JP5905504B2 - 半導体ウェハをローディングおよびアンローディングするための装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）または微小光電子機械システム（ＭＯＥＭＳ）を作り出す場合の、特に超小型電子部品の異なる製造段階の間における半導体基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｐｌａｔｅｌｅｔ）（ウェハ）の搬送、保管および移動の領域に関する。本発明は、より詳細には、そうした基板の製造および処理にあてられるシステムに結合することができる、そうした基板をローディングおよびアンローディングするための装置に関する。

現在使用されているデバイスでは、異なる製造段階の間、基板は、クリーンルームの空気中に存在する特定の汚染物質から基板を保護する搬送ケースの中で、大気圧で搬送および保管される。搬送ケースは、漏れ防止手段が取り付けられたケーシングの扉によって閉じることが可能な出入り用の開口部を備えた、漏れ止め用の周壁を備えている。基板は特に、シリコンなどの半導体材料の正方形のマスクまたは円形の薄片の形をとる。搬送ケース内では、基板は、カセットまたはバスケットとも呼ばれる一種のラックの中に互いに近接して積み重ねられる。

現在、（「Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ」に対する）頭字語ＳＭＩＦによって表される、第１のタイプの搬送ケースが用いられている。これらの搬送ケースは、扉を構成するその底部の開口部を閉じるベースプレート上に置かれた、ベル形のケーシング本体を備えている。バスケットは一般に、ベースプレート上に配置または保持される。基板は、バスケット内に水平に積み重ねられる。

（「Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ」に対する）頭字語ＦＯＵＰによって表される、第２のタイプの搬送ケースが用いられており、それは側面開口のケーシング本体を備えている。

搬送ケースは、半導体部品製造設備または基板処理設備の入口／出口インターフェースに接続可能でなければならない。搬送ケースは、クリーンルーム内の外気に対して恒久的な気密性を保証する手段を介して設備に結合される。

インターフェースは、搬送ケースを位置決めすること、そのケースの扉を開くこと、ならびに搬送ケースと設備の間の移動のために基板を把持および搬送することが可能なシステムである。前記インターフェースはミニエンバイロメントと呼ばれることもあるが、以下では、用語「前方設備モジュール（ｆｒｏｎｔａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｍｏｄｕｌｅ）」または単にモジュール、および（「Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ」に対する）頭字語ＥＦＥＭによって参照されるものとする。

大気圧下においてＥＦＥＭモジュールは、各基板を搬送から、処理チャンバの前の移動チャンバに連通するローディングおよびアンローディングチャンバ（用語「ロードロック」によって表される）まで搬送するロボット手段を備えている。ローディング工程の間、基板は大気圧下で搬送ケースからロックまで移動される。次いでローディングロックは、極めて低い圧力に曝される。次いで移動チャンバのロボットが、基板をロードロックから、処理が行われる真空の処理チャンバまで搬送する。処理が完了すると、逆の動作（処理チャンバから搬送ケースへの基板のアンローディング）では、基板をロボット手段の助けによってＥＦＥＭモジュールおよび搬送ケースまで搬送する前に、ロードロックを大気圧に戻す必要がある。

こうした気体の圧力変化は、ローディングロック、したがって基板の微粒子汚染を生じさせる可能性がある気体の流れを引き起こす、ポンピングおよび大気圧への再加圧の動作を必要とする。したがって、半導体製造設備の生産性を高めるために、可能性のある汚染物を制限することが特に必要である。したがって、各処理段階、工程の２つのステップ間における搬送ケース内での待機段階、または１つの半導体処理設備から他の設備への移動段階の間、基板に影響を及ぼす酸化および腐食現象を最小限に抑えるために、最善の努力が尽くされる。

１つの解決策は、処理の最後にパージ処理による解決策を実施することであるが、ある特定の新技術では、基板の全ロットの処理が終わる前にも酸化または腐食現象が起こる。このため、製造業者はロットを分割し、各部分を連続して処理することを余儀なくされ、それが合計のロット処理時間の増大をまねく。

他の解決策は、工程の２つのステップ間の待機段階を短縮することにあるが、これには設備の数を増やす必要があり、費用の問題を引き起こす。

しかしながら、搬送ケースに関連付けられたＥＦＥＭモジュールを備えるシステムの不都合は、例えば文献ＷＯ２００７／１４１４４７に記載される搬送ケースの場合のように、基板が１つの設備から他の設備へ直接移動できるように両方の設備に同時に結合することができないことである。

設備とは、基板移動用の搬送ケースに接続するための任意の構造を意味すると考えられる。この種の設備は、例えばＥＦＥＭモジュール、ローディング／アンローディングロックまたは移動チャンバとすることができる。

国際公開第２００７／１４１４４７号

本発明は、搬送ケースから分離するまたは取り出すことなく１つの設備から他の設備へのウェハの直接的な移動を可能にするように、搬送ケースの複数の設備への同時接続を認めることによって、処理過程におけるウェハ移動動作の数を減らすことが意図される。

本発明の他の目的は、そうした移動を容易にする手段を備えた搬送ケースを提供することである。

本発明はさらに、現在、半導体部品製造設備に存在する設備と協働することが可能な装置を提供するという目的を有する。

本発明の目的は、漏れ止め用の壁を備える、少なくとも１つの基板処理設備と協働することが可能な装置であって、漏れ止め用の壁が、順に
− 移動チャンバおよび処理チャンバの間から選択される第１の設備に接続するための手段を備える第１の開口部と、
− ウェハをそれぞれ保管するように構成された一連の平行に積み重ねられたトレーを備え、かつ装置内で搬送することができるバスケットを収容する、ウェハ搬送ケースに接続するための手段を備える第２の開口部と、
− バスケットを搬送ケースから、ならびに搬送ケースまで移動させるための手段と、
− トレーを固定するための手段と
を備える装置において、
− ＥＦＥＭモジュールおよび移動チャンバの間から選択される第２の設備に接続するための手段を備える第３の開口部と、
− ウェハが第２の開口部および／または第３の開口部を通過することを可能にするために、ウェハの配置および支持とウェハの移動手段の機能の両方を保証する、ウェハを設備まで移動させるための手段と
をさらに備えることを特徴とする装置である。

したがって、本発明は、複数の設備への同時接続が可能な装置を提案するものである。装置は、ウェハを大気圧に戻すことなく、その装置に接続されたケースを１つの処理設備から他の処理設備まで搬送することも可能にする。本発明による装置は、以下では「可動ロードロック」とも呼ばれるものとする。

本発明の第１の実施形態によれば、装置は、移動チャンバ、大気圧のＥＦＥＭウェハ移動モジュール、および真空下に置くことができる搬送ケースへの同時接続が可能である。その場合、装置は、半導体製造設備における従来型のローディング／アンローディングロックの代わりに用いることができる。

第２の実施形態によれば、装置は、第１の移動チャンバ、第２の移動ロックおよび搬送ケースへの同時接続が可能である。

第３の実施形態によれば、装置は、処理チャンバ、移動チャンバおよび搬送ケースへの同時接続が可能である。

第４の実施形態によれば、装置は、処理チャンバ、ＥＦＥＭモジュールおよび搬送ケースへの同時接続が可能である。

本発明の第１の変形形態によれば、装置はさらに、各開口部をそれぞれ塞ぐ扉を開閉する扉作動手段を備えている。装置は、機械的または磁気的な手段によって搬送ケースの扉を第３の開口部の扉に連結する手段を備えることもできる。第３の開口部を閉じる扉用の作動手段は、バスケット移動手段の機能を果たすこともできる。

第２の変形形態によれば、装置は、開口部が設備に結合される領域内に気密手段を備えることもできる。

第３の変形形態によれば、装置は、漏れ止め手段を押し付けるために、搬送ケースの扉に軸方向の圧力を加えることが可能なラム手段を備えることもできる。ラム手段は、ウェハの汚染の危険性を最小限に抑えるために、好ましくは装置の漏れ止め用の壁の外側に配置されるものとする。

本発明の一実施形態によれば、トレーを固定するための手段は係止ピンを備え、係止ピンは、前記ピンを作動させるための手段と共に働く。好ましくは、そうした係止ピンには、トレーと係合するノッチが取り付けられるものとする。

他の実施形態によれば、ウェハを配置および支持するための手段は配置アームを備え、配置アームは、前記アームを作動させるための手段と共に働く。

有利には、そうした作動手段は大気圧のアクチュエータであるものとする。

さらに他の実施形態によれば、ウェハを配置および支持するための手段は楔を備え、それによってウェハがトレーに支えられる。

有利には、ウェハを配置および支持するための手段は、配置アーム、およびトレーとウェハの間に配置された楔の組み合わせを備え、配置アームは前記アームを作動させるための手段と共に働く。楔はウェハをトレーから取り出すことを可能にし、配置アームが挿入される隙間に対処する。

ウェハを配置する手段は、好ましくは、本発明による装置が接続される設備に含まれる動力式シャベルであるものとする。

ウェハをＳＭＩＦタイプの搬送ケースからある設備まで移動させるために、本発明による装置に搬送ケースが配置される。ケースの内側の扉が開かれ、バスケットおよびその中に収容されたすべてのウェハが、装置の内部ボリュームに達するまで下降される。次いで、支持手段が前進してそれ自体をウェハの下に位置決めできるようにすると同時に、ウェハを支持していたトレーが下降を続けるように、トレーが固定手段によって２つのグループに分離される。２つのトレーのグループが互いに十分に分離されると、ロボット手段によって、選択されたウェハの把持、およびウェハのその支持体からの取り出しを行うことが可能になる。したがって、ウェハはロボット式シャベルによって１つずつ取り出され、接続された装置のいずれかに導入される。

本発明の１つの利点は、大気圧下でも真空下でも搬送ケースのローディングが可能なことである。本発明による装置によって、真空下で多数のウェハをロードすること、したがって、ウェハごとのポンピングおよび大気圧への再加圧を回避することが可能になり、汚染の危険性が著しく低減される。移動は完全に真空下で行われ、したがって酸化の問題はない。

本発明の他の目的は、第１の移動チャンバに連通する処理チャンバ、ならびに第１の移動ロック、ＥＦＥＭモジュールまたは第２の移動ロック、および搬送ケースに連通する、前述のものなど少なくとも１つの装置を備えるウェハを処理するためのシステムを提供することである。

本発明の第１の実施形態によれば、システムは、第１の移動チャンバ、ＥＦＥＭモジュールまたは第２の移動ロック、および搬送ケースに連通する、前述のものなど少なくとも１つの装置を備えている。

本発明の第２の実施形態によれば、システムは、第１の移動チャンバ、第２の移動ロックおよび搬送ケースに連通する、前述のものなど少なくとも１つの装置を備えている。

本発明のさらに他の目的は、処理チャンバ、ならびに処理チャンバ、ＥＦＥＭモジュールまたは移動チャンバ、および搬送ケースに連通する、前述のものなど少なくとも１つの装置を備えたウェハを処理するためのシステムを提供することである。

本発明の第３の実施形態によれば、システムは、処理チャンバ、移動チャンバおよび搬送ケースに連通する、前述のものなど少なくとも１つの装置を備えている。

本発明の第４の実施形態によれば、システムは、処理チャンバ、ＥＦＥＭモジュールおよび搬送ケースに連通する、前述のものなど少なくとも１つの装置を備えている。

第１の態様によれば、本発明によるシステムは、システム装置から切り離すことなくウェハの中間保管に用いることができる。

第２の態様によれば、本発明によるシステムを用いてある方法を分類することができる。

第３の態様によれば、本発明によるシステムを用いて、ウェハのバッチまたは異なるバッチからのウェハが混合したものを選別することができる。

本発明による装置によって、多数のウェハの移動を実施すること、および以下にさらに詳しく説明する処理用途の実施、特にウェハを選別すること、処理チャンバを備えたシステムから解放せずに真空保管を行うこと、処理装置を分類すること、または他のウェハを汚染せずに処理設備の汚染除去を行うことが可能になる。本発明により、処理システムを停止せずにメンテナンス動作を実施することが可能になり、それは半導体部品製造にとって時間および費用の節約になる。

さらに、この解決策は既存のシステムとの適合性があり、したがって、システムを大きく変更する必要がない。

本発明の他の特徴および利点は、もちろん非限定的な例として示される一実施形態に関する以下の説明を読むことによって、また添付図面において明らかになるであろう。

本発明の第１の実施形態によるウェハ処理システムの概略図である。 本発明の一実施形態による装置の概略的な側面図である。 図２の装置の概略的な上面図である。 トレー固定手段の一実施形態の概略的な側面図である。 ウェハに対する支持手段の一実施形態の概略的な側面図である。 図５からのウェハに対する支持手段の概略的な上面図である。 本発明の一実施形態による装置を用いたウェハのアンローディングに含まれる、連続するステップを示す図である。 本発明の第２の実施形態によるウェハ処理システムの概略図である。 本発明の特別な実施形態によるウェハ処理システムの概略図である。

図では、矢印は部品が移動される方向を示している。

図１は、本発明の第１の実施形態によるウェハ処理システムを示している。ウェハ処理システムは、真空状態に保たれ、特に半導体ウェハに関するウェハの製造または処理動作が内部で行われる処理チャンバ１を備えている。開口部２を介して処理チャンバ１は、やはり真空状態に保たれ、処理チャンバ１における処理の直前および直後にウェハが入れられる移動チャンバ３に連通している。開口部４を介して移動チャンバ３は、真空状態に置く段階と大気圧まで再加圧する段階が交互に行われるローディング／アンローディングロック５に連通している。前記ロック４は開口部６を介して、移動チャンバ３を、ウェハが内部で大気圧に保たれるＥＦＥＭモジュール７に接続することを可能にすることができ、またＥＦＥＭモジュール７には、例えばＦＯＵＰタイプのものなど１つまたは複数の搬送ケース８を、開口部９を介して接続することができる。したがって、ウェハを１つずつ、ロック５を介して移動チャンバ３からＥＦＥＭモジュール７へ移動させることができる。次いでウェハは、特に２つの製造段階の間または２つの異なる処理設備の間で、大気圧でのウェハの保管または搬送に使用される取り外し可能な搬送ケース８に入れることができる。

本発明のこの実施形態によれば、ローディング／アンローディングロックＭＬＬ５はさらに、開口部１０を介して、例えばＳＭＩＦタイプのケースのような搬送ケース１１に連通している。搬送ケース１１は取り外し可能であるため、前記可動ＭＬＬローディング／アンローディングロック６は搬送ケース１１を設備から切り離すことができ、したがって、ウェハを収容するケースを真空状態で他の処理設備まで搬送することが可能になる。好ましくは、可動ローディング／アンローディングロック６の壁および搬送ケース１１の壁は、真空状態を支え、耐え、維持することができるように金属で製造されるものとする。

本発明による装置２０の実施形態が、図２および３に示される。可動ローディング／アンローディングロック２０は、３つの出入り用の開口部２１、２２および２３を備えている。ロックＭＬＬ２０は、例えば開口部２１によってシステムの移動チャンバ２４に、開口部２２によってＥＦＥＭモジュール２５に接続され、開口部２１および２２は、側方の壁の１つに配置される。ロックＭＬＬ２０はまた、装置２０の下側、または好ましくは上側の壁に配置されたその開口部２３を介して搬送ケース（図示せず）に接続される。

ロックＭＬＬ２０は、搬送ケースに収容されたウェハを含むバスケットを受け入れ、ウェハを様々な設備に確実に移動させるように設計される。この目的で、ロックＭＬＬ２０は、バスケットのトレーのいくつかを決められた場所に固定し、他のトレーは自由に移動を続けさせるための手段２６を備えている。ロックＭＬＬ２０は、選択されたウェハを配置および支持すると同時に、ウェハが以前に置かれていたトレーが下降を続けるための手段２７も備えている。最後に、ロックＭＬＬ２０は、ＥＦＥＭモジュール２５のロボット手段２８、および移動チャンバ２４のロボット手段２９と共に、開口部２１および２３を介してウェハを前記設備まで移動させる働きをする。

トレーを固定するための手段は、例えば選択されたトレーの下方への動きを選択的に妨げ、したがって、前記トレーおよびその上のものがさらに下降して可動ローディング／アンローディングロックＭＬＬの内部に入らないように構成された、図４に示すような動力式係止ピン４０とすることができる。この例では、２つの前記係止ピン４０が存在する。係止ピン４０は、それらを水平面上でトレーに向かってまたはトレーから遠ざけるように移動させる、大気圧アクチュエータまたは空気圧シリンダ４１によって作動される。それぞれの係止ピン４０の端部は、トレーと係合し、したがってトレーの支持を可能にするノッチ４２を備えている。大気圧アクチュエータ４１は、微粒子汚染を防止するように、可動ローディング／アンローディングロックＭＬＬの外側に位置している。漏れ止め用の通路４３は、係止ピンとアクチュエータの間の接続部を形成する。漏れ止め用の通路４３、アクチュエータ４１およびロックの間の接触領域に位置決めされた漏れ止め手段４４は、ロックの内部を外気から隔離する。

ウェハを配置および支持するための手段は、例えば図５および６に示される移動可能な配置アーム５０を備えている。この場合、可動ローディング／アンローディングロックＭＬＬは、トレー５２が下方へ移動する間、ウェハ５１の下を摺動し、それを支持する２つの配置アーム５０を備えている。ウェハを配置および支持するための手段は楔５３も備え、楔５３を用いてウェハをトレーに載せ、それによってアームの通過が可能になる。したがって、静止状態で配置アーム５０は、バスケットの通過を可能にするように、可動ローディング／アンローディングロック内の退避位置にあることが理解される。配置アーム５０は、ウェハに対する側方の支持を確保できるようにする止め具５４を備えている。

可動ローディング／アンローディングロックＭＬＬにおいて、配置アーム５０は、開口部２１、２３が配置された壁に垂直な２つの壁にそれぞれ、好ましくは図２の通路開口部２１または２３の中心に対応する高さに、互いに向かい合うように位置決めされる。

有利な実施形態によれば、ウェハの微粒子汚染を回避するために、アームのウェハに接触することが意図される部分は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、またはテトラフルオロエチレンおよびパーフルオロエチレンもしくはパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）の共重合体など、微粒子汚染を防止する材料で実施される。

本発明の実施形態によるＭＬＬ７１の装置を用いて、ウェハを搬送ケース７０から移動チャンバへアンローディングするステップが、図７に図示される本発明の実施形態として示される。ロックＭＬＬ７１は、その上側の開口部７２によって搬送ケース７０に接続される。ロックＭＬＬ７１はまた、例えば開口部７３を介してある設備の移動チャンバに、開口部７４を介してＥＦＥＭモジュールに接続される。

ここで示される搬送ケース７０は、ガスケット７６などの漏れ止めを備えた扉７５によって閉じることが可能な下側開口部を備えた、ＳＭＩＦタイプのケースである。搬送ケース７０は、搬送されるウェハ７８を内部に配置することが可能なバスケット７７を収容する。バスケット７７は、ウェハ７８をそれぞれ保管するように構成された、一連の平行なトレー７９を備えている。

本発明のこの実施形態による可動ローディング／アンローディングロック７１は、複数のウェハ７８を同時に受け入れ、次いでそれらを１つずつ、真空状態で移動チャンバ内に移動させるように設計される。搬送ケース７０から、ウェハ７８を収容するバスケット７７が、開口部７２を介してロック７１の中に移動される。

このために装置７１は、バスケット７７を移動させるための手段、およびトレー７９を決められた位置に固定するための手段を備えている。トレーを固定するための手段は、例えば選択されたトレーの下方への移動を選択的に妨げ、したがって、前記トレーおよびその上のものがさらに下降して装置７１の内部に入らないように構成された係止ピン８０である。ウェハを配置および支持するための手段７８は、例えば組み合わせた形で、ウェハを持ち上げる楔８１、およびウェハ７８が以前に置かれていたトレーが下方へ移動する間、ウェハ７８の下を摺動し、それを支持する配置アーム８２を備えている。ウェハ７８を移動させるための手段は、例えば、配置アーム８２に支えられているウェハ７８を持ち上げ、それを開口部７４を介してＥＦＥＭモジュールの方へ移動させることができる、動力式シャベル８３を備えている。

続いて、ウェハの設備への移動について説明する。

搬送ケース７０が装置ＭＬＬ７１の開口部７２に合体すると、接続部はガスケット７６によって漏れを起こさない状態になる。ケース７０の扉７５は、（係止手段を備えている場合には）係止解除される。ケース７０の扉７５および装置ＭＬＬ７１の扉８４は、磁気的または機械的なものとすることが可能なシステムによって接続される。装置７１の扉８４が作動されると、ケース７０の扉７５は可動ローディング／アンローディングロックＭＬＬ７１の扉８４、ならびにバスケット７７を構成するトレー７９の全組と共に下降する。

バスケット７７の下降中、ロックＭＬＬ７１の扉は、係止ピン８０が、移動されるウェハ７８を支えるトレーの真上に配置されたトレーの下降を妨げるために前進し、したがって、係止ピン８０より上に配置されたトレーの第１のグループ７９ａが下降を続けるのを妨げることを可能にするように安定する。係止ピン８０より下に位置するトレーのグループ７９ｂは、所望のウェハ７８が配置アーム８２のレベルより数ミリメートル上に配置されるときまで、下降を続ける。次いで、配置アーム８２が前方へ移動すると同時に、トレーの第２のグループ７９ｂは下降を続け、したがって、ウェハがアーム８２の上に配置されるようになる。

シャベル８３が、それ自体をウェハ７８の下に位置決めするように、配置アーム８２の間に導入される。次いで、前記シャベル８３は、アーム８２の上に置かれていたウェハを持ち上げる。次いで、シャベル８３は移動してウェハ７８を運び、開口部７４を介してＥＦＥＭモジュールの中へ移すことができる。図７の（ｄ）は、ウェハ７８の開口部７４を介したＥＦＥＭモジュール内への移動を示しているが、ウェハ７８の開口部７３を介した移動チャンバ内への移動を、もちろん同じ方法で対称に、バスケット７７を再配置するまたはその向きを修正する必要なしに実施することができる。

図８は、本発明の第４の実施形態によるウェハ処理システムを示している。ウェハ処理システムは、内部でウェハが処理され、第１の移動チャンバ９１に連通する第１の処理チャンバ９０を備えており、第１の移動チャンバ９１には、第１の処理チャンバ９０における処理の直前および直後にウェハが入れられる。移動チャンバ９１は、同時に第２の移動チャンバ９３に連通している装置ＭＬＬ９２に連通し、第２の移動チャンバ９３は、ウェハの次の処理が行われる第２の処理チャンバ９４に連結される。ローディング／アンローディングロックＭＬＬ９２はさらに、例えばＳＭＩＦタイプのケースのような搬送ケース９５に連通している。したがって、ウェハは１つずつ、ロックＭＬＬ９２を介して第１の処理チャンバ９０から第２の処理チャンバ９４へ移動させることができる。ウェハは、いずれかの処理チャンバにロードされる前に、一時的に保留状態で搬送ケース９５の中に入れることができる。

したがって、接続された搬送ケースに関連付けられた本発明による装置、すなわち可動ローディング／アンローディングロックＭＬＬは、ウェハの処理を伴ういくつかの用途に使用することができる。図９は、いくつかのそうした用途に対して構成されたシステムを示している。

処理チャンバ１００は移動チャンバ１０２に連通し、移動チャンバ１０２は、搬送ケース１０４に接続された第１のローディング／アンローディングロック１０３に連通している。ロック１０３は、ＥＦＥＭモジュール１０５との接続を可能にすることができ、ＥＦＥＭモジュール１０５には、１つまたは複数の搬送ケース１０６を接続することができる。移動チャンバ１０２は第２のローディング／アンローディングロック１０７にも連通し、第２のローディング／アンローディングロック１０７は搬送ケース１０８に接続され、またＥＦＥＭモジュール１０５にも接続される。移動チャンバ１０２に第２のローディング／アンローディングロックを同時に接続する選択肢によって、平行な回路の生成、または緊急のバッチ、例えば他のバッチを保留状態に置くことによる分類ウェハ（ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｗａｆｅｒ）の処理が可能になる。

本発明による装置の第１の用途は、処理チャンバ１００を備えるシステムをロック１０３、１０７から切り離さずに、ウェハを中間保管することである。処理が比較的長い時間を必要とする場合、処理される複数のウェハを含む全バッチは、２つの部分に分けなければならない。半分のバッチはそれぞれ、同時にＥＦＥＭモジュール１０５に接続することができる、例えばＦＯＵＰタイプの搬送ケース１０６に入れられ、ＥＦＥＭモジュール１０５は、可動ローディング／アンローディングドックＭＬＬ１０３、１０７に連結される。

次いで、ウェハが１つずつ、ＥＦＥＭモジュール１０５のロボットのシャベルによって、ＥＦＥＭモジュール１０５を介して、搬送ケース１０６から第１のロックＭＬＬ１０３内に配置されたバスケットまで移動される。次いで各ウェハは、移動チャンバ１０２のロボットのシャベルによって、移動チャンバ１０２を介して、第１のロックＭＬＬ１０３から処理される処理チャンバ１００まで移動される。処理チャンバ１００で処理が完了するとすぐに、ウェハは、同様に移動チャンバ１０２に接続された第２のロックＭＬＬ１０７へ移動されるが、それにより、処理済みのウェハを、まだ処理されていない第１のロックＭＬＬ１０３内に留められているウェハに接触せずに、したがって汚染を避けて、真空保管することも可能になる。

第２の用途は、処理システムが同じ仕様を維持しているかどうかの確認を可能にするために、したがって、工程の異なるステップに関わる一連の処理設備を分類するために、工程を分類すること（「ホットロット」）である。

第１の可動ローディング／アンローディングロックＭＬＬ１０３に接続され、処理されるウェハの全ロットを収容する第１の搬送ケース１０４は、保留状態および真空状態で設備に接続される。単一のウェハのみを収容する第２の搬送ケース１０８が、第２の可動ローディング／アンローディングロックＭＬＬ１０７に接続される。分類ウェハは、処理される処理チャンバ１００の中まで移動される。次いで分類ウェハは、搬送ケース１０８が接続されたロックＭＬＬ１０７を介して、第２の搬送ケース１０８の中に戻される。次いで、第２の搬送ケース１０８は、述べたばかりの同じ順序の動作を行うために他の処理システムに向かって搬送され、ウェハがすべての専用設備について分類される工程のすべての段階にかけられるまで続けられる。そうした異なる段階の最後にウェハが分析され、前記分析の結果によって、工程ならびに実施される任意の処理を実施する製造連鎖に実装された処理設備の確認が可能になる。

この特定の用途（「ギャザリング（ｇａｔｈｅｒｉｎｇ）」）に使用される汚染除去ウェハは、連続して処理システムの異なる処理チャンバの中に移動させ、各処理チャンバ内である時間にわたって放置することができる。この動作によって、各チャンバの汚染除去が可能になる。ウェハが処理システムのすべてのチャンバを通って循環を終えるとすぐに、搬送ケース１０８がロックＭＬＬ１０７から切り離され、分析または処分のためにウェハを回収することが可能になる。

ある特定の工程はウェハの温度を上昇させる。ウェハが処理後に高温のままである場合には、ロックＭＬＬまたは搬送ケースにおいて真空下で冷却させるために残すことが可能であり、それによって酸化の問題を防止する。これは、従来のシステムでは不可能である。

ＭＬＬ装置を用いて、ロックＭＬＬ１０３、１０７に接続された搬送ケース１０４、１０８に収容されたウェハのバッチを、ＥＦＥＭモジュール１０５に連通する搬送ケース１０６から得られるウェハと混合するまたはそろえることもできる。こうした操作は現在、「ソータ」または「ストッカ」と呼ばれる機械によって実施されている。

ローディング／アンローディングロックＭＬＬ１０３のメンテナンスは、さらに容易に製造工程を中断することなく実施される。まず搬送ケース１０４が、ローディング／アンローディングロックＭＬＬ１０３から切り離される。次いで、ロックＭＬＬ１０３が大気圧に戻される。次いで、ロック１０３の扉が開かれ、その内部ボリュームへのアクセスが可能となり、メンテナンスが可能になる。設備は、ローディング／アンローディングロックＭＬＬ１０７を介して搬送ケース１０８から得られるウェハとの作業を続けることができる。このことは、全プラントを停止する必要がある現在の状況に比べて、半導体部品製造にとってかなりの時間および費用の節約になる。実際には、移動チャンバおよびＥＦＥＭモジュールは現在、その内部へのアクセスを可能にするためにローディング／アンローディングロックから切り離さなければならない。

Claims (7)

1. 少なくとも２つのウェハ取扱い設備と組み合わすことが可能であり、真空下に置かれることが可能な装置であって、
   − 真空下に維持される移動チャンバおよびウェハ処理チャンバのうちから選択される第１のウェハ取扱い設備に接続するための漏れ止め手段を備えた第１の開口部と、
   − ウェハ搬送ケースに接続するための漏れ止め手段を備えた第２の開口部と、
   − ウェハ搬送ケースに収容することができ、ウェハのそれぞれとトレーおよびウェハ間に配置される複数の楔とを保管するように構成された一連の平行に積み重ねられたトレーを備え、かつ装置およびウェハ搬送ケースの両方が真空下に維持された状態で装置の壁の内側に搬送されることが可能なバスケットと、
   − 真空下でバスケットをウェハ搬送ケースからおよびウェハ搬送ケースまで移動させるための手段と、
   − バスケットのトレーのいくつかを、他のトレーが自由に移動するのを可能にしながら、所与の場所に固定するための手段と、
   − 第１の開口部と対向して位置しており、ＥＦＥＭモジュールおよび移動チャンバのうちから選択される第２のウェハ取扱い設備に接続するための漏れ止め手段を備えた第３の開口部と、
   − ウェハが第１の開口部か第３の開口部のいずれかを通過することを可能にするために、第１のウェハ取扱い設備または第２のウェハ取扱い設備におけるウェハを移動させるための手段と協働する、所与の位置にウェハを配置および支持するための手段とを備えており、
   ウェハを配置および支持するための手段が、
   − 移動することができ、第１及び第３の開口部が配置された装置の壁に垂直な２つの壁にそれぞれ、互いに向かい合って位置決めされた２つの配置アームと、
   − トレーとウェハとの間に配置されており、配置アームの通過を可能にする複数の楔とを備えている、前記装置。
2. 扉が閉じられたとき装置が真空下に維持されるように、各開口部をそれぞれ塞ぐ扉を開閉するための扉作動手段をさらに備える、請求項１に記載の装置。
3. 装置は、第１の開口部が第１の設備に結合されたときに装置および第１の設備内の真空を維持する手段も備える、請求項１に記載の装置。
4. トレーを固定するための手段が係止ピンを備え、係止ピンは、該係止ピンを作動させるための手段を用いて動くようになっている、請求項１に記載の装置。
5. 前記係止ピンに、トレーと係合するノッチが設けられている、請求項４に記載の装置。
6. ウェハを配置および支持するための手段が、配置アーム、およびトレーとウェハの間に配置された楔の組み合わせを備え、前記アームを作動させるための手段を用いて動くようになっている、請求項１に記載の装置。
7. 第１の移動チャンバに連通するウェハ処理チャンバと、
   少なくとも２つのウェハ取扱い設備と組み合わすことが可能であり、真空下に置かれることが可能な装置とを備えており、該装置が、
   − 真空下に維持される第１の移動チャンバおよびウェハ処理チャンバのうちから選択される第１のウェハ取扱い設備に接続するための漏れ止め手段を備えた第１の開口部と、
   − ウェハ搬送ケースに接続するための漏れ止め手段を備えた第２の開口部と、
   − ウェハ搬送ケースに収容することができ、ウェハのそれぞれとトレーおよびウェハ間に配置される複数の楔とを保管するように構成された一連の平行に積み重ねられたトレーを備え、かつ装置およびウェハ搬送ケースの両方が真空下に維持された状態で装置の壁の内側に搬送されることが可能なバスケットと、
   − 真空下でバスケットをウェハ搬送ケースからおよびウェハ搬送ケースまで移動させるための手段と、
   − バスケットのトレーのいくつかを、他のトレーが自由に移動するのを可能にしながら、所与の場所に固定するための手段と、
   − 第１の開口部と対向して位置しており、ＥＦＥＭモジュールおよび第２の移動チャンバのうちから選択される第２のウェハ取扱い設備に接続するための漏れ止め手段を備えた第３の開口部と、
   − ウェハが第１の開口部か第３の開口部のいずれかを通過することを可能にするために、第１のウェハ取扱い設備または第２のウェハ取扱い設備におけるウェハを移動させるための手段と協働する、所与の位置にウェハを配置および支持するための手段とを備えており、
   ウェハを配置および支持するための手段が、
   − 移動することができ、第１及び第３の開口部が配置された装置の壁に垂直な２つの壁にそれぞれ、互いに向かい合って位置決めされた２つの配置アームと、
   − トレーとウェハとの間に配置されており、配置アームの通過を可能にする複数の楔とを備えており、
   前記装置が、第１の移動チャンバと、ＥＦＥＭモジュールまたは第２の移動チャンバと、ウェハ搬送ケースとに連通している、ウェハを処理するためのシステム。

Images