JP6256210B2

JP6256210B2 - 半導体製造装置

Info

Publication number: JP6256210B2
Application number: JP2014117462A
Authority: JP
Inventors: 信平阿部
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-06-06
Filing date: 2014-06-06
Publication date: 2018-01-10
Anticipated expiration: 2034-06-06
Also published as: JP2015231008A

Description

本発明は、半導体製造に利用され、ワークを加工する加工手段を方位する空間と、薬液部が配置される空間とを分離させるようにした半導体製造装置に関する。

従来、このような分野の技術として、特開２０１０−１０９２５０号公報がある。この公報に記載された半導体製造装置には、インターフェイス部が並設されており、インターフェイス部は、半導体移送装置と半導体製造装置との間に配置されている。インターフェイス部は、局所密閉型清浄化装置に配置され、半導体移送装置によって搬送された未処理のウェハを半導体製造装置に移送するために利用され、高いクリーン度が要求される。局所密閉型清浄化装置には、インターフェイス部の上部にフィルタが配置され、クリーンルームの天井に配置されたファンからの空気は、フィルタを介してインターフェイス部内に供給される。また、半導体製造装置には、インターフェイス部から移送されたウェハを加工するための加工部が設けられ、加工部も、クリーン度の高い加工室内に配置される必要がある。この加工室内には、クリーンルームの天井に配置されたファンからの空気がフィルタを通して導入される。

特開２０１０−１０９２５０号公報

前述した従来の局所密閉型清浄化装置は、カセットから取り出されたウェハを半導体製造装置に移動するためだけに利用されている。また、半導体製造装置内には、インターフェイス部から移送されたウェハを加工するために、クリーン度が高められた加工室を別途設ける必要がある。インターフェイス部及び加工室に供給される空気は、クリーンルームの天井に配置されたファンが利用されるため、大型の空調設備が利用されている。

ここで、加工室内に駆動手段や制御機器などの発熱機器や、薬液が配置された半導体製造装置では、加工室が大型化し、クリーン度を高める必要性がある空気の循環容積が大きくなる。また、加工室では、高精度な温度管理が必要となる工程が多いが、同一の空間内に発熱機器が配置されていると、発熱機器からの排熱によって加工室内に温度変化が発生しやすく、温度管理が難しくなり、その結果として、発熱機器の排熱が、ワークの加工に用いる薬液に影響を及ぼすといった問題がある。
本発明は、発熱部の排熱による薬液への影響を低減した半導体製造装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる半導体製造装置は、第１の空間と、前記第１の空間と隔てられた第２の空間と、を有する筐体を備える半導体製造装置であって、前記第１の空間には、ワークを装置内に搬入する搬入手段と、前記ワークの加工を行う加工手段と、前記搬入手段により搬入された前記ワークを前記加工手段に移送する移送手段と、前記第１の空間内のエアを循環させる循環手段と、が配置され、前記第２の空間には、前記加工手段に薬液を供給する薬液部と、前記搬入手段と前記移送手段と前記加工手段の動作の少なくとも１つを制御して発熱する発熱部と、が配置され、前記筐体は、前記第２の空間と前記筐体の外部とを連通する排気口が設けられ、前記薬液部は、前記発熱部に対して前記第２の空間内に発生するエアフローの上流側に配置され、前記排気口は、前記発熱部の下流側に配置されている。
これにより、第２の空間においてエアを適切に排気することができる。

発熱部の排熱による影響を低減した半導体製造装置を提供する。

半導体製造装置の側板を外した状態を示す斜視図である。第１の空間を形成する下部カバーを取りはずした状態の半導体製造装置の斜視図である。半導体製造装置において第２の空間を形成する種々の領域を示す側面図である。半導体製造装置内のエアフローを示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１及び図２に示すように、半導体製造装置１には、内部がクリーンに保たれた状態で半導体ウエハをなすワーク（不図示）の加工が行われる第１の空間１１と、第１の空間１１と隔てられており発熱機器等が収納された第２の空間１２と、が形成されている。半導体製造装置１の前方の中段には載置台１３が設けられている。半導体製造装置１には、第１の空間１１及び第２の空間１２の外部において、ワークが納められたカートリッジＣを搬送する搬送部２１と、搬送部２１により搬送されたカートリッジＣを保持し、移送する第１の移送手段２２と、が配置されている。

第１の空間１１は、載置台１３上において、上部カバー５１とメインカバー５２と下部カバー５３と、によって覆われることにより形成されている。第１の空間１１には、ワークを加工する加工手段２３と、第１の移送手段２２により移送されたカートリッジＣから取り出されたワークを保持し、加工手段２３に移送する第２の移送手段２４と、第１の移送手段２２と第２の移送手段２４の間でワークの受け渡しを行う受渡し手段２５と、第１の空間１１内のエアを循環させる循環手段２６と、が配置されている。

図３に示すように、第２の空間１２には、半導体製造装置１の第１の移送手段２２、加工手段２３、第２の移送手段２４、受渡し手段２５に駆動力を発生させる駆動部２７が配置されているコントローラ配置領域４１と、加工手段２３に薬液を供給する薬液部２８や廃液を回収するタンクが配置されている薬液・廃液配置領域４２と、半導体製造装置１の動作を制御する制御盤（制御部）２９が配置されている制御盤配置領域４３と、を有している。また、第２の空間１２を形成する壁面であって、制御盤配置領域４３の上方には、排気口３０が形成されている。

図１〜図３に示すように、搬送部２１は、載置台１３上の前部に配置されている。搬送部２１は、加工前及び加工後のワークが収容されたカートリッジＣを順次搬送するためのベルトコンベアである。搬送部２１は、載置台１３上に固定されており、カートリッジＣが左右方向に搬送される。

第１の移送手段２２には、鉛直方向に延在する回転軸２２ａと、基端が回転軸の上端に固定されたアーム２２ｂと、アーム２２ｂの先端部に配置されカートリッジＣを吸着保持する保持部２２ｃと、が設けられている。第１の移送手段２２は、載置台１３に固定され、搬送部２１より後方でかつ第１の空間１１の前方に配置されている。第１の移送手段２２は、搬送部２１により搬送されたカートリッジＣを保持部２２ｃにより吸着保持し、回転軸２２ａを中心としてアーム２２ｂを回転させることで、保持したカートリッジＣを受渡し手段２５に移送する。例えば、第１の移送手段２２の回転軸２２ａには、アーム２２ｂの昇降と回転を行うためのボールネジスプラインが用いられている。第１の移送手段２２の回転軸２２ａは、駆動部２７に設けられたモータの動作により回転する。

加工手段２３は、第１の空間１１内の後部に配置されている。例えば、加工手段２３では、フォトレジストの塗布、ウェハ表面のパターン形成、エッチング処理、イオン注入、平坦化、電極形成、その他の加工の、いずれか又は複数の処理が行われる。なお、加工手段２３で行われる加工は、これらに限られない。

第２の移送手段２４には、鉛直方向に延在する回転軸と、基端が回転軸の上端に固定されたアーム（不図示）と、アームの先端に固定され、ワークを保持する扁平なハンド２４ａと、が設けられている。第２の移送手段２４は、第１の空間１１内において、加工手段２３の前方に配置されている。第２の移送手段２４は、受渡し手段２５上に載置されたワークを、保持部により吸着保持し、回転軸を中心としてアームを回転させることで、保持したワークを加工手段２３に移送する。また同様にして、第２の移送手段２４は、加工手段２３で加工されたワークを、加工手段２３から受渡し手段２５に移送する。例えば、第２の移送手段２４には、第１の移送手段２２と同様にボールネジスプラインが用いられている。第２の移送手段２４の回転軸には、駆動部２７に設けられたモータの動作により、鉛直方向の動作及び鉛直方向周りの回転が発生する。

受渡し手段２５は、ワークが収められたカートリッジＣを載置し、その後、降下してカートリッジＣからワークを取り出すための装置である。カートリッジＣを載置させるための載置部２５ａでは、第１の移送手段２２と第２の移送手段２４の間で受け渡しを行う。受渡し手段２５の載置部２５ａは、上部に位置した状態では第１の空間１１外にあり、下部に位置した状態では第１の空間１１内にある状態である。受渡し手段２５の利用の一例として、カートリッジＣに収められたワークだけを引き出すと共に、第１の空間１１の外部から内部へのワークの搬入を行う。また、受け渡し手段２５は、第１の空間１１の内部から外部に搬出するとともに、ワークをカートリッジＣに収納する。

なお、搬送部２１と、第１の移送手段２２と、加工手段２３と、第２の移送手段２４と、受渡し手段２５は、載置台１３上に設けられた同一のメインプレート６１に搭載されている。また、搬送部２１、第１の移送手段２２、加工手段２３、第２の移送手段２４、受渡し手段２５の台座（不図示）は、それぞれがメインプレート６１にボルト（不図示）によって固定される。よって、メインプレート６１上に搬送部２１等が載置される結果、搬送部２１等の位置決め、垂直度、平行度の精度を容易に高めることができる。

また図４に示すように、第１の空間１１は、前後を仕切壁１４により分離されている。第１の空間１１の上部には、循環手段２６が配置されている。循環手段２６は、電動ファン２６ａとフィルタ２６ｂとにより構成され、前側領域Ｓ１の上部にはフィルタ２６ｂが配置され、後側領域Ｓ２の上部には電動ファン２６ａが配置されている。そして第１の空間１１の上部と下部で、前側領域Ｓ１と後側領域Ｓ２は連通している。電動ファン２６ａの動作により、フィルタ２６ｂを介して前側領域Ｓ１への送風が行われる。これにより、循環手段２６により、前側領域Ｓ１がクリーンな状態に維持される。なお、電動ファン２６ａは、第１の空間１１の一部形成する上部カバー５１に固定された取り付けプレート１５により固定されている。上部カバー５１は、ヒンジを介して図１の矢印Ａの方向に回動させることができるため、図１の空間１１を形勢させるためのメインカバー５２を容易に外すことができる。

駆動部２７には、モータやアクチュエータなどの駆動機器が設けられている。駆動部２７は、制御盤２９による制御に基づいて、駆動力を発生させる。例えば、駆動部２７に配置されたモータは、第１の移送手段２２や第２の移送手段２４に用いられているボールスプラインネジに駆動力を与える。また、駆動部２７は、受渡し手段２５が動作するための駆動力を与える。駆動部２７は、第２の空間１２の前方下側に形成されたコントローラ配置領域４１に配置されている。

薬液部２８には、加工手段２３で使用されるエッチング液などの薬液がストックされている。薬液部２８には、例えばポンプが設けられており、制御盤２９の制御によりポンプを動作させることで、加工手段２３に薬液の供給を行う。薬液部２８は、第２の空間１２の後方下側に形成された薬液・廃液配置領域４２に配置されている。

制御盤２９は、半導体製造装置１の動作を制御する。言い換えると、制御盤２９は、駆動部２７の駆動状態や、薬液部２８から加工手段２３に薬液を供給するためのポンプの動作状態や、その他の機器の動作を制御する。制御盤２９は、第２の空間１２の後方上側に形成された制御盤配置領域４３に配置されている。なお、制御盤２９には、熱が発生する。

第２の空間１２を形成する壁面のうち、天板５４には、多数の排気口３０が形成されている。排気口３０は、制御盤２９から発生する熱によって暖められた空気を、外部に排気する。例えば排気口３０には、ルーバーが形成されており、排気の方向の調整を行うとともに、外部から第２の空間１２内に、埃などが流入することを防止する。

次に、図３及び図４を参照して、第１の空間１１及び第２の空間１２に発生するエアフローについて説明する。最初に、第１の空間１１において発生させるエアフローについて説明する。

第１の空間１１では、清浄なエアを循環させる。すなわち、後側領域Ｓ２のエアは、電動ファン２６ａが動作することにより、フィルタ２６ｂを介して前側領域Ｓ１に送風される。

その後、前側領域Ｓ１を通過したエアは、後側領域Ｓ２に進み、再び電動ファン２６ａの動作によって、フィルタ２６ｂを介して前側領域Ｓ１に送風される。したがって、第１の空間１１内では、外気を取り入れることなく、清浄なエアを循環させることができる。

次に、第２の空間１２において発生させるエアフローについて説明する。

第２の空間１２は、前方下側の壁面が外部と連通している。これにより、コントローラ配置領域４１には、外部から外気が流入し、コントローラ配置領域４１、薬液・廃液配置領域４２を通過して、制御盤配置領域４３に流れる。

制御盤配置領域４３の空気は、制御盤２９から発する熱により熱せされる。ここで熱せられた空気は、自然に上昇する。制御盤配置領域４３の上部の壁面には、多数の排気口３０が形成されている。制御盤２９により熱せられた空気は、エアフローの下流側となる排気口３０を通過することで、第２の空間１２から外部に排気される。

これにより、第２の空間１２では、制御盤２９で発生した熱により熱せられた空気を、エアフローの下流に設けられた排気口３０から、外部に適切に排気することができる。ここで薬液部２８は、制御盤２９に対してエアフローの上流側に配置されているため、制御盤２９の熱による影響を低減することができる。また、駆動部２７や制御盤２９が第２の空間１２内に配置されていることにより、クリーンな状態を保つ必要がある第１の空間１１を小さくするとともに、第１の空間１１内を循環するエアの温度上昇を回避することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、第２の空間１２を形成する壁面のうち、後部の面に吸気口等を設けておいても良い。

１…半導体製造装置１１…第１の空間１２…第２の空間１３…載置台１４…仕切壁２１…搬送部２２…第１の移送手段２２ａ…回転軸２２ｂ…アーム２２ｃ…保持部２３…加工手段２４…第２の移送手段２４ａ…ハンド２５…受渡し手段２５ａ…載置部２６…循環手段２６ａ…ファン２６ｂ…フィルタ２７…駆動部２８…薬液部２９…制御部３０…排気口４１…コントローラ配置領域４２…薬液・廃液配置領域４３…制御盤配置領域５１…上部カバー５２…メインカバー５３…下部カバー５４…天板６１…メインプレートＳ１…前側領域Ｓ２…後側領域

Claims

第１の空間と、前記第１の空間と隔てられた第２の空間と、を有する筐体を備える半導体製造装置であって、
前記第１の空間には、
ワークを装置内に搬入する搬入手段と、
前記ワークの加工を行う加工手段と、
前記搬入手段により搬入された前記ワークを前記加工手段に移送する移送手段と、
前記第１の空間内のエアを循環させる循環手段と、が配置され、
前記第２の空間には、
前記加工手段に薬液を供給する薬液部と、
前記搬入手段と前記移送手段と前記加工手段の動作の少なくとも１つを制御して発熱する発熱部と、が配置され、
前記筐体は、前記第２の空間と前記筐体の外部とを連通する排気口が設けられ、
前記薬液部は、前記発熱部に対して前記第２の空間内に発生するエアフローの上流側に配置され、
前記排気口は、前記発熱部の下流側に配置された、
半導体製造装置。