CN101785094A

CN101785094A - 基板处理设备

Info

Publication number: CN101785094A
Application number: CN200880104374A
Authority: CN
Inventors: 佐藤贡; 金子重夫; 中山雅之
Original assignee: Canon Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2010-07-21
Also published as: US20100168909A1; WO2009028595A1; JPWO2009028595A1

Abstract

提供一种生产能力不会劣化的基板处理设备。设置基板传送机器手(Tr)、装载端口(A6A，B6B)和卸载端口(A7A，B7B)，并且由基板传送机器手使基板(5)在装载端口(A6A，B6B)、卸载端口(A7A，B7B)与基板传送室(3)之间往来传送。在传送基板(5)时，控制部(12)将装载端口(A6A，B6B)和卸载端口(A7A，B7B)中的相邻的装载端口和卸载端口识别为一对端口。控制部(12)控制基板传送机器手(Tr)，以将基板传送到该对端口以及从该对端口传送基板。

Description

基板处理设备

技术领域

本发明涉及一种半导体用基板处理设备等中的单晶圆(single-wafer)装载锁定型基板处理设备。

背景技术

传统地，专利文献1和2公开了单晶圆基板处理设备的构造示例。在这些专利文献所示的基板处理设备中，多个处理室经由闸式阀被连接到传送室的周围，所述传送室具有布置在其中的基板传送机器手(robot)，而用于将基板传送到传送室或者从传送室传送基板的两个装载锁定室分别经由闸式阀被连接到传送室的周围。装载锁定室是用于将基板逐个导入传送室或者从传送室逐个回收基板的室。在专利文献1和2所示的装载锁定室中，布置有能够收容多个基板的盒。这里，在每一次当一个基板被导入或回收时不破坏室的内部的真空的情况下，可以重复基板的输入/输出，直到盒的内部变空或变满。

专利文献1：日本特开2000-195920号公报

专利文献2：日本特开平08-46013号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，当如上所述构造基板处理设备时，由于需要确保能够收容多个基板的空间，因此，装载锁定室的容量被迫增大到一定程度。因此，如果一旦在更换盒时真空被破坏，则需要时间将装载锁定室真空排气到需要的压力，从而导致生产能力减小。因此，本发明的目的是提供一种可以通过高效的基板传送实现较高的生产能力的基板处理设备、基板制造方法和程序。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的基板处理设备是包括多个装载端口和多个卸载端口的单晶圆基板处理设备，其中，由基板传送机器手使基板在装载端口、卸载端口与基板传送室之间传送，该基板处理设备还包括控制部，在传送基板时，该控制部将各装载端口和各卸载端口中的相邻的装载端口和卸载端口识别为一对端口，并且该控制部控制基板传送机器手，以将基板传送到该对端口以及从该对端口传送基板。

发明的效果

根据本发明，可以通过高效的基板传送来实现高的生产能力。

附图说明

图1是本发明的基板处理设备的示意性俯视图。

图2是本发明的基板处理设备的控制方框图。

图3是本发明的实施方式中的晶圆流程图。

图4是本发明的实施方式中的流程图。

图5是作为用于说明自动装卸器(autoloader)侧的操作的晶圆流程图的图5A和图5B的合成图。

图5A是用于说明自动装卸器侧的操作的晶圆流程图的前半部分的图。

图5B是用于说明自动装卸器侧的操作的晶圆流程图的后半部分的图。

图6A是当基板传送机器手相对于装载端口导入基板或相对于卸载端口回收基板时的流程图。

图6B是当自动装卸器机器手相对于装载端口导入基板或相对于卸载端口回收基板时的流程图。

附图标记说明

3基板传送室

5基板

6装载端口

6A装载端口A

6B装载端口B

7卸载端口

7A卸载端口A

7B卸载端口B

A、B端口

P处理室

Tr基板传送机器手

具体实施方式

下面，将参照附图说明本发明的实施方式。

第一实施方式

图1是示出本实施方式的半导体用单晶圆基板处理设备中的基板传送设备的构造示例的示意图。

通过溅射为基板涂覆金属膜的本实施方式的半导体用基板处理设备是单晶圆装载锁定型。

在这种设备中，安装有中央包含基板传送机器手Tr的基板传送室3，并且在基板传送室3的周围安装通过溅射为基板涂覆金属膜的多个处理室P。注意，取决于将制造的装置而可以安装任意数量的处理室，此外，处理室的类型不受限制，诸如CVD沉积用处理室、溅射沉积用处理室、脱气用处理室、以及蚀刻用处理室等。基板传送机器手Tr包括能够移动到期望的三维位置的臂、以及能够保持基板的末端执行器(end effector)。从而，基板传送机器手Tr能够将基板逐个供给到各处理室P中以及从各处理室P逐个回收基板。

两个装载端口(port)A6A、B6B和两个卸载端口A7A、B7B被安装在基板传送室3的周围。注意，由于装载端口和卸载端口被上下(vertically)配置，因此，在图1中仅示出了它们中的一个。上下配置的装载端口A6A和卸载端口A7A构成一对端口(端口组)A，类似地，另一组相邻的装载端口B6B和卸载端口B 7B也构成一对端口(端口组)B。未处理的基板被安装在装载端口A6A和B6B中，已处理的基板被安装在卸载端口A7A和B7B中。各装载端口和各卸载端口是均包括如下构件的室：闸式阀2，其被设置成分别被气密地连接到自动装卸器9和基板传送室3；大气释放阀21，其用于将大气导入室的内部；以及真空排气泵22，其用于对室的内部真空排气和其它目的，其中，这些室分别适于独立地使能够进行真空排气和破坏真空。此外，卸载端口包括用于冷却基板的冷却机构，并且卸载端口能够冷却已处理的基板，而装载端口设置有用于加热基板的加热机构，并且装载端口能够在处理基板之前进行例如脱气。

此外，在端口A、B的前面配置多个盒台(cassette stage)11。盒10被安装在盒台11上。盒10是能够收容多个基板的容器，由自动装卸器机器手8传送盒10中的基板5。自动装卸器机器手8将盒10中的基板5传送到装载端口A6A、B6B，并且将卸载端口A7A、B7B中的基板5传送到盒10中。此时，自动装卸器机器手如图所示沿水平方向移动，并且到达分别与端口A和端口B对应的位置。注意，图1的自动装卸器机器手8能够沿着轨道在多个盒台11的前面移动，并且该自动装卸器机器手8也包括能够移动到期望的三维位置的臂和能够保持基板的末端执行器。从而，自动装卸器机器手8能够在各装载端口、各卸载端口与盒台之间往来传送基板。注意，自动装卸器机器手8的构造也不限于此，例如，自动装卸器机器手8的构造可以是由于臂的移动而能够从多个盒台11取出基板以及将基板收纳到多个盒台11中的构造。

图2是本实施方式的半导体用基板处理设备的控制方框图。

本实施方式的半导体用基板处理设备包括控制基板传送机器手Tr和自动装卸器机器手8的控制部12。也就是，控制部12是计算机。控制部12包括存储部13，在存储部13中，存储有用于执行稍后说明的图4的控制流的程序。此外，本实施方式的半导体用基板处理设备包括仅操作端口A和端口B中的任一端口的端口选择开关14。

接着，说明单晶圆装载锁定型基板处理设备中的基板传送方法的概要。注意，由于这里对基板传送进行基本的说明，因此，装载端口和卸载端口首先被说明为装载端口6或卸载端口7，而不区分装载端口A6A、B6B或者卸载端口A7A、B7B。

此外，图6中的流程图示出了在由基板传送机器手进行基板供给操作或基板回收操作以及由自动装卸器机器手进行基板供给操作或基板回收操作时装载端口6和卸载端口7的操作。

首先，将其中具有未处理的基板5的盒10载置在自动装卸器9的盒台11上，并且开始利用该设备的处理。控制部12控制自动装卸器机器手8，以将盒10中的未处理的基板5逐个传送到装载端口6中。

在完成未处理的基板5到装载端口6中的传送之后，关闭与装载端口6前面的自动装卸器9接合的闸式阀2(图6A：步骤S201)，并且由真空排气泵22对装载端口6进行真空排气(图6A：步骤S202)。在完成将装载端口6真空排气到预定压力(10^-3Pa的数量级)时，打开装载端口6和基板传送室3之间的闸式阀2(图6A：步骤S203)。在打开该闸式阀2之后，由基板传送机器手Tr取出装载端口6中的基板5(图6A：步骤S204)，然后，将基板5传送到基板传送室3中。

在完成传送时，关闭装载端口6和基板传送室3之间的闸式阀2，并且打开基板传送室3和下一步骤的处理室P之间的闸式阀2。在打开该闸式阀2之后，由基板传送机器手Tr将基板传送室3中的基板5传送到该处理室P。

在完成该传送时，关闭处理室P和基板传送室3之间的闸式阀2。在关闭该闸式阀2之后，开始处理室P的处理步骤。

在完成第一处理室P的处理时，由基板传送机器手Tr将该处理室P中的基板5传送到下一个处理室P中，在完成该传送时，执行该下一个处理室P中的处理。将对指定的处理室P执行相同的操作。

在完成所有处理室P的处理时，由基板传送机器手Tr将已处理的基板5传送到卸载端口7。在完成该传送时，关闭基板传送室3和卸载端口7之间的闸式阀2(图6B：S301)。在关闭该闸式阀2之后，打开大气释放阀21以将大气导入卸载端口7中，从而破坏卸载端口7的真空(图6B：S302)。

一旦卸载端口7的内部被填充大气，则打开卸载端口7前面的闸式阀2(图6B：S303)，并且由自动装卸器机器手8将卸载端口7中的基板5传送到盒10(图6B：S304)。

对随后的第二基板5重复相同的操作，并且连续进行指定数量的基板5的处理。

接着，将利用图3和图4说明本实施方式的半导体用基板处理设备中的基板传送方法的更具体的细节。图3是示意性示出本实施方式的半导体用基板处理设备中的基板传送处理的图。图4是用于说明本实施方式的半导体用基板处理设备中的基板传送处理的流程图。注意，在图3中，为了易于理解基板的配置，以并排配置的方式示出了上下配置的装载端口和卸载端口。

注意，为了易于说明，以按照供给顺序对基板编号的方式进行说明。也就是，首先从盒10取出的基板5被编号为1号，下一个基板被编号为2号。

下面，装载端口被说明为装载端口A6A、B6B，卸载端口被说明为卸载端口A7A、B7B。

这里，两个处理室P被表示为处理室P₁和处理室P₂。

首先，由自动装卸机器手8将盒10中的1号基板5传送到装载端口A6A(图3(a))。装载端口A6A的基板5被基板传送机器手Tr取出(图3(b)，步骤S1)并且随后被传送到处理室P₁(图3(c)，步骤S2)。此时，由自动装卸器机器手8将盒10中的2号基板5传送到装载端口B6B(图3(c))。虽然在图3中没有示出自动装卸器机器手8的左右移动，但是，自动装卸器机器手8通过在两侧的盒台11和两侧的端口组之间来回移动而传送基板。

接着，基板传送机器手Tr取出装载端口B6B的2号基板5(图3(d)，步骤S3)。

基板传送机器手Tr取出在处理室P₁中已经受处理的1号基板5，并且将2号基板5传送到处理室P₁(图3(e)，步骤S4)。此外，由自动装卸器机器手8将盒10中的3号基板5传送到装载端口A6A(图3(e))。

基板传送机器手Tr将1号基板5传送到处理室P₂(图3(f)，步骤S5)，并且取出装载端口A6A的3号基板5(图3(f)，步骤S6)。

接着，基板传送机器手Tr取出在处理室P₁中已经受处理的2号基板5，并且将3号基板5传送到处理室P₁(图3(g)，步骤S7)。此外，由自动装卸器机器手8将盒10中的4号基板5传送到装载端口B6B。

基板传送机器手Tr取出在处理室P₂中已经受处理的1号基板5，并且将2号基板5传送到处理室P₂(图3(h)，步骤S8)。

基板传送机器手Tr将在各处理室P₁、P₂中已经受处理的1号基板5传送到卸载端口B7B，并且还从装载端口B6B取出4号基板5(图3(i)，步骤S9)。

这里，作为将已处理的1号基板返回到卸载端口的方法，还设想将已处理的1号基板传送到1号基板被导入的端口A侧的卸载端口A7A。然而，在这种情况下，为了取出收纳在装载端口B6B中的4号基板5，将产生改变基板传送机器手Tr的方向的步骤。

相反地，在本实施方式的控制方法中，可以在同一步骤中执行已处理的基板5的传送和待处理的基板5的传送。在装载端口、卸载端口与基板传送室之间往来传送基板时，控制部12将相邻的装载端口和卸载端口识别为一对端口。也就是，在本实施方式的情况下，控制部12将相邻的装载端口B6B和卸载端口B7B识别为一对端口B。于是，已处理的基板5被传送到卸载端口B7B，并且从装载端口B6B取出未处理的基板5。由于装载端口B6B和卸载端口B7B彼此相邻，因此，在传送基板5时基板传送机器手Tr不需要改变其方向。因此，根据本实施方式的控制方法，可以在同一步骤中执行已处理的基板5的传送和未处理的基板5的传送。

此外，自动装卸器机器手8取出卸载端口B7B中的1号基板5(图3(i))。

接着，基板传送机器手Tr取出在处理室P₁中已经受处理的3号基板5，并且将4号基板5传送到处理室P₁(图3(j)，步骤S10)。此外，由自动装卸器机器手8将盒10中的5号基板5传送到装载端口A6A(图3(j))。

基板传送机器手Tr取出在处理室P₂中已经受处理的2号基板5，并且将3号基板5传送到处理室P₂(图3(k)，步骤S11)。

基板传送机器手Tr将在各处理室P₁、P₂中已经受处理的2号基板5传送到卸载端口A7A(图3(l)，步骤S12)。在这种情况下，控制部12将相邻的装载端口A6A和卸载端口A7A识别为一对端口A。于是，已处理的基板5被传送到卸载端口A7A，并且从装载端口A6A取出未处理的5号基板5。由于装载端口A6A和卸载端口A7A彼此相邻，因此，在传送基板5时基板传送机器手Tr不需要改变其方向。因此，可以在同一步骤中执行已处理的2号基板5的传送和未处理的5号基板5的传送。

此外，虽然自动装卸器机器手8取出卸载端口A7A中的2号基板5(图3(l))，但是，由于已处理的基板5和未处理的基板5被收纳在同一端口A中，因此，不需要移动自动装卸器机器手8。

在下文中，将重复相同的步骤。

如上所述，根据本实施方式的控制方法，由于即使处理室P的数量是奇数或偶数都不产生改变基板传送机器手Tr的方向的步骤，因此，生产能力将不会减小。

接着，说明端口选择开关14的功能。

控制部12将相邻的装载端口和卸载端口识别为一对端口。也就是，例如，当控制部12将相邻的装载端口A6A和卸载端口A7A识别为一对端口A时，本发明的基板处理设备可以仅利用端口A而不利用端口B来执行已处理的基板5的传送以及未处理的基板5的传送。

端口选择开关14可以选择端口A或端口B。因此，当端口选择开关14选择端口A时，仅利用端口A来处理基板。

因此，例如，当端口选择开关14选择端口A时，无需操作设备就能够执行未使用的端口B的维护。此外，根据本发明，当任意一个端口发生异常时，端口选择开关14选择正常操作的端口，从而无需停止设备就能够仅利用该正常的端口来连续地进行处理。于是，在此期间可以修理发生异常的端口。

如上所述，由于本发明的基板处理设备允许不停止设备就进行维护和异常修理，因此，可以提高设备的操作率。

第二实施方式

接着，具体说明与图3所示的晶圆流程图类似的晶圆流程图中的自动装卸器机器手8侧的基板供给和回收操作。图5详细示出了自动装卸器机器手8的操作。注意，省略了与图3中的部件相同的部件的说明。

如图5所示，自动装卸器机器手8将1号基板至4号基板交替地供给到装载端口A和B(图5(a)至图5(g))。通过以这种方式交替地供给，例如，当对一个装载端口进行真空排气以将基板供给到基板传送机器手Tr时并且随后在破坏该室的真空以收容从自动装卸器机器手8供给的基板之前，可以同时向另一个装载端口供给基板。因此，可以减少节拍时间(tact time)并且可以提高生产能力。

当完成1号基板至4号基板的供给时，1号基板被处理完并且随后被回收到卸载端口B7B(图5(i))，基板传送机器手Tr将已经被置于装载端口B的4号基板载置于空的末端执行器并且取出该基板。如上所述，这使得无需多余地转动臂就可以连续地执行基板回收操作和基板供给操作。

这里，虽然可以由自动装卸器机器手8回收已经回收到卸载端口B的基板，但是，需要对已经进行了真空排气的卸载端口B7B执行破坏真空。于是，在第二实施方式中，在这个阶段或者在这个阶段之前，即，在自动装卸器机器手8将4号基板供给到装载端口B6B之后，5号基板被供给到装载端口A6A(图5(j))。

接着，自动装卸器机器手8从基板盒取出6号基板(图5(k))，并且将该基板供给到装载端口B6B(图5(m))。随后，自动装卸器机器手8回收已经被回收到卸载端口B7B的1号基板。由此，也可以在自动装卸器9侧连续地执行基板回收操作和基板供给操作，从而可以省略多余的操作以提高生产能力。

其它的步骤与前面说明的步骤相同。自动装卸器机器手8在端口A、B之间交替地来回移动，从而可以执行基板回收操作和供给操作。

注意，本发明的应用不限于上述第一和第二实施方式，例如，可以为每个端口设置自动装卸器机器手8。然而，通过上述实施方式，可以以供给顺序或者以处理顺序回收基板，从而有利于基板的管理。

Claims

1.一种单晶圆基板处理设备，其包括：

基板传送室，所述基板传送室包括基板传送机器手；

处理室，所述处理室被连接到所述基板传送室，用于处理基板；

多个端口组，所述多个端口组被连接到所述基板传送室，并且所述多个端口组包括：装载端口，所述装载端口能够收容将被供给到所述基板传送机器手的未处理的基板；和卸载端口，所述卸载端口能够收容将被所述基板传送机器手回收的已处理的基板；以及

控制器，所述控制器从所述多个端口组中选择端口组，以利用所述基板传送机器手传送基板。

2.根据权利要求1所述的基板处理设备，所述基板处理设备还包括将未处理的基板供给到所述装载端口以及从所述卸载端口回收已处理的基板的自动装卸器。

3.根据权利要求2所述的基板处理设备，其特征在于，所述自动装卸器在所述装载端口和所述卸载端口之间逐个传送基板。

4.根据权利要求2所述的基板处理设备，其特征在于，所述自动装卸器被设置成为所述多个端口组共用。

5.根据权利要求1所述的基板处理设备，其特征在于，所述控制器对于每个从装载端口供给基板的定时选择端口组，使得从与上次使用的端口组不同的端口组的装载端口供给基板，所述控制器同时使上次已经供给基板的装载端口准备供给基板。

6.根据权利要求5所述的基板处理设备，其特征在于，当连续地进行将基板回收到卸载端口以及从装载端口供给基板时，所述控制器选择端口组，使得从同一端口组连续地执行回收和供给。

7.根据权利要求1所述的基板处理设备，其特征在于，所述装载端口和所述卸载端口分别包括独立控制的排气装置。

8.根据权利要求1所述的基板处理设备，其特征在于，构成端口组的装载端口和卸载端口被配置成彼此相邻。