JP3399464B2 - ウェファー処理用システム - Google Patents
ウェファー処理用システムInfo
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Description
関する。
開示されている。この従来システムでは、カセットはウ
ェファーが基本的には鉛直方向になるようにして収納部
に配置されている。ネジ・コンベヤー機構(screw conv
eyor mechanism)を介して、ウェファーを鉛直方向のま
ま収納するカセットは、ウェファー操作ロボット(wafe
r handling robot)の前に移動し、ついでウェファー操
作ロボットがウェファーを水平方向のポートに移送す
る。すなわち、ウェファーはボートの中で鉛直位置に置
かれる。「ボート」を次いで4分の1回転分傾けて直線
のコンベヤー上に載置する。前記コンベヤーにそってい
くつかの反応器があり、「ボート」は必要に応じてそれ
ぞれ該当する反応器に供給される。
間を短縮すると、カセット収納部(cassette store)か
ら当該反応器へウェファーを移動させるための各種コン
ベヤー手段の収容能力(capacity))に問題が生じるこ
とが判明している。
ることにあり、その結果、反応器中の処理時間が比較的
短い場合にも、反応器の収容能力を十分に活用できるよ
うにすることにある。
記システムによって実現される。この種の構成では、
「ボート」は常に鉛直方向の位置をとる、すなわち、
「ボート」の操作中、ウェファーは常に水平方向に位置
する。この搬送は円形コンベヤー(carousel)と、少な
くとも2基の反応器とを組み合わせて用いることでさら
に最適化することができる。さらに、本発明の構成によ
れば、比較的簡単な操作ロボットで十分に用がたりる。
加えて、補助容器を直立のまま収容できる収納部を設計
し、第1の移送手段が基本的に水平方向に伸びる前記ウ
ェファー用支持表面(bearing surface)を具備するよ
うにすれば、さらに簡略化が可能になる。補助容器が直
立状態で収納されることになり、ウェファーは基本的に
常に水平を保つことになる。
ット中のウェファー間隔(spacing)は増大するため、
同じ保管容量(storage capacity)を維持するというこ
とは、カセットを収納するマガジンの高さがさらに増す
ことを意味する。ウェファーを直接カセットから取り出
して「ボート」の中に載置するとなると、それはウェフ
ァー操作ロボットが相当な高さを移動できなければなら
ないことを意味する。ウェファーの位置決め許容範囲は
特に小さいため、これをするには非常に高価なウェファ
ー操作ロボットが必要になる。
許に記載の装置ではウェファーは常に水平方向に位置し
ており、ウェファー操作装置としてこの種の装置が使わ
れている。本発明による構成では、カセット用に比較的
背の高い収納部があり、カセットは比較的単純なロボッ
トを用いて均一な高さに位置決めすることができ、この
高さから始めて、比較的高さ範囲の小さい(small heig
ht range)ウェファー操作ロボットで操作して「ボー
ト」に載置することができるとしている。ウェファー操
作ロボットの高さ範囲は実際「ボート」の高さによって
決まる。
うな、単一チェンバー内の1台の円形コンベヤーと反応
器1基を組み合わせた構成と比較すると、上述の本発明
によるシステムは2基の反応器を設置することで収容能
力に相当な改善をもたらすことができる。さらに、本発
明ではカセットと「ボート」用の中間ステーションが存
在する結果、ウェファーをカセットから「ボート」へあ
るいはその逆方向に移送している間、処理チェンバー内
の円形コンベヤーと、ウェファー収納ステーションの円
形コンベヤーを回転させることが可能になる。この手段
により、システムのすべての構成部品を最適利用できる
ようになる。米国特許5 407 449による構成にはこの柔
軟性がなく、処理チェンバーの円形コンベヤーとウェフ
ァー収納ステーションの円形コンベヤーは、ウェファー
の操作中は一定の位置に固定される。パーセンテージで
いえば、2基以上の反応器を設置した場合収納能力の増
大は少ない。さらに、反応器が2基以上あって、処理時
間が相対的に短い場合は、コンベヤー手段のひとつで収
容能力の問題が直ちに発生しうる。最も一般的に用いら
れるプロセス時間、すなわち1時間から3時間では、反
応器2基の構成がシステムの全構成部品の最適利用につ
ながることが判明している。
がある場合は、上述のシステムをいくつか並置するのが
得策と考えられる。換言すれば、これにより互いに独立
して作動するシステムがつくられ、これらを限定された
領域内に収納できることを意味する。多数の炉を単に一
列に並列して炉の数を増やすことが提案されている米国
特許5 178 639 による構成とは対照的である。カセット
と「ボート」の供給またはカセットと「ボート」の取り
出し、あるいはウェファー操作を行う構成部品の一つが
故障した場合、システム全体が直ちに作動しなくなる。
上述のように、少なくとも2つのシステムが互いに並置
される本発明のアセンブリの場合は、互いに独立して機
能するシステムが得られ、運転上の信頼性が大幅に改善
される。
は、通常鉛直に設置される反応器に対してウェファーラ
ックを上下に移動させるだけでなく、これらのウェファ
ーラックを用いて、かかる反応器が設置されたチェンバ
ー内でウェファーを搬送することが提案されている。オ
ランダ特許1 005 410 では、ウェファーラックは回転プ
ラットフォーム上に位置していて、該当する炉の下に到
達すると、専用装置(special device)によって炉内に
導かれ、ウェファーラックの下部が炉の下部の閉鎖スト
ップ(closure stop)も構成する。
してウェファーの供給、またはウェファーラックからウ
ェファーの取り出しが行われるカセットからウェファー
を常に移送する必要がある。
は反応器が設置されているチェンバーとカセットの収納
部とのインターフェースで行われていた。言い換えれ
ば、ウェファーラックを反応器に供給するためのコンベ
ヤー手段が特定の位置で静止している場合、所定の(re
quisite)ロボットに最も近い位置にあるウェファーラ
ックが関連するカセットに装填される、またはこれから
取り出されることになる。
ついては、全設備の収納能力(capacity)はもはや各種
反応器の収容能力によって決定されない。
することなく収容能力をさらに増大できる装置を提供す
ることにある。なんといっても、一般的にはこの種の装
置は床面積が特に高価な「クリーンルーム」状態で運転
されるものである。
と前記容器を収容する設備を持つ保管手段との間に中間
収納部を配備し、前記移送手段によって前記容器を前記
処理チェンバーに出し入れするための第1の移送手段を
設けることで達成される。
ーはウェファーラックからカセット収納部に直接移動さ
せるのではなく、カセットを収納部から取り出してウェ
ファーの収納または処分に最適な位置に持っていく。そ
の結果収容能力がさらに増大する。
述のウェファーラック用中間収納部は反応器チェンバー
および保管区域の両方から遮断できる。この手段により
係止操作(lock operation)が得られる。
ることができるが、前記反応器は従来技術に開示される
その他のいかなるウェファー処理にも対応できることは
理解されなければならない。かかる反応器は水平方向あ
るいは鉛直方向に作動するような配置にできる。当然、
関連するコンベヤー手段の構成はこれに依存する。上記
では鉛直方向に装填または取り出しできる反応器の一例
として、水平方向に配置した回転プラットフォームを説
明した。
らさらに詳しく説明する。
透視(partially exposed)として示す斜視図を示し、そ
して図2は図1の設備を示す概略平面図を示す。
装置はハウジング2を具備し、通常いわゆる「クリーン
ルーム」に設置されることになる。ハウジング2に加
え、図3に特に示すようにパーティション3,4,5が
ある。ハウジング2はパーティション3とともに反応器
領域すなわちチェンバー21の境界を規定する。本発明
による中間収納部が位置するチェンバー22は、ハウジ
ング2とパーティション3,4(ならびにクロージャー
20)によって規定されている。チェンバー23はパー
ティション3,4とハウジング2によって境界が定めら
れる。33は装入チェンバー(introduction chamber)
である。
反応器は反応器チェンバー21内に配置される。炉は鉛
直方向に位置決めされていて、ウェファー13を充填し
た12で示すウェファーラックが下から鉛直方向に炉
6,7の中に装入される。このために、各炉は鉛直方向
に可動な挿入アーム14を持つ。図では挿入アーム14
のみを示す。ウェファーラック12の底部には絶縁プラ
グが設けられているが、その詳細は示さない。絶縁プラ
グはラックと炉の間の密閉をもたらす。炉における作業
の最適化のために特別な対策が取られている。
ム11が取り付けられている。これら切り欠き15は、
切り欠き15が正しい位置にきた場合、アーム14が切
り欠き15を通って上下に動くことができるような形状
になっている。一方、ウェファーラック底部の直径は、
直径がプラットフォーム11の切り欠き15より大き
く、そのためアーム14が図1に示す位置から下降する
と、ウェファーラック12が回転プラットフォーム11
上に載置されることになり、また逆方向の操作によって
ここから取り出せるようになっている。
にも供給できる。この中で連続処理を実施することがで
きる。またウェファーラックを並列グループにしてそれ
ぞれ炉6と炉7の中だけ処理を行うことも可能である。
ウェファーラックにはウェファーを設けなければならな
い。結局、ウェファー13はカセット10に供給(搬
送)され、カセットは装入チェンバー33から、開閉自
在な開口部34を通ってアーム31の助けにより収納部
8に載置される。アーム31には回転プラットフォーム
27の一連の切り欠き26より寸法がわずかに小さい支
持表面32が設けられている。かかる回転プラットフォ
ームがいくつか収納部8内で鉛直方向に順に積み重なる
ようにして設けられている。アーム31は高さ調節手段
35の助けにより鉛直方向に移動自在である。アーム3
1は、装入チェンバー33から収納部8に対して、また
は収納部8から装入チェンバー33に対してカセットを
取り上げそして取り外すことができるように装着されて
いるが、収納部8から回転プラットフォーム30に対し
て、または回転プラットフォーム30から収納部8に対
してカセットを移動させることもできる。回転プラット
フォーム30は、これを回転させると、開口部37が設
けられたパーティション4にカセットが当接するように
構成されているため、アーム24の助けによりカセット
を開くと、ウェファーは当該カセットから1つ1つ順に
取り出されて、チェンバー22に位置するウェファーラ
ック12に載置される。ウェファーラック12は蝶番で
取り付けられ、端部に支持表面17を持つたアーム16
で支持されているが、その寸法はここでも切り欠きの寸
法よりわずかに小さくなっている。このアーム16hウ
ェファーラックとともに、パーティション3の開閉自在
な開口部を通って移動できる。チェンバー22をチェン
バー21,23から遮断できるように閉鎖手段20が設
けられている。
われる:図1に概略を示すように、オペレータが多数の
カセットを装入し、パネル36上で制御操作を行うこと
で、収納部8にカセットが装填される。それぞれのカセ
ット10は装入チェンバー33からアーム31の助けに
より、収納部8内にカセット用として設けられた保管コ
ンパートメント9に移送される。このことは、チェンバ
ー33から開口部34を通って、当該カセット10を取
り出すための最下部位置からスタートして、収納部8内
の高い位置にあるコンパートメント9に向けて上方向に
カセットが移動できることを意味する。収納部8が回転
することで、異なるなコンパートメントにカセットに充
填することができる。
る装置の自動化された実施例では人間が介入する必要が
なくなる。当該カセット10を次いで、アーム31によ
って収納部31から取り出し、回転プラットフォーム3
0に載置する。カセットを回転プラットフォーム上で回
転させて、パーティション4に当接させる。アーム24
の助けにより、ウェフアーはウェファー毎に取り出さ
れ、旋回アーム16上のウェファーラック12に載置さ
れる。その間、回転プラットフォーム11は反応器チェ
ンバー21内に存在するウェファーに対して行われる処
理に関して最適の形で反応器チェンバー内を移動するこ
とができる。ウェファーラック12がチェンバー22に
充填されて、反応器6,7の一つに装入可能になった
か、あるいはなると、それまで閉じていた開口部19が
開放されて、前記の充填されたウェファーラックが回転
プラットフォーム11上に載置される。回転プラットフ
ォームは直ちにあるは後刻、1ポジション移動し、充填
されたウェファーラック12がプラットフォーム11か
ら取り出される。処理済みウェファーは前記充填プラッ
トフォーム上に位置している。前記ウェファーが上記と
は逆の動きを実行する。
部にある領域のウェファーラックからウェファーを取り
出す作業が可能になる。同じことがカセットからウェフ
ァーを取り出す作業についても言える。アーム31でウ
ェファーを一つ一つ収納部からウェファーラックに移動
させる必要がなく、回転プラットフォーム30を用いる
ことで、多数のウェファーを、関連するカセットを含
め、同時に移動させることができる。
に比較的短時間の処理の場合あるいはかなり多数の反応
器の場合、これにともなうコスト価格の上昇なしに、そ
の収容能力を大幅に増大させることが可能であることが
理解される。
て数多くの修正が可能であることが理解される。たとえ
ば、反応器は1基でも十分であり、また2基以上の反応
器が存在してもよい。収納部は異なる構成のものでもよ
く、一方種々の移動機構も同じように要件に応じて調節
することができる。かかる修正はすべて本発明の特許請
求の範囲に含まれると考えられる。 [図面の簡単な説明]
ially exposed)として示す斜視図。
Claims (7)
- 【請求項1】 周囲から遮断することができ、その上部
に少なくとも2基の鉛直反応器(6,7)を収納する処
理チェンバー(21)と、 一連のウェファー(13)を収容するための容器(1
2)と、 前記容器を前記処理チェンバー下部領域から前記反応器
へ、およびその逆方向に移送するために設けられた昇降
手段(14)と、 前記処理チェンバーの下部領域に配置され、前記容器
(12)を直立させたままこれらを主として水平面で移
動させて、前記昇降手段との間を往復移送させるための
コンベヤー手段(11)と、 ウェファー(13)用補助容器(10)と、 前記補助容器(10)を収納するための保管手段(8)
と、 前記ウェファーを補助容器から前記容器に、およびその
逆方向に移動させるための第1の移送手段(24)と、 ここで、前記容器(12)を収容するように配置された
中間収納部(22)が、前記処理チェンバー(21)と
保管手段(8)との間に設けられており、 前記容器用中間収納部から前記処理チェンバーに、およ
びその逆方向に前記容器を移動させるための第2の移送
手段(16)と、 ここで、前記補助容器用第2の中間収納部(30)は、
前記容器用の前記中間収納部(22)と前記補助容器
(10)用の前記保管手段(8)の間に配置されてお
り、 ここで、補助容器を前記保管手段から補助容器用前記第
2中間収納部(30)に対して、または前記保管手段に
対して補助容器用前記第2中間収納部(30)から移動
させるために第3の移動手段(31)が設けられてい
る、 ことからなるウェファー処理用システムであって、 中間収納部(22)が前記容器(12)を直立状態で収
容するように設計されていることを特徴とする、ウェフ
ァー処理用システム。 - 【請求項2】 前記収納部(8)が前記補助容器(1
0)を直立状態で収容できるように設計され、前記第1
の移送手段(24)が基本的に水平方向に伸びる前記ウ
ェファー用支持表面を具備することを特徴とする請求項
1に記載のシステム。 - 【請求項3】 前記コンベヤー手段(11)が円形コン
ベヤーからなることを特徴とする請求項1−2のいずれ
か一つに記載のシステム。 - 【請求項4】 前記中間収納部が、処理チェンバー(2
1)および保管手段(8)から遮断できるチェンバー
(22)を具備することを特徴とする請求項1−3のい
ずれか一つに記載のシステム。 - 【請求項5】 前記補助容器用中間収納部が回転プラッ
トフォームを具備することを特徴とする、請求項1−4
のいずれか一つに記載のシステム。 - 【請求項6】 前記反応器が炉からなることを特徴とす
る、請求項1−5のいずれか一つに記載のシステム。 - 【請求項7】 請求項1−6のいずれか一つのシステム
が少なくとも2つ互いに隣接してなるアセンブリ。
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