JP2005050897A

JP2005050897A - フロントエンドモジュール

Info

Publication number: JP2005050897A
Application number: JP2003203597A
Authority: JP
Inventors: Kenji Koukado; 健二香門; Tetsuo Suematsu; 哲夫末松; Tatsuo Suzuki; 健生鈴木
Original assignee: Yaskawa Electric Corp; Sony Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp; Sony Corp
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】コストダウンを図りつつ外部装置のレイアウト変更が容易なフロントエンドモジュールを提供する。
【解決手段】フロントエンドモジュール１０は、壁部１２と、内部空間１４と、第１乃至第４の接続用開口部１６０２、１６０４、１６０６、１６０８と、搬送手段１８とを備えている。壁部１２には、外部装置としての２つのロードポートモジュール２０および１つのロードロックモジュール２２が取り付けられ、ロードロックモジュール２２には処理装置２４が接続されている。第１乃至第４の接続用開口部１６０２、１６０４、１６０６、１６０８は同形同大の矩形状をなすように構成されているので、外部装置の数やこれら外部装置のレイアウトに応じて個別に設計や製造を行なう必要が無く、外部装置のレイアウトを変更する際にフロントエンドモジュールを改造したり、新たに製作し直す必要が無い。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フロントエンドモジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程においては、半導体ウェハ（基板）は塵埃の付着を防ぐためにＦＯＵＰと呼ばれる気密容器であるウェハカセットに収容された状態で搬送される。このようなＦＯＵＰと、半導体ウェハに所定の処理を行なう処理装置との間で半導体ウェハを双方向に移送する装置としてフロントエンドモジュールが提供されている（例えば特許文献１参照）。
フロントエンドモジュールには、前記ＦＯＵＰが載置され該ＦＯＵＰ内のウェハをフロントエンドモジュール内部に取り込むように構成されたロードポートモジュールが取り付けられている。
また、フロントエンドモジュールには、前記処理装置とフロントエンドモジュールの間で半導体ウェハを移送するロードロックモジュールが取り付けられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２３８７２号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のフロントエンドモジュールは、それに取り付けられるロードポートモジュールやロードロックモジュールなどの外部装置の数やこれら外部装置のレイアウトに応じて個別に設計や製造を行なわなくてならず、コストダウンを図る上で不利であった。
また、いったん完成したフロントエンドモジュールにおいて前記外部装置のレイアウトを変更する際には、フロントエンドモジュールを改造したり、新たに製作し直したりしなくてはならず、レイアウト変更が困難であった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされ、その目的とするところは、コストダウンを図りつつ外部装置のレイアウト変更が容易なフロントエンドモジュールを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の布団とエンドモジュールは前記目的を達成するために、壁部によって区画された内部空間と、前記壁部に設けられ外部装置が接続される複数の接続用開口部と、前記内部空間に配設され前記接続用開口部に接続された外部装置との間で部材の搬送を行なう搬送手段とを備えたフロントエンドモジュールにおいて、前記複数の接続用開口部の寸法および形状が全て同一となるように構成されていることを特徴とする。
そのため、複数の接続用開口部の寸法および形状が全て同一となるように構成されているので、外部装置の数やこれら外部装置のレイアウトに応じて個別に設計や製造を行なう必要が無く、外部装置のレイアウトを変更する際にフロントエンドモジュールを改造したり、新たに製作し直す必要が無い。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態の第１のレイアウト例におけるフロントエンドモジュールを斜め前方から見た斜視図、図２は図１のフロントエンドモジュールを斜め後方から見た斜視図、図３は図１の平面図、図４は図１のフロントエンドモジュール単体を斜め後方から見た斜視図である。
【０００７】
図１乃至図４に示すように、フロントエンドモジュール１０は、壁部１２と、内部空間１４と、第１乃至第４の接続用開口部１６０２、１６０４、１６０６、１６０８と、搬送手段１８とを備えている。
壁部１２には、外部装置としての２つのロードポートモジュール２０および１つのロードロックモジュール２２が取り付けられ、ロードロックモジュール２２には処理装置２４が接続されている。
壁部１２は、直方体状に形成され、上下方向の下方に位置した矩形状の底壁１２０２と、底壁１２０２の前辺から起立された矩形状の前壁１２０４と、底壁１２０２の後辺から起立された矩形状の後壁１２０６と、底壁１２０２の左辺から起立された矩形状の左側壁１２０８と、底壁１２０２の右辺から起立された矩形状の右側壁壁１２１０と、これら底壁１２０２、前壁１２０４、後壁１２０６、左側壁１２０８、右側壁壁１２１０の上部を接続する上壁１２１２とから構成されている。左側壁１２０８にはフロントエンドモジュール１０の内部空間１４に人が入るためのメンテナンス用扉１２０１が設けられている。
内部空間１４は、壁部１２によって区画され、壁部１２の外部に対して密閉された状態で内部空間１４に清浄な空気が供給されることにより、内部空間１４がほぼ大気圧状態となった状態で局所的清浄環境（ミニエンバイロメント）となるように構成されている。
搬送手段１８は、内部空間１４に配設され、部材としての半導体ウェハ（半導体基盤）を搬送する搬送ロボットで構成されている。
図４に示すように、第１、第２の接続用開口部１６０２、１６０４は前壁１２０４の左右の半部のそれぞれに設けられ、第３、第４の接続用開口部１６０６、１６０８は後壁１２０６の左右の半部のそれぞれに設けられ、これら第１乃至第４の接続用開口部１６０２、１６０４、１６０６、１６０８は、上下方向に長手方向を有する同形同大の矩形状をなすように構成されている。
【０００８】
２つのロードポートモジュール２０は、それぞれ閉塞板１７０２を介して第１、第２の接続用開口部１６０２、１６０４に接続されている。
閉塞板１７０２は、第１乃至第４の接続用開口部１６０２、１６０４、１６０６、１６０８の輪郭よりも大きな外形を有する板部材によって構成され、第１、第２の接続用開口部１６０２、１６０４を閉塞するように前壁１２０４に取着されている。
各閉塞板１７０２の上寄りの箇所には矩形状の搬送用開口部１７０４が形成されており、該搬送用開口部１７０４を介して、ロードポートモジュール２０に載置された収容装置としてのＦＯＵＰ２６と搬送手段１８との間で半導体ウェハの搬送ができるように構成されている。
ＦＯＵＰ２６は、その内部空間に半導体ウェハを収容した状態で該内部空間を外部に対して密閉するように構成された容器であり、前記半導体ウェハＷを出し入れするための不図示の開口部と該開口部を開閉する不図示の扉が設けられている。また、ＦＯＵＰ２６は、一般的に口径３００ｍｍの半導体ウェハを収容するように構成されている。
ロードポートモジュール２０には、ＦＯＵＰ２６が載置されるプラットホーム２００２と、搬送用開口部１７０４を開閉する不図示の搬送用開閉扉が設けられている。
プラットホーム２００２上にＦＯＵＰ２６が載置されると、ＦＯＵＰ２６の開口部と搬送用開口部１７０４が連結されるとともに、ＦＯＵＰ２６の扉に前記搬送用開閉扉が連結されるように構成されている。
そして、前記開閉扉がＦＯＵＰ２６の扉とともに開放されることにより、ＦＯＵＰ２６の内部空間とフロントエンドモジュール１０の内部空間１４が外部空間２に対して密閉された状態で連通されるようになっている。
【０００９】
ロードロックモジュール２２は、閉塞板１７０２を介して第３の接続用開口部１６０６に接続されている。
閉塞板１７０２は、第３の接続用開口部１６０６を閉塞するように後壁１２０６に取着されている。
各閉塞板１７０２の上下方向の中間箇所には左右方向に延在する矩形状の搬送用開口部１７０６が形成されており、該搬送用開口部１７０６を介して、ロードロックモジュール２２と搬送手段１８との間で半導体ウェハの搬送ができるように構成されている。
ロードロックモジュール２２は、本例では、その内部空間２２０２に半導体ウェハを処理装置２４と搬送手段１８との間で搬送するウェハ搬送機構２２０４が配設されている。
また、ロードロックモジュール２２は、搬送用開口部１７０６を開閉する不図示の第１の扉と、処理装置２４と連通する不図示の処理装置用開口部を開閉する第２の扉とを有している。そして、第１、第２の扉を閉塞することにより内部空間２２０２を外部に対して密閉した状態で、内部空間２２０２を真空状態あるいは大気圧状態の双方に切り換えることができるように構成されている。なお、ロードロックモジュール２２における内部空間２２０２の気圧を切り換える構成は周知なものであるため詳細な説明は省略する。
【００１０】
処理装置２４は、前記処理装置用開口部を介してロードロックモジュール２２と連通する内部空間２４０２を有し、該内部空間２４０２には、半導体ウェハに対する種々の処理、例えば微細加工、膜付けなどを行なうための手段が設けられている。処理装置２４は、ロードロックモジュール２２の前記ウェハ搬送機構から受け取った半導体ウェハに前記処理を行ない、該処理が終了した半導体ウェハを前記ウェハ搬送機構に渡すように構成されている。
また、処理装置２４は、その内部空間を外部に対して密閉した状態で常時真空状態を保つように構成されている。
【００１１】
第４の接続用開口部１６０６は、後壁１２０６に取着された閉塞板１７０２によって閉塞されており、本例では、第４の接続用開口部１６０６を閉塞する閉塞板１７０２に外部装置は設けられていない。
【００１２】
次に上述のように構成されたフロントエンドモジュール１０の動作について説明する。
まず、２つのＦＯＵＰ２６が用意される。一方のＦＯＵＰ２６は処理前の半導体ウェハが収容された状態となっており、他方のＦＯＵＰ２６は処理後の半導体ウェハを収容するため空の状態となっている。
これら２つのＦＯＵＰ２６が２つのロードポートモジュール２０のプラットホーム２００２上にそれぞれ載置されると、各ＦＯＵＰ２６の開口部と搬送用開口部１７０４が連結されるとともに、ＦＯＵＰ２６の扉に前記搬送用開閉扉が連結され、前記搬送用開閉扉がＦＯＵＰ２６の扉とともに開放されることにより、ＦＯＵＰ２６の内部空間とフロントエンドモジュール１０の内部空間１４が連通される。
ここで、ロードロックモジュール２２の前記第１の扉が開放され、かつ、第２の扉が閉塞された状態となっている。
したがって、ＦＯＵＰ２６の内部空間と、フロントエンドモジュール１４の内部空間１４と、ロードロックモジュール２２の内部空間２２０２とは、互いに連通した状態で外部とは密閉されており、かつ、ほぼ大気圧状態となっている。
【００１３】
そして、搬送手段１８によって一方のＦＯＵＰ２６内の半導体ウェハＷが搬送用開口部１７０４を介して取出され、フロントエンドモジュール１０の内部空間１４を通り、搬送用開口部１７０６を介してロードロックモジュール２２の搬送機構２２０４に受け渡される。
次いで、ロードロックモジュール２２の前記第１の扉が閉塞され、かつ、第２の扉が閉塞された状態となり、ここで、ロードロックモジュール２２の内部空間２２０２が大気圧状態から真空状態に切り換えられる。
そして、ロードロックモジュール２２の前記第１の扉が閉塞され、かつ、第２の扉が開放された状態となり、これにより、ロードロックモジュール２２の内部空間２２０２と処理装置２４の内部空間２４０２とは、互いに連通した状態で外部とは密閉されており、かつ、真空状態となっている。
この状態で、半導体ウェハＷは搬送機構２２０２により、ロードロックモジュール２２の内部空間２２０２から処理装置２４に搬送される。
【００１４】
次いで、ロードロックモジュール２２の前記第１の扉が閉塞され、かつ、第２の扉が閉塞された状態となり、処理装置２４によって半導体ウェハＷに対して所定の処理が行なわれる。
前記所定の処理が終了すると、ロードロックモジュール２２の前記第２の扉が開放され、半導体ウェハＷは搬送機構２２０２により、処理装置２４からロードロックモジュール２２の内部空間２２０２に搬送される。
次いで、ロードロックモジュール２２の前記第１の扉が閉塞され、かつ、第２の扉が閉塞された状態となり、ここで、ロードロックモジュール２２の内部空間２２０２が真空状態から大気圧状態に切り換えられる。
そして、ロードロックモジュール２２の前記第１の扉が開放され、かつ、第２の扉が閉塞された状態となり、ロードロックモジュール２２の内部空間２２０２とフロントエンドモジュール１２の内部空間１４とは、互いに連通した状態で外部とは密閉されており、かつ、ほぼ大気圧状態となっている。
次に、半導体ウェハＷは、搬送機構２２０２により搬送用開口部１７０６を介して搬送手段１８に受け渡され、さらに搬送手段１８によって搬送用開口部１７０４を介して他方のＦＯＵＰ２６内に再び収容される。
以上のように一方のＦＯＵＰ２６内の半導体ウェハＷが順次取出されて搬送され処理装置２４によって処理され、他方のＦＯＵＰ２６内に収容される。このような動作が一方のＦＯＵＰ２６内の半導体ウェハＷの全てに対してなされ１つの工程が終了する。
【００１５】
次に、フロントエンドモジュール１０に対して取り付けられる外部装置のレイアウトを変更する場合について説明する。
図５（Ａ）は第２のレイアウト例を示すフロントエンドモジュール１０の平面図である。
第２のレイアウト例が第１のレイアウト例と異なるのは、ロードロックモジュール２２および処理装置２４がそれぞれ２つ設けられている点である。
図４における後壁１２０６の第４の接続用開口部１６０８側の閉塞板１７０２にもロードロックモジュール２２用の搬送用開口部１７０６を形成し、該ロードロックモジュール２２は、閉塞板１７０２を介して第４の接続用開口部１６０８に接続されている。
これにより、第３、第４の接続用開口部１６０６、１６０８の各閉塞板１７０２の搬送用開口部１７０６を介して、２つのロードロックモジュール２２と搬送手段１８との間で半導体ウェハの搬送ができるように構成されている。
このような第２のレイアウト例においては、２つの処理装置２４によって半導体ウェハＷの処理を並行して行なうことができる。
【００１６】
図５（Ｂ）は第３のレイアウト例を示すフロントエンドモジュール１０の平面図、図６は第３のレイアウト例のフロントエンドモジュール１０を後方から見た斜視図である。
第３のレイアウト例が第１のレイアウト例と異なるのは、ロードポートモジュール２０が３つ設けられている点である。
この場合は、図４における後壁１２０６の第４の接続用開口部１６０８側の閉塞板１７０２にもロードポートモジュール２０用の搬送用開口部１７０２を形成し、該ロードポートモジュール２０は、閉塞板１７０２を介して第４の接続用開口部１６０８に接続されている。
これにより、３つの搬送用開口部１７０２を介して、３つのロードポートモジュール２０と搬送手段１８との間で半導体ウェハの搬送ができるように構成されている。
このような第３のレイアウト例においては、３つのＦＯＵＰ２６を１つのフロントエンドモジュール１０で用いて処理を行なうことができる。
【００１７】
図５（Ｃ）は第４のレイアウト例を示すフロントエンドモジュール１０の平面図、図７は第３のレイアウト例のフロントエンドモジュール１０を後方から見た斜視図である。
第４のレイアウト例が第１のレイアウト例と異なるのは、新たにダミーウェハカセットモジュール２８が設けられている点である。
ダミーウェハカセットモジュール２８には、ダミーウェハカセット３０が載置されるダミーウェハステーション２８０２が設けられている。
ダミーウェハＷＤは、処理装置２４単体での性能確認を行なうために使用される部材であり、上述した半導体ウェハＷと同一形状および同一寸法で形成され、例えば口径３００ｍｍ、２００ｍｍあるいはそれ以下の口径を有し、ダミーウェハカセット３０に収容されている。
ダミーウェハカセット３０は、その内部空間にダミーウェハＷＤを収容した状態で該内部空間を外部に対して密閉するように構成された容器であり、ダミーウェハＷＤを出し入れするための不図示の開口部が設けられている。
そして、図４における後壁１２０６の第４の接続用開口部１６０８側の閉塞板１７０２にダミーウェハＷＤを搬送するための搬送用開口部１７０２を形成し、該ダミーウェハカセットモジュール２８は、閉塞板１７０２を介して第４の接続用開口部１６０８に接続されている。
これにより、搬送用開口部１７０２を介して、ダミーウェハカセット３０と搬送手段１８との間で半導体ウェハの搬送ができるように構成されている。
このような第４のレイアウト例においては、１つのダミーウェハカセット３０を用いて処理装置２４の機能確認を行なうことができる。
【００１８】
以上説明したように本実施の形態のフロントエンドモジュール１０によれば、複数の接続用開口部１６０２、１６０４、１６０６、１６０８の寸法および形状が全て同一となるように構成されているので、ロードポートモジュール２０、ロードロックモジュール２２、ダミーウェハステーション２８などの外部装置を複数の接続用開口部１６０２、１６０４、１６０６、１６０８に任意に取り付けることができる。
したがって、フロントエンドモジュールに取り付けられる外部装置の数やこれら外部装置のレイアウトに応じて個別に設計や製造を行なう必要が無く、コストダウンを図る上で有利となる。
また、外部装置のレイアウトを変更する際にフロントエンドモジュール１０を改造したり、新たに製作し直す必要が無く、レイアウト変更を容易に行なう上で有利となる。
【００１９】
なお、本実施の形態では、半導体ウェハＷを収容する容器としてＦＯＵＰ２６を用いた例を示したが、この他に口径２００ｍｍあるいは１５０ｍｍの半導体ウェハＷを収容するＳＭＩＦポッドなどを用いることもできる。
また、フロントエンドモジュール１０の外部環境がクリーン環境下（たとえばクリーン度クラス１レベル）にある場合には、内部空間１４と外部環境とを区別して内部環境１４をミニエンバイロメント（局所クリーン環境）とする必要が無いため、半導体ウェハＷを収容する密閉容器の代りに半導体ウェハＷが外部に露出する形態のオープンカセットモジュールなどを用いてもよい。
また、本実施の形態では、ロードロックモジュール２２は、真空と大気圧の状態を繰り返すロードロックチャンバーの機能と、半導体ウェハＷを搬送する真空トランスファーチャンバーの機能とを有した構成としたが、大気圧の状態で半導体ウェハＷを搬送する大気圧トランスファーチャンバーの機能を有した構成としてもよい。また、ロードロックモジュール２２は、真空と大気圧の状態を繰り返すロードロックチャンバーの機能のみを有し、半導体ウェハＷを搬送する手段が付加された構成であってもよい。
また、本実施の形態では、壁部１２の前壁１２０４に２つの接続用開口部を設け、後壁１２０６に２つの接続用開口部を設けたが、接続用開口部の数と配置が任意であることは無論である。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コストダウンを図りつつ外部装置のレイアウト変更が容易なフロントエンドモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１のレイアウト例におけるフロントエンドモジュールを斜め前方から見た斜視図である。
【図２】図１のフロントエンドモジュールを斜め後方から見た斜視図である。
【図３】図１の平面図である。
【図４】図１のフロントエンドモジュール単体を斜め後方から見た斜視図である。
【図５】（Ａ）は第２のレイアウト例を示すフロントエンドモジュールの平面図、（Ｂ）は第３のレイアウト例を示すフロントエンドモジュールの平面図、（Ｃ）は第４のレイアウト例を示すフロントエンドモジュールの平面図である。
【図６】第３のレイアウト例のフロントエンドモジュールを後方から見た斜視図である。
【図７】第４のレイアウト例のフロントエンドモジュールを後方から見た斜視図である。
【符号の説明】
１０……フロントエンドモジュール、１２……壁部、１４……内部空間、１８……搬送手段、２０……ロードポートモジュール、２２……ロードロックモジュール、２４……処理装置、２６……ＦＯＵＰ、２８……ダミーウェハカセットモジュール、３０……ダミーカセット、Ｗ……半導体ウェハ、ＷＤ……ダミーウェハ。

Claims

壁部によって区画された内部空間と、
前記壁部に設けられ外部装置が接続される複数の接続用開口部と、
前記内部空間に配設され前記接続用開口部に接続された外部装置との間で部材の搬送を行なう搬送手段とを備えたフロントエンドモジュールにおいて、
前記複数の接続用開口部の寸法および形状が全て同一となるように構成されている、ことを特徴とするフロントエンドモジュール。
前記外部装置は前記部材としての半導体ウェハを収容する収容装置に接続されるロードポートモジュールであることを特徴とする請求項１記載のフロントエンドモジュール。
前記外部装置はロードロックモジュールであり、前記ロードロックモジュールには前記部材としての半導体ウェハに対して所定の処理を行なう処理装置が接続され、前記ロードロックモジュールは前記処理装置と前記内部空間との間を連通するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のフロントエンドモジュール。
前記外部装置はダミーウェハモジュールであり、前記ダミーウェハモジュールは、前記部材としてのダミーウェハを収容することを特徴とする請求項１記載のフロントエンドモジュール。
前記外部装置は、内部空間を有し、前記外部装置と前記接続用開口部の接続は、前記外部装置の内部空間と前記フロントエンドモジュールの内部空間が連通するとともに、これら内部空間が前記外部に対して密閉状態となるようになされることを特徴とする請求項１記載のフロントエンドモジュール。
前記複数の接続用開口部は閉塞板によって閉塞され、前記外部装置の各接続用開口部への接続は前記閉塞板を介してなされ、前記搬送手段と前記外部装置との間で部材の搬送は、前記閉塞板に設けられた搬送用開口部を介して行なわれることを特徴とする請求項１記載のフロントエンドモジュール。
前記壁部はほぼ直方体状をなすように構成され、上下方向の下方に位置した底壁と、該底壁の４辺から起立された４つの側壁と、これら４つの側壁の上部を接続する上壁とから構成され、前記複数の接続用開口部は前記４つの側壁の少なくとも１つに設けられていることを特徴とする請求項１記載のフロントエンドモジュール。