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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität des Anmeldungsdatums der
vorläufigen
US-Patentanmeldung Nr. 60/747,445, eingereicht am 17. Mai 2006,
wobei diese vorläufige
Patentanmeldung formal durch Bezugnahme in den vorliegenden Text
aufgenommen wird.
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ALLGEMEINER STAND DER
TECHNIK
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Träger und Einrichtungsschnittstellen
und insbesondere Halbleiterwaferträger und Einrichtungsschnittstellen.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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Im
Zuge der Weiterentwicklung elektronischer Produkte wurde die Halbleitertechnologie
in breitem Umfang bei der Herstellung von Speichern, zentralen Verarbeitungseinheiten
(CPUs), Flüssigkristallanzeigen
(LCDs), Leuchtdioden (LEDs), Laserdioden und sonstigen Bauelementen
oder Chipsätzen
angewendet. Um den Anforderungen an eine hohe Integration und eine
hohe Geschwindigkeit gerecht zu werden, wurden die Abmessungen von
integrierten Halbleiterschaltkreisen verringert, und es wurden verschiedene
Materialien, wie beispielsweise Kupfer und Dielektrika mit ultraniedrigem
k-Wert, zusammen mit Techniken zur Überwindung von Fertigungshindernissen
in Verbindung mit diesen Materialien und Anforderungen verwendet.
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1 ist
eine schematische Zeichnung, die eine herkömmliche Kontaktlochstruktur
zeigt. Eine Kupferschicht 110 ist über einem Substrat 100 ausgebildet.
Eine dielektrische Schicht 120 mit einem ultraniedrigen
k-Wert ist über
der Kupferschicht 110 ausgebildet. Ein Kontaktloch 130 ist
innerhalb der dielektrischen Schicht 120 mit ultra-niedrigem
k-Wert ausgebildet, um die Oberseite der Kupferschicht 110 freizulegen.
Wenn die Kupferschicht 110 mit Luft in Berührung kommt,
so reagiert die Oberseite der Kupferschicht 110 mit dem
Luftsauerstoff, wobei infolge von Oxidation eine Kupferoxidschicht 140 entsteht. Die
Kupferoxidschicht 140 kann die elektrische Verbindung zwischen
der Oberseite der Kupferschicht 110 und einem leitfähigen Kontaktlochpfropfen,
der in das Kontaktloch 130 eingefüllt wurde, beeinträchtigen.
Darüber
hinaus nimmt die dielektrische Schicht 120 mit ultra-niedrigem
k-Wert bei Kontakt mit Luft Feuchtigkeit auf. Dementsprechend muss
sorgfältig darauf
geachtet werden, während
kritischer Bearbeitungsschritte einen Luftkontakt zu vermeiden,
zum Beispiel während
der Herstellung des Kontaktlochs, der Ausbildung von Kupferkeimschichten,
einem chemisch-mechanischen Polieren (CMP) des Kupfers und der Ausbildung
des dielektrischen Materials mit ultra-niedrigem k-Wert.
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Herkömmlicherweise
wird das Substrat 100 nach einem kritischen Bearbeitungsschritt
aus der Bearbeitungskammer entnommen, in der der kritische Bearbeitungsschritt
ausgeführt
wird, und bis zur Weiterverarbeitung vorübergehend in einer Kassette oder
einem als "Front
Opening Unified Pod" (FOUP) bezeichneten
Behälter
aufbewahrt. Wenn die Tür
der Kassette oder des FOUP geöffnet
wird, damit das Substrat 100 in die Kassette oder den FOUP
eingelegt werden kann, so strömt
sauerstoffhaltige Umgebungsluft in die Kassette oder den FOUP. Nachdem die
Tür geschlossen
wurde, wird die Luft zusammen mit dem Substrat 100 in der
Kassette oder dem FOUP eingeschlossen. Wie oben beschrieben, hat Sauerstoff
die Neigung, mit der über
dem Substrat 100 ausgebildeten Kupferschicht 110 zu
einer Kupferoxidschicht 140 zu reagieren.
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Um
dieses Problem zu lösen,
ist eine "Q-Zeit" erforderlich, nachdem
ein kritischer Bearbeitungsschritt in dem Halbleiterfertigungsprozess
ausgeführt
wurde. Der nächste
Substratbearbeitungsschritt muss innerhalb eines festen vorgegebenen Zeitraums
oder innerhalb einer festen vorgegebenen Q-Zeit, beispielsweise
2 bis 4 Stunden, ausgeführt werden.
Wenn ein anschließender
Prozess, wie beispielsweise die Ausbildung einer Sperrschicht, nicht innerhalb
des Zeitraums erfolgt, so ist ein Reinigungsprozess erforderlich,
um eine über
der Kupferschicht 110 entstandene Kupferoxidschicht 140 zu entfernen.
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Aufgrund
der hohen Integration von Halbleiterbauelementen über dem
Substrat 100 besteht ein Halbleiterprozess in der Regel
aus mehreren kritischen Schritten, denen jeweils eine Q-Zeit zugeordnet
ist, die dem Schutz des Substrats dient. Diese Q-Zeit-Anforderungen
verkomplizieren die Fertigungsprozesse. Wenn darüber hinaus eine Q-Zeit verpasst
wird, so erhöhen
zusätzliche
Schritte, wie beispielsweise Reinigungsschritte, die Dauer und Komplexität des Prozesses.
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Als
Hinweis auf den Stand der Technik sei das US-Patent Nr. 6,506,009
genannt, in dem eine Kassettenlagervorrichtung nach dem Stand der Technik
beschrieben wird und das hiermit in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme
in den vorliegenden Text aufgenommen wird. In der US-Patentschrift
Nr. 2003/0070960, die hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme
in den vorliegenden Text aufgenommen wird, wird eine Waferkassette
nach dem Stand der Technik zum Aufbewahren und Transportieren von
Wafern beschrieben. Keine dieser Verweisquellen stellt ein Mittel
zum Einschränken
der Oxidationsbildung auf Oberflächen
von Substraten oder zum sonstigen Schutz von Oberflächen von
Substraten bereit, wenn Substrate in Kassetten oder FOUPs aufbewahrt
oder zu Kassetten oder FOUPs transportiert werden.
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Aus
dem oben Dargelegten geht hervor, dass verbesserte Kassetten oder
Träger
und Einrichtungsschnittstellen dafür erwünscht sind.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einigen
beispielhaften Ausführungsformen
weist ein Träger
ein Gehäuse,
eine Kammer und wenigstens einen Substrathalter auf. Das Gehäuse weist
eine Tür
auf. Die Kammer ist mit dem Träger
verbunden. Die Kammer weist wenigstens ein Ventil auf und enthält wenigstens
ein Reduktionsfluid. Der Substrathalter ist innerhalb des Gehäuses angeordnet,
um wenigstens ein Substrat zu tragen.
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Die
oben genannten sowie weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung
werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen besser
verstanden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Es
folgen kurze Beschreibungen beispielhafter Zeichnungen. Sie sind
lediglich beispielhafte Ausführungsformen,
und der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf
zu beschränken.
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1 ist
eine schematische Zeichnung, die einen Kontaktlochaufbau nach dem
Stand der Technik zeigt.
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2A ist
eine schematische seitliche Querschnittsansicht eines beispielhaften
Waferträgers.
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2B ist
eine schematische Endansicht des Trägers von 2A,
wobei die Tür
des Trägers abgenommen
ist.
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3A ist
eine schematische Darstellung einer beispielhaften Einrichtungsschnittstelle.
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3B ist
eine vergrößerte Zeichnung
der Plattform, des Trägers,
der Abdichtungsvorrichtung und der Wand des in 3A gezeigten
Gehäuses.
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4A-4C sind
schematische Querschnittsansichten, die einen beispielhaften Prozess des
Anbringens des Trägers 200 an
der in 3B gezeigten Einrichtungsschnittstelle
veranschaulichen.
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5A-5B sind
schematische Zeichnungen, die beispielhafte Druckänderungen
innerhalb eines Gehäuses
nach dem Beschicken und Entleeren des Gehäuses auf einer Plattform zeigen.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Diese
Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen ist in Verbindung
mit den begleitenden Zeichnungen zu lesen, die als ein Bestandteil
der gesamten schriftlichen Beschreibung anzusehen sind. In der Beschreibung
sind relative Begriffe, wie beispielsweise "unterer" "oberer" "horizontal" "vertikal" "über" "unter" "nach
oben" "nach unten" "Oberseite" und "Unterseite" sowie deren Ableitungen ("horizontale", "nach unten gerichtete", "nach oben gerichtete " usw.), auf die Ausrichtung
zu beziehen, die gerade beschrieben wird oder die in der besprochenen
Zeichnung gezeigt ist. Diese relativen Begriffe dienen der verständlicheren
Beschreibung und verlangen nicht, dass die Vorrichtung in einer
bestimmten Ausrichtung aufgebaut oder betrieben wird.
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2A ist
eine schematische Querschnittsansicht eines beispielhaften Waferträgers. Der
Träger 200 weist
ein Gehäuse 210 auf,
das eine Tür 220 zum Öffnen und
Schließen
des Gehäuses 210 aufweist.
Eine Hohlkammer 230 ist mit dem Träger verbunden oder ist integral
in dem Träger
ausgebildet. Die Kammer 230 kann zum Beispiel eine quadratische,
eine rechteckige, eine ovale oder eine sonstige Form aufweisen,
die zur Aufnahme eines Fluids geeignet ist. 2A zeigt
die Kammer 230 in der Nähe einer
Wand 260, wie beispielsweise der Oberwand, des Gehäuses 210 angeordnet.
Bei anderen Ausführungsformen
befindet sich die Kammer 230 von der Tür 220 entfernt, so
dass die Positionierung der Kammer 230 nicht den Transport
von Substraten 280 stört.
Die Kammer 230 kann vertikal oder horizontal an einer Seitenwand,
einer Oberwand oder einer Bodenwand der Kammer 230 angeordnet
sein. Bei anderen Ausführungsformen
kann die Kammer 230 an der Tür 220 angeordnet sein.
Die Kammer 230, bei der es sich im Wesentlichen um einen
Tank handelt, enthält
wenigstens ein Fluid 235, das so dargestellt ist, dass
es die Kammer 230 teilweise füllt. Die Kammer 230 enthält wenigstens
ein Ventil, wie beispielsweise ein Ventil 240 und ein Einleitungsventil 250. Wenigstens
ein Substrathalter 270 ist innerhalb des Gehäuses 210 angeordnet
und mit wenigstens einer der Wände 260 des
Gehäuses 210 verbunden,
um wenigstens ein Wafersubstrat, ein Anzeigesubstrat, wie beispielsweise
ein Flüssigkristallanzeige
(LCD)-, ein Plasmaanzeige-, ein Kathodenstrahlröhrenanzeige-, ein Elektrolumineszenz
(EL)-Lampen- oder ein Leuchtdioden (LED)-Substrat, oder ein Retikel
(zusammen als das Substrat 280 bezeichnet) zu tragen.
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Der
Träger 200 kann
zum Beispiel eine Kassette, ein als "Front Opening Unified Pod" (FOUP) bezeichneter
Behälter,
ein Retikelträger
oder ein sonstiger Träger
sein, der auf diesem technischen Gebiet zum Tragen von einem oder
mehreren Halbleitersubstraten bekannt ist. Bei einer Ausführungsform
ist der Träger 200 ein
FOUP, und die Tür 220 befindet
sich an einer Seite des Trägers 200.
Bei dieser Ausführungsform
enthält
der Träger
200 außerdem einen
Rahmen 225, so dass die Tür 220 in den Rahmen 225 hinein
und aus dem Rahmen 225 heraus bewegt werden kann. Des Weiteren
ist eine Fläche 225a des
Rahmens 225 an einer Abdichtungsvorrichtung angebracht,
die an einer Einrichtungsschnittstelle (in 2A nicht
gezeigt, aber in 4B gezeigt) angeordnet ist.
Bei einigen Ausführungsformen
ist der Träger 200 eine
Kassette, und die Tür 220 befindet
sich im Boden des Trägers 200.
Bei anderen Ausführungsformen
ist die Tür 220 an
der Oberseite des Trägers 200 angeordnet.
Die Abmessungen der Tür 220 stimmen
nicht unbedingt mit den Abmessungen der Fläche des Gehäuses 210 überein,
an der sie angebracht ist, wie in 2A gezeigt.
Zum Beispiel kann das Gehäuse 210 eine
Seitenwand 260 aufweisen, die eine Öffnung aufweist, durch die
ein Substrat 280 eingebracht werden kann. Bei dieser Ausführungsform
braucht die Tür 220 lediglich
die Öffnung zu
bedecken. Bei einigen Ausführungsformen
ist die Tür 220 so
innerhalb der Seitenwand 260 konfiguriert bzw. so mit der
Seitenwand 260 verbunden, dass sie sich bewegen (zum Beispiel
schieben oder schwenken) lässt,
um die Öffnung
in der Seitenwand 260 des Gehäuses 210 zu schließen und
zu öffnen.
Alternativ lässt
sich die Tür 220 abnehmen.
Aus dem oben Dargelegten geht hervor, dass das Gehäuse 210 lediglich
eine Öffnung
mit Abmessungen, die es gestatten, die Substrate 280 problemlos
in das Gehäuse 210 hinein
und aus dem Gehäuse 210 heraus
zu bewegen, und eine Tür 220 (d.
h. eine Abdeckung) zum Verschließen der Öffnung zu enthalten braucht,
um das Gehäuse 210 abzudichten.
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Bei
der Ausführungsform
von 2A ist das Gehäuse 210 abgedichtet,
wenn die Tür 220 mit
der Öffnung
zum Gehäuse 210 verbunden
ist oder über der Öffnung zum
Gehäuse 210 geschlossen
ist. Bei einigen Ausführungsformen
ist eine Abdichtungsvorrichtung 215 zwischen dem Gehäuse 210 und
der Tür 220 angeordnet,
um den Träger 200 gegen
eine Fläche
abzudichten. Die Abdichtungsvorrichtung 215 kann an dem
Gehäuse 210,
der Tür 220 oder
an beiden angeordnet werden. Die Abdichtungsvorrichtung 215 kann
beispielsweise ein Gummistreifen, ein O-Ring, ein Gel oder ein sonstiges
Mittel sein, das zum Abdichten des Trägers 200 geeignet
ist. Bei anderen Ausführungsformen
kann die Abdichtungsvorrichtung 215 weggelassen werden,
wenn das Gehäuse 210 und
die Tür 220 fest
miteinander verbunden werden, zum Beispiel mit Hilfe von Befestigungsmitteln.
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Die
Tür 220 wird
abgenommen oder geöffnet,
um wenigstens ein Substrat 280 in das Gehäuse 210 einzubringen
oder aus dem Gehäuse 210 herauszunehmen.
Das Gehäuse 210 ist
während
das Substrattransports mit einer (nicht gezeigten) Schnittstellenvorrichtung
verbunden. Die Abdichtungsvorrichtung 215 (an dem Gehäuse 210 und/oder
der Schnittstellenvorrichtung) dichtet den Spalt zwischen dem Gehäuse 210 und
der Schnittstellenvorrichtung ab, wie weiter unten noch näher besprochen
werden wird. Bei einigen Ausführungsformen
ist es möglich,
dass das Substrat 280 Umgebungskontakt bekommt, wenn die
Tür 220 abgenommen
wird. Das Gehäuse 210 wird
jedoch entweder sofort mit der Schnittstellenvorrichtung in Kontakt
gebracht oder durch die Tür 220 verschlossen,
nachdem das Substrat 280 transportiert wurde. Die Dauer, für die das
Substrat 280 Kontakt mit der Umgebung hat, ist so kurz,
dass es nur zu einer geringfügigen Reaktion
zwischen dem Substrat 280 und der Umgebung kommen kann.
Des Weiteren ist bei einigen Ausführungsformen ein Reduktionsgas
in dem Träger 200 enthalten,
um die Oxidation zu verringern, wie unten beschrieben.
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Wenden
wir uns 2A zu. Der Druck innerhalb des
abgedichteten Trägers 200 wird über dem Druck
der Umgebung gehalten, in der sich der Träger 200 befindet,
um während
längerer
Aufbewahrungszeiträume
ein Eindringen von Gas aus der Umgebung in den Träger 200 hinein
zu verhindern oder zu reduzieren. Wenn zum Beispiel der Umgebungsdruck
ungefähr
1 atm beträgt,
so wird der Druck innerhalb des Trägers 200 bei über 1 atm
gehalten. Dementsprechend kann der benötigte Druck innerhalb des Trägers 200 entsprechend
dem Umgebungsdruck variieren. Bei einigen Ausführungsformen wird der Druck
innerhalb des Trägers 200 innerhalb
eines ausgewählten
Bereichs, wie beispielsweise von etwa 1,0 atm bis etwa 2,5 atm,
gehalten. Bei einigen bevorzugten Ausführungsformen wird der Druck
innerhalb des Trägers 200 innerhalb
eines ausgewählten
Bereichs, wie beispielsweise von 1,0 atm bis etwa 1,3 atm, gehalten,
damit der Druckunterschied zwischen der Umgebung und dem Träger 200 nicht
den Träger 200 zerdrückt.
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Der
gewünschte
Druck wird durch ein Gas aufrechterhalten, das sich in dem Träger 200 befindet.
Das Gas kann ein Reduktionsgas, ein Gas, das nicht mit dem Substrat 280 reagiert,
oder ein Gemisch daraus aufweisen. Es kann ein Reduktionsgas vorhanden
sein, um eine Oxidbildung auf den Oberflächen des Substrats 280 infolge
der Exponierung des Substrats 280 während des Transports des Substrats 280 in
den Träger 200 hinein
oder infolge von in dem Träger 200 eingeschlossener
Luft zu verringern oder zu vermeiden. Bei einigen Ausführungsformen
weist das Substrat 280 freiliegende Kupferschichten (die
in 2A nicht gezeigt sind, aber in 1 gezeigt
ist) auf, und das Reduktionsgas weist Wasserstoff (H2),
Ammoniak (NH3) oder ein sonstiges Reduktionsgas
oder Gemische daraus auf. Die nicht-reaktive Gaskomponente kann ein Inertgas
wie beispielsweise Helium (He), Neon (Ne), Argon (Ar), Krypton (Kr),
Xenon (Xe), Radon (Rn) oder ein anderes Gas wie beispielsweise Stickstoff
(N2) aufweisen, das nicht nennenswert mit
den Oberflächen
der Substrate 280 zu einem Oxid reagiert oder eine sonstige unerwünschte Reaktion
eingeht (zum Beispiel die Aufnahme von Wasser in einer Dielektrikumschicht mit
niedrigem k-Wert). Bei einigen Ausführungsformen kann das nicht-reaktive
Gas in den Träger 200 über ein
Ventil eingelassen werden, das mit dem Träger 200 und mit einer
externen Quelle verbunden ist. Bei anderen Ausführungsformen kann das nicht-reaktive
Gas in den Träger 200 von
der Kammer 230, wenn die Kammer 230 ein Gemisch
des Reduktionsfluids und des nicht-reaktiven Fluids aufweist, oder von
einer (nicht gezeigten) zweiten Kammer eingeleitet werden.
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Die
Menge des Reduktionsgases muss so gesteuert werden, dass eine Explosion
oder sonstige Volatilität
verhindert wird, wenn das gewählte
Reduktionsgas flüchtig
ist. Wenn zum Beispiel H2 als die Reduktionschemikalie
innerhalb des Trägers 200 verwendet
wird, so sollte die Menge H2 innerhalb des Trägers 200 maximal
etwa 4 Volumen-% betragen. Eine bevorzugte Menge H2 liegt
zwischen etwa 10 Teilen je eine Million Teile (ppm) bis etwa 4 Volumen-%,
wobei der restliche Prozentsatz aus wenigstens einem nicht-reaktiven
Gas besteht. Bei einigen Ausführungsformen,
wo NH3 als die Reduktionschemikalie innerhalb
des Trägers 200 verwendet
wird, beträgt
die Menge NH3 innerhalb des Trägers 200 maximal
etwa 15,5 Volumen-%. Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Menge
NH3 zwischen etwa 10 Teilen je eine Million
Teile (ppm) bis etwa 15,5 Volumen-%, wobei der restliche Prozentsatz aus
wenigstens einem nicht-reaktiven Gas besteht.
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Bei
einigen Ausführungsformen
dichtet die Abdichtungsvorrichtung 215 den Träger 200 nicht vollständig ab,
und das Gas innerhalb des Trägers 200 kann
wenigstens in geringen Mengen in die Umgebung, in der sich der Träger 200 befindet,
entweichen oder hinausströmen.
Wenn das Gas schädlich ist,
wie beispielsweise NH3, so wird das Gas
innerhalb des Trägers 200 so
gesteuert, dass das Entweichen nicht in solchen Mengen erfolgt,
die für
den Menschen schädlich
sind. Zum Beispiel sollte man bei NH3 die
Menge nicht über
25 ppm in der Umgebung ansteigen lassen. Die Menge an Gas innerhalb des
Trägers 200,
zum Beispiel NH3, kann auch so eingestellt
werden, dass diese Bedenken beseitigt sind.
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Wenden
wir uns 2A zu. Die Kammer 230 enthält wenigstens
ein Reduktionsfluid und/oder ein nichtreaktives Fluid 235,
das als Gas, Flüssigkeit oder
beides (zusammen als "Fluid" bezeichnet) gespeichert
wird. Das Ventil 240, das in einer Ausführungsform ein Nadelventil
aufweist, gibt ein Gas, das durch das Fluid 235 innerhalb
der Kammer 230 gebildet wird, in den Träger 200 ab, wenn der
Druck innerhalb des Trägers 200 einen
zuvor festgelegten oder einen gemessenen Wert erreicht oder unterschreitet, zum
Beispiel den Wert des Umgebungsdrucks (beispielsweise 1 atm). Das
Einleitungsventil 250 ermöglicht das Einfüllen des
Fluids 235 in die Kammer 230, wenn die Menge an
Fluid 235 innerhalb der Kammer 230 niedriger ist
als eine zuvor festgelegte oder eine gewünschte Menge. Bei einigen Ausführungsformen enthält das Fluid
ein Gemisch aus N2 und H2,
wobei H2 in einer Menge von etwa 4 Volumen-%
bis etwa 10 Volumen-% vorliegt. Bei anderen Ausführungsformen handelt es sich
bei dem Fluid 235 um flüssigen H2. Unter einem Druck im Bereich von etwa
1 atm bis etwa 2,5 atm und bei Raumtemperatur befindet sich H2 in der Gasphase. Sobald flüssiger H2 in diese Umgebung abgelassen wird, geht
er in die Gasphase über
und strömt
in das Gehäuse 210 des
Trägers 200.
Bei einigen Ausführungsformen
kann das Gas des Fluids 235 mittels einer (nicht gezeigten)
installierten Pumpe in das Gehäuse 210 eingefüllt werden. Bei
einigen Ausführungsformen
ist ein Manometer 261 über
eine Verbindung 265 mit dem Ventil 240 verbunden,
um ein Signal auszusenden, um das Ventil 240 zu veranlassen,
das Reduktionsfluidgas abzulassen. Bei anderen Ausführungsformen
ist das Manometer 261 nicht erforderlich, wenn das Ventil 240 zeitlich
eingestellt ist, um das Gas des Fluids 235 abzulassen,
oder wenn das Ventil 240 selbst druckempfindlich ist.
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Bei
einigen Ausführungsformen
ist ein (nicht gezeigter) Durchflussmengenmesser mit dem Einleitungsventil 250 verbunden
oder in dem Einleitungsventil 250 installiert. Dieser Durchflussmengenmesser
misst die Menge an Fluid 235 innerhalb der Kammer 230 und
sendet ein Signal aus, um das Einleitungsventil 250 zu
veranlassen, das Fluid 235 aus einer Quelle, wie beispielsweise
einem (nicht gezeigten) externen Tank, in die Kammer 230 einzufüllen, wenn
die Menge des Fluids 235 innerhalb der Kammer 230 geringer
ist als eine zuvor festgelegte Menge. Alternativ ist der Durchflussmengenmesser
nicht erforderlich, wenn beispielsweise das Einleitungsventil 250 zeitlich
eingestellt ist, um das Fluid 235 in die Kammer 230 einzufüllen, oder
wenn das Einleitungsventil 250 selbst als Durchflussmengenmesser fungiert.
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Bei
einigen Ausführungsformen
wird nur eines der Ventile 240 und 250 verwendet,
wenn das ausgewählte
Ventil dafür
konfiguriert ist, sowohl das Einströmen des Reduktionsfluids 235 in
die Kammer als auch das Ausströmen
des Gases des Reduktionsfluids 235 in das Gehäuse 210 unter
den oben beschriebenen Bedingungen zu ermöglichen.
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Bei
einigen Ausführungsformen
ist die Kammer 230 nicht erforderlich, wenn Fluid 235 direkt
aus einer externen Quelle über
ein Ventil in das Gehäuse 210 eingefüllt wird.
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Wenn
keine Pumpe vorgesehen ist, so wird die Kammer 230 – um die
Einleitung des Gases in das Gehäuse 210 zu
beschleunigen – in
einer oberen Region des Gehäuses 210 angeordnet,
wenn das Molekulargewicht des Fluids 235 höher ist
als das Molekulargewicht des Gases innerhalb des Trägers 200.
Nehmen wir zum Beispiel an, dass das Fluid 235 NH3 ist und das Gas innerhalb des Trägers 200 ein Gemisch
aus NH3 und He ist. Das Molekulargewicht von
NH3 ist 17, und das Molekulargewicht von
He ist 2. Wenn das Gas 10 % NH3 und 90 %
He aufweist, so beträgt
das Molekulargewicht des Gases etwa 3,5, was niedriger ist als 17.
Somit wird die Kammer 230 in der oberen Region des Gehäuses 210 angeordnet, so
dass das NH3 effizient in das Gehäuse 210 diffundiert,
wenn das Ventil 240 betätigt
wird. Umgekehrt wird die Kammer 230 in einer unteren Region
des Gehäuses 210 angeordnet,
wenn das Molekulargewicht des Fluids 235 geringer ist als
das Molekulargewicht des Gases innerhalb des Trägers 200. Nehmen wir
zum Beispiel an, dass das Fluid 235 H2 aufweist und
das Gas innerhalb des Trägers 200 ein
Gemisch aus H2 und Stickstoff aufweist.
Das Molekulargewicht von H2 ist 2, und das
Molekulargewicht von Stickstoff ist 28. Wenn das Gas 1 % H2 und 99 % Stickstoff aufweist, so beträgt das Molekulargewicht
des Gases etwa 27,74, was höher
ist als 2. Somit diffundiert das Gas des Fluids 235 innerhalb
der Kammer 230, die in der unteren Region des Gehäuses 210 angeordnet ist,
effizient in das Gehäuse 210,
wenn das Ventil 240 betätigt
wird. Es ist zu beachten, dass die "obere Region" nicht auf die Oberwand 260 beschränkt ist,
die in 2A zu sehen ist. Die obere Region
kann der obere Abschnitt der Seitenwand 260 des Gehäuses 210 sein.
Ebenso kann die untere Region der untere Abschnitt der Seitenwand 260 des
Gehäuses 210 sein.
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Die
Konfiguration der Kammer 230 muss nicht unbedingt genauso
ausfallen, wie oben beschrieben. Das aus dem Fluid 235 freigesetzte
Gas kann gleichmäßig innerhalb
des Gehäuse 210 diffundieren,
wenn das Gas genügend
Zeit zum Diffundieren hat. Wenn das Gas innerhalb des Gehäuse 210 in
einer Weise diffundiert, die wirksam eine Oxidation oder sonstige
chemische Reaktionen mit dem Substrat 280 verhindert, so
kann die Kammer 230 an jeder beliebigen Stelle angeordnet
werden.
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Bei
einigen Ausführungsformen
erfolgt der Transport des Substrats 280 in einer Umgebung,
dergestalt, dass Luft nicht in das Gehäuse 210 strömt, wenn
die Tür 220 abgenommen
wird. Bei dieser Ausführungsform
kann das Fluid 235 zum Beispiel ein Fluid eines mit dem
Substrat 280 nicht reagierenden Gases (beispielsweise ein
Inertgas oder Stickstoff) sein, ohne dass ein Reduktionsfluid benötigt wird.
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Wenden
wir uns wieder 2A zu. Bei einer Ausführungsform
sind das Manometer 261 und das Auslassventil 263 an
der Seitenwand 260 des Gehäuses 210 angeordnet.
Das Manometer 261 ist dafür geeignet, den Druck innerhalb
des Trägers 200 zu erfassen.
Das Auslassventil 263 ist dafür geeignet, den Druck innerhalb
des Trägers 200 zu
justieren, wenn der Druck innerhalb des Trägers 200 höher ist als
eine gewünschte
Druckobergrenze, zum Beispiel etwa 2,5 atm. Das Justieren des Drucks
innerhalb des Trägers 200 kann
mögliche
Explosionen infolge eines flüchtigen
Reduktionsgases innerhalb des Trägers 200 verhindern,
wie oben beschrieben. Bei einigen Ausführungsformen erfasst das Manometer 261 die
Drücke
innerhalb und außerhalb
des Trägers 200. Wenn
der Druck innerhalb des Trägers 200 den Druck
außerhalb
des Trägers 200 um
einen bestimmten Betrag übersteigt,
so sendet das Manometer 261 ein Signal an das Ventil 263,
um ein Ablassen wenigstens eines Teil des Gases innerhalb des Trägers 200 zu
veranlassen.
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Bei
einigen Ausführungsformen
weist das Auslassventil 263 eine (nicht gezeigte) Feder
auf, die eine solche mechanische Eigenschaft aufweist, dass der
Druck innerhalb des Trägers 200 so
auf die Feder wirkt, dass das Auslassventil 263 geöffnet wird.
Bei diesen Ausführungsformen
ist kein Manometer 261 erforderlich, weil das Auslassventil 263 druckempfindlich
ist und nach Bedarf konfiguriert wird. Bei anderen Ausführungsformen
weist das Auslassventil 263 ein piezoelektrisches Material
auf, das eine solche Materialeigenschaft besitzt, dass der Druck
innerhalb des Trägers 200 so
auf das piezoelektrische Material einwirkt, dass ein Signal erzeugt
wird, um das Auslassventil 263 einzuschalten. Bei dieser
Ausführungsform
ist das Manometer 261 ebenfalls nicht erforderlich, obgleich
es trotzdem an das Ventil 290 angeschlossen werden kann.
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Wenden
wir uns 2A zu. Die Wände 260 des Gehäuses 210 weisen
einen oder mehrere Substrathalter 270 auf. Die Substrathalter 270 dienen dem
Tragen der Substrate 280. Die Substrathalter 270 können zum
Beispiel Platten, kleine Extrusionen an den Wänden 260 oder Nuten
in den Wänden 260 oder
sonstige Halterungsstrukturen sein, die in der Lage sind, das Substrat 280 zu
halten.
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2B ist
eine schematische Endansicht eines beispielhaften Trägers 200,
wobei die Tür 220 des
Trägers 200 abgenommen
ist. In 2B sind gleiche Teile mit den
gleichen Bezugszahlen wie in 2A bezeichnet.
In dieser Ansicht ist die Abdichtungsvorrichtung 215 zu
sehen, die um die Öffnung des
Gehäuses 210 herum
angeordnet ist.
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3A ist
eine schematische Querschnittsansicht eines beispielhaften Einrichtungsschnittstellensystems.
Das Einrichtungsschnittstellensystem weist ein Gehäuse 300 auf.
Das Gehäuse 300 weist einen
abgedichteten Raum 310 auf, in dem sich ein Gas befindet,
und hat wenigstens eine Tür 325 an oder
in wenigstens einer der Wände 320 des
Gehäuses 300.
Das Gas weist ein Gas auf, wie es oben in Verbindung mit der Beschreibung
des Trägers 200 beschrieben
wurde, wie beispielsweise ein Reduktionsgas, ein nicht-reaktives
Gas oder Gemische daraus. Wenigstens ein Roboter 330 ist
innerhalb des Gehäuses 300 angeordnet.
Wenigstens eine Plattform 340 ist außerhalb des abgedichteten Raums 310 und
an oder nahe einer Außenfläche einer
der Wände 320 des
Gehäuses 300 nahe
der Tür 325 angeordnet,
um das Gehäuse 210 zu
tragen. Optional kann das Gehäuse 210 direkt
mit der Wand 320 des Gehäuses 300 gekoppelt
sein und durch die Wand 320 des Gehäuses 300 getragen
werden. Die Tür 325 ist
so angeordnet, dass die in dem Gehäuse 210 aufbewahrten
Substrate 280 bestimmungsgemäß zwischen dem Gehäuse 210 und
der Einrichtungsschnittstelle transportiert werden können.
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Wenigstens
ein Ventil ist für
das Gehäuse 300 vorhanden.
Bei einigen Ausführungsformen
enthält
das Gehäuse 300 ein
Ventil 350 und ein Auslassventil 360. Ein Manometer 370 kann
an die Ventile 350 und 360 angeschlossen sein.
Der Roboter 330 dient dem Transport des Substrats 280 zwischen dem
Träger 200 und
der Bearbeitungskammer 380 durch die Türen 323 und 325 hindurch.
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Der
Druck innerhalb des Gehäuses 300 wird durch
ein Zusammenwirken der Ventile 350 und 360 und
des Manometers 370 über
dem Druck der Umgebung gehalten, in der sich das Gehäuse 300 befindet, um
einen Gasstrom aus der Umgebung in das Gehäuse 300 zu verhindern
oder zu verringern. Wenn zum Beispiel der Umgebungsdruck etwa 1
atm beträgt,
so wird der Druck innerhalb des Gehäuses 300 über etwa
1 atm gehalten. Dementsprechend kann der Druck innerhalb des Gehäuses 300 mit
dem Umgebungsdruck variieren. Bei einigen Ausführungsformen liegt der Druck
innerhalb des Gehäuses 300 bei etwa
1,0 atm bis etwa 2,5 atm. In dem Gehäuse 300 befindet sich
ein Gas, das ein Reduktionsgas und/oder ein mit dem Substrat 280 nicht
reagierendes Gas enthält,
wie oben im Zusammenhang mit dem Gehäuse 210 beschrieben.
Das Reduktionsgas dient dem Verringern oder Verhindern eines Oxidierens
der Oberflächen
der Substrate 280, und seine Mengen werden so gesteuert,
wie es oben im Zusammenhang mit dem Träger 200 beschrieben
ist.
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Bei
einigen Ausführungsformen
ist das Gehäuse 300 mit
einer Bearbeitungs- oder Transferkammer 380 verbunden.
Eine Bearbeitungskammer 380 kann zum Beispiel eine chemische
Nassplattierungsbank, eine Trockenätzkammer zur Herstellung eines
Kontaktlochs, eine Kammer zur Ausbildung einer Kupferkeimschicht,
eine Kammer für
chemisch-mechanisches Polieren (CMP) von Kupfer, eine Kammer zum
Ausbilden eines dielektrischen Materials mit niedrigem k-Wert oder
eine sonstige Kammer sein, die Material auf dem Substrat, das bei Umgebungskontakt
reagieren kann, ausbildet oder freilegt.
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Wenden
wir uns 3A zu. Das Ventil 350 und
das Auslassventil 360 sind an einer der Wände 320 des
Gehäuses 300 angeordnet.
Das Ventil 350 leitet das Mischgas, welches das Reduktionsgas
enthält,
aus einer (nicht gezeigten) Quelle in das Gehäuse 300 ein, um den
Druck in dem Gehäuse 300 zu justieren,
wenn ein Druck innerhalb des Gehäuses 300 niedriger
ist als ein zuvor festgelegter Druck, wie beispielsweise etwa 1
atm. Bei einigen Ausführungsformen
weist das über
das Ventil 350 eingeleitete Gas ein Gemisch aus N2 und H2 auf, wobei
H2 in etwa 4 Volumen-% bis etwa 10 Volumen-%
vorliegt. Das Auslassventil 360 lässt das Gas aus dem Gehäuse 300 ab,
um den Druck in dem Gehäuse 300 zu
justieren, wenn der Druck innerhalb des Gehäuses 300 höher ist
als ein weiterer zuvor festgelegter Druck, wie beispielsweise etwa
2,5 atm. Anstelle des Verwendens beider Ventile 350 und 360 wird
bei einigen Ausführungsformen
nur ein Ventil 350 oder 360 verwendet. Bei diesen
Ausführungsformen
leitet das Ventil 350 oder 360 das Mischgas, welches
das Reduktionsgas aufweist, in das Gehäuse 300 ein, wenn der
Druck innerhalb des Gehäuses 300 niedriger
ist als ein zuvor festgelegter Druck, wie beispielsweise etwa 1
atm, und lässt
das Mischgas, welches das Reduktionsgas aufweist, aus dem Gehäuse 300 ab, wenn
der Druck innerhalb des Gehäuses 300 höher ist
als ein weiterer zuvor festgelegter Druck, wie beispielsweise etwa
2,5 atm. Bei einigen Ausführungsformen
sind das Ventil 350 und/oder das Auslassventil 360 an
eine (nicht gezeigte) Mengendurchflusssteuerung (MDS) angeschlossen,
um den Gasstrom in das Gehäuse 300 hinein
bzw. aus dem Gehäuse 300 heraus
zu steuern.
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Bei
einigen Ausführungsformen
ist ein Manometer 370 an das Ventil 350, das Auslassventil 360 oder
an beide angeschlossen, so dass das Manometer 370 ein Signal
aussendet, um das Ventil 350 zu veranlassen, das Mischgas,
welches das Reduktionsgas enthält,
in das Gehäuse 300 einzuleiten,
und das Auslassventil 360 zu veranlassen, das Mischgas, welches
das Reduktionsgas enthält,
aus dem Gehäuse 300 abzulassen,
wenn der gemessene Druck zuvor festgelegte Grenzwerte erreicht.
Bei anderen Ausführungsformen
ist das Manometer 370 nicht erforderlich, wenn das Ventil 350 und
das Auslassventil 360 zeitlich eingestellt sind, um das
Mischgas, welches das Reduktionsgas enthält, einzuleiten bzw. abzulassen,
oder wenn die Ventile druckempfindlich sind oder integrale Messeinrichtungen
enthalten.
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Bei
einigen Ausführungsformen
erfasst das Manometer 370 die Drücke innerhalb und außerhalb des
Gehäuses 300.
Wenn der Druck innerhalb des Gehäuses 300 den
Druck außerhalb
des Gehäuses 300 um
einen bestimmten Betrag übersteigt,
so sendet das Manometer 370 ein Signal, um das Auslassventil 360 zu
veranlassen, das Gas innerhalb des Gehäuses 300 abzulassen,
bis der gewünschte
Druckunterschied erreicht ist.
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Bei
einigen Ausführungsformen
wird nicht das Mischgas, sondern nur das Reduktionsgas über das
Ventil 350 in das Gehäuse 300 eingeleitet.
Jedoch sollten der Druck und der Volumenprozentanteil des Mischgases
innerhalb des Gehäuses
in der oben beschriebenen Weise aufrechterhalten werden. Wenn die
Bedingungen des Mischgases innerhalb des Gehäuses 300 im Wesentlichen
in der oben beschriebenen Weise aufrechterhalten werden können, so
ist das Einleiten des Reduktionsgases akzeptabel. Die Faktoren,
die bei der Positionierung der Ventile 350 und 360 zu
berücksichtigen
sind, sind oben in Verbindung mit dem Träger 200 beschrieben
und können
auf das Gehäuse 300 übertragen
werden.
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3B ist
eine vergrößerte, teilweise
Ansicht der Plattform 340, des Gehäuses 210, der Abdichtungsvorrichtung 215 und
der Wand 320 des in 3A gezeigten
Gehäuses 300.
Nach dem Abnehmen der Tür 220 des Trägers 200 wird
die Tür 325 an der
Wand 320 geöffnet,
so dass die Substrate 280 mittels des Roboters 330 zwischen
dem Gehäuse 210 und
der Einrichtungsschnittstelle transportiert werden können. Das
Gehäuse 210 ist
mit der Wand 320 verbunden. Die Abdichtungsvorrichtung 215 dichtet
das Gehäuse 210 gegen
die Wand 320 des Gehäuses 300 ab.
Bei einigen Ausführungsformen ähneln die
Druck- und Gasverhältnisse
innerhalb des Gehäuses 300 im
Wesentlichen denen innerhalb des Trägers 200. Bei anderen
Ausführungsformen
können
sie verschieden sein, solange ein solcher Unterschied keine chemische
Reaktion auf der Oberfläche des
Substrats 280 hervorruft.
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Wenden
wir uns wieder 3A zu. Nachdem das Substrat 280 aus
dem Gehäuse 210 herausgenommen
und in das Gehäuse 300 verbracht wurde,
wird die Tür 323 zwischen
der Bearbeitungskammer 380 und dem Gehäuse 300 geöffnet. Das Substrat 280 wird
dann in die Bearbeitungskammer 380 zur Verarbeitung transportiert,
und die Tür 323 zwischen
der Bearbeitungskammer 380 und dem Gehäuse 300 wird geschlossen.
Nach der Verarbeitung wird das Substrat 280 aus der Bearbeitungskammer 380 in
das Gehäuse 300 verbracht.
Die Bedingungen innerhalb der Bearbeitungskammer 380 können sich
von denen innerhalb des Gehäuses 300 unterscheiden,
und das Öffnen
der Tür 323 zwischen der
Bearbeitungskammer 380 und dem Gehäuse 300 kann die gewünschten
Bedingungen innerhalb des Gehäuses 300 zerstören. Allerdings
sind das Ventil 350 und das Auslassventil 360 in
der Lage, die Bedingungen innerhalb des Gehäuses 300 sofort nach dem
Schließen
der Tür 323 zwischen
der Bearbeitungskammer 380 und dem Gehäuse 300 zu gewünschten
Bedingungen, wie oben beschrieben, zurückzuführen. Die Zeit zur Wiederherstellung
solcher Bedingungen kann in der Größenordnung von Zehntelsekunden
liegen, was kurz genug ist, damit zum Beispiel jegliche Oxidation
auf der Oberfläche
des Substrats 280 vernachlässig werden kann, d. h. nicht die
Verbindung zwischen der Oberfläche
der Kupferschicht 110 und einem leitfähigen Kontaktlochpfropfen,
der in das Kontaktloch 130 eingesetzt ist, wie in 1 gezeigt,
beeinträchtigt.
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Die 4A-4C sind
schematische Querschnittsansichten, die einen beispielhaften Prozess
des Anbringens des Trägers 200 an
der Einrichtungsschnittstelle 300, wie in 3B gezeigt,
veranschaulicht.
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Wenden
wir uns 4A zu, wo der Träger 200 an
eine Wand 310a des Gehäuses 310 heranbewegt
wird. Die Wand 310a des Gehäuses 310 enthält die Tür 325,
die dafür
konfiguriert ist, eine in das Gehäuse 310 hineinführende Öffnung abzudecken. Eine
Abdichtungsvorrichtung 328, wie beispielsweise ein Gummistreifen,
ein O-Ring, ein Gel oder ein sonstiges Mittel, das zum Abdichten
des Gehäuses 310 geeignet
ist, ist an der Innenfläche
der Wand 310a und zwischen der Wand 310a und der
Tür 325 angeordnet,
so dass die Tür 325 an
der Wand 310a angebracht werden kann, um das Gehäuse 310 fest
abzudichten. Bei einigen Ausführungsformen
ist die Abdichtungsvorrichtung 328 an der Tür 325 entlang
der Umfangsfläche
angeordnet, welche die Öffnung 325a umgibt
(in 4C gezeigt). Die Außenfläche der Wand 310a enthält eine
weitere Abdichtungsvorrichtung 327, wie beispielsweise
einen Gummistreifen, einen O-Ring, ein Gel oder ein sonstiges Mittel, das
zum Abdichten der Region zwischen den Türen 220 und 325 nach
dem Anbringen des Trägers 200 und
der Wand 310a geeignet ist. Die Abdichtungsvorrichtung 327 eignet
sich zum Abdichten des Spalts zwischen dem Rahmen 225 des
Trägers 200 der Wand 310a,
wenn die Tür 220 an
der Wand 310a befestigt ist, wie in 4B gezeigt.
Bei einigen Ausführungsformen
ist die Abdichtungsvorrichtung auf der Fläche 225a des Rahmens 225 angeordnet,
welche die Öffnung 325a umfängt (in 4C gezeigt).
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An
der Außenfläche der
Wand 310a nahe den Kanten der Abdichtungsvorrichtung 327 sind
ein oder mehrere Befestigungsmittel 322, wie beispielsweise
Spannzwingen, Hakenzwingen, Schellen oder sonstige Vorrichtungen,
die in der Lage sind, den Träger 200 an
der Wand 310a zu befestigen, konfiguriert, um den Träger 200,
wie beispielsweise den Rahmen 225, anzubringen. Die Befestigungsmittel 322 können zum
Beispiel gedreht oder vertikal verschoben werden, um den Träger 200 zu
befestigen. Die Anzahl der Befestigungsmittel 322 ist nicht
auf die in 4A gezeigte Anzahl beschränkt. Es
können
ein oder mehrere Befestigungsmittel 322 sein, solange der
Träger 200 an
der Wand 310a befestigt werden kann.
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Ein
oder mehrere Ventile, wie beispielsweise ein Ventil 324 und
ein Ventil 326, sind in der Wand 310a konfiguriert.
Die Öffnung
der Ventile 324 und 326 sind innerhalb eines Bereichs
ausgebildet, der durch die Abdichtungsvorrichtung 327 umschlossen wird,
um Luft aus einer Region abzuziehen, die durch die Abdichtungsvorrichtung 327 abgedichtet
wird, wie in 4B gezeigt, und ein Inertgas
bzw. ein Gemisch, welches das Reduktionsgas enthält, wie oben beschrieben, in
die Region einzuleiten. Bei einigen Ausführungsformen wird nur eines
der Ventile 324 und 326 verwendet, wenn das ausgewählte Ventil
dafür konfiguriert
ist, sowohl das Abziehen von Luft aus der Region, die durch die
Abdichtungsvorrichtung 327 abgedichtet wird, als auch das
Einleiten eines Inertgases oder eines Mischgases, welches das Reduktionsgas
enthält,
in die Region zu ermöglichen. Bei
einigen Ausführungsformen
sind die Ventile 324 und/oder 326 an wenigstens
eine Mengendurchflusssteuerung (MDS) angeschlossen, um die Austragsrate
und die Eintragsrate des Inertgases oder des Mischgases zu steuern.
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Wenden
wir uns 4B zu. Der Träger 200 ist
an der Wand 310a, wie beispielsweise der Abdichtungsvorrichtung 327,
befestigt. Bei dieser Ausführungsform
ist die Fläche 225a des
Rahmens 225 gegen die Abdichtungs vorrichtung 327 befestigt,
so dass die Abdichtungsvorrichtung fest den Spalt zwischen den Türen 215 und 325 abdichtet.
Das Ventil 324 zieht dann Luft ab, die in der Region eingeschlossen
ist, die durch die Abdichtungsvorrichtung 327 abgedichtet
wird. Das Ventil 326 leitet dann das Inertgas oder das
Mischgas in diese Region ein, so dass diese Region mit dem Gas befüllt wird,
so dass keine nennenswerte Reaktion mit den in dem Träger 200 aufbewahrten
Substraten 280 stattfindet. Bei einigen Ausführungsformen
wird der Zyklus des Austragens der Luft und des Eintragens des Inertgases oder
Gasgemisches wenigstens einmal, wie beispielsweise 3- bis 5-mal,
ausgeführt,
so dass die Luft, die innerhalb dieser Region, die durch die Abdichtungsvorrichtung 327 abgedichtet
ist, eingeschlossen ist, im Wesentlichen abgezogen wird.
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Wenden
wir uns 4C zu. Die Türen 325 und 220 werden
der Reihe nach abgenommen und zu Stellen bewegt, wo sie nicht den
Transport der Substrate 280 behindern. Die Stellen können sich zum
Beispiel nahe der Innenfläche
der Wand 310a und unterhalb der Öffnung 325a, die durch
die Tür 325 bedeckt
wird, befinden. Außerdem
ist die Abmessung der Tür 220 kleiner
als die Abmessung der Tür 325.
Die Tür 220 kann
somit in Richtung des Gehäuses 310 abgenommen
werden, nachdem die Tür 325 abgenommen
wurde. Wie oben beschrieben, enthalten das Gehäuse 310 und der Träger 200 das Gas,
welches das Reduktionsgas enthält.
Des Weiteren werden dann die Luft, die in der Region, die durch die
Abdichtungsvorrichtung 327 abgedichtet ist, eingeschlossen
ist, und das Inertgas oder Mischgas in diese Region eingeleitet.
Dementsprechend können die
Substrate 280 zwischen dem Gehäuse 310 und dem Träger 200 ohne
wesentlichen Luftkontakt transportiert werden. Die vorliegende Erfindung
ist allerdings nicht darauf beschränkt. Der Transport der Substrate 280 kann
trotzdem noch so ausgeführt werden,
wie es zum Beispiel in Verbindung mit 3A dargelegt
ist.
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5A-5B sind
Diagramme, die eine Druckänderung
innerhalb des Gehäuses 210 während eines
Entnahme-Transport-Neubeschickungs-Zyklus' des Trägers 200 von der Plattform 340 zeigen.
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Wenden
wir uns 5A zu. Pe stellt den Druck der
Umgebung dar, in der sich das Gehäuse 210 befindet;
P0 stellt einen niedrigen Druck dar; P1 stellt den ausgewählten Druck
innerhalb des Gehäuses 300 der
Einrichtungsschnittstelle dar; P2 stellt den gewünschten Mindestdruck innerhalb
des Gehäuses 210 dar;
und P3 stellt den gewünschten
Maximaldruck innerhalb des Gehäuses 210 dar.
Bei einigen Ausführungsformen
wird, wenn entweder der Druck des Gehäuses 310 oder des
Trägers 200 niedriger
ist als P0, davon ausgegangen, dass Gas zwischen der Umgebung und
dem Gehäuse 310 und/oder
dem Träger 200 entweicht.
Das Gehäuse 310 und/oder
der Träger 200 können somit überprüft werden,
bevor die Substrate 280 transportiert und befördert werden.
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Vor
T1 wird das Gehäuse 210 auf
der Plattform 340 abgesetzt und physisch mit dem Gehäuse 300 verbunden,
wobei die Tür 220 geöffnet oder
abgenommen ist und die Tür 325 geöffnet ist,
wie in 3B gezeigt. Weil die Räume innerhalb
der Gehäuse 210 und 300 miteinander
verbunden sind, ist der Druck innerhalb des Gehäuses 210 im Wesentlichen
gleich dem Druck innerhalb des Gehäuses 300, beispielsweise
P1. Nachdem ein oder mehrere Substrate 280 zu dem Träger 200 transportiert
wurden, wird zum Zeitpunkt T1 die Tür 220 an dem Träger 200 angebracht
oder über
dem Träger 200 geschlossen, um
das Gehäuse 210 zu
verschließen,
wie in 2A gezeigt. Der Träger 200 wird
von der Plattform 340 abgehoben und in der Zeit zwischen
den Zeitpunkten T1 und T2 zu einer ausgewählten Verarbeitungsvorrichtung
transportiert. Bei dieser Ausführungsform
ist der gewünschte
Mindestdruck P2 innerhalb des Gehäuses 210 höher als
der Umgebungsdruck Pe und der Druck P1, der innerhalb des Gehäuses 300 aufrechterhalten
wird. Um den Druck innerhalb des Gehäuses 210 auf den gewünschten
Mindestdruck P2 zu erhöhen,
wird das in 2A gezeigte Ventil 240 betätigt, um
das Gas des innerhalb der Kammer 230 gespeicherten Fluids 235 in
das Gehäuse 210 abzulassen,
um den Druck zu erhöhen.
Zum Zeitpunkt T2 wird – zum
Zweck der Ausführung
eines anschließenden
Prozesses – das
Gehäuse 210 auf
einer Plattform 340 einer Einrichtungsschnittstelle, die
zu einer zweiten Verarbeitungsvorrichtung gehört, neu beschickt, d. h. abgesetzt,
und die Tür 220 wird
ge abgenommen. Das Gehäuse 210 wird
physisch mit einem Gehäuse 300 verbunden,
wie in 3B gezeigt. 5A zeigt,
dass die Zeit zwischen T1 und T2 nicht lang genug war, als dass
der Druck innerhalb des Gehäuses 210 den
gewünschten
Mindestdruck P2 hätte erreichen
können.
Am Zeitpunkt T2 wird – weil
die Räume
innerhalb der Gehäuse 210 und 300 miteinander
verbunden sind und der Raum innerhalb des Gehäuses 300 wesentlich
größer ist
als der Raum innerhalb des Gehäuses 210 – der Druck
innerhalb des Gehäuses 210 gesenkt
und im Wesentlichen auf dem Niveau des Drucks P1 innerhalb des Gehäuses 300 gehalten.
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Die
Zeitachse von 5B zeigt den Betrieb des Trägers 200,
wenn ab dem Zeitpunkt T1 (wo der Träger 200 von einer
Einrichtungsschnittstelle entladen wird) genügend Zeit verstreicht, dass
der Druck innerhalb des Trägers 200 den
gewünschten
Mindestdruck P2 erreichen kann. Vom Zeitpunkt T1 bis zum Zeitpunkt
T4 werden die Substrate 280 innerhalb des Trägers 200 aufbewahrt
und/oder transportiert. Zum Zeitpunkt T3 erreicht der Druck den
gewünschten
Mindestdruck P2, und vom Zeitpunkt T3 bis zum Zeitpunkt T4 wird
der Druck mittels der Funktion der Ventile 240, 250, 263,
des Manometers 261 und/oder der Kammer 230 innerhalb
des gewünschten
Druckbereichs (P2 bis P3) gehalten. Zum Zeitpunkt T4 wird der Träger wieder
auf eine Plattform einer Einrichtungsschnittstelle geladen. Die
Tür 220 des
Trägers 200 wird
geöffnet
oder abgenommen, und der Träger 200 wird
mit einem Gehäuse 300 verbunden.
Zu diesem Zeitpunkt gleicht sich der Druck mit dem Druck P1 des
Gehäuses 300 aus.
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Bei
anderen Ausführungsformen
leitet das Ventil 240 nach dem Schließen der Tür 220 das Reduktionsgas
in den Träger 200.
Das Auslassventil 263, wie beispielsweise eine Feder, lässt das
Gas in dem Träger 200 in
die Umgebung ab, wenn der Druck innerhalb des Trägers 200 höher ist
als P2, ohne das Manometer 261 zu verwenden.
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Obgleich
die 5A-5B die Funktionsweise von Ausführungsformen
veranschaulichen, bei denen P1 kleiner ist als P2, ist bei einigen
Ausführungsformen
der gewünschte
Druck, der innerhalb des Gehäuses 210 aufrecht
zu halten ist, im Wesentlichen gleich dem Druck innerhalb des Gehäuses 310.
Bei anderen Ausführungsformen
ist der gewünschte
Druck, der innerhalb des Gehäuses 210 aufrechtzuhalten
ist, niedriger als der Druck innerhalb des Gehäuses 310, aber höher als
der Umgebungsdruck Pe.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen
beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt. Vielmehr sind die angehängten Ansprüche in weitem
Sinne so auszulegen, dass auch andere Varianten und Ausführungsformen
der Erfindung darin aufgenommen sind, die der einschlägig bewanderte
Fachmann vornehmen kann, ohne den Geltungsbereich der Erfindung
und den Erstreckungsbereich von Äquivalenten
der Erfindung zu verlassen.