JP2600399B2 - 半導体ウエーハ処理装置 - Google Patents
半導体ウエーハ処理装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体ウエーハ（以下単にウエーハとも
記す）に対し、プラズマCVDなどによる薄膜形成やエッ
チング等の表面処理をウエーハ１枚づつ順に行う枚葉処
理方式の半導体ウエーハ処理装置に関する。
記す）に対し、プラズマCVDなどによる薄膜形成やエッ
チング等の表面処理をウエーハ１枚づつ順に行う枚葉処
理方式の半導体ウエーハ処理装置に関する。
この種半導体ウエーハ処理装置の従来の構成例を第６
図に示す。図において、１はプロセス反応室、２は導波
管３を介してマイクロ波発振器としてのマグネトロン４
が接続され、かつ室の周域に励磁コイル５が配備された
プラズマ生成室、６はプロセス反応室１に真空仕切弁７
を介して隣接されたロードロック室、８はロードロック
室６と室外とを仕切る真空仕切り弁、9,10はそれぞれプ
ロセス反応室１およびロードロック室６に接続した真空
排気系、11はプラズマ生成室２に対向してプロセス反応
室１内に設置した例えば静電チャック12を装備のウエー
ハ保持機構、13は複数枚の半導体ウエーハ14を並置収容
したカセットである。
図に示す。図において、１はプロセス反応室、２は導波
管３を介してマイクロ波発振器としてのマグネトロン４
が接続され、かつ室の周域に励磁コイル５が配備された
プラズマ生成室、６はプロセス反応室１に真空仕切弁７
を介して隣接されたロードロック室、８はロードロック
室６と室外とを仕切る真空仕切り弁、9,10はそれぞれプ
ロセス反応室１およびロードロック室６に接続した真空
排気系、11はプラズマ生成室２に対向してプロセス反応
室１内に設置した例えば静電チャック12を装備のウエー
ハ保持機構、13は複数枚の半導体ウエーハ14を並置収容
したカセットである。
かかる構成で、プロセス反応室1,プラズマ生成室２を
真空排気しておき、プラズマ生成室２内へ目的に応じた
プラズマ生成用原料のキャリアガスを外部から供給した
状態でマグネトロン４で発振したマイクロ波を導波管３
を通じて送り込み、かつ励磁コイル５を通電して磁場を
与えることにより、プラズマ生成室内にECRプラズマが
発生する。
真空排気しておき、プラズマ生成室２内へ目的に応じた
プラズマ生成用原料のキャリアガスを外部から供給した
状態でマグネトロン４で発振したマイクロ波を導波管３
を通じて送り込み、かつ励磁コイル５を通電して磁場を
与えることにより、プラズマ生成室内にECRプラズマが
発生する。
これに先立ち、ウエーハは次記の搬送操作によってプ
ロセス反応室１内に１枚送りこまれてウエーハ保持機構
11に受け渡し保持される。すなわち、まず、ロードロッ
ク室６内にN2ガスを外部から図示されない管路を通じて
導入し、室内を大気圧に復帰させる。次の真空仕切弁８
を開き、搬送機構15が未処理ウエーハを収納したカセッ
ト13からウエーハ14を１枚抜き取りロードロック室６内
に搬入し旋回後プロセス反応室１方向を向いて待機す
る。ここでロードロック室６は真空排気系10により再び
真空状態に保たれ、ロードロック室６の圧力がプロセス
反応室１と同等な真空圧に達したところで、次に真空仕
切り弁７を開き前記搬送機構15がウエーハ14をプロセス
反応室１内に搬入し、室内のウエーハ保持機構11に受け
渡すとともに真空仕切り弁７を再び閉じる。
ロセス反応室１内に１枚送りこまれてウエーハ保持機構
11に受け渡し保持される。すなわち、まず、ロードロッ
ク室６内にN2ガスを外部から図示されない管路を通じて
導入し、室内を大気圧に復帰させる。次の真空仕切弁８
を開き、搬送機構15が未処理ウエーハを収納したカセッ
ト13からウエーハ14を１枚抜き取りロードロック室６内
に搬入し旋回後プロセス反応室１方向を向いて待機す
る。ここでロードロック室６は真空排気系10により再び
真空状態に保たれ、ロードロック室６の圧力がプロセス
反応室１と同等な真空圧に達したところで、次に真空仕
切り弁７を開き前記搬送機構15がウエーハ14をプロセス
反応室１内に搬入し、室内のウエーハ保持機構11に受け
渡すとともに真空仕切り弁７を再び閉じる。
この状態でプロセス反応室１内へ例えばシランガス等
の成膜原料ガスを送り込みながら前述のようにECRプラ
ズマを生成すると、このプラズマがプロセス反応室１内
に押し出されて前記シランガスを活性化し、これにより
発生した活性種の作用によりウエーハ14の表面にキャリ
アガスの種類によって異なるシリコン系の各種薄膜が形
成されることになる。
の成膜原料ガスを送り込みながら前述のようにECRプラ
ズマを生成すると、このプラズマがプロセス反応室１内
に押し出されて前記シランガスを活性化し、これにより
発生した活性種の作用によりウエーハ14の表面にキャリ
アガスの種類によって異なるシリコン系の各種薄膜が形
成されることになる。
一方、所定のウエーハ処理が終了するとウエハ14は前
記搬入操作と逆な順序でウエーハ保持機構11よりカセッ
ト13に戻され、続じて次のウエーハの処理操作が行われ
る。またカセット13内に収容されている全てのウエーハ
14に付いて処理が済むと、再びロードロック室６の真空
仕切り弁８を開放した上でカセット13を室外に搬出し、
代わりに次のカセットを搬入して前記と同様な操作でウ
エーハ処理を行う。
記搬入操作と逆な順序でウエーハ保持機構11よりカセッ
ト13に戻され、続じて次のウエーハの処理操作が行われ
る。またカセット13内に収容されている全てのウエーハ
14に付いて処理が済むと、再びロードロック室６の真空
仕切り弁８を開放した上でカセット13を室外に搬出し、
代わりに次のカセットを搬入して前記と同様な操作でウ
エーハ処理を行う。
ところが、このようなプラズマCVD装置における未処
理ウエハは空気中にさらされており、水分の吸着やその
他の不純ガスが吸着されており、そのままプロセス処理
を行った場合、ボイド等が発生して成膜の膜質を低下さ
せ、ウエーハの品質，歩留りを悪化させる。またこのよ
うなプラズマCVD装置等で処理された直後のウエーハは
高温（約200℃）であり、一方、通常量産装置等で使用
されているカセットの材質にはポリプロピレンが用いら
れている場合が多く、そのまま直ぐにカセットへ搬出す
るとカセットが変形する問題があった。この問題を解決
するために、本願発明者は、鋳込ヒータ等の加熱手段を
内蔵した予備加熱室と、水冷等による冷却ステージを内
蔵した冷却室とを予備した半導体ウエーハ処理装置を先
に考案した。この考案による半導体ウエーハ処理装置
は、予備加熱室を第６図におけるロードロック室６のカ
セット13側に真空仕切り弁８を介して結合するととも
に、冷却室を第６図の紙面に垂直方向にロードロック室
６と真空仕切り弁を介して結合したものであるが、半導
体ウエーハの予備加熱中は表面処理の終了したウエーハ
をカセット13内へ搬出することができず、また、予備加
熱室，ロードロック室，冷却室相互間のウエーハの受渡
しの度ごとに真空仕切り弁を開けなければならず、真空
仕切り弁の開閉操作に要するロスタイムのため、かかる
装置構成では実用量産規模の装置とした場合、スループ
ットに問題が生じるという問題があった。
理ウエハは空気中にさらされており、水分の吸着やその
他の不純ガスが吸着されており、そのままプロセス処理
を行った場合、ボイド等が発生して成膜の膜質を低下さ
せ、ウエーハの品質，歩留りを悪化させる。またこのよ
うなプラズマCVD装置等で処理された直後のウエーハは
高温（約200℃）であり、一方、通常量産装置等で使用
されているカセットの材質にはポリプロピレンが用いら
れている場合が多く、そのまま直ぐにカセットへ搬出す
るとカセットが変形する問題があった。この問題を解決
するために、本願発明者は、鋳込ヒータ等の加熱手段を
内蔵した予備加熱室と、水冷等による冷却ステージを内
蔵した冷却室とを予備した半導体ウエーハ処理装置を先
に考案した。この考案による半導体ウエーハ処理装置
は、予備加熱室を第６図におけるロードロック室６のカ
セット13側に真空仕切り弁８を介して結合するととも
に、冷却室を第６図の紙面に垂直方向にロードロック室
６と真空仕切り弁を介して結合したものであるが、半導
体ウエーハの予備加熱中は表面処理の終了したウエーハ
をカセット13内へ搬出することができず、また、予備加
熱室，ロードロック室，冷却室相互間のウエーハの受渡
しの度ごとに真空仕切り弁を開けなければならず、真空
仕切り弁の開閉操作に要するロスタイムのため、かかる
装置構成では実用量産規模の装置とした場合、スループ
ットに問題が生じるという問題があった。
この発明の目的は、これらの問題点を解決し、スルー
プットが向上した，膜質の良好な成膜が可能な半導体ウ
エーハ処理装置を提供することである。
プットが向上した，膜質の良好な成膜が可能な半導体ウ
エーハ処理装置を提供することである。
上記課題を解決するために、この発明においては、半
導体ウエーハを１枚づつ表面処理する枚葉処理方式の半
導体ウエーハ処理装置を、半導体ウエーハに表面処理が
施されるプロセス反応室に真空仕切り弁を介して連設さ
れた１つの真空容器内に、表面処理前の半導体ウエーハ
を予備加熱する加熱手段と，表面処理後の半導体ウエー
ハを冷却する冷却手段と，半導体ウエーハを保持して前
進後退，上昇下降，水平旋回させる機能を持ち該真空容
器外部から該容器内へ表面処理前の半導体ウエーハを取
り込むとともに前記プロセス反応室内のウエーハステー
ジへ前記加熱手段による予備加熱後の半導体ウエーハを
受け渡しする搬送機構とが相互間の仕切りを設けること
なく開放状態に配設され、かつ該加熱手段と冷却手段と
のそれぞれ下方に、半導体ウエーハが載置されて該半導
体ウエーハを上下方向に移動させるウエーハ上下機構を
備えるとともに該真空容器が加熱手段の反搬送機構側に
半導体ウエーハが装填されたカセットを収容するカセッ
ト室を気密に結合可能に形成されている装置とするもの
とする。
導体ウエーハを１枚づつ表面処理する枚葉処理方式の半
導体ウエーハ処理装置を、半導体ウエーハに表面処理が
施されるプロセス反応室に真空仕切り弁を介して連設さ
れた１つの真空容器内に、表面処理前の半導体ウエーハ
を予備加熱する加熱手段と，表面処理後の半導体ウエー
ハを冷却する冷却手段と，半導体ウエーハを保持して前
進後退，上昇下降，水平旋回させる機能を持ち該真空容
器外部から該容器内へ表面処理前の半導体ウエーハを取
り込むとともに前記プロセス反応室内のウエーハステー
ジへ前記加熱手段による予備加熱後の半導体ウエーハを
受け渡しする搬送機構とが相互間の仕切りを設けること
なく開放状態に配設され、かつ該加熱手段と冷却手段と
のそれぞれ下方に、半導体ウエーハが載置されて該半導
体ウエーハを上下方向に移動させるウエーハ上下機構を
備えるとともに該真空容器が加熱手段の反搬送機構側に
半導体ウエーハが装填されたカセットを収容するカセッ
ト室を気密に結合可能に形成されている装置とするもの
とする。
まず、作用の理解を容易にするために、前記手段に従
って構成される半導体ウエーハ処理装置の操作手順につ
き説明する。
って構成される半導体ウエーハ処理装置の操作手順につ
き説明する。
まず、真空仕切り弁を介してロードロック室を構成す
る真空容器の大気側に結合されたカセット室内を大気圧
に復帰しカセットを収納する。収納後真空引きを行う。
ロードロック室と連結された真空仕切り弁を開放した状
態でロードロック室内の搬送機構によりカセットから１
枚ウエーハを取り出し、ロードロック室内に設定され加
熱手段が配される加熱ゾーンにおいて該加熱手段の下方
に配置されたウエーハ上下機構に受け渡す。次にウエー
ハ上下機構は加熱ゾーンの最適加熱位置まで移動し加熱
処理を行う。処理終了後、ウエーハ上下機構は受渡し位
置まで下降し前記搬送機構がウエーハを受取る。ウエー
ハを受け取った搬送機構は旋回しプロセス反応室を向い
て待機する。次いでプロセス反応室と連結された真空仕
切り弁が開かれ待機しているウエーハをプロセス反応室
内に搬入した上で室内に装備されたウエーハ保持機構に
受け渡す。ここで搬送機構をロードロック室内に戻して
再び真空仕切り弁を閉じた後にプロセス反応室内で所定
のウエーハ処理を行う。ウエーハ処理中に搬送機構は再
びカセット室からウエーハを１枚抜き取り加熱ゾーンの
ウエーハ上下機構に受け渡す。次にウエーハ上下機構は
加熱ゾーンの最適位置まで移動し、ウエーハを予備加熱
して待機している。
る真空容器の大気側に結合されたカセット室内を大気圧
に復帰しカセットを収納する。収納後真空引きを行う。
ロードロック室と連結された真空仕切り弁を開放した状
態でロードロック室内の搬送機構によりカセットから１
枚ウエーハを取り出し、ロードロック室内に設定され加
熱手段が配される加熱ゾーンにおいて該加熱手段の下方
に配置されたウエーハ上下機構に受け渡す。次にウエー
ハ上下機構は加熱ゾーンの最適加熱位置まで移動し加熱
処理を行う。処理終了後、ウエーハ上下機構は受渡し位
置まで下降し前記搬送機構がウエーハを受取る。ウエー
ハを受け取った搬送機構は旋回しプロセス反応室を向い
て待機する。次いでプロセス反応室と連結された真空仕
切り弁が開かれ待機しているウエーハをプロセス反応室
内に搬入した上で室内に装備されたウエーハ保持機構に
受け渡す。ここで搬送機構をロードロック室内に戻して
再び真空仕切り弁を閉じた後にプロセス反応室内で所定
のウエーハ処理を行う。ウエーハ処理中に搬送機構は再
びカセット室からウエーハを１枚抜き取り加熱ゾーンの
ウエーハ上下機構に受け渡す。次にウエーハ上下機構は
加熱ゾーンの最適位置まで移動し、ウエーハを予備加熱
して待機している。
ウエーハ処理が済むと前記した搬入操作と逆な順序で
処理済みウエーハがプロセス反応室からロードロック室
へ搬出され、前記搬送機構がロードロック室内に設定さ
れた冷却ゾーン内の冷却手段下方に配置されたウエーハ
上下機構に受け渡す。次にウエーハ上下機構は冷却ゾー
ンの最適位置へ移動し冷却する。さらに搬送機構は加熱
ゾーンのウエーハ上下機構からウエーハを受け取り、前
記と同様にプロセス反応室内のウエーハ保持機構に受け
渡す。ここで再び所定のウエーハ処理が行われる。次に
搬送機構は再びカセット室からウエーハを１枚抜き取り
加熱ゾーンのウエーハ上下機構に受け渡す。ここでウエ
ーハ上下機構は加熱ゾーンの最適位置まで移動し、ウエ
ーハを予備加熱して待機している。
処理済みウエーハがプロセス反応室からロードロック室
へ搬出され、前記搬送機構がロードロック室内に設定さ
れた冷却ゾーン内の冷却手段下方に配置されたウエーハ
上下機構に受け渡す。次にウエーハ上下機構は冷却ゾー
ンの最適位置へ移動し冷却する。さらに搬送機構は加熱
ゾーンのウエーハ上下機構からウエーハを受け取り、前
記と同様にプロセス反応室内のウエーハ保持機構に受け
渡す。ここで再び所定のウエーハ処理が行われる。次に
搬送機構は再びカセット室からウエーハを１枚抜き取り
加熱ゾーンのウエーハ上下機構に受け渡す。ここでウエ
ーハ上下機構は加熱ゾーンの最適位置まで移動し、ウエ
ーハを予備加熱して待機している。
加熱ゾーンのウエーハ上下機構が所定の位置へ移動終
了後搬送機構は冷却ゾーンのウエーハ上下機構からウエ
ーハを受け取り、加熱ゾーンのウエーハ上下機構の下を
通り、カセット室内のカセットの取り出した位置と同じ
位置へ収納する。
了後搬送機構は冷却ゾーンのウエーハ上下機構からウエ
ーハを受け取り、加熱ゾーンのウエーハ上下機構の下を
通り、カセット室内のカセットの取り出した位置と同じ
位置へ収納する。
同様にして設定枚数分の処理が繰り返される。
このように、本発明の装置構成によれば、ウエーハ搬
送工程では、カセット室，ロードロック室，プロセス反
応室が常に真空に保持されていて大気側に開放されるこ
とがなく、水分の吸着，不純ガスの吸着，および外部か
らの塵埃の侵入が殆どなく室内が高清浄な状態に維持さ
れる。これによりプロセス反応室内との間でウエーハを
受け渡しする過程でもプロセス反応室内に外部から塵埃
等の異物が持ち込まれることが殆どなくなり、かつ予備
加熱によりウエーハ上の水分が除去され、ウエーハに形
成される薄膜の質を大幅に向上させることができる。ま
たウエーハ搬送工程でロスタイム発生の要因となる各室
間の真空仕切り弁の開閉動作が最少限で済み、かつ全室
が常に真空状態であるため、大気圧への復帰および再真
空排気といった動作が不要であり、ロスタイムが少なく
なるとともに予備加熱中に冷却処理終了のウエーハをカ
セットへ搬出するといった並列処理が可能となり、一連
のウエーハ搬送工程の所要時間を大幅に短縮してスルー
プットの向上を図ることができる。
送工程では、カセット室，ロードロック室，プロセス反
応室が常に真空に保持されていて大気側に開放されるこ
とがなく、水分の吸着，不純ガスの吸着，および外部か
らの塵埃の侵入が殆どなく室内が高清浄な状態に維持さ
れる。これによりプロセス反応室内との間でウエーハを
受け渡しする過程でもプロセス反応室内に外部から塵埃
等の異物が持ち込まれることが殆どなくなり、かつ予備
加熱によりウエーハ上の水分が除去され、ウエーハに形
成される薄膜の質を大幅に向上させることができる。ま
たウエーハ搬送工程でロスタイム発生の要因となる各室
間の真空仕切り弁の開閉動作が最少限で済み、かつ全室
が常に真空状態であるため、大気圧への復帰および再真
空排気といった動作が不要であり、ロスタイムが少なく
なるとともに予備加熱中に冷却処理終了のウエーハをカ
セットへ搬出するといった並列処理が可能となり、一連
のウエーハ搬送工程の所要時間を大幅に短縮してスルー
プットの向上を図ることができる。
第１図は本発明による半導体ウエーハ処理装置構成の
一実施例を示す平面図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ
線に沿う装置の縦断面図、第３図は第１図におけるＡ−
Ｂ線に沿う装置の縦断面図である。また第４図，第５図
はそれぞれ第２図，第３図におけるＣ−Ｃ線,D−Ｄ線に
沿う断面図であり、第６図に対応する同一部材には同じ
符号が付してある。
一実施例を示す平面図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ
線に沿う装置の縦断面図、第３図は第１図におけるＡ−
Ｂ線に沿う装置の縦断面図である。また第４図，第５図
はそれぞれ第２図，第３図におけるＣ−Ｃ線,D−Ｄ線に
沿う断面図であり、第６図に対応する同一部材には同じ
符号が付してある。
まず第１図において、プロセス反応室１の側方には真
空仕切り弁７を介してロードロック室26が連設配備さ
れ、ロードロック室26内には、搬送機構15と加熱ゾーン
16と冷却ゾーン17とが配設されている。さらにカセット
室18が真空仕切り弁19を介してロードロック室26に連設
結合されており、かつ室外大気側とは真空仕切り弁８に
より仕切られている。そして第２図に示すように、前記
カセット室18にはカセット13の段ごとに１ピッチ送りを
する送り機構20と真空排気系21とが設けられており、ロ
ードロック室26は鋳込みヒータとして形成された加熱手
段22とウエーハ上下機構23とを備える一方、第３図に示
すように、ロードロック室26内に水冷による冷却ステー
ジ24とウエーハ上下機構23とが配備されている。
空仕切り弁７を介してロードロック室26が連設配備さ
れ、ロードロック室26内には、搬送機構15と加熱ゾーン
16と冷却ゾーン17とが配設されている。さらにカセット
室18が真空仕切り弁19を介してロードロック室26に連設
結合されており、かつ室外大気側とは真空仕切り弁８に
より仕切られている。そして第２図に示すように、前記
カセット室18にはカセット13の段ごとに１ピッチ送りを
する送り機構20と真空排気系21とが設けられており、ロ
ードロック室26は鋳込みヒータとして形成された加熱手
段22とウエーハ上下機構23とを備える一方、第３図に示
すように、ロードロック室26内に水冷による冷却ステー
ジ24とウエーハ上下機構23とが配備されている。
次に上記構成による半導体ウエーハ処理装置における
ウエーハの搬送，処理操作について順を追って説明す
る。
ウエーハの搬送，処理操作について順を追って説明す
る。
まず、カセット室18（第２図）を大気圧に復帰しカセ
ット13を収納する。収納後真空排気系21により真空引き
を行う。次に真空仕切り弁19を開き搬送機構15がカセッ
ト室18内のカセット13からウエーハ14を１枚抜き取りウ
エーハ上下機構23に受け渡す。ウエーハ上下機構23は、
加熱手段22との最適位置までウエーハ14を上昇，近接さ
せ、ここで加熱手段22により予備加熱が行われる。予備
加熱処理終了後ウエーハ上下機構23が下降し、再度搬送
機構15へウエーハ14が受け渡され、次いで搬送機構15は
旋回し、プロセス反応室１を向いて待機し、真空仕切り
弁７が開かれると進入し、プロセス反応室１内に装備さ
れたウエーハ保持機構11にウエーハ14を受け渡し、後退
後、前記真空仕切り弁７が閉じる。ここで所定のウエー
ハ処理が行われる。
ット13を収納する。収納後真空排気系21により真空引き
を行う。次に真空仕切り弁19を開き搬送機構15がカセッ
ト室18内のカセット13からウエーハ14を１枚抜き取りウ
エーハ上下機構23に受け渡す。ウエーハ上下機構23は、
加熱手段22との最適位置までウエーハ14を上昇，近接さ
せ、ここで加熱手段22により予備加熱が行われる。予備
加熱処理終了後ウエーハ上下機構23が下降し、再度搬送
機構15へウエーハ14が受け渡され、次いで搬送機構15は
旋回し、プロセス反応室１を向いて待機し、真空仕切り
弁７が開かれると進入し、プロセス反応室１内に装備さ
れたウエーハ保持機構11にウエーハ14を受け渡し、後退
後、前記真空仕切り弁７が閉じる。ここで所定のウエー
ハ処理が行われる。
一方、ウエーハ処理中に、搬送機構15は再びカセット
13から前記と同様の手順でウエーハ14を１枚抜き取り、
前記予備加熱ゾーン16のウエーハ上下機構23にウエーハ
を受け渡す。ここではウエーハの予備加熱が行われる。
ウエーハを受け渡した搬送機構15はプロセス反応室１を
向いた状態で待機している。ウエーハ処理が終了すると
前記した搬入操作と逆な順序で搬送機構15が処理済みウ
エーハ14を搬出する。搬出されたウエーハ14は前記搬送
機構15により冷却ゾーン17（第１図，第３図）へ運ば
れ、ウエーハ上下機構23へ受け渡される。ここで冷却ス
テージ24によってウエーハ14は冷却される。一方、冷却
ゾーン17へウエーハ14を受け渡した搬送機構15は、加熱
ゾーン16で予備加熱されたウエーハ14をプロセス反応室
１内のウエーハ保持機構11へ前記と同様な順序で送り込
む。ここで再び所定のウエーハ処理が行われる。次に搬
送機構15は再びカセット13から前記と同様の手順でウエ
ーハ14を１枚抜き取り、前記予備加熱ゾーン16のウエー
ハ上下機構23にウエーハを受け渡す。ここで予備加熱が
行われる。
13から前記と同様の手順でウエーハ14を１枚抜き取り、
前記予備加熱ゾーン16のウエーハ上下機構23にウエーハ
を受け渡す。ここではウエーハの予備加熱が行われる。
ウエーハを受け渡した搬送機構15はプロセス反応室１を
向いた状態で待機している。ウエーハ処理が終了すると
前記した搬入操作と逆な順序で搬送機構15が処理済みウ
エーハ14を搬出する。搬出されたウエーハ14は前記搬送
機構15により冷却ゾーン17（第１図，第３図）へ運ば
れ、ウエーハ上下機構23へ受け渡される。ここで冷却ス
テージ24によってウエーハ14は冷却される。一方、冷却
ゾーン17へウエーハ14を受け渡した搬送機構15は、加熱
ゾーン16で予備加熱されたウエーハ14をプロセス反応室
１内のウエーハ保持機構11へ前記と同様な順序で送り込
む。ここで再び所定のウエーハ処理が行われる。次に搬
送機構15は再びカセット13から前記と同様の手順でウエ
ーハ14を１枚抜き取り、前記予備加熱ゾーン16のウエー
ハ上下機構23にウエーハを受け渡す。ここで予備加熱が
行われる。
次いで搬送機構15は、冷却ゾーン17のウエーハ上下機
構23から冷却処理されたウエーハ14を受け取り、カセッ
ト13の取り出した位置と同じ位置へ、加熱ゾーン16のウ
エーハ上下機構23のウエーハ台の下を通過して搬出，挿
入する。
構23から冷却処理されたウエーハ14を受け取り、カセッ
ト13の取り出した位置と同じ位置へ、加熱ゾーン16のウ
エーハ上下機構23のウエーハ台の下を通過して搬出，挿
入する。
以後同様にして設定枚数分の処理が繰り返される。
以上に述べたように、この発明においては、半導体ウ
エーハを１枚づつ表面処理する枚葉処理方式の半導体ウ
エーハ処理装置を、半導体ウエーハに表面処理が施され
るプロセス反応室に真空仕切り弁を介して連設された１
つの真空容器内に、表面処理前の半導体ウエーハを予備
加熱する加熱手段と，表面処理後の半導体ウエーハを冷
却する冷却手段と，半導体ウエーハを保持して前進後
退，上昇下降，水平旋回させる機能を持ち該真空容器外
部から該容器内へ表面処理前の半導体ウエーハを取り込
むとともに前記プロセス反応室内のウエーハステージへ
前記加熱手段による予備加熱後の半導体ウエーハを受け
渡しする搬送機構とが相互間の仕切りを設けることなく
開放状態に配設され、かつ該加熱手段と冷却手段とのそ
れぞれ下方に、半導体ウエーハが載置されて該半導体ウ
エーハを上下方向に移動させるウエーハ上下機構を備え
るとともに該真空容器が加熱手段の反搬送機構側に半導
体ウエーハが装填されたカセットを収容するカセット室
を気密に結合可能に形成されている装置としたので、ウ
エーハ搬送工程では、カセット室，ロードロック室，プ
ロセス反応室が常に真空に保持されていて大気側に開放
されることがなく、水分の吸着，不純ガスの吸着，およ
び外部からの塵埃の侵入が殆どなく室内が高清浄な状態
に維持される。これによりプロセス反応室内との間でウ
エーハを受け渡しする過程でもプロセス反応室内に外部
から塵埃等の異物が持ち込まれることが殆どなくなる。
また、加熱手段による予備加熱によるウエーハに吸着さ
れた水分が除去された状態で表面処理が行われるため、
ウエーハに形成される薄膜の膜質が向上し、かつ、この
膜質を、最小限の真空仕切り弁の開閉動作と、加熱手
段，冷却手段のそれぞれ下方に配されたウエーハ上下機
構により可能となる，未処理ウエーハ予備加熱中に冷却
終了のウエーハをカセットへ搬出する並列処理とによ
り、一連のウエーハ搬送工程の所要時間を従来装置と比
べ大幅に短縮して得ることができ、スループットが向上
する効果が得られる。
エーハを１枚づつ表面処理する枚葉処理方式の半導体ウ
エーハ処理装置を、半導体ウエーハに表面処理が施され
るプロセス反応室に真空仕切り弁を介して連設された１
つの真空容器内に、表面処理前の半導体ウエーハを予備
加熱する加熱手段と，表面処理後の半導体ウエーハを冷
却する冷却手段と，半導体ウエーハを保持して前進後
退，上昇下降，水平旋回させる機能を持ち該真空容器外
部から該容器内へ表面処理前の半導体ウエーハを取り込
むとともに前記プロセス反応室内のウエーハステージへ
前記加熱手段による予備加熱後の半導体ウエーハを受け
渡しする搬送機構とが相互間の仕切りを設けることなく
開放状態に配設され、かつ該加熱手段と冷却手段とのそ
れぞれ下方に、半導体ウエーハが載置されて該半導体ウ
エーハを上下方向に移動させるウエーハ上下機構を備え
るとともに該真空容器が加熱手段の反搬送機構側に半導
体ウエーハが装填されたカセットを収容するカセット室
を気密に結合可能に形成されている装置としたので、ウ
エーハ搬送工程では、カセット室，ロードロック室，プ
ロセス反応室が常に真空に保持されていて大気側に開放
されることがなく、水分の吸着，不純ガスの吸着，およ
び外部からの塵埃の侵入が殆どなく室内が高清浄な状態
に維持される。これによりプロセス反応室内との間でウ
エーハを受け渡しする過程でもプロセス反応室内に外部
から塵埃等の異物が持ち込まれることが殆どなくなる。
また、加熱手段による予備加熱によるウエーハに吸着さ
れた水分が除去された状態で表面処理が行われるため、
ウエーハに形成される薄膜の膜質が向上し、かつ、この
膜質を、最小限の真空仕切り弁の開閉動作と、加熱手
段，冷却手段のそれぞれ下方に配されたウエーハ上下機
構により可能となる，未処理ウエーハ予備加熱中に冷却
終了のウエーハをカセットへ搬出する並列処理とによ
り、一連のウエーハ搬送工程の所要時間を従来装置と比
べ大幅に短縮して得ることができ、スループットが向上
する効果が得られる。
第１図ないし第５図は本発明の一実施例による半導体ウ
エーハ処理装置の構成を示し、第１図は要部の横断面
図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ線に沿う装置の縦断
面図、第３図は第１図におけるＡ−Ｂ線に沿う装置の縦
断面図、第４図は第２図におけるＣ−Ｃ線に沿う正面断
面図、第５図は第３図におけるＤ−Ｄ線に沿う正面断面
図、第６図は従来の半導体ウエーハ処理装置の構成例を
示す縦断面図である。 １……プロセス反応室、6,26……ロードロック室（真空
容器）、7,19……真空仕切り弁、13……カセット、14…
…半導体ウエーハ、15……搬送機構、 16……予備加熱ゾーン、17……冷却ゾーン、18……カセ
ット室、22……加熱手段、23……ウエーハ上下機構、24
……冷却ステージ（冷却手段）。
エーハ処理装置の構成を示し、第１図は要部の横断面
図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ線に沿う装置の縦断
面図、第３図は第１図におけるＡ−Ｂ線に沿う装置の縦
断面図、第４図は第２図におけるＣ−Ｃ線に沿う正面断
面図、第５図は第３図におけるＤ−Ｄ線に沿う正面断面
図、第６図は従来の半導体ウエーハ処理装置の構成例を
示す縦断面図である。 １……プロセス反応室、6,26……ロードロック室（真空
容器）、7,19……真空仕切り弁、13……カセット、14…
…半導体ウエーハ、15……搬送機構、 16……予備加熱ゾーン、17……冷却ゾーン、18……カセ
ット室、22……加熱手段、23……ウエーハ上下機構、24
……冷却ステージ（冷却手段）。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体ウエーハを１枚づつ表面処理する枚
葉処理方式の半導体ウエーハ処理装置であって、半導体
ウエーハに表面処理が施されるプロセス反応室に真空仕
切り弁を介して連設された１つの真空容器内に、表面処
理前の半導体ウエーハを予備加熱する加熱手段と，表面
処理後の半導体ウエーハを冷却する冷却手段と，半導体
ウエーハを保持して前進後退，上昇下降，水平旋回させ
る機能を持ち該真空容器外部から該容器内へ表面処理前
の半導体ウエーハを取り込むとともに前記プロセス反応
室内のウエーハステージへ前記加熱手段による予備加熱
後の半導体ウエーハを受け渡しする搬送機構とが相互間
の仕切りを設けることなく開放状態に配設され、かつ該
加熱手段と冷却手段とのそれぞれ下方に、半導体ウエー
ハが載置されて該半導体ウエーハを上下方向に移動させ
るウエーハ上下機構を備えるとともに該真空容器が加熱
手段の反搬送機構側に半導体ウエーハが装填されたカセ
ットを収容するカセット室を気密に結合可能に形成され
ていることを特徴とする半導体ウエーハ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27521789A JP2600399B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 半導体ウエーハ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27521789A JP2600399B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 半導体ウエーハ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03136345A JPH03136345A (ja) | 1991-06-11 |
| JP2600399B2 true JP2600399B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=17552334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27521789A Expired - Fee Related JP2600399B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 半導体ウエーハ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2600399B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0864590A (ja) * | 1994-08-18 | 1996-03-08 | Touyoko Kagaku Kk | 複数チャンバ熱処理装置 |
| JP3537269B2 (ja) * | 1996-05-21 | 2004-06-14 | アネルバ株式会社 | マルチチャンバースパッタリング装置 |
| JP3852980B2 (ja) * | 1996-05-21 | 2006-12-06 | キヤノンアネルバ株式会社 | 薄膜作成方法及びスパッタリング装置 |
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| US6235634B1 (en) | 1997-10-08 | 2001-05-22 | Applied Komatsu Technology, Inc. | Modular substrate processing system |
| US6688375B1 (en) * | 1997-10-14 | 2004-02-10 | Applied Materials, Inc. | Vacuum processing system having improved substrate heating and cooling |
| US6176668B1 (en) | 1998-05-20 | 2001-01-23 | Applied Komatsu Technology, Inc. | In-situ substrate transfer shuttle |
| US6086362A (en) | 1998-05-20 | 2000-07-11 | Applied Komatsu Technology, Inc. | Multi-function chamber for a substrate processing system |
| US6215897B1 (en) | 1998-05-20 | 2001-04-10 | Applied Komatsu Technology, Inc. | Automated substrate processing system |
| US6517303B1 (en) | 1998-05-20 | 2003-02-11 | Applied Komatsu Technology, Inc. | Substrate transfer shuttle |
| US6206176B1 (en) | 1998-05-20 | 2001-03-27 | Applied Komatsu Technology, Inc. | Substrate transfer shuttle having a magnetic drive |
| US6213704B1 (en) | 1998-05-20 | 2001-04-10 | Applied Komatsu Technology, Inc. | Method and apparatus for substrate transfer and processing |
| US6610150B1 (en) * | 1999-04-02 | 2003-08-26 | Asml Us, Inc. | Semiconductor wafer processing system with vertically-stacked process chambers and single-axis dual-wafer transfer system |
| US6298685B1 (en) | 1999-11-03 | 2001-10-09 | Applied Materials, Inc. | Consecutive deposition system |
| US20020157691A1 (en) * | 2000-03-29 | 2002-10-31 | Sadayuki Wada | Substrate transfer device |
| KR20030032034A (ko) * | 2000-09-15 | 2003-04-23 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 처리 장비용 두 개의 이중 슬롯 로드록 |
| JP2004200329A (ja) * | 2002-12-17 | 2004-07-15 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理装置及び基板処理方法 |
| JP2012195570A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-10-11 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置及び基板処理方法 |
| JP6582676B2 (ja) | 2015-07-24 | 2019-10-02 | 東京エレクトロン株式会社 | ロードロック装置、及び基板処理システム |
-
1989
- 1989-10-23 JP JP27521789A patent/JP2600399B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03136345A (ja) | 1991-06-11 |
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