JP2003303870A - 半導体ウェハー搬送機構 - Google Patents

半導体ウェハー搬送機構

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JP2003303870A
JP2003303870A JP2002107244A JP2002107244A JP2003303870A JP 2003303870 A JP2003303870 A JP 2003303870A JP 2002107244 A JP2002107244 A JP 2002107244A JP 2002107244 A JP2002107244 A JP 2002107244A JP 2003303870 A JP2003303870 A JP 2003303870A
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JP
Japan
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wafer
blade
temperature
transfer mechanism
arm
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002107244A
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English (en)
Inventor
Shinji Matsuzaki
慎二 松崎
Eiji Yanagimori
栄治 柳森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
Original Assignee
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のウェハー搬送機構47においては、ウ
ェハー処理ステージ54上の処理済ウェハー55を第二
ブレード51の上に載せたとき処理済ウェハー55が割
れることがある。その原因は処理済ウェハー55と第二
ブレード51の温度差による熱ショックである。 【解決手段】 本発明のウェハー搬送機構17において
はブレード21にヒーター26を取り付け、またウェハ
ー処理ステージ24とブレード21に温度センサー2
7、28を取り付けた。そして処理済ウェハー25をブ
レード21に載せるときウェハー処理ステージ24とブ
レード21の温度が等しくなるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウェハー(以
下ウェハー)のエッチング装置、スパッタリング装置、
イオン注入装置、CVD装置、アッシング装置などの真
空処理装置内にあって、未処理ウェハーをウェハーキャ
リアーからウェハー処理ステージへ搬送し、逆に処理済
ウェハーをウェハー処理ステージからウェハーキャリア
ーへ搬送する機能を持つウェハー搬送機構に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のウェハー搬送機構を図4により説
明する。図4はエッチング装置、スパッタリング装置、
イオン注入装置、CVD装置、アッシング装置などの真
空処理装置40の主要部平面図である。
【0003】未処理ウェハー41はウェハーキャリアー
42に入っており、ウェハーキャリアー42はウェハー
ストック室43内のキャリアーエレベーター44に載っ
ている。
【0004】ウェハーストック室43の隣には第一ゲー
トバルブ45を介して搬送室46があり、その中に本発
明で問題としているウェハー搬送機構47がある。ウェ
ハー搬送機構47はツインアームロボットの第一アーム
48、第二アーム49先端にウェハーを載せるための第
一ブレード50、第二ブレード51を取り付けたもので
ある。
【0005】搬送室46の隣には第二ゲートバルブ52
を介してエッチング、スパッタリング、イオン注入、C
VD、アッシングなどをおこなう処理室53がある。
【0006】次に従来のウェハー搬送機構47の動作を
工程順に説明する。 (1)ウェハーキャリアー42に入った未処理ウェハー
41をウェハーストック 室43内のキャリアーエレベーター44に載せる。 (2)ウェハーストック室43を真空引きする。その間
にキャリアーエレベーター44を動かして未処理ウェハ
ー41の高さを第一ブレード50の高さに合わせる。 (3)第一ゲートバルブ45を開け搬送室46とウェハ
ーストック室43をつな ぐ。搬送室46は常に真空である。 (4)第一アーム48を伸ばし未処理ウェハー41を第
一ブレード50の上に載せる。 (5)第一アーム48を縮めて未処理ウェハー41を搬
送室46内に入れ第一ゲートバルブ45を閉める。 (6)第二ゲートバルブ52を開け搬送室46と処理室
53をつなぐ。 (7)第二アーム49を伸ばしてウェハー処理ステージ
54上の処理済ウェハー55を第二ブレード51の上に
載せる。 (8)第二アーム49を縮めて処理済ウェハー55を搬
送室46内に入れる。 (9)第一アーム48、第二アーム49を180度回転
させる。第一アーム48と第二アーム49が左右入れ替
わる。 (10)第一アーム48を伸ばして未処理ウェハー41
をウェハー処理ステージ54上に載せる。 (11)第一アーム48を縮めてから第二ゲートバルブ
52を締める。処理室53では未処理ウェハー41に対
する処理が始まる。 (12)第一ゲートバルブ45を開け搬送室46とウェ
ハーストック室43をつなぐ。 (13)第二アーム49を伸ばして処理済ウェハー55
をウェハーキャリアー42に収納する。 この後は第一アーム48と第二アーム49の役割が交互
に入れ替わりながら上記の動作が繰り返される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来のウェハー搬送機
構47においては、上記の工程(7)第二アーム49を
伸ばしてウェハー処理ステージ54上の処理済ウェハー
55を第二ブレード51の上に載せたとき処理済ウェハ
ー55が割れることがある。その原因は主に2つある。 (1)通常、処理中にウェハー処理ステージ54もウェ
ハー55も温度が上がる。たとえばスパッタリング後に
は処理済ウェハー55は200℃程度になっている。し
かし第二ブレード51は室温である(第一ブレード50
も同じ)。室温の第二ブレード51上に200℃の処理
済ウェハー55を載せると処理済ウェハー55は急激に
冷やされて歪みが入る。これが処理済ウェハー55の割
れる第一の原因である。 (2)スパッタリング、CVDなどの工程では、処理済
ウェハー55の温度が高い上に、処理済ウェハー55の
表面にはウェハー(シリコン)と熱膨張率の異なる金属
膜などが形成されている。このような処理済ウェハー5
5を室温の第二ブレード51に載せると、第二ブレード
51に触れているシリコン部分は急激に温度が下がるが
金属膜はなかなか温度が下がらない。そのため処理済ウ
ェハー55はバイメタルのように反りシリコンに曲げ応
力が加わる。これが処理済ウェハー55の割れる第二の
原因である。
【0008】本発明の目的はこのような処理済ウェハー
55の割れの発生を防ぐことのできるウェハー搬送機構
を実現することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述のように処理済ウェ
ハーがブレード上で割れる原因は、処理済ウェハーとブ
レードの温度差である。そこで本発明のウェハー搬送機
構においてはブレードにヒーターを取り付け、またウェ
ハー処理ステージとブレードに温度センサーを取り付け
た。そして処理済ウェハーをブレードに載せるときウェ
ハー処理ステージとブレードの温度が等しくなるように
制御する。ウェハー処理ステージと処理済ウェハーはほ
ぼ同じ温度であるから処理済ウェハーとブレードもほぼ
同じ温度になる。したがって処理済ウェハーとブレード
の温度差はほとんどなくなるので温度差に起因する処理
済ウェハーの割れは発生しなくなる。
【0010】請求項1記載の発明は半導体ウェハーの真
空処理装置内にあって、未処理ウェハーをブレードに載
せてウェハーキャリアーからウェハー処理ステージへ搬
送し、逆に処理済ウェハーをブレードに載せてウェハー
処理ステージからウェハーキャリアーへ搬送する機能を
持つ半導体ウェハー搬送機構において、ブレードに加熱
手段と温度測定手段が備えられ、またウェハー処理ステ
ージに温度測定手段が備えられ、処理済ウェハーをブレ
ードに載せるときブレードの温度がウェハー処理ステー
ジの温度とほぼ同じになるように制御されることを特徴
とする半導体ウェハー搬送機構である。
【0011】このようにブレードに加熱手段を設けブレ
ードとウェハー処理ステージの温度を同じにすることに
より処理済ウェハーをブレードに載せたとき処理済ウェ
ハーが熱ショックを受けることがなくなり処理済ウェハ
ー割れを防ぐことができる。
【0012】請求項2記載の発明は請求項1記載の半導
体ウェハー搬送機構において、加熱手段がブレードに取
り付けられたヒーターで、温度測定手段がブレードに埋
め込まれた温度センサーであることを特徴とする半導体
ウェハー搬送機構である。
【0013】この加熱方式のメリットはブレードに取り
付けられるような面状ヒーターとブレードに小穴をあけ
て埋め込む温度センサーが汎用品なので安価で入手しや
すいことである。
【0014】請求項3記載の発明は請求項1記載の半導
体ウェハー搬送機構において、加熱手段がブレードの下
方に設置された赤外線ランプヒーターで、温度測定手段
がブレード下方に設置された赤外線温度センサーである
ことを特徴とする半導体ウェハー搬送機構である。
【0015】この加熱方式のメリットはブレードに接続
線がないのでブレードを動かすときに邪魔にならないこ
とと、処理済ウェハーを受け取るブレードの待機位置を
赤外線ランプヒーターの直上に決めておけば、加熱機構
が1セットで済むことである。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明のウェハー搬送機構の一例
を図1〜図3により説明する。まず図1はエッチング装
置、スパッタリング装置、イオン注入装置、CVD装
置、アッシング装置などの真空処理装置10の主要部平
面図である。
【0017】未処理ウェハー11はウェハーキャリアー
12に入っており、ウェハーキャリアー12はウェハー
ストック室13内のキャリアーエレベーター14に載っ
ている。
【0018】ウェハーストック室13の隣には第一ゲー
トバルブ15を介して搬送室16があり、その中に本発
明のウェハー搬送機構17がある。ウェハー搬送機構1
7はツインアームロボットの第一アーム18、第二アー
ム19先端にウェハーを載せるための第一ブレード2
0、第二ブレード21を取り付けたものである。
【0019】搬送室16の隣には第二ゲートバルブ22
を介してエッチング、スパッタリング、イオン注入、C
VD、アッシングなどをおこなう処理室23がある。
【0020】次に本発明のウェハー搬送機構17の動作
を説明する。 (1)ウェハーキャリアー12に入った未処理ウェハー
11をウェハーストック室13内のキャリアーエレベー
ター14に載せる。 (2)ウェハーストック室13を真空引きする。その間
にキャリアーエレベーター14を動かして未処理ウェハ
ー11の高さを第一ブレード20の高さに合わせる。 (3)第一ゲートバルブ15を開け搬送室16とウェハ
ーストック室13をつなぐ。搬送室16は常に真空であ
る。 (4)第一アーム18を伸ばし未処理ウェハー11を第
一ブレード20の上に載せる。 (5)第一アーム18を縮めて未処理ウェハー11を搬
送室16内に入れ第一ゲートバルブ15を閉める。 (6)この間に第二ブレード21の裏側に貼り付けたヒ
ーター26に通電して第二ブレード21を加熱する。こ
のとき第二ブレード21に取り付けた温度センサー2
7、ウェハー処理ステージ24に取り付けた温度センサ
ー28でそれぞれ第二ブレード21とウェハー処理ステ
ージ24の温度を測定し、第二ブレード21とウェハー
処理ステージ24の温度が等しくなるように加熱する。
これらの制御機能は温度コントローラー29の中にあ
る。 (7)第二ゲートバルブ22を開け搬送室16と処理室
23をつなぐ。 (8)第二アーム19を伸ばしてウェハー処理ステージ
上24の処理済ウェハー25を第二ブレード21の上に
載せる。このとき第二ブレード21の温度が処理済ウェ
ハー25とほぼ等しくなるようにしてあるので、処理済
ウェハー25に熱ショックが加わったり、処理済ウェハ
ー25がバイメタルのように反ったりすることがない。
そのため処理済ウェハー25が割れることが防げる。こ
れが本発明のウェハー搬送機構17の特徴である。 (9)第二アーム19を縮めて処理済ウェハー25を搬
送室内16に入れる。この時点でヒーター26の通電を
止め第二ブレード21を自然冷却する。第二ブレード2
1を加熱したままであると次に未処理ウェハー11を第
二ブレード21に載せたとき未処理ウェハー11が割れ
ることがある。 (10)第一アーム18、第二アーム19を180度回
転させる。第一アーム18と第二アーム19が左右入れ
替わる。 (11)第一アーム18を伸ばして未処理ウェハー11
をウェハー処理ステージ24上に載せる。 (12)第一アーム18を縮めてから第二ゲートバルブ
22を締める。処理室23では未処理ウェハー11に対
する処理が始まる。 (13)第一ゲートバルブ15を開け搬送室16とウェ
ハーストック室13をつなぐ。 (14)第二アーム19を伸ばして処理済ウェハー25
をウェハーキャリアー12に収納する。この後は第一ア
ーム18と第二アーム19の役割が交互に入れ替わりな
がら上記の動作が繰り返される。そのため第一ブレード
20にもヒーター30と温度センサー31が備えられて
いる。
【0021】図2は本発明のウェハー搬送機構17の第
二ブレード21付近の部分拡大平面図および部分拡大正
面図である。第二アーム19の先端に第二ブレード21
が取り付けられている。第二ブレード21の裏側にヒー
ター26が貼り付けられている。第二ブレード21には
温度センサー27が埋め込まれている。ヒーター26、
温度センサー27は柔軟な接続線で温度コントローラー
29につながっている。温度センサー27とウェハー処
理ステージ24に取り付けた温度センサー28でそれぞ
れ第二ブレード21とウェハー処理ステージ24の温度
を測定し、第二ブレード21とウェハー処理ステージ2
4の温度を等しくなるように第二ブレード21を加熱す
る。図示していないが第一ブレード20も同じ構造であ
る。
【0022】図3は本発明のウェハー搬送機構17の第
二ブレード21付近の加熱方式の別例の部分拡大正面図
である。第二アーム19の先端に第二ブレード21が取
り付けられている。第二ブレード21の直下に赤外線ラ
ンプヒーター32と赤外線温度センサー33が設置され
ている。赤外線ランプヒーター32と赤外線温度センサ
ー33は温度コントローラー29につながっている。赤
外線温度センサー33とウェハー処理ステージ24に取
り付けた温度センサー28でそれぞれ第二ブレード21
とウェハー処理ステージ24の温度を測定し、第二ブレ
ード21とウェハー処理ステージ24の温度を等しくな
るように加熱する。この加熱方式のメリットは第二ブレ
ード21に接続線がないので第二アーム19を動かすと
きに邪魔にならないことと、ブレード20、21の待機
位置を赤外線ランプヒーター32の直上に決めておけ
ば、加熱機構が1セットで済むことである。
【0023】
【発明の効果】本発明のウェハー搬送機構においてはブ
レードにヒーターを取り付け、またウェハー処理ステー
ジとブレードに温度センサーを取り付けた。そして処理
済ウェハーをブレードに載せるときウェハー処理ステー
ジとブレードの温度が等しくなるように制御する。ウェ
ハー処理ステージと処理済ウェハーはほぼ同じ温度であ
るから、処理済ウェハーとブレードもほぼ同じ温度にな
る。したがって処理済ウェハーとブレードの温度差はほ
とんどなくなるので、温度差に起因する処理済ウェハー
の割れは発生しなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のウェハー搬送機構17を含む真空処
理装置10の主要部平面図
【図2】 本発明のウェハー搬送機構17の第二ブレー
ド21付近の部分拡大平面図および部分拡大正面図
【図3】 本発明のウェハー搬送機構17の第二ブレー
ド21付近の加熱方式の別例の部分拡大正面図
【図4】 従来のウェハー搬送機構47を含む真空処理
装置40の主要部平面図
【符号の説明】
10 真空処理装置 11 未処理ウェハー 12 ウェハーキャリアー 13 ウェハーストック室 14 キャリアーエレベーター 15 第一ゲートバルブ 16 搬送室 17 ウェハー搬送機構 18 第一アーム 19 第二アーム 20 第一ブレード 21 第二ブレード 22 第二ゲートバルブ 23 処理室 24 ウェハー処理ステージ 25 処理済ウェハー 26 ヒーター 27 温度センサー 28 温度センサー 29 温度コントローラー 30 ヒーター 31 温度センサー 32 赤外線ランプヒーター 33 赤外線温度センサー 40 真空処理装置 41 未処理ウェハー 42 ウェハーキャリアー 43 ウェハーストック室 44 キャリアーエレベーター 45 第一ゲートバルブ 46 搬送室 47 ウェハー搬送機構 48 第一アーム 49 第二アーム 50 第一ブレード 51 第二ブレード 52 第二ゲートバルブ 53 処理室 54 ウェハー処理ステージ 55 処理済ウェハー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体ウェハーの真空処理装置内にあっ
    て、未処理ウェハーをブレードに載せてウェハーキャリ
    アーからウェハー処理ステージへ搬送し、逆に処理済ウ
    ェハーをブレードに載せて前記ウェハー処理ステージか
    ら前記ウェハーキャリアーへ搬送する機能を持つ半導体
    ウェハー搬送機構において、前記ブレードに加熱手段と
    温度測定手段が備えられ、また前記ウェハー処理ステー
    ジに温度測定手段が備えられ、前記処理済ウェハーを前
    記ブレードに載せるとき前記ブレードの温度が前記ウェ
    ハー処理ステージの温度とほぼ同じになるように制御さ
    れることを特徴とする半導体ウェハー搬送機構。
  2. 【請求項2】請求項1記載の半導体ウェハー搬送機構に
    おいて、前記加熱手段が前記ブレードに取り付けられた
    ヒーターで、前記温度測定手段が前記ブレードに埋め込
    まれた温度センサーであることを特徴とする半導体ウェ
    ハー搬送機構。
  3. 【請求項3】請求項1記載の半導体ウェハー搬送機構に
    おいて、前記加熱手段が前記ブレードの下方に設置され
    た赤外線ランプヒーターで、前記温度測定手段が前記ブ
    レード下方に設置された赤外線温度センサーであること
    を特徴とする半導体ウェハー搬送機構。
JP2002107244A 2002-04-10 2002-04-10 半導体ウェハー搬送機構 Pending JP2003303870A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007212031A (ja) * 2006-02-08 2007-08-23 Koyo Thermo System Kk 熱処理炉用ロボットアーム装置
JP2011108693A (ja) * 2009-11-12 2011-06-02 Lam Research Corp ウェハセンシング装置および当該装置を備えた半導体製造装置

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