JP2003309113A - 半導体製造装置 - Google Patents

半導体製造装置

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JP2003309113A
JP2003309113A JP2003059773A JP2003059773A JP2003309113A JP 2003309113 A JP2003309113 A JP 2003309113A JP 2003059773 A JP2003059773 A JP 2003059773A JP 2003059773 A JP2003059773 A JP 2003059773A JP 2003309113 A JP2003309113 A JP 2003309113A
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processed
vacuum
processing chamber
chamber
vacuum processing
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JP2003059773A
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Hiromi Kumagai
浩洋 熊谷
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Tokyo Electron Ltd
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Tokyo Electron Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来に較べて装置コストを低減することがで
きるとともに、設置スペースを削減することができ、設
備コストの削減による製品コストの低減を図ることがで
きる半導体製造装置を提供する。 【解決手段】 真空処理室2の側方に隣接して、予備真
空室3が1つのみ設けられており、予備真空室3内に
は、半導体ウエハ4を搬送するための搬送アーム5と、
上下に棚状に2枚の半導体ウエハ4を支持可能に構成さ
れたウエハ支持機構6が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体デバイスの製造工程にお
いては、真空処理室内に半導体ウエハ等の被処理物を設
け、減圧雰囲気下で処理を行う工程が多い。
【0003】このように減圧雰囲気下で処理を施す半導
体製造装置では、半導体ウエハ等の被処理物を真空処理
室内に搬入・搬出する度に、真空処理室内を常圧に戻す
と、再び真空処理室内を減圧して処理を開始するまでに
多くの時間を要し、スループットの悪化を招く。このた
め、真空処理室に隣接して、内部の容積の少ない予備真
空室いわゆるロードロック室を設けたものが多い。
【0004】すなわち、図6に示すように、減圧雰囲気
下で処理を行う従来の半導体製造装置(例えばエッチン
グ装置等)では、真空処理室2に隣接して2つのロード
ロック室3a、3bを設け、一方のロードロック室3a
を介して半導体ウエハ等の被処理物4を真空処理室2内
に搬送アーム5aにより搬入し、他方のロードロック室
3bを介して処理の終了した半導体ウエハ等の被処理物
4を搬送アーム5bにより搬出するようにする。このよ
うにして、真空処理室2内を常圧に戻すことなく半導体
ウエハ等の被処理物4を、真空処理室2内に搬入・搬出
するようにして、スループットの向上を図っている。
【0005】なお、エッチング装置の場合、真空処理室
2内に、上部電極50と下部電極51が配置されてい
る。上部電極50には、多数のガス供給口52が設けら
れており、ここから下部電極51上に載置した半導体ウ
エハ等の被処理物4に所定のエッチングガスを供給す
る。一方、下部電極51には、半導体ウエハ等の被処理
物4を冷却するための冷媒循環機構53と、電極間に所
定の高周波電圧を印加するための高周波電源54、マッ
チング回路55が設けられている。また。真空処理室2
およびロードロック室3a、3bには、それぞれ図示し
ない真空ポンプに接続された排気配管56が接続されて
おり、これらの内部を真空排気可能に構成されている。
【0006】ところで、半導体デバイスの製造工程にお
いては、塵埃が微細な回路パターンの形成に悪影響を及
ぼす。このため、半導体製造装置は天井から床に向けて
清浄化空気の流れ(ダウンフロー)が形成されたクリー
ンルーム内に配置される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年半
導体デバイスは、急速に高集積化および微細化される傾
向にある。このため半導体製造工程においては、工程数
の増加に伴って半導体製造装置数が増大し、これらの装
置を収容するクリーンルーム面積の増大により、設備コ
ストが増大し、製品コストの上昇を招くという問題が発
生している。
【0008】本発明は、かかる従来の事情に対処してな
されたもので、従来に較べて装置コストを低減すること
ができるとともに、設置スペースを削減することがで
き、設備コストの削減による製品コストの低減を図るこ
とのできる半導体製造装置を提供しようとするものであ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項1記載
の半導体製造装置は、減圧雰囲気下で1つずつ被処理物
に所定の処理を施す真空処理室と、前記真空処理室に隣
接して設けられ、内部に、前記被処理物を搬送するため
の1つの搬送アームと、2つの前記被処理物を支持する
ための支持機構とを備え、前記被処理物の搬入・搬出時
に、常圧及び所定の真空度とされる予備真空室とを具備
し、前記真空処理室において所定の処理が施された前記
被処理物を前記支持機構の一方で支持し、前記真空処理
室において所定の処理が施される前の前記被処理物を前
記支持機構の他方で支持するように、且つ、前記真空処
理室と前記予備真空室との間で前記被処理物を搬出入可
能な状態において前記搬送アームは、所定の処理が施さ
れた前記被処理物を前記真空処理室内から前記支持機構
の一方に搬送し、所定の処理が施される前の前記被処理
物を前記支持機構の他方から前記真空処理室内に搬送す
るとともに、前記予備真空室と外部との間で前記被処理
物を搬出入可能な状態において前記搬送アームは、所定
の処理が施された前記被処理物を前記支持機構の一方か
ら外部に搬送し、所定の処理が施される前の前記被処理
物を外部から前記支持機構の他方へ搬送するように構成
されたことを特徴とする。
【0010】また、請求項2記載の半導体製造装置は、
減圧雰囲気下で1つずつ被処理物に所定の処理を施す真
空処理室と、前記真空処理室に隣接して設けられ、内部
に、前記被処理物を搬送するための1つの搬送アームで
あって2つの前記被処理物を支持するための支持部を有
する搬送アームが設けられ、前記被処理物の搬入・搬出
時に、常圧及び所定の真空度とされる予備真空室とを具
備し、前記真空処理室において所定の処理が施された前
記被処理物を前記支持部の一方で支持し、前記真空処理
室において所定の処理が施される前の前記被処理物を前
記支持部の他方で支持するように、且つ、前記真空処理
室と前記予備真空室との間で前記被処理物を搬出入可能
な状態において前記搬送アームは、所定の処理が施され
た前記被処理物を前記支持部の一方で支持して前記真空
処理室内から前記予備真空室内に搬送し、所定の処理が
施される前の前記被処理物を前記支持部の他方で支持し
て前記予備真空室内から前記真空処理室内に搬送すると
ともに、前記予備真空室と外部との間で前記被処理物を
搬出入可能な状態において前記搬送アームは、所定の処
理が施された前記被処理物を前記支持部の一方で支持し
て前記予備真空室内から外部に搬送し、所定の処理が施
される前の前記被処理物を前記支持部の他方で支持して
外部から前記予備真空室内に搬送するように構成された
ことを特徴とする。
【0011】本発明の半導体製造装置では、予備真空室
を1つとすることによって、装置コストの低減および設
置スペースの削減を実現することができる。また、予備
真空室内に設けた被処理物を支持するための支持機構あ
るいは2つの被処理物を支持して搬送可能に構成された
搬送アームによって、2つの被処理物を取扱うことがで
きるため、効率的に搬入・搬出を実施することができ、
搬入用予備真空室と搬出用予備真空室の2つの予備真空
室を備えた従来の半導体製造装置とほぼ同様なスループ
ットを確保することができる。
【0012】したがって、従来に較べて装置コストを低
減することができるとともに、設置スペースを削減する
ことができ、設備コストの削減による製品コストの低減
を図ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明を半導体ウエハにエ
ッチング処理を施すエッチング装置に適用した実施例を
図面を参照して説明する。
【0014】図1に示すように、エッチング装置1に
は、減圧雰囲気下で半導体ウエハにエッチング処理を施
す真空処理室2が設けられている。この真空処理室2の
側方に隣接して、予備真空室3が1つのみ設けられてお
り、予備真空室3内には、半導体ウエハ4を搬送するた
めの搬送アーム5と、上下に棚状に2枚の半導体ウエハ
4を支持可能に構成されたウエハ支持機構6が設けられ
ている。このウエハ支持機構6は、図示しない駆動機構
により、上下動可能に構成されている。
【0015】また、予備真空室3には、ゲートバルブ7
aを備えた搬入・搬出用開口7が設けられており、この
搬入・搬出用開口7の外側には、カセット載置台8が設
けられている。このカセット載置台8は、複数枚(例え
ば25枚程度)の半導体ウエハ4を収容したウエハカセッ
ト9を1台あるいは数台(図示のものでは2台)載置で
きるよう構成されている。図示矢印の如く、このウエハ
カセット9は、ボールスクリュー12を駆動して上下動
させることができるとともに他のスクリュー12aによ
ってスライド台8aを介して左右動できるよう構成され
ている。
【0016】また、真空処理室2と予備真空室3との間
には、ゲートバルブ10aを備えた搬入・搬出用開口1
0が設けられている(図2参照)。なお、予備真空室3
には、排気管33と仕切り弁33aを介して真空ポンプ
35が接続され、予備真空室3の内部を所定の真空度に
排気可能に構成されている。また、予備真空室3内をパ
ージしてO2 フリー状態に保つN2 ガス源34が、仕切
り弁32aと供給管32を介して予備真空室3に接続さ
れている。真空処理室2にも同様に真空源とN 2 ガス源
が接続されている。
【0017】次に、上記構成の本実施例のエッチング装
置1の動作を説明する。
【0018】まず、カセット載置台8を上下動及び左右
動させてウエハカセット9を搬入・搬出用開口7に位置
させ、搬入・搬出用開口10を閉じた状態で、搬入・搬
出用開口7を開け、搬送アーム5をO点を中心に旋回さ
せて、カセット載置台8に設けたウエハカセット9か
ら、一枚ずつ半導体ウエハ4を取り出し、予備真空室3
内に搬入する。そして、搬送アーム5のアーム50を伸
ばして上下どちらか一方のウエハ支持機構6上に半導体
ウエハ4を位置させ、この状態でウエハ支持機構6を上
昇させることにより、半導体ウエハ4をウエハ支持機構
6に受け渡す。この際、アーム50の伸縮には2〜3秒
要する。また、この際、半導体ウエハ4が搬送アーム5
上で移動するとダストが生じるので、極力その移動を阻
止する。
【0019】次に、予備真空室3の搬入・搬出用開口7
を閉じて予備真空室3内の排気を真空ポンプ35により
実施し、予備真空室3内が所定の真空度に到達した後、
2ガスを導入してパージを行い、搬入・搬出用開口1
0を開ける。この際、予備真空室3の真空引きには通常
30〜40秒、また、N2 によるパージには30〜40秒要す
る。そして、搬送アーム5によって、真空処理室2内の
処理部に設けられた処理済みの半導体ウエハ4を取り出
し、上述したようにして予備真空室3内の空いている方
のウエハ支持機構6に受け渡す。
【0020】この後、搬送アーム5によって、ウエハ支
持機構6に支持された未処理の半導体ウエハ4を搬送
し、真空処理室2内の処理部にこの未処理の半導体ウエ
ハ4を配置する。
【0021】しかる後、搬入・搬出用開口10を閉じ、
予備真空室3内を常圧に戻し、搬入・搬出用開口7を開
ける。そして、搬送アーム5によって、ウエハ支持機構
6に支持された処理済みの半導体ウエハ4を搬出し、カ
セット載置台8に設けたウエハカセット9内に戻す。こ
の時、真空処理室2内では、上述のようにして搬入した
半導体ウエハ4のエッチング処理を並行して行う。
【0022】そして、ウエハカセット9内に未処理の半
導体ウエハ4がある場合は、次の半導体ウエハ4を上述
したようにして真空処理室2内の処理部に配置し、エッ
チング処理を行う。
【0023】このように、本実施例のエッチング装置1
では、真空処理室2に対して、予備真空室3が1つのみ
設けられているので、搬入用予備真空室と搬出用予備真
空室の2つの予備真空室を備えた従来の装置に較べて装
置コストの低減および設置スペースの削減を行うことが
できる。
【0024】また、予備真空室3内に設けられたウエハ
支持機構6に、一旦半導体ウエハ4を仮置きすることに
より、効率的に半導体ウエハ4の搬入・搬出を実施する
ことができ、搬入用予備真空室と搬出用予備真空室の2
つの予備真空室を備えた従来の装置とほぼ同様なスルー
プットを確保することができる。
【0025】なお、例えば予備真空室3内にウエハ支持
機構6がない場合は、これに半導体ウエハ4を仮置きす
ることができないので、処理済みの半導体ウエハ4を搬
出してからでないと、次の半導体ウエハ4の搬入動作を
実施することができず、大幅なスループットの低下を招
くことになる。
【0026】したがって、従来に較べて装置コストを低
減することができるとともに、設置スペースを削減する
ことができ、設備コストの削減による製品コストの低減
を図ることができる。
【0027】次に、図2および図3に、本発明の第2の
実施例の半導体製造装置を示す。この第2の実施例で
は、予備真空室3内には、天井部から吊り下げられる如
く、ウエハ支持機構6aが2つ設けられている。これら
のウエハ支持機構6aは、天井部に設けた液圧シリンダ
等の往復動機構13により上下動可能に構成されてい
て、そのロッド13aはベロー14によって保護されて
いる。図中に矢印で示すように液圧シリンダ15のロッ
ド15aによって回動可能に構成された複数の爪20に
よって、半導体ウエハ4の周縁部を係止するよう構成さ
れている。そして、搬送アーム5によって半導体ウエハ
4を搬送し、ウエハ支持機構6aの下方に位置させる
と、ウエハ支持機構6aが、爪20の回動によって半導
体ウエハ4を係止し、この後僅かに上昇することによ
り、半導体ウエハ4を搬送アーム5から受け取る。一
方、爪20の逆の動作によって、その係止を解除してこ
の半導体ウエハ4を搬送アーム5に受け渡すよう構成さ
れている。
【0028】このように構成された予備真空室3を用い
れば、前述した実施例と同様な効果を得ることができる
とともに、予備真空室3をより小形化することができ、
例えばその内部の排気に要する時間の短縮等を図ること
ができる。
【0029】上述した各実施例では、予備真空室3内に
ウエハ支持機構6、6aを設けた例について説明した
が、例えば図4および図5に示すように、2枚の半導体
ウエハ4を支持可能に構成された搬送アーム5aを用い
ることもできる。
【0030】すなわち、この第3の実施例では、搬送ア
ーム5aは、軸30を中心として回動可能に構成され、
2枚の半導体ウエハ4を支持可能に構成されたウエハ支
持部31を備えており、ウエハ支持部31を軸30を中
心に回転させることにより、例えば処理済みの半導体ウ
エハ4のアンロード動作と、未処理の半導体ウエハ4の
ロード動作とを続けて行うことができるよう構成されて
いる。このような搬送アーム5aを用いれば、前述した
実施例のようにウエハ支持機構6、6a等を使用せずに
スループットの低下を防止することができる。また、例
えば前述した搬送アーム5等を、例えば上下2段に重ね
る如く予備真空室内に2つ設け、2枚の半導体ウエハ4
を支持できるようにしてもよい。
【0031】なお、本発明は、エッチング装置に限ら
ず、真空雰囲気下で処理を行う枚葉式の半導体製造装置
であればあらゆる装置に適用することができる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体製
造装置によれば、従来に較べて装置コストを低減するこ
とができるとともに、設置スペースを削減することがで
き、設備コストの削減による製品コストの低減を図るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の半導体製造装置の構成を示
す図である。
【図2】本発明の他の実施例の予備真空室の構成を示す
図である。
【図3】図2の予備真空室の横断面図である。
【図4】本発明の他の実施例の搬送アームの構成を示す
図である。
【図5】図4の搬送アームの側面図である。
【図6】従来の半導体製造装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
1……エッチング装置、2……真空処理室、3……予備
真空室、4……半導体ウエハ、5……搬送アーム、6…
…ウエハ支持機構、7……搬入・搬出用開口、8……カ
セット載置台、9……ウエハカセット、10……搬入・
搬出用開口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F004 BC05 BC06 5F031 CA02 DA01 FA01 FA07 FA11 FA12 FA15 GA40 GA44 GA47 GA50 LA15 MA32 NA05 NA07 PA30 5F045 DP02 EB02 EB08 EN04

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 減圧雰囲気下で1つずつ被処理物に所定
    の処理を施す真空処理室と、 前記真空処理室に隣接して設けられ、内部に、前記被処
    理物を搬送するための1つの搬送アームと、2つの前記
    被処理物を支持するための支持機構とを備え、前記被処
    理物の搬入・搬出時に、常圧及び所定の真空度とされる
    予備真空室とを具備し、 前記真空処理室において所定の処理が施された前記被処
    理物を前記支持機構の一方で支持し、前記真空処理室に
    おいて所定の処理が施される前の前記被処理物を前記支
    持機構の他方で支持するように、且つ、 前記真空処理室と前記予備真空室との間で前記被処理物
    を搬出入可能な状態において前記搬送アームは、所定の
    処理が施された前記被処理物を前記真空処理室内から前
    記支持機構の一方に搬送し、所定の処理が施される前の
    前記被処理物を前記支持機構の他方から前記真空処理室
    内に搬送するとともに、 前記予備真空室と外部との間で前記被処理物を搬出入可
    能な状態において前記搬送アームは、所定の処理が施さ
    れた前記被処理物を前記支持機構の一方から外部に搬送
    し、所定の処理が施される前の前記被処理物を外部から
    前記支持機構の他方へ搬送するように構成されたことを
    特徴とする半導体製造装置。
  2. 【請求項2】 減圧雰囲気下で1つずつ被処理物に所定
    の処理を施す真空処理室と、 前記真空処理室に隣接して設けられ、内部に、前記被処
    理物を搬送するための1つの搬送アームであって2つの
    前記被処理物を支持するための支持部を有する搬送アー
    ムが設けられ、前記被処理物の搬入・搬出時に、常圧及
    び所定の真空度とされる予備真空室とを具備し、 前記真空処理室において所定の処理が施された前記被処
    理物を前記支持部の一方で支持し、前記真空処理室にお
    いて所定の処理が施される前の前記被処理物を前記支持
    部の他方で支持するように、且つ、 前記真空処理室と前記予備真空室との間で前記被処理物
    を搬出入可能な状態において前記搬送アームは、所定の
    処理が施された前記被処理物を前記支持部の一方で支持
    して前記真空処理室内から前記予備真空室内に搬送し、
    所定の処理が施される前の前記被処理物を前記支持部の
    他方で支持して前記予備真空室内から前記真空処理室内
    に搬送するとともに、 前記予備真空室と外部との間で前記被処理物を搬出入可
    能な状態において前記搬送アームは、所定の処理が施さ
    れた前記被処理物を前記支持部の一方で支持して前記予
    備真空室内から外部に搬送し、所定の処理が施される前
    の前記被処理物を前記支持部の他方で支持して外部から
    前記予備真空室内に搬送するように構成されたことを特
    徴とする半導体製造装置。
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