탈 위치, 및 특정한 프로세스의 다른 파라미터들을 제어하기 위한 인스트럭션들의 세트들을 포함하는 컴퓨터 프로그램들을 실행한다. 제어기 (220) 는 또한 압력 차를 모니터링할 수도 있고, 하나 이상의 경로들로부터 하나 이상의 다른 경로들로 증기 전구체 전달을 자동으로 스위칭할 수도 있다. 일부 실시 예들에서 제어기 (220) 와 연관된 메모리 디바이스들 상에 저장된 다른 컴퓨터 프로그램들이 채용될 수도 있다.
통상적으로 제어기 (220) 와 연관된 사용자 인터페이스가 있을 것이다. 사용자 인터페이스는 디스플레이 (618) (예를 들어, 장치 및/또는 프로세스 조건들의 디스플레이 스크린 및/또는 그래픽 소프트웨어 디스플레이들), 및 포인팅 디바이스들, 키보드들, 터치 스크린들, 마이크로폰들, 등과 같은 사용자 입력 디바이스들 (620) 을 포함할 수도 있다.
프로세스 시퀀스에서 전구체의 전달, 증착 및 다른 프로세스들을 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램들은 임의의 종래의 컴퓨터 판독 가능 프로그래밍 언어: 예를 들어, 어셈블리 언어, C, C++, Pascal, Fortran 또는 다른 것들로 작성될 수 있다. 컴파일링된 객체 코드 또는 스크립트가 프로그램에서 식별된 태스크들을 수행하도록 프로세서에 의해 실행된다.
제어 모듈 (즉, 제어기) 파라미터들은 예를 들어, 필터 압력 차들, 프로세스 가스 조성 및 플로우 레이트들, 온도, 압력, RF 전력 레벨들 및 저 주파수 RF 주파수와 같은 플라즈마 조건들, 냉각 가스 압력, 및 챔버 벽 온도와 같은 프로세스 조건들에 관련된다.
시스템 소프트웨어는 많은 상이한 방식들로 설계되거나 구성될 수도 있다. 예를 들어, 다양한 챔버 컴포넌트 서브루틴들 또는 제어 객체들이 본 발명의 증착 프로세스들을 수행하기 위해 필요한 챔버 또는 프로세스 모듈 컴포넌트들의 동작을 제어하도록 작성될 수도 있다. 이 목적을 위한 프로그램들 또는 프로그램들의 섹션들의 예들은 기판 포지셔닝 코드, 프로세스 가스 제어 코드, 압력 제어 코드, 히터 제어 코드, 플라즈마 제어 코드, 리프트 메커니즘 제어 코드, 로봇 포지셔닝 코드, 엔드 이펙터 포지셔닝 코드 및 밸브 포지셔닝 코드를 포함한다.
기판 포지셔닝 프로그램은 기판을 페데스탈 또는 척 상으로 로딩하도록 그리고 기판과 가스 유입구 및/또는 타깃과 같은 챔버의 다른 부분들 사이의 간격을 제어하도록 사용되는 챔버 컴포넌트들을 제어하기 위한 프로그램 코드를 포함할 수도 있다. 프로세스 가스 제어 프로그램이 가스 조성 및 플로우 레이트들을 제어하기 위한 코드 및 선택 가능하게 챔버 내 압력을 안정화시키기 위해 증착 전에 챔버 내로 가스를 흘리기 위한 코드를 포함할 수도 있다. 필터 모니터링 프로그램이 측정된 차(들)를 미리 결정된 값(들)과 비교하는 코드 및/또는 경로들을 스위칭하기 위한 코드를 포함한다. 압력 제어 프로그램이 예를 들어, 챔버의 배기 시스템 내의 쓰로틀 밸브 (throttle valve) 를 조절함으로써 챔버 내의 압력을 제어하기 위한 코드를 포함할 수도 있다. 히터 제어 프로그램이 전구체 전달 시스템, 기판 및/또는 시스템의 다른 부분들 내의 컴포넌트들을 가열하기 위해 가열 유닛들로의 전류를 제어하기 위한 코드를 포함할 수도 있다. 대안적으로, 히터 제어 프로그램은 웨이퍼 척으로 헬륨과 같은 열 전달 가스의 전달을 제어할 수도 있다. 밸브 포지셔닝 제어 코드는 예를 들어 프로세스 모듈 또는 클러스터 툴에 대한 액세스를 제공하는 격리 밸브들을 제어함으로써 프로세스 모듈 또는 기판 프로세싱 시스템에 대한 액세스를 제어하기 위한 코드를 포함할 수도 있다. 리프트 메커니즘 제어 코드는 예를 들어, 액추에이터들로 하여금 리프트 핀들을 이동시키도록 액추에이터 드라이브를 활성화시키기 위한 코드를 포함할 수도 있다. 로봇 포지셔닝 코드는 예를 들어, 측방향 축, 수직 축 또는 방사상 축을 따라 이동하도록 로봇의 조작을 포함하여 로봇(들)의 위치를 조작하기 위한 코드를 포함할 수도 있다. 엔드 이펙터 포지셔닝 코드는 예를 들어, 측방향, 수직 또는 방사상 축을 따라 연장, 수축 (contract) 또는 이동하도록 로봇의 조작을 포함하여 엔드 이펙터의 위치를 조작하기 위한 코드를 포함할 수도 있다.
증착 동안 모니터링될 수도 있는 센서들의 예들은 이로 제한되는 것은 아니지만, 질량 유량 제어 모듈들, 압력 마노미터들 (610) 과 같은 압력 센서들, 및 전달 시스템 내에 위치된 열전대들 (thermocouple), 페데스탈 또는 척 (예를 들어, 온도 센서들 (614)) 을 포함한다. 적절하게 프로그래밍된 피드백 및 제어 알고리즘들은 목표된 프로세스 조건들을 유지하기 위해 이들 센서들로부터의 데이터와 함께 사용될 수도 있다. 전술한 바는 단일 또는 멀티-챔버 반도체 프로세싱 툴에서 본 발명의 실시 예들의 구현 예를 기술한다.
일 구현 예에서, 기판 프로세싱 시스템으로 소모성 부품을 전달하기 위한 링 저장 스테이션이 개시된다. 링 저장 스테이션은 링 저장 스테이션의 베이스에 규정된 베이스플레이트 구조체를 포함한다. 엔드-이펙터 액세스 개구부는 베이스플레이트 구조체의 전면을 따라 규정된다. 제 1 측벽은 베이스플레이트 구조체의 제 1 측방향 측면을 따라 배치된다. 후면 측벽은 베이스플레이트 구조체의 후면을 따라 배치된다. 서비스 윈도우 개구부는 베이스플레이트 구조체의 제 2 측방향 측면 상에 규정된다. 복수의 핑거 지지 구조체들이 베이스플레이트 구조체 상에 장착된다. 핑거 지지 구조체 각각은 지지 컬럼 및 지지 컬럼 상에 규정된 지지 핑거들을 포함하고, 지지 핑거들의 제 1 단부는 지지 컬럼에 부착되고 제 2 단부는 링 저장 스테이션의 중심을 향해 연장한다. 복수의 핑거 지지 구조체는 베이스플레이트 구조체의 제 1 측면 상에 배치된 제 1 핑거 지지 구조체를 포함하고, 제 1 핑거 지지 구조체 쌍은 후면을 따라 배치되고, 제 2 핑거 지지 구조체는 제 2 측방향 측면과 전면의 교차점에 배치된다. 제 1 핑거 지지 구조체 및 제 2 핑거 지지 구조체 내의 지지 핑거들은 제 2 단부에 근접하게 규정된 인덱스 핀들을 포함한다. 인덱스 핀들은 링 저장 스테이션 내에 수용된 소모성 부품들과 정렬하도록 사용된다.
일부 구현 예들에서, 베이스플레이트 구조체는 베이스플레이트 구조체의 하단 측면을 규정하는 베이스플레이트 및 베이스플레이트 구조체의 상단 측면을 규정하도록 베이스플레이트의 상단 표면 상에 배치된 회전 플레이트를 포함한다. 중심 피봇 핀은 베이스플레이트의 중심으로부터 회전 플레이트의 중심을 통해 연장하고, 회전 플레이트는 위치 캘리브레이션 동안 수평 축을 따라 중심 피봇 핀을 중심으로 회전하도록 구성된다.
일부 구현 예들에서, 복수의 핑거 지지 구조체들은 회전 플레이트 상에 규정된다.
일부 구현 예들에서, 제 2 핑거 지지 구조체는 조정 가능한 핑거 지지 구조체이다. 로드 경로 조정기들은 조정 가능한 핑거 지지 구조체의 지지 컬럼에 근접한 회전 플레이트 상에 규정되고 조정 가능한 핑거 지지 구조체의 지지 컬럼의 위치를 조정하도록 구성된다.
일부 구현 예들에서, 로드 경로 조정기들은 하나 이상의 개방 채널들을 갖는 조정기 플레이트, 및 소모성 부품으로 하여금 방해받지 않고 링 저장 스테이션 내외로 이동하게 하는 위치에서 하나 이상의 개방 채널들을 사용하여 베이스플레이트에 조정 가능한 핑거 지지 구조체의 지지 컬럼을 고정하기 위한 하나 이상의 조정기 핀들을 포함한다.
또한, 일부 실시 예들에서, 소모성 부품들은 링 저장부와 프로세스 모듈 사이의 소모성 부품들의 이송 동안 위치 검출을 보조하기 위해 재료 내부 또는 재료 내 하나 이상의 레이저 제판 마커들 (laser engraving markers) 을 가질 수도 있다.
본 명세서에 기술된 다양한 실시 예들은 기판 프로세싱 시스템을 대기 조건들로 개방할 필요 없이 신속하고 효율적인 방식으로 소모성 부품들로 하여금 교체되게 한다. 그 결과, 소모성 부품들을 교체하는 시간, 뿐만 아니라 소모성 부품들의 교체 동안 챔버를 오염시킬 모든 위험이 크게 감소되어, 기판 프로세싱 시스템으로 하여금 보다 신속하게 온라인이 되게 한다. 또한, 프로세스 모듈, 소모성 부품 및 프로세스 모듈의 다른 하드웨어 컴포넌트들에 대한 부주의한 손상의 위험이 크게 감소된다.
실시 예들의 전술한 기술은 예시 및 기술의 목적들을 위해 제공되었다. 이는 본 발명을 포괄하거나 제한하도록 의도되지 않는다. 특정한 실시 예의 개별적인 엘리먼트들 또는 피처들은 일반적으로 특정한 실시 예로 제한되지 않고, 구체적으로 도시되거나 기술되지 않더라도, 적용 가능한 경우, 상호 교환 가능하고, 선택된 실시 예에서 사용될 수 있다. 동일하게 또한 많은 방식들로 가변될 수도 있다. 이러한 변형들은 본 발명으로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않고, 모든 이러한 수정들은 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도된다.
전술한 실시 예들이 이해의 명확성의 목적들을 위해 다소 상세히 기술되었지만, 특정한 변화들 및 수정들이 첨부된 청구항들의 범위 내에서 실시될 수도 있다는 것이 자명할 것이다. 따라서, 본 실시 예들은 제한적이지 않고 예시적인 것으로 간주되어야 하고, 실시 예들은 본 명세서에 제공된 상세들로 제한되지 않고, 청구항들의 범위 및 등가물 내에서 수정될 수도 있다.

Claims (29)

  1. 기판 프로세싱 시스템에서 사용된 소모성 부품들을 전달하기 위한 링 저장 스테이션에 있어서,
    하우징을 포함하고,
    상기 하우징은,
    베이스플레이트;
    상기 베이스플레이트 위에 배치된 회전 플레이트 (rotating plate);
    상기 하우징의 제 1 측면에 배치된 엔드-이펙터 액세스 개구부;
    상기 하우징의 제 2 측면 상에 배치된 서비스 윈도우 개구부;
    대응하는 지지 컬럼들 상에 배치된 지지 핑거들을 포함하는 핑거 지지 구조체들의 세트로서, 상기 하우징 내에서 상기 회전하는 플레이트에 연결되는, 상기 핑거 지지 구조체들의 세트를 포함하는, 링 저장 스테이션.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 핑거 지지 구조체들 중 적어도 2 개는 인덱스 핀들을 갖는 핑거 지지부들을 갖고, 상기 인덱스 핀들은 상기 링 저장 스테이션 내에 배치될 때 상기 소모성 부품들을 방사상으로 정렬시키도록 구성되는, 링 저장 스테이션.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 플레이트는 상기 베이스플레이트의 중심 상에 배치되고 상기 회전 플레이트의 중심을 통해 연장하는 중심 피봇 핀 (center pivot pin) 을 중심으로 수평 평면을 따라 회전하도록 구성되는, 링 저장 스테이션.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 서비스 윈도우 개구부를 포함하는 상기 제 2 측면은 상기 엔드-이펙터 액세스 개구부를 포함하는 상기 제 1 측면에 인접하게 배치되는, 링 저장 스테이션.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 핑거 지지 구조체들 중 하나는 조정 가능한 핑거 지지 구조체이고, 상기 조정 가능한 핑거 지지 구조체는 상기 제 1 측면과 상기 제 2 측면의 교차점에서 규정되는, 링 저장 스테이션.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 회전 플레이트는 상부에 규정된 (define) 로드 경로 조정기들 (load path adjusters) 을 포함하고, 상기 로드 경로 조정기들은 상기 조정 가능한 핑거 지지 구조체의 상기 지지 컬럼에 근접하게 규정되고 상기 조정 가능한 핑거 지지 구조체의 상기 지지 컬럼의 위치를 조정하도록 구성되는, 링 저장 스테이션.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 로드 경로 조정기들은 상기 소모성 부품으로 하여금 방해받지 않고 상기 링 저장 스테이션 내외로 이동하게 하는 위치에서 상기 조정 가능한 핑거 지지 구조체의 상기 지지 컬럼을 고정할 때 상기 하나 이상의 개방 채널들을 통해 상기 베이스플레이트에 상기 회전 플레이트를 인게이지하도록 (engage) 하나 이상의 개방 채널들 및 하나 이상의 조정기 핀들을 갖는 조정기 플레이트를 포함하는, 링 저장 스테이션.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 회전 플레이트는 상기 조정 가능한 핑거 지지 구조체의 제 2 단부에 근접하게 규정된 제 1 피봇 지점 및 제 2 피봇 지점을 포함하고, 상기 제 1 피봇 지점 및 상기 제 2 피봇 지점은 제 1 위치 또는 제 2 위치에 상기 조정 가능한 핑거 지지 구조체의 상기 제 2 단부를 고정하도록 사용되고,
    상기 조정 가능한 핑거 지지 구조체를 상기 제 1 위치 또는 상기 제 2 위치에 고정하는 것은 상기 기판 프로세싱 시스템 내의 모듈들의 설계에 기초하는, 링 저장 스테이션.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 서비스 윈도우 개구부를 포함하는 상기 제 2 측면은 상기 엔드-이펙터 액세스 개구부를 포함하는 상기 제 1 측면 반대편에 (opposite) 배치되는, 링 저장 스테이션.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 핑거 지지 구조체들의 세트는,
    제 1 쌍의 제 1 핑거 지지 구조체가 상기 제 1 측면에 근접하게 배치되고 상기 제 1 쌍의 제 2 핑거 지지 구조체가 상기 제 2 측면에 근접하게 배치되도록, 상기 링 저장 스테이션의 제 1 측방향 측면 상에 배치된 상기 제 1 쌍의 핑거 지지 구조체들; 및
    제 2 쌍의 제 3 핑거 지지 구조체가 상기 제 1 측면에 근접하게 배치되고 상기 제 2 쌍의 제 4 핑거 지지 구조체가 상기 제 2 측면에 근접하게 배치되도록, 상기 링 저장 스테이션의 제 2 측방향 측면 상에 배치된 상기 제 2 쌍의 핑거 지지 구조체들을 포함하는, 링 저장 스테이션.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔드-이펙터 액세스 개구부 및 상기 서비스 윈도우 개구부는 상기 링 저장 스테이션 또는 상기 기판 프로세싱 시스템을 격리하도록 (isolate) 조정된 방식으로 동작 가능한 셔터를 포함하는, 링 저장 스테이션.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 플레이트는 상부에 규정된 캐리어 플레이트 하우징을 포함하고, 상기 캐리어 플레이트 하우징은 상기 링 저장 스테이션으로 그리고 상기 링 저장 스테이션으로부터 상기 소모성 부품을 이동시키는데 사용된 캐리어 플레이트를 저장하도록 구성된, 링 저장 스테이션.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 소모성 부품은 상기 기판 프로세싱 시스템 내의 프로세스 모듈에서 사용되는 에지 링인, 링 저장 스테이션.
  14. 기판 프로세싱 시스템으로 소모성 부품을 전달하기 위한 링 저장 스테이션에 있어서,
    베이스플레이트;
    링 저장 스테이션의 제 1 측면 상에 배치된 제 1 개구부;
    상기 링 저장 스테이션의 제 2 측면 상에 배치된 제 2 개구부; 및
    상기 베이스플레이트 상에 규정된 핑거 지지 구조체들의 세트로서, 상기 핑거 지지 구조체들 각각은 지지 컬럼 및 상기 지지 컬럼으로부터 상기 링 저장 스테이션의 중심으로 연장하는 지지 핑거들을 포함하고, 상기 핑거 지지 구조체들 중 적어도 2 개는 인덱스 핀들을 갖는 지지 핑거들을 갖고, 상기 인덱스 핀들은 상기 링 저장 스테이션 내에 배치될 때 소모성 부품들을 방사상으로 정렬시키도록 구성되는, 상기 핑거 지지 구조체들의 세트를 포함하는, 링 저장 스테이션.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 베이스플레이트 상에 규정된 캐리어 플레이트 하우징을 더 포함하고, 상기 캐리어 플레이트 하우징은 상기 링 저장 스테이션으로 그리고 상기 링 저장 스테이션으로부터 상기 소모성 부품을 이동시키는데 사용된 캐리어 플레이트를 하우징하도록 구성되는, 링 저장 스테이션.
  16. 제 14 항에 있어서,
    서비스 윈도우 개구부를 포함하는 상기 제 2 측면은 엔드-이펙터 액세스 개구부를 포함하는 상기 제 1 측면에 인접하게 배치되는, 링 저장 스테이션.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 핑거 지지 구조체들 중 하나는 조정 가능한 핑거 지지 구조체이고, 상기 조정 가능한 핑거 지지 구조체는 상기 제 1 측면과 상기 제 2 측면의 교차점에서 규정되는, 링 저장 스테이션.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 베이스플레이트는 상부에 규정된 로드 경로 조정기들을 포함하고, 상기 로드 경로 조정기들은 상기 조정 가능한 핑거 지지 구조체의 상기 지지 컬럼에 근접하게 규정되고 상기 조정 가능한 핑거 지지 구조체의 상기 지지 컬럼의 위치를 조정하도록 구성되는, 링 저장 스테이션.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 로드 경로 조정기들은 상기 소모성 부품으로 하여금 방해받지 않고 상기 링 저장 스테이션 내외로 이동하게 하는 위치에서 상기 조정 가능한 핑거 지지 구조체의 상기 지지 컬럼을 고정할 때 상기 하나 이상의 개방 채널들을 통해 상기 베이스플레이트에 회전 플레이트를 인게이지하도록 하나 이상의 개방 채널들 및 하나 이상의 조정기 핀들을 갖는 조정기 플레이트를 포함하는, 링 저장 스테이션.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 베이스플레이트는 상기 조정 가능한 핑거 지지 구조체의 제 2 단부에 근접하게 규정된 제 1 피봇 지점 및 제 2 피봇 지점을 포함하고, 상기 제 1 피봇 지점 및 상기 제 2 피봇 지점은 제 1 위치 또는 제 2 위치에 상기 조정 가능한 핑거 지지 구조체의 상기 제 2 단부를 고정하도록 사용되고,
    상기 조정 가능한 핑거 지지 구조체를 상기 제 1 위치 또는 상기 제 2 위치에 고정하는 것은 상기 기판 프로세싱 시스템 내의 모듈들의 설계에 기초하는, 링 저장 스테이션.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 서비스 윈도우 개구부를 포함하는 상기 제 2 측면은 상기 엔드-이펙터 액세스 개구부를 포함하는 상기 제 1 측면 반대편에 배치되는, 링 저장 스테이션.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 핑거 지지 구조체들의 세트는,
    제 1 쌍의 제 1 핑거 지지 구조체가 상기 제 1 측면에 근접하게 배치되고 상기 제 1 쌍의 제 2 핑거 지지 구조체가 상기 제 2 측면에 근접하게 배치되도록, 상기 링 저장 스테이션의 제 1 측방향 측면 상에 배치된 상기 제 1 쌍의 핑거 지지 구조체들; 및
    제 2 쌍의 제 3 핑거 지지 구조체가 상기 제 1 측면에 근접하게 배치되고 상기 제 2 쌍의 제 4 핑거 지지 구조체가 상기 제 2 측면에 근접하게 배치되도록, 상기 링 저장 스테이션의 제 2 측방향 측면 상에 배치된 상기 제 2 쌍의 핑거 지지 구조체들을 포함하는, 링 저장 스테이션.
  23. 제 14 항에 있어서,
    상기 소모성 부품은 상기 소모성 부품의 하단 표면 상에 균일하게 규정된 3 개의 홈들 (grooves) 을 포함하고, 상기 홈들은 상기 핑거 지지 구조체들 중 상기 적어도 2 개의 핑거 지지 구조체들 상에 상기 인덱스 핀들을 정렬하는데 사용되는, 링 저장 스테이션.
  24. 기판 프로세싱 시스템에서 사용된 소모성 부품들을 전달하기 위한 링 저장 스테이션에 있어서,
    하우징을 포함하고,
    상기 하우징은,
    베이스플레이트;
    상기 하우징의 제 1 측면에 배치된 엔드-이펙터 액세스 개구부;
    상기 하우징의 제 2 측면 상에 배치된 서비스 윈도우 개구부;
    대응하는 지지 컬럼들 상에 배치된 지지 핑거들을 포함하는 핑거 지지 구조체들의 세트를 포함하고, 상기 핑거 지지 구조체들의 세트는 상기 하우징 내의 상기 베이스플레이트에 연결되고,
    상기 핑거 지지 구조체들 중 적어도 하나는 조정 가능한 핑거 지지 구조체인, 링 저장 스테이션.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 서비스 윈도우 개구부를 포함하는 상기 제 2 측면은 상기 엔드-이펙터 액세스 개구부를 포함하는 상기 제 1 측면에 인접하게 배치되는, 링 저장 스테이션.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 베이스플레이트는 상부에 규정된 로드 경로 조정기들을 갖고, 상기 로드 경로 조정기들은 상기 조정 가능한 핑거 지지 구조체의 상기 지지 컬럼에 근접하게 규정되고 상기 조정 가능한 핑거 지지 구조체의 상기 지지 컬럼의 위치를 조정하도록 구성되는, 링 저장 스테이션.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 베이스플레이트는 상기 조정 가능한 핑거 지지 구조체의 제 2 단부에 근접하게 규정된 제 1 피봇 지점 및 제 2 피봇 지점을 포함하고, 상기 제 2 단부는 상기 지지 컬럼이 규정되는 단부 반대편이고, 상기 제 1 피봇 지점 및 상기 제 2 피봇 지점은 제 1 위치 또는 제 2 위치에 상기 조정 가능한 핑거 지지 구조체의 상기 제 2 단부를 고정하도록 사용되고,
    상기 조정 가능한 핑거 지지 구조체를 상기 제 1 위치 또는 상기 제 2 위치에 고정하는 것은 상기 기판 프로세싱 시스템 내의 모듈들의 설계에 기초하는, 링 저장 스테이션.
  28. 제 24 항에 있어서,
    적어도 상기 핑거 지지 구조체들의 세트는 인덱스 핀들을 갖는 핑거 지지부들을 갖고, 상기 인덱스 핀들은 상기 링 저장 스테이션 내에 배치될 때 상기 소모성 부품들을 방사상으로 정렬시키도록 구성되는, 링 저장 스테이션.
  29. 제 24 항에 있어서,
    상기 링 저장 스테이션은 EFEM (equipment front end module) 과 인터페이싱되고, 그리고 상기 EFEM은 맵핑 센서를 갖는 로봇 엔드 이펙터를 갖고, 상기 맵핑 센서는 기판이 상기 핑거 지지 구조체들의 세트와 연관된 슬롯에 정확하게 배치되지 않을 때를 검출하도록 사용되는, 링 저장 스테이션.
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