JP2001244205A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】枚葉式半導体製造装置の製作の際、レベル調整
個所を削減することにより、組立工数を低減し、シール
面を削減することによりシールの信頼性を向上する。 【解決手段】カセットチャンバのウェーハをトランスフ
ァチャンバのウェーハ搬送用ロボットによりプロセスチ
ャンバに搬送し、前記ウェーハをプロセス処理する半導
体製造装置１に於いて、チャンバ本体２８の内部がカセ
ットチャンバ部３５、トランスファチャンバ部３４及び
プロセスチャンバ部３６に仕切られ、同一チャンバ本体
に前記カセットチャンバ部、トランスファチャンバ部、
プロセスチャンバ部が形成された。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシリコンウェーハ等
の基板から半導体素子を製造する半導体製造装置に関
し、特に枚葉式の半導体製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置はウェーハの表面に薄膜
を成膜し、燐、硼素等の不純物拡散を行い、或はエッチ
ング等をして半導体素子を製造するものである。

【０００３】前記半導体製造装置には一度に数十枚〜百
数十枚の前記ウェーハを処理するバッチ式と複数枚の前
記ウェーハを処理する枚葉式とがある。

【０００４】従来の枚葉式半導体製造装置を図４〜図６
に於いて説明する。

【０００５】枚葉式半導体製造装置１は複数（本従来例
では２個）のカセットチャンバ２、トランスファチャン
バ３及び複数（本従来例では２個）のプロセスチャンバ
４を有している。

【０００６】前記トランスファチャンバ３は扁平６角柱
状であり、該トランスファチャンバ３の内部はウェーハ
搬送空間５となっている。前記トランスファチャンバ３
は底板６を有し、該底板６の中央部にアーム用孔７が穿
設され、該アーム用孔７を貫通しウェーハ搬送用ロボッ
ト８が気密に取付けられ、該ウェーハ搬送用ロボット８
はウェーハ搬送用アーム９を有し、該ウェーハ搬送用ア
ーム９は前記ウェーハ搬送空間５の内部で昇降し且つ水
平面内を進退及び回転する様になっている。

【０００７】前記トランスファチャンバ３のカセット側
外側面１１，１１にカセット側開口部１２，１２が穿設
され、該カセット側開口部１２に近接して前記底板６に
カセット側ゲートバルブ貫通孔１３，１３が穿設されて
いる。該カセット側ゲートバルブ貫通孔１３を貫通して
カセット側ゲートバルブ１４が気密に取付けられ、該カ
セット側ゲートバルブ１４により前記カセット側開口部
１２が気密に開閉し得る様になっている。

【０００８】前記カセット側外側面１１に前記カセット
チャンバ２が取付けられている。該カセットチャンバ２
は６面体の気密な箱体であり、該カセットチャンバ２は
図示しないカセットが収納できる高さとなっており、前
記カセットチャンバ２の一側面にカセット側ウェーハ搬
出入孔１５が穿設され、該カセット側ウェーハ搬出入孔
１５と前記カセット側開口部１２とが気密に連通する。

【０００９】前記カセットチャンバ２の底部にカセット
エレベータ用孔１６が穿設され、該カセットエレベータ
用孔１６を貫通してカセットエレベータ（図示せず）が
気密に設けられ、該カセットエレベータによりカセット
が間欠的に昇降される様になっている。カセットはカセ
ットエレベータにロード・アンロードされ、ロードされ
たカセットの内部にはウェーハ１７が水平姿勢で多段に
装填される様になっており、該ウェーハ１７の水平面と
前記ウェーハ搬送用アーム９の作動する水平面とのレベ
ルが一致する様前記カセットチャンバ２の位置調整が為
されている。

【００１０】前記カセット側外側面１１，１１と対称位
置にあるプロセス側外側面１８，１８にプロセス側開口
部１９，１９が穿設され、該プロセス側開口部１９に近
接して前記底板６にプロセス側ゲートバルブ貫通孔２
１，２１が穿設され、該プロセス側ゲートバルブ貫通孔
２１を貫通してプロセス側ゲートバルブ２２が気密に取
付けられ、該プロセス側ゲートバルブ２２により前記プ
ロセス側開口部１９が気密に開閉される様になってい
る。

【００１１】前記プロセス側外側面１８に前記プロセス
チャンバ４が気密に取付けられている。該プロセスチャ
ンバ４は６面体の気密な箱体であり、前記プロセスチャ
ンバ４は前記トランスファチャンバ３と同等の高さを有
し、前記プロセスチャンバ４の一側面にプロセス側ウェ
ーハ搬入出孔２３が穿設され、該プロセス側ウェーハ搬
入出孔２３と前記プロセス側開口部１９とが連通されて
いる。

【００１２】前記プロセスチャンバ４の天井板２４に孔
２５が穿設され、前記プロセスチャンバ４の底板２６に
孔２７が穿設され、前記孔２５にはプロセス処理槽に必
要な上部電極（図示せず）等が気密に取付けられ、前記
孔２７には下部電極、サセプタ（図示せず）が気密に取
付けられ、前記プロセスチャンバ４の内部に図示しない
プロセス処理槽が形成され、前記プロセス処理槽はサセ
プタ上で前記ウェーハ１７を真空下に加熱しプラズマを
発生することで所要のプロセス処理をする様になってい
る。

【００１３】前記サセプタ（図示せず）上のウェーハ１
７は水平姿勢となっており、該ウェーハ１７の水平面と
前記ウェーハ搬送用アーム９の作動する水平面とのレベ
ルが一致する様前記プロセスチャンバ４の位置調整が為
されている。

【００１４】カセット側ゲートバルブ１４及びプロセス
側ゲートバルブ２２が閉の状態に於いて、カセット（図
示せず）がカセット搬送孔（図示せず）を通してカセッ
トチャンバ２に搬入され、真空引された後、前記カセッ
ト側ゲートバルブ１４、前記プロセス側ゲートバルブ２
２が開となり、前記カセットの内部のウェーハ１７がウ
ェーハ搬送用アーム９の進退動作及び回転動作により前
記トランスファチャンバ３の内部に水平搬送され、更に
前記ウェーハ１７が前記ウェーハ搬送用アーム９の進退
動作及び回転動作により前記プロセスチャンバ４内部に
水平搬送され、前記ウェーハ１７が図示しないプロセス
処理槽のサセプタ上に載置される。

【００１５】前記ウェーハ搬送用アーム９の退出後、前
記プロセス側ゲートバルブ２２が閉となり、前記プロセ
ス処理槽により前記ウェーハ１７が真空下に加熱され、
反応ガスが導入され、プラズマが発生され、前記ウェー
ハ１７に所要のプロセス処理が成される。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】前記枚葉式半導体製造
装置１は前記カセットチャンバ２、トランスファチャン
バ３及びプロセスチャンバ４の３種類の構成部品が合計
５個合体される為、個々の構成部品でレベル調整をしな
ければならない。

【００１７】前記トランスファチャンバ３に前記カセッ
トチャンバ２を取付ける際にも相互間のレベル調整が必
要であり、且つ前記トランスファチャンバ３に前記プロ
セスチャンバ４を取付ける際にも相互間のレベル調整が
必要である。

【００１８】従って、個々の構成部品のレベル調整と相
互間のレベル調整の為、調整個所が多く製作及び組立に
手間と時間が掛っている。

【００１９】又、前述の様に構成部品数が多い為、シー
ル個所が多く、シール面の不良等でリークする虞れがあ
り、且つ加工部分が多く、製作コストが高価になってい
る。

【００２０】本発明は斯かる実情に鑑み、レベル調整個
所を削減することにより、組立工数を低減し、シール面
を削減することによりシールの信頼性を向上しようとす
るものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、カセットチャ
ンバのウェーハをトランスファチャンバのウェーハ搬送
用ロボットによりプロセスチャンバに搬送し、前記ウェ
ーハをプロセス処理する半導体製造装置に於いて、チャ
ンバ本体の内部がカセットチャンバ部、トランスファチ
ャンバ部及びプロセスチャンバ部に仕切られ、同一のチ
ャンバ本体に前記カセットチャンバ部、トランスファチ
ャンバ部、プロセスチャンバ部が形成された半導体製造
装置に係るものである。

【００２２】チャンバ本体の内部が仕切られ、カセット
チャンバ部、トランスファチャンバ部及びプロセスチャ
ンバ部が形成されているので、装置組立の際レベル調整
個所が削減され、組立工数が低減される。又シール面が
少なくなるので、シール面から気密性が低下する虞れが
なく、シール性が向上する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。

【００２４】尚、図１〜図３中、図４〜図６中と同等の
ものには同符号を付してある。

【００２５】一体型チャンバ本体２８は底板２９、側板
３０、カセット側側板３１、天井板３３を有し、前記一
体型チャンバ本体２８は扁平で且つ長方の箱体であり、
前記一体型チャンバ本体２８の中央部にトランスファチ
ャンバ部３４が設けられ、前記一体型チャンバ本体２８
の４つのコーナー部に２個のカセットチャンバ部３５及
び２個のプロセスチャンバ部３６が設けられている。前
記カセットチャンバ部３５と前記プロセスチャンバ部３
６とは前記一体型チャンバ本体２８の長手方向両端部に
位置している。

【００２６】前記トランスファチャンバ部３４と前記カ
セットチャンバ部３５との間にカセット側仕切板３７が
気密に設けられている。該カセット側仕切板３７は前記
底板２９、前記側板３０，３０及び前記天井板３３に気
密に固着され、前記カセット側仕切板３７は長手方向中
央部で前記カセット側側板３１方向にくの字状に折り曲
げられている。

【００２７】該屈曲部と前記カセット側側板３１との間
に図示しないカセット部間仕切板が設けられ、該カセッ
ト部間仕切板は前記底板２９、前記カセット側側板３１
及び前記天井板３３に固着され、前記カセット部間仕切
板により前記カセットチャンバ部３５，３５の間が気密
に仕切られている。

【００２８】前記カセット側仕切板３７にカセット側ウ
ェーハ搬出入孔３８が穿設され、該カセット側ウェーハ
搬出入孔３８に近接して前記トランスファチャンバ部３
４近傍の前記底板２９にカセット側ゲートバルブ貫通孔
１３が穿設され、該カセット側ゲートバルブ貫通孔１３
の下面側周縁にカセット側ゲートバルブ１４が気密に取
付けられ、該カセット側ゲートバルブ１４により前記カ
セット側ウェーハ搬出入孔３８が気密に開閉される様に
なっている。

【００２９】前記カセットチャンバ部３５の前記天井板
３３に台形孔３９が穿設され、前記カセットチャンバ部
３５の上部に上部カセットチャンバ４１が気密に設けら
れ、該上部カセットチャンバ４１の底板に通孔４２が穿
設され、該通孔４２により前記上部カセットチャンバ４
１と前記カセットチャンバ部３５とが連通されている。

【００３０】前記カセットチャンバ部３５の前記底板２
９にカセットエレベータ用孔１６が穿設され、該カセッ
トエレベータ用孔１６を貫通してカセットエレベータ
（図示せず）が気密に設けられ、該カセットエレベータ
によりカセットが間欠的に昇降され、該カセットは前記
カセットチャンバ部３５及び前記上部カセットチャンバ
４１の内部に搬入出される様になっており、前記カセッ
トの内部にはウェーハ１７が水平姿勢で多段に装填され
ている。

【００３１】前記トランスファチャンバ部３４と前記プ
ロセスチャンバ部３６との間にプロセス側仕切板４３が
気密に設けられている。該プロセス側仕切板４３は前記
底板２９、前記側板３０及び前記天井板３３に固着さ
れ、前記プロセス側仕切板４３は中央部で前記プロセス
側側板３２方向にへの字状に屈曲している。

【００３２】該屈曲部と前記プロセス側側板３２との間
に図示しないプロセス部間仕切板が設けられ、該プロセ
ス部間仕切板は前記底板２９、前記プロセス側側板３２
及び前記天井板３３に固着され、前記プロセス部間仕切
板により前記プロセスチャンバ部３６，３６の間が気密
に仕切られている。

【００３３】前記プロセス側仕切板４３にプロセス側ウ
ェーハ搬入出孔４４が穿設され、前記トランスファチャ
ンバ部３４側の前記底板２９にプロセス側ゲートバルブ
貫通孔２１が穿設され、該プロセス側ゲートバルブ貫通
孔２１は前記プロセス側ウェーハ搬入出孔４４に近接し
て位置し、前記プロセス側ゲートバルブ貫通孔２１の下
面側周縁にプロセス側ゲートバルブ２２が気密に取付け
られ、該プロセス側ゲートバルブ２２により前記プロセ
ス側ウェーハ搬入出孔４４が気密に開閉し得る様になっ
ている。

【００３４】前記プロセスチャンバ部３６の前記天井板
３３に孔２５が穿設され、前記プロセスチャンバ部３６
の前記底板２９に孔２７が穿設され、前記プロセスチャ
ンバ部３６の内部に図示しないプロセス処理槽が設置さ
れ、該プロセス処理槽に於いて前記サセプタの上部にウ
ェーハ１７が水平姿勢で載置される様になっており、前
記プロセス処理槽はサセプタ上でウェーハ１７を真空下
に加熱しプロセス処理する様になっている。

【００３５】前記トランスファチャンバ部３４の内部は
ウェーハ搬送空間５となっており、前記トランスファチ
ャンバ部３４の前記底板２９の中央部にアーム用孔７が
穿設され、該アーム用孔７の下面側周縁にウェーハ搬送
用ロボット８が取付けられ、該ウェーハ搬送用ロボット
８はウェーハ搬送用アーム９を有し、該ウェーハ搬送用
アーム９は前記ウェーハ搬送空間５に於いて昇降し且つ
水平面内を進退及び回転する様になっている。

【００３６】前記ウェーハ搬送用アーム９の作動する水
平面と前記カセットチャンバ部３５内部のウェーハ１７
の水平面とが一致する様レベル調整され、且つ前記ウェ
ーハ搬送用アーム９の作動する水平面と前記プロセスチ
ャンバ部３６内部のウェーハ１７の水平面とが一致する
様レベル調整される。

【００３７】前記カセットチャンバ部３５と前記トラン
スファチャンバ部３４は同一の一体型チャンバ本体２８
内に設けられている為、前記カセットチャンバ部３５と
前記トランスファチャンバ部３４との連結が不要であ
り、従って該連結部のレベル調整も不要である。又レベ
ル調整は前記カセット内の前記ウェーハ１７の高さと前
記ウェーハ搬送用アーム９作動面の高さとを調整すれば
よく、装置の組立作業が容易になる。

【００３８】又、前記カセットチャンバ部３５と前記ト
ランスファチャンバ部３４は同一の一体型チャンバ本体
２８内に設けられている為、前記カセットチャンバ部３
５と前記トランスファチャンバ部３４との間はカセット
側仕切板３７により仕切られ、前記カセットチャンバ部
３５と前記トランスファチャンバ部３４との連結部がな
いので、従来の様なカセットチャンバとトランスファチ
ャンバとの連結部のシールが不要であり且つ該連結部の
シール性が低下する問題も解消され、装置外部に対する
シール性について信頼性が向上する。

【００３９】前記プロセスチャンバ部３６と前記トラン
スファチャンバ部３４は同一の一体型チャンバ本体２８
内に設けられている為、前記プロセスチャンバ部３６と
前記トランスファチャンバ部３４との連結が不要であ
り、従って該連結部のレベル調整も不要であり、前記プ
ロセス処理槽内の前記ウェーハ１７の高さと前記ウェー
ハ搬送用アーム９作動面の高さとを調整すればよく、装
置の組立作業が容易になる。

【００４０】又、前記プロセスチャンバ部３６と前記ト
ランスファチャンバ部３４は同一の一体型チャンバ本体
２８内に設けられている為、前記プロセスチャンバ部３
６と前記トランスファチャンバ部３４との間はプロセス
側仕切板４３により仕切られ、前記プロセスチャンバ部
３６と前記トランスファチャンバ部３４との連結部がな
いので、従来の様なプロセスチャンバとトランスファチ
ャンバとの連結部のシールが不要であり且つ連結部のシ
ール性が低下する問題も解消され、装置外部に対するシ
ール性について信頼性が向上する。

【００４１】以下、作用について説明する。

【００４２】ウェーハ１７を装填したカセットがカセッ
ト昇降装置（いずれも図示せず）によりカセットエレベ
ータ用孔１６からカセットチャンバ部３５内に搬入さ
れ、カセット側ゲートバルブ１４が開となり、前記ウェ
ーハ１７がウェーハ搬送用アーム９の進退動作及び回転
動作によりトランスファチャンバ部３４に水平搬送さ
れ、前記カセット側ゲートバルブ１４が閉となる。

【００４３】プロセス側ゲートバルブ２２が開となり、
前記ウェーハ１７が前記ウェーハ搬送用アーム９により
プロセスチャンバ部３６内に搬入されると、前記プロセ
ス側ゲートバルブ２２が閉となり、前記プロセスチャン
バ部３６内で前記ウェーハ１７がプロセス処理される。

【００４４】該プロセス処理終了後、前記プロセス側ゲ
ートバルブ２２、カセット側ゲートバルブ１４が開とな
り、前記プロセス処理済ウェーハ１７が前記ウェーハ搬
送用アーム９により前記プロセスチャンバ部３６から搬
出され、前記トランスファチャンバ部３４を経て、前記
ウェーハ搬送用アーム９により前記カセットチャンバ部
３５内のカセットに戻される。

【００４５】前記カセットチャンバ部３５内の前記カセ
ットが図示しないボートエレベータにより上部カセット
チャンバ４１内に上昇され、前記ウェーハ搬送用アーム
９により未処理のウェーハ１７が搬出され、前記と同様
にプロセス処理される。

【００４６】前記一体型チャンバ本体２８は内部に前記
カセットチャンバ部３５、前記トランスファチャンバ部
３４及び前記プロセスチャンバ部３６を有するので、各
チャンバ単体に比べ筐体が若干大きくなるが、前記一体
型チャンバ本体２８の運搬は容易であり、据付け及び組
立作業は著しく簡略化される。

【００４７】尚、本発明の半導体製造装置は、上述の実
施の形態に限定されるものではなく、前記カセットチャ
ンバ部３５は１個以上あればよく、該カセットチャンバ
部３５の高さは一体型チャンバ本体２８の高さと同等で
もよく、又前記プロセスチャンバ部３６も１個以上あれ
ばよいことは勿論である。

【００４８】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、同一の
チャンバ本体内部が仕切られ、カセットチャンバ部、ト
ランスファチャンバ部及びプロセスチャンバ部が形成さ
れるので、装置組立の際に各チャンバ間の連結及びレベ
ル調整が不要になり、組立工程が簡略化され、組立工数
が減少し、製作コストが廉価になる。又チャンバ間の連
結が不要となり、シール面が少なくなるので、チャンバ
間のシール性が低下する虞れもなく、装置外部に対する
シールの信頼性が向上する等種々の優れた効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す分解斜視図である。

【図２】該実施の形態の斜視図である。

【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。

【図４】従来例の分解斜視図である。

【図５】該従来例の斜視図である。

【図６】図５のＢ−Ｂ矢視図である。

【符号の説明】

８ ウェーハ搬送用ロボット ９ ウェーハ搬送用アーム １３ カセット側ゲートバルブ貫通孔 １４ カセット側ゲートバルブ １７ ウェーハ ２１ プロセス側ゲートバルブ貫通孔 ２２ プロセス側ゲートバルブ ２８ 一体型チャンバ本体 ３４ トランスファチャンバ部 ３５ カセットチャンバ部 ３６ プロセスチャンバ部 ３７ カセット側仕切板 ３８ カセット側ウェーハ搬出入孔 ４３ プロセス側仕切板 ４４ プロセス側ウェーハ搬入出孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 志村 日出男 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 渡辺 誠治 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 Ｆターム(参考） 4K030 FA01 GA13 GA14 5F004 BA04 BB18 BC01 BC05 BC06 5F031 CA02 FA01 FA07 FA12 GA01 GA43 MA03 MA09 MA30 NA01 NA07 PA30 5F045 DP01 DQ17 EB02 EB08 EB09 EB10 EN04 HA25

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カセットチャンバのウェーハをトランス
   ファチャンバのウェーハ搬送用ロボットによりプロセス
   チャンバに搬送し、前記ウェーハをプロセス処理する半
   導体製造装置に於いて、チャンバ本体の内部がカセット
   チャンバ部、トランスファチャンバ部及びプロセスチャ
   ンバ部に仕切られ、同一のチャンバ本体に前記カセット
   チャンバ部、トランスファチャンバ部、プロセスチャン
   バ部が形成されたことを特徴とする半導体製造装置。