JP2019186536A - Epitaxy process system comprising automatic conveyance system, and automatic conveyance method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エピタキシー成長設備の分野に関し、更に詳しくは、エピタキシーグローブボックス設備及びその自動搬送方法に関する。 The present invention relates to the field of epitaxy growth equipment, and more particularly, to an epitaxy glove box equipment and an automatic transfer method thereof.
一般的なエピタキシープロセスステーションは反応モジュールと、搬送モジュールと、ロードロックモジュールと、を備え、ウェハーは搬送モジュールにより反応モジュールとロードロックモジュールとの間に搬送される。 A typical epitaxy process station includes a reaction module, a transfer module, and a load lock module, and a wafer is transferred between the reaction module and the load lock module by the transfer module.
しかしながら、前述した従来の技術では、すなわち、エピタキシー成長反応時間が長く、且つエピタキシー層を損傷しないようにするため徐々に冷却しなければならなかった。このため、ステーションの停止時間を短縮しつつ、ウェハーのエピタキシー品質を保つことがエピタキシープロセスにとって重要な課題であった。 However, in the above-described conventional technique, that is, the epitaxy growth reaction time is long and the epitaxy layer must be gradually cooled so as not to be damaged. For this reason, maintaining the epitaxy quality of the wafer while shortening the stop time of the station has been an important issue for the epitaxy process.
そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に到った。 Therefore, the present inventor considered that the above-mentioned drawbacks can be improved, and as a result of intensive studies, the present inventor has arrived at a proposal of the present invention that effectively improves the above-described problems by rational design.
かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、3つのモジュールのみで自動搬送機能を有するシステム構成を構成することで、仮貯蔵領域モジュールを別途設置しなければならないという従来の設計を改善し、設置面積(foot print)を縮小させ、ステーション設備のコストも抑制する、エピタキシープロセスシステム及びその自動搬送方法を提供することを目的とする。 In view of such a conventional situation, the present invention improves the conventional design in which a temporary storage area module must be separately installed by configuring a system configuration having an automatic transfer function with only three modules. An object of the present invention is to provide an epitaxy process system and an automatic transfer method thereof that reduce the footprint (print) and the cost of station equipment.
本発明の他の目的は、搬送モジュール(Transfer Module、TM)及びロードロックモジュール(Load Lock Module、LLM)の箇所に2つの仮貯蔵スペースがそれぞれ設けられ、エピタキシープロセスステーション中でサセプタ(susceptor)及び天井(ceiling)の循環交換を行い、ステーションの停止時間(downtime)を短縮させ、ステーションの使用効率を高める、エピタキシープロセスシステム及びその自動搬送方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide two temporary storage spaces at the locations of the transfer module (Transfer Module, TM) and the load lock module (LLM), respectively, in the epitaxy process station, and a susceptor and It is to provide an epitaxy process system and an automatic transfer method thereof that perform cyclic exchange of ceilings, shorten station downtime, and improve the use efficiency of the station.
本発明のさらなる他の目的は、3つのモジュールのみで自動搬送機能を構成し、モジュールに復帰機構が内設されてモジュール間の相互位置決め補正を実行し、ステーションの作動時の正確性を高める、エピタキシープロセスシステム及びその自動搬送方法を提供することである。 Still another object of the present invention is to configure an automatic transfer function with only three modules, and a return mechanism is provided in the module to perform mutual positioning correction between the modules, thereby improving the accuracy during operation of the station. To provide an epitaxy process system and an automatic transfer method thereof.
上記目的を達成するため、本発明に係るエピタキシープロセスシステムは、反応キャビティと、サセプタと、天井と、を含み、前記反応キャビティ中に収容されて前記サセプタ中の少なくとも1つのウェハーのエピタキシャル反応を補助する反応モジュールと、第一仮貯蔵機構及び第二仮貯蔵機構を含み、前記第一仮貯蔵機構は前記サセプタを載置させるために用いられ、前記第二仮貯蔵機構は前記天井を載置させるために用いられる搬送モジュールと、ロードロックキャビティ及び前記ロードロックキャビティ中に収容される第三仮貯蔵機構を含み、前記第三仮貯蔵機構は前記サセプタまたは前記天井を載置させるために用いられるロードロックモジュールと、前記ロードロックキャビティ下方に設置されると共に前記サセプタまたは前記天井を載置させるために用いられる第四仮貯蔵機構であって、エピタキシャル反応を経ていない前記ウェハーの前記サセプタが前記第三仮貯蔵機構、前記第四仮貯蔵機構、及び前記第一仮貯蔵機構のうちの1つにより前記反応キャビティ箇所に移動されることと、を備える。 To achieve the above object, an epitaxy process system according to the present invention includes a reaction cavity, a susceptor, and a ceiling, and is accommodated in the reaction cavity to assist an epitaxial reaction of at least one wafer in the susceptor. A reaction module, a first temporary storage mechanism, and a second temporary storage mechanism, wherein the first temporary storage mechanism is used for mounting the susceptor, and the second temporary storage mechanism mounts the ceiling. And a third temporary storage mechanism housed in the load lock cavity, wherein the third temporary storage mechanism is used to place the susceptor or the ceiling. A lock module, installed below the load lock cavity and the susceptor or the A fourth temporary storage mechanism used for placing a well, wherein the susceptor of the wafer that has not undergone an epitaxial reaction is the third temporary storage mechanism, the fourth temporary storage mechanism, and the first temporary storage mechanism. Moving to the reaction cavity location by one of the above.
本発明の別の態様は、自動搬送方法である。この自動搬送方法は、連通及び隔絶されるロードロックキャビティ、搬送モジュール及び反応キャビティ中で運用され、前記搬送モジュール中に第一仮貯蔵機構及び第二仮貯蔵機構を提供するステップと、前記ロードロックキャビティ中に第三仮貯蔵機構を提供するステップと、前記ロードロックキャビティ下方のスペース中に第四仮貯蔵機構を提供し、前記スペースは前記搬送モジュールに連通されるステップと、前記反応キャビティ中で第一ウェハーに対してエピタキシャル反応を実行し、前記第一ウェハーは第一サセプタ中に載置され、且つ前記エピタキシャル反応過程において前記第一サセプタに組み合わせられる第一天井を有するステップと、第二ウェハーを有する第二サセプタを提供し、前記第二サセプタはアイドリング中の前記第三仮貯蔵機構、前記第四仮貯蔵機構、及び前記第一仮貯蔵機構のうちの1つに載置されて前記エピタキシャル反応を待つステップと、前記第一サセプタ及び前記第二サセプタが搬送され、前記第二サセプタが前記第三仮貯蔵機構または前記第四仮貯蔵機構に載置される場合、前記エピタキシャル反応が完成した前記第一サセプタが前記反応キャビティ中から前記第一仮貯蔵機構に搬送されて冷却され、その後に前記第二サセプタが前記反応キャビティ中に搬送されて前記エピタキシャル反応が行われ、前記第二サセプタが前記第一仮貯蔵機構に載置される場合、前記エピタキシャル反応が完成した前記第一サセプタが前記反応キャビティ中から前記第三仮貯蔵機構または前記第四仮貯蔵機構に搬送されて冷却され、その後に前記第二サセプタが前記反応キャビティ中に搬送されて前記エピタキシャル反応が行われるステップと、を含む。 Another aspect of the present invention is an automatic conveyance method. The automatic transfer method is operated in a load lock cavity, a transfer module, and a reaction cavity that are communicated and isolated, and a first temporary storage mechanism and a second temporary storage mechanism are provided in the transfer module; and the load lock Providing a third temporary storage mechanism in the cavity; providing a fourth temporary storage mechanism in a space below the load lock cavity, wherein the space communicates with the transfer module; and in the reaction cavity. Performing an epitaxial reaction on the first wafer, the first wafer being placed in a first susceptor and having a first ceiling combined with the first susceptor in the course of the epitaxial reaction; and a second wafer A second susceptor having a second susceptor before idling. A first temporary storage mechanism, a fourth temporary storage mechanism, and a first temporary storage mechanism mounted on one of the first temporary storage mechanism and waiting for the epitaxial reaction; and the first susceptor and the second susceptor are transported When the second susceptor is mounted on the third temporary storage mechanism or the fourth temporary storage mechanism, the first susceptor having completed the epitaxial reaction is transported from the reaction cavity to the first temporary storage mechanism. The second susceptor is transported into the reaction cavity and the epitaxial reaction is performed, and when the second susceptor is placed on the first temporary storage mechanism, the epitaxial reaction is completed. The first susceptor is transported from the reaction cavity to the third temporary storage mechanism or the fourth temporary storage mechanism and cooled, and then the second susceptor is cooled. Data comprises the steps of the epitaxial reaction is carried out is conveyed into the reaction cavity.
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below do not limit the contents of the present invention described in the claims. In addition, all the configurations described below are not necessarily essential requirements of the present invention.
本発明に係るエピタキシープロセスシステムは、主にグローブボックス設備を備えるエピタキシープロセス設備である。エピタキシープロセス設備のグローブボックス設備が一般的に備えるガス管路システム、制御システム等については図示及び説明を省略する。但し、実際にステーションに実施される場合、エピタキシープロセス設備を含む必要なシステムとなる。 The epitaxy process system according to the present invention is an epitaxy process facility mainly including a glove box facility. Illustration and description of a gas pipeline system, a control system, and the like that are generally provided in a glove box facility of an epitaxy process facility are omitted. However, when actually implemented in a station, it is a necessary system including an epitaxy process facility.
また、本発明に係る仮貯蔵機構は、物品を載置させるための1つ以上のベースを備え、或いは1つ以上の挟持機構により物品を固定させ、もしくは載置機構に物品が載置される。ここでいう物品とはサセプタまたは天井である。載置または挟持される物品を保護するため、ベース或いは挟持機構はセラミック製かグラファイト製の装置でもよく、或いは、仮貯蔵機構と物品との接触位置または支持位置箇所に設置されるセラミック部材やグラファイト部材を有する。例えば、ベースは金属材料で製造されるが、ベースの辺縁には物品を支えるためのセラミック部材やグラファイト部材が設置される。 In addition, the temporary storage mechanism according to the present invention includes one or more bases for placing an article, or the article is fixed by one or more clamping mechanisms, or the article is placed on the placement mechanism. . The article here is a susceptor or a ceiling. In order to protect the article to be placed or sandwiched, the base or the clamping mechanism may be a ceramic or graphite device, or a ceramic member or graphite installed at a position where the temporary storage mechanism and the article are in contact or at a supporting position. It has a member. For example, the base is made of a metal material, and a ceramic member or a graphite member for supporting an article is installed on the edge of the base.
また、エピタキシーウェハー(epitaxy wafer)とは、化学気相成長等の適切な方法を経て基板ウェハー(substrate wafer)上に1層以上のエピタキシー層が成長するものを指す。よって、本発明では、基板ウェハーとエピタキシーウェハーとの違いは、エピタキシー成長を経たか否かである。特に説明のない限り、以下ではウェハーは基板ウェハーまたはエピタキシーウェハのうちの1つまたは両方でもよい。 An epitaxy wafer refers to a substrate in which one or more epitaxy layers are grown on a substrate wafer through an appropriate method such as chemical vapor deposition. Therefore, in the present invention, the difference between the substrate wafer and the epitaxy wafer is whether or not it has undergone epitaxy growth. Unless stated otherwise, in the following the wafer may be one or both of a substrate wafer or an epitaxy wafer.
図1は本発明の一実施形態に係るエピタキシープロセスステーションの一部機構・部材位置を示す側面の概略図である。本発明に係るエピタキシープロセスステーション2は、反応モジュール12(reaction module、RM)、搬送モジュール14(TM)、及びロードロックモジュール16(LLM)という3つのモジュールを備える。反応モジュール12はウェハーのエピタキシー成長を行うための場所及び関連機構を提供する。1つ以上の天井24及び1つ以上のサセプタ26は反応モジュール12の反応キャビティ22中に配置される。各サセプタ26中には1枚以上のウェハー(図示省略)が収容され、エピタキシー成長を経ていないウェハー(基板ウェハー)には反応モジュール12中でエピタキシー成長のためのエピタキシャル反応が発生する。ロードロックモジュール16はエピタキシー成長を経ていないウェハー(基板ウェハー)を準備するための場所及び関連機構、並びにエピタキシープロセスが完了したウェハー(エピタキシーウェハー)を取り出すための場所及び関連機構を提供する。搬送モジュール14はウェハー及び関連物品を搬送するための場所及び関連機構を提供する。即ち、搬送モジュール14は通常反応モジュール12とロードロックモジュール16との間に設置される。
次に、本発明における広義の反応モジュール12、搬送モジュール14、及びロードロックモジュール16は各自長さ、幅、高さのあるスペースをそれぞれ占有し、且つキャビティを含む。キャビティは各自が占有するスペースを満たすか、それよりも小さくてもよく、且つモジュールの機構が内設または載置される。各キャビティが各自が占有するスペースよりも小さい場合、占有するスペースの余剰部分には他の機構が設置または計画されてもよい。ある実施例では、反応モジュール12が反応キャビティ22を備え、ロードロックモジュール16がロードロックキャビティ62を具備する。次いで、本発明でいう反応モジュール12、搬送モジュール14、及びロードロックモジュール16とはそれぞれ窒素ボックス(nitrogen box)設計を指し、各窒素ボックスの間にはゲートバルブ機構が設置され、ガスを連通させるための経路、或いは/及びガスを隔絶させ、物品を搬送或いは/及び隔離するための経路としてもよい。
FIG. 1 is a schematic side view showing a partial mechanism / member position of an epitaxy process station according to an embodiment of the present invention. The
Next, the
図2は本発明の一実施形態に係るエピタキシープロセスステーションが表向き(face up)の一部機構の配置及び搬送方法を行う側面の概略図である。図1及び図2を参照する。搬送モジュール14は第一仮貯蔵機構44(stage)及び第二仮貯蔵機構46を更に備え、ロードロックモジュール16は第三仮貯蔵機構64及び第四仮貯蔵機構66を更に備える。ある実施例では、第一ゲートバルブ機構13(RTGV)は反応モジュール12と搬送モジュール14との間に設置され、第二ゲートバルブ機構15(TLGV)は搬送モジュール14とロードロックモジュール16との間に設置され、第三ゲートバルブ機構17(LAGV)はロードロックモジュール16と外界との間に設置される。なお、ある実施例では、完全なエピタキシープロセス過程(物品の搬送、エピタキシー成長、反応前後の加熱冷却、ブラストを含む)において、第一仮貯蔵機構44はサセプタを載置させるために用いられ、第二仮貯蔵機構46は天井24を載置させるために用いられる。
次に、第三仮貯蔵機構64及び第四仮貯蔵機構66はサセプタ26または天井24をそれぞれ載置させるために用いられ、位置の配置上、第四仮貯蔵機構66はロードロックキャビティ62下方のスペース60中に設置され、且つこのスペース60の窒素循環は及び搬送モジュール14と共になる。また、搬送モジュール14とロードロックモジュール16との間にある第二ゲートバルブ機構15(TLGV)は第三仮貯蔵機構64箇所にスライド可能に位置され、或いは第四仮貯蔵機構66箇所に位置される。第二ゲートバルブ機構15が第三仮貯蔵機構64箇所までスライドすると、第四仮貯蔵機構66があるスペース60は搬送モジュール14に連通される。反対に、搬送モジュール14が天井24またはサセプタ26をロードロックモジュール16と反応モジュール12との間、もしくはロードロックモジュール16と搬送モジュール14との間に搬送させる。
FIG. 2 is a schematic view of a side surface where an epitaxy process station according to an embodiment of the present invention performs the arrangement and transfer method of a partial mechanism facing up. Please refer to FIG. 1 and FIG. The
Next, the third
図1及び図2を参照する。理解を容易にするため、反応モジュール12の箇所では位置23(R1)及び位置25(R2)によってサセプタ及び天井が反応キャビティ22中に収容される際の位置をそれぞれ表示する。
表向きでエピタキシープロセスが行われる場合、基板ウェハーを載置するサセプタは外界から第三ゲートバルブ機構17(LAGV)を経てロードロックモジュール16のアイドリング中の第三仮貯蔵機構64に載置されるか、アイドリング中の第四仮貯蔵機構66に移動され、清潔な天井もロードロックモジュール16のアイドリング中の第三仮貯蔵機構64に載置されるか、アイドリング中の第四仮貯蔵機構66に移動されてエピタキシー成長の準備が行われる。ちなみに、外界からエピタキシープロセスステーション2中に送られるサセプタ及び天井の順序は変更可能である。
Please refer to FIG. 1 and FIG. In order to facilitate understanding, the position at which the susceptor and the ceiling are accommodated in the
When the epitaxy process is performed face up, is the susceptor on which the substrate wafer is placed placed on the third
図1及び図2に示されるように、第二ゲートバルブ機構15(TLGV)及び第一ゲートバルブ機構13(RTGV)を通過させた後、搬送モジュール14のロボットアーム48がロードロックモジュール16箇所のサセプタ及び天井を反応モジュール12箇所にそれぞれ移動させる。サセプタ26が公転盤に装設される際に公転盤は位置23(R1)箇所に位置され、天井24は位置25(R2)に装設される。位置25(R2)は反応キャビティ22の上部キャビティの底部付近に位置され、天井24はサセプタ26の上方に位置される。すなわち、位置25(R2)は位置23(R1)の上方になる。第一ゲートバルブ機構13(RTGV)が閉められた後にエピタキシー成長が始まる。一般的には、サセプタ26中の基板ウェハー及び天井24には高温及び真空雰囲気下でエピタキシー成長の成長反応が発生してエピタキシー層が成長し、約6時間で必要な厚さのエピタキシー層が成長する。
As shown in FIGS. 1 and 2, after passing through the second gate valve mechanism 15 (TLGV) and the first gate valve mechanism 13 (RTGV), the
続いて、基板ウェハーを載置するサセプタ及び清潔な天井が反応キャビティ22に移動された後、次の反応を待つ基板ウェハーを載置するサセプタ及び天井がアイドリング中の第四仮貯蔵機構66または第三仮貯蔵機構64中に載置されて準備される。任意でロードロックモジュール16箇所に載置される次のサセプタがアイドリング中の搬送モジュール14の第一仮貯蔵機構44に移動されて準備され、次の天井が第二仮貯蔵機構46に移動されて準備される。即ち、反応モジュール12中にある基板ウェハーのエピタキシー成長が行われる際に、次のサセプタ及び清潔な天井がアイドリング中の搬送モジュール14またはアイドリング中のロードロックモジュール16中に載置される。
本発明に係る搬送モジュール14及びロードロックモジュール16は次のサセプタ及び清潔な天井を載置するための2つの仮貯蔵機構をそれぞれ有する。その長所は、反応モジュール12でエピタキシー成長が行われている間に、次のサセプタ及び清潔な天井がエピタキシープロセスステーション2中で準備されて反応モジュール12中に直接移動されるのを待てる点である。
Subsequently, after the susceptor on which the substrate wafer is placed and the clean ceiling are moved to the
The
続いて、次の反応を待つウェハーのサセプタ及び次の天井がロードロックモジュール16中に載置されると、第一ゲートバルブ機構13(RTGV)を通過させ、エピタキシーウェハーが載置されたサセプタ26が搬送モジュール14のロボットアーム48により反応モジュール12からアイドリング中の第一仮貯蔵機構44に移動される。エピタキシー成長に使用された天井24は反応モジュール12中に停留されるかアイドリング中の第二仮貯蔵機構46に移動されてブラスト及び冷却が行われ、或いはエピタキシープロセスステーション2から取り出されるのを待つ。
次いで、ロードロックモジュール16中にある基板ウェハーが載置される次のサセプタ及び次の天井が搬送モジュール14により空の反応モジュール12中に移動され、次の基板ウェハーのエピタキシー成長が開始される。上述のように、反応モジュール12でエピタキシー成長が行われる間に、エピタキシーウェハーが載置されるサセプタ26が第一仮貯蔵機構44からアイドリング中の第三仮貯蔵機構64または第四仮貯蔵機構66に移動されて取り出されるのを待つ。
同様に、エピタキシー成長に使用された天井24も第二仮貯蔵機構46からアイドリング中の第四仮貯蔵機構66または第三仮貯蔵機構64に移動されて取り出されるのを待つ。即ち、ウェハーが載置されるサセプタはエピタキシープロセスステーション2中でそれぞれ自動搬送され、互いに搬送を待つ時間がなくなり、サセプタ及び天井が反応モジュール12、搬送モジュール14、及びロードロックモジュール16の間で循環的に交換され、エピタキシープロセスステーション2の停止が減り、使用効率が高まる。
Subsequently, when the wafer susceptor waiting for the next reaction and the next ceiling are placed in the
Next, the next susceptor on which the substrate wafer in the
Similarly, the
続いて、次のエピタキシー成長を待つサセプタ及び次の天井が第一仮貯蔵機構44及び第二仮貯蔵機構46に載置される場合、エピタキシーウェハーが載置されるサセプタ26及び使用済みの天井24が反応モジュール12からアイドリング中のロードロックモジュール16中に移動され、両者は窒素ブラスト及び冷却を経た後にロードロックモジュール16からエピタキシープロセスステーション2に直接取り出される。
Subsequently, when the susceptor waiting for the next epitaxy growth and the next ceiling are placed on the first
図3は本発明の一実施形態に係るエピタキシープロセスステーションが下向き(face down)を行う側面の概略図であり、図4は本発明の一実施形態に係るエピタキシープロセスステーションが下向きの一部機構の配置及び搬送方法を行う側面の概略図である。
図1と図2との差異は、反応モジュール12中で公転盤がある位置23(R1)は天井24がある位置25(R2)の上方に位置され、即ちサセプタ26は天井24の上方に位置され、天井24は反応キャビティ22の下部キャビティ付近に位置される点である。この場合、エピタキシープロセス過程で本発明の2つの仮貯蔵機構をそれぞれ有する搬送モジュール14及びロードロックモジュール16が使用され、表向きのプロセスと同様のサセプタ26及び天井24の循環交換の自動搬送が実行され、その再述は省略する。
FIG. 3 is a schematic view of a side where an epitaxy process station according to an embodiment of the present invention performs face down, and FIG. 4 illustrates a partial mechanism of the epitaxy process station according to an embodiment of the present invention. It is the schematic of the side surface which performs arrangement | positioning and a conveyance method.
The difference between FIG. 1 and FIG. 2 is that the position 23 (R 1) where the revolution board is located in the
図5A乃至図5Cは本発明の搬送モジュール、部分的なゲートバルブ機構、及び仮貯蔵機構の配置を示す上面図である。第一仮貯蔵機構44及び第二仮貯蔵機構46が共に固定式である場合、図5Aに示されるように、第一仮貯蔵機構44及び第二仮貯蔵機構46は上下に層になるか、重畳されるか、整列される位置関係となり、両者が共に搬送モジュールの窒素ボックスの同じ隅に位置され、例えば第一ゲートバルブ機構13と同側の同じ隅箇所に位置される。
例えば、図5Bに示されるように、第一仮貯蔵機構44及び第二仮貯蔵機構46も上下に層になる位置関係を呈する。但し、両者が搬送モジュールの窒素ボックスの同じ一辺に位置され、例えば、第一ゲートバルブ機構13または第二ゲートバルブ機構15と異なる一側の辺上に位置される。図5Cに示されるように、第一仮貯蔵機構44及び第二仮貯蔵機構46は上下に層になるが重畳されない/整列されない位置関係を呈する。例えば、第一仮貯蔵機構44が第一ゲートバルブ機構13に隣接する隅に設置され、且つ第二仮貯蔵機構46が第二ゲートバルブ機構15に隣接する隅に設置されるが、その反対でもよい。
5A to 5C are top views showing the arrangement of the transfer module, the partial gate valve mechanism, and the temporary storage mechanism of the present invention. When both the first
For example, as shown in FIG. 5B, the first
さらに、任意で搬送モジュール14の2つの仮貯蔵機構を可動式としてもよく(図1参照)、昇降可能な挟持機構49(図1参照)により天井及びサセプタを挟持する。2つの仮貯蔵機構が上下に層になる、重畳される、或いは整列される位置関係となる場合、上層の挟持機構がサセプタを挟持させ、下層の挟持機構が天井を挟持させる。2つの仮貯蔵機構が上下に層なるが重畳しない/整列されない位置関係となる場合、どちらがサセプタを挟持させてもよい。
Furthermore, the two temporary storage mechanisms of the
図6Aは本発明のロードロックモジュールにサセプタが載置される傾斜正面の概略図であり、図6Bは本発明のロードロックモジュールにサセプタが載置される他の傾斜正面の概略図であり、図6Cは本発明のロードロックモジュールにカセット部材が載置される正面の概略図であり、図6Dは本発明のロードロックモジュールの一部構造を示す他の傾斜正面の概略図である。
本実施例では、ロードロックモジュール16は窒素ボックス設計であり、窒素ボックスの中空キャビティ中に第三仮貯蔵機構64が設置される。第三仮貯蔵機構64は滑動トレイ63を備え、滑動トレイ63にはカセット部材20、サセプタ26、または天井24が載置される(図1または図4参照)。次に、ロードロックモジュール16は上に開閉可能な上蓋61を有し、使用者がロードロックモジュール16を直接開けてカセット部材20を出し入れ(load/unload)しやすくなる。また、滑動トレイ63の四隅にはピン67(pin)が各々設置されると共にウェハー27を載置するサセプタ26を滑動トレイ63に設置させるために用いられる。また、滑動トレイ63の台座68には凹部65が設けられ、凹部65の凹みの深さは第三ゲートバルブ機構17(図3参照)の開口部の大きさに適合し、カセット部材20を凹部65に設置させてロードロックキャビティ62中を直接スライドさせるのに適するようになる。
また、台座68はギヤ19により駆動されて回転/定位される。即ち、本発明に係るエピタキシープロセスステーション2の長所は、ロードロックモジュール16の設計が、カセット部材20、サセプタ26、または天井24の出し入れ、取り付け/取り外し、及び給気プロセス(pump/purge)の実行に有利になる。例えば、基板ウェハーが載置されるサセプタがカセット部材中に保存され、このカセット部材が滑動トレイの凹部中に載置された後にロードロックキャビティ内に直接押し込まれ、ゲートバルブ機構が閉められた後にロードロックキャビティに対して窒素給気プロセスが実行される。窒素給気プロセス終了後にロードロックキャビティ上方の上蓋が開かれ、ロードロックキャビティの上方からカセット部材が取り出されてロードロックキャビティ傍の左右両側の高架フレームのうちの1つに移動される。
6A is a schematic view of an inclined front surface where the susceptor is mounted on the load lock module of the present invention, and FIG. 6B is a schematic view of another inclined front surface where the susceptor is mounted on the load lock module of the present invention. FIG. 6C is a schematic diagram of a front surface where a cassette member is placed on the load lock module of the present invention, and FIG. 6D is a schematic diagram of another inclined front surface showing a partial structure of the load lock module of the present invention.
In this embodiment, the
The
図7Aは本発明の復帰機構を設置する上面を示す概略図であり、図7Bは本発明の復帰機構の側面を示す傾斜概略図であり、図7Cは本発明の反応モジュールが復帰機構を設置する側面を示す概略図である。
本発明は、反応モジュール12及びロードロックモジュール16に共に復帰機構21が設置されてサセプタの補正が行われる。ある実施例では、サセプタ26及びその周辺の機構は、復帰機構21と組み合わせられてサセプタ26の位置補正を行うように設計される。本実施例では、復帰機構21は感知器29を有し、サセプタ26が反応モジュール12に搬送されて公転盤上に設置される際に、復帰機構21の感知器29がサセプタ26と組み合わせられて復帰補正を実行する。また、復帰機構21は作動部材39(gear member)を更に備え、必要に応じて感知器29或いは復帰機構21自体を回転または駆動させる。本実施例では、感知器29は遮光器、反射型感知器、或いは他の非接触型感知器でもよく、作動部材39はギヤ部材や適合する他の回転部材、駆動部材でもよい。
FIG. 7A is a schematic view showing an upper surface on which the return mechanism of the present invention is installed, FIG. 7B is an inclined schematic view showing a side surface of the return mechanism of the present invention, and FIG. It is the schematic which shows the side surface to do.
In the present invention, the
図8は本発明のロードロックモジュールに復帰機構を設置する一部の背面を示す傾斜の概略図である。本発明に係るロードロックモジュール16にも1つ以上の復帰機構が設置される。例えば、ロードロックモジュール16の適切な位置にサセプタであるロータリーセンサー71及び滑動トレイを押し入れて定位させるための滑動トレイプッシュ位置決めセンサー69が設置される。
滑動トレイ63の下方には平歯車73が設置され、滑動トレイ63を回転させると共に滑動トレイ63に載置されるサセプタまたは天井を更に回転させて方向付けを行う。即ち、本発明に係る反応モジュール12及びロードロックモジュール16に共に復帰機構が設置される場合、サセプタ及び天井の方向付け(orientation)が行われて互いに補正される。これにより、サセプタ及び天井が搬送モジュール14によりロードロックモジュール16と反応モジュール12との間に搬送されると、復帰機構により両者の位置の方向付けが行われる。誤差が発生した場合、ロードロックモジュール16及び反応モジュール12のうちの1つが先に復帰補正を行い、続いて復帰補正信号がもう一方に伝送され、両者のサセプタ及び天井の位置が正確に保持される。
FIG. 8 is a schematic view of an inclination showing a part of the rear surface where the return mechanism is installed in the load lock module of the present invention. The
Below the sliding
図9は本発明の一実施形態に係る自動搬送方法を示すステップの概略図である。本発明に係る自動搬送方法は、連通及び隔絶されるロードロックキャビティ、搬送モジュール、及び反応キャビティ中で実行及び作動される。
本発明の特徴は、搬送モジュールに第一仮貯蔵機構及び第二仮貯蔵機構が提供され(ステップ51)、ロードロックキャビティ中に第三仮貯蔵機構が提供され(ステップ52)、ロードロックキャビティ下方のスペース中に第四仮貯蔵機構が提供される(ステップ53)。ロードロックキャビティ下方のスペースが搬送モジュールと連通されると、窒素循環が搬送モジュールと共になる。反応キャビティ中で、サセプタ(第一サセプタ)中の基板ウェハー(第一ウェハー)に対してエピタキシー成長反応が行われる。一般的なエピタキシー成長反応中には天井(第一天井)及びサセプタが組み合わせられてエピタキシー成長反応が行われる(ステップ54)。また、エピタキシー成長反応を待つ他の基板ウェハーが第二サセプタに載置され、第二サセプタがアイドリング中の第三仮貯蔵機構、第四仮貯蔵機構、及び第一仮貯蔵機構のうちの1つに載置される(ステップ55)。第二サセプタが前記第三仮貯蔵機構または前記第四仮貯蔵機構に載置され、前記エピタキシャル反応が完了すると、エピタキシーウェハーが載置されるサセプタ(第一サセプタ)が反応キャビティ中から第一仮貯蔵機構に搬送されて冷却され、その後に第二サセプタが搬送モジュールにより反応キャビティ中に搬送されてエピタキシー成長反応が行われる(ステップ56)。第二サセプタが前記第一仮貯蔵機構に載置されると、エピタキシーウェハーが載置される第一サセプタが反応キャビティ中から第三仮貯蔵機構または第四仮貯蔵機構に搬送されて冷却され、その後に第二サセプタが反応キャビティ中に搬送されてエピタキシャル反応が行われる(ステップ57)。
FIG. 9 is a schematic diagram of steps showing an automatic conveyance method according to an embodiment of the present invention. The automated transport method according to the present invention is performed and operated in a load lock cavity, a transport module, and a reaction cavity that are communicated and isolated.
A feature of the present invention is that a first temporary storage mechanism and a second temporary storage mechanism are provided in the transfer module (step 51), and a third temporary storage mechanism is provided in the load lock cavity (step 52). A fourth temporary storage mechanism is provided in the space (step 53). When the space below the load lock cavity is in communication with the transfer module, nitrogen circulation is combined with the transfer module. In the reaction cavity, an epitaxy growth reaction is performed on the substrate wafer (first wafer) in the susceptor (first susceptor). During a general epitaxy growth reaction, a ceiling (first ceiling) and a susceptor are combined to perform an epitaxy growth reaction (step 54). In addition, another substrate wafer waiting for the epitaxy growth reaction is placed on the second susceptor, and the second susceptor is idled and is one of the third temporary storage mechanism, the fourth temporary storage mechanism, and the first temporary storage mechanism. (Step 55). When the second susceptor is mounted on the third temporary storage mechanism or the fourth temporary storage mechanism and the epitaxial reaction is completed, the susceptor (first susceptor) on which the epitaxy wafer is mounted is moved from the reaction cavity to the first temporary storage mechanism. After being transported to the storage mechanism and cooled, the second susceptor is transported into the reaction cavity by the transport module and an epitaxy growth reaction is performed (step 56). When the second susceptor is placed on the first temporary storage mechanism, the first susceptor on which the epitaxy wafer is placed is transported from the reaction cavity to the third temporary storage mechanism or the fourth temporary storage mechanism and cooled, Thereafter, the second susceptor is transferred into the reaction cavity and an epitaxial reaction is performed (step 57).
上述したように、第二サセプタが第三仮貯蔵機構または第四仮貯蔵機構に載置される場合、清潔な天井(第二天井)がアイドリング中の第三仮貯蔵機構または第四仮貯蔵機構に載置され、使用済みの第一天井が反応キャビティからアイドリング中の第二仮貯蔵機構に搬送されて冷却されるのを待ち、第二天井が反応キャビティ中に搬送される。また、エピタキシーウェハー及びそのサセプタ或いは使用済みの天井の冷却が実行されるステップを更に含み、これは窒素ブラストが行われる窒素雰囲気下で実行される。 As described above, when the second susceptor is mounted on the third temporary storage mechanism or the fourth temporary storage mechanism, the third temporary storage mechanism or the fourth temporary storage mechanism in which the clean ceiling (second ceiling) is idling. The used first ceiling is transported from the reaction cavity to the second temporary storage mechanism in the idling state and waits for cooling, and then the second ceiling is transported into the reaction cavity. Also included is the step of cooling the epitaxy wafer and its susceptor or used ceiling, which is performed under a nitrogen atmosphere in which nitrogen blasting is performed.
上述の実施形態は本発明の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本発明の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。 The above-described embodiments are merely for explaining the technical idea and features of the present invention, and are intended to allow those skilled in the art to understand the contents of the present invention and to carry out the same with the present invention. It is not intended to limit the scope of the claims. Accordingly, improvements or modifications having various similar effects made without departing from the spirit of the present invention shall be included in the following claims.
2 エピタキシープロセスステーション
12 反応モジュール
13 第一ゲートバルブ機構
14 搬送モジュール
15 第二ゲートバルブ機構
16 ロードロックモジュール
17 第三ゲートバルブ機構
19 ギヤ
20 カセット部材
21 復帰機構
22 反応キャビティ
23 位置
24 天井
25 位置
26 サセプタ
27 ウェハー
29 感知器
39 作動部材
44 第一仮貯蔵機構
46 第二仮貯蔵機構
48 ロボットアーム
49 挟持機構
51 ステップ
52 ステップ
53 ステップ
54 ステップ
55 ステップ
56 ステップ
57 ステップ
60 スペース
61 上蓋
62 ロードロックキャビティ
63 滑動トレイ
64 第三仮貯蔵機構
65 凹部
66 第四仮貯蔵機構
67 ピン
68 台座
69 滑動トレイプッシュ位置決めセンサー
71 ロータリーセンサー
73 平歯車
2
Claims (22)
第一仮貯蔵機構(stage)及び第二仮貯蔵機構を含み、前記第一仮貯蔵機構は前記サセプタを載置させるために用いられ、前記第二仮貯蔵機構は前記天井を載置させるために用いられる搬送モジュールと、
ロードロックキャビティ及び前記ロードロックキャビティ中に収容される第三仮貯蔵機構を含み、前記第三仮貯蔵機構は前記サセプタまたは前記天井を載置させるために用いられるロードロックモジュールと、
前記ロードロックキャビティ下方に設置されると共に前記サセプタまたは前記天井を載置させるために用いられる第四仮貯蔵機構であって、エピタキシャル反応を経ていない前記ウェハーの前記サセプタが前記第三仮貯蔵機構、前記第四仮貯蔵機構、及び前記第一仮貯蔵機構のうちの1つにより前記反応キャビティ箇所に移動される第四仮貯蔵機構と、を備えることを特徴とする、
エピタキシープロセスシステム。 A reaction module including a reaction cavity, a susceptor, and a ceiling, the reaction module being contained in the reaction cavity and assisting an epitaxial reaction of at least one wafer in the susceptor;
Including a first temporary storage mechanism (stage) and a second temporary storage mechanism, wherein the first temporary storage mechanism is used to place the susceptor, and the second temporary storage mechanism is used to place the ceiling A transport module used; and
A load lock cavity and a third temporary storage mechanism housed in the load lock cavity, wherein the third temporary storage mechanism is a load lock module used to place the susceptor or the ceiling;
A fourth temporary storage mechanism installed below the load lock cavity and used to place the susceptor or the ceiling, wherein the susceptor of the wafer not undergoing an epitaxial reaction is the third temporary storage mechanism; A fourth temporary storage mechanism that is moved to the reaction cavity location by one of the fourth temporary storage mechanism and the first temporary storage mechanism.
Epitaxy process system.
前記搬送モジュール中に第一仮貯蔵機構及び第二仮貯蔵機構を提供するステップと、
前記ロードロックキャビティ中に第三仮貯蔵機構を提供するステップと、
前記ロードロックキャビティ下方のスペース中に第四仮貯蔵機構を提供し、前記スペースは前記搬送モジュールに連通されるステップと、
前記反応キャビティ中で第一ウェハーに対してエピタキシャル反応を実行し、前記第一ウェハーは第一サセプタ中に載置され、且つ前記エピタキシャル反応過程において前記第一サセプタに組み合わせられる第一天井を有するステップと、
第二ウェハーを有する第二サセプタを提供し、前記第二サセプタはアイドリング中の前記第三仮貯蔵機構、前記第四仮貯蔵機構、及び前記第一仮貯蔵機構のうちの1つに載置されて前記エピタキシャル反応を待つステップと、
前記第一サセプタ及び前記第二サセプタが搬送され、前記第二サセプタが前記第三仮貯蔵機構または前記第四仮貯蔵機構に載置される場合、前記エピタキシャル反応が完成した前記第一サセプタが前記反応キャビティ中から前記第一仮貯蔵機構に搬送されて冷却され、その後に前記第二サセプタが前記反応キャビティ中に搬送されて前記エピタキシャル反応が行われ、前記第二サセプタが前記第一仮貯蔵機構に載置される場合、前記エピタキシャル反応が完成した前記第一サセプタが前記反応キャビティ中から前記第三仮貯蔵機構または前記第四仮貯蔵機構に搬送されて冷却され、その後に前記第二サセプタが前記反応キャビティ中に搬送されて前記エピタキシャル反応が行われるステップと、を含むことを特徴とする、
自動搬送方法。 An automatic transfer method operated in a load lock cavity, a transfer module and a reaction cavity that are communicated and isolated,
Providing a first temporary storage mechanism and a second temporary storage mechanism in the transport module;
Providing a third temporary storage mechanism in the load lock cavity;
Providing a fourth temporary storage mechanism in a space below the load lock cavity, wherein the space communicates with the transfer module;
Performing an epitaxial reaction on the first wafer in the reaction cavity, the first wafer being placed in a first susceptor and having a first ceiling combined with the first susceptor in the epitaxial reaction process When,
A second susceptor having a second wafer is provided, and the second susceptor is mounted on one of the third temporary storage mechanism, the fourth temporary storage mechanism, and the first temporary storage mechanism during idling. Waiting for the epitaxial reaction,
When the first susceptor and the second susceptor are transported and the second susceptor is mounted on the third temporary storage mechanism or the fourth temporary storage mechanism, the first susceptor having completed the epitaxial reaction is The second susceptor is transferred from the reaction cavity to the first temporary storage mechanism and cooled, and then the second susceptor is transferred into the reaction cavity to perform the epitaxial reaction. The second susceptor is transferred to the first temporary storage mechanism. The first susceptor having completed the epitaxial reaction is transported from the reaction cavity to the third temporary storage mechanism or the fourth temporary storage mechanism and cooled, and then the second susceptor is Transported into the reaction cavity and performing the epitaxial reaction,
Automatic transfer method.
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