JP2009087972A

JP2009087972A - 基板収容機構及び半導体製造装置

Info

Publication number: JP2009087972A
Application number: JP2007251692A
Authority: JP
Inventors: Makoto Osada; 真長田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2007-09-27
Filing date: 2007-09-27
Publication date: 2009-04-23
Also published as: US20090087289A1

Abstract

【課題】従来に比べて基板収容機構の小型化を図ることができ、フットプリントの増大を抑制することのできる基板収容機構及び半導体製造装置を提供する。
【解決手段】基板収容機構１の内側部材２は、外形が略半円筒状に構成されており、その内部に複数枚の円板状の半導体ウエハＷ（又はダミーウエハ）を、間隔を設けて棚状に支持するスロット状の支持部を有している。内側部材２の開放端側は、搬入・搬出部２ａとなっている。内側部材２の外側には、全体形状が略半円筒状とされた外側部材３が、内側部材２と同軸的に設けられている。内側部材２と外側部材３とは、軸６を中心として相対的に回転可能とされ、搬入・搬出部２ａを開放した状態と、外側部材３で覆った状態に設定可能とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の円板状の基板を収容するための基板収容機構及び半導体製造装置に関する。

従来から、半導体製造の分野では、円板状の基板である半導体ウエハに所定の処理、例えば成膜処理やエッチング処理等を施すことが知られている。また、上記の処理においては、必要に応じて円板状の基板であるダミーウエハを用いて、正規の半導体ウエハの処理に必要な条件を整える場合、あるいは処理室内に堆積した堆積物の除去のためのクリーニング等を行う場合がある。

このような半導体製造装置としては、半導体ウエハ等に所定の処理を施すための処理部と、複数枚の半導体ウエハが収容されたカセット又はフープが載置される載置部及びカセット又はフープと処理部との間で半導体ウエハを搬送する搬送機構とを有するローダー部と、を具備した半導体製造装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、上記のような半導体製造装置では、例えば、エッチング処理等において、腐食性のガスを使用する場合がある。このような場合、処理が終了した半導体ウエハを直ちにカセット又はフープに戻すと、半導体ウエハに吸着した腐食性のガスが離脱して周囲の器機を腐食させたり、他の処理前の半導体ウエハに悪影響を与える場合がある。このため、ローダー部に基板収容機構（パージストレージ）を接続し、ここに処理の済んだ半導体ウエハを仮置きして排気することにより、腐食性のガスを除去することが行われている。また、前述したように、ダミーウエハを用いる場合は、このダミーウエハを収容する基板収容機構（ダミーストレージ）をローダー部に接続して使用する場合もある。
特開２００５−３１０９８５号公報

上記のように、ローダー部にパージストレージやダミーストレージ等の基板収容機構を接続して使用する場合、半導体製造装置全体のフットプリントが増大するという課題があった。特に、パージストレージの場合、腐食性のガスがローダー部に漏洩することを防止するため酸排気等の大掛かりな排気機構等を設ける必要があり、このためパージストレージ全体が大型になり、フットプリントの増大が顕著になるという課題があった。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので、従来に比べて基板収容機構の小型化を図ることができ、フットプリントの増大を抑制することのできる基板収容機構及び半導体製造装置を提供しようとするものである。

請求項１の基板収容機構は、複数枚の円板状の基板を、間隔を設けて棚状に支持する支持部を有し、少なくとも前記基板を搬入・搬出するための搬入・搬出部の部分が、略半円筒状の形状とされた内側部材と、前記内側部材と同軸的に設けられ、前記搬入・搬出部に対応する開口部を有する外側部材とを具備し、前記内側部材と前記外側部材とを相対的に回転させることにより、前記搬入・搬出部が前記外側部材によって覆われた状態と、前記搬入・搬出部と前記開口部とが一致して前記搬入・搬出部が前記外側部材によって覆われていない状態とに設定可能とされていることを特徴とする。

請求項２の基板収容機構は、請求項１記載の基板収容機構であって、前記基板が収容された空間内を排気するための排気機構を具備したことを特徴とする。

請求項３の基板収容機構は、請求項２記載の基板収容機構であって、前記外側部材の外側に外側カバーが設けられ、かつ、当該外側カバーは、内側で前記外側部材が回転可能とされるとともに、前記搬入・搬出部に対応する外側カバー開口部と、前記排気機構が接続される排気ポートとを具備したことを特徴とする。

請求項４の基板収容機構は、請求項３記載の基板収容機構であって、前記外側部材の前記開口部が、上下方向に分離され、互いに反対方向に向くように設けられていることを特徴とする

請求項５の半導体製造装置は、円板状の基板に所定の処理を施すための処理部と、複数枚の前記基板が収容されたカセット又はフープが載置される載置部及び前記カセット又はフープと前記処理部との間で前記基板を搬送する搬送機構とを有するローダー部と、を具備した半導体製造装置であって、前記ローダー部に、請求項１乃至４いずれか１項記載の基板収容機構が設けられ、前記搬送機構によって前記基板収容機構に前記基板を搬入・搬出するよう構成されたことを特徴とする。

本発明によれば、従来に比べて基板収容機構の小型化を図ることができ、フットプリントの増大を抑制することのできる基板収容機構及び半導体製造装置を提供することができる。

以下、本発明の詳細を、図面を参照して実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態にかかる基板収容機構の構成を模式的に示すものである。図１に示す基板収容機構１は、内側部材２を具備している。この内側部材２は、外形が略半円筒状に構成されており、その内部に複数枚（本実施形態では２５枚）の円板状の半導体ウエハＷ（又はダミーウエハ）を、間隔を設けて棚状に支持するスロット状の支持部（図示せず。）を有している。このように、内側部材２は、全体が半円筒状とされているので、内側部材２の半円筒状の構造物の無い側（開放端側）は、半導体ウエハ等を搬入・搬出するための搬入・搬出部２ａとなっている。

内側部材２の外側には、全体形状が略半円筒状とされた外側部材３が設けられている。この外側部材３は、内側部材２の外側に配設可能なように、内側部材２の外径より僅かに大きな内径を有しており、内側部材２と同軸的に設けられている。そして、内側部材２と外側部材３とは、軸６を中心として相対的に回転可能とされている。本実施形態では、外側部材３が固定され、内側部材２が回転するようになっている。したがって、図１（ａ）に示すように、外側部材３の半円筒状の構造物の無い開口部３ａ側と、内側部材２の搬入・搬出部２ａとが合った状態（搬入・搬出部２ａが開いた状態）で、内側部材２内に半導体ウエハ等を搬入・搬出可能となり、この状態から図１（ｂ）に示すように、内側部材２を１８０度回転させることによって、内側部材２の搬入・搬出部２ａが外側部材３によって覆われた状態（搬入・搬出部２ａが閉じた状態）となる。

外側部材３の背面側には、排気機構５が接続されており、上記した搬入・搬出部２ａが閉じた状態では、基板収容機構１内から排気が行われるようになっている。このように、搬入・搬出部２ａを閉じた状態で基板収容機構１内から排気を行うことにより、半導体ウエハＷに吸着した腐食性のガス等が、搬入・搬出部２ａから外部に漏洩することを抑制することができる。このため、従来に比べて例えば、排気機構の構成（排気系の配管径等）を小型化することができ、基板収容機構１全体を小型化することができる。また、２重の半円筒状体（内側部材２と外側部材３）を相対的に回転させることによって、搬入・搬出部２ａを開閉させる構造となっているので、構造が単純で、構成部品点数も少なくすることができ、基板収容機構１全体を小型化することができる。したがって、フットプリントの増大を抑制することができる。

図２は、他の実施形態の基板収容機構１ａの構成を模式的に示すもので、図１に示した実施形態と対応する部分には、同一の符号が付してある。この実施形態の基板収容機構１ａは、前述した構成の基板収容機構１を上下方向に複数（図２では２つ）配設した構成となっている。したがって、上部に２５枚、下部に２５枚、合計５０枚の半導体ウエハＷ等を収容可能となっている。

この実施形態の基板収容機構１ａの場合、内側部材２は、上下で夫々別体としても良く、又、一体としても良い。内側部材２を上下で別体として、上下に設けた回転機構により夫々別々に回転できるようにすれば、搬入・搬出部２ａの開閉を、上部と下部で別々に行うことが可能となる。なお、図２（ａ）は、搬入・搬出部２ａを開けた状態、図２（ｂ）は、搬入・搬出部２ａを閉じた状態を示している。また、外側部材３についても、上下で夫々別体としても良く、又、一体としても良い。

図３は、さらに他の実施形態の基板収容機構１ｂの構成を模式的に示す分解斜視図である。この実施形態の基板収容機構１ｂは、図２に示した２段重ね構造の基板収容機構１ａの外側に、さらに外側カバー４を配設した構成となっている。外側カバー４は、全体形状が略半円筒状とされており、その半円筒状の構造物の無いカバー開口部４ａ側と、内側部材２の搬入・搬出部２ａとが同じ方向に向くよう配設されており、外側カバー４の背面側には、排気機構を接続するための排気ポート４ｂが形成されている。

また、この基板収容機構１ｂでは、外側部材３を回転させる構成となっており、外側部材３の開口部３ａが、内側部材２の搬入・搬出部２ａと合った状態（搬入・搬出部２ａが開いた状態）で、内側部材２内に半導体ウエハ等を搬入・搬出可能となり、この状態から外側部材３を１８０度回転させることによって、内側部材２の搬入・搬出部２ａが閉じた状態となるよう構成されている。このように、外側部材３を回転させる構成とすることによって、搬入・搬出部２ａの開閉の際に、内部に収容された半導体ウエハＷ等に振動等が加わることを抑制することができる。

また、図３に示す基板収容機構１ｂの場合、外側部材３の開口部３ａが、上段部と下段部で反対方向に向くように配置されている。このようにすれば、上段側の搬入・搬出部２ａを開いた状態では、下段側の搬入・搬出部２ａは閉じた状態となり、上段側の搬入・搬出部２ａを閉じた状態では、下段側の搬入・搬出部２ａは開いた状態となる。一方、外側部材３の開口部３ａを、上段部と下段部で同一方向に向くように配置すれば、上段側の搬入・搬出部２ａと下段側の搬入・搬出部２ａの開閉状態を同一にすることができる。なお、外側部材３を上部と下部で別体とし、夫々個別に回転可能として、上段側の搬入・搬出部２ａと下段側の搬入・搬出部２ａの開閉状態を別々に設定するよう構成することもできる。

図４は、上記の基板収容機構１，１ａ，１ｂのいずれかが配設された半導体製造装置１００の全体構成を示すものである。半導体製造装置１００の中央部分には、真空搬送チャンバ１０が設けられており、この真空搬送チャンバ１０に沿って、その周囲には、複数（本実施形態では６個）の真空処理チャンバ１１〜１６が配設されている。

真空搬送チャンバ１０の手前側（図中下側）には、２つのロードロックチャンバ１７が設けられ、これらのロードロックチャンバ１７のさらに手前側（図中下側）には、ローダー部が設けられている。ローダー部には、大気中で半導体ウエハＷ（又はダミーウエハ）を搬送するための搬送チャンバ１８が設けられている。また、搬送チャンバ１８のさらに手前側（図中下側）には、複数枚の半導体ウエハＷを収容可能とされたカセット又はフープが配置される載置部１９が複数（図４では３つ）設けられている。また、ロードロックチャンバ１７の側方には、基板収容機構１，１ａ，１ｂのいずれかが配設されている。

ロードロックチャンバ１７と搬送チャンバ１８との間、ロードロックチャンバ１７と真空搬送チャンバ１０との間、真空搬送チャンバ１０と真空処理チャンバ１１〜１６との間には、夫々ゲートバルブ２２が設けられ、これらの間を気密に閉塞及び開放できるようになっている。また、真空搬送チャンバ１０内には真空搬送機構３０が設けられている。この真空搬送機構３０は、第１のピック３１と第２のピック３２を具備し、これらによって２枚の半導体ウエハＷを支持可能に構成されており、各真空処理チャンバ１１〜１６、ロードロック室１７に、半導体ウエハＷを搬入、搬出できるよう構成されている。

また、搬送チャンバ１８内には、大気搬送機構４０が設けられている。この大気搬送機構４０は、第１のピック４１と第２のピック４２とを具備しており、これらによって２枚の半導体ウエハＷを支持可能に構成されている。大気搬送機構４０は、載置部１９に載置された各カセット又はフープ、ロードロック室１７、基板収容機構１，１ａ，１ｂに半導体ウエハＷ又はダミーウエハを搬入、搬出できるよう構成されている。

上記構成の半導体製造装置１００は、制御部６０によって、その動作が統括的に制御される。この制御部６０には、ＣＰＵを備え半導体製造装置１００の各部を制御するプロセスコントローラ６１と、ユーザインタフェース部６２と、記憶部６３とが設けられている。

ユーザインタフェース部６２は、工程管理者が半導体製造装置１００を管理するためにコマンドの入力操作を行うキーボードや、半導体製造装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等から構成されている。

記憶部６３には、半導体製造装置１００で実行される各種処理をプロセスコントローラ６１の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や処理条件データ等が記憶されたレシピが格納されている。そして、必要に応じて、ユーザインタフェース部６２からの指示等にて任意のレシピを記憶部６３から呼び出してプロセスコントローラ６１に実行させることで、プロセスコントローラ６１の制御下で、半導体製造装置１００での所望の処理が行われる。また、制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータで読取り可能なコンピュータ記憶媒体（例えば、ハードディスク、ＣＤ、フレキシブルディスク、半導体メモリ等）などに格納された状態のものを利用したり、或いは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。

上記構成の半導体製造装置１００では、ローダー部に、前述した全体を小型化した基板収容機構１，１ａ，１ｂを具備しているので、従来に比べて半導体製造装置１００全体の大きさを小型化することができ、フットプリントの増大を抑制することができる。また、基板収容機構１，１ａ，１ｂの搬入・搬出部２ａを閉じた状態で、基板収容機構１，１ａ，１ｂ内を排気するので、半導体ウエハＷに吸着していた腐食性のガス等が、ローダー部に漏洩して悪影響を与えることを抑制することができる。

本発明の一実施形態の基板収容機構の構成を模式的に示す図。他の実施形態の基板収容機構の構成を模式的に示す図。他の実施形態の基板収容機構の構成を模式的に示す図。本発明の一実施形態の半導体製造装置の構成を模式的に示す図。

符号の説明

Ｗ……半導体ウエハ、１，１ａ，１ｂ……基板収容機構、２……内側部材、２ａ……搬入・搬出部、３……外側部材、４……外側カバー、５……排気機構、６……軸。

Claims

複数枚の円板状の基板を、間隔を設けて棚状に支持する支持部を有し、少なくとも前記基板を搬入・搬出するための搬入・搬出部の部分が、略半円筒状の形状とされた内側部材と、
前記内側部材と同軸的に設けられ、前記搬入・搬出部に対応する開口部を有する外側部材とを具備し、
前記内側部材と前記外側部材とを相対的に回転させることにより、前記搬入・搬出部が前記外側部材によって覆われた状態と、前記搬入・搬出部と前記開口部とが一致して前記搬入・搬出部が前記外側部材によって覆われていない状態とに設定可能とされていることを特徴とする基板収容機構。
請求項１記載の基板収容機構であって、
前記基板が収容された空間内を排気するための排気機構を具備したことを特徴とする基板収容機構。
請求項２記載の基板収容機構であって、
前記外側部材の外側に外側カバーが設けられ、かつ、当該外側カバーは、内側で前記外側部材が回転可能とされるとともに、前記搬入・搬出部に対応する外側カバー開口部と、前記排気機構が接続される排気ポートとを具備したことを特徴とする基板収容機構。
請求項３記載の基板収容機構であって、
前記外側部材の前記開口部が、上下方向に分離され、互いに反対方向に向くように設けられていることを特徴とする基板収容機構。
円板状の基板に所定の処理を施すための処理部と、
複数枚の前記基板が収容されたカセット又はフープが載置される載置部及び前記カセット又はフープと前記処理部との間で前記基板を搬送する搬送機構とを有するローダー部と、
を具備した半導体製造装置であって、
前記ローダー部に、請求項１乃至４いずれか１項記載の基板収容機構が設けられ、前記搬送機構によって前記基板収容機構に前記基板を搬入・搬出するよう構成されたことを特徴とする半導体製造装置。