JP2022016385A - 半導体製造設備のシステム及びその動作方法 - Google Patents
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Abstract
Description
集積回路は、通常、自動化又は半自動化された施設で、デバイスを製造する基板/ウェハを多数の製造動作を通過させてデバイスを完成させることによって製造される。半導体デバイスが実行しなければならない製造動作の数及び種類は、製造される半導体デバイスの仕様に依存する可能性がある。例えば、精巧なチップは、数百個の製造動作が必要とされる可能性がある。
さらに、現代の半導体製造設備(「FAB」)には、基板/ウェハ及びレチクルなどのワークピースを動作フローに必要とされるツールへ搬送するシステムが採用されている。このため、レチクル搬送機器及びウェハ搬送機器は、既にフォトリソグラフィー動作で使用される半導体露光装置などの、製造動作で使用される半導体製造ツール/装置に採用されている。これにより、スループット及び生産率を向上させるために、ワークピースを安全かつ効果的に搬送することができるシステムが必要となる。
さらに、現代の半導体製造設備(「FAB」)には、基板/ウェハ及びレチクルなどのワークピースを動作フローに必要とされるツールへ搬送するシステムが採用されている。このため、レチクル搬送機器及びウェハ搬送機器は、既にフォトリソグラフィー動作で使用される半導体露光装置などの、製造動作で使用される半導体製造ツール/装置に採用されている。これにより、スループット及び生産率を向上させるために、ワークピースを安全かつ効果的に搬送することができるシステムが必要となる。
本発明の態様は、添付図面を参照しながら、以下の詳細な説明から最もよく理解される。業界の標準的技法に従って、様々なフィーチャが一定のスケールで描かれていないことに注意すべきである。実際、様々なフィーチャの寸法は、説明を明確にするために任意に増減できる。
本開示のいくつかの実施形態に係る半導体製造設備のシステムの側面図である。
本開示のいくつかの実施形態に係る半導体製造設備のシステムの側面図である。
本開示のいくつかの実施形態に係る、ワークピースを搬送する装置のブロック図である。
本開示のいくつかの実施形態に係る半導体製造設備のシステムの動作方法を示すフローチャートである。
本開示のいくつかの実施形態に係る、ワークピースを搬送する装置の動作方法の例示的な動作を示すフローチャートである。
本開示のいくつかの実施形態に係る半導体製造設備のシステムの平面図である。
以下の開示は、提供された主題の異なる特徴を実施するための多くの異なる実施形態又は例を提供する。以下、本開示を簡略化するために、コンポーネントおよび配置の特定の例を説明する。もちろん、これらは、一例に過ぎず、これらに限定するものではない。例えば、以下の説明における第2の特徴の上方又は上の第1の特徴の形成は、第1と第2の特徴が直接接触して形成される実施形態を含んでもよく、また、第1と第2の特徴が直接接触しないように、追加の特徴が第1と第2の特徴の間に形成され得る実施形態を含んでもよい。また、本開示は、様々な例において符号及び/又は文字を繰り返してもよい。この繰り返しは、単純さと明快さを目的としており、それ自体では、説明した様々な実施形態及び/又は構成の間の関係を示すものではない。
例示的な実施形態の説明は、明細書全体の一部として見なされる添付図面を参照して読まれるように意図されている。本明細書に開示された実施形態の説明において、方向又は配向への言及は、単に説明の便宜のために意図されており、本開示の範囲を制限することを決して意図されていない。「下部」、「上部」、「水平」、「垂直」、「上」、「下」、「下へ」、「上へ」、「頂部」、「底部」などの相対的な用語及びその派生語(例えば、「水平に」、「下向き」、「上向き」など)は、その時点で説明されている又は議論中の図面に示されている配向を指すと解釈されるべきである。これらの相対的な用語は、説明の便宜のためだけのものであり、装置が特定の方向で構築又は動作することを必要としないものである。「取り付けられた」、「固定された」、「接続された」および「相互接続された」などの用語は、特に明記されない限り、構造が、介在する構造を介して直接的または間接的に互いに固定または取り付けられている関係、ならびに可動または剛性の両方の取り付けまたは関係を指す。さらに、本開示の特徴及び利点は、実施形態を参照して説明されている。したがって、本開示は、単独で又は他の組み合わせで存在し得るいくつかの可能な非限定的な特徴の組み合わせを示すそのような実施形態に明示的に限定されるべきではなく、本開示の範囲は、本明細書に添付された特許請求の範囲によって定義されている。
生産中には、通常、レチクル又はウェハなどのカスタマイズ部分が保管場所から製造装置/ツールに搬送され、そして特定の規格化されたキャリア内の搬送機器によって再び製造装置/ツールに戻される。搬送機器が製造ツールに配置されて位置決めされる場合、キャリアは、製造ツールのロードポートに下降されてカスタマイズ部分をロードするか又はアンロードする。
本開示は、搬送機器によって移動されるワークピースの配向を自動的に変化させて修正する、半導体製造設備の装置及びシステムを提供する。このシステムは、ワークピースの配向が異なる製造ツールの仕様に対応できるように、ワークピースの配向を自動的に調整するように構成された配向ツールを含む。
図1Aは、本開示のいくつかの実施形態に係る半導体製造設備のシステム1の側面図である。いくつかの実施形態では、システム1は、ウェハ又はレチクルなどのカスタマイズ部分を自動的に処理して製造ツールに搬送する自動搬送システム(AMHS)であってもよい。半導体FABにおけるAMHSとしては、製造動作中にレチクルキャリア及び/又はウェハキャリアをFAB全体で移動させて搬送する、多くの種類の自動台車及び手動台車が挙げられる。これに限らず、例えば、自動誘導搬送台車(AGV)、人誘導搬送台車(PGV)、軌道誘導搬送台車(RGV)、空間搬送シャトル(OHS)、ホイスト式空間搬送台車(OHT)などが挙げられる。
図1Aに示すように、システム1は、少なくとも2つの製造ツール10、20を含む。製造ツール10、20は、半導体FABに一般的に用いられているウェハのハンドリング装置、製造装置、検査装置、測定装置及びその他の装置のいずれであってよい。本開示のいくつかの実施形態では、製造ツール10は、例えば、極端紫外線(EUV)描画ツールなどのリソグラフィツールであってよい。製造ツール10は、少なくとも、カスタマイズ部分を第1の製造ツール10に挿入するか又はそこから除去するロードポート101を含む。本開示のいくつかの実施形態では、ロードポート101は、別体のロードユニット及びアンロードユニットを含んでよい。本開示のいくつかの実施形態では、カスタマイズ部分は、第1の製造ツール10に挿入された場合、特定の方向に向くはずである。したがって、第1の製造ツール10のロードポート101で収容されたカスタマイズ部分も特定の方向に向くはずである。図1Aに示すように、第1の製造ツール10のロードポート101に収容されたキャリア5は、第1の製造ツール10とは反対側を向く前面51を有している。製造ツール20は、少なくとも、カスタマイズ部分を第2の製造ツール20に挿入するか又はそこから除去するロードポート201を含む。本開示のいくつかの実施形態では、ロードポート201は、別体のロードユニット及びアンロードユニットを含んでよい。本開示のいくつかの実施形態では、カスタマイズ部分は、第2の製造ツール20に挿入された場合、別の特定の方向に向くはずである。したがって、第2の製造ツール20のロードポート201で収容されたカスタマイズ部分も上記別の特定の方向に向くはずである。図1Aに示すように、第2の製造ツール20のロードポート201に収容されたキャリア5は、第1の製造ツール10を向く前面51を有している。
システム1に一体化された搬送ツール4は、ウェハ又はレチクルなどの少なくとも1つのカスタマイズ部分を搬送するように構成されている。例えば、搬送ツール4は、製造ツール10がフォトリソグラフィツールである場合、少なくともレチクルを搬送する。本開示のいくつかの実施形態では、搬送ツール4は、例えば、ホイスト式空間搬送台車(OHT)であってよいが、これに限定されない。搬送ツール4は、軌道42(レールを含む)及びOHT台車41を含む。軌道42は、天井に固定されてそこから吊り下げられている。OHT台車41は、軌道42上に移動可能に装着され、そしてキャリア内のレチクルなどのカスタマイズ部分をFABを介して搬送するように動作可能である。図1Aに示すように、OHT台車41は、軌道42に沿って転動し、かつキャリア5を一箇所から他の箇所に搬送するために、軌道42と補完して協働するように構成されている。さらに、OHT台車41は、製造ツール10、20に対してキャリア5を垂直にピックアップしたり、昇降させたり、統合させたり、解放したりすることができるように構成されている。
図1Aを参照して、システム1は、2台の製造ツール10、20の間に配置された装置3を含む。装置3は、搬送ツール4によって搬送されるキャリア5を収容するポート31を含む。すなわち、OHT台車41は、装置3のポート31内にキャリア5を解放するか又はポートからキャリア5をピックアップすることができる。装置3は、センサー32を含む。センサー32は、キャリア5の配向を検出して特定するように構成されている。すなわち、センサー32は、キャリア5がどの方向を向いているかを検出して特定することができる。本開示のいくつかの実施形態では、センサー32は、少なくとも2つのタグリーダ、RFIDリーダ、CCDカメラなどを含んでよい。さらに、装置3は、ポート31に収容されたキャリア5を回転させるように構成された回転機構31を含む。本開示のいくつかの実施形態では、例えば、回転機構35は、ポート31に一体化されたターンテーブル351を含む。図1Aに示すように、装置3のポート31がキャリア5を収容するため、キャリア5はターンテーブル351上に配置される。したがって、ターンテーブル351は、キャリア5を回転させる。
図1Aに示すように、搬送ツール4は、キャリア5を第1の製造ツール10から第2の製造ツール20に移動させるように構成されている。しかしながら、キャリア5は、第1の製造ツール10に挿入された場合に右側を向くはずであり、キャリア5は、第2の製造ツール20に挿入された場合に左側を向くはずである。したがって、図1Aに示すように、第1の製造ツール10のロードポート101に収容されたキャリア5は、第1の製造ツール10とは反対側を向き、第2の製造ツール20のロードポート201に収容されたキャリア5は、第2の製造機械20を向く。したがって、キャリア5を第1の製造ツール10から第2の製造ツール20に移動させると、キャリア5を第2の製造ツール20にロードする前にキャリア5を180度旋回させる必要がある。
図1Aを参照して、キャリア5は、その前面51にタグ513を有している。キャリア5が第1の製造ツール10のロードポート101に収容される場合、キャリア5は右側を向き、これによりタグ513は第1の製造ツール10とは反対側を向く。OHT台車41は、第1の製造ツール10のロードポート101からキャリア5をピックアップし、かつキャリア5をラック42に沿って装置3の直上に移動させる。その後に、OHT台車41は、キャリア5を下降させて、装置3のポート31上のキャリア5を解放する。センサー32は、キャリア5のタグ513を検出することにより、キャリア5の配向を特定する。さらに、ターンテーブル351は、キャリア5が左側を向くように、180度旋回させようとするキャリア5を回転させる。キャリア5を180度旋回させた後に、OHT台車41は、装置3のポート31からキャリア5をピックアップし、かつキャリア5をラック42に沿って第2の製造ツール20のロードポート201の直上に移動させる。その後に、OHT台車41は、キャリア5を下降させて、第2の製造ツール20のロードポート201上のキャリア5を解放する。図1Aに示すように、キャリア5がOHT台車41により第2の製造ツール20のロードポート201上に解放された場合、キャリア5は左側を向き、そしてタグ513は第2の製造ツール20を向く。
図1Bは、本開示のいくつかの実施形態に係る半導体製造設備のシステム1’の側面図である。図1Bに示すように、回転機構35は、ロボットアーム353を含む。図1Bを参照して、ロボットアーム353は、キャリア5を把持してキャリア5を旋回させるように構成されている。
図2は、本開示のいくつかの実施形態に係る、ワークピースを搬送する装置3のブロック図である。図2を参照して、装置3は、センサー32及び回転機構35に接続されたプロセッサ37を含む。プロセッサ37は、センサー32から情報を受信し、回転機構35を駆動するように構成されている。センサー32は、ポート31に収容されたキャリア5の配向を検出して特定した後、その情報をプロセッサ37に送信する。さらに、プロセッサ37は、回転機構35を駆動して、キャリアを自動的又は要求に応じて回転させる。装置3は、プロセッサ37に接続された通信機器33をさらに含む。本開示のいくつかの実施形態では、通信機器33は、例えば、E84通信機器であってよいが、これに限定されない。さらに、通信機器33は、搬送ツール4に接続され、かつ搬送ツール4と通信するように構成されている。搬送ツール4がキャリア5を装置3に移動さるか又はキャリア5を装置3から離す過程において、通信機器33は、搬送ツール4に情報を送信し、かつそれと通信することができる。また、ホスト2は、搬送ツール4と装置3のプロセッサ37とを接続する。ホスト2は、搬送ツール4及び装置3を監視して制御するように構成されている。さらに、ホスト2も、装置3のプロセッサ37に命令を送信するように構成されている。換言すれば、ホスト2は、システム1の動作を管理するように構成されている。
図1A及び図1Bに加え、図3を参照して、例示的な方法6は、図1Aのシステム1及び/又は図1Bのシステム1による1つの可能なフローを示している。
動作61において、搬送ツール4はキャリア5を第1の製造ツール10のロードポート101から装置3のポート31に移動させる。図1を参照して、キャリア5が第1の製造ツール10のロードポート101内に収容された場合、キャリア5の前面51は第1の製造ツール10とは反対側を向く。OHT台車41は、第1の製造ツール10のロードポート101からキャリア5をピックアップし、かつキャリア5をレール42に沿って移動させる。OHT台車41は、キャリア5を装置3のポート31の真上に移動させた後、キャリア5を下降させ、かつ装置3のポート31内にキャリア5を解放する。
動作62において、キャリア5が装置3のポート31内に解放された後に、タグリーダ、RFIDリーダ、CCDカメラなどのセンサー32は、キャリア5のタグ513を検出することにより、キャリア5の配向を特定する。すなわち、装置3は、キャリア5のタグ513を検出することによりキャリア5の前面51がどこにあるかを検出し、かつキャリア5を回転させるべきか否かを判断することができる。
動作63において、回転機構35は駆動されてキャリア5を回転させ、キャリア5の前面51の配向を変更する。本開示のいくつかの実施形態では、回転機構35は、ロボットアーム353を含む。ロボットアームは、キャリア5を把持してキャリア5を回転させることができる。さらに、本開示のいくつかの実施形態では、回転機構35は、ポート31に一体化されたターンテーブル351を含む。したがって、ターンテーブルが回転すると、ポート31に収容されたキャリア5が回転する。図1Aを参照して、OHT台車41がキャリア5を装置3のポート31内に解放する場合、キャリアの前面51が右側を向き、その後に、180度旋回させようとするキャリア5の前面51が左側を向くように、ターンテーブル351によりキャリア5を回転させる。さらに、図1Bを参照して、OHT台車41がキャリア5を装置3のポート3内に解放する場合、キャリアの前面51が右側を向き、その後に、180度旋回させようとするキャリア5の前面51が左側を向くように、ロボットアーム353によりキャリア5を回転させる。
動作64において、OHT台車41は、装置3の回転機構35によりキャリア5を180度旋回させた後、装置3のポート31からキャリア5をピックアップし、かつキャリア5を第2の製造ツール20に移動させる。OHT台車41は、キャリア5を第2の製造ツール20のロードポート201の直上に移動させた後、キャリア5を下降させ、かつキャリア5を第2の製造ツール20のロードポート201内に解放する。図1A及び図1Bを参照して、キャリア5が第2の製造ツール20のロードポート201内に収容された場合、キャリア5の前面51は、第2の製造ツール20を向く。
図1A、図1B及び図2に加え、図4を参照して、例示的な方法7は、図2の装置3による1つの可能なフローを示している。
動作71では、搬送ツール4によりキャリア5を第1の製造ツール10のロードポート101から装置3のポート31に移動させる。一方、搬送ツール4は、装置3の通信機器33に情報を送信して通信し、これによりキャリア5を装置3のポート31に安全に移動させることができる。例えば、搬送ツール4は、OHT台車41がキャリア5を装置3に移動させる場合、情報を装置3の通信機器33に送信してよい。このような情報を受信した後に、装置3の通信機器33は、OHT台車41にキャリア5を降下させ、かつ装置3のポート31内に解放するように指示して案内する。
動作72において、装置3のセンサー32は、キャリア5が装置3のポート31に収容された後に、キャリア5を検出し、かつキャリア5の配向を特定する。図1A及び図1Bに示すように、キャリア5は、その前面51にタグ513を有している。キャリア5が装置3のポート31に収容される場合、タグリーダ、RFIDリーダ、CCDカメラなどの、装置3のセンサー32は、キャリア5のタグ513を検出して、キャリア5の配向を特定する。
動作73において、センサー32は、キャリア5の配向情報をプロセッサ37に送信する。このような情報を受信した後に、プロセッサ37は、キャリア5の前面51がどこにあるかを特定し、かつキャリア5を回転させるべきか否かを判断することができる。
動作741において、プロセッサ37は、キャリア5の配向を特定した後に、回転機構35を自動的に駆動してキャリア5を回転させるように構成されている。例えば、プロセッサ37は、センサー32がキャリア5が特定の方向を向くことを検出する場合、回転機構35を駆動してキャリア5を180度旋回させるように設定されてよい。したがって、プロセッサ37は、キャリア5が特定の方向を向くという情報をセンサー32から受信すると、キャリア5が180度旋回するまで回転機構35を自動的に駆動する。
代替的に、動作743、745及び747において、プロセッサ37は、ホスト命令により回転機構35を駆動する。動作743において、プロセッサ37は、キャリア5の配向情報をホスト2に送信するように構成されている。図2に示すように、プロセッサ37は、ホスト2に接続される。プロセッサ32は、センサー32からキャリア5の配向情報を受信した後、このような情報をホスト2に転送することができる。
動作745において、ホスト2は、プロセッサ37から情報を受信した後、回転機構35がキャリア5を回転させるべきか否かを判断することができる。ホスト2は、キャリア5の配向を特定し、かつキャリア5を回転させる必要があると判断すると、プロセッサ37に回転機構35を駆動してキャリア5を回転させるように命令する。
動作747において、プロセッサ37は、ホスト2から命令を受信した後に、回転機構35を駆動してキャリア5を回転させる。前述したように、ホスト2は、装置3のポート31に収容されたキャリア5を回転させる必要があるか否かを判断するように構成されている。ホスト2は、装置のポート31に収容されたキャリア5を回転させる必要があると判断すると、プロセッサ37に命令を送信することができる。プロセッサ37は、命令を受信した後に、回転機構35を駆動してキャリア5を回転させる。
したがって、動作741において、プロセッサ37は、回転機構35を自動的に駆動する(ように設定する)ことができる。動作743、745、747において、プロセッサは、ホスト命令に従って回転機構35を駆動する。本開示のいくつかの実施形態では、動作743、745及び747は、ユーザによって動作する。ユーザは、装置3のポート31に収容されたキャリア5の配向を監視し、かつ命令をホスト2によって装置3のプロセッサ37に送信することができる。
動作75において、回転機構35が誘導されてキャリア5を回転させる。本開示のいくつかの実施形態では、回転機構35は、ロボットアーム353を含む。ロボットアームは、キャリア5を把持してキャリア5を回転させることができる。さらに、本開示のいくつかの実施形態では、回転機構35は、ポート31に一体化されたターンテーブル351を含む。キャリア5は、ポート31内に収容された場合にターンテーブル351上に配置される。ターンテーブル351が回転すると、ポート31内に収容されたキャリア5が回転する。
動作76において、キャリア5が回転機構35により回転した後に、通信機器33は搬送ツール4に情報を送信して通信する。その後に、OHT台車41は、キャリア5をピックアップして、かつキャリア5を装置3のポート31から第2の製造ツール2のロードポート201に移動させる。
図5は、本開示のいくつかの実施形態に係る半導体製造設備のシステム8の上面図である。図5に示すように、システム8は、キャリア85を移動させるように構成された搬送ツール84を含む。搬送ツール84は、軌道842(レールを含む)及びOHT台車841を含む。図5に示すように、OHT台車841は、8軌道42に沿って転動し、かつキャリア85を一箇所から他の箇所に搬送するために、軌道842と補完して協働するように構成されている。第3の製造ツール810、第4の製造ツール820、第5の製造ツール860及び配向ツール83は、軌道842に沿って配置されている。換言すれば、それらはキャリア85の移動経路に沿って配置されている。キャリア85が第3の製造ツール810に挿入される場合、キャリア85の前面が東を向く。キャリア85が第4の製造ツール820に挿入される場合、キャリア85の前面が北を向く。さらに、キャリア85が第5の製造ツール860に挿入される場合、キャリア85の前面が西を向く。したがって、搬送ツール84がキャリア85を第3の製造ツール810から第5の製造ツール860に移動させる場合、OHT台車841は、第3の製造ツール810からキャリア85をピックアップし、かつキャリア85を配向ツール83に移動させる。その後に、配向ツール83は、キャリア85の前面が西を向くように、キャリア85を回転させる。配向ツール83がキャリア85を回転させた後に、OHT台車841は、配向ツール83からキャリア85をピックアップし、かつキャリア85を第5の製造ツール860に移動させる。さらに、搬送ツール84がキャリア85を第5の製造ツール860から第4の製造ツール820に移動させる場合、OHT台車841は、第5の製造ツール860からキャリア85をピックアップし、かつキャリア85を配向ツール83に移動させる。その後に、配向ツール83は、キャリア85の前面が北を向くように、キャリア85を回転させる。配向ツールがキャリア85を回転させた後に、OHT台車841は、配向ツール83からキャリア85をピックアップし、かつキャリア85を第4の製造ツール820に移動させる。
なお、上記方法では、システム内のワークピース(例えば、キャリア5)の配向を自動的に補正することができる。システムがワークピースを1つのツールから他のツールに移動させるが、これら2つのツールに搭載されるワークピースの配向が異なる場合、当該システムは装置を利用してワークピースの配向を転換させることができ、これによりワークピースを1つのツールから他のツールに自動的に移動させることができる。
なお、さらに、上記装置及びシステムは、半導体製造設備用の自動搬送システム(AMHS)に用いられてよい。したがって、製造ツールは、EUVフォトリソグラフィのみに限定されず、OHT台車は、レチクルを搬送するのみに限定されない。OHT台車は、過度の実験なしに当業者によってカスタマイズされた任意の種類に対応するように適切に構成されてよい。
本開示の1つの実施形態によれば、ワークピースを配向させる装置は、ワークピースを収容するように構成されたポートと、ポートに収容されたワークピースの配向を検出するように構成されたセンサーと、ポートに収容されたワークピースを回転させるように構成された回転機構と、を含む。
他の実施形態によれば、半導体製造設備のシステムは、第1の方向を向くワークピースをロードするように構成された第1の製造ツールと、第2の方向を向くワークピースをロードするように構成された第2の製造ツールと、ワークピースの配向を調整するように構成された配向ツールと、ワークピースを移動させるように構成された搬送ツールと、を含む。第1の方向は、第2の方向と異なる。さらに、第1の製造ツール、第2の製造及び配向ツールは、ワークピースの移動経路に沿って配置されている。
本開示の1つの実施形態によれば、半導体製造設備のシステムの動作方法は、搬送ツールによりワークピースを装置に移動させることと、装置に収容されたワークピースの配向をセンサーにより検出することと、装置に収容されたワークピースを回転機構により回転させることと、搬送ツールによりワークピースを装置から離すことと、を含む。
前述は、当業者が本開示の態様をよりよく理解できるように、いくつかの実施形態の特徴を概説する。当業者であれば、本明細書に導入された実施形態の同じ目的を実行し、及び/又は同じ利点を達成するための他のプロセス及び構造を設計又は修正するための基礎として本開示を容易に使用できることを理解できる。当業者であれば、またそのような同等の構造が本開示の精神及び範囲から逸脱せず、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく本明細書において様々な変更、置換、及び改変を行うことができることを理解できる。
例示的な実施形態の説明は、明細書全体の一部として見なされる添付図面を参照して読まれるように意図されている。本明細書に開示された実施形態の説明において、方向又は配向への言及は、単に説明の便宜のために意図されており、本開示の範囲を制限することを決して意図されていない。「下部」、「上部」、「水平」、「垂直」、「上」、「下」、「下へ」、「上へ」、「頂部」、「底部」などの相対的な用語及びその派生語(例えば、「水平に」、「下向き」、「上向き」など)は、その時点で説明されている又は議論中の図面に示されている配向を指すと解釈されるべきである。これらの相対的な用語は、説明の便宜のためだけのものであり、装置が特定の方向で構築又は動作することを必要としないものである。「取り付けられた」、「固定された」、「接続された」および「相互接続された」などの用語は、特に明記されない限り、構造が、介在する構造を介して直接的または間接的に互いに固定または取り付けられている関係、ならびに可動または剛性の両方の取り付けまたは関係を指す。さらに、本開示の特徴及び利点は、実施形態を参照して説明されている。したがって、本開示は、単独で又は他の組み合わせで存在し得るいくつかの可能な非限定的な特徴の組み合わせを示すそのような実施形態に明示的に限定されるべきではなく、本開示の範囲は、本明細書に添付された特許請求の範囲によって定義されている。
生産中には、通常、レチクル又はウェハなどのカスタマイズ部分が保管場所から製造装置/ツールに搬送され、そして特定の規格化されたキャリア内の搬送機器によって再び製造装置/ツールに戻される。搬送機器が製造ツールに配置されて位置決めされる場合、キャリアは、製造ツールのロードポートに下降されてカスタマイズ部分をロードするか又はアンロードする。
本開示は、搬送機器によって移動されるワークピースの配向を自動的に変化させて修正する、半導体製造設備の装置及びシステムを提供する。このシステムは、ワークピースの配向が異なる製造ツールの仕様に対応できるように、ワークピースの配向を自動的に調整するように構成された配向ツールを含む。
図1Aは、本開示のいくつかの実施形態に係る半導体製造設備のシステム1の側面図である。いくつかの実施形態では、システム1は、ウェハ又はレチクルなどのカスタマイズ部分を自動的に処理して製造ツールに搬送する自動搬送システム(AMHS)であってもよい。半導体FABにおけるAMHSとしては、製造動作中にレチクルキャリア及び/又はウェハキャリアをFAB全体で移動させて搬送する、多くの種類の自動台車及び手動台車が挙げられる。これに限らず、例えば、自動誘導搬送台車(AGV)、人誘導搬送台車(PGV)、軌道誘導搬送台車(RGV)、空間搬送シャトル(OHS)、ホイスト式空間搬送台車(OHT)などが挙げられる。
図1Aに示すように、システム1は、少なくとも2つの製造ツール10、20を含む。製造ツール10、20は、半導体FABに一般的に用いられているウェハのハンドリング装置、製造装置、検査装置、測定装置及びその他の装置のいずれであってよい。本開示のいくつかの実施形態では、製造ツール10は、例えば、極端紫外線(EUV)描画ツールなどのリソグラフィツールであってよい。製造ツール10は、少なくとも、カスタマイズ部分を第1の製造ツール10に挿入するか又はそこから除去するロードポート101を含む。本開示のいくつかの実施形態では、ロードポート101は、別体のロードユニット及びアンロードユニットを含んでよい。本開示のいくつかの実施形態では、カスタマイズ部分は、第1の製造ツール10に挿入された場合、特定の方向に向くはずである。したがって、第1の製造ツール10のロードポート101で収容されたカスタマイズ部分も特定の方向に向くはずである。図1Aに示すように、第1の製造ツール10のロードポート101に収容されたキャリア5は、第1の製造ツール10とは反対側を向く前面51を有している。製造ツール20は、少なくとも、カスタマイズ部分を第2の製造ツール20に挿入するか又はそこから除去するロードポート201を含む。本開示のいくつかの実施形態では、ロードポート201は、別体のロードユニット及びアンロードユニットを含んでよい。本開示のいくつかの実施形態では、カスタマイズ部分は、第2の製造ツール20に挿入された場合、別の特定の方向に向くはずである。したがって、第2の製造ツール20のロードポート201で収容されたカスタマイズ部分も上記別の特定の方向に向くはずである。図1Aに示すように、第2の製造ツール20のロードポート201に収容されたキャリア5は、第1の製造ツール10を向く前面51を有している。
システム1に一体化された搬送ツール4は、ウェハ又はレチクルなどの少なくとも1つのカスタマイズ部分を搬送するように構成されている。例えば、搬送ツール4は、製造ツール10がフォトリソグラフィツールである場合、少なくともレチクルを搬送する。本開示のいくつかの実施形態では、搬送ツール4は、例えば、ホイスト式空間搬送台車(OHT)であってよいが、これに限定されない。搬送ツール4は、軌道42(レールを含む)及びOHT台車41を含む。軌道42は、天井に固定されてそこから吊り下げられている。OHT台車41は、軌道42上に移動可能に装着され、そしてキャリア内のレチクルなどのカスタマイズ部分をFABを介して搬送するように動作可能である。図1Aに示すように、OHT台車41は、軌道42に沿って転動し、かつキャリア5を一箇所から他の箇所に搬送するために、軌道42と補完して協働するように構成されている。さらに、OHT台車41は、製造ツール10、20に対してキャリア5を垂直にピックアップしたり、昇降させたり、統合させたり、解放したりすることができるように構成されている。
図1Aを参照して、システム1は、2台の製造ツール10、20の間に配置された装置3を含む。装置3は、搬送ツール4によって搬送されるキャリア5を収容するポート31を含む。すなわち、OHT台車41は、装置3のポート31内にキャリア5を解放するか又はポートからキャリア5をピックアップすることができる。装置3は、センサー32を含む。センサー32は、キャリア5の配向を検出して特定するように構成されている。すなわち、センサー32は、キャリア5がどの方向を向いているかを検出して特定することができる。本開示のいくつかの実施形態では、センサー32は、少なくとも2つのタグリーダ、RFIDリーダ、CCDカメラなどを含んでよい。さらに、装置3は、ポート31に収容されたキャリア5を回転させるように構成された回転機構31を含む。本開示のいくつかの実施形態では、例えば、回転機構35は、ポート31に一体化されたターンテーブル351を含む。図1Aに示すように、装置3のポート31がキャリア5を収容するため、キャリア5はターンテーブル351上に配置される。したがって、ターンテーブル351は、キャリア5を回転させる。
図1Aに示すように、搬送ツール4は、キャリア5を第1の製造ツール10から第2の製造ツール20に移動させるように構成されている。しかしながら、キャリア5は、第1の製造ツール10に挿入された場合に右側を向くはずであり、キャリア5は、第2の製造ツール20に挿入された場合に左側を向くはずである。したがって、図1Aに示すように、第1の製造ツール10のロードポート101に収容されたキャリア5は、第1の製造ツール10とは反対側を向き、第2の製造ツール20のロードポート201に収容されたキャリア5は、第2の製造機械20を向く。したがって、キャリア5を第1の製造ツール10から第2の製造ツール20に移動させると、キャリア5を第2の製造ツール20にロードする前にキャリア5を180度旋回させる必要がある。
図1Aを参照して、キャリア5は、その前面51にタグ513を有している。キャリア5が第1の製造ツール10のロードポート101に収容される場合、キャリア5は右側を向き、これによりタグ513は第1の製造ツール10とは反対側を向く。OHT台車41は、第1の製造ツール10のロードポート101からキャリア5をピックアップし、かつキャリア5をラック42に沿って装置3の直上に移動させる。その後に、OHT台車41は、キャリア5を下降させて、装置3のポート31上のキャリア5を解放する。センサー32は、キャリア5のタグ513を検出することにより、キャリア5の配向を特定する。さらに、ターンテーブル351は、キャリア5が左側を向くように、180度旋回させようとするキャリア5を回転させる。キャリア5を180度旋回させた後に、OHT台車41は、装置3のポート31からキャリア5をピックアップし、かつキャリア5をラック42に沿って第2の製造ツール20のロードポート201の直上に移動させる。その後に、OHT台車41は、キャリア5を下降させて、第2の製造ツール20のロードポート201上のキャリア5を解放する。図1Aに示すように、キャリア5がOHT台車41により第2の製造ツール20のロードポート201上に解放された場合、キャリア5は左側を向き、そしてタグ513は第2の製造ツール20を向く。
図1Bは、本開示のいくつかの実施形態に係る半導体製造設備のシステム1’の側面図である。図1Bに示すように、回転機構35は、ロボットアーム353を含む。図1Bを参照して、ロボットアーム353は、キャリア5を把持してキャリア5を旋回させるように構成されている。
図2は、本開示のいくつかの実施形態に係る、ワークピースを搬送する装置3のブロック図である。図2を参照して、装置3は、センサー32及び回転機構35に接続されたプロセッサ37を含む。プロセッサ37は、センサー32から情報を受信し、回転機構35を駆動するように構成されている。センサー32は、ポート31に収容されたキャリア5の配向を検出して特定した後、その情報をプロセッサ37に送信する。さらに、プロセッサ37は、回転機構35を駆動して、キャリアを自動的又は要求に応じて回転させる。装置3は、プロセッサ37に接続された通信機器33をさらに含む。本開示のいくつかの実施形態では、通信機器33は、例えば、E84通信機器であってよいが、これに限定されない。さらに、通信機器33は、搬送ツール4に接続され、かつ搬送ツール4と通信するように構成されている。搬送ツール4がキャリア5を装置3に移動さるか又はキャリア5を装置3から離す過程において、通信機器33は、搬送ツール4に情報を送信し、かつそれと通信することができる。また、ホスト2は、搬送ツール4と装置3のプロセッサ37とを接続する。ホスト2は、搬送ツール4及び装置3を監視して制御するように構成されている。さらに、ホスト2も、装置3のプロセッサ37に命令を送信するように構成されている。換言すれば、ホスト2は、システム1の動作を管理するように構成されている。
図1A及び図1Bに加え、図3を参照して、例示的な方法6は、図1Aのシステム1及び/又は図1Bのシステム1による1つの可能なフローを示している。
動作61において、搬送ツール4はキャリア5を第1の製造ツール10のロードポート101から装置3のポート31に移動させる。図1を参照して、キャリア5が第1の製造ツール10のロードポート101内に収容された場合、キャリア5の前面51は第1の製造ツール10とは反対側を向く。OHT台車41は、第1の製造ツール10のロードポート101からキャリア5をピックアップし、かつキャリア5をレール42に沿って移動させる。OHT台車41は、キャリア5を装置3のポート31の真上に移動させた後、キャリア5を下降させ、かつ装置3のポート31内にキャリア5を解放する。
動作62において、キャリア5が装置3のポート31内に解放された後に、タグリーダ、RFIDリーダ、CCDカメラなどのセンサー32は、キャリア5のタグ513を検出することにより、キャリア5の配向を特定する。すなわち、装置3は、キャリア5のタグ513を検出することによりキャリア5の前面51がどこにあるかを検出し、かつキャリア5を回転させるべきか否かを判断することができる。
動作63において、回転機構35は駆動されてキャリア5を回転させ、キャリア5の前面51の配向を変更する。本開示のいくつかの実施形態では、回転機構35は、ロボットアーム353を含む。ロボットアームは、キャリア5を把持してキャリア5を回転させることができる。さらに、本開示のいくつかの実施形態では、回転機構35は、ポート31に一体化されたターンテーブル351を含む。したがって、ターンテーブルが回転すると、ポート31に収容されたキャリア5が回転する。図1Aを参照して、OHT台車41がキャリア5を装置3のポート31内に解放する場合、キャリアの前面51が右側を向き、その後に、180度旋回させようとするキャリア5の前面51が左側を向くように、ターンテーブル351によりキャリア5を回転させる。さらに、図1Bを参照して、OHT台車41がキャリア5を装置3のポート3内に解放する場合、キャリアの前面51が右側を向き、その後に、180度旋回させようとするキャリア5の前面51が左側を向くように、ロボットアーム353によりキャリア5を回転させる。
動作64において、OHT台車41は、装置3の回転機構35によりキャリア5を180度旋回させた後、装置3のポート31からキャリア5をピックアップし、かつキャリア5を第2の製造ツール20に移動させる。OHT台車41は、キャリア5を第2の製造ツール20のロードポート201の直上に移動させた後、キャリア5を下降させ、かつキャリア5を第2の製造ツール20のロードポート201内に解放する。図1A及び図1Bを参照して、キャリア5が第2の製造ツール20のロードポート201内に収容された場合、キャリア5の前面51は、第2の製造ツール20を向く。
図1A、図1B及び図2に加え、図4を参照して、例示的な方法7は、図2の装置3による1つの可能なフローを示している。
動作71では、搬送ツール4によりキャリア5を第1の製造ツール10のロードポート101から装置3のポート31に移動させる。一方、搬送ツール4は、装置3の通信機器33に情報を送信して通信し、これによりキャリア5を装置3のポート31に安全に移動させることができる。例えば、搬送ツール4は、OHT台車41がキャリア5を装置3に移動させる場合、情報を装置3の通信機器33に送信してよい。このような情報を受信した後に、装置3の通信機器33は、OHT台車41にキャリア5を降下させ、かつ装置3のポート31内に解放するように指示して案内する。
動作72において、装置3のセンサー32は、キャリア5が装置3のポート31に収容された後に、キャリア5を検出し、かつキャリア5の配向を特定する。図1A及び図1Bに示すように、キャリア5は、その前面51にタグ513を有している。キャリア5が装置3のポート31に収容される場合、タグリーダ、RFIDリーダ、CCDカメラなどの、装置3のセンサー32は、キャリア5のタグ513を検出して、キャリア5の配向を特定する。
動作73において、センサー32は、キャリア5の配向情報をプロセッサ37に送信する。このような情報を受信した後に、プロセッサ37は、キャリア5の前面51がどこにあるかを特定し、かつキャリア5を回転させるべきか否かを判断することができる。
動作741において、プロセッサ37は、キャリア5の配向を特定した後に、回転機構35を自動的に駆動してキャリア5を回転させるように構成されている。例えば、プロセッサ37は、センサー32がキャリア5が特定の方向を向くことを検出する場合、回転機構35を駆動してキャリア5を180度旋回させるように設定されてよい。したがって、プロセッサ37は、キャリア5が特定の方向を向くという情報をセンサー32から受信すると、キャリア5が180度旋回するまで回転機構35を自動的に駆動する。
代替的に、動作743、745及び747において、プロセッサ37は、ホスト命令により回転機構35を駆動する。動作743において、プロセッサ37は、キャリア5の配向情報をホスト2に送信するように構成されている。図2に示すように、プロセッサ37は、ホスト2に接続される。プロセッサ32は、センサー32からキャリア5の配向情報を受信した後、このような情報をホスト2に転送することができる。
動作745において、ホスト2は、プロセッサ37から情報を受信した後、回転機構35がキャリア5を回転させるべきか否かを判断することができる。ホスト2は、キャリア5の配向を特定し、かつキャリア5を回転させる必要があると判断すると、プロセッサ37に回転機構35を駆動してキャリア5を回転させるように命令する。
動作747において、プロセッサ37は、ホスト2から命令を受信した後に、回転機構35を駆動してキャリア5を回転させる。前述したように、ホスト2は、装置3のポート31に収容されたキャリア5を回転させる必要があるか否かを判断するように構成されている。ホスト2は、装置のポート31に収容されたキャリア5を回転させる必要があると判断すると、プロセッサ37に命令を送信することができる。プロセッサ37は、命令を受信した後に、回転機構35を駆動してキャリア5を回転させる。
したがって、動作741において、プロセッサ37は、回転機構35を自動的に駆動する(ように設定する)ことができる。動作743、745、747において、プロセッサは、ホスト命令に従って回転機構35を駆動する。本開示のいくつかの実施形態では、動作743、745及び747は、ユーザによって動作する。ユーザは、装置3のポート31に収容されたキャリア5の配向を監視し、かつ命令をホスト2によって装置3のプロセッサ37に送信することができる。
動作75において、回転機構35が誘導されてキャリア5を回転させる。本開示のいくつかの実施形態では、回転機構35は、ロボットアーム353を含む。ロボットアームは、キャリア5を把持してキャリア5を回転させることができる。さらに、本開示のいくつかの実施形態では、回転機構35は、ポート31に一体化されたターンテーブル351を含む。キャリア5は、ポート31内に収容された場合にターンテーブル351上に配置される。ターンテーブル351が回転すると、ポート31内に収容されたキャリア5が回転する。
動作76において、キャリア5が回転機構35により回転した後に、通信機器33は搬送ツール4に情報を送信して通信する。その後に、OHT台車41は、キャリア5をピックアップして、かつキャリア5を装置3のポート31から第2の製造ツール2のロードポート201に移動させる。
図5は、本開示のいくつかの実施形態に係る半導体製造設備のシステム8の上面図である。図5に示すように、システム8は、キャリア85を移動させるように構成された搬送ツール84を含む。搬送ツール84は、軌道842(レールを含む)及びOHT台車841を含む。図5に示すように、OHT台車841は、8軌道42に沿って転動し、かつキャリア85を一箇所から他の箇所に搬送するために、軌道842と補完して協働するように構成されている。第3の製造ツール810、第4の製造ツール820、第5の製造ツール860及び配向ツール83は、軌道842に沿って配置されている。換言すれば、それらはキャリア85の移動経路に沿って配置されている。キャリア85が第3の製造ツール810に挿入される場合、キャリア85の前面が東を向く。キャリア85が第4の製造ツール820に挿入される場合、キャリア85の前面が北を向く。さらに、キャリア85が第5の製造ツール860に挿入される場合、キャリア85の前面が西を向く。したがって、搬送ツール84がキャリア85を第3の製造ツール810から第5の製造ツール860に移動させる場合、OHT台車841は、第3の製造ツール810からキャリア85をピックアップし、かつキャリア85を配向ツール83に移動させる。その後に、配向ツール83は、キャリア85の前面が西を向くように、キャリア85を回転させる。配向ツール83がキャリア85を回転させた後に、OHT台車841は、配向ツール83からキャリア85をピックアップし、かつキャリア85を第5の製造ツール860に移動させる。さらに、搬送ツール84がキャリア85を第5の製造ツール860から第4の製造ツール820に移動させる場合、OHT台車841は、第5の製造ツール860からキャリア85をピックアップし、かつキャリア85を配向ツール83に移動させる。その後に、配向ツール83は、キャリア85の前面が北を向くように、キャリア85を回転させる。配向ツールがキャリア85を回転させた後に、OHT台車841は、配向ツール83からキャリア85をピックアップし、かつキャリア85を第4の製造ツール820に移動させる。
なお、上記方法では、システム内のワークピース(例えば、キャリア5)の配向を自動的に補正することができる。システムがワークピースを1つのツールから他のツールに移動させるが、これら2つのツールに搭載されるワークピースの配向が異なる場合、当該システムは装置を利用してワークピースの配向を転換させることができ、これによりワークピースを1つのツールから他のツールに自動的に移動させることができる。
なお、さらに、上記装置及びシステムは、半導体製造設備用の自動搬送システム(AMHS)に用いられてよい。したがって、製造ツールは、EUVフォトリソグラフィのみに限定されず、OHT台車は、レチクルを搬送するのみに限定されない。OHT台車は、過度の実験なしに当業者によってカスタマイズされた任意の種類に対応するように適切に構成されてよい。
本開示の1つの実施形態によれば、ワークピースを配向させる装置は、ワークピースを収容するように構成されたポートと、ポートに収容されたワークピースの配向を検出するように構成されたセンサーと、ポートに収容されたワークピースを回転させるように構成された回転機構と、を含む。
他の実施形態によれば、半導体製造設備のシステムは、第1の方向を向くワークピースをロードするように構成された第1の製造ツールと、第2の方向を向くワークピースをロードするように構成された第2の製造ツールと、ワークピースの配向を調整するように構成された配向ツールと、ワークピースを移動させるように構成された搬送ツールと、を含む。第1の方向は、第2の方向と異なる。さらに、第1の製造ツール、第2の製造及び配向ツールは、ワークピースの移動経路に沿って配置されている。
本開示の1つの実施形態によれば、半導体製造設備のシステムの動作方法は、搬送ツールによりワークピースを装置に移動させることと、装置に収容されたワークピースの配向をセンサーにより検出することと、装置に収容されたワークピースを回転機構により回転させることと、搬送ツールによりワークピースを装置から離すことと、を含む。
前述は、当業者が本開示の態様をよりよく理解できるように、いくつかの実施形態の特徴を概説する。当業者であれば、本明細書に導入された実施形態の同じ目的を実行し、及び/又は同じ利点を達成するための他のプロセス及び構造を設計又は修正するための基礎として本開示を容易に使用できることを理解できる。当業者であれば、またそのような同等の構造が本開示の精神及び範囲から逸脱せず、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく本明細書において様々な変更、置換、及び改変を行うことができることを理解できる。
Claims (20)
- ワークピースを配向させる装置であって、
前記ワークピースを収容するように構成されたポートと、
前記ポートに収容された前記ワークピースの配向を検出するように構成されたセンサーと、前記ポートに収容された前記ワークピースを回転させるように構成された回転機構と、を含む装置。 - 前記センサーは、少なくとも2つのリーダを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記回転機構は、ターンテーブルを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記回転機構は、ロボットアームを含む、請求項1に記載の装置。
- 外部機器と通信するように構成された通信機器をさらに含む、請求項1に記載の装置。
- 前記外部機器は、前記ワークピースを移動させるように構成された搬送ツールを含む、請求項5に記載の装置。
- さらにホストと通信する、請求項1に記載の装置。
- 第1の方向を向くワークピースをロードするように構成された第1の製造ツールと、
前記第1の方向と異なる第2の方向を向く前記ワークピースをロードするように構成された第2の製造ツールと、
前記ワークピースの配向を調整するように構成された配向ツールと、
前記ワークピースを移動させる搬送ツールと、を含み、
前記第1の製造ツール、前記第2の製造及び前記配向ツールは、前記ワークピースの移動経路に沿って配置されている、半導体製造設備のシステム。 - 前記配向ツールは、ワークピースの配向を検出するセンサーをさらに含む、請求項8に記載のシステム。
- 前記センサーは、少なくとも2つのリーダを含む、請求項9に記載のシステム。
- 前記配向ツールは、前記ワークピースを回転させる回転機構をさらに含む、請求項8に記載のシステム。
- 前記回転機構は、ターンテーブルを含む、請求項11に記載のシステム。
- 前記回転機構は、ロボットアームを含む、請求項11に記載のシステム。
- 前記配向ツールは、前記搬送ツールに接続される通信機器をさらに含む、請求項8のシステム。
- 前記搬送ツール及び前記配向ツールに接続されるホストをさらに含む、請求項8に記載のシステム。
- 前記搬送ツールは、ホイスト式空間搬送台車(OHT)を含むことを特徴とする請求項8に記載のシステム。
- 半導体製造設備のシステムの動作方法であって、
搬送ツールによりワークピースを配向装置に移動させることと、
前記配向装置に収容された前記ワークピースの配向をセンサーにより検出することと、
前記配向装置に収容された前記ワークピースを回転機構により回転させることと、
前記搬送ツールにより前記ワークピースを前記装置から離すことと、
を含む方法。 - 前記ワークピースを第1の製造ツールから前記配向装置に移動させ、前記ワークピースを回転させた後に前記ワークピースを前記配向装置から第2の製造ツールに移動させる、請求項17に記載の方法。
- ホストにより、前記回転機構を駆動して前記ワークピースを旋回させる命令を送信することをさらに含む、請求項17に記載の方法。
- 前記配向装置に移動した前記ワークピースは、第1の方向における前面を有し、前記姿勢装置から離れた前記ワークピースは、前記前面を前記第2の方向と異なる第2の方向に有する、請求項17に記載の方法。
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