JP2002141391A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウェーハの搬送効率を向上させ、少量バッチ方
式の基板処理装置での生産性の向上を図る。 【解決手段】一度に処理する製品用ウェーハが、基板運
搬容器１５内に収納される枚数以下である基板処理装置
に於いて、装置内部にダミーウェーハを収納するストッ
カ２５を設けた。

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
の被処理基板に半導体デバイスを形成する基板処理装
置、特に少量バッチ方式の基板処理装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】基板処理装置の１つに、多数のウェーハ
を同時に処理するバッチ方式の基板処理装置があり、バ
ッチ方式の基板処理装置は同一の半導体デバイスを多量
に製造するのに適し、生産効率が高い。

【０００３】然し乍ら、近年の顧客要求は増々多様化し
ており、顧客要求を満たし、更に生産効率を向上する為
に少量バッチ方式の基板処理装置が採用されつつある。

【０００４】図６に於いて、従来の少量バッチ方式の基
板処理装置についてその概略を説明する。

【０００５】基板処理装置は、ヒータ１、反応管２から
なる反応炉３、ウェーハ４を水平姿勢で多段に保持する
ボート５、該ボート５を前記反応炉３に挿脱するボート
エレベータ６、前記反応管２内に反応ガス等のガスを供
給するガス供給系７、前記反応管２内のガスを排気する
ガス排気系８、カセット９の授受を行うカセットステー
ジ１１、カセット９と前記ボート５間でウェーハ４の移
載を行うウェーハ移載機１２等を主たる構成としてい
る。

【０００６】前記ウェーハ４の処理は該ウェーハ４が装
填されたボート５を前記反応管２内に装入し、前記ヒー
タ１により加熱しつつ、前記ガス供給系７より反応ガス
を供給して行う。

【０００７】基板処理装置に対するウェーハ４の搬送は
前記カセット９に収納された状態で行われるが、少量バ
ッチ方式の基板処理装置は、該基板処理装置内部にカセ
ット９を収納することは行わず、前記カセットステージ
１１に搬入されたカセットに収納されたウェーハを処理
する様になっている。

【０００８】又、前記ウェーハ移載機１２により前記カ
セット９から直接ウェーハ４を前記ボート５に移載し、
該ボート５を前記反応炉３に装入して処理を行ってい
た。従って、一度に処理する製品用のウェーハ４はカセ
ット９が収納する最大枚数以下となる。

【０００９】前記反応管２内を加熱した場合、上部と下
部は温度が低くウェーハの処理には適さないので、前記
反応管２の均熱範囲内で製品用のウェーハは処理され
る。その為、前記ボート５の上部、下部には製品の対象
とならないダミーウェーハが装填される。又、均熱範囲
内でも、サンプリングの為、所要位置にはモニタウェー
ハが装填される。而して、製品ウェーハの枚数の多少に
拘らず、一定の条件でウェーハ処理がなされる様にして
いる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記した様に、ボート
の上部、下部にはダミーウェーハが装填され、該ダミー
ウェーハは経済上の理由から、所定の回数の範囲内で反
復使用される。

【００１１】従来の少量バッチ方式の基板処理装置で
は、内部にウェーハの保持収納機能がないので、製品用
のウェーハが収納されたカセット（以下製品用カセッ
ト）と前記ボート５間でのウェーハの移載、ダミーウェ
ーハが収納されたカセット（以下ダミー用カセット）と
前記ボート５間でのウェーハの移載は別工程で行われて
いる。即ち、製品用ウェーハがパーティクルに汚染され
ない様、先ずダミー用カセットを前記カセットステージ
１１に搬送し、ダミーウェーハを前記ボート５に移載
し、ダミーウェーハの移載が完了すると前記カセットス
テージ１１上のダミー用カセットを製品用カセットに交
換し、製品用ウェーハの移載を行っている。

【００１２】ウェーハの搬送をしている工程では、前記
反応炉３でのウェーハ処理は行われず、ウェーハ搬送工
程が長くなればそれだけ基板処理装置の生産効率が向上
しないという問題があった。

【００１３】本発明は斯かる実情に鑑み、ウェーハの搬
送効率を向上させ、少量バッチ方式の基板処理装置での
生産性の向上を図るものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、一度に処理す
る製品用ウェーハが、基板運搬容器内に収納される枚数
以下である基板処理装置に於いて、装置内部にダミーウ
ェーハを収納するストッカを設けた基板処理装置に係る
ものである。

【００１５】

【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。

【００１６】図１、図２に於いて第１の実施の形態を説
明する。

【００１７】図１、図２は少量バッチ方式の縦型拡散・
ＣＶＤ装置を示しており、該縦型拡散・ＣＶＤ装置では
密閉式の基板運搬容器、即ちポッド１５が用いられてい
る。尚、図６中で示したものと同等のものには同符号を
付している。

【００１８】筐体１６の正面には授受ステージ１７が設
けられ、該授受ステージ１７には外部から前記ポッド１
５が搬送され、該ポッド１５の扉は前記授受ステージ１
７に対向して配設されたポッドオープナー１８によって
開閉される。前記授受ステージ１７の後方に移載エレベ
ータ１９により昇降可能に支持されたウェーハ移載機２
１が設けられ、該ウェーハ移載機２１は所要枚数（例え
ば５枚）のウェーハ移載プレート２２を具備し、進退可
能且つ回転可能となっている。

【００１９】前記移載エレベータ１９の後方にボートエ
レベータ６が配設され、該ボートエレベータ６の上方に
は反応炉３が設けられている。前記ボートエレベータ６
にはシールキャップ２４を介してボート５が載置される
様になっており、前記シールキャップ２４は前記ボート
５が前記反応炉３に装入された状態で炉口部を気密に閉
塞する様になっている。

【００２０】前記ウェーハ移載機２１の回転中心を中心
とし前記ボート５の中心を通る円周上に、即ち、前記ウ
ェーハ移載機２１のウェーハ移載可能な範囲内にダミー
ウェーハストッカ２５が設けられる。該ダミーウェーハ
ストッカ２５はダミーウェーハを収納保持するものであ
り、前記ボート５と略同構造である。

【００２１】尚、図中２６はクリーンユニットを示して
いる。

【００２２】第１の実施の形態に於ける作動について説
明する。

【００２３】ダミーウェーハを収納した前記ポッド１５
が前記授受ステージ１７に載置され、前記ポッドオープ
ナー１８により前記ポッド１５の蓋が開かれ、前記移載
エレベータ１９の昇降、前記ウェーハ移載機２１の進
退、回転の協働により、ダミーウェーハを前記ウェーハ
移載プレート２２により前記ボート５の予定された部分
に予定された枚数を移載し、更に所要数のダミーウェー
ハを前記ダミーウェーハストッカ２５に移載する。尚、
最初はダミーウェーハは全て前記ダミーウェーハストッ
カ２５に移載し、該ダミーウェーハストッカ２５から前
記ボート５へ移載する様にしてもよい。

【００２４】空となったポッド１５と製品用ウェーハを
収納したポッド１５とを交換し、前記ポッドオープナー
１８によりポッド１５の蓋を開け、前記ウェーハ移載機
２１により製品用ウェーハを前記ボート５に移載する。
該ボート５に装填された製品用ウェーハの内、所定位置
のものはモニターウェーハとされる。

【００２５】製品用ウェーハが前記ボート５に全て移載
されると、前記ボートエレベータ６により前記ボート５
が前記反応炉３内に装入される。

【００２６】処理が完了すると、所定温度迄ウェーハが
冷却され、前記ボートエレベータ６により前記ボート５
が降下される。前記ウェーハ移載機２１により処理済み
ウェーハが前記ポッド１５に移載戻される。処理済みウ
ェーハの内前記したモニタウェーハは後工程で抜取ら
れ、品質検査等に供される。

【００２７】前記ポッド１５への処理済みウェーハの移
載が完了すると、前記ポッドオープナー１８により前記
ポッド１５を閉塞し、該ポッド１５を搬出する。又、前
記処理済みウェーハが前記ポッド１５に移載完了すると
前記ウェーハ移載機２１はダミーウェーハを前記ボート
５から前記ダミーウェーハストッカ２５に移載する。

【００２８】次バッチでは外部からのダミーウェーハの
搬入は行われず、前記ダミーウェーハストッカ２５に収
納されたダミーウェーハが使用される。バッチ毎に製品
用ウェーハの枚数が変化することもあるが、増減分は前
記ダミーウェーハストッカ２５に余分に収納されたダミ
ーウェーハで補充し、又移載枚数を調整することで対応
される。

【００２９】而して、次バッチ以降の処理ではダミーウ
ェーハを収納したポッドの搬入、搬出の工程が省かれ、
ウェーハの移載、ポッドの搬送に関する時間が短縮され
る。

【００３０】尚、ダミーウェーハを繰返し使用すること
で、ダミーウェーハにも成膜される。膜厚が厚くなると
剥離し易くなり、剥離した場合はパーティクルとなって
反応管内を浮遊し、製品用ウェーハに付着した場合は、
製品不良の原因となるので、所定バッチ数毎に新しいダ
ミーウェーハと交換する必要がある。尚、ダミーウェー
ハの使用回数は、実験等により得られた結果に基づき予
め設定しておき、設定回数に達した場合に交換する様に
する。設定回数に達した場合、ブザー等の警報機により
作業者に知らせる。

【００３１】前記反応管２、ボート５等にも反応生成物
が付着するので、定期的にクリーニングガスを反応管２
内に導入して製造している。従って、ダミーウェーハを
石英製とすると、前記ボート５に装填した状態で前記反
応管２に装入し、該反応管２、ボート５等と共にガス洗
浄することができる。この場合、ダミーウェーハを基板
処理装置外部に搬出する必要がなくなるので、更に生産
効率が向上する。

【００３２】更に、ダミーウェーハを１バッチに必要と
される枚数以上ストックした場合は、１枚当りのダミー
ウェーハの使用回数を均等化することで効率よくダミー
ウェーハを使用することができる。

【００３３】前記した様に、ダミーウェーハを石英製と
することで、多回数の繰返し洗浄に耐え得るので、経済
的である。又、ダミーウェーハとしてはシリコンウェー
ハの両面にアルミナ膜を形成したものでもよい。

【００３４】図３、図４は第２の実施の形態を示すもの
であり、２ボート式の少量バッチ方式の縦型拡散・ＣＶ
Ｄ装置を示している。

【００３５】該２ボート式の縦型拡散・ＣＶＤ装置では
ウェーハをボートに移載する間も反応炉でのウェーハ処
理を並行して行える様にしたものである。

【００３６】尚、図３、図４に於いて、図１、図２中で
示したものと同等のものには同符号を付しその説明を省
略する。

【００３７】ボートエレベータ６と対向してボート交換
装置３０が設けられる。

【００３８】該ボート交換装置３０は垂直軸心を中心に
独立して回転可能な第１ボート支持アーム３１，第２ボ
ート支持アーム３２を具備し、第１ボート支持アーム３
１と第２ボート支持アーム３２とは干渉しない様になっ
ている。前記第１ボート支持アーム３１、第２ボート支
持アーム３２はウェーハ授受位置３３とボート待機位置
３４との間を往復回転可能となっていると共に、ボート
授受位置３５で前記ボートエレベータ６との間でボート
の授受が可能となっている。又、前記ウェーハ授受位置
３３に隣接し、前記ウェーハ移載機２１のウェーハ移載
範囲内にダミーウェーハストッカ２５が設けられてい
る。

【００３９】以下、作動について説明する。

【００４０】第１ボート支持アーム３１、第２ボート支
持アーム３２はそれぞれウェーハ授受位置３３、ボート
待機位置３４で空のボートを保持しているとする。

【００４１】先ず、ダミーウェーハを収納したポッド１
５が授受ステージ１７に載置され、ポッドオープナー１
８により前記ポッド１５の蓋が開かれ、前記ウェーハ移
載プレート２２により該ポッド１５と前記ウェーハ授受
位置３３にあるボートとの間でダミーウェーハの移載を
行う。

【００４２】前記ボートの予定された部分に予定された
枚数を移載し、更に所要数のダミーウェーハを前記ダミ
ーウェーハストッカ２５に移載する。尚、第１の実施の
形態と同様、最初はダミーウェーハは全て前記ダミーウ
ェーハストッカ２５に移載し、該ダミーウェーハストッ
カ２５からボートへ移載する様にしてもよい。

【００４３】空となったポッド１５と製品用ウェーハを
収納したポッド１５とを交換し、前記ポッドオープナー
１８によりポッド１５の蓋を開け、前記ウェーハ移載機
２１により製品用ウェーハを前記ウェーハ授受位置３３
にある前記ボートに移載する。該ボートに装填された製
品用ウェーハの内、所定位置のものはモニターウェーハ
とされる。

【００４４】製品用ウェーハがウェーハ授受位置３３の
前記ボートに全て移載されると、前記第１ボート支持ア
ーム３１により前記ボートが前記ボート授受位置３５迄
移動され、該ボート授受位置３５で前記ボートエレベー
タ６に受渡され、該ボートエレベータ６により前記ボー
トが前記反応炉３内に装入され、ウェーハの処理がなさ
れる。空となった前記第１ボート支持アーム３１は前記
ウェーハ授受位置３３に戻る。

【００４５】前記第２ボート支持アーム３２が空のボー
トを前記ウェーハ授受位置３３迄回転し、前記ウェーハ
移載機２１により前記ダミーウェーハストッカ２５から
所要枚数のダミーウェーハの移載を受け、又前記ポッド
１５から製品用ウェーハの移載を受ける。

【００４６】装填が完了したボートは前記第２ボート支
持アーム３２により前記ボート待機位置３４に戻る。

【００４７】先に装入していたボートについてウェーハ
処理が完了すると、処理済みボートは前記ボートエレベ
ータ６により引出され、前記ボート授受位置３５で空と
なっている前記第１ボート支持アーム３１にボートを受
渡す。処理済みボートは前記ウェーハ授受位置３３に移
動され、前記ポッド１５及び前記ダミーウェーハストッ
カ２５間でウェーハの払出しが行われ、更に新しい製品
用ウェーハを収納するポッドに交換された後、新しい製
品用ウェーハが前記ポッド１５から前記ボートに移載さ
れ、ダミーウェーハが前記ダミーウェーハストッカ２５
からボートに移載される。

【００４８】処理済みウェーハ、ダミーウェーハの払出
し、更に新しい製品用ウェーハ、ダミーウェーハの移載
が行われている間に、前記第２ボート支持アーム３２は
製品用ウェーハが装填されたボートを前記ボート授受位
置３５に移動し、更に前記ボートエレベータ６への受渡
しを行う。該ボートエレベータ６はボートを前記反応炉
３に装入し、処理を開始する。受渡し後、前記第２ボー
ト支持アーム３２は前記ボート待機位置３４に戻る。

【００４９】上記の如く、第１ボート支持アーム３１、
第２ボート支持アーム３２による２つのボートの交換、
処理中にもう１つのボートに対するウェーハの移載を行
うことで、効率よくウェーハの処理を行うことができ
る。

【００５０】尚、ボート交換に伴う第１ボート支持アー
ム３１、第２ボート支持アーム３２による交換手順につ
いては上記した例に限られるものではない。

【００５１】本発明の第２の実施の形態に於いても、ダ
ミーウェーハを装置内に保持しているので、バッチ毎に
ダミーウェーハを収納したポッドの搬入搬出を行わなく
てよく、生産効率が向上する。

【００５２】図５は第３の実施の形態を示している。

【００５３】該第３の実施の形態では、基板処理装置が
ロードロック室３７を有している。

【００５４】反応管２は前記ロードロック室３７に気密
に立設され、ボートエレベータ６は前記ロードロック室
３７内に設けられ、ボートの挿脱は前記反応管２とロー
ドロック室３７間で行われる。又、該ロードロック室３
７はウェーハ移載機２１と対峙した面にゲート弁３８を
有し、該ゲート弁３８が開放された状態でポッド１５と
ロードロック室３７内のボート間でウェーハ４の移載が
行われる様になっている。

【００５５】ダミーウェーハストッカ２５は前記ロード
ロック室３７の外に設けられ、前記ウェーハ移載機２１
のウェーハ移載範囲内に設けられている。

【００５６】本実施の形態に於いても、必要数のダミー
ウェーハについては所要枚数前記ダミーウェーハストッ
カ２５に収納され、所要バッチ回数分繰返し使用され
る。従って、バッチ毎にダミーウェーハを収納したポッ
ドの搬入搬出を行わなくてよく、生産効率が向上する。

【００５７】尚、上記実施の形態では、ダミーウェーハ
ストッカ２５にはダミーウェーハのみを収納したが、モ
ニタウェーハ用のウェーハを所要枚数一時的に収納させ
てもよい。又、上記実施の形態では密閉式の基板運搬容
器を使用したが、開放型の基板運搬容器を用いた場合で
も同様に実施可能である。

【００５８】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、一度に
処理する製品用ウェーハが、基板運搬容器内に収納され
る枚数以下である基板処理装置に於いて、装置内部にダ
ミーウェーハを収納するストッカを設けたので、バッチ
毎に基板処理装置に対するダミーウェーハの搬入搬出動
作がなく、ボートへのウェーハの搬送能率が向上し、生
産性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す概略斜視図で
ある。

【図２】同前第１の実施の形態を示す概略平面図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示す概略斜視図で
ある。

【図４】同前第２の実施の形態を示す概略平面図であ
る。

【図５】本発明の第３の実施の形態を示す概略平面図で
ある。

【図６】従来例の概略立面図である。

【符号の説明】

１ ヒータ ２ 反応管 ５ ボート ６ ボートエレベータ １５ ポッド １９ 移載エレベータ ２１ ウェーハ移載機 ２５ ダミーウェーハストッカ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 間山 英城 東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式 会社日立国際電気内 (72)発明者 能戸 幸一 東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式 会社日立国際電気内 Ｆターム(参考） 5F031 CA02 CA11 DA08 DA17 FA01 FA02 FA09 FA11 FA12 FA15 GA03 GA47 GA48 GA49 MA11 MA28 PA02 5F045 AA06 BB08 DP19 EB02 EB06 EB11 EN04 EN10 GB02

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一度に処理する製品用ウェーハが、基板
   運搬容器内に収納される枚数以下である基板処理装置に
   於いて、装置内部にダミーウェーハを収納するストッカ
   を設けたことを特徴とする基板処理装置。