JP2002520833A - 多位置ロードロックチャンバー - Google Patents

多位置ロードロックチャンバー

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Abstract

(57)【要約】 半導体デバイスを製造するための機械（１００）は、そこで半導体ウェーハが加工されるプロセスチャンバー（２０）を有する。トランスファーモジュール（５０）は第１および第２位置を有する。第１位置はカセット（６５、６６）からのウェーハの出したり入れたりの移動を容易にし、第２位置はプロセスチャンバー（２０）からのウェーハの出したり入れたりの移動を容易にする。トランスファーモジュール（５０）は各々第１および第２位置でウェーハを同時に移動させるためにトランスファーアーム（２６）およびメカニズム（７０）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は半導体ウェーハプロセスの分野、およびより詳細には半導体ウェーハ
プロセスにおいて使用される多位置ロードロックチャンバーに関する。
【０００２】 （背景技術） 図１は１台の半導体製造装置の等角図である（エピタキシャル反応装置１０）
。エピタキシャル反応装置１０はウェーハハンドリングチャンバー１６、ロード
ロック１４および１５、さらにロードロック１４および１５並びにウェーハハン
ドリングチャンバー１６から隔離ゲートバルブ１８によって隔離されているプロ
セスチャンバー２０に分割されている。
【０００３】 作動中には、半導体ウェーハのカセット（図示されていない）がロードロック
のポータル３２および３４を通してロードロック１４および１５内に配置される
。ウェーハカセットがロードロック１４および１５内にロードされた後、ロード
ロックのポータル３２および３４はウェーハを周囲の大気から隔離するために閉
じられる。ロードロックは、ロードロックのポータル３２および３４がウェーハ
カセットを受け入れるために開かれている間にロードロック１４および１５内に
偶発的に進入する可能性のある酸素、水分および何らかの望ましくない微粒子を
追い出すパージガスによって浄化される。
【０００４】 パージングが完了した後、ロードロック１４および１５は気密シールを破るエ
レベーター（図示されていない）内のカセットを降下させることによってウェー
ハハンドリングチャンバーに対して開かれる。ウェーハはその後カセットから順
次、例えばベルヌーイ（Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ）ワンド・エンドエフェクター３６
を有するトランスファーアーム２９によってプロセスチャンバー２０へ運ばれる
。
【０００５】 ロードロック１４および１５並びにウェーハハンドリングチャンバー１６のパ
ージングに引続いて、隔離弁１８が開かれる。ウェーハをロードロック１４もし
くは１５からウェーハプロセスのためにプロセスチャンバー２０へ移動させるた
めにトランスファーアーム２９が使用される。低吸込み型ベルヌーイワンド３６
を含むトランスファーアーム２９は、ウェーハハンドリングチャンバー１６内に
ある。作動中には、ベルヌーイワンド３６はカセット（図示されていない）から
ロードロック１４および１５の一方に半導体ウェーハを１度に１個ずつ持ち上げ
て入れる。各ウェーハはその後、開いている隔離ゲートバルブ１８を通ってプロ
セスチャンバー２０内のサセプター３８へ運ばれる。
【０００６】 ウェーハのプロセシングが完了した後、隔離ゲートバルブ１８が開かれ、ベル
ヌーイワンド３６がウェーハを持ち上げてウェーハが最初にそこから取り出され
た同一カセット内のスロットへ戻す。
【０００７】 上記のシステムは極めて良くできているが、半導体製造業者には常にそれらの
装置の処理能力を増加させたいという望みがある。しかし、工場のスペースが制
限されるのでプロセス装置のための工場の床面積の使用は最小限に維持されなけ
ればならない。さらに、半導体製造業者は、プロセス装置の処理能力または工場
の床面積上の装置の設置面積に影響を及ぼすことなく半導体ウェーハに対するプ
リプロセスおよびポストプロセス作業の両方を実施することが好都合であること
を十分に認識している。
【０００８】 （発明の開示） 半導体デバイスを製造するための機械は半導体ウェーハを加工するためのプロ
セスチャンバーを有する。トランスファーチャンバーには少なくとも２つの位置
がある。１つの位置は加工されるウェーハのトランスファーチャンバーへの移動
を容易にし、さらに加工済みウェーハのトランスファーチャンバーからウェーハ
が最初に取り出された位置への移動を容易にする。第２位置は、プロセスチャン
バーからのウェーハの出したり入れたりの移動を容易にする。トランスファーア
ームは、加工済みウェーハを第２位置から第１位置へ移動させるのと同時に未加
工ウェーハを第１位置から第２位置へ移動させる。
【０００９】 他の実施態様では、先行技術機械に比較して半導体装置における処理能力の増
大を可能にする複数ウェーハ配置が識別される。各位置では、プロセッシングの
前にウェーハのクリーニング、ガス処理、測定のようなプリプロセス作業および
１プロセッシングステップさえ実施することができる。同様に、ウェーハのプロ
セッシングに続くウェーハ位置では、例えばプロセッシングステップの結果を測
定するステップ、ウェーハをカセットに戻す前に冷却させるステップ、または追
加のプロセッシングステップを実行するステップのような様々なポストプロセッ
シング手順を実施することができる。
【００１０】 本発明は、添付の明細書と結び付けて下記の図面を参照することによってより
明確に理解されるであろう。 （実施態様の詳細な説明） ここで図面に目を向けると、図２には本発明に従って構成されたプロセッシン
グ装置１００のブロック図が示されている。図２に示されているように、プロセ
ス装置１００はプロセスチャンバー２０、ウェーハハンドリングモジュール５０
、カセットからロードロックへのトランスファーモジュール３０およびカセット
配置モジュール１２を含んでいる。カセット配置モジュール１２は、オペレータ
ーもしくは機械的装置がプロセッシングのためにカセット６５および６６を配置
し、全部のウェーハのプロセッシングの完了時にカセット６５および６６を回収
するための位置である。カセットからロードロックへのトランスファーモジュー
ル３０は、技術において知られているエンドエフェクターを備えたメカニカルア
ーム２６を含んでおり、さらにカセット６５または６６のどちらかからウェーハ
を取り出して取り出したウェーハをロードロック６０内に配置するためおよびプ
ロセッシングの後にロードロック６０からウェーハを取り出して最初にそこから
取り出されたカセット６５または６６のどちらかの最初のスロット内に移動させ
るために適合している。メカニカルアーム２６は全３座標に動くことができなけ
ればならない、またはカセット６５および６６はメカニカルアームがウェーハを
取り出して各カセット内の位置に戻すことができるように適切な高さおよび／ま
たは方向に調整可能でなければならない。
【００１１】 プロセッシングチャンバー２０はゲートバルブ６２によってウェーハハンドリ
ングモジュール５０から隔離されている。ゲートバルブ６２を通してウェーハを
移動させるために使用されるメカニズム７０は、ベルヌーイワンド（例えば、参
照してここに組み込まれる米国特許第５，０８０，５４９号および第５，３２４
，１１５号に記載されている装置）である。メカニズム７０はウェーハをウェー
ハハンドリングモジュール５０とプロセスチャンバー２０の間で特にプロセスチ
ャンバー２０内のサセプターへ移動させる。
【００１２】 図２〜５において最も良く示されているように、ウェーハハンドリングモジュ
ール５０はゲートバルブ作動装置によって開かれたり閉じられたりするゲートバ
ルブ６１を有するロードロック６０を含有している。ウェーハハンドリングモジ
ュール５０は下記を含む４つのステーションを有する：ロードロックステーショ
ン９０、プリプロセッシングステーション９２、ワンドステーション９４、およ
びポストプロセッシングステーション９６。プロセッシングステーション９２内
のウェーハは技術において知られている方法を使用して予備測定および予備クリ
ーニングすることができる。同様に、ポストプロセッシングステーション内のウ
ェーハはプロセッシング後に冷却することができ、さらにプロセスチャンバーが
エピタキシャル成長チャンバーである場合にはエピタキシャル成長層の厚さを測
定するステップのような後測定を実施することができ、技術において知られてい
る方法を使用して測定することができる。
【００１３】 ロードロック６０は、ウェーハを例えばカセット６５および６６、並びにロー
ドロックステーション９０のような供給源間を移動させることができるようにメ
カニカルアーム２６のウェーハハンドリングモジュール５０への接近を提供する
。４つのステーション間の静止位置８６で示されているウェーハハンドラー８０
は、ウェーハを運ぶためのアーム８２およびエンドエフェクター８４ａ、８４ｂ
、８４ｃおよび８４ｄから構成されている。ウェーハハンドラー８０はウェーハ
ステーション９０、９２、９４および９６の間で、各位置９０、９２、９４およ
び９６において正しく方向付けられたときにはウェーハハンドラー８０のエンド
エフェクター８４ａ〜８４ｄがロードロックステーション９０、プリプロセッシ
ングステーション９２、ワンドステーション９４、およびポストプロセッシング
ステーション９６の上方で選択的にセンタリングされるように回転する。静止時
には、ウェーハハンドラーのアーム８２は図３に示されているようにステーショ
ン間の中央にある。ロードロックステーション９０、プリプロセッシングステー
ション９２、ワンドステーション９４、およびポストプロセッシングステーショ
ン９６は、プロセスされるウェーハとほぼ同一サイズのベースプレートおよびウ
ェーハを関連ステーションで支持する３本のウェーハ支持ピン９１、９３、およ
び９５を含んでいる。ピンの上昇および方向付けは、ウェーハハンドラー８０が
低い位置にあって反時計方向に回転するときにアーム８２のエンドエフェクター
８４ａから８４ｄがピン上に配置されたウェーハの下に配置されることを容易に
する。ピンの幾何学的方向付けは図４に示されているが、そこではピン９５がベ
ースピンであり、ピン９３がピン９５から１０５°反時計方向にあり、さらにピ
ン９１がピン９５から２１０°反時計方向にある。
【００１４】 ピン９１、９３および９５は同一高さを有していてベースプレートに固定され
ているが、技術においてはウェーハプロセス装置において可動式および伸縮式の
ピンを有することが知られている。
【００１５】 ウェーハハンドラー８０は作動装置７４の制御下で回転し、リフト作動装置７
６によって上昇させたり降下させたりされるが、これらはどちらもウェーハハン
ドリングモジュール５０の下方に配置されている。ロードロック６０はロードロ
ックステーション９０の上方に取り付けられている。エレベーター３７はプレー
ト２１をロードロック６０とウェーハハンドリングモジュール５０の間で上昇さ
せたり降下させたりする。プレート２１が線３５のレベルにあるときは、ピン９
１、９３および９５の上部はメカニカルアーム２６からウェーハを受け入れるた
めにゲートバルブ６１内に配置される。低位置は、ロードロックステーション９
０のプレート２１が上昇線４１と一致しているときである。
【００１６】 プレート２１の縁３９はエレベーター３７が上昇位置にある、すなわちプレー
ト２１が線３５のレベルにあるときにロードロックチャンバー６０と一緒に気密
シールを形成するように設計されている。上昇位置にあってゲートバルブ６１が
閉じられているときには、ロードロックチャンバー６０はパージガスを用いてパ
ージすることができる。ロードロックのパージングは技術において知られている
。
【００１７】 同様の方法で、ゲートバルブ６２はワンドステーション９４の上方に配置され
る。エレベーター２３は、エンドエフェクターメカニズム７０によって取り出さ
れるウェーハを配置するためにウェーハをレベル４１からレベル２７へ移動させ
る。エンドエフェクター７０は標準パドル形エンドエフェクターであってよいが
、ベルヌーイワンド構造が使用されることが好ましい。図示されている実施態様
では、エレベーター２３および３７並びに作動装置７４および７６は空気装置で
ある。
【００１８】 回転式ロードロックの作動は、本装置を示している図２〜６、８ａ、８ｂ、９
および１１〜２４を各装置のポジショニングを示している図７および１０と結び
付けて参照することによってより明確に理解することができる。図６では、ウェ
ーハハンドラー８０は静止位置で示されており、ウェーハＷ１はプロセスモジュ
ール２０内で加工されており、ウェーハＷ２は位置９２で加工されており、さら
にウェーハＷ３はロードロック６０でパージされている。エレベーター３７はロ
ードロック５０内に上昇させられており、エレベーター２３はゲートバルブ６２
内に上昇させられている。エレベーター３７が上昇位置にあってゲートバルブ６
１が閉じられている間に、ロードロック６０はパージガスを用いてパージされ、
同時にウェーハＷ１が加工される。
【００１９】 ウェーハＷ１のプロセッシングが完了した後、エンドエフェクターメカニズム
７０がプロセスモジュール２０からウェーハＷ１をゲートバルブ６２内に上昇さ
せられているワンドステーション９４に配置されたプレート２１のピン９１、９
３および９５上に移動させる。エレベーター２３はその後位置４１へ降下させら
れる。ロードロック６０のパージ後、エレベーター３７は位置レベル４１へ降下
させられる。上記作動についてのタイミングは図７ａ〜７ｄに示されている。
【００２０】 特に図２および５並びに図７ａに示されているタイミングダイアグラムを参照
すると、ウェーハのカセットからロードロックステーション９０への移動が描か
れている。第１期間中には、メカニカルアーム２６がウェーハをカセット６６ま
たは６５のいずれかから取り出し、ゲートバルブ６１が開かれる。ウェーハを取
り出した後、メカニカルアーム２６は第２期間中にウェーハをロードロックステ
ーション９０上に配置する。メカニカルアーム２６が取り除かれた後、ゲートバ
ルブ６１が第３期間中に閉じられ、それに引続いてロードロック６０がパージさ
れる。第５期間には、位置線４１と整列するようにエレベーター３７が降下させ
られる。
【００２１】 図７ｂは加工済みウェーハのメカニカルアームによるロードロックステーショ
ン９０からの取り出しを示しており、第１期間においてエレベーター３７がウェ
ーハを位置線３５へ上昇させることを規定している。この位置では、ロードロッ
ク６０はその後パージされることができ、さらにそれに引続いて第３期間中には
ゲートバルブ６１が開かれる。メカニカルアーム２６はウェーハをピンから取り
出してウェーハを第５期間中にカセット６５または６６のどちらか一方に配置す
る。ウェーハの配置と同時に、ゲートバルブ６１が閉じられる。
【００２２】 図７ｃは、ワンドステーション９４の一連の作動を示している。第１期間中、
エンドエフェクターメカニズム３６はワンドステーション９４からウェーハを取
り出すように配置される。ワンドステーションは、位置レベル５１によって示さ
れているゲートバルブ６２内に上昇させられる。エンドエフェクターメカニズム
３６はウェーハをワンドステーション９４から持ち上げ、その後ワンドステーシ
ョン９４は第４期間中に降下させられる。第５期間においては、エンドエフェク
ターメカニズム３６およびウェーハはプロセスチャンバー２０内に入るように配
置される。ゲートバルブは第６期間に開かれ、ウェーハはプロセスチャンバー２
０内のサセプター上に配置され、エンドエフェクターメカニズム３６はプロセス
チャンバー２０から離れ、その後ゲートバルブ６１が第８期間中には閉じられる
。図７ｄは、その中で第１期間においてゲートバルブ６２が開かれ、第２期間中
にエンドエフェクターメカニズム３６がウェーハを取り出すプロセスチャンバー
２０からの加工済みウェーハの取り出しを規定している。ウェーハおよびエンド
エフェクターメカニズムは第４期間中にワンドステーション９４の上方に配置さ
れる。ワンドステーション９４は、第４期間においては持ち上げられ、第５期間
にはエンドエフェクターメカニズム３６がウェーハをワンドステーション９４上
に配置し、ゲートバルブが閉じられた後に取り除かれ、さらに第６期間にはワン
ドステーション９４は線４１まで降下させられる。
【００２３】 図８ａでは、ウェーハハンドラー８０が４５°反時計方向に回転させられてい
るので、エンドエフェクター８４ａはウェーはＷ３の下に配置され、エンドエフ
ェクター８４ｂはウェーハＷ２の下に置かれ、エンドエフェクター８ｃは加工済
みウェーハＷ１の下に配置され、エフェクター８４ｄはポストプロセッシングス
テーション９６に配置される。このポイントでは、リフト作動装置７６がウェー
ハハンドラー８０を図５に示されているような点線５１によって示されているピ
ン９１、９３および９５のレベルの上方へ上昇させ、図９に示されているように
反時計方向に９０°回転させる。
【００２４】 図８ｂでは、ウェーハハンドラー８０はプリプロセッシングステーション９２
に配置されたピン９１、９３および９５の上にウェーハＷ３を静止させるために
リフト作動装置７６によって降下させられている。プリプロセッシングステーシ
ョン９２では、ウェーハＷ３についての測定を行うことができる、Ｗ３について
プリプロセッシングクリーニングを実施できる、または図１１に示されているよ
うに初期プリプロセッシングステップを完了することができる。ウェーハＷ２は
ワンドステーション９４でピン９１、９３および９５上に静止するが、他方ウェ
ーハＷ１はポストプロセッシングステーション９６にある。Ｗ２は図７ｃ考察さ
れたように上昇させられてプロセスチャンバー２０内に配置されるのを待機して
いる。ポストプロセッシングステーション９６では、ウェーハＷ１を冷却させる
ことができる。さらに、ポストプロセッシングステーション９６ではそれがプロ
セスステップを通過している間にウェーハＷ１の上部に製造されているエピタキ
シャル層の厚さのような測定を行うことができる、あるいはまた図１１から明ら
かであるように、ポストプロセッシングステーション９６で他のプロセスを完了
することができる。
【００２５】 図９では、エレベーター２３はウェーハＷ２をゲートバルブ６２内に上昇させ
ており、そこではエンドエフェクター７０がウェーハＷ２を取り出してそれをプ
ロセス室２０に配置した。同様に、エレベーター３７はロードロック６９内に上
昇させられており、そこではメカニカルアーム２６がウェーハＷ４をカセット６
５および６６の一方から取り出してロードロックに配置した。
【００２６】 このプロセスは繰り返され、全部のウェーハが加工されるまで続く。
【００２７】 図１０ａ〜１０ｃは１連の６個のウェーハのプロセッシングについてのタイミ
ングダイアグラムであり、図２〜６、８ａ、８ｂ、９および１１〜１３と結び付
けて使用しなければならない。図１０ａを参照すると、第１期間においてはウェ
ーハＷ１がカセット配置モジュール１２内に配置された６５または６６のどちら
か１つのカセットから取り出される。メカニカルアーム２６がウェーハＷ１をロ
ードロックステーション９０へ移動させる。回転式ロードロック５０はその後第
２期間中に位置合わせされるかまたは回転させられる。
【００２８】 第３期間には、ウェーハＷ１は回転式ロードロック５０の位置合わせのために
プリプロセッシングステーション９２へ移動させられ、新しいウェーハＷ２がカ
セット配置モジュール１２からメカニカルアーム２６によってロードロックステ
ーション９０へ移動させられる。第４期間では、回転式ロードロック５０がもう
１度位置合わせされ、ウェーハＷ１はワンドステーション９４へおよびウェーハ
Ｗ２はプリプロセッシングステーション９２へ移動させられる。ウェーハＷ１は
次に第５期間においてエンドエフェクターによってプロセスチャンバーへ移動さ
せられる。
【００２９】 ウェーハＷ１が第５期間において加工される間に、新規のウェーハＷ３がメカ
ニカルアーム２６によってロードロックステーション９０へ移動させられる。プ
ロセス後、第７期間にウェーハＷ１はプロセスチャンバー２０からエンドエフェ
クターによってワンドステーション９４へ移動させられる。回転式ロードロック
はこれで第８期間および第９期間に位置合わせされる準備が整っている。従って
、ウェーハＷ２はエンドエフェクターによってワンドステーション９４からプロ
セスチャンバー２０へ移動させられる。ウェーハＷ１は今度はポストプロセッシ
ングステーション９６にあり、ここでは様々なポストプロセス手順を実行できる
、またはウェーハがちょうど冷却させられ、ウェーハＷ３がプリプロセッシング
ステーション９２に配置される。ロードロックステーション９０は今度は第１０
期間中に発生する別のウェーハを自由に受け入れるが、このときメカニカルアー
ムはウェーハＷ４をカセット配置モジュール１２内のカセットから取り出して、
それをロードロックステーション９０にロードする。
【００３０】 第１１期間には、ウェーハＷ２はワンドステーション９４へ移動させられ、回
転式ロードロックは今度は第１２期間に行われる位置合わせの準備が整っている
。第１２期間には、ウェーハＷ３は今度はワンドステーション９４にあり、第１
３期間中にエンドエフェクター３６によってプロセスチャンバー２０内に移動さ
せることができる。第１４期間中には、ウェーハＷ１はロードロックステーショ
ン９０に配置され、メカニカルアーム２６によって取り出してカセット配置モジ
ュール１２内のカセット内に配置することができる。従って空になっているロー
ドロックステーション９０は第１５期間中に別のウェーハを受け入れる準備が整
っており、この場合にはメカニカルアーム２６はウェーハＷ５をカセット配置モ
ジュール１２内のカセットからロードロックステーション９０へ移動させる。第
１６期間には、ウェーハＷ３はプロセスチャンバー２０からベルヌーイワンド３
６によってワンドステーション９４へ戻される。
【００３１】 これで回転式ロードロック５０は、第１７期間中に行う位置合わせの準備が整
っている。第１８期間には、ウェーハＷ４は今度はワンドステーション９４にあ
り、エンドエフェクター３６によってプロセスチャンバー２０へ移動させること
ができる。同様に、加工済みのウェーハＷ２は今度はロードロックステーション
９０にあり、取り出されて第１９期間中にメカニカルアーム２６によってカセッ
ト配置モジュール１２内のカセット内に配置されることができる。カセット配置
モジュール１２内のカセット内へのウェーハＷ２の配置は、第２０期間中にメカ
ニカルアームが取り出してロードロックステーション９０内に配置するカセット
配置モジュール１２から新規のウェーハＷ６の受け入れのためにロードロックス
テーション９０を自由にする。
【００３２】 第２１期間では、今度はウェーハＷ４が完了し、エンドエフェクター３６が加
工済みウェーハＷ４を取り出してそれをワンドステーション９４内に配置する。
回転式ロードロック５０は第２２期間中に位置合わせする。
【００３３】 図１０ｃは、６個の半導体ウェーハのプロセスのサイクルを完了するための最
終順序を規定している。第２３期間中には、ウェーハＷ５はワンドステーション
からプロセスチャンバー２０内へエンドエフェクター３６によって移動させられ
る。第２４期間には、ロードロックステーション９０にあるウェーハＷ３はメカ
ニカルアーム２６によってカセット配置モジュール１２へ移動させられる。ウェ
ーハＷ５のプロセス後に、それは第２５期間中にプロセスチャンバー２０からワ
ンドステーション９４へエンドエフェクター３６によって移動させられる。
【００３４】 回転式ロードロック５０は、ウェーハＷ４をロードロックステーション９０に
、ウェーＷ６をワンドステーション９０に、さらにウェーはＷ５をポストプロセ
ッシングステーション９６に配置するために第２６期間中に位置合わせされる。
ウェーハＷ６は、第２７期間中にエンドエフェクター３６によってプロセスチャ
ンバー２０へ移動させられる。第２８期間には、ウェーハＷ４はロードロックス
テーション９０からメカニカルアーム２６によってカセット配置モジュールへ移
動させられる。第２９期間には、ウェーハＷ６の加工が完了され、エンドエフェ
クター３６がウェーハＷ６を取り出してそれをワンドステーション９４に配置す
る。
【００３５】 回転式ロードロック９０は第１３期間中に位置合わせし、第３１期間中にウェ
ーハＷ５がロードロックステーション９０内に持ちこまれ、そこでメカニカルア
ーム２６によってカセット配置モジュール１２内のカセットへ移動させられる。
【００３６】 回転式ロードロック５０はその後ロードロックステーション９０でウェーハを
配置するために第３２期間に位置合わせする。これはメカニカルアーム２６がウ
ェーハＷ６を取り出してそれをカセット配置モジュール１２内のカセットへ配置
するのを容易にする。従って、全てのウェーハがカセットから取り出され、パー
ジされ、プリプロセスされ、プロセスされ、ポストプロセスされ、さらに最初の
カセットスロットへ戻されている。
【００３７】 ６個を超えるウェーハについては、第１５〜第１９の期間におけるステップが
繰り返されなければならないことは明白である。第１５〜第１９の期間における
ステップの反復サイクル毎に、全ウェーハ数が１つずつ増加する。図１１では、
ロードロックステーション９０、プリプロセッシングステーション９２およびワ
ンドステーション９４である３つのステーションを有するウェーハトランスファ
ーチャンバー５０の平面図が示されている。図１２から見ることができるように
、ロードロック６０はロードロックステーション９０と結び付けられているエレ
ベーターリフトメカニズム３７を有するロードロックステーション９０の上方に
配置されている。同様に、プリプロセッシングステーション９２はゲートバルブ
６２ａを含んでいる。ゲートバルブ６２ａと結び付けられているのはエレベータ
ーメカニズム２２ａである。さらに、エレベーター２３と結び付けられているゲ
ートバルブ６２と橋渡しするためにワンドステーション９４が置かれている。
【００３８】 図１１および１２から明らかであるように、ウェーハハンドリングモジュール
５０上の様々な位置は様々なステーションを通るウェーハの移動中にプリプロセ
ッシングまたはポストプロセッシングステーションの代わりに複数のプロセスが
実施されるのを容易にする。ステーション９２（または図３に関連して説明され
たようにポストプロセッシングステーション９６）の上方にロードロック６０を
配置することができる。これはロードロックステーション９０でのそれの位置に
追加される。考察されたように、ロードロックステーション９０でのウェーハが
ロードロック６０内に配置された場合は常にウェーハはガスパージを受けること
ができる。さらに、ウェーハはその位置にある間にエッチングステップまたは何
か別のタイプのガス処理を受けることができる。従って、プリプロセッシングス
テーション９２またはポストプロセッシングステーション９６と一緒にプロセッ
シングステーションまたはステップを配置する能力を有することは、本発明の実
行者に追加の可転性を提供する。
【００３９】 本発明はウェーハハンドラー８０の上昇および下降について規定しているが、
ピン９１、９３および９５は上昇させたり下降させたりできよう。従って、ウェ
ーハハンドラー８０は反時計方向および時計方向に回転することだけが必要とさ
れるであろう。
【００４０】 最後に、回転式ロードロック５０の位置合わせ中のウェーハを保護するために
、ウェーハはウェーハホルダー２１ａ上に配置されている。ウェーハホルダーは
ピン９１、９３および９５によって支持されている。ウェーハハンドラー８０は
両方のウェーハホルダー２１ａの下に配置され、ウェーハエフェクター８４がこ
れら両方を次のステーションへ位置合わせするために持ち上げる。全ての他の実
施態様において、回転式ロードロック５０は位置９０、９２、９４および９６上
のウェーハの代わりに、今度はそれらの位置にウェーハホルダーおよびウェーハ
があること以外は上記で説明されたのと同一方法で作動する。ウェーはホルダー
はウェーハを回転式ロードロックで回転させるが、プロセスチャンバーまたはカ
セットには移動させられない。
【００４１】 図１３はウェーハホルダー２１ａの等角図である。ウェーハホルダーは軽金属
であり、先行実施態様で説明されたプレート２１より軽量であるようにむくのプ
レートではなく３本のアーム４３、４５および４７を用いて形成されている。追
加の減量はウェーハを支持するための開口部４８によって提供される。各アーム
の端には水晶ウェーハサポート４４が付けられている。水晶ウェーハサポートは
、ウェーハの背面および外縁だけがウェーハサポート４４に接触するようにウェ
ーハの外周に適合する成形凹所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 先行技術ウェーハプロセスシステム（先行技術）の等角図である。
【図２】 本発明に従って構成されたプロセス装置のブロック図である。
【図３】 本発明のロードロックチャンバーのブロック図による平面図である。
【図４】 ウェーハピンの幾何学的位置を示しているウェーハ位置プレートの平面図であ
る。
【図５】 断面線Ｖ−Ｖから見たときのウェーハハンドラー、リフトフィンガーおよびウ
ェーハ位置の断面図である。
【図６】 トランスファーモジュールの種々のステーションを通るウェーハの回転を示し
ているトランスファーモジュールの平面図である。
【図７ａ〜７ｄ】 ゲートバルブを通してのウェーハの移動を示しているタイミングダイアグラム
である。
【図８ａ，８ｂ】 トランスファーモジュールの種々のステーションを通るウェーハの回転を示し
ているトランスファーモジュールの平面図である。
【図９】 トランスファーモジュールの種々のステーションを通るウェーハの回転を示し
ているトランスファーモジュールの平面図である。
【図１０ａ】 ６個のウェーハのプロセスにおける回転式ロードロック５０の作動を示してい
るタイミングダイアグラムである。
【図１０ｂ】 ６個のウェーハのプロセスにおける回転式ロードロック５０の作動を示してい
るタイミングダイアグラムである。
【図１０ｃ】 ６個のウェーハのプロセスにおける回転式ロードロック５０の作動を示してい
るタイミングダイアグラムである。
【図１１】 本発明で使用されたトランスファーチャンバーのまた別の実施態様の平面図で
ある。
【図１２】 断面１２−１２から見たときの図１１のトランスファーチャンバーの断面図で
ある。
【図１３】 本発明で使用されたウェーハホルダーの等角図である。
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Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体ウェーハを製造するための機械であって、第１ゲート
    と、第１プロセスチャンバーと、加工されるウェーハの供給源と、前記第１ゲー
    トが第１ウェーハを供給源から受け入れるために配置されている第１および第２
    位置を有するトランスファーチャンバーであって、第１位置での第１ウェーハの
    配置を容易にするための装備がされており、第２位置で前記プロセスチャンバー
    から第２ウェーハの配置を容易にするために前記プロセスチャンバーと接続され
    ている前記トランスファーチャンバーと、第２ウェーハを第２位置から移動させ
    るときに同時に第１ウェーハを第１位置から移動させるように配列されたトラン
    スファー装置と、を備える前記機械。
  2. 【請求項２】 前記トランスファー装置がさらに、第１位置上に第１エンド
    エフェクターおよび第２位置上に第２エンドエフェクターを伴う第１および第２
    位置を有する回転可能なアームを備える請求項１に記載の機械。
  3. 【請求項３】 前記回転可能なアームが第１レベルから第２レベルへ回転可
    能なアームを上昇または下降させるためのエレベーター手段を含む請求項２に記
    載の機械。
  4. 【請求項４】 第１位置が第１ウェーハを第１位置から前記トランスファー
    装置へ移動させるための手段を含み、第２位置が第２ウェーハを第２位置から前
    記トランスファー装置へ移動させるための手段を含む請求項１に記載の機械。
  5. 【請求項５】 前記トランスファー装置が位置合わせトランスファー装置で
    ある請求項１に記載の機械。
  6. 【請求項６】 前記第１ゲートがさらに第１ウェーハを第１位置に配置する
    前に第１ウェーハをパージするためのパージングチャンバーを含む請求項１に記
    載の機械。
  7. 【請求項７】 前記パージングチャンバーが、ウェーハ供給源に面するゲー
    トバルブを有する第１チャンバーと、半導体ウェーハを保持するためのサイズに
    されたウェーハサポートを含有するゲートバルブと、第１および第２位置を有す
    る配置手段であって、第１位置にあるときに第１ウェーハを受け入れ、第２位置
    にあるときにウェーハを第１位置に配置するためにウェーハサポートに取り付け
    られている配置手段と、を含有する請求項６に記載の機械。
  8. 【請求項８】 前記配置手段がさらに、該配置手段が第１位置にあるときに
    パージングチャンバーとトランスファーチャンバーの間でシールを作り出すため
    のシール手段を含有する請求項７に記載の機械。
  9. 【請求項９】 さらに第２位置と第１プロセスチャンバーとの間で第２ウェ
    ーハを移動させるための第２トランスファー手段を備える請求項１に記載の機械
    。
  10. 【請求項１０】 前記トランスファーチャンバーが、第１位置から第１ウェ
    ーハを受け入れて第３ウェーハの第２位置への移動を容易にするために配置され
    た第３位置；および第３位置から第３ウェーハおよび第２位置から第２ウェーハ
    を移動させるときに同時に第１ウェーハを第１位置から移動させるために配列さ
    れたトランスファー装置を含有する請求項１に記載の機械。
  11. 【請求項１１】 前記トランスファー装置がさらに、第１位置上の第１エン
    ドエフェクター、第２位置上の第２エンドエフェクター、および第３位置上の第
    ３エンドエフェクターとともに第１、第２および第３位置を有する回転可能な作
    動装置を備える請求項１０に記載の機械。
  12. 【請求項１２】 前記回転可能な作動装置が第１レベルから第２レベルへ回
    転可能な作動装置を上昇または下降させるためのエレベーター手段を含有する請
    求項１１に記載の機械。
  13. 【請求項１３】 前記第３位置が第３ウェーハを第３位置からトランスファ
    ー装置へ移動させるための手段を含有する請求項１１に記載の機械。
  14. 【請求項１４】 前記トランスファー装置が位置合わせトランスファー装置
    である請求項１１に記載の機械。
  15. 【請求項１５】 前記第３位置が第２プロセッシングステーションを含有す
    る請求項１１に記載の機械。
  16. 【請求項１６】 前記第２プロセッシングステーションがプリプロセッシン
    グステーションである請求項１５に記載の機械。
  17. 【請求項１７】 前記プリプロセッシングステーションがウェーハプリクリ
    ーンステーションである請求項１６に記載の機械。
  18. 【請求項１８】 前記プリプロセッシングステーションがウェーハ予備測定
    ステーションである請求項１７に記載の機械。
  19. 【請求項１９】 前記第２プロセッシングステーションがポストプロセッシ
    ングステーションである請求項１５に記載の機械。
  20. 【請求項２０】 前記ポストプロセッシングステーションがウェーハ測定ス
    テーションである請求項１９に記載の機械。
  21. 【請求項２１】 前記ポストプロセッシングステーションがポストプロセッ
    シングステーションに配置されたウェーハの層厚さを測定するための測定手段を
    含有する請求項２０に記載の機械。
  22. 【請求項２２】 前記ポストプロセッシングステーションが冷却ステーショ
    ンである請求項１９に記載の機械。
  23. 【請求項２３】 前記第２プロセッシングステーションが、半導体ウェーハ
    を保持するためのサイズにされている第２プレートおよび第１位置にあるときに
    第３ウェーハをプロセッシングのために配置するためのおよび第２位置にあると
    きに第３ウェーハを第３位置に配置するためのプレートに取り付けられた配置手
    段を含有する請求項１５に記載の機械。
  24. 【請求項２４】 トランスファーチャンバーをプロセスチャンバーに接続さ
    せ、半導体ウェーハを保持するためのサイズにされたウェーハサポートを含有す
    るための第２弁手段、および第１および第２位置を有する配置手段であって、第
    １位置にあるときに第２ウェーハのプロセスチャンバー内への移動を容易にする
    ためおよび第２位置にあるときに第２ウェーハを第２位置へ配置するためにウェ
    ーハサポートに取り付けられている配置手段をさらに備える請求項１に記載の機
    械。
  25. 【請求項２５】 ウェーハ供給源から第１ウェーハを受け入れるために配置
    されている第１ゲートとともにプロセスチャンバー並びに第１および第２位置を
    有するトランスファーチャンバーを有する機械を用いて半導体デバイスを製造す
    るための方法であって、第１ウェーハを第１位置から移動させるステップ；およ
    び同時に第１ウェーハを第１位置から移動させるとともに第２ウェーハを第２位
    置から移動させるステップを備える方法：。
  26. 【請求項２６】 前記第１ゲートが真空チャンバーを含有する請求項２５に
    記載の方法であって、さらに第１ウェーハを前記ウェーハ供給源から真空チャン
    バーに移動させて真空チャンバーにある間にウェーハをパージするステップを備
    える方法。
  27. 【請求項２７】 さらに第１ウェーハを第１位置から移動させるステップの
    前に第１ウェーハをウェーハ供給源から第１位置へ移動させるステップを備える
    請求項２５に記載の方法。
  28. 【請求項２８】 さらに第２ウェーハを第２位置から移動させるステップの
    前に第２ウェーハを加工するステップを備える請求項２５に記載の方法。
  29. 【請求項２９】 第２位置からの第２ウェーハおよび第１位置からの第１ウ
    ェーハの移動と同時に第３ウェーハを第３位置から移動させるステップをさらに
    含有する請求項２８に記載の方法。
  30. 【請求項３０】 さらに第３ウェーハを第３位置から移動させるステップの
    前に第３ウェーハをプリプロセス（前加工）するステップを備える請求項２９に
    記載の方法。
  31. 【請求項３１】 さらに第３ウェーハを第３位置から移動させるステップの
    前に第３ウェーハをポストプロセス（後加工）するステップを備える請求項２９
    に記載の方法。
  32. 【請求項３２】 第１、第２および第３ウェーハの移動と同時に第４位置か
    ら第４ウェーハを移動させるステップをさらに含む請求項２９に記載の方法。
  33. 【請求項３３】 さらに第４ウェーハを第４位置から移動させるステップの
    前に第４ウェーハをポストプロセスするステップを含む請求項３１に記載の方法
    。
  34. 【請求項３４】 さらに第４ウェーハを第４位置から移動させるステップの
    前に第４ウェーハをプリプロセスするステップを備える請求項３１に記載の方法
    。
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