JP2020014008A - ファクトリインターフェースの環境制御を伴う基板処理のシステム、装置、及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ファクトリインターフェースの環境制御を含む、電子デバイス処理システムを提供する。
【解決手段】電子デバイス処理システム１００は、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃ、ファクトリインターフェースに結合されたロードロック装置１１２、ファクトリインターフェースに結合された一又は複数の基板キャリア１１６及びファクトリインターフェースに結合され、かつ、ファクトリインターフェースチャンバの中の相対湿度、温度、酸素の量又は不活性ガスの量のうちの１つをモニタ又は制御するよう作動する環境制御システム１１８を有する。
【選択図】図１

Description

関連出願
本出願は、あらゆる目的のために全体が参照により本書に組み込まれている、２０１３年８月１２日出願の「ファクトリインターフェースの環境制御を伴う基板処理のシステム、装置、及び方法（ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭＳ， ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ， ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＷＩＴＨ ＦＡＣＴＯＲＹ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬ ＣＯＮＴＲＯＬＳ）」（代理人整理番号２１１４９／ＵＳＡ／Ｌ）と題する米国特許仮出願第６１／８６５，０４６号に、優先権を主張する。

実施形態は、電子デバイス製造に関し、より具体的には、機器フロントエンドモジュール（ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｒｏｎｔ ｅｎｄ ｍｏｄｕｌｅ：ＥＦＥＭ）、並びに、基板を処理するための装置、システム、及び方法に関する。

電子デバイス製造システムは、移送チャンバを有するメインフレームハウジングの周りに配設された複数の処理チャンバ、及び、基板を移送チャンバ内に送るよう構成された一又は複数のロードロックチャンバを含みうる。これらのシステムは、例えば、移送チャンバ内に収納されうる移送ロボットを用いることがある。移送ロボットは、スカラ型連結式ロボットアーム（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｍｐｌｉａｎｔ ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ ｒｏｂｏｔ ａｒｍ：ＳＣＡＲＡ）ロボット等であってよく、様々なチャンバと一又は複数のロードロックチャンバとの間で基板を搬送するよう適合しうる。例えば、移送ロボットは、処理チャンバから処理チャンバへ、ロードロックチャンバから処理チャンバへ及びその逆に、基板を搬送しうる。

半導体構成要素の製造における基板の処理は概して、複数のツール内で実施され、基板キャリア（前部開口一体型ポッド：Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ、すなわちＦＯＵＰなど）内の基板がツール間を移動する。ＦＯＵＰは、ＥＦＥＭ（「ファクトリインターフェース、すなわちＦＩ」と称されることがある）であって、ＦＯＵＰとツールの一又は複数のロードロックとの間で基板を移送するよう作動可能であり、従って、処理のための基板の通り抜けを可能にする、ロード／アンロードロボットを内部に含む、ＥＦＥＭにドッキングされうる。既存のシステムは、効率及び／又はプロセス品質の改善により恩恵を受けうる。

そのため、基板の処理における効率及び／又は能力が改良された、システム、装置、及び方法が望まれている。

一態様では、電子デバイス処理システムが提供される。電子デバイス処理システムは、ファクトリインターフェースチャンバと、ファクトリインターフェースに結合されたロードロック装置と、ファクトリインターフェースに結合された一又は複数の基板キャリアと、ファクトリインターフェースに結合され、かつ、ファクトリインターフェースチャンバの中の相対湿度、温度、Ｏ_２の量、又は不活性ガスの量のうちの１つをモニタ又は制御するよう作動する、環境制御システムとを含む、ファクトリインターフェースを含む。

別の態様では、電子デバイス処理システムの中で基板を処理する方法が提供される。方法は、ファクトリインターフェースチャンバ、ファクトリインターフェースにドッキングされた一又は複数の基板キャリア、ファクトリインターフェースに結合された一又は複数のロードロックチャンバを含むロードロック装置、及び、場合によってはアクセスドアを含む、ファクトリインターフェースを提供することと、環境前提条件を満たすように、ファクトリインターフェースチャンバ内の環境条件を制御することとを、含む。

更に別の方法態様では、電子デバイス処理システムの中で基板を処理する方法が提供される。方法は、ファクトリインターフェースチャンバ、ファクトリインターフェースにドッキングされた一又は複数の基板キャリア、ファクトリインターフェースチャンバの中の一又は複数のキャリアパージチャンバ、及び、ファクトリインターフェースに結合された一又は複数のロードロックチャンバを含む、ファクトリインターフェースを提供することと、ファクトリインターフェースチャンバ及び一又は複数のキャリアパージチャンバ内の環境条件を制御することとを、含む。

本発明の上記の実施形態及び他の実施形態により、多数の他の態様が提供される。本発明の実施形態の他の特徴及び態様は、以下の詳細説明、付随する特許請求の範囲、及び添付図面から、より網羅的に明らかになろう。

下記で説明する図面は、例示目的のためだけのものであり、必ずしも縮尺通りではない。図面は、いかなるようにも、本発明の範囲を限定することを意図していない。

実施形態による、ファクトリインターフェースの環境制御を含む電子デバイス処理システムの概略上面図を示す。 実施形態による、電子デバイス処理システムの中で基板を処理する方法を表すフロー図を示す。 実施形態による、不活性ガス再循環システムを含む電子デバイス処理システムの概略上面図を示す。 実施形態による、環境制御及び不活性ガス再循環を含む別の電子デバイス処理システムの概略上面図を示す。 実施形態による、キャリアパージアセンブリの断面側面図を示す。 実施形態による、キャリアパージアセンブリの正面図を示す。 実施形態による、電子デバイス処理システムの中で基板を処理する方法を表す別のフロー図を示す。

添付図面に示されているこの開示の例示的な実施形態を、以下で詳細に参照する。複数の図を通して同一の又は類似した部分を参照するために、可能な限り、図面全体を通して同一の参照番号が使用される。別途特段に明記されない限り、本書に記載の様々な実施形態の特徴は互いに組み合わされうる。

電子デバイス製造では、非常に正確な基板の処理、並びに、様々な場所間での非常に迅速な基板の搬送が求められうる。詳細には、既存のシステムは、ＦＯＵＰとロードロックとの間で、次いで処理チャンバ内へと、基板を移送しうる。しかし既存のシステムは、比較的高い湿度、温度、又は、酸素（Ｏ_２）レベルが高すぎるというような他の環境要因が見られる時に、問題を抱えうる。詳細には、比較的高い湿度レベル、又は比較的高いＯ_２レベルへの露出は、基板特性に悪影響を与えうる。

本発明の一又は複数の実施形態により、改良型の基板処理を提供するよう適合した電子デバイス処理システムが、提供される。本書に記載のシステム及び方法は、ファクトリインターフェースのファクトリインターフェースチャンバの中の環境条件を制御することによって、基板の処理における効率及び／又は処理の改善を提供しうる。ファクトリインターフェースは、ファクトリインターフェースにドッキングされた（例えば、ファクトリインターフェースの前面にドッキングされた）一又は複数の基板キャリアから基板を受容し、ロード／アンロードロボットは、ファクトリインターフェースの別の表面（ファクトリインターフェースの後面など）に結合された一又は複数のロードロックに基板を供給する。いくつかの実施形態では、一又は複数の環境パラメータ（相対湿度、温度、Ｏ_２の量、又は不活性ガスの量など）がモニタされ、ファクトリインターフェースのファクトリインターフェースチャンバ内の環境に関するある前提条件が満たされない限り、一又は複数のロードロック、又はファクトリインターフェースにドッキングされたいずれかのＦＯＵＰのどちらも、開かれないことがある。

本発明の例示的な方法及び装置の実施形態の更なる詳細を、本書の図１から図６を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の一又は複数の実施形態による、電子デバイス処理システム１００の例示的な実施形態の概略図である。電子デバイス処理システム１００は、移送チャンバ１０２を画定するハウジング壁を有するメインフレームハウジング１０１を含みうる。移送ロボット１０３（点線の円で示す）は、少なくとも部分的に、移送チャンバ１０２の中に収納されうる。移送ロボット１０３は、移送ロボット１０３のアームの作動を介して、基板を目標位置に載置するか、又は目標位置から取り出するよう、構成され、適合しうる。本書で使用する場合、基板とは、シリカ含有ウエハ、パターン付きウエハ等のような、電子デバイス又は回路構成要素を作るために使用される物品を意味するものとする。

図示されている実施形態では、移送ロボット１０３は、例えば米国特許公報第２０１０／０１７８１４７号で開示されているロボットのような、移送チャンバ１０２に結合され、かつ移送チャンバ１０２からアクセス可能な様々なツインチャンバに機能提供するよう適合した、任意の適切な種類の軸ずれロボットでありうる。他の軸ずれロボットも使用されうる。軸ずれロボットは、概して移送チャンバ１０２の中心に配置されるロボットの肩回転軸に向かって、又はそれから離れる方向に、径方向以外にエンドエフェクタを延在させるよう作動しうる任意のロボット構成である。

移送ロボット１０３の様々なアーム構成要素の動作は、コントローラ１２５から命令される通りに、移送ロボット１０３の複数の駆動モータを包含する駆動アセンブリ（図示せず）への適切なコマンドによって制御されうる。コントローラ１２５からの信号は、移送ロボット１０３の様々な構成要素の動作を引き起こしうる。適切なフィードバック機構が、位置エンコーダのような様々なセンサ等によって、構成要素のうちの一又は複数に提供されうる。

移送ロボット１０３は、移送チャンバ１０２内のおおよそ中心部に配置されうる肩軸の周りで回転可能なアームを含みうる。移送ロボット１０３は、移送チャンバ１０２の下部を形成するハウジング壁（フロアなど）に取り付けられるよう適合している、ベースを含みうる。しかし移送ロボット１０３は、いくつかの実施形態では、天井部に取り付けられることもある。ロボット１０３は、ツインチャンバ（並列チャンバなど）に機能提供するよう適合した、デュアルＳＣＡＲＡロボット又は他の種類のデュアルロボットでありうる。他の種類の処理チャンバ配向、並びに移送ロボットも、使用されうる。

移送ロボット１０３のアーム構成要素の回転は、従来型の可変リラクタンス磁石又は永久磁石の電気モータなどの、任意の適切な駆動モータによって提供されうる。アームは、ベースに対して、Ｘ−Ｙ平面で回転するよう適合しうる。基板を運ぶよう適合した、任意の適切な数のアーム構成要素及びエンドエフェクタが使用されうる。

加えて、移送ロボット１０３の駆動アセンブリは、いくつかの実施形態では、Ｚ軸動作能力を含みうる。詳細には、モータハウジングは、動作制限装置によって、外部筐体１６１に対する回転が制限されうる。動作制限装置は、２つ以上の線形軸受、又は、外部筐体に対するモータハウジングの回転を制約するよう機能するが、垂直方向に沿ったモータハウジング及び接続されたアームのＺ軸（垂直）動作を可能にする、他の種類の軸受又は摺動機構でありうる。垂直モータによって、垂直動作が提供される。垂直モータの回転は、モータハウジングに結合された、又はそれと一体化したネジ受け内で、親ネジを回転させるよう作動しうる。この回転は、モータハウジングに垂直に伝わり、ひいては、アーム、一又は複数の取り付けられたエンドエフェクタ、及びその上に支持された基板に伝わりうる。いくつかの実施形態では、適切な密封が、モータハウジングとベースとの間を密封し、それによって、垂直動作に適応し、かつ、移送チャンバ１０２の中の真空を保持しうる。

図示されている実施形態における移送チャンバ１０２は、形状が概して正方形であるか、又は若干長方形であってよく、第１ファセット１０２Ａ、第１ファセット１０２Ａに対向する第２ファセット１０２Ｂ、第３ファセット１０２Ｃ、及び、第３ファセット１０２Ｃに対向する第４ファセット１０２Ｄを含みうる。移送ロボット１０３は、好ましくは、デュアル基板を、チャンバの組の中へと同時に移送し、かつ／又は後退させることに適合しうる。第１ファセット１０２Ａ、第２ファセット１０２Ｂ、第３ファセット１０２Ｃ、及び第４ファセット１０２Ｄは、概して平面であってよく、チャンバの組への入口は、それぞれのファセットに沿って位置しうる。しかし、他の適切な形状のメインフレームハウジング１０１、及び、他の適切な数のファセット及び処理チャンバも、可能である。

移送ロボット１０３の目標位置は、第１ファセット１０２Ａに結合された第１の処理チャンバの組１０８Ａ、１０８Ｂであってよく、かかる第１の処理チャンバの組は、そこに供給された基板にプロセスを実施するよう、構成され、動作可能でありうる。プロセスは、プラズマ気相堆積（ＰＶＤ）又は化学気相堆積（ＣＶＤ）、エッチ、アニール処理、予洗浄、金属又は金属酸化物の除去等といった、任意の適切なプロセスでありうる。他のプロセスもその中の基板に実施されうる。

移送ロボット１０３の目標位置はまた、第１の処理チャンバの組１０８Ａ、１０８Ｂに概して対向していることがある、第２の処理チャンバの組１０８Ｃ、１０８Ｄでありうる。第２の処理チャンバの組１０８Ｃ、１０８Ｄは、第２ファセット１０２Ｂに結合されてよく、上述のプロセスのうちの任意のもののような、任意の適切なプロセスを基板に実施するよう、構成され、適合しうる。同様に、移送ロボット１０３の目標位置はまた、第３ファセット１０２Ｃに結合されたロードロック装置１１２に概して対向していることがある、第３の処理チャンバの組１０８Ｅ、１０８Ｆでありうる。第３の処理チャンバの組１０８Ｅ、１０８Ｆは、上述のプロセスのうちの任意のもののような、任意の適切なプロセスを基板に実施するよう、構成され、適合しうる。

基板は、ファクトリインターフェース１１４から移送チャンバ１０２内に受容されてよく、また、移送チャンバ１０２を出て、ファクトリインターフェース１１４の表面（後方壁など）に結合されているロードロック装置１１２を通り、ファクトリインターフェース１１４に至りうる。ロードロック装置１１２は、一又は複数のロードロックチャンバ（例えばロードロックチャンバ１１２Ａ、１１２Ｂなど）を含みうる。ロードロック装置１１２に含まれるロードロックチャンバ１１２Ａ、１１２Ｂは、単一ウエハロードロック（ｓｉｎｇｌｅ ｗａｆｅｒ ｌｏａｄ ｌｏｃｋ：ＳＷＬＬ）チャンバであるか、又はマルチウエハチャンバでありうる。ロードロック装置１１２は、いくつかの実施形態では、入来基板がファクトリインターフェース１１４から移送チャンバ１０２内へと送られる前にそれらにガス抜きプロセスが実施されるように、基板を摂氏約２００度を上回る温度まで加熱するための、加熱プラットフォーム／装置を含みうる。

ファクトリインターフェース１１４は、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃを形成する側壁表面（前部、後部、２つの側壁、上部及び底部を含む）を有する、任意の封入容器でありうる。一又は複数のロードポート１１５は、ファクトリインターフェース１１４の表面（前面など）に提供されてよく、一又は複数の基板キャリア１１６（前部開口一体型ポッド：ｆｒｏｎｔ ｏｐｅｎｉｎｇ ｕｎｉｆｉｅｄ ｐｏｄ、すなわちＦＯＵＰなど）をそこで受容するよう、構成され、適合しうる。

ファクトリインターフェース１１４は、そのファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃの中に、従来型構造の適切なロード／アンロードロボット１１７（点線で示す）を含みうる。ロード／アンロードロボット１１７は、基板キャリア１１６のドアが開くと、一又は複数の基板キャリア１１６から基板を取り出し、ファクトリインターフェースチャンバ１１６を通じて、ロードロック装置１１２内に設けられうるような一又は複数のロードロックチャンバ１１２Ａ、１１２Ｂ内へと基板を供給するよう、構成され、作動しうる。移送チャンバ１０２とファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃとの間での基板の移送を可能にする、任意の適切な構造のロードロック装置１１２が使用されうる。

移送チャンバ１０２は、様々な処理チャンバ１０８Ａ〜１０８Ｆへの入口／出口に、スリットバルブ１３４を含みうる。同様に、一又は複数のロードロック装置１１２内のロードロックチャンバ１１２Ａ、１１２Ｂは、内部と外部のロードロックスリットバルブ１３６、１３８を含みうる。スリットバルブ１３４、１３６、１３８は、様々な処理チャンバ１０８Ａ〜１０８Ｆ及びロードロックチャンバ１１２Ａ、１１２Ｂに基板を載置する時、又はそれらから基板を取り出す時に、開閉するよう適合している。スリットバルブ１３４、１３６、１３８は、Ｌ動作スリットバルブのような、任意の適切な従来型構造のものでありうる。

図示されている実施形態では、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃは、環境的に制御された雰囲気を提供する環境制御を伴って提供されうる。詳細には、環境制御システム１１８は、ファクトリインターフェース１１４に結合され、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃの中の環境条件をモニタ及び／又は制御するよう作動する。いくつかの実施形態では、ある時点において、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃはその中に、不活性ガス供給１１８Ａから、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ_２）又はヘリウム（Ｈｅ）などの挿入ガスを受容しうる。他の実施形態では、又は他の時点においては、空気供給１１８Ｂから空気（ろ過された空気など）が提供されうる。

より詳細には、環境制御システム１１８は、ファクトリインターフェース１１４Ｃの中の、１）相対湿度（ＲＨ）、２）温度（Ｔ）、３）Ｏ_２の量、又は、４）不活性ガスの量、のうちの少なくとも１つを制御しうる。ガス流量又は圧力、或いはその両方といった、ファクトリインターフェースの他の環境条件も、モニタ及び／又は制御されうる。

いくつかの実施形態では、環境制御システム１１８は、コントローラ１２５を含む。コントローラ１２５は、適切なプロセッサ、メモリ、及び、様々なセンサからの入力を受信し、一又は複数のバルブを制御するための電子部品を含みうる。環境制御システム１１８は、一又は複数の実施形態では、相対湿度（ＲＨ）を感知するよう構成され、適合している相対湿度センサ１３０を用いてファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃ内のＲＨを感知することによって、相対湿度（ＲＨ）をモニタしうる。容量型センサのような任意の適切な種類の相対湿度センサ１３０が、使用されうる。いくつかの実施形態では、コントローラ１２５はＲＨをモニタし、コントローラ１２５に提供される測定されたＲＨ値が既定のＲＨ閾値を上回っている時には、ファクトリインターフェース１１４のロードポートに結合された一又は複数の基板キャリア１１６のキャリアドア１１６Ｄは、閉じたままとなる。測定されたＲＨ値が既定のＲＨ閾値を下回るようになると、基板キャリア１１６のキャリアドア１１６Ｄは開きうる。ＲＨは、環境制御システム１１８の不活性ガス供給１１８Ａからファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃ内へと、適切な量の不活性ガスが流れることによって、低下しうる。本書で説明するように、不活性ガス供給１１８Ａからの不活性ガスは、アルゴン、Ｎ_２、ヘリウム、又はそれらの混合物でありうる。乾燥窒素ガス（Ｎ_２）の供給がかなり効果的でありうる。低Ｈ_２Ｏレベル（例えば５ｐｐｍ未満）を有する圧縮されたバルク不活性ガスが、環境制御システム１１８内の不活性ガス供給１１８Ａとして使用されうる。

別の態様では、環境制御システム１１８は相対湿度センサ１３０を用いて相対湿度値を測定し、測定された相対湿度値が既定の基準相対湿度値を上回っている場合には、ファクトリインターフェース１１４に結合された一又は複数のロードロック装置１１２の外部ロードロックスリットバルブ１３８は、閉じたままとなる。一又は複数のロードロック装置１１２は、相対湿度が既定の基準相対湿度値を下回るようになるまで、閉じたままでありうる。上述のように、ＲＨは、不活性ガス供給１１８Ａからファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃ内への適切な量の不活性ガスの流れを開始する、コントローラ１２５から環境制御システム１１８への制御信号によって、低下しうる。一又は複数の実施形態では、規定の基準相対湿度値は、電子デバイス処理システム１００において実施される特定のプロセスにとって許容可能である水分のレベルに応じて、水分１０００ｐｐｍ未満であるか、水分５００ｐｐｍ未満であるか、又は水分１００ｐｐｍ未満ですらありうる。

いくつかの実施形態では、電子デバイス処理システム１００の環境制御システム１１８は、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃに結合された空気供給１１８Ｂを含みうる。空気供給１１８Ｂは、適切な導管及び一又は複数のバルブによって、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃに結合されうる。環境制御システム１１８は、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃの中の酸素（Ｏ_２）のレベルを感知するよう構成され、適当している、酸素センサ１３２を含みうる。一実施形態では、作業者がファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃに入ることを求めて立入申請を開始すると、環境制御システム１１８のコントローラ１２５は、不活性ガス環境の少なくとも一部が排気され、空気に置換されるように、空気供給１１８Ｂからの空気の流れを開始しうる。ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃの中で検出された酸素のレベルが適切な既定のＯ_２レベルに到達すると、アクセスドア１４２を閉じたままに保つドアインターロック１４０は、解除されて、アクセスドア１４２が開くこと（点線で示す）を可能にし、ひいては、作業者がファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃにアクセスすることを可能にしうる。

いくつかの実施形態では、電子デバイス処理システム１００のファクトリインターフェース１１４は冷却ステーション１４４を含みうる。冷却ステーション１４４は、基板キャリア１１６内への挿入の前に、ロードロック装置１１２を出る一又は複数の基板１４５が上に乗って冷却されうる、一又は複数のプラットフォーム、棚部、又は他の支持特徴を含みうる。

一又は複数の実施形態では、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃの中の温度を感知するよう構成され、適合している、温度センサ１３５が使用されうる。いくつかの実施形態では、温度センサ１３５は基板１４５に近接して載置されうる。いくつかの実施形態では、温度センサ１３５は、基板１４５が冷却された程度を判断するために使用されうるレーザーセンサのような、指向性センサでありうる。温度センサ１３５からのこの入力は、冷却ステーション１４４からの移送がいつ発生しうるかを判断するために、使用されうる。

本書で図示されている実施形態では、コントローラ１２５は、適切なプロセッサ、メモリ、及び、様々なセンサ（相対湿度センサ１３０、酸素センサ１３２、及び／又は温度センサ１３５など）から制御入力を受信するように適合し、閉ループの又は他の適切な制御のスキームを実行するように適合した周辺構成要素を有する、任意の適切なコントローラでありうる。一実施形態では、制御スキームは、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃ内に導入されるガスの流量を変化させうる。別の実施形態では、制御スキームは、基板１４５をファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃ内へといつ移送するかを決定しうる。

ここで図２を参照しつつ、電子デバイス処理システム（電子デバイス処理システム１００など）の中で基板を処理する一方法が説明される。方法２００は、２０２において、ファクトリインターフェースチャンバ（ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃなど）、ファクトリインターフェースにドッキングされた一又は複数の基板キャリア（基板キャリア１１６など）、及び、ファクトリインターフェースに結合された一又は複数のロードロックチャンバ（ロードロックチャンバ１１２Ａ、１１２Ｂなど）を有する、ファクトリインターフェース（ファクトリインターフェース１１４など）を、提供することを含む。

方法２００は、２０４において、環境前提条件を満たすよう環境条件を制御することを含む。例えば、環境前提条件を満たすよう環境条件を制御することは、一又は複数の基板キャリアドア（キャリアドア１１６Ｄなど）、又は、一又は複数のロードロックチャンバのうちのいずれか１つを開く（例えば、ロードロックチャンバ１１２Ａ、１１２Ｂの外部ロードロックスリットバルブ１３８を開く）前に、行われうる。

本発明の一又は複数の実施形態により、キャリアドア１１６Ｄ及び外部ロードロックスリットバルブ１３８のうちの一又は複数は、ある環境前提条件が満たされている時に開かれうる。例えば環境前提条件は、一例においては、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃ内の測定された相対湿度（ＲＨ）レベルが既定の相対湿度レベル閾値（例えば、水分１０００ｐｐｍ未満、水分５００ｐｐｍ未満、水分１００ｐｐｍ未満、又はより低い場合すらある）を下回るようになると、満たされうる。他の適切な閾値も、行われる処理に応じて使用されうる。

それまで満たされていなかった環境前提条件を満たす、すなわち下回るようにするために、不活性ガス（乾燥Ｎ_２ガス又は他の不活性ガスなど）が、不活性ガス供給１１８Ａからファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃ内へと流されうる。不活性ガス供給１１８Ａは、例えば、加圧状態の不活性ガスの適切なキャニスタでありうる。ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃ内に提供される不活性ガスの流量は、供給ライン上の適切な流量センサ（図示せず）、及び／又は、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃの中に配置された適切な圧力センサ１３３、或いはその両方によって、モニタされうる。コントローラ１２５により提供される制御信号に応答して不活性ガス供給１１８Ａに結合されたバルブを調整することによって、４００ＳＬＭ以上の流量が提供されうる。約５００Ｐａを上回る圧力が、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃの中で維持されうる。ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃ内への不活性ガス（Ｎ_２又は他の不活性ガスなど）の流れは、相対湿度（ＲＨ）レベルを下げるよう機能し、キャリアドア１１６Ｄ及び／又は一又は複数のロードロックチャンバ１１２Ａ、１１２Ｂの外部ロードロックスリットバルブ１３８は、相対湿度閾値が満たされれば、開かれうる。これは、開いている基板キャリア１１６と開いているいずれのロードロックチャンバ１１２Ａ、１１２Ｂとの中の基板も、並びに、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃを通り抜けるいずれの基板も、適切に低湿度な環境にのみ露出されることを、確実にするために役立つ。

別の例では、環境前提条件は、例えば、酸素センサ１３２によって感知されるような、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃ内で測定された酸素（Ｏ_２）レベルが、既定の酸素閾値レベル（例えば、Ｏ_２５０ｐｐｍ未満、Ｏ_２１０ｐｐｍ未満、Ｏ_２５ｐｐｍ未満、又はＯ_２３ｐｐｍ未満ですらあるか、又はより低い場合すらある）を下回るようになると、満たされうる。他の適切な酸素レベル閾値も、行われる処理に応じて使用されうる。ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃ内の既定の酸素閾値レベルが満たされていない場合、コントローラ１２５は、不活性ガス供給１１８Ａに結合されたバルブに制御信号を発し、コントローラ１２５によって決定されたように、既定の酸素閾値レベルが満たされるまでファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃ内へと不活性ガスを流すことになる。既定の酸素閾値レベルが満たされると、キャリアドア１１６Ｄ及び／又は一又は複数のロードロックチャンバ１１２Ａ、１１２Ｂの外部ロードロックスリットバルブ１３８は開かれうる。これは、開いている基板キャリア１１６と開いているいずれのロードロックチャンバ１１２Ａ、１１２Ｂとの中の基板も、並びに、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃを通り抜けるいずれの基板も、比較的低い酸素レベルに露出されることを、確実にするために役立つ。

別の例では、環境前提条件は、例えば、温度センサ１３５によって感知されるような、冷却ステーション１４４内の基板１４５の温度などの、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃ内の測定された温度レベルが、既定の温度閾値レベル（例えば摂氏１００度を下回るか、又はより低い場合すらある）を下回るようになると、満たされうる。既定の温度閾値レベルが満たされると、冷却された基板１４５は、搬送のために基板キャリア１１６内にロードされうる。冷却ステーション１４４は、冷却プラットフォーム、不活性ガス流、又はそれらの組み合わせを含みうる。

いくつかの実施形態では、ファクトリインターフェース１１４のアクセスドア１４２は、ある環境前提条件が満たされた時にのみ開かれうる。例えば、環境前提条件は、無事であるように決定された予め決められた酸素レベル値を上回るファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃ内の酸素値を、実現することを含みうる。酸素レベル値は、例えば、酸素センサ１３２によって感知されうる。ドアインターロック１４０（電気機械式ロックなど）は、コントローラ１２５が、無事であると見なされる予め決められた酸素レベルが満たされていると判断し、信号を送信してドアインターロック１４０を開かない限り、アクセスドア１４２が開くことを防止しうる。そうならない場合には、環境前提条件は、バルブへの制御信号を介して空気供給１１８Ｂからファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃ内へと空気を流すこと、及び、排気導管１５０を通じて不活性ガスをファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃの外に流すことによって、満たされうる。空気供給１１８Ｂは、ファン又は空気ポンプによって提供される、ろ過された空気の供給でありうる。

図３に示すように、別の実施形態の電子デバイス処理システム３００が提供される（メインフレームハウジング、処理チャンバ、及びロードロックチャンバは明確に図示されていない）。電子デバイス処理システム３００の環境制御システム３１８は、前述の構成要素を含みうるが、不活性ガス再循環も含みうる。詳細には、不活性ガスは、より効率的なファクトリインターフェース１１４の環境制御を提供するためにリサイクル及び再使用されうる。例えば、図示されている実施形態では、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃからの不活性ガスは、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃから排気導管３５０で排気され、減水フィルタであってよく粒子のろ過も行いうるフィルタ３５２を通ってろ過され、次いで、ポンプ３５４によって不活性ガス供給１１８Ａ内に送り返されうる。フィルタ３５２は、吸収材料の複数の層を含みうる、吸水フィルタでありうる。しかし、コンデンサ又は他の水分除去装置のような、含水量を低減するための他の機構又はデバイスも使用されうる。いくつかの実施形態では、不活性ガスは冷却されることもある。

いくつかの実施形態では、不活性ガス供給１１８Ａからの供給ラインにおける流量センサ（図示せず）の使用などによって、不活性ガス消費はモニタされてよく、測定された流量は、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃの中の特定のＲＨ値を実現することと相関しうる。不活性ガス消費量が予め規定された限度を外れている場合、次いで、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃ内のリークが、例えばオペレータへのメッセージ、視覚的標示、警報などによって、停止されうる。任意には、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃの中の圧力が予め規定された限度を外れている（例えば下回る）場合、次いで、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃ内のリークは、上記と同様に停止されうる。

図４は、環境制御システム４１８を含む、別の実施形態の電子デバイス処理システム４００を示している。この実施形態では、環境制御システム４１８は、一又は複数のキャリアパージチャンバ４５４の環境制御と、それに結合された、ファクトリインターフェースチャンバ４１４Ｃの環境制御との組み合わせを含む。キャリアパージシステム４５２が提供されることを除き、それ以外の点では、この実施形態は図３の実施形態と類似している。

ファクトリインターフェースチャンバ４１４Ｃの環境制御とは別に個別使用が可能でありうるキャリアパージシステム４５２は、ガスパージシステム４５７を含む。ガスパージシステム４５７は、不活性ガス供給（不活性ガス供給１１８Ａなど）と、複数の供給導管及びそれらに結合された複数のバルブを含む。ガスパージシステム４５７の複数の供給導管及びバルブは、ある時点において、コントローラ４２５からの制御信号に応答してキャリアパージチャンバ４５４に不活性ガスを供給する。例えば、不活性ガスの供給は、基板５４５を基板キャリア１１６からファクトリインターフェースチャンバ４１４Ｃ内へと移送する前に、基板キャリア１１６の環境５６２（図５Ａ）及びキャリアパージチャンバ４５４をパージしてある環境前提条件を満たすために、基板キャリア１１６のキャリアドア１１６Ｄを開いた直後に、キャリアパージチャンバ４５４に提供されうる。

ファクトリインターフェース４１４のキャリアパージシステム４５２の詳細と構成要素及び作動について、図４及び図５Ａ〜図５Ｂを参照しつつ以下で説明する。キャリアパージシステム４５２は、パージ能力を含む、各基板キャリア１１６向けのキャリアパージハウジング５５６を含む。かかるパージ能力は、一部又は全部の基板キャリア１１６向けに含まれうる。キャリアパージハウジング５５６は、各キャリアパージチャンバ４５４の一部を形成する。キャリアパージハウジング５５６は、ファクトリインターフェース１１４の内部壁（前部壁など）５５８表面を密封し、キャリアパージチャンバ４５４を形成しうる。キャリアパージハウジング５５６は、キャリアドア１１６Ｄが開かれる際に、内部壁５５８の表面を密封したままになる。ガスケット又はＯリングのような、任意の適切な密封が使用されうる。

キャリアパージシステム４５２は、ドアオープナー５６５及びドア後退機構５６７の作動を介して、基板キャリアのキャリアドア１１６Ｄが開くと同時に基板キャリア１１６の環境５６２をキャリアパージチャンバ４５４内に受容するよう、適合している。キャリアドア１１６Ｄが開くと、望ましくないレベルのＯ_２又は水分を含有しうる環境５６２がファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃに入らないように、キャリアパージチャンバ４５４のパージが行われうる。キャリアパージチャンバ４５４のパージは、ある既定の環境条件が満たされるまで継続する。パージは、ガスパージシステム４５７から提供される不活性ガスを介して提供されうる。キャリアパージチャンバ４５４内に不活性ガスを供給するガスパージシステム４５７の導管５５７Ｃからの出口部には、一又は複数のディフューザー５５９が含まれうる。

環境条件は、例えば、既定の相対湿度ＲＨ閾値レベル及び／又は既定のＯ_２閾値レベルに基づきうる。キャリアパージハウジング５５６を内部壁５５８から離れる方向に後退させ、キャリアパージハウジング５５６を下降させて、ロード／アンロードロボット１１７が基板５４５にアクセスしそれを除去することを可能にする前に、例えば、既定のＲＨ閾値レベル（例えば水分約５％未満〜約５０，０００ｐｐｍ未満）を下回る相対湿度が求められうる。酸素レベルが環境判定基準である場合、次いで、キャリアパージハウジング５５６を後退及び下降させる前に、既定の閾値レベル（例えばＯ_２約５００ｐｐｍ未満）を下回るＯ_２閾値レベルが求められうる。他の既定の閾値レベルも使用されうる。

これらの閾値レベルの一方又は両方を実現するために、コントローラ４２５と相互接続されるチャンバ相対湿度センサ５７６及び／又はチャンバ酸素センサ５７８が提供されうる。チャンバ相対湿度センサ５７６及び／又はチャンバ酸素センサ５７８は、キャリアパージハウジング５５６上にあるか、ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃの中のチャンバ排気導管５８０内にあるか、又は、ファクトリインターフェース１１４の外側、例えばチャンバ排気導管５８０上にあることさえありうる。ガスパージシステム４５７からの不活性ガスを用いるパージは、環境前提条件が満たされるまで継続しうる。いくつかの実施形態では、環境前提条件が満たされることを確実にするために、事前に実行された実験に基づく予め規定されたある時間にわたる又はある容積に対する、パージが使用されうる。

作動中に、キャリアパージハウジング５５６はドアオープナー５６５を取り囲む。ドアオープナー５６５は、キャリアパージハウジング５５６の内部空間の中に後退可能であるよう適合している。ドアオープナー５６５の後退は、線形摺動５６９及びラックピニオン機構５７０のような、ドア後退機構５６７によるものでありうる。ラックピニオン機構５７０は、ラック５７２、ピニオン５７４、及び、ピニオン５７４に結合された駆動モータ５７５を含みうる。コントローラ４２５から駆動モータ５７５への駆動信号が、キャリアドア１１６Ｄの後退、及び、環境５６２のキャリアパージチャンバ４５４内の環境との混合を引き起こす。従来と同様に、キャリアドア１１６Ｄを把持し、開くために、ドアオープナー５６５には任意のドア開錠把持機構５７３が使用されうる。

キャリアパージハウジング５５６による、内部壁５５８からの後退及び内部壁５５８の閉鎖（密封など）は、ハウジング駆動システム５８１及び摺動機構５８２によって提供されうる。摺動機構５８２は、エレベータ５８５に接合している支持フレーム５８４に関連して、内部壁５５８に向かう、及びそれから離れる方向の線形動作を可能にする。ハウジング駆動システム５８１は、内部壁５５８に向かう、及びそれから離れる方向の動作を引き起こすために、適切なモータ及び伝送機構を含みうる。図示されている実施形態では、キャリアパージハウジング５５６に結合されたハウジングラック５８６、ハウジングピニオン５８８、及びハウジングモータ５８９を含む、ラックピニオン機構が示されている。ハウジング駆動モータ５８９を駆動させることにより、キャリアパージハウジング５５６が、エレベータ５８５及び内部壁５５８に対して内側方向に又は外側方向に、水平に移動する。

キャリアパージハウジング５５６の下降は、エレベータ５８５によって提供されうる。エレベータ５８５は、キャリアパージハウジング５５６の垂直動作を提供するための、任意の適切な機構構造を含みうる。例えば、図示するように、エレベータ５８５は、軸受摺動部５９１、レール５９２、及び装着ブロック５９３を含む、線形軸受アセンブリ５９０を含む。装着ブロック５９３は、レール５９２を内部壁５５８に固定しうる。軸受摺動部５９１は、垂直アクチュエータ５９４に固定されうる。垂直アクチュエータレール５９５も提供されてよく、内部壁５５８に固定されうる。垂直アクチュエータ５９４の作動は、垂直アクチュエータレール５９５に対する垂直動作を引き起こし、支持フレーム５８４、及び結合されたキャリアパージハウジング５５６を上昇又は下降させる。垂直アクチュエータ５９４は、空気圧、電気等によるもののような、任意の適切な種類のアクチュエータでありうる。ゆえに、ドア把持開錠機構５７３の作動はキャリアドア１１６Ｄを把持して開き、ラックピニオン機構５７０はキャリアドア１１６Ｄを後退させ、キャリアパージシステム４５２はキャリアパージチャンバ４５４をパージして、環境前提条件を満たし、ハウジング駆動システム５８１はキャリアパージハウジング５５６を後退させ、かつ、エレベータ５８５は、ロード／アンロードロボット１１７が基板キャリア１１６内の基板５４５にアクセスしうるように、キャリアパージハウジング５５６及びキャリアドア１１６Ｄを下降させる、ということが、自明となるべきである。

図４を再び参照するに、環境制御システム４１８は、前述の構成要素を含んでよく、不活性ガス再循環も含みうる。例えば、不活性ガスは、ファクトリインターフェースチャンバ４１４Ｃから排気導管４５０で排気され、減水フィルタでありうるが粒子のろ過も行いうるフィルタ３５２を通ってろ過されてよく、かつ、上述の種類のものでありうる。この実施形態では、ろ過された不活性ガスは、再循環されて、ファクトリインターフェースチャンバ４１４Ｃ内へと直接戻されうる。

例えば、図示されている実施形態では、排気循環ルートの一部分は、チャンバドア４４２を通りうる。例えば、ファクトリインターフェースチャンバ４１４Ｃからの排気は、チャンバドア４４２内に形成されたチャネル４４３（ダクトなど）内に入りうる。チャネル４４３は、チャンバドア４４２の底部又はその近傍にファクトリインターフェースチャンバ４１４Ｃからの入口部を有し、フィルタ３５２の上方へと向かってよく、フィルタ３５２は、いくつかの実施形態では、ファクトリインターフェースチャンバ４１４Ｃの上部の内側にありうる。ゆえに、チャネル４４３は、排気導管４５０の一部でありうる。いくつかの実施形態では、チャネル４４３のような内部チャネルを含む、チャンバドア４４２に類似したドアが、ファクトリインターフェース４１４の別の側に提供されうる。

ここで図６を参照しつつ、電子デバイス処理システム（電子デバイス処理システム４００など）の中で基板を処理する別の方法が説明される。方法６００は、６０２において、ファクトリインターフェースチャンバ（ファクトリインターフェースチャンバ１１４Ｃなど）、ファクトリインターフェースにドッキングされた一又は複数の基板キャリア（基板キャリア１１６など）、ファクトリインターフェースチャンバの中の一又は複数のキャリアパージチャンバ（キャリアパージチャンバ４５４など）、及び、ファクトリインターフェースに結合された一又は複数のロードロックチャンバ（ロードロック装置１１２のロードロックチャンバ１１２Ａ、１１２Ｂなど）を有する、ファクトリインターフェース（ファクトリインターフェース４１４など）を提供することを含む。

方法６００は、６０４において、ファクトリインターフェース（ファクトリインターフェース４１４など）の中の、及び、一又は複数のキャリアパージチャンバ（キャリアパージチャンバ４５４など）の中の、環境条件を制御することを含む。ファクトリインターフェースの中の環境条件を制御することは、一又は複数の基板キャリアドア（キャリアドア１１６Ｄなど）のうちのいずれか１つ、又は、一又は複数のロードロックチャンバ（ロードロックチャンバ１１２Ａ、１１２Ｂの外部ロードロックスリットバルブ１３８など）のうちのいずれか１つを開くことを可能にする前に、ファクトリインターフェースチャンバ内の環境前提条件を満たすことを、含みうる。一又は複数のキャリアパージチャンバ（キャリアパージチャンバ４５４など）の中の環境条件を制御することは、上記と同様に、後退及び下降を介してキャリアパージハウジング５５６を密封解除する前に、（例えばＲＨ閾値レベル又はＯ_２閾値レベルに関しての）ある環境前提条件を満たすことを含みうる。本発明の実施形態によるかかる環境制御を提供することで、基板キャリア１１６を出て行く、又は、処理後にロードロックチャンバ１１２Ａ、１１２Ｂを出て行く基板５４５の、比較的湿潤な環境、又は比較的高いＯ_２レベルを伴う環境のような有害でありうる環境条件への露出が、低減しうる。

前述の説明は、本発明の単なる例示的な実施形態を開示している。本発明の範囲に含まれる、上記で開示された装置、システム、及び方法の修正例が、当業者には容易に自明となろう。そのため、本発明は例示的な実施形態に関連して開示されているが、他の実施形態も、以下の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲に含まれうると理解すべきである。

Claims (15)

1. ファクトリインターフェースチャンバを含むファクトリインターフェースと、
   前記ファクトリインターフェースに結合されたロードロック装置と、
   前記ファクトリインターフェースに結合された一又は複数の基板キャリアと、
   前記ファクトリインターフェースに結合され、かつ、前記ファクトリインターフェースチャンバの中の、
   相対湿度、
   温度、
   Ｏ_２の量、又は、
   不活性ガスの量、のうちの１つをモニタ又は制御するよう作動する、環境制御システムとを備える、
   電子デバイス処理システム。
2. 前記ファクトリインターフェースチャンバの相対湿度を感知するよう適合した湿度センサを備える、請求項１に記載の電子デバイス処理システム。
3. 前記ファクトリインターフェースチャンバの酸素レベルを感知するよう適合した酸素センサを備える、請求項１に記載の電子デバイス処理システム。
4. 前記ファクトリインターフェースチャンバの中の、
   前記相対湿度、
   前記温度
   前記Ｏ_２の量、又は、
   前記不活性ガスの量、のうちの１つをモニタ又は制御するよう適合した、コントローラを備える、
   請求項１に記載の電子デバイス処理システム。
5. 前記環境制御システムは、前記コントローラに応答しており、かつ、一定量の不活性ガスを前記ファクトリインターフェースチャンバ内に流すよう適合している、不活性ガス供給を備える、請求項４に記載の電子デバイス処理システム。
6. 前記ファクトリインターフェースチャンバの中の温度を感知するよう適合した温度センサを備える、請求項１に記載の電子デバイス処理システム。
7. 前記ファクトリインターフェースのキャリアパージシステムを備える、請求項１に記載の電子デバイス処理システム。
8. 前記キャリアパージシステムは、前記基板キャリアのキャリアドアが開くと同時に前記基板キャリアのキャリア環境をキャリアパージチャンバ内に受容するように適合し、かつ、ある環境条件が満たされるまで、前記キャリア環境が前記ファクトリインターフェースチャンバに入らないように前記キャリアパージチャンバをパージするように適合している、請求項７に記載の電子デバイス処理システム。
9. 前記キャリアパージシステムは、前記ファクトリインターフェースチャンバの内部表面に密封された、キャリアパージチャンバを形成する、キャリアパージハウジングを含む、請求項７に記載の電子デバイス処理システム。
10. キャリアドアオープナーを取り囲むキャリアパージハウジングを備え、前記キャリアドアオープナーは、前記キャリアパージハウジングの中に後退可能であるよう適合している、請求項７に記載の電子デバイス処理システム。
11. 電子デバイス処理システムの中で基板を処理する方法であって、
    ファクトリインターフェースを提供することであって、前記ファクトリインターフェースは、
    ファクトリインターフェースチャンバ、
    前記ファクトリインターフェースにドッキングされた一又は複数の基板キャリア、
    前記ファクトリインターフェースに結合された一又は複数のロードロックチャンバを含むロードロック装置、及び、
    場合によってはアクセスドアを含む、提供することと、
    環境前提条件を満たすよう、前記ファクトリインターフェースチャンバ内の環境条件を制御することと、を含む、方法。
12. 前記ファクトリインターフェースチャンバの中の前記環境前提条件は、
    既定の相対湿度閾値を下回る相対湿度、
    既定の温度閾値を下回る温度、
    既定のＯ_２閾値を下回るＯ_２の量、又は、
    既定の流量閾値を下回る不活性ガスの量、のうちの一又は複数を含む、請求項１１に記載の方法。
13. 基板キャリアに関連付けられたキャリアパージチャンバを含む、前記ファクトリインターフェースのキャリアパージシステムを提供することと、
    前記基板キャリアのキャリアドアが開くと同時に前記キャリアパージチャンバの環境をパージするために前記キャリアパージチャンバに提供される不活性ガスを制御することとを含む、請求項１１に記載の方法。
14. 相対湿度閾値又はＯ_２レベル閾値の一方、或いはその両方が満たされた時にのみ、キャリアパージハウジングを後退させることを含む、請求項１１に記載の方法。
15. 電子デバイス処理システムの中で基板を処理する方法であって、
    ファクトリインターフェースを提供することであって、前記ファクトリインターフェースは、ファクトリインターフェースチャンバ、前記ファクトリインターフェースにドッキングされた一又は複数の基板キャリア、前記ファクトリインターフェースチャンバの中の一又は複数のキャリアパージチャンバ、及び、前記ファクトリインターフェースに結合された一又は複数のロードロックチャンバを含む、提供することと、
    前記ファクトリインターフェースチャンバ及び前記一又は複数のキャリアパージチャンバ内の環境条件を制御することと、を含む、方法。
    

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