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JP7231721B2 - 搬送システム - Google Patents

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Description

［０００１］本出願は、一般に、装置、より具体的には、搬送システムに関する。
［０００２］半導体デバイスの製造は、通常、シリコン基板、ガラス板などの基板またはウェハに関して一連の手順を実行することを含む。これらのステップは、研磨、堆積、エッチング、フォトリソグラフィ、熱処理などを含み得る。通常、いくつかの異なる処理ステップは、複数の処理チャンバを含む単一の処理システムまたはツールで実行され得る。しかしながら、他のプロセスは製造施設内の他の処理位置で実行されるのが一般的であり、したがって、基板が製造施設内で、ある処理位置から別の処理位置に搬送される必要がある。製造される半導体デバイスのタイプに応じて、比較的多数の処理ステップが、製造施設内の多くの異なる処理位置で実行され得る。
［０００３］密封されたポッド、カセット、容器などの基板キャリア内で、基板をある処理位置から別の処理位置に搬送するのが一般的である。また、基板キャリアを製造施設内のある場所から別の場所に移動したり、基板キャリアを基板キャリア搬送デバイスからまたは基板キャリア搬送デバイスに移送したりするために、無人搬送車、高架搬送システム、基板キャリアハンドリングロボットなどの自動基板キャリア搬送デバイスを含むことも一般的である。
［０００４］基板のそのような搬送は、通常、基板を室内空気に、または少なくとも非真空条件に曝すことを伴う。どちらも、基板を望ましくない環境（例えば、酸化種）および／または汚染物質に曝す可能性がある。
［０００５］したがって、必要なのは、処理ツール間で基板を移送するための改善された移送システムである。
［０００６］本明細書に開示される実施形態は、搬送システムならびに基板処理および搬送（ＳＰＴ）システムを含む。搬送およびＳＰＴシステムは、真空トンネル、キャリッジ、および望ましくない環境から基板を保護するのに役立つ他の特徴を含む。
［０００７］一実施形態では、第１の処理ツールおよび第２の処理ツールと接合するように構成された真空トンネルを含む搬送システムが提供される。真空トンネルは、拡張領域、基板搬送キャリッジ、および拡張領域に配置された回転ステージを含む。回転ステージは、基板搬送キャリッジを約０度から約１８０度の間で回転させるように構成される。基板搬送キャリッジは、キャリッジ本体と、キャリッジ本体に結合されたエンドエフェクタとを含む。エンドエフェクタは、真空トンネル内での搬送中に基板を支持するように構成されている。エンドエフェクタは、キャリッジ本体が真空トンネル内に残っている間に基板を取り出すまたは配置するために第１または第２の処理ツール内に延びるように、構成される。
［０００８］別の実施形態では、第１の処理ツールおよび第２の処理ツールであって、各処理ツールが、１つ以上の処理チャンバに結合するように構成された移送チャンバ、機器フロントエンドモジュールから基板を受け取るように構成された第１のアクセス開口部を有するロードロックチャンバ、第１の処理ツールの移送チャンバとの間で基板を移送するように構成された第２のアクセス開口部、および第３のアクセス開口部を含む、第１の処理ツールおよび第２の処理ツール、ならびに第１の処理ツールの第３のアクセス開口部と第２の処理ツールの第３のアクセス開口部との間に結合された真空トンネル、を含む基板処理および搬送（ＳＰＴ）システムが提供される。真空トンネルは、基板搬送キャリッジを含む。基板支持キャリッジは、キャリッジ本体と、キャリッジ本体に結合されたエンドエフェクタとを含む。エンドエフェクタは、真空トンネル内での搬送中に基板を支持し、第１および第２の処理ツールのそれぞれの第３のアクセス開口部を使用して第１および第２の処理ツールのロードロックチャンバ内に延びるように構成される。
［０００９］さらに別の実施形態では、第１の処理ツールと第２の処理ツールとの間に延びるように構成された真空トンネルであって、基板搬送キャリッジを含む真空トンネル、第１の処理ツールと真空トンネルとの間での基板搬送キャリッジの搬送を可能にするように、第１の処理ツールの近くに配置された第１のエレベータユニット、第１の処理ツールと真空トンネルとの間での基板搬送キャリッジの搬送を可能にするように、第２の処理ツールの近くに配置された第２のエレベータユニット、および第１または第２のエレベータユニット内の基板搬送キャリッジシステムが電力の喪失中に落下するのを防止するように構成された緊急ブレーキシステム、を含む搬送システムが提供される。真空トンネルは、第１および第２の処理ツールより上に配置される。
［００１０］本開示の上記の特徴が詳細に理解されるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明が、実施形態を参照することによって得られ、そのいくつかは、添付の図面に示されている。しかしながら、添付の図面は、本開示の例示的な実施形態のみを示し、したがって、その範囲を限定すると見なされるべきではないことに留意されたい。何故なら、本開示は、他の同等に有効な実施形態に適用され得るからである。
一実施形態による、搬送システムの上部概略図を示している。 一実施形態による、基板処理および搬送（ＳＰＴ）システムの上部概略図を示している。 一実施形態による、ロードロックチャンバを示している。 一実施形態による、搬送システムの正面概略図を示している。 一実施形態による、搬送システムの側面概略図を示している。 一実施形態による、搬送システムの正面概略図を示している。 一実施形態による、搬送システムの側面概略図を示している。 一実施形態による、磁気浮上システムの側面図を示している。 一実施形態による、エレベータユニットの側面図を示している。 一実施形態による、エレベータユニットの上面図を示している。 一実施形態による、タブの拡大図を示している。 一実施形態による、タブの拡大図を示している。 一実施形態による、ＳＰＴシステムの上部概略図を示している。 一実施形態による、ＳＰＴシステムの上部概略図を示している。 一実施形態による、ＳＰＴシステムの上部概略図を示している。 一実施形態による、ＳＰＴシステムの上部概略図を示している。 一実施形態による、ＳＰＴシステムの上部概略図を示している。
［００２７］理解を容易にするために、可能な場合は、図に共通する同一の要素を示すために、同一の参照番号が使用されている。ある実施形態の要素および特徴は、さらに詳説することなく、他の実施形態に有益に組み込まれ得ることが企図されている。
［００２８］本明細書に記載の実施形態によれば、１つ以上の処理ツールが、１つ以上の真空トンネルを介して結合される。そのようなシステムは、基板を真空下で複数の処理ツールの様々なチャンバ位置に搬送することを可能にし、利用可能な高真空またはクリーンなチャンバ位置（例えば、ファセット）の数を効果的に増加させる。通常であれば、このような処理ツールは、互いに独立して動作する別個のスタンドアロン処理ツールとして使用される。
［００２９］いくつかの実施形態では、基板は、真空トンネルを使用して、第１の処理ツールのロードロックチャンバと第２の処理ツールのロードロックチャンバとの間で移送される。例えば、基板の移送は、処理ツールと同じ高さレベルで、または異なる高さ（例えば、処理ツールより上）で実行される。いくつかの実施形態では、真空トンネルは、基板が処理ツール間で移送されるときに、基板に計測および／または検査を実行することを可能にする。１つ以上の実施形態では、磁気浮上（マグレブ）を使用して、処理ツール間で基板を真空トンネル内で搬送する。
［００３０］本明細書で使用される場合、「約」という用語は、表示値からの＋／－１０％の変動を指す。そのような変動は、本明細書で提供される任意の値に含まれ得ることが理解されるべきである。
［００３１］図１Ａ～図１Ｅは、一実施形態による、搬送システム１００の上部概略図を示す。搬送システム１００は、複数の処理ツール間で基板を搬送するように構成される。示されているように、搬送システム１００は、真空トンネル１０２を含む。真空トンネル１０２は、第１の処理ツール１０４ａと第２の処理ツール１０４ｂとの間に延びるように構成される。処理ツール１０４ａ、１０４ｂは、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から入手可能なＥｎｄｕｒａ２メインフレーム、同じくアプライドマテリアルズ社から入手可能なＣｅｎｔｕｒａＡＣＰメインフレームなどの任意の適切な処理ツールであり得る。他の処理ツールおよび／またはメインフレームが使用されてもよい。
［００３２］処理ツール１０４ａ、１０４ｂは、移送チャンバに結合された処理チャンバ、機器フロントエンドモジュール、ロードロックチャンバ、前処理チャンバなどを含むことができる（以下でさらに説明される）。例示的な処理チャンバは、堆積チャンバ（例えば、物理気相堆積、化学気相堆積、プラズマ化学気相堆積など）、エッチングチャンバ、脱気チャンバ、および／または他の任意のタイプの処理チャンバを含む。任意の数の処理チャンバが、同じまたは異なるプロセスを実行できる。
［００３３］一般に、真空トンネル１０２は、機器フロントエンドモジュール、ロードロックチャンバ、移送チャンバ、処理チャンバ、または処理ツールの他の場所に結合することができる。真空トンネル１０２の真空レベルの例は、約１０－１０トルから約７６０トルの範囲であるが、他の真空レベルを使用することもできる。
［００３４］示されているように、真空トンネル１０２は、キャリッジ本体１０８およびキャリッジ本体１０８に結合されたエンドエフェクタ１１０を有する基板搬送キャリッジ１０６を含む。エンドエフェクタ１１０は、真空トンネル１０２内での搬送中に基板１１２を支持するように構成されている。エンドエフェクタ１１０は、キャリッジ本体１０８が完全にまたは部分的に真空トンネル１０２内に残っている間に、基板を第１または第２の処理ツール１０４ａ、１０４ｂ内に延ばして基板１１２を取り出すまたは配置するように、構成される。例えば、エンドエフェクタ１１０は、基板搬送キャリッジ１０６の残りの部分が真空トンネル１０２内に残っている間に基板を受け取るまたは配置するためにロードロックチャンバ、処理チャンバ、移送チャンバ、または処理ツール１０４ａ、１０４ｂ内の他の場所に延びるのに十分な長さである。いくつかの実施形態では、基板搬送キャリッジ１０６は、処理ツール１０４ａまたは１０４ｂへの基板の移送またはそこからの取り出しを容易にするために、（例えば、ｚ軸モーター、磁気浮上システムにおける磁場の強さの増加などを介して）上昇または下降する。他の実施形態では、基板搬送キャリッジ１０６は、基板のピックアップおよび／または配置動作中に、処理ツール１０４ａおよび／または１０４ｂ内のリフトピン、ロボットなどによって提供されるｚ軸運動に依存している。
［００３５］いくつかの実施形態では、真空トンネル１０２は、基板搬送キャリッジ１０６を所望の角度範囲（例えば、いくつかの実施形態では０度と１８０度の間）で回転させるように構成された回転ステージ１１６を有する拡張領域１１４を含む。これにより、エンドエフェクタ１１０を回転させて、処理ツール１０４ａまたは処理ツール１０４ｂのいずれかに向けることができる。図１Ａ～図１Ｅは、処理ツール１０４ａから処理ツール１０４ｂへの基板１１２の移送中の、基板搬送キャリッジ１０６、エンドエフェクタ１１０、および基板１１２の動きの例を示している。
［００３６］いくつかの実施形態では、搬送システム１００は、基板搬送キャリッジ１０６が回転ステージ１１６によって回転されている間に、エンドエフェクタ１１０上に配置された基板１１２の計測または検査を可能にするように、真空トンネル１０２に対して配置された計測または検査ツール１１８を含む。例えば、計測ツール１１８は、膜の厚さ、膜の均一性、基板の欠陥レベルを測定し、エッジ検査などを実行するように構成される。他の実施形態では、計測ツール１１８は、ノッチの発見、基板の再位置合わせなどを行うように構成される。他の計測および／または検査ツールを使用することもできる。さらに他の実施形態では、計測ツール１１８または別のツールが、真空トンネル１０２の拡張領域１１４内の他のプロセス、例えば、基板脱気、基板冷却、前洗浄などの工程のために使用される。
［００３７］いくつかの実施形態では、搬送システム１００は、基板搬送キャリッジ１０６を浮上させ、基板搬送キャリッジ１０６を第１の処理ツール１０４ａと第２の処理ツール１０４ｂとの間で移動させるように構成された磁気浮上システム１２０を含む。例えば、基板搬送キャリッジ１０６は、いくつかの実施形態では真空トンネル１０２の外側に配置される駆動機構によって使用される永久磁石および／または他の磁石と反発する複数の永久磁石および／または他の磁石を含む。電磁石が、基板搬送キャリッジ１０６の移動および／または位置決めの制御を容易にするように構成されることができる。１つ以上のマイクロコントローラ、プログラマブル論理コントローラ、専用ハードウェアおよび／またはソフトウェアなどのコントローラ１２２が、計測ツール１１８、磁気浮上システム１２０、真空トンネル１０２などの１つ以上の動作を制御するように構成されることができる。
［００３８］動作中、基板搬送キャリッジ１０６は、エンドエフェクタ１１０を真空トンネル１０２から処理ツール１０４ａ内に延ばすことによって、第１の処理ツール１０４ａから基板１１２を取り出すように構成されることができる。例えば、エンドエフェクタ１１０は、処理ツール１０４ａのロードロックチャンバ、移送チャンバ、処理チャンバなどの中に延びて、基板１１２を取り出す（例えば、基板搬送キャリッジ１０６によって提供されるｚ方向の運動を伴って、または伴わずに）。その後、基板搬送キャリッジ１０６は、処理ツール１０４ｂに向かって移動し、拡張領域１１４内で適切な量だけ回転し、その結果、エンドエフェクタ１１０は、処理ツール１０４ｂ内に延びるように配向される。基板搬送キャリッジ１０６は、エンドエフェクタ１１０が処理ツール１０４ｂに面するように、約１８０度回転する。処理ツール１０４ａ、１０４ｂが直線に沿って配置されていない他の実施形態では、他の回転角（例えば、４５度、９０度など）を使用することができる。
［００３９］基板搬送キャリッジ１０６の回転中に、計測ツール１１８は、基板１１２上で１つ以上の計測、検査、または他の測定を実行することができる。追加的または代替的に、他のプロセスが、拡張領域１１４内で実行される（例えば、脱気、前洗浄、冷却など）。
［００４０］エンドエフェクタ１１０が処理ツール１０４ｂに面すると、基板搬送キャリッジ１０６は、基板１１２を処理ツール１０４ｂ内に配置するために移動することができる。例えば、エンドエフェクタ１１０は、処理ツール１０４ｂのロードロックチャンバ、移送チャンバ、処理チャンバなどの中に延びて、その中に基板１１２を配置する（例えば、基板搬送キャリッジ１０６によって提供されるｚ方向の運動を伴って、または伴わずに）。
［００４１］図２は、一実施形態による、基板処理および搬送（ＳＰＴ）システム２００の上部概略図を示している。示されているように、ＳＰＴシステム２００は、２つの処理ツール２０２ａ、２０２ｂを含む。例えば、処理ツール２０２ａ、２０２ｂは、アプライドマテリアルズ社から入手可能なＥｎｄｕｒａ２システム、または別の適切な処理ツール（例えば、シングルまたはデュアル移送チャンバ処理ツール）である。ＳＰＴシステム２００は、２つの処理ツール２０２ａ、２０２ｂの間で基板を移動させるように構成される。
［００４２］示されているように、処理ツール２０２ａは、移送チャンバ２０８ａおよび２０８ｂに結合された処理チャンバ２０６ａ～ｇと、移送チャンバ２０８ａと機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）２１２との間に結合されたロードロックチャンバ２１０ａ、２１０ｂとを含む。示されているように、処理ツール２０２ｂは、移送チャンバ２１４ａおよび２１４ｂに結合された処理チャンバ２０２ｈ～ｎと、移送チャンバ２１４ａとＥＦＥＭ２１８との間に結合されたロードロックチャンバ２１６ａ、２１６ｂとを含む。いくつかの実施形態では、処理ツール２０２ａおよび／または２０２ｂは、それぞれ、脱気および／または前洗浄チャンバ２２０ａ、２２０ｂを含む。他の数および／またはタイプのチャンバを使用することもできる。処理ツール２０２ａ、２０２ｂは、処理ツールの様々なチャンバを回って基板を移動させるように構成され、基板が個々の処理チャンバのそれぞれで処理されることを可能にする。
［００４３］処理チャンバ２０６ａ～ｎは、堆積チャンバ（例えば、物理気相堆積、化学気相堆積、プラズマ化学気相堆積など）、エッチングチャンバ、脱気チャンバ、および／または他の任意のタイプの処理チャンバなどの任意のタイプの処理チャンバであり得る。任意の数の処理チャンバ２０６ａ～ｎが、同じまたは異なるプロセスを実行できる。
［００４４］処理ツール２０２ａ、２０２ｂは、真空トンネル１０２を介して結合される。例えば、真空トンネル１０２は、処理ツール２０２ａのロードロックチャンバ２１０ｂを、処理ツール２０２ｂのロードロックチャンバ２１６ｂに結合する。いくつかの実施形態では、ロードロックチャンバ２１０ｂは、ＥＦＥＭ２１２から基板を受け取るかまたはＥＦＥＭ２１２に基板を供給するように構成された第１のアクセス開口部、第１の処理ツール２０２ａの移送チャンバ２０８ａとの間で基板を移送するように構成された第２のアクセス開口部、および真空トンネル１０２に結合された第３のアクセス開口部を有する。同様に、ロードロックチャンバ２１６ｂは、ＥＦＥＭ２１８から基板を受け取るかまたはＥＦＥＭ２１８に基板を供給するように構成された第１のアクセス開口部、第２の処理ツール２０２ｂの移送チャンバ２１４ａとの間で基板を移送するように構成された第２の開口部、および真空トンネル１０２に結合された第３のアクセス開口部を有する。
［００４５］図３は、一実施形態による、ロードロックチャンバ３００を示している。ロードロックチャンバ３００は、図２のロードロックチャンバ２１０ｂまたは２１６ｂのいずれかに使用することができる。ロードロックチャンバ３００は、処理ツール２０２ａ、２０２ｂから基板を受け取るように構成される。示されているように、ロードロックチャンバ３００は、ＥＦＥＭ（例えば、２１２）から基板を受け取り、および／またはＥＦＥＭに基板を供給するように構成された第１のアクセス開口部３０２、移送チャンバ（例えば、２０８ａ）におよび／または移送チャンバから基板を移送するように構成された第２のアクセス開口部３０４、ならびに真空トンネル１０２に結合するように構成された第３のアクセス開口部３０６を含む。
［００４６］図２に戻ると、真空トンネル１０２は、回転ステージ１１６を含む拡張領域１１４を含むことができる。回転ステージ１１６は、基板搬送キャリッジ１０６を約０度から約１８０度の間で回転させるように構成される。これにより、エンドエフェクタ１１０を回転させて、処理ツール２０２ａまたは処理ツール２０２ｂのいずれかに向けることができる。
［００４７］いくつかの実施形態では、計測ツール１１８は、基板搬送キャリッジ１０６が拡張領域１１４に配置されている、および／または回転ステージ１１６によって回転されている間における、エンドエフェクタ１１０上に配置された基板の計測および／または検査を可能にするように、真空トンネル１０２に対して配置される。例示的な計測ツール１１８は、膜の厚さ、膜の均一性、基板の欠陥レベル、エッジ特性などを測定するツール、ならびにノッチファインダ、基板が処理ツール２０２ａ、２０２ｂの間を通るときに基板の位置合わせ／配向を決定および／または調整する基板アライナおよび／または再配向器などを含む。真空トンネル１０２は、処理ツール２０２ａ、２０２ｂと同じ高さで、または異なる高さで、処理ツール２０２ａ、２０２ｂ間で基板を移送することができる。
［００４８］図４Ａは、一実施形態による、搬送システム４００の正面概略図を示している。図４Ｂは、一実施形態による、搬送システム４００の側面概略図を示している。真空トンネル１０２は、処理ツール２０２ａ、２０２ｂより上に配置されている。エレベータユニット４０２ａは、処理ツール２０２ａと真空トンネル１０２との間で基板搬送キャリッジ１０６を移送するように構成することができる。同様に、エレベータユニット４０２ｂが、処理ツール２０２ｂと真空トンネル１０２との間で基板搬送キャリッジ１０６を移送するように含まれ得る。エレベータユニット４０２ａ、４０２ｂは、機械式、磁気浮上式、または他のリフト機構を含むことができる。示されているように、方向変更モジュール４０４ａ、４０４ｂが、基板搬送キャリッジ１０６の方向を、ｙ軸に沿って（垂直）からｘ軸に沿って（水平）に、および／またはその逆に、（例えば、適切な移送またはハンドオフ操作を使用して）変更するように構成され得る。いくつかの実施形態では、エレベータユニット４０２ａ、４０２ｂおよび／または方向変更モジュール４０４ａ、４０４ｂは、真空トンネル１０２の真空レベルと同様の真空レベルに維持される。
［００４９］図４Ｃは、一実施形態による、搬送システム４０１の正面概略図を示している。図４Ｄは、一実施形態による、搬送システム４０１の側面概略図を示している。搬送システム４０１は、異なる高さに積み重ねられた真空トンネル１０２ａ、１０２ｂを含む。搬送システム４０１は、エレベータユニット４０２ａ、４０２ｂのうちの１つの中に計測ツール１１８を含む。多数の追加の方向変更モジュール４０４ａ～ｅが、示されている。そのような高架真空トンネル１０２ａおよび／または１０２ｂは、本明細書に記載の任意の搬送システムに含めることができる。例えば、いくつかの実施形態では、ロードロックチャンバ３００（図３）は、基板がロードロックチャンバ３００の上部からアクセスされることを可能にするアクセス開口部を含む。追加の積み重ねられたおよび／または高架の真空トンネルを含めることができる（例えば、３つ、４つ、５つなどの真空トンネル）。
［００５０］図４Ａに戻ると、第１の処理ツール２０２ａの近くに配置されたエレベータユニット４０２ａは、第１の処理ツール２０２ａと真空トンネル１０２との間での基板搬送キャリッジ１０６の搬送を可能にする。第２の処理ツール２０２ｂの近くに配置されたエレベータユニット４０２ｂは、第２の処理ツール２０２ｂと真空トンネル１０２との間での基板搬送キャリッジ１０６の搬送を可能にする。図４Ｃおよび図４Ｄでは、追加の真空トンネル１０２ｂが、処理ツールより上に配置され、第１および第２のエレベータユニット４０２ａ、４０２ｂによってアクセス可能である。基板搬送キャリッジ１０６はまた、１つより多い基板を支持するように構成することもできる。
［００５１］図４Ｅは、一実施形態による、磁気浮上システム１２０の側面図を示している。示されているように、磁気浮上システム１２０は、上部エンドエフェクタ４６６および下部エンドエフェクタ４６８を含む受動的移動体４２４を含む。２つのエンドエフェクタにより、基板をロードロックまたは他のチャンバから取り出し、別の基板をロードロックまたは他のチャンバに迅速に配置することができるが、より少ないまたはより多くのエンドエフェクタが含まれてもよい。いくつかの実施形態では、複数の永久磁石および／または他の磁石４６０が、下部エンドエフェクタ４６８内に配置されている。磁石４６０は、棚４７２に配置された磁石４６２と反発している。例えば、棚４７２は、水平磁気浮上トラック４６４に取り付けられているか、または水平磁気浮上トラック４６４に対して固定位置に配置されている。水平磁気浮上トラック４６４は、磁力を介して受動的移動体４２４を移動させるための駆動コイルおよび位置センサ（図示せず）を含むことができる。いくつかの実施形態では、水平磁気浮上トラック４６４（および／または駆動コイルおよび／または位置センサ）は、受動的移動体４２４およびエンドエフェクタ４６６、４６８を含む真空領域の外側に配置されている。例えば、トラック４６４は、大気環境にある。
［００５２］棚４７２は、いくつかの実施形態では、９０°未満の角度で水平磁気浮上トラック４６４と交差するか、または９０°未満の角度で水平磁気浮上トラック４６４と交差する平面に平行である上面４７４を含む。下部エンドエフェクタ４６８は、棚４７２の上面４７４に平行にすることができる下面４７６を有する。
［００５３］動作中、受動的移動体４２４は、磁石４６０、４６２によって棚４７２から離れた垂直位置に維持される。磁気浮上システム１２０に電力が供給されているかどうかに関係なく、垂直位置を維持することができる。受動的移動体４２４および水平磁気浮上トラック４６４内の磁石（図示せず）が、水平磁気浮上トラック４６４と受動的移動体４２４との間の間隙４８０を維持する。電力喪失の場合、水平磁気浮上トラック４６４は、水平磁気浮上トラック４６４と受動的移動体４２４との間の間隙４８０を維持することができない。その場合、上面４７４および下面４７６の傾斜が、受動的移動体４２４を水平磁気浮上トラック４６４に向けて動かし、受動的移動体４２４は、水平磁気浮上トラック４６４に接触し、摩擦によって、（例えば、水平の）移動が防止される。受動的移動体４２４は、磁力によって垂直に支持されたままである。
［００５４］いくつかの実施形態では、受動的移動体４２４が水平磁気浮上トラック４６４に拘束されないように、間隙４８０が維持されている限り、水平磁気浮上トラック４６４は湾曲している。
［００５５］エンドエフェクタ４６６、４６８を備えた受動的移動体４２４が、永久磁場によって支持されながら、受動的移動体４２４は、磁気浮上分離プレート（図示せず）の後ろのコイル（図示せず）によって、水平磁気浮上トラック４６４に沿って水平に駆動されることができる。これらのコイルは、受動的移動体の垂直位置を規定せず、トラック４６４と受動的移動体４２４との間の間隙４８０を維持し、受動的移動体４２４をトラック４６４に沿って水平に推進するだけである。これにより、接触、摩擦、および重力との戦いが減少するかまたはないので、水平磁気浮上トラック４６４は、非常に単純になり、使用する電力を少なくできる。
［００５６］図４Ａに戻ると、いくつかの実施形態では、エレベータユニット４０２ａ、４０２ｂは、電力の喪失中に第１または第２のエレベータユニット４０２ａ、４０２ｂ内の基板搬送キャリッジが落下するのを防止するように構成された緊急ブレーキシステム４０６ａ、４０６ｂを含む。緊急ブレーキシステム４０６ａ、４０６ｂは、バックアップとして、または標準の無停電電源装置の代わりに使用することもできる。
［００５７］図５Ａは、一実施形態による、エレベータユニット４０２ｂの側面図を示している。図５Ｂは、一実施形態による、エレベータユニット４０２ｂの上面図を示している。第２のエレベータユニット４０２ｂは、ロック解除状態で示されている。示されているように、第２のエレベータユニット４０２ｂは、基板搬送キャリッジ１０６に結合された受動的移動体４２４を上下させるように構成されたリニアモーター５２０を含む。いくつかの実施形態では、受動的移動体４２４は、中に電子デバイスが配置されていない受動デバイスである。緊急ブレーキシステム４０６ｂは、リニアモーター５２０が機能不全になった場合に、受動的移動体４２４が自由落下するのを防ぐことができる。第１のエレベータユニット４０２ａは、同様のロックおよびロック解除状態を有することができる。
［００５８］緊急ブレーキシステム４０６ｂは、リニアモーター５２０上に配置された摩擦面５２２を含むことができ、または摩擦面５２２は、リニアモーター５２０に近接して配置され得る。ストリップ５２６が、第２のエレベータユニット４０２ｂの長さに延在することができ、電磁石５２８によって磁化されるように構成され得る。例えば、ストリップ５２６の外面は、電磁石５２８が通電されることに応答して極性を与えられる。例えば、電磁石５２８が通電されると、ストリップ５２６の外面は、Ｓ極性を与えられる。反対の極性が使用されてもよい。
［００５９］図５Ｃおよび図５Ｄは、一実施形態による、タブ５３０の拡大図を示す。タブ５３０は、ブレーキシステム４０６ｂに含まれている。タブ５３０は、ピボット点５３２の周りで受動的移動体４２４に対して旋回可能であり得る。タブ５３０は、ピボット点５３２の周りで反時計回り方向５３４に偏らせることができる（図示されていないが、例えば、ばねまたは他のテンション装置を介して）。したがって、タブ５３０の下部は、摩擦面５２２の方に偏っている。タブ５３０は、ストリップが電磁石５２８によって磁化されたときのストリップ５２６の極性と同じ極性である、ストリップ５２６に面する極を有する永久磁石５３８を含むことができる。
［００６０］受動的移動体４２４の両側に１つずつ配置された２つの緊急ブレーキシステム４０６ｂが、図５Ｂに示されているが、より少ないまたはより多くの緊急ブレーキシステムが使用され得ることが理解されるであろう。
［００６１］動作中、電磁石５２８は、リニアモーター５２０を動作させる電源から通電されることができる。通電された電磁石５２８は、ストリップ５２６を磁化し、ストリップ５２６は、磁石５３８と反発し、図５Ｄに示されるように、タブ５３０を方向５３４と反対に旋回させる。そのような構成では、第２のエレベータユニット４０２ｂは、ロック解除状態にあり、基板搬送キャリッジ１０６は、自由に上昇または下降することができる。リニアモーター５２０への電力が失われると、電磁石５２８は、ストリップ５２６を磁化することができないので、タブ５３０は、図５Ｃに示されるように、摩擦面５２２内へ反時計回りに回転する。タブ５３０と摩擦面５２２との接触は、第２のエレベータユニット４０２ｂをロックし、受動的移動体４２４が落下するのを防ぐ。ブレース５４０が、タブ５３０が摩擦面５２２に接触したときに、受動的移動体４２４が落下またはリニアモーター５２０から離れるのを、防ぐことができる。
［００６２］図６は、一実施形態による、ＳＰＴシステム６００の上部概略図を示している。ＳＰＴシステム６００は、ＳＰＴシステム２００と同様であるが、ＳＰＴシステム６００は、処理ツール２０２ａとともにダブルロードロックチャンバ６０２ａを含む。さらに、真空トンネル１０２は、拡張領域も回転ステージも含まない。ダブルロードロックチャンバ６０２ａは、移送チャンバ２０８ａ内のロボットが基板搬送キャリッジ１０６から基板を取り出す（または基板搬送キャリッジ１０６に基板を置く）ことができるように、基板搬送キャリッジ１０６がダブルロードロックチャンバ６０２ａ内に延びることを可能にするサイズである。例えば、ダブルロードロックチャンバ６０２ａの内部領域は、基板搬送キャリッジ１０６が、基板が基板搬送キャリッジ１０６から取り出されるのに十分な距離をその中で移動することを可能にするのに十分な空間を有する。いくつかの実施形態では、ロードロックチャンバ６０２ａは、基板搬送キャリッジ１０６がその中で移動することを可能にするための機構（例えば、磁気浮上トラックまたは別の移動機構）を含む。このように、処理ツール２０２ａと２０２ｂとの間で基板を搬送するとき、回転は使用されない。いくつかの実施形態では、ダブルロードロックチャンバ６０２ｂは、ダブルロードロックチャンバ６０２ａと同様に構成されるが、シングルロードロックチャンバが、処理ツール２０２ｂと共に使用されてもよい。
［００６３］図７は、一実施形態による、ＳＰＴシステム７００の上部概略図を示している。ＳＰＴシステム７００は、ＳＰＴシステム２００と同様であるが、ＳＰＴシステム７００において、ＥＦＥＭ２１２は、ロードロックチャンバ２１０ｂへのアクセスを提供するために移動され、ＥＦＥＭ２１８は、ロードロックチャンバ２１６ｂへのアクセスを提供するために移動されている。このようにして、真空トンネル１０２は、ロードロックチャンバ２１０ｂのフロントアクセス開口部とロードロックチャンバ２１６ｂのフロントアクセス開口部との間に延びている。いくつかの実施形態では、２つの回転ステージ７０２ａおよび７０２ｂが、基板搬送キャリッジ１０６が、（想像線に示されるように）ロードロックチャンバ２１０ｂまたはロードロックチャンバ２１６ｂのいずれかからの基板の取り出しまたは配置のために配向されることを可能にするために提供される。そのような構成は、それぞれ、処理ツール２０２ａおよび２０２ｂの追加のファセットＦ１およびＦ２が使用されるための十分な余地を提供する。追加のファセットＦ１、Ｆ２は、処理ツール２０２ａ、２０２ｂが追加の処理チャンバを収容することを可能にする。
［００６４］図８は、一実施形態による、ＳＰＴシステム８００の上部概略図を示している。ＳＰＴシステム８００は、ＳＰＴシステム７００に類似しているが、ＳＰＴシステム７００では、ロードロックチャンバ２１０ｂおよび２０１ｂが取り外されている（例えば、よりコンパクトなレイアウトを提供するために）。代わりに、ＳＰＴシステム８００は、各処理ツール２０２ａ、２０２ｂについて単一のロードロックチャンバ２１０ａ、２１０ｂのみを含む。真空トンネル１０２は、移送チャンバ２０８ａ、２０８ｂと直接接合する。
［００６５］図９は、一実施形態による、ＳＰＴシステム９００の上部概略図を示している。ＳＰＴシステム９００は、ＳＰＴシステム８００と同様であるが、ＳＰＴシステム９００は、真空トンネル１０２内に湾曲した経路を含む。真空トンネル１０２は湾曲しているので、単一の回転ステージ９０２が、処理ツール２０２ａと２０２ｂとの間で基板移送を実行するときに、基板搬送キャリッジ１０６を再配向するために使用される。
［００６６］図１０は、一実施形態による、ＳＰＴシステム１０００の上部概略図を示している。真空トンネル１０２は、２つ以上の処理ツール（例えば、少なくとも処理ツール２０２ａおよび２０２ｂ）の間で直線的に延びるように構成される。図６のＳＰＴシステム６００と同様に、ＳＰＴシステム１０００は、回転ステージを含まない。
［００６７］真空トンネル１０２は、ロードロックチャンバ２１０ａ、２１０ｂと処理ツール２０２ａのＥＦＥＭ２１２との間に、およびロードロックチャンバ２１６ａ、２１６ｂと処理ツール２０２ｂのＥＦＥＭ２１８との間に配置される。基板は、ＥＦＥＭ２１２内のロボットまたは移送チャンバ２０８ａ内のロボットのいずれかを使用して、処理ツール２０２ａの近くの真空トンネル１０２内に移送される。例えば、移送チャンバ２０８ａ内のロボットが、ロードロックチャンバ２１０ａまたは２１０ｂのいずれかを通って延びることによって、真空トンネル１０２内の基板をピックアップするか、または配置する。隔離弁１００２ａ～１００２ｇが、基板移送中に、特に基板がＥＦＥＭ２１２と真空トンネル１０２との間で移送されているときに（ＥＦＥＭ２１２は通常、真空レベルで動作しないので）、真空トンネル１０２の一部を隔離することを可能にする。隔離弁１００２ａ～１００２ｇは、真空トンネル１０２の残りの部分および／またはロードロックチャンバ２１０ａ、２１０ｂがＥＦＥＭ２１２内の大気圧環境に曝されるのを防ぐ。真空トンネル１０２は、同様に、処理ツール２０２ｂの近くに隔離弁（図示せず）を備えて構成され、真空トンネル１０２、ロードロックチャンバ２１６ａ、２１６ｂ、およびＥＦＥＭ２１８の間の基板移送を可能にする。
［００６８］ＳＰＴシステム１０００の利点は、処理ツール２０２ａ、２０２ｂ間を移動するときに回転が使用されないことである。さらに、基板搬送キャリッジは、ピックアンドプレース動作中に処理ツール２０２ａ、２０２ｂ内に延びないので、基板搬送キャリッジ１０６は、いくつかの実施形態では単純化される。代わりに、ＥＦＥＭ２１２、２１８または移送チャンバ２０８ａ、２１４ａ内のロボットが、真空トンネル１０２に入る。さらに、真空トンネル１０２を使用して、任意の数の処理ツールを相互接続することができる。基板搬送キャリッジ１０６は、エンドエフェクタを含まない（ただし、エンドエフェクタが使用されてもよい）。
［００６９］いくつかの実施形態では、ロードロックチャンバ２１０ａ、２１０ｂ、２１６ａ、２１６ｂは、予熱、冷却、計測、検査などに使用されるか、または、真空トンネル１０２が効果的にロードロックチャンバとして機能するので、そのようなチャンバと置き換えられる。
［００７０］いくつかの実施形態では、１つ以上の補助的な基板バッファ位置１００４が含まれ、補助的な基板バッファ位置は、基板を格納するように構成される。例えば、隔離弁１００６が、真空トンネル１０２から基板を隔離するために使用される。基板バッファ位置１００４は、真空トンネル１０２と同じ平面内にあるか、真空トンネル１０２と直角であるか、垂直に配向されているかなどであり得る。
［００７１］上記のように、搬送システムおよびＳＰＴシステムが提供される。ＳＰＴシステムは、２つの処理ツールを接続する搬送システムを含む。搬送システムは、処理ツール間で基板を搬送するように構成された真空トンネルを含む。真空トンネルは、真空トンネルを通って基板を移動させるための基板搬送キャリッジを含む。
［００７２］ＳＰＴシステムには、ユーザーが、目的の基板処理手順に必要な処理チャンバに応じて、処理チャンバを追加または除去できるようにする様々な構成がある。１つ以上の真空トンネルを含むことができ、これにより複数の基板を移送することができる。ブレーキシステムを備えたエレベータユニットが、停電時に基板やＳＰＴシステムの構成要素が損傷するのを防ぐ。
［００７３］前述の例は例示的なものであり、限定するものではないことが、当業者には理解されよう。明細書を読み、図面を検討することで当業者に明らかとなる、それらに対する全ての並べ替え、拡張、同等物、および改善が、本開示の真の精神および範囲内に含まれることが意図される。したがって、以下の添付の特許請求の範囲は、これらの教示の真の精神および範囲内にあるような全ての修正、並べ替え、および同等物を含むことが意図されている。

Claims (17)

  1. 第１の処理ツールおよび第２の処理ツールと接合するように構成された真空トンネルを備える搬送システムであって、前記真空トンネルが、
    拡張領域、
    基板搬送キャリッジであって、
    キャリッジ本体、および
    前記キャリッジ本体に結合されたエンドエフェクタ、
    を備え、前記エンドエフェクタが、前記真空トンネル内での搬送中に基板を支持するように構成されており、前記エンドエフェクタが、前記キャリッジ本体が前記真空トンネル内に残っている間に、前記第１の処理ツールまたは前記第２の処理ツール内に延びて、基板を取り出すまたは配置するように構成されている、基板搬送キャリッジ、
    前記拡張領域内において、前記基板搬送キャリッジの搬送経路上に配置された回転ステージであって、前記キャリッジ本体を約０度から約１８０度の間で回転させるように構成されている回転ステージ、ならびに
    前記拡張領域内において、前記基板搬送キャリッジの前記搬送経路から外れた位置に配置された計測ツールであって、前記キャリッジ本体が前記回転ステージにより回転させられている間に、前記エンドエフェクタ上に配置された前記基板の計測を実行するように構成されている、計測ツール、
    を備える、搬送システム。
  2. 前記基板搬送キャリッジを浮上させ、前記基板搬送キャリッジを前記第１の処理ツールと前記第２の処理ツールとの間で移動させるように構成された磁気浮上システムを、さらに備える、請求項１に記載の搬送システム。
  3. 前記第１の処理ツールと前記真空トンネルとの間で前記基板搬送キャリッジの搬送を可能にするように、前記第１の処理ツールの近くに配置された第１のエレベータユニット、および
    前記第２の処理ツールと前記真空トンネルとの間で前記基板搬送キャリッジの搬送を可能にするように、前記第２の処理ツールの近くに配置された第２のエレベータユニット、
    をさらに備え、
    前記真空トンネルが、前記第１の処理ツールおよび前記第２の処理ツールより上に配置されている、請求項１に記載の搬送システム。
  4. 第１の処理ツールおよび第２の処理ツールであって、各処理ツールが、
    １つ以上の処理チャンバに結合するように構成された移送チャンバ、
    機器フロントエンドモジュールから基板を受け取るように構成された第１のアクセス開口部を有するロードロックチャンバ、
    該処理ツールの前記移送チャンバと前記ロードロックチャンバとの間で基板を移送するように構成された第２のアクセス開口部、および
    前記ロードロックチャンバに設けられた第３のアクセス開口部、
    を備える、第１の処理ツールおよび第２の処理ツール、ならびに
    前記第１の処理ツールの前記第３のアクセス開口部と前記第２の処理ツールの前記第３のアクセス開口部との間に結合された真空トンネル
    を備える基板処理および搬送（ＳＰＴ）システムであって、
    前記真空トンネルが、基板搬送キャリッジを備え、前記基板搬送キャリッジが、
    キャリッジ本体、および
    前記キャリッジ本体に結合されたエンドエフェクタ、
    を備え、
    前記エンドエフェクタが、前記真空トンネル内での搬送中に前記基板を支持し、前記第１の処理ツールおよび前記第２の処理ツールのそれぞれの前記第３のアクセス開口部を使用して前記第１の処理ツールおよび前記第２の処理ツールの前記ロードロックチャンバ内に延びるように構成されており、
    前記真空トンネルがさらに、
    前記基板搬送キャリッジが配置される拡張領域、
    前記拡張領域内において、前記基板搬送キャリッジの搬送経路上に配置された回転ステージであって、前記キャリッジ本体を約０度から約１８０度の間で回転させるように構成されている回転ステージ、ならびに
    前記拡張領域内において、前記基板搬送キャリッジの前記搬送経路から外れた位置に配置された計測ツールであって、前記キャリッジ本体が前記回転ステージにより回転させられている間に、前記エンドエフェクタ上に配置された前記基板の計測を実行するように構成されている、計測ツール、
    を備える、基板処理および搬送（ＳＰＴ）システム。
  5. 前記真空トンネルが、第２の回転ステージをさらに備える、請求項４に記載のＳＰＴシステム。
  6. 前記基板搬送キャリッジを浮上させ、前記基板搬送キャリッジを前記第１の処理ツールと前記第２の処理ツールとの間で移動させるように構成された磁気浮上システムを、さらに備える、請求項４に記載のＳＰＴシステム。
  7. 前記真空トンネルが、湾曲した経路をさらに備える、請求項４に記載のＳＰＴシステム。
  8. 第１の処理ツールと第２の処理ツールとの間に延びるように構成された真空トンネルであって、前記第１の処理ツールおよび前記第２の処理ツールより上に配置され、基板搬送キャリッジを備える真空トンネル、
    前記第１の処理ツールと前記真空トンネルとの間で前記基板搬送キャリッジの搬送を可能にするように、前記第１の処理ツールの近くに配置された第１のエレベータユニット、
    前記第２の処理ツールと前記真空トンネルとの間で前記基板搬送キャリッジの搬送を可能にするように、前記第２の処理ツールの近くに配置された第２のエレベータユニット、ならびに
    電力の喪失中に前記第１のエレベータユニットまたは前記第２のエレベータユニット内の基板搬送キャリッジシステムが落下するのを防止するように構成された緊急ブレーキシステム、
    を備える搬送システム。
  9. 前記基板搬送キャリッジが、
    キャリッジ本体、および
    前記キャリッジ本体に結合されたエンドエフェクタであって、前記真空トンネル内での搬送中に基板を支持するように構成されたエンドエフェクタ、
    を備える、請求項８に記載の搬送システム。
  10. 前記真空トンネルが、
    前記基板搬送キャリッジが配置される拡張領域、および
    前記拡張領域に配置された回転ステージであって、前記基板搬送キャリッジを約０度から約１８０度の間で回転させるように構成された回転ステージ、
    をさらに備える、請求項９に記載の搬送システム。
  11. 前記真空トンネルが、計測ツールをさらに備え、前記計測ツールが、前記基板搬送キャリッジが前記拡張領域内に配置されている間に、前記エンドエフェクタ上に配置された基板の計測を実行するように構成されている、請求項１０に記載の搬送システム。
  12. 前記第１のエレベータユニットおよび前記第２のエレベータユニットのうちの少なくとも１つが、磁気リフト機構を含む、請求項８に記載の搬送システム。
  13. 前記第１の処理ツールおよび前記第２の処理ツールより上に配置された追加の真空トンネルであって、前記第１のエレベータユニットおよび前記第２のエレベータユニットによってアクセス可能な追加の真空トンネルを、さらに備える、請求項３に記載の搬送システム。
  14. 電力の喪失中に前記第１のエレベータユニットまたは前記第２のエレベータユニット内の前記基板搬送キャリッジが落下するのを防止するように構成された緊急ブレーキシステムを、さらに備える、請求項３に記載の搬送システム。
  15. 複数の隔離弁をさらに備え、前記複数の隔離弁の各隔離弁が、前記真空トンネルと前記第１および前記第２の処理ツールの前記ロードロックチャンバとの間に配置されている、請求項４に記載のＳＰＴシステム。
  16. 前記真空トンネルが、前記拡張領域に配置された第２の回転ステージをさらに備える、請求項１０に記載の搬送システム。
  17. 前記基板搬送キャリッジを浮上させ、前記基板搬送キャリッジを前記第1の処理ツールと前記第２の処理ツールとの間で移動させるように構成された磁気浮上システムを、さらに備える、請求項８に記載の搬送システム。
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