JP2682468B2 - 半導体装置の製造装置 - Google Patents

半導体装置の製造装置

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JP2682468B2 JP6244826A JP24482694A JP2682468B2 JP 2682468 B2 JP2682468 B2 JP 2682468B2 JP 6244826 A JP6244826 A JP 6244826A JP 24482694 A JP24482694 A JP 24482694A JP 2682468 B2 JP2682468 B2 JP 2682468B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造装置に
関し、特に真空系を有する半導体装置の製造装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来の半導体装置の製造装置
で、例えばプラズマ気相成長装置の構成を示す。図5に
おいて、ロードロック室(20)は加工前のウェハーを
一時的に保管する役目を持ち、その中に搬送ロボット
(2)、ロードロックドア(1)、キャリア(7)を有
している。ロードロック室(20)は通常高真空に保た
れており、半導体ウェハー(5)を入れたキャリア
(7)をセットするときは、Nガス等をロードロック
室(20)に導入することによって大気圧に戻した後、
カセットドア(6)を開放してセットする。
【0003】次いで、カセットドア(6)を閉じ、ロー
ドロック室(20)内の大気を減圧し、規定の圧力(1
00nTorr)に達すると、搬送ロボット(2)がキ
ャリア(7)の中から半導体ウェハー(5)を一枚取り
出し、ロードロックドア(1)の前迄搬送する。ロード
ロックドア(1)は通常閉であり、反応室(30)の真
空度の劣化を防止している。搬送ロボット(2)により
半導体ウェハー(5)をロードロックドア(1)の前迄
搬送後、ロードロックドア(1)を開き、次いで搬送ロ
ボット(2)は反応室(30)内へ半導体ウェハー
(5)を搬送する。次いでロードロックドア(1)を閉
じ、反応室(30)内で半導体ウェハー(5)の加工を
行なう。半導体ウェハー(5)の加工終了後、ロードロ
ックドア(1)を開き、搬送ロボット(2)が反応室
(30)内の半導体ウェハー(5)を逆の動きで、ロー
ドロック室(20)内のキャリア(7)へ搬送する。
【0004】次に搬送ロボット(2)の仕組みについて
説明する。搬送ロボット(2)は図5に示すように、2
つのアームで前後に伸縮するようになっている。そして
図示していないが、また搬送ロボット(2)は、上下、
左右、前後の方向へ3つのサーボモーターで制御され動
くことができ、ロードロック室(20)内のキャリア
(7)と反応室(30)内の移動、位置決めはプログラ
ムで決定されているものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年の半導体装置に対
する要求の多様化に伴い、半導体装置の製造ラインでは
少枚数多品種生産の傾向が強まってきている。上記従来
の技術に示した製造装置で加工する場合、半導体ウェハ
ーをセットするためには、作業毎にロードロック室(2
0)を真空から大気圧へ戻さなければならない。そのた
め少数枚の半導体ウェハーの加工作業ではスループット
が著しく低下してしまう欠点があった。例えば、通常ロ
ードロック内の減圧、又は常圧に戻すのに各々約10分
必要とするため、同一条件で20枚作業する場合と、5
枚づつ4条件を作業する場合とでは、前者が40分かか
るのに対し、後者は1時間40分もかかる。そのため少
数枚の加工作業が続くと、スループットが著しく低下し
てしまう欠点があった。本発明はこのような問題を解決
する装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の半導体
ウェハーを入れたキャリアを保管でき、圧力を大気圧と
規定の減圧した圧力との間で変えられる第1のロードロ
ック室と、前記半導体ウェハーを真空中で加工する反応
室と、前記第1のロードロック室と前記反応室との間に
あり、前記第1のロードロック室の圧力が前記規定の減
圧した圧力に達すると開くことができる第1のドアとを
有する半導体装置の製造装置において、前記第1のロー
ドロック室の側面に、前記第1のロードロック室の圧力
が大気圧であると開くことができ前記キャリア中の複数
の前記半導体ウェハーを前記製造装置外との間で搬入搬
出ができる第2のドアと、前記製造装置外と前記第1の
ロードロック室内にある前記キャリアとの間で前記複数
の半導体ウェハーの一部だけを前記第1のロードロック
室の圧力を大気圧にしないで搬送する手段とを有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造装置である。
【0007】また本発明は、複数の半導体ウェハーを入
れたキャリアを保管でき、圧力を大気圧と規定の減圧し
た圧力との間で変えられる第1のロードロック室と、前
記半導体ウェハーを真空中で加工する反応室と、前記第
1のロードロック室と前記反応室との間にあり、前記第
1のロードロック室の圧力が前記規定の減圧した圧力に
達すると開くことができる第1のドアとを有する半導体
装置の製造装置において、前記第1のロードロック室の
側面に設けられ、前記第1のロードロック室の圧力が大
気圧であると開くことができ前記キャリア中の複数の前
記半導体ウェハーを前記製造装置外との間で搬入搬出が
できる第2のドアと、前記キャリアに入れられた複数の
前記半導体ウェハー内の一部だけを搬出搬入するための
保管ができ、圧力を大気圧と規定の減圧した圧力との間
で変えることができ、前記第1のロードロック室に比べ
て小容量である第2のロードロック室と、前記第1のロ
ードロック室と前記第2のロードロック室との間にあ
り、前記第2のロードロック室の圧力が所定の真空に達
すると開くことができる第3のドアと、前記第2のロー
ドロック室の側面に設けられ、前記第2のロードロック
室の圧力が大気圧であると開くことができ、前記半導体
ウェハー内の一部だけを前記製造装置外との間で搬出搬
入できる第4のドアとを有することを特徴とする半導体
装置の製造装置である。
【0008】
【作用】本発明においては、半導体ウェハーを装置外か
ら搬入及び装置内から搬出するための第2ロードロック
室を有していることにより、ロードロック室内に半導体
ウェハーをセットするときに、その作業毎にロードロッ
ク室を真空から大気圧へ戻すことがなく、作業時間が短
縮できる。また、第2ロードロック室が、2室に分離さ
れており、その各々が半導体ウェハーの保持機構を有
し、かつ独立して真空度を制御できる真空引き装置を有
していることにより、半導体ウェハーの搬入と搬出を同
時に行うことができるものである。
【0009】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。 〔実施例1〕図1は、本発明の半導体装置の製造装置の
一実施例をしめすもので、例えば、減圧気相成長装置に
適用した場合の模式図を示す。この製造装置は大枚数
(例えば、25枚以上)のウェハーの搬入搬出には、カ
セットドア(6)を使用することができる第1ロードロ
ック室(20)と、それに小枚数(例えば、25枚以
下)のウェハーの搬入搬出に使用する第2ロードロック
室(4)が設けられており、そしてウェハーの加工を行
なう反応室(30)、各部屋間のウェハー搬送を行う搬
送ロボット(2)によって構成される。
【0010】この図1において、第1ロードロック室
(20)は加工前のウェハーを一時的に保管する役目を
持ち、その中に搬送ロボット(2)、キャリア(7)を
有し、反応室(30)との間にロードロックドア(1)
を有している。なお、この搬送ロボット(2)は図1に
示すように、2つのアームで前後に伸縮することがて
き、また図示していないが、上下、左右、前後の方向へ
3つのサーボモーターで制御され動くことができ、そし
て第1ロードロック室(20)内と反応室(30)内の
移動、位置決めは、プログラムで決定され制御されて動
くことができるものである。
【0011】小枚数のウェハーの搬入及び搬出において
は、加工前の半導体ウェハー(5)を搬入するときはカ
セット受(11)、第2ロードロック室(4)搬送ベル
ト(3)とは運ばれ、また加工後の半導体ウェハー
(5)を搬出するときは搬送ベルト(3)、第2ロード
ロック室(4)、カセット受(11)と搬出が行なわれ
る。図2は、図1に示す第2ロードロック室(4)と搬
送機構を示すもので、その上面図である。これはカセッ
ト受(11)、第2ロードロック室(4)、ウェハーレ
ーン(9)により構成される。搬送ベルト(3)は第2
ロードロック室(4)へつながつており、外側のカセッ
ト受(11)に続く。カセット受(11)は半導体ウェ
ハー(5)の入ったキャリアをセットするところであ
る。
【0012】図3は、本発明の第2ロードロック室
(4)の第1実施例の断面図を示したものである。な
お、図3は第2ロードロック室(4)のみを示したもの
であるが、第2ロードロック室(4)と第1ロードロッ
ク室(20)とは気密になっているものである。第2ロ
ードロック室(4)は上下2段に分かれ、壁(10)に
より上部(4A)と下部(4B)に分離している。上部
(4A)と下部(4B)は半導体ウェハー(5)がそれ
ぞれ少なくても1枚入る容量を持ち、また上部(4A)
と下部(4B)は各部屋単独で真空引きとベントを行う
ことができ、また上部(4A)と下部(4B)には、搬
入用及び搬出用としての作動をする保持機構を有するも
のである。
【0013】第2ロードロック室(4)の上部(4
A)、下部(4B)は第1ロードロック室(20)に比
べ小容量であるため、高速に真空引き、ベントが可能で
あり、本実施例では15秒以内に完了することができ
る。また搬入用、搬出用として機能する2部屋を有する
ことにより、同時に第1ロードロック室(20)内への
搬入、第1ロードロック室(20)内よりの搬出が可能
となる。搬送ベルト(3)はゴムで構成され、モーター
(図示せず)により搬送ベルト(3)を回転させ、ウェ
ハー(5)を移動することができる。このモーターの回
転を反転することによりウェハー(5)の移動方向を逆
とし、搬入及び搬出を行うことができる。なお、搬送ベ
ルト(3)はバネなどの金属ベルトでも可能である。
【0014】また、第2ロードロック室(4)を上部
(4A)と下部(4B)に分離している壁(10)に
は、その両面に図に示すようにウェハー(5)を移動さ
せる保持機構が設けられている。また、第2ロードロッ
ク室(4)は壁(10)により上部(4A)と下部(4
B)に分離しており、その壁(10)は軸(12)を中
心に縦に回転するものである。そして、軸(12)は、
壁(10)が回転したときでも第2ロードロック室
(4)の内面で、上部(4A)と下部(4B)の気密が
保たれるように設けられているものである。
【0015】図1〜図3で、第1の実施例の第2ロード
ロック室(4)の作動を説明する。少ない枚数の半導体
ウェハー(5)を加工する時、カセット受(11)に半
導体ウェハー(5)をセットする。図3に示すように、
第2ロードロック室(4)を分離している壁(10)を
斜めに位置させ、その上部(4A)が外側につながるよ
うに、下部(4B)が搬送ベルト(3)につながるよう
になっている。ここで、ロードロックドア(8´)を開
き、第2ロードロック室(4)の上部(4A)に外側か
ら加工前の半導体ウェハー(5)を搬送する。一方、第
1ロードロック室(20)側の搬送ベルト(3)は、下
部(4B)の保持機構につながっており、加工された半
導体ウェハー(5)は、第2ロードロックドア(8)を
開き第2ロードロック室(4)の下部(4B)に入れら
れる。
【0016】次いで、ロードロックドア(8´)を閉
じ、第2ロードロック室(4)の上部(4A)を真空引
きする。この真空引きしている間に壁(10)は軸(1
2)を中心に縦に回転させる。そして第2ロードロック
ドア(8)の前にある搬送ベルト(3)の高さ、位置
に、第2ロードロック室(4)内の上部(4A)の搬送
ベルト(保持機構)を合わせる。ここで、上部(4A)
が真空引きされ、所定の真空に到達すると第2ロードロ
ックドア(8)が開き、上部(4A)の加工前の半導体
ウェハー(5)は搬送ベルト(3)によって第1ロード
ロック室(20)内に運ばれ、さらに搬送ロボット
(2)を経てキャリア(7)に、あるいは反応室(3
0)へ運ばれ加工される。
【0017】一方、下部(4B)の半導体ウェハー
(5)は、壁(10)は軸(12)を中心に回転するこ
とにより、ロードロックドア(8´)の前にある外側の
搬送ベルトの位置に対応することになり、ロードロック
ドア(8´)を開き装置の外側に搬出されることにな
る。ここでは、第2ロードロック室(4)の上部(4
A)に外側から加工前の半導体ウェハー(5)を入れ、
また下部(4B)に加工された半導体ウェハー(5)を
入れ、同時に搬入、搬出することについてせつめいした
が、上部(4A)に外側から加工前の半導体ウェハー
(5)を入れ搬入のみを行うことも、また下部(4B)
にのみ半導体ウェハー(5)を入れ搬出のみを行うこと
もできるものである。また、ロードロックドア(8
´)、第2ロードロックドア(8)の開閉は、上部(4
A)と下部(4B)にそれぞれ真空引き装置を有し、独
立して真空度を制御できるものであるから、それぞれの
作業タイミングを考慮し、適宜行うことができるもので
ある。
【0018】この実施例に示す第2ロードロック室
(4)を設置することにより、少数枚の作業でも真空引
きの時間を短縮し、従来の装置と比較し、10枚セット
時で20分、20枚セット時で10分の時間短縮が可能
となる。処理枚数が25枚を越えると、第2ロードロッ
ク室(4)よりも第1ロードロック室(20)を使用し
た方が、スループット的に有利となる。この場合、第1
ロードロック室(20)を大気開放した状態でウェハー
カセットをキャリア(7)にセットし、第1ロードロッ
ク室(20)の真空引き後搬送ロボット(2)を用いて
ウェハーを反応室(30)へ搬送し処理を行なう。
【0019】〔実施例2〕次に第2の実施例を図4を用
いて説明する。図4に示すように、第2ロードロック室
が、壁(10)により上部(4A)、下部(4B)の2
室に分離されている。この実施例の壁(10)は固定さ
れ、そして壁(10)は傾けて設けられている。また、
上部(4A)と下部(4B)には、半導体ウェハーの保
持機構を有している。また上部(4A)と下部(4B)
には、それぞれ真空引き装置が設けられ、独立して真空
度を制御できる。また、この第2ロードロック室(4)
は回転する機構であるモータ(13)を有している。こ
のモータ(13)により第2ロードロック室(4)が半
転、即ち180度回転するものである。なお、この回転
によっても第2ロードロック室(4)は気密が保たれる
ように設けられているものである。
【0020】図4に示すように、第2ロードロック室
(4)を分離している固定壁(10)が斜めに位置さ
せ、その上部(4A)が外側につながり、下部(4B)
が搬送ベルト(3)につながるようになっている。ロー
ドロックドア(8´)を開き、上部(4A)に外側から
加工前の半導体ウェハー(5)を搬送する。一方、搬送
ベルト(3)から下部(4B)の保持機構に第2ロード
ロックドア(8)を開き入れられる。そこで、第2ロー
ドロック室(4)をモータ(13)により180度回転
差せることにより、上部(4A)とロードロックドア
(8´)が搬送ベルト(3)側に回転移動し、また下部
(4B)と第2ロードロックドア(8)が外側になる。
【0021】この実施例が、図3(実施例1)と異なる
点は、壁(10)が上下に動作し、搬出、搬入口を変更
するのではなく、第2ロードロック室(4)自体が横へ
(図4では水平に)半回転することにより、搬出搬入口
を変更する点である。第2の実施例の利点は、第1の実
施例では壁(10)が上下に動くため、第2ロードロッ
ク室(4)内の上部(4A)、下部(4B)の圧力が異
なると、壁(10)の移動時圧力がリークし、高真空を
維持するのが困難であるが、第2ロードロック室(4)
を回転する機構を持つことにより、上部(4A)、下部
(4B)を単一構造で形成でき、高真空を維持しやすい
ことである。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体装置の製造装置は大枚数を処理する場合と少枚数
を処理する場合に個別のロードロック室を設置すること
によって、効率よくロードロック室に半導体ウェハーを
搬入することができるため、装置のスループットを向上
させる効果を有する。即ち、半導体ウェハーを装置外か
ら搬入及び装置内から搬出するための第2ロードロック
室を有していることにより、その作業毎にロードロック
室を真空から大気圧へ戻すことがなく、作業時間が短縮
でき、また、第2ロードロック室が2室に分離されてい
るので、各々が半導体ウェハーの保持機構を有し、かつ
独立して真空度を制御できる真空引き装置を有している
ことにより、半導体ウェハーの搬入と搬出を同時に行う
ことができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例である第2ロードロック室を
備えた製造装置を示す図。
【図2】 本発明の実施例である第2ロードロック室と
搬送ベルトの上面図。
【図3】 本発明の第1の実施例で第2ロードロック室
の断面図。
【図4】 本発明の第2の実施例で第2ロードロック室
の断面図。
【図5】 従来の技術を示す図。
【符号の説明】
1 ロードロックドア 2 搬送ロボット 3 搬送ベルト 4 第2ロードロック室 4A 上部(第2ロードロック室) 4B 下部(第2ロードロック室) 5 半導体ウェハー 6 カセットドア 7 キャリア 8、8´ ロードロックドア 9 ウェハーレーン 10 壁 11 カセット受 12 軸 13 モーター 20 第1ロードロック室 30 反応室

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の半導体ウェハーを入れたキャリア
    を保管でき、圧力を大気圧と規定の減圧した圧力との間
    で変えられる第1のロードロック室と、前記半導体ウェ
    ハーを真空中で加工する反応室と、前記第1のロードロ
    ック室と前記反応室との間にあり、前記第1のロードロ
    ック室の圧力が前記規定の減圧した圧力に達すると開く
    ことができる第1のドアとを有する半導体装置の製造装
    置において、前記第1のロードロック室の側面に、前記
    第1のロードロック室の圧力が大気圧であると開くこと
    ができ前記キャリア中の複数の前記半導体ウェハーを前
    記製造装置外との間で搬入搬出ができる第2のドアと、
    前記製造装置外と前記第1のロードロック室内にある前
    記キャリアとの間で前記複数の半導体ウェハーの一部だ
    けを前記第1のロードロック室の圧力を大気圧にしない
    で搬送する手段とを有することを特徴とする半導体装置
    の製造装置。
  2. 【請求項2】 複数の半導体ウェハーを入れたキャリア
    を保管でき、圧力を大気圧と規定の減圧した圧力との間
    で変えられる第1のロードロック室と、前記半導体ウェ
    ハーを真空中で加工する反応室と、前記第1のロードロ
    ック室と前記反応室との間にあり、前記第1のロードロ
    ック室の圧力が前記規定の減圧した圧力に達すると開く
    ことができる第1のドアとを有する半導体装置の製造装
    置において、前記第1のロードロック室の側面に設けら
    れ、前記第1のロードロック室の圧力が大気圧であると
    開くことができ前記キャリア中の複数の前記半導体ウェ
    ハーを前記製造装置外との間で搬入搬出ができる第2の
    ドアと、前記キャリアに入れられた複数の前記半導体ウ
    ェハー内の一部だけを搬出搬入するための保管ができ、
    圧力を大気圧と規定の減圧した圧力との間で変えること
    ができ、前記第1のロードロック室に比べて小容量であ
    る第2のロードロック室と、前記第1のロードロック室
    と前記第2のロードロック室との間にあり、前記第2の
    ロードロック室の圧力が所定の真空に達すると開くこと
    ができる第3のドアと、前記第2のロードロック室の側
    面に設けられ、前記第2のロードロック室の圧力が大気
    圧であると開くことができ、前記半導体ウェハー内の一
    部だけを前記製造装置外との間で搬出搬入できる第4の
    ドアとを有することを特徴とする半導体装置の製造装
    置。
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