JP3894513B2

JP3894513B2 - 半導体製造装置

Info

Publication number: JP3894513B2
Application number: JP05711197A
Authority: JP
Inventors: 幸平山田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-02-26
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2017-02-26
Also published as: JPH10242241A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、標準メカニカルインターフェース（ＳＭＩＦ）ポッド搬送手段を有する半導体製造装置に関する。すなわち、半導体ウエハやレチクル等の基板を内蔵するカセットを清浄に保つことのできる開閉可能な収納容器（以後ＳＭＩＦポッドと略称する）を使用して、露光装置等の半導体製造装置に対し基板を供給および回収する、いわゆるＳＭＩＦシステム対応の半導体製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体の製造工程、特にリソグラフィ工程では歩留まりを向上させるため、素子欠陥の原因となるサブミクロン大の塵を管理したクリーンルーム内で半導体ウエハ等の基板を処理してきた。しかし、素子の高集積化および回路の微細化が進んでいる今日、これらに対応する、粒径のさらに小さな塵を管理するクリーンルームは、実現が技術的またはコスト的に困難になってきている。このため、クリーンルームのクリーン度向上に代わる方法の１つとして基板を内蔵したカセットを内部が清浄に保たれた開閉可能な密閉容器に収納し、この容器の開閉手段を各製造装置に持たせることにより基板のクリーンな搬送を可能にする標準メカニカルインターフェース、いわゆるＳＭＩＦシステムが提案されている。
【０００３】
そこで、例えば半導体露光装置においてレチクル搬入出のＳＭＩＦ対応を考えてみると図６および図７のようになる。すなわち、この半導体露光装置は、ＳＭＩＦポッド１０２を開閉し収納されたレチクルキャリア（カセット）１０２ａを該ポッド１０２から引き出す開閉昇降手段１０３（以後ＳＭＩＦインデクサと略称）と、該ＳＭＩＦインデクサ１０３により半導体露光装置１０１内に引き出されたカセット１０２ａからレチクル１０２ｂを取り出すためのレチクルを保持するフォーク状のハンド１０４と、該ハンド１０４を該カセット１０２ａに対して前後進および昇降するとともに不図示プリアライメントステージへ搬送する搬送手段１０５とを備えたものとなる。そして、該搬送手段１０５により搬送されるレチクル１０２ｂの汚染やレチクル１０２ｂの交換時間を考慮するとカセット１０２ａからレチクル１０２ｂを取り出す時の高さはレチクル１０２ｂをプリアライメントステージへ搬送する高さとほぼ一致させ、搬送系路を最短にしておくべきである。そうするためにはＳＭＩＦインデクサ１０３のポッド載置面はレチクル搬送面より幾分上方に配置されることになる。しかもレチクル搬送高さは露光装置のレチクルステージ高さ近傍であるため床から１６００ｍｍ以上となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような配置ではポッドの載置面が高いため、オペレータによるポッド交換や床面を走行する有軌道無人搬送車（以後ＡＧＶと略称する）によるポッドの供給回収は困難であり、クリーンルームの天井から吊り下げられた軌道を走行するＡＧＶの使用が必須となって設備コストを上昇させるとともにレイアウト上の制約も増大する。
【０００５】
一方、オペレータによるポッド交換や床面走行ＡＧＶに対応するためにインデクサの位置を床面から８００〜１０００ｍｍの高さに設定した場合、半導体製造装置内の清浄な環境内でレチクルを搬送する距離が大幅に増大するため、その搬送機構部からの発塵により清浄な環境およびレチクルを汚染する恐れがあり、それを防止するためには大がかりな発塵対策、例えば取り出したレチクルを別の蓋付のカセットに収納し直して搬送するか、各駆動部を旋回アームの組み合わせにして発塵を抑える必要がある。また、ポッド内に複数枚のレチクルを収納している場合にレチクル交換に要する時間を増大させるという欠点がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ＳＭＩＦシステムに対応する半導体製造装置において収納物の汚染や交換時間を最少とし、かつ、オペレータや床面ＡＧＶによるポッドの交換を可能にする手段を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明では、半導体製造装置においてＳＭＩＦポッドの開閉ドアを開けて中に収納された基板を取り出すときの高さがほぼレチクル搬送高さとなるように１基以上のＳＭＩＦインデクサを配置するとともに、ポッド搬入出に適した高さ、例えば床面からおよそ９００ｍｍの高さにポッドを搬入出するための載置台を設け、該ＳＭＩＦインデクサと該載置台の間でポッドを搬送する搬送手段を備える。さらに、搬送手段は、載置台を容器搬入出高さから収納容器開閉高さ近傍まで昇降させる昇降手段と、収納容器開閉高さ近傍にある載置台上または収納容器開閉手段上に載置された収納容器を把持するハンドと、ハンドを昇降するハンド昇降手段と、昇降手段を載置台と収納容器開閉手段の間で水平移動させる水平移動手段とを有する。そして、前記ハンドは、載置台と開閉手段の上方に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
【作用】
上記の構成によれば、ＳＭＩＦインデクサの位置をポッドからレチクルを取り出すときの高さがほぼレチクル搬送面と一致するようにしているため、ポッドから取り出されたレチクルをプリアライメントステージまで搬送する経路が最短となり、レチクル交換時間を最短にすることが出来るとともに搬送中のレチクルの汚染も最少に出来る。また、ポッドの搬入出位置をインデクサと別に設けたため、その高さを任意の高さ、例えば９００ｍｍ近傍にすることが出来、オペレータによるポッド交換や床走行ＡＧＶへの対応も容易になる。また、ポッド搬送経路をカバーで覆い、内部を排気することにより半導体製造装置内の清浄環境やクリーンルーム環境と分離出来るためポッド搬送機構に発塵防止対策が不要となり、システムを安価に製作出来るようになる。さらに、ポッド搬送機構（収納容器搬送手段）をポッド搬入出位置（載置台）とＳＭＩＦインデクサ（開閉手段）の上方に配置したため、フットプリント、すなわち装置の設置面積を小さくすることができ、これもシステムのコストダウンに寄与する。
【０００９】
【実施例】
図１は本発明の一実施例に係る半導体露光装置全体の鳥瞰図である。露光装置チャンバ１の前面左寄り上方にはレチクル用ＳＭＩＦインデクサ２があり、そのポッド載置面はレチクルの搬送高さより所定量高く設定されている。一方、該チャンバ１の前面左方にはポッド載置台３と該載置台３を床面から８００ｍｍの高さの近傍から該インデクサ２のポッド載置面高さ近傍まで上下させる載置台昇降手段４が配設されている。また、該インデクサ２および該載置台昇降手段４の上方にはポッド２ａに形成されたハンドリング用部材を把持するロボットハンド５と該ハンド５を上下および水平移動するための昇降水平移動手段６を有する。なお、該ロボットハンド５および該昇降水平移動手段６は公知の機構、例えばパルスモータ、ボールネジおよびリニアガイド等により構成される。また、前記の機構部およびポッドの搬送エリアはカバー７により覆われ、露光装置内の清浄な環境とクリーンルーム内の環境の両方から分離されており、不図示の排気手段により排気されることにより、前記の両環境を汚染することがないようになっている。７ａは載置台３に対しポッド２ａを搬入出するためカバー７に設けられた扉である。
【００１０】
次に、図２の平面図および図３の断面図によりポッド２ａ搬入出高さにおけるポッド載置台３まわりの構成を説明する。ポッド載置台３上にポッド２ａの外形を大まかにガイドする８本のガイドピン９とポッド２ａの底面に設けられた位置決め用穴に嵌合しポッドの位置を決める３本の位置決めピン８とポッド２ａが正規の位置に載置されたときにそれを検出する第一の有無検出センサ１０を備えている。なお、第一の有無検出センサ１０は、一端を載置台３の裏面に固定された板ばね１０ｂにより上方に付勢されたピン１０ａがポッド２ａ底面により押し下げられ板ばね１０ｂの他端に設けた遮光部がフォトインタラプタ１０ｃを遮光することによりポッドが正規位置に載置されたことを検出するようになっている。一方、ポッド載置台３は載置台昇降手段４の昇降台４ａ上に固定されており、その昇降台４ａ上には載置台３上にポッド２ａがあるかないかを透過型センサにより検出する第二の有無検出センサ１２（１２ａ，１２ｂ）が取り付けられている。これらの２つの有無センサ１０，１２により正規位置にないポッドの検出を可能としている。
【００１１】
さらに、載置台昇降手段４のベース部にはポッド搬入出高さにおいてポッド２ａに設けられたＩＤ通信手段１３と通信し、ＩＤ情報を読み取るＩＤ読み取り手段１１が取り付けられている。
【００１２】
また、カバー７のポッド搬入出高さには載置台３にポッド２ａを搬入出するための扉７ａが設けられ不図示のロック機構により載置台３が載置高さ（下位置）にないときには扉７ａが開かないようになっている。
【００１３】
次に図４および図５のフローチャートによりポッドのロード時、アンロード時の動きを説明する。
ロード動作は、オペレータがポッド載置台３にポッド２ａをセットし、ポッド載置部扉７ａを閉め、扉７ａ上方にある不図示のロードスイッチを押下することによりスタートする。図４を参照して、まず、セットされたポッド２ａが搬送可能な状態であるかどうかの確認としてロードすべきインデクサ２上またはポッド搬送ロボット５上に既に別のポッドが存在しないことを不図示の近接センサまたはソフト上で確認する。ここでインデクサ２またはポッド搬送ロボット５上に別のポッドが存在している場合にはアラーム１を発し、オペレータに既存のポッドをアンロードしなければ次のポッドをロード出来ないことを知らせ、ロード動作を中止する。一方、ロード可能であることが確認されたら第一有無センサ１０によりポッド２ａが正規位置にセットされていることを確認し、ＮＧの場合は上記同様にアラーム２を発し、ＯＫの場合はポッドのＩＤをＩＤ読み取り手段１１により読み込む。ここで読み込まれたＩＤと予め製造装置にセットされたＩＤとの照合を行ない、ロードすべきポッドであることを確認する。誤ったポッドがセットされた場合はアラーム３を発し、ロード動作を中止する。
【００１４】
以上の確認が全てＯＫであった場合に実際の搬送動作を開始する。まず、危険防止のためにポッド載置部扉７ａを開放不能にロックした後、載置台３を昇降手段４により上位置に移動する。次に、ロボットハンド５を開いた状態のままハンド昇降水平移動手段６によりポッド把持高さまで下降させ、ロボットハンド５を閉じて載置台３上のポッド２ａを把持する。ポッド２ａが正常に把持されたことを確認後ロボットハンド５を上昇させ、インデクサ２の上方まで移動する。そしてロボットハンド５を下降させ、インデクサ２上にポッド２ａが載置されたところでロボットハンド５を開きポッド２ａを解放する。ここでポッド２ａがインデクサ２上に正常に載置されたことを確認後、ロボットハンド５を上昇させ、ポッド載置台３上方へ移動する。そしてインデクサ２はポッド２ａを把持し、ポッド底蓋のロックを解除し、図７に示すように、製造装置内にポッド２ａ内のカセット１０２ａを引き出してロード動作を完了する。以降は従来例で述べたような既知のレチクル搬送手段１０４，１０５によりカセット１０２ａ内のレチクル１０２ｂをプリアライメントステージに搬送すればよい。
【００１５】
同様にアンロード動作はオペレータが前記ロードスイッチ近傍にあるアンロードスイッチを押下することによりスタートする。図５を参照して、まず、アンロードすべきポッド２ａがインデクサ２上にあり、また、ポッド搬送ロボット５とポッド載置台３上にアンロードを妨げる他のポッドがないことを不図示の近接センサまたはソフト上で確認し、かつ第二有無センサ１２により確認する。いずれかでＮＧとなった場合はそれぞれに対応したアラーム４，５を発し、アンロード動作を中止する。
【００１６】
以上の確認が全てＯＫであった場合に実際の搬送動作を開始する。まず、ポッド載置部扉７ａをロックした後、ポッド載置台３を昇降手段４により上位置に移動する。次に、図７のカセット１０２ａから取り出されたレチクル１０２ｂが全てカセット１０２ａに収納されていることを確認し、収納されていないレチクル１０２ｂがあれば前記レチクル搬送手段１０４，１０５によりカセット１０２ａに収納する。全てのレチクル１０２ｂが収納されたらインデクサ２によりカセット１０２ａをポッド２ａに収納し、底蓋をロックし、ポッド２ａの拘束を解除する。そして、ロボットハンド５を開いた状態のままインデクサ２の上方位置からポッド把持高さまで下降させ、ロボットハンド５を閉じてインデクサ２上のポッド２ａを把持する。ポッド２ａが正常に把持されたことを確認後、ロボットハンド５を上昇させ、載置台３上方に移動する。そして再び下降させポッド載置台３上にポッド２ａが正常に載置されたことを第一有無センサ１０により確認後、ロボットハンド５を開きポッド２ａを解放し、ロボットハンド５をポッド載置台３の上方へ移動する。ロボットハンド５の移動が完了したらポッド載置台３を上位置から下位置へ移動し、ポッド載置部扉７ａのロックを解除しアンロード動作を終了する。
【００１７】
以上がオペレータによりポッド２ａを供給回収する場合のロード、アンロード動作であるが上記の中でポッド載置部扉７ａおよびロード・アンロードスイッチに代えて既知の無線通信手段と位置決めマークを備えることにより床面走行ＡＧＶによるポッド２ａの供給回収も可能となる。
【００１８】
さらに、本実施例では１基のＳＭＩＦインデクサへのポッド搬送を説明してきたが前記ハンド昇降水平移動手段６の昇降ストロークをポッド２ａ全高寸法より大きく取れば複数のＳＭＩＦインデクサに対する搬送が可能であり、複数の露光装置に搬送してもよいことは言うまでもない。また、ポッド載置台および昇降手段は露光装置と別構造としたが露光装置と一体構造としてもよい。
【００１９】
【デバイス生産方法の実施例】
次に上記説明した露光装置または露光方法を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明する。
図８は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ１（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計したパターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００２０】
図９は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明したポッド搬送装置を有する露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００２１】
本実施例の生産方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度のデバイスを低コストに製造することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ＳＭＩＦインデクサの位置をポッドからレチクルを取り出す時の高さがほぼレチクル搬送面と一致するようにしているため、ポッドから取り出されたレチクルをプリアライメントステージまで搬送する経路が最短となり、レチクル交換時間を最短にすることが出来るとともに搬送中のレチクルの汚染も最少に出来る。また、ポッドの搬入出位置をインデクサと別に設けたため、その高さを所望の高さにすることが出来る。そのため、例えば、高さを９００ｍｍ近傍にすれば、オペレータによるポッド交換や床走行ＡＧＶへの対応も容易になる。さらに、ポッド搬送経路をカバーで覆い、内部を排気することにより半導体製造装置内の清浄環境やクリーンルーム環境と分離出来るため、ポッド搬送機構に発塵防止対策が不要となり装置を安価に製作出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る半導体露光装置全体の鳥瞰図である。
【図２】図１の装置の平面図である。
【図３】図１の装置の断面図である。
【図４】図１の装置におけるポッドロード時の動作を示すフローチャートである。
【図５】図１の装置におけるポッドアンロード時の動作を示すフローチャートである。
【図６】従来の半導体露光装置全体の鳥瞰図である。
【図７】図６の装置の要部拡大断面図である。
【図８】微小デバイスの製造の流れを示す図である。
【図９】図８におけるウエハプロセスの詳細な流れを示す図である。
【符号の説明】
１：露光装置チャンバ、２：レチクル用ＳＭＩＦインデクサ、２ａ：ポッド、３：ポッド載置台、４：載置台昇降手段、５：ロボットハンド、６：昇降水平移動手段、７：カバー、７ａ：ポッド載置部扉、８：位置決めピン、９：ガイドピン、１０：第一の有無検出センサ、１０ａ：ピン、１０ｂ：板ばね、１０ｃ：フォトインタラプタ、１１：ＩＤ読み取り手段、１２（１２ａ，１２ｂ）：第二の有無検出センサ、１０１：露光装置チャンバ、１０２：ポッド、１０２ａ：カセット、１０２ｂ：レチクル、１０３：ＳＭＩＦインデクサ、１０４：ハンド、１０５：搬送手段。

Claims

少なくとも１枚の基板および該基板を内蔵するカセットを清浄に保つための開閉可能なほぼ密閉された収納容器と、該収納容器の開閉を行なう少なくとも１基の収納容器開閉手段を備えた半導体製造装置であって、
該開閉手段と異なる位置にあって該製造装置に対して該収納容器を搬入出するための載置台と、
該載置台の搬入出位置と該開閉手段の開閉位置の間で該収納容器を搬送する搬送手段とを有し、
前記搬送手段が、前記載置台を容器搬入出高さから収納容器開閉高さ近傍まで昇降させる昇降手段と、前記載置台と開閉手段の上方に配置され前記収納容器開閉高さ近傍にある該載置台上または前記収納容器開閉手段上に載置された収納容器を把持するハンドと、該ハンドを昇降するハンド昇降手段と、該昇降手段を該載置台と該収納容器開閉手段の間で水平移動させる水平移動手段とを有することを特徴とする半導体製造装置。
前記載置台の収納容器搬入出位置が前記開閉手段の開閉位置よりも低い位置にあることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
前記載置台は収納容器が載置されていることを検出する複数の有無センサを有し、該センサの一つは該収納容器が正規位置にある時にのみ作動することを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
前記収納容器はＩＤの読み出しが可能なバーコードまたは通信手段を有し、少なくとも該収納容器が前記容器搬入出位置にある前記載置台上に載置されているときに該ＩＤを読み込むことが出来る情報読み取り手段を有することを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
前記半導体製造装置内の環境と前記収納容器の搬送空間の環境がほぼ分離されていることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
前記収納容器内に収納されて当該半導体製造装置に搬入出される基板はレチクルであることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
前記収納容器の搬送空間をカバーで覆い、該搬送空間内部を排気する排気手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
請求項１〜７のいずれかに記載の半導体露光装置を用いて製造したことを特徴とする半導体デバイス。