JP2001250780A - 半導体製造装置におけるダミー基板の運用方法 - Google Patents

半導体製造装置におけるダミー基板の運用方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体製造装置におけるダミーウェーハの効率
の良い運用を実現する。 【解決手段】複数枚数の被処理ウェーハ6を同時に処理
する反応処理室3A、3Bと、反応処理室3A、3Bに
被処理ウェーハ6を搬送ロボット5により搬送する搬送
室2と、搬送室2に被処理ウェーハ6を受け渡すロード
ロック室1A、1Bとを有する半導体製造装置におい
て、ロードロック室1A、1B内に、被処理ウェーハ6
の組と、ダミーウェーハ10の組とを隣接して収納し、
ダミーウェーハ10に隣接する下側の被処理ウェーハ6
から処理を始め、被処理ウェーハ6に抜けがあるとき、
最初に処理する組でダミーウェーハ10を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数枚の基板を同
時に処理する半導体製造装置におけるダミー基板の運用
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置や液晶表示装置等の製造プロ
セスにおいて使用される半導体製造装置には、熱やプラ
ズマを利用して半導体ウェーハやガラス基板等に所定の
処理を施すCVD(Chemical Vapor Deposition)装
置、エッチング装置、アッシング装置等の各種半導体製
造装置がある。
【0003】図5は、半導体製造装置のうち、クラスタ
型枚葉式の装置の一例の上面断面図である。
【0004】6は被処理ウェーハ、3A、3Bは被処理
ウェーハ6を処理する反応処理室、2は反応処理室3
A、3Bに被処理ウェーハ6を搬送する搬送室、5は搬
送室2内に備えられた被処理ウェーハ6の搬送ロボッ
ト、4A、4Bは被処理ウェーハ6の冷却室、1A、1
Bは搬送室2に被処理ウェーハ6を受け渡すロードロッ
ク室、17は被処理ウェーハ6を収納するカセットであ
る。
【0005】従来の半導体製造装置においては、反応処
理室3A、3B内のガスを用いたインサイチュクリーニ
ング直後のテスト成膜(シーズニング)のときに、ダミ
ーウェーハが用いられる。
【0006】なお、近年、1枚ずつウェーハを処理する
枚葉式半導体製造装置のさらなるスループットの向上を
目的として、多枚葉式半導体製造装置が注目されてい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】多枚葉式半導体製造装
置において、半導体製造プロセス中に被処理ウェーハに
不良品が発生して被処理ウェーハの抜けが生じた場合、
反応処理室に規定の複数枚をチャージしないで反応処理
を行うと、ウェーハ台への不要の成膜、エッチング等の
処理が施されることになり好ましくない。特に、プラズ
マ処理の場合は、不要の処理によるプラズマ電極の電気
的特性の変化、それに伴う成膜状態の変化が生じ、その
結果、成膜特性の劣化が生じる課題がある。
【0008】したがって、被処理ウェーハの足りない分
をあらかじめ用意したダミーウェーハで補充して、反応
処理室には常に規定の枚数をチャージするようにする。
【0009】なお、ロードロック室内には、被処理ウェ
ーハあるいはダミーウェーハを該ロードロック室のウェ
ーハ取り出し口まで搬送する昇降機構(エレベータ)が
備えられている。
【0010】従来、ロードロック室の昇降機構の昇降時
間や距離が長かったり、ダミーウェーハの効率の良い運
用についてまだ確立しておらず、ダミーウェーハの効率
の良い運用が求められている。
【0011】本発明の目的は、ダミーウェーハの効率の
良い運用を実現する半導体製造装置におけるダミー基板
の運用方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、複数枚数の基板を同時に処理する少なく
とも1室の反応処理室と、前記反応処理室に前記基板を
搬送する搬送室と、前記搬送室に前記基板を受け渡すロ
ードロック室とを有する半導体製造装置におけるダミー
基板の運用方法において、少なくとも1室の前記ロード
ロック室内に、被処理基板の組と、ダミー基板の組とを
隣接して収納し、前記ダミー基板に隣接する側の前記被
処理基板から処理を始め、前記被処理基板に抜けがある
とき、最初に処理する組で前記ダミー基板を使用するこ
とを特徴とする。
【0013】また、前記ダミー基板の数が、前記複数枚
数より1枚少ないことを特徴とする。
【0014】本発明では、このような構成により、被処
理基板とダミー基板の昇降機構による昇降時間、昇降距
離を低減できる。これにより、生産性(スループット)
の向上、生産コストの低減、耐久信頼性を向上すること
ができ、ダミー基板の効率の良い運用を実現できる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する
図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その
繰り返しの説明は省略する。
【0016】図1(a)は、本発明の実施の形態のクラ
スタ型多枚葉式の半導体製造装置の上面断面図、(b)
は(a)のロードロック室のローディング側(大気側、
搬送室と反対側)の正面図、図2は図1のロードロック
室内の被処理ウェーハ収納用カセットとダミーウェーハ
収納用棚の拡大図である。本装置は、3枚同時に処理を
行う3枚葉式である。
【0017】6は被処理ウェーハ、3A、3Bは被処理
ウェーハ6を処理する反応処理室、2は反応処理室3
A、3Bに被処理ウェーハ6を搬送する搬送室、5は搬
送室2内に備えられた被処理ウェーハ6の搬送ロボッ
ト、4A、4Bは被処理ウェーハ6の冷却室、1A、1
Bは搬送室2に被処理ウェーハ6を受け渡すロードロッ
ク室、7は被処理ウェーハ6を収納するカセットであ
る。
【0018】反応処理室3A、3Bは2室設けられ、こ
れに対応して冷却室4A、4Bも2室設けられている。
ロードロック室1A、1Bと搬送室2との間、搬送室2
と反応処理室3A、3Bとの間にはゲートバルブ(図示
省略)が設けられ、それぞれ気密が保持されるようにな
っている。
【0019】反応処理済みの被処理ウェーハ6は、搬送
室2内の搬送ロボット5により、反応処理室3A、3B
に隣接する冷却室4A、4Bに必要に応じて一旦チャー
ジされ、必要時間経過後、ロードロック室1A、1Bに
戻される。
【0020】冷却室4A、4Bには、ウェーハアライメ
ント機能を具備させることも可能であり、反応処理室3
A、3Bへの搬送前に、一旦この冷却室4A、4Bに搬
送載置することにより、反応処理室3A、3Bへのウェ
ーハチャージを正確に行うことができる。
【0021】本装置においては、図1(b)、図2に示
すように、2室のロードロック室1A、1B内にはそれ
ぞれ、被処理ウェーハ6を収納する搬出入可能なカセッ
ト7の下に、ダミーウェーハ10を収納する棚11が設
けてある。ダミーウェーハ10は、被処理ウェーハ6と
同様に、ロードロック室1A、1Bの大気側から直接出
し入れが可能である。なお、ダミーウェーハ10も、棚
11に収納するのではなく、搬出入可能なカセットに収
納してもよい。
【0022】例えば、反応処理室3A、3B内のガスを
用いたインサイチュクリーニング直後のテスト成膜のと
きに、ダミーウェーハ10を用いる。特に、絶縁膜を成
膜する場合、ウェーハを反応処理室3A、3B内のウェ
ーハ台(サセプタ)上に載置しないでテスト成膜を行う
と、プラズマ電極が絶縁膜で被覆されるため、ダミーウ
ェーハ10を用いる。ダミーウェーハ10は通常、複数
回使用され、ダミーウェーハ10上には、成膜が複数回
施される。
【0023】1枚のダミーウェーハ10の過剰な使用
は、ダミーウェーハ10上の累積膜厚が増大し、パーテ
ィクルが発生したり、また、膜応力の過多や繰り返し使
用による熱履歴により、ダミーウェーハ10の反り、変
形が発生するため、搬送エラーを起こしやすくなる。こ
のため、オペレータは、ダミーウェーハ10の一度の成
膜処理で堆積される膜厚を予想し、そのダミーウェーハ
10の使用回数に応じて累積膜厚を計算し、しきい値膜
厚を規定する。そして、ダミーウェーハ10上の実際の
累積膜厚がしきい値膜厚を超えた場合に、適宜の手段に
よりオペレータに通知がされるようにし、オペレータは
ダミーウェーハ10を新しいのと交換するようにするの
が有効である。
【0024】また、ダミーウェーハ10は前述のように
複数回成膜されるため、パーティクルが発生しやすいの
で、ダミーウェーハ10の収納用の棚11は、図1
(b)、図2に示すように、処理ウェーハ6の収納用の
カセット7の下側に配置するのが望ましい。
【0025】また、多枚葉式の本装置において、被処理
ウェーハ6に不良品が発生して被処理ウェーハ6の抜け
が生じた場合、反応処理室3A、3Bに規定の枚数をチ
ャージしないで反応処理を行うと、ウェーハ台への不要
の成膜、エッチング等の処理が施されることになり望ま
しくない。特に、プラズマ処理の場合は、不要の処理に
よるプラズマ電極の電気的特性の変化、それに伴う成膜
状態の変化により、成膜特性の劣化が生じる。したがっ
て、この被処理ウェーハ6の足りない分をあらかじめ用
意したダミーウェーハ10で補充して、反応処理室3
A、3Bには常に規定の枚数をチャージするようにす
る。
【0026】なお、ロードロック室1A、1B内には、
被処理ウェーハ6を収納したカセット7とダミーウェー
ハ10を収納した棚11を、該ロードロック室1A、1
Bのウェーハ取り出し口(図示省略)まで昇降搬送する
昇降機構(エレベータ。図示省略)が備えられている。
【0027】ダミーウェーハ10は、必要に応じ、被処
理ウェーハ6と同様に、前記昇降機構によりロードロッ
ク室1A、1Bの前記ウェーハ取り出し口まで昇降さ
れ、搬送ロボット5により、反応処理室3A、3Bに取
り出し搬送され、使用される。使用後は、搬送ロボット
5により棚11に返却される。
【0028】次に、被処理ウェーハ6の足りない分をあ
らかじめ用意したダミーウェーハ10で補充して、反応
処理室3A、3Bには常に規定の枚数をチャージする場
合の詳細について説明する。なお、この場合は、前記イ
ンサイチュクリーニング直後のテスト成膜にはダミーウ
ェーハ10を用いず、また、2室のロードロック室1
A、1Bを連続して使用せず、いずれかのロードロック
室1A、1Bのカセット7を1ロットとして使用する。
【0029】図1(b)、図2に示したように、ダミー
ウェーハ10の組は、被処理ウェーハ6の組の下側に隣
接して配置する。また、被処理ウェーハ6はダミーウェ
ーハ10に隣接する下側から処理を始める。
【0030】図3は、ダミーウェーハの運用説明図であ
る。
【0031】カセット7内の被処理ウェーハ6の抜け情
報(マッピングデータ)をあらかじめ入手し、これに基
づき、以下に示すようにダミーウェーハ10の運用をす
る。
【0032】図3に示すように、1ロットにおける25
枚の被処理ウェーハ6において、不良品が生じて3枚足
りなくなった場合、前記マッピングデータに基づき、最
初に処理する3枚の組でダミーウェーハ10を使用す
る。この場合、ダミーウェーハ10の数は、反応処理室
3A、3Bで同時に処理する枚数(ここでは、3枚)よ
り1枚少ない枚数(ここでは、2枚)とするのが望まし
い。
【0033】すなわち、本来25枚の被処理ウェーハ6
のうち、3枚足りない分のある22枚の被処理ウェーハ
6に、2枚のダミーウェーハ10を加え、反応処理室3
A、3Bの一方の処理回数4回、計8回、合計24枚の
ウェーハ処理を行うものとする。
【0034】ダミーウェーハ10を最初の1回目の処理
に使用することにより、最後あるいは途中にダミーウェ
ーハ10を使用する場合に比べ、カセット7および棚1
1の昇降機構による昇降時間、昇降距離を低減できる。
これにより、生産性の向上、生産コストの低減、耐久信
頼性を向上することができ、ダミーウェーハ10の効率
の良い運用を実現できる。
【0035】なお、好適には、被処理ウェーハ6収納用
のカセット7を耐熱性にするとよい。高温プロセスを実
施する場合は、被処理ウェーハ6に十分な冷却時間を確
保する必要があるが、スループットを向上するため、冷
却時間を十分確保できない場合、耐熱性の材料からなる
カセット7を使用するとよい。
【0036】参考例 図4(a)は、本発明の参考例のクラスタ型枚葉式の半
導体製造装置の上面断面図、(b)は(a)のロードロ
ック室のローディング側の正面図である。
【0037】この参考例の装置では、ロードロック室1
A、1B、1Cを3室備え、真中のロードロック室1B
はダミーウェーハ10のみ収納し、両側の2室のロード
ロック室1A、1Cは被処理ウェーハ6のみ収納する。
【0038】すなわち、ダミーウェーハ10専用のロー
ドロック室1Bは、ダミーウェーハ10のみカセットに
収納して、ダミーウェーハ10の必要なときに、本ロー
ドロック室1Bにアクセスし、ダミーウェーハ10を使
用する。
【0039】以上本発明を実施の形態に基づいて具体的
に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変
更可能であることは勿論である。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被処理基板とダミー基板の昇降機構による昇降時間、昇
降距離を低減できるので、生産性の向上、生産コストの
低減、耐久信頼性を向上することができ、ダミー基板の
効率の良い運用を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の実施の形態のクラスタ型多枚
葉式の半導体製造装置の上面断面図、(b)は(a)の
ロードロック室のローディング側の正面図である。
【図2】図1のロードロック室内の被処理ウェーハ収納
用カセットとダミーウェーハ収納用棚の拡大図である。
【図3】本発明の実施の形態のダミーウェーハの運用説
明図である。
【図4】(a)は本発明の参考例のクラスタ型枚葉式の
半導体製造装置の上面断面図、(b)は(a)のロード
ロック室のローディング側の正面図である。
【図5】クラスタ型枚葉式の半導体製造装置の一例の上
面断面図である。
【符号の説明】
1A、1B、1C…ロードロック室、2…搬送室、3
A、3B…反応処理室、4A、4B…冷却室、5…搬送
ロボット、6…被処理ウェーハ、7、16、17…被処
理ウェーハ収納用カセット、10…ダミーウェーハ、1
1…ダミーウェーハ収納用棚。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数枚数の基板を同時に処理する少なくと
    も1室の反応処理室と、前記反応処理室に前記基板を搬
    送する搬送室と、前記搬送室に前記基板を受け渡すロー
    ドロック室とを有する半導体製造装置におけるダミー基
    板の運用方法において、少なくとも1室の前記ロードロ
    ック室内に、被処理基板の組と、ダミー基板の組とを隣
    接して収納し、前記ダミー基板に隣接する側の前記被処
    理基板から処理を始め、前記被処理基板に抜けがあると
    き、最初に処理する組で前記ダミー基板を使用すること
    を特徴とする半導体製造装置におけるダミー基板の運用
    方法。
  2. 【請求項2】前記ダミー基板の数が、前記複数枚数より
    1枚少ないことを特徴とする請求項1記載の半導体製造
    装置におけるダミー基板の運用方法。
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