JP3242538B2

JP3242538B2 - 被処理体の緩衝装置

Info

Publication number: JP3242538B2
Application number: JP30025894A
Authority: JP
Inventors: 学網倉; 計志田原
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1994-11-09
Filing date: 1994-11-09
Publication date: 2001-12-25
Anticipated expiration: 2016-12-25
Also published as: JPH08139157A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウエハ等
を処理する処理装置の前段に設けられる被処理体の緩衝
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体集積回路の製造工程にお
いては、被処理体である半導体ウエハへの酸化膜の形
成、熱ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐ
ｏｓｉｔｉｏｎ）法による薄膜形成、熱拡散法による不
純物注入領域の形成、ウエハ表面に付着するパーティク
ルや自然酸化膜を除去する洗浄処理等を行なう各種の処
理装置が使用されている。

【０００３】一連の処理をウエハに対して施す場合に
は、対応する一連の処理装置を並設しておき、自動搬送
移動体を用いて上記各処理装置間に亘ってウエハを順次
搬送し、所定の処理を行なうのが一般的である。

【０００４】この場合、ウエハは所定枚数、例えば２５
枚単位でウエハカセットに収容され、カセット毎に２５
枚単位で搬送される。ところで、上述のように処理装置
間に亘ってウエハを搬送する自動搬送移動体は例えば一
台で複数の処理装置をカバーしなければならないことか
ら各処理装置の処理の進行状況に従って処理が滞らない
ようにタイムリーにウエハを搬送することは比較的困難
である。

【０００５】そのために、各処理装置の前段には、前工
程にて処理済みをウエハを収容したカセットを複数個、
例えば最大４つ程度一時的に待機させて貯蔵するための
緩衝装置が設けられており、この緩衝装置に不足気味に
ならないようにウエハカセットを常時一時待機させてお
くことにより、空き時間がなく、連続的な処理を行なっ
て処理効果を高めるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に緩衝装置を設けることにより処理装置の待ち時間がな
くなって効率的な処理は可能になるが、逆に、ウエハの
待機時間が長くなると、ウエハに対して悪影響を及ぼす
場合が生ずる。例えば、ＣＶＤ装置によりウエハに成膜
処理を施す場合を例にとると、ウエハ表面に自然酸化膜
ができた状態でこの上に成膜処理を施すと、この自然酸
化膜が回路の電気的特性に悪影響を与えることから、成
膜処理の前工程では洗浄装置にてウエハの表面を塩酸や
フッ酸等で洗浄してこれに付着するパーティクルや自然
酸化膜を除去することが行なわれている。

【０００７】ここで洗浄されたウエハは上記した自動搬
送移動体によりＣＶＤ装置の緩衝装置まで搬送されてい
るのであるが、搬送後にその緩衝装置にて待機する時間
が長くなりすぎると、ウエハは清浄雰囲気に常時晒され
ていることから、前工程にて除去した自然酸化膜がウエ
ハ表面に再度形成してしまい、製品の歩留まりを低下さ
せる原因となっていた。特に、待機時間が２時間以上に
もなるとウエハ表面に形成された自然酸化膜の影響が顕
著となり、しかも、集積回路の高集積化、微細化傾向が
進むに従って、従来ではそれほど問題とはならなかった
厚さの自然酸化膜でも特性上大きな影響を与えることに
なり、早期の解決が望まれている。

【０００８】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、待機中の被処理体を不活性ガス雰囲気で被う
ようにした被処理体の緩衝装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、清浄空気中を自動搬送移動体によって
搬送されてきた被処理体を一時的に待機させるために処
理装置の前段に設けられる被処理体の緩衝装置におい
て、単数或いは複数の被処理体を収容し得る大きさの待
機用容器と、前記単数或いは複数の被処理体を前記清浄
空気に晒された状態で載置するために前記待機用容器内
に昇降可能に設けられた載置台と、前記待機用容器の前
記開口部を開閉可能に被う蓋体と、前記待機用容器内に
不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、前記載置
台が上昇されて前記待機用容器外にある時に前記載置台
と前記処理装置との間で被処理体の受け渡しを前記清浄
空気の雰囲気中で搬送可能な機構とを備えるように構成
したものである。

【００１０】

【作用】本発明は、以上のように構成したので、搬送さ
れてきた単数或いは複数の被処理体は載置台上に載置さ
れ、この載置台を降下させることにより複処理体を待機
用容器内に取り込む。取込が完了したならば、この待機
用容器の上端開口部を蓋体で閉塞し、不活性ガス供給手
段により容器内部に窒素ガス等の不活性ガスを供給して
内部雰囲気を不活性ガス雰囲気で置換する。

【００１１】これにより被処理体を不活性ガス雰囲気中
に晒した状態で待機させる。そして、待機中の被処理体
の処理を開始するときには、蓋体を退避させた後に、載
置台を上昇させて被処理体を待機用容器から取出し、こ
れを搬送機構により処理装置内へ搬入する。これによ
り、待機中に被処理体に過度に不要な酸化膜が形成され
ることを防止することが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明に係る被処理体の緩衝装置の
一実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明
に係る被処理体の緩衝装置を示す断面図、図２は本発明
の緩衝装置を示す部分破断斜視図、図３は本発明の緩衝
装置の待機用容器を示す斜視図、図４は待機用容器を示
す断面図である。

【００１３】図示するようにこの緩衝装置２は、被処理
体としての例えば半導体ウエハＷに所定の処理を施すた
めの処理装置４の前段に設けられる。処理装置４として
はどのようなものでもよく、例えばＣＶＤ成膜装置、プ
ラズマ成膜装置、熱拡散装置、エッチング装置等を適用
することができる。

【００１４】また、この緩衝装置２のウエハ受け入れ
側、すなわち図１中の左側には、ウエハを他の処理装置
との間で搬送する自動搬送移動体６が接近可能になされ
ている。この自動搬送移動体６は、例えばコンピュータ
等により自動でコントロールされるものであり、ウエハ
受け入れ側に設けた案内溝８内に沿って走行する駆動車
輪１０を有すると共にウエハを多数枚収容するウエハカ
セットＣを移載する屈曲可能になされたカセットアーム
１２を有している。

【００１５】本発明の緩衝装置２は、全体が略箱状にな
された例えばステンレススチール製のケーシング１４を
有しており、自動搬送移動体６が発着する搬出入ステー
ジ１６と、処理装置４側と接する移載ステージ１８とに
段部で区画されている。上記搬出入ステージ１６には、
複数、図示例にあっては載置台として４つのカセット載
置台２０が搬出入側に臨ませて並設されている。各載置
台２０は、所定枚数、例えば２５枚のウエハＷを収容可
能なウエハカセットＣを載置し得る大きさに設定されて
いる。また４つの各載置台２０の構造は同一なので、そ
の内の右端の載置台を例にとって説明する。

【００１６】載置台２０の下部には、昇降用モータ２２
のボールネジ２４よりなるウエハカセット昇降機構２６
が設けられており、このモータ２２を正逆回転させるこ
とにより、上記カセット載置台２０を昇降可能としてい
る。また、この搬出入ステージ１６には、上記ウエハカ
セットＣをカセット載置台２０に載置した状態で収容す
るための上端が開口された箱状の待機用容器２８が設け
られており、この容器２８の底部２８Ａを貫通させて上
記ボールネジ２４を容器内に導入し、この先端を容器内
に収容した上記載置台２０の下面に接続している。従っ
て、載置台２０上にウエハカセットＣを載置した状態で
これを降下させることにより、ウエハカセットＣを待機
用容器２８内に完全に収容できる。

【００１７】図３及び図４にも示すように上記待機用容
器２８の上端開口部３０には、ここを被って容器２８内
を緩やかに密閉するための蓋体３２が設けられており、
この蓋体３２は、待機用容器２８の上端部に沿って、ま
た、これより側部水平方向へ延びる案内レール３４に沿
って水平方向へスライド可能になされている。そして、
この蓋体３２の側部には、開閉シリンダ３６が設けられ
ており、このシリンダ３６の伸縮ロッド３８を上記蓋体
３２の連結部材４０に接続しており、シリンダ３６を伸
縮駆動することにより、上記蓋体３２により、上端開口
部を開閉するようになっている。この場合、蓋体３２の
両端と容器上端との摺動部のシール性は高くする必要は
なく、後述するように容器内部に導入する不活性ガスが
外部へ漏れ得る程度の気密性の低いシール性にしておけ
ばよい。

【００１８】また、待機用容器２８には、これに例えば
窒素ガス等の不活性ガスを必要に応じて供給するための
不活性ガス供給手段４２が設けられる。具体的には、こ
の不活性ガス供給手段４２は、待機用容器２８の側壁上
部に設けた噴射ノズル４４と、このノズル４４に接続さ
れるガス通路４６と、このガス通路４６の端部に接続さ
れるガス源としての窒素ガスボンベ４８とにより主に構
成されている。このガス通路４６の途中には、不活性ガ
スの流量を制御する流量制御弁５０が介設されており、
必要に応じて容器内へ導入するガス流量を制御するよう
になっている。

【００１９】また、上記ノズル４４の位置は、前述のよ
うに容器内の上部が好ましく、特に、容器内へ収容され
たときのウエハカセットＣの搬出入口に臨ませて設ける
ことにより、カセットＣ内の雰囲気を早期に窒素ガスに
置換することが可能となる。更に、待機用容器２８の底
部２８Ａには、容器内の雰囲気を自然排気するための排
気ポート５２が設けられており、噴射ノズル４４から窒
素ガスを噴射した時に容器内に下降流を形成し得るよう
になっている。

【００２０】一方、前記移載ステージ１８には、カセッ
ト載置台２０と処理装置４との間でウエハの受け渡しを
行なうために前記カセット載置台２０のならび方向に沿
って移動可能になされた搬送機構５４が設けられてい
る。具体的には、この搬送機構５４は屈曲乃至伸縮可能
になされた多関節アーム５６を有しており、このアーム
の基台５８は、移載ステージ１８の下面に平行に設けた
ボールネジ６０に螺合され、このボールネジ６０を回転
駆動することにより上記多関節アーム５６を移載ステー
ジ１８に沿って水平移動し得るようになっている。

【００２１】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。本実施例では、処理装置４とし
てＣＶＤ成膜処理を行なうＣＶＤ成膜装置を例にとって
説明する。ＣＶＤ成膜処理を行なう前に、ウエハ表面に
形成されている自然酸化膜を除去するために前工程で洗
浄処理が行なわれる。洗浄処理が終了したウエハは例え
ば２５枚単位でウエハカセットＣ内に収容され、自動搬
送移動体６によってこの緩衝装置２まで搬送されてき
て、カセットアーム１２により、搬出入ステージ１６の
空いているカセット載置台２０上に載置する。

【００２２】ここで、このウエハカセットＣ内のウエハ
Ｗを直ちに処理する場合には、搬送機構５４を駆動して
このカセットＣ内のウエハＷを処理装置４側へ移載すれ
ばよいが、処理装置４にて他のウエハカセット内のウエ
ハを処理中であれば、他のウエハカセット内のウエハの
処理が全て完了するまで、新たに搬入したカセット内の
ウエハを待機させなければならない。

【００２３】そこで、待機させるべきウエハの収容され
たウエハカセットＣを載置したカセット載置台２０を、
ウエハカセット昇降機構２６の昇降用モータ２２を駆動
させることにより降下させ、これによりウエハカセット
Ｃを搬出入ステージ１６上から完全に沈み込ませてカセ
ットＣを待機用容器２８内に収容する。

【００２４】次に、蓋体３２の側部に設けた開閉シリン
ダ３６を駆動して伸縮ロッド３８を伸ばすことによって
蓋体３２をスライド移動させ、ウエハカセットＣを収容
した状態で待機用容器２８の上端開口部３０を閉じて内
部を緩く密閉する。このように、待機用容器２８を閉じ
た状態で不活性ガス供給手段４２を作動させて、窒素ガ
スボンベ４８内の窒素ガスを噴射ノズル４４から待機用
容器２８内に供給し、容器内の清浄空気を不活性ガスで
ある窒素ガスにより置換する。この場合、窒素ガスの供
給当初は、カセット内を含む待機用容器２８内の清浄空
気を早く置換するために例えば２０リットル／分程度の
多量の窒素ガスを流し、略容器内の清浄空気が置換され
たならば例えば５リットル／分程度の微量なガス供給量
に切り替える。

【００２５】待機用容器２８内へ導入された不活性ガス
は、容器底部２８Ａに設けた排気ポート５２や容器上端
と蓋体３２との摺動部の隙間を介して容器２８外へ徐々
に漏出することになる。

【００２６】このように、待機用容器２８内の雰囲気を
不活性ガスである例えば窒素ガスにより置換するように
したのでこの容器内に収容されるウエハ表面は空気では
なく、窒素ガスに晒された状態で待機することになり、
待機中にウエハ表面に自然酸化膜が形成されるのを略完
全に防止することができる。特に、噴射ノズル４４を容
器内に収容されたウエハカセットＣの開口部側に臨ませ
て設けることにより、その分だけ早くカセットＣ内の雰
囲気を窒素ガスにより置換することができるので、自然
酸化膜の形成を一層抑制することが可能となる。

【００２７】また、待機用容器２８内の雰囲気を排気す
る排気ポート５２を容器底部２８Ａに設けるようにした
ので、容器内には窒素ガスのダウンフローが形成される
ことになり、従って、容器内のパーティクルがガス導入
によって巻き上げられて飛散することなく、迅速に排気
ポート５２から排出されるので、ウエハ表面にパーティ
クルが付着することを防止することができる。この場
合、排気ポート５２に排気ポンプ等を設けて容器内雰囲
気を強制的に排気する用にすれば、窒素ガスの置換を迅
速に行なうことができ、しかも強制的にダウンフローも
形成することができるので、置換を迅速に行なうことが
でき、自然酸化膜の形成やパーティクルの影響を一層抑
制することができる。

【００２８】このようにして、ウエハの待機が終了した
ならば、窒素ガスの供給を停止すると共に蓋体３２を開
方向へスライド移動させることにより待機用容器２８の
上部を開放し、次いで、カセット載置台２０を上昇させ
ることによりウエハカセットＣを、図１中において２点
鎖線にて示すように搬出入ステージ１６上に再度位置さ
せる。そして、搬送機構５４を駆動させることにより、
このカセットＣ内の未処理のウエハＷを処理装置４側へ
移載することになる。尚、処理済みのウエハは、前記と
逆の操作をして処理装置４からカセット側へ搬送され
る。

【００２９】尚、上記実施例にあっては、不活性ガス供
給手段４２の噴射ノズル４４は１つしか設けなかった
が、これを容器上部の周縁に複数個設けてもよく、これ
によれば全体のガス供給量を一定と仮定した場合には１
つの噴射ノズルからのガス噴射量を少なくでき、その
分、ガス噴出勢いを低減できるので、パーティクルの巻
き上げも少なく済ますことができる。また、パーティク
ルの巻き上げを少なくするためには、図５に示すよう
に、ウエハカセットＣと干渉しないような大きさのガス
噴射ヘッダ６２を四角形状に形成し、これに全周に亘っ
て多数の噴射孔６４を形成して噴射ノズル４４を構成す
るようにしてもよい。これによれば、各噴射孔６４から
のガス噴射勢いを一層小さくでき、その分パーティクル
の巻き上げも更に抑制することができる。

【００３０】更には、上記実施例では、待機用容器２８
の上端部及びこれに連結された案内レール３４に沿って
蓋体３２を摺動させる構造としたが、この摺動部から発
生するパーティクルが待機用容器２８内に侵入すること
を防止するために、例えば図６に示すように待機用容器
２８の外側壁に断面凹部状の案内レール６６を設け、蓋
体３２を断面コ字状に成形して両下端部を上記案内レー
ル６６に摺動可能に嵌装させるようにしてもよい。これ
によれば、摺動部は容器の外側に位置されて容器上端が
蓋体３２と摺接せず、従って、蓋体３２の移動に伴って
発生するパーティクルが容器２８内に侵入することを一
層抑制することができる。尚、パーティクルの発生を更
に抑制するために蓋体３２の摺動部に転動するコロ部材
等を設けるようにしてもよい。

【００３１】また、上記実施例では待機用容器２８の底
部２８Ａをその側壁と一体的に形成したが、この底部２
８Ａを設けないで、容器底部をカセット載置台２０によ
り代用するようにしてもよい。更には、不活性ガスとし
ては、窒素ガスに限定されず、ヘリウムガス、アルゴン
ガス等の他の不活性ガスも用いることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の被処理体
の緩衝装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮
することができる。処理前の被処理体を待機用容器内に
収容して不活性ガス雰囲気中で待機させるようにしたの
で、待機中に被処理体の表面に自然酸化膜が形成される
ことを大幅に抑制することができ、製品の歩留まりを向
上させることができる。また、待機用容器内の上部に噴
射ノズルを設け、下部に排気ポートを設けることによ
り、不活性ガスのダウンフローを形成してパーティクル
の巻き上げを防止できる。また、蓋体を待機用容器の外
側壁に設けた案内レールに摺動可能に支持させることに
より、蓋体の摺動移動に伴って発生するパーティクルが
待機用容器内に侵入することを抑制できる。更に、不活
性ガス供給手段の噴射ヘッドを四角形状にして多数の噴
射孔を形成することにより、ガス噴射勢いを小さくして
パーティクルの巻き上げを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る被処理体の緩衝装置を示す断面図
である。

【図２】本発明の緩衝装置を示す部分破断斜視図であ
る。

【図３】本発明の緩衝装置の待機用容器を示す斜視図で
ある。

【図４】待機用容器を示す断面図である。

【図５】待機用容器に設ける噴射ノズルの変形例を示す
平面図である。

【図６】待機用容器の蓋体の変形例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

２緩衝装置４処理装置６自動搬送移動体１４ケーシング１６搬出入ステージ１８移載ステージ２０カセット載置台（載置台）２２昇降用モータ２６ウエハカセット昇降機構２８待機用容器３２蓋体３６開閉シリンダ４２不活性ガス供給手段４４噴射ノズル４８窒素ガスボンベ５２排気ポート５４搬送機構６２ガス噴射ヘッダ６４噴射孔ＣウエハカセットＷ半導体ウエハ（被処理体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−20040（ＪＰ，Ａ) 特開平２−69955（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/68 H01L 21/205 B65G 49/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】清浄空気中を自動搬送移動体によって搬
送されてきた被処理体を一時的に待機させるために処理
装置の前段に設けられる被処理体の緩衝装置において、
単数或いは複数の被処理体を収容し得る大きさの待機用
容器と、前記単数或いは複数の被処理体を前記清浄空気
に晒された状態で載置するために前記待機用容器内に昇
降可能に設けられた載置台と、前記待機用容器の前記開
口部を開閉可能に被う蓋体と、前記待機用容器内に不活
性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、前記載置台が
上昇されて前記待機用容器外にある時に前記載置台と前
記処理装置との間で被処理体の受け渡しを前記清浄空気
の雰囲気中で搬送可能な機構とを備えるように構成した
ことを特徴とする被処理体の緩衝装置。
【請求項２】前記載置台は、複数の被処理体を収容す
るカセット容器を載置するカセット載置台であることを
特徴とする請求項１記載の被処理体の緩衝装置。
【請求項３】前記不活性ガス供給手段は、前記待機用
容器内の上部に噴射ノズルを有することを特徴とする請
求項１または２記載の被処理体の緩衝装置
【請求項４】前記待機用容器内の下部には、排気ポー
トが形成されていることを特徴とする請求項１乃至３記
載の被処理体の緩衝装置。
【請求項５】前記待機用容器は、前記被処理体が通過
可能な開口部を１つだけ持つことを特徴とする請求項１
乃至４のいずれかに記載の被処理体の緩衝装置。
【請求項６】前記開口部は、前記待機用容器の上端に
設けられており、前記蓋体は前記開口部に対して水平方
向へスライド移動可能になされていることを特徴とする
請求項１乃至５のいずれかに記載の被処理体の緩衝装
置。
【請求項７】前記蓋体は、前記待機用容器の上端と接
触しないように前記待機用容器の外側壁に設けた案内レ
ールに摺動可能に支持されていることを特徴とする請求
項１乃至６のいずれかに記載の被処理体の緩衝装置。
【請求項８】前記不活性ガス供給手段は、前記待機用
容器内の上部に四角形状に形成されて、且つ多数の噴射
孔が形成された噴射ヘッダを有することを特徴とする請
求項１乃至７のいずれかに記載の被処理体の緩衝装置。