CN102064124A - 半导体被处理基板的真空处理系统及半导体被处理基板的真空处理方法 - Google Patents

半导体被处理基板的真空处理系统及半导体被处理基板的真空处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种使真空输送室所具备的真空处理室的配置最适化，单位设置面积的被处理物的生产能力高的装置。本发明提供半导体被处理基板的真空处理系统及使用该系统的半导体被处理基板的真空处理方法，该系统具备：大气输送室，其前面侧配置多个盒台，输送在设置于所述多个盒台内的一个上的盒内所收容的晶片；锁定室，其配置于该大气输送室的后方，在内部收容从该大气输送室输送的所述晶片；第一真空输送室，其连结于该锁定室的后方，从该锁定室输送所述晶片，在该第一真空输送室不连结用于处理输送到该第一真空输送室内的晶片的真空处理室，而连结多个输送中间室，进而在该多个输送中间室连结后段的真空输送室，收容于所述盒的晶片，为了从该盒经由所述锁定室输送至所述第一真空输送室且在后段的各真空处理室内进行处理，经由与所述第一真空输送室连结的所述多个输送中间室的任一个向后段的各多个真空输送室输送，输送到所述第一真空输送室以外的后段的多个真空输送室的各个晶片，被输送到与该多个真空输送室分别连结的各真空处理室并进行处理。

Description

半导体被处理基板的真空处理系统及半导体被处理基板的真空处理方法
技术领域
本发明涉及在半导体处理装置的真空处理室和真空输送室等之间，具备半导体被处理基板(以下，包括半导体晶片及基板状的试料等，简单称为“晶片”)的输送机构的真空处理系统的构成，及应用该系统的真空处理方法。尤其是涉及经由多个真空输送室内的输送机构串联配置多个真空处理室的真空处理系统的构成及真空处理方法。 
背景技术
在如上所述的装置尤其是在减压的装置内，对处理对象进行处理的装置中，寻求处理的微细化、高精度化，并且，寻求处理对象即被处理基板的处理效率的提高。为此，近年来，正在进行开发在一个装置中具备多个真空处理室的多腔装置，提高清洁室的单位设置面积的生产性效率。 
在具备这种多个真空处理室或腔来进行处理的装置中，各个真空处理室或腔，与可减压地调节内部的气体或其压力，且具备用于输送基板的机器人臂等的真空输送室(输送腔)连接。 
这样构成时，真空处理装置整体的大小由真空输送室及真空处理室的大小、数量及配置决定。真空输送室的构成由相邻的真空输送室或真空处理室的连接数量、内部的输送机器人的回转半径，晶片尺寸等决定。另外，真空处理室由晶片尺寸、排气效率、用于晶片处理的必要的设备的配置决定。另外，真空输送室及真空处理室的配置也根据生产需要的处理室的数量及维护性来决定。 
基于上述，在专利文献1中记载了在真空下的半导体处理系统中，与处理加工中的制品的方法及系统相关，为了横断线形处理系统，从臂向臂处理材料的方法及系统。在该专利文献1中，提供一种真空处 理系统，将存在对能够回避线形工具的问题，同时能够克服成束工具固有的限制的半导体制造装置的必要性的情况作为课题，在小的设置面积移动晶片。 
专利文献1：(日本)特表2007-511104号公报 
但是，在如上所述的现有技术中，重点放在了输送晶片时的方法及系统构成上，对如下的几点考虑不足。 
即，在构成真空处理系统的各单元的数量和配置中，对作为主要的单元的处理对象的晶片进行处理的处理室及用于真空输送的真空输送室和真空处理室的配置关系，没有进行对生产性的效率成为最适的配置关系的考虑，结果，单位设置面积的生产性没有被最适化。 
在像这样没有充分考虑单位设置面积的生产性的现有技术中，损失了构成真空处理系统的装置的单位设置面积的晶片的处理能力。 
发明内容
于是，本发明的目的在于提供一种单位设置面积的生产性高的半导体被处理基板的真空处理系统及半导体被处理基板的真空处理方法。 
为解决上述课题，本发明的半导体被处理基板的真空处理系统，其特征在于，具备：大气输送室，其前面侧配置多个盒台，输送在设置于所述多个盒台内的一个上的盒内收容的晶片；锁定室，其配置于该大气输送室的后方，在内部收容从该大气输送室输送的所述晶片；第一真空输送室，其连结于该锁定室的后方，从该锁定室输送所述晶片， 
在该第一真空输送室不连结用于处理输送到该第一真空输送室内的晶片的真空处理室，而连结有多个输送中间室，进而在该多个输送中间室连结有后段的真空输送室， 
收容于所述盒中的晶片，为了从该盒经由所述锁定室输送至所述第一真空输送室且在后段的各真空处理室内进行处理，而经由与所述第一真空输送室连结的所述多个输送中间室的任一个向后段的各多个真空输送室输送，输送到所述第一真空输送室以外的后段的多个真空 输送室的各个晶片被输送到与该多个真空输送室分别连结的各真空处理室并进行处理。 
另外，本发明的半导体被处理基板的真空处理系统，其特征在于，在所述后段的多个真空输送室各个上仅连结有单一的所述真空处理室。 
另外，本发明的半导体被处理基板的真空处理系统，其特征在于，在所述第一及所述后段的多个真空输送室各自的内部配置有输送机器人，该输送机器人是由多个作为关节的梁部件绕各轴可独立地运动的多个臂构成的输送机器人。 
本发明的半导体被处理基板的真空处理方法，其使用半导体被处理基板的真空处理系统对半导体被处理基板进行处理，所述半导体被处理基板的真空处理系统具备：大气输送室，其前面侧配置多个盒台，输送在设置于所述多个盒台内的一个上的盒内收容的晶片；锁定室，其配置于该大气输送室的后方，在内部收容从该大气输送室输送的所述晶片；第一真空输送室，其连结于该锁定室的后方，从该锁定室输送所述晶片， 
在该第一真空输送室不连结用于处理输送到该第一真空输送室内的晶片的真空处理室，而连结有多个输送中间室，进而在该多个输送中间室连结有后段的真空输送室，其特征在于， 
收容于所述盒的晶片从该盒被输送至所述锁定室，在输送至该锁定室的晶片被输送到所述第一真空输送室后，以在后段的各真空处理室内进行处理的方式，经由与所述第一真空输送室的后段连结的所述多个输送中间室的任一个，输送到配置于后段的各多个真空输送室输送，将输送到这些多个真空输送室的各个晶片输送到与该多个真空输送室分别连结的各真空处理室并进行处理。 
发明效果 
根据本发明，能够提供一种单位设置面积的生产性高的半导体被处理基板的真空处理系统及半导体被处理基板的真空处理方法。 
另外，能够提供一种能够实现低异物且抑制交叉污染的半导体被 处理基板的真空处理系统及半导体被处理基板的真空处理方法。 
附图说明
图1是说明本发明的第一实施方式的含有真空处理装置的真空处理系统的整体构成的概略图； 
图2A是图1所示说明了的本发明的实施方式的真空输送室的放大图，是缩回了机器人臂的状态； 
图2B是图1所示说明了的本发明的实施方式的真空输送室的放大图，是伸出了机器人臂的状态； 
图3是说明本发明的其他实施方式的包括真空处理装置的真空处理系统的整体构成的概略图。 
符号说明： 
100、真空处理系统 
101、大气侧模块 
102、真空侧模块 
103、真空处理室 
104、第一真空输送室 
105、锁定室 
106、筐体 
107、盒台 
108、真空输送机器人 
109、大气输送机器人 
110、第二真空输送室 
111、115、116、117、真空输送中间室 
112、第三真空输送室 
113、第四真空输送室 
114、第五真空输送室 
120、阀 
201、第一臂 
202、第二臂 
301、第二大气输送机器人 
具体实施方式
下面，根据附图详细地说明本发明的半导体被处理基板的真空处理系统及真空处理方法的实施方式。 
图1说明本发明的第一实施方式的含有多个真空处理室103、103、103、103的真空处理系统的整体构成的概略。 
图1所示的本发明的第一实施方式的含有四个真空处理室103、103、103、103的真空处理系统100，大致划分由大气侧模块101和真空侧模块102构成。大气侧模块101是在大气压下对被处理物即半导体晶片等进行输送、收容定位等的部分，真空侧模块102是在从大气压减压的压力下输送晶片，在预定的真空处理室103内进行处理的模块。而且，在进行上述的输送或处理的真空侧模块102和大气侧模块101之间具备锁定室105，该锁定室105作为在内部具有晶片的状态下，使压力在大气压和真空压之间上下浮动的部分。 
在本发明的真空处理系统100的第一实施例中，表示具备四个真空处理室103，在真空侧模块102的输送时间比大气侧模块101的输送时间长的状态下，单位设置面积的生产性高的系统构成的实施例。另外，本实施例是在真空处理室103中处理晶片的时间或在晶片滞留于真空处理室103内的时间比晶片输送需要的时间短的情况的例。由此，作为整体的处理时间可通过输送来衡量测定，将该状态称为输送控速。 
大气侧模块101具有在内部具备大气输送机器人109的大致长方体形状的筐体106，在该筐体106的前面侧具备多个盒台107、107、107。收容有处理用的晶片或真空处理室103的清洁用的作为被处理物的晶片的盒，被载放作为多个盒台107、107、107。 
在真空侧模块102，与大气侧模块101连接设置有一个锁定室105。该锁定室105配置于真空侧模块102的第一真空输送室104和大气侧模块101之间，在内部具有在大气侧和真空侧之间互换的晶片的状态下，使内部的压力在大气压和真空压之间变化而输送晶片。另外，在 锁定室105中，具备上下能够重叠载放两片以上晶片的工作台。第一真空搬送室104的平面形状是大致矩形形状，内部被减压且向其内部输送晶片。 
在该第一真空输送室104，在未连接锁定室105的三面连接有在与第二、第三及第四真空输送室110、112、113之间进行晶片的互换的真空输送中间室111、115、116。即，在真空输送中间室111的一方连接有第一真空输送室104，在另一方连接有第二真空输送室110。第二真空输送室110也是平面形状为大致矩形形状，在一边连接有一个真空处理室103。另外，在真空输送中间室115连接有第三真空输送室112，在一边连接有一个真空处理室103，在另一边还连接有用于与第五真空输送室103连接的真空输送中间室117。同样，在第一真空输送室104的另一边，连接有用于和第四真空输送室113连接的真空输送中间室116，在该第四真空输送室113上连接有一个真空处理室103。另外，在真空输送中间室117之前，连接有第五真空输送室114，且具备真空处理室103。 
在本实施例中，各真空输送室的平面形状制成大致矩形形状，但是，也可以是三角形以上的多角形状，也可以呈球面状。各真空输送中间室与锁定室105同样，具备上下能够重叠载放2枚以上晶片的工作台。这样构成的真空侧模块102为整体被减压且可维持高真空度的压力的容器。 
第一真空输送室104及第二真空输送室110、第三真空输送室112、第四真空输送室113、第五真空输送室114其内部制成输送室。在搬送室内，在真空下在锁定室105和真空处理室103或真空输送中间室111之间，输送晶片的真空输送机器人108被配置于其中央。第一真空输送室104内的真空输送机器人108，在其两根臂上分别载放有晶片，在与锁定室105或真空输送中间室111、115、116的任意一个室之间进行晶片的搬入、搬出。第二真空输送室110内的真空输送机器人108在其两根臂上分别载放晶片，在与真空处理室103或真空输送中间室111之间进行晶片的搬入、搬出。而且，其它的真空输送室内 的真空输送机器人也同样。这时，在各真空处理室103、锁定室105及真空输送中间室111、115、116、117和各真空输送室104、110、112、113、114之间，分别设置有通过可气密地闭塞、开放的阀120、120、120…连通的通路，这些通路通过阀120进行开闭。 
下面，说明通过上述构成的真空处理系统100对晶片进行处理时的晶片的真空处理方法的晶片输送过程的概要。 
在多个盒台107、107、107的任一个上载放的盒内收容的多个半导体晶片等，在调节真空处理系统100的动作的控制装置(未图示)的判断下，或接受来自设置有真空处理系统100的制造线的控制装置等(未图示)的指令，开始其处理。首先，接受来自控制装置的指令的大气输送机器人109从盒中取出盒内的特定的晶片，将取出了的晶片输送到锁定室105。 
输送并存储晶片的锁定室105在收容有输送的晶片的状态下，闭塞阀120而被密封，减压到规定的压力。在锁定室105内能够收容2枚以上的多枚晶片。之后，开放与第一真空输送室104面对侧的阀120，连通锁定室105和第一真空输送室104的输送室，真空输送机器人108使其臂向锁定室105内伸展，将锁定室105内的晶片输送到第一真空输送室104侧。在第一真空输送室104内能够收容2枚以上的多枚晶片。真空输送机器人108将其臂上载放的晶片从盒内取出时，搬入预定的真空输送中间室111、115、116中的任一个。 
在本实施例中，各阀120选择地开闭一个。即，当晶片被输送到真空输送中间室111内时，将在真空输送中间室111和第一真空输送室104及第二真空输送室110之间开闭的阀120、120关闭，真空输送中间室111被密封。之后，将在真空输送中间室111和第二真空输送室110之间的开闭的阀120打开，使第二真空输送室110具备的真空输送机器人108伸展，将晶片输送到第二真空输送室110。接着，真空输送机器人108将在其臂上载放的晶片，在关闭在第二真空输送室110和真空输送中间室111之间开闭的阀120之后，将在真空处理室103和第二真空输送室110之间开闭的阀120打开，将晶片输送到真 空处理室103。各晶片在从盒取出时，应该预先规定在哪一个真空处理室103中进行处理。另外，输送到真空输送中间室115的晶片与上述同样，通过第三真空输送室112具备的真空输送机器人108向真空处理室103或第五真空输送室114输送，再输送到后段的真空处理室103。另外，输送到真空输送中间室116的晶片与上述同样，通过第四真空输送室113具备的真空输送机器人108输送到真空处理室103。 
晶片被输送到各真空处理室103之后，将在各真空处理室103和各个真空输送室110、112、113、114之间开闭的阀120关闭，各真空处理室103被密封。之后，向各真空处理室103内导入处理用的气体，真空处理室103内到达规定的压力后，对晶片进行处理。 
当检测为在任一个真空处理室103中，晶片的处理都结束了时，将在与各个真空处理室103连接的第二真空输送室110、第三真空输送室112、第四真空输送室113、第五真空输送室114的各真空输送室之间开闭的阀120打开，真空输送机器人108将处理完毕的晶片，沿着将该晶片搬入真空处理室103内的路径的相反方向，朝向锁定室105搬出。当晶片被输送到锁定室105时，关闭对连通该锁定室105和第一真空输送室104的输送室的通路进行开闭的阀120，第一真空输送室104的输送室被密封，锁定室105内的压力上升到大气压。 
之后，开放筐体106内侧的阀120，锁定室105的内部和筐体106的内部连通，成为大气压的状态，大气输送机器人109将晶片从锁定室105输送到原来的盒，返回到盒内原来的位置。 
图2A、2B是图1所示说明了的第一真空输送室104的放大图。真空搬送机器人108具备用于输送晶片的第一臂201及第二臂202。在本实施例中臂为两个，但是，也可以是三个或四个的多个。 
各个臂201、202具有经由关节连结多个梁部件的两端的结构。各臂201、202具备通过在多个梁部件的两端可转动地进行轴支承，各臂201、202围绕各个根侧端部的轴，可独立地进行旋转运动、上下方向及水平方向的伸缩运动的构成。通过该构成，可独立地控制多个晶片的搬入、搬出，通过在多个输送点并列地访问，或者同时搬入、搬出 两枚晶片，能够提高输送处理能力。 
图2A表示在第一真空输送室104内各臂201、202能够从各个场所输送晶片的状态。图2B表示使第一臂201向真空输送中间室111输送晶片，并列地使第二臂202向锁定室105输送的状态。对于输送的时机，各个臂也可以不是同时，而是可分别独立地进行控制。 
通过如上述构成的真空处理系统100，单位设置面积的晶片的处理效率提高。这是因为以下的理由。在上述输送控速的情况下，在比较向真空处理室103输送晶片的时间(在真空输送机器人108保持晶片的状态下，从在真空处理室103之前待机的状态到向真空处理室103内输送晶片结束关闭阀120的时间)和向真空输送中间室111输送晶片的时间(在真空输送机器人108保持晶片的状态下，从在输送中间室111之前待机的状态到向输送中间室111输送晶片结束关闭阀120的时间)时，向真空输送中间室111的输送时间短。因此，本实施例构成为，具备一个真空处理室103也没连接的第一真空输送室104，在其它的真空输送室分别一个一个地连接真空处理室103，由此，抑制第一真空输送室104的输送时间成为真空处理系统100整体的输送时间的瓶颈，防止损害真空处理系统100的处理效率。由此，在本实施例中，单位设置面积的晶片的处理效率提高。 
另外，在该第一实施例中，设计为经由排他地开闭的阀120、120、120…连通真空处理室103和真空输送室104、110、112、113、114或锁定室105(或真空输送中间室111、115、116、117)和真空输送室104、110、112、113、114的结构，因此，对异物或交叉污染的抑制有效。 
图3是说明本发明的第2实施方式的含有多个真空处理室的真空处理系统的整体构成的概略图。在该第二实施例中，串联配置多个真空处理室103、103、103、103，在其中央设置有锁定室105。因此，与图1所示的第一实施例不同，除大气侧模块101的大气输送机器人109之外，在相对于大气输送机器人109的垂直方向连接有第二大气输送机器人301。第二大气输送机器人301的相对端部连接有在大气 侧模块101和真空侧模块102进行晶片传送的锁定室105。大气侧模块101为经由锁定室105与真空侧模块102连结的状态。晶片通过第一真空输送室104具备的真空输送机器人108，从锁定室105输送到第一真空输送室104内。另外，通过控制装置(未图示)控制晶片的输送点，向与第一真空输送室104邻接的真空输送中间室111或真空输送中间室115的预先规定的任一方向输送。输送到真空输送中间室111的晶片，通过第二真空输送室110所具备的真空输送机器人108向第二真空输送室110内输送。之后，通过真空输送机器人108输送到与第二真空输送室110连接的真空处理室103或真空输送中间室116。另外，输送到真空输送中间室116的晶片被输送到真空处理室103，实施处理。同样地，输送到真空输送中间室115的晶片也依次被输送到与第三真空输送室112及第五真空输送室114连接的真空处理室103，实施处理。 
当检测出晶片的处理结束了时，开放在各真空处理室103同与之连接的第二真空输送室110、第三真空输送室112、第四真空输送室113、第五真空输送室114的各输送室之间开闭的阀120，真空输送机器人108将处理完毕的晶片沿着与将该晶片搬入各真空处理室103内的情况相反的路径，朝向锁定室105搬出。当晶片被输送到锁定室105时，关闭对连通该锁定室105和第一真空输送室104的输送室的通路进行开闭的阀120，第一真空输送室104被密封，锁定室105内的压力上升到大气压。 
之后，筐体106内侧的阀120开放，锁定室105的内部和筐体106的内部被连通，从第二大气输送机器人301向大气输送机器人109交付晶片，大气输送机器人109向原来的盒输送晶片，返回盒内的原来的位置。 
如上所述，在本发明中，无论在第一实施例中还是在第二实施例中，与锁定室105连结的第一真空输送室104都未连结真空处理室，在该第一真空输送室104的后段，在经由真空输送中间室111、115、116、117连结的各真空输送室110、112、113、114中分别设置一个真 空处理室103，输送控速也以第1真空输送室104不成为晶片输送的瓶颈的方式构成，进行控制。 
通过如上所述构成的真空处理系统，可提高单位设置面积的晶片的处理效率。这与图1所示的第一实施例的理由同样。 
另外，在本实施例中，成为经由排他地开闭的阀120连通真空处理室和真空输送室或锁定室105(或真空输送中间室)和真空输送室的结构，因此，对异物或交叉污染的抑制有效。 

Claims (4)

1.一种半导体被处理基板的真空处理系统，其特征在于，具备：大气输送室，其前面侧配置多个盒台，输送在设置于所述多个盒台内的一个上的盒内收容的晶片；锁定室，其配置于该大气输送室的后方，在内部收容从该大气输送室输送的所述晶片；第一真空输送室，其连结于该锁定室的后方，从该锁定室输送所述晶片，
在该第一真空输送室不连结用于处理输送到该第一真空输送室内的晶片的真空处理室，而连结有多个输送中间室，进而在该多个输送中间室连结有后段的真空输送室，
收容于所述盒中的晶片，为了从该盒经由所述锁定室输送至所述第一真空输送室且在后段的各真空处理室内进行处理，而经由与所述第一真空输送室连结的所述多个输送中间室的任一个被输送到后段的各多个真空输送室，输送到所述第一真空输送室以外的后段的多个真空输送室的各个晶片被输送到与该多个真空输送室分别连结的各真空处理室并进行处理。
2.如权利要求1所述的半导体被处理基板的真空处理系统，其特征在于，在所述后段的多个真空输送室各个上，仅连结有单一的所述真空处理室。
3.如权利要求1所述的半导体被处理基板的真空处理系统，其特征在于，在所述第一及所述后段的多个真空输送室各自的内部配置有输送机器人，该输送机器人是由多个作为关节的梁部件绕各轴可独立地运动的多个臂构成的输送机器人。
4.一种半导体被处理基板的真空处理方法，其使用半导体被处理基板的真空处理系统对半导体被处理基板进行处理，所述半导体被处理基板的真空处理系统具备：大气输送室，其前面侧配置多个盒台，输送在设置于所述多个盒台内的一个上的盒内收容的晶片；锁定室，其配置于该大气输送室的后方，在内部收容从该大气输送室输送的所述晶片；第一真空输送室，其连结于该锁定室的后方，从该锁定室输送所述晶片，
在该第一真空输送室不连结用于处理输送到该第一真空输送室内的晶片的真空处理室，而连结有多个输送中间室，进而在该多个输送中间室连结有后段的真空输送室，其特征在于，
收容于所述盒的晶片从该盒被输送至所述锁定室，在输送至该锁定室的晶片被输送到所述第一真空输送室后，以在后段的各真空处理室内进行处理的方式，经由与所述第一真空输送室的后段连结的所述多个输送中间室的任一个，输送到配置于后段的各多个真空输送室，将输送到这些多个真空输送室的各个晶片输送到与该多个真空输送室分别连结的各真空处理室并进行处理。
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