JPH04243741A - ウエファ−移送方法と装置 - Google Patents

ウエファ−移送方法と装置

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JPH04243741A
JPH04243741A JP3188033A JP18803391A JPH04243741A JP H04243741 A JPH04243741 A JP H04243741A JP 3188033 A JP3188033 A JP 3188033A JP 18803391 A JP18803391 A JP 18803391A JP H04243741 A JPH04243741 A JP H04243741A
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wafer
chamber
gas
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cover
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JP3188033A
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Gary Hillman
ギャリー　ヒルマン
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はウエファー移送方法と
装置に関するものであり、さらに詳しくは周囲の環境か
ら隔離された制御されたガス環境中において半導体ウエ
ファーなどをある位置から他の位置に移送する技術の改
良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエファーの処理に際しては、半
導体機器の集積度および処理解析度の増加に伴って無人
または超清浄な製造条件を与えることが重要となってい
きている。これは特に高密度で、複雑でしかも汚染に対
して過敏なＬＳＩやＶＬＳＩ集積回路構造について言え
ることである。半導体の処理が益々モジュール処理シス
テム設計に頼るようになり　、より高い効率とシステム
の柔軟性を求めるようになってきたことから、ウエファ
ー汚染の問題は特に重要となっている。モジュール処理
システムにあっては複数の互いに独立で自己保持性の処
理モジュールが複数の経路や分肢路に配列されており、
各モジュールは個別のユニットとして独立に同じまたは
異なる機能を果すモジュールと置換できるようになって
いる。このようなモジュール化の場合には、周囲の環境
下において各ウエファーをある工程から他の工程へと移
送させることが必要となってくる。
【０００３】したがって半導体処理システムにあっては
無汚染ウエファー取扱いのために清浄な環境を提供する
装置が重要である。　従来広く用いられているこの種装
置としては全ダウンフローシステムと呼ばれるものがあ
る。このシステムにおいては細塵粒除去フィルターを通
った空気がウエファー処理室を流れて、室内の空気入っ
てくる清浄空気にとの循環により清浄化される。しかし
このシステムにあっては、全処理室内を通っての清浄空
気の循環を起こすために多量の高価なフィルターが使用
され、それにともないコストが高くなる。アメリカ特許
第４，９２３，３５２号および第４，８５１，０１８号
には複数の半導体ウエファーに対する移送システムが開
示されており、清浄度の低い処理室にフィルターされた
清浄空気を流している。これらのシステムにおいてはフ
ィルターされた清浄な空気を流すことによるコストの増
加に加えて、いわゆる清浄空気の清浄度に上限があり、
これがＬＳＩやＶＬＳＩの製造において悪影響を及ぼす
ことがある。
【０００４】粒子汚染を真空ロードロック機構により制
御することも知られており、この機構においては真空中
において　ウエファー移送とともにウエファーローディ
ングとオフローディングとが行なわれる。アメリカ特許
第４，７６４，０７６号、４，９２３，５８４号、第４
，９１７，５５６号、第４，９１５，５６４号および第
４，７１７，４６１号などにその開示がある。しかし真
空室とロードロック機構の導入は高価につき、しかもモ
ジュール構造を排した一般的な構造に半導体処理システ
ムが限定されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のシス
テムにあってはいずれもコスト、半導体ウエファーへの
影響および処理システム構造の自由度などのいずれかの
点で問題があった。かかる現状に鑑みてこの発明の目的
は、半導体などのウエファーの移送処理に際して、コス
ト、ウエファーへの悪影響およびシステム設計の自由度
への制約などなしに、清浄な処理環境を実現維持するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このためこの発明におい
ては、半導体などのウエファーを移送用の可動体によっ
て支持し、環境制御ユニットにより周囲の環境から隔離
した制御環境を形成してこの中でウエファー表面上方に
ガス流を流し、この状態でウエファーをある位置から他
の位置へ移送することを要旨とする。
【０００７】
【作用】ウエファーの処理と移送とがガスバリアーによ
り周囲の環境から完全に隔離された環境内で行なわれる
。
【０００８】
【実施例】図１に示すモジュール処理システム１００は
複数個のモジュール処理ユニット１０２を有しており、
各モジュール処理ユニット１０２は線形または円形また
は分肢を有した経路に沿って移送されてくるウエファー
１０６に対して少なくとも１通りの処理機能または作用
を具えるべく構成された処理モジュール１０４を有して
いる。この処理モジュール１０４は例えば切削、ＣＶＤ
やＰＶＤ蒸着、焼成、現像、スクラッビング、バッファ
ーリング、検査、プラズマエッチング、紫外線暴露、エ
レベーターカセットへの収納および移送などの作業を行
なうものである。これらの処理モジュール１０４は当業
界において周知のものである。各モジュール処理ユニッ
ト１０２は独立で、自己保持性の処理モジュールユニッ
トとして構成され、移送されるウエファー１０６に対し
て所定の処理を施すのである。各処理モジュール１０４
はさらに図示しない個別のＣＰＵを具えており、しかも
モジュール処理ユニット１０２は単独または互いに連結
されるなどして、多岐に亘る機能を有したモジュール処
理システム１００を構成することができるのである。
【０００９】このモジュール処理システム１００にはさ
らに図示しないメインＣＰＵが設けられており、これが
適宜プログラムされてウエファー１０６の処理と移送の
順序を制御する。このメインＣＰＵはモジュール処理シ
ステム１００をシステムとして制御する主たるプログラ
ムされた作業を行なう。加えて前記したように、各処理
モジュール１０４は個別のＣＰＵを具えていて追加的な
作業を行なうことができる。このため各処理モジュール
１０４は隣接された処理モジュールに接続された通信リ
ンクを具えており、相互およびメインＣＰＵとの間で制
御通信を行なう。　処理モジュール１０４間の通信リン
クによりメインＣＰＵの制御の下での各処理モジュール
の作業のタイミングシーケンスが適宜設定される。例え
ば隣接する処理モジュール間で所定の作業が完了したこ
とを知らせる信号交換がなされる。いずれにしてもこの
発明は特定のプログラミングに制約されるものではなく
、所望の作業シーケンスに合せて通常のプログラミング
手法を適宜用いることができる。モジュール処理システ
ム１００および各処理モジュール１０４についてはアメ
リカ特許第４，８５２，５１６号を参照されたい。
【００１０】全部ではないが一部の処理ユニット１０２
にはウエファー移送ユニット１０８が設けられている。 この移送ユニット１０８は一般に伸長可能なアーム１組
立体１０を有している。このアーム組立体例えば複数の
望遠鏡状の（伸縮自在な）個体からなり、その自由端１
１２はウエファー１０６と離脱可能に係合し、基端回転
ユニット１１４に取り付けられている。図２に示すよう
に、このアーム組立体１１０の自由端１１２は直立周壁
１１８により画定される真空室１１６を有している。こ
の真空室１１６は図示しない真空源に接続されており、
ウエファー１０６をアーム組立体１１０に離脱可能に固
定する。この移送ユニット１０８の一般的な構成は当業
界において周知のものである。一例を挙げるとアメリカ
合衆国ニュージャージーのマシンテクノロジーインコー
ポレーションが登録商標名フレキシアーム（ＦＬＥＸＩ
ＡＲＭ）で販売する製品がある。アメリカ特許第４，７
１７，４６１号を参照されたい。
【００１１】前記したようにウエファー１０６は例えば
処理モジュール１０４間で移送する際には無汚染状態に
保つのが望ましい。加えて処理モジュール１０４間で移
送されるウエファーに処理モジュールで施される処理と
両立することのできる特殊なガス環境中にウエファー１
０６を保持することが望ましい。
【００１２】図２に示すこの発明によるウエファー移送
ユニット１０８は環境制御ユニット１２０を有しており
、このユニットはアーム組立体１１０に連結されている
。この環境制御ユニット１２０は支持ブロック１２２を
有しており、これには下向きに湾曲した周縁部１２６を
具えた第１の皿状の覆体１２４とやはり下向きに湾曲し
た周縁部１３０を具えた第２の皿状の覆体１２８とが固
定されている。第２の覆体１２８は第１の覆体１２４の
上方に覆い被さるように配置されていて、両者間に通路
１３２を画定しており、この通路は周縁部１２６、１３
０において環状開口１３４を有している。第１の覆体１
２４はウエファー収容室１３６を画定している。
【００１３】支持ブロック１２２は内孔１３８を有して
おり、この内孔の一端は通路１３２と連通し、他端はチ
ューブ１４０を介して図示しないガス源に連通している
。支持ブロック１２２はさらに一体の口金部１４２を有
しており、この口金部は中央孔１４６を画定する環状体
１４４を有している。この中央孔の一端は下向きにウエ
ファー収容室１３６と連通し、他端はチューブ１４８を
介して図示しないガス源と連通している。環状体１４４
は支持ブロック１２２と協働して環状孔１５０を画定し
、この環状孔の一端はウエファー収容室１３６と連通し
、他端はチューブ１５２を介して図示しないガス源に連
通している。口金部１４２の下端はウエファー収容室１
３６内に延在して周壁１５４と棚１５６とを有しており
、これらは環状孔１５０の開口を放射状外側に向けて指
向させている。
【００１４】支持ブロック１２２は昇降機構１６０に取
付られた支持アーム１５８に連結されており、この昇降
機構はアーム組立体１１０の一部に連結されている。昇
降機構１６０はエアーピストン１６２を有しており、矢
印１６４で示すようにこのエアーピストンは作動時には
支持アーム１５８を垂直方向に伸長させる。このような
昇降機構１６２の構成は周知のものである。
【００１５】つぎに環境制御ユニット１２０の作用を説
明する。一例として、移送ユニット１０８は半導体ウエ
ファー１０６をある処理モジュール１０４から他の処理
モジュールに移送するものとし、この間ウエファーは制
御された清浄なガス流中に保持されて無汚染状態にある
ものとする。これは特にウエファー１０６をフォトレジ
ストコーチンングモジュールからフォトレジスト焼成モ
ジュールへと移送する際に　、フォトレジスト層にウエ
ファー中に製造される集積回路に悪影響を及ぼす汚染物
が付着するのを防止するうえで利用できる。また前記し
たように、環境制御ユニット１２０は他の処理が行なわ
れている間に処理モジュール１０４間でウエファー１０
６を移送する特殊な機能も具えている。
【００１６】移送されるべきウエファー１０６は例えば
処理モジュール１０４にあり、真空室１１６に真空を掛
けることにより移送ユニット１００８の自由端１１２に
離脱可能に固定される。これにはアーム組立体１１０を
伸長させて、処理モジュール１０４内のウエファー１０
６の下側に係合させる。ウエファー１０６は固定される
と環境制御ユニット１２０のウエファー収容室１３６内
に収容される。アーム組立体１１０とウエファー１０６
との係合を容易とするために、昇降機構１６０により環
境制御ユニット１２０を垂直方向に揚げてやる。ウエフ
ァー１０６が移送ユニット１０８に固定されたら、昇降
機構１６０は再起動されて環境制御ユニット１２０をウ
エファー上方に位置させて、ウエファー収容室１３６内
に含まれるようにする。
【００１７】環境制御ユニット１２０は伸長可能なアー
ム組立体１１０に支持されているので、処理モジュール
１０４間をウエファー１０６が移送される間環境制御ユ
ニット１２０はアーム組立体と同時にウエファー１０６
に位置合わせされている。ウエファー１０６は昇降機構
１６０の動作なしに移送ユニット１０８に固定すること
もできる。第１の覆体１２４の下向きの周縁部１２６は
ウエファー１０６の表面１６８上方を移動される。した
がってウエファー１０６はウエファー収容室１３６に横
方向に挿入され、昇降機構１２０を上昇させなくとも、
周壁１１８上方に位置される。しかし処理モジュール１
０４との干渉があった場合には昇降機構１６０を起動さ
せて、ウエファー１０６を受けるためのお隙間を作る必
要がある。
【００１８】かくしてチューブ１４０、１４８、１５２
などを介して清浄ガスを連続的に流すことにより、ウエ
ファー１０６は移送ユニット１０８の周囲の環境から隔
離された無汚染状態に保たれる。すなわち口金部１４２
により窒素、アルゴンなどの不活性ガスを環状孔１５０
を介してウエファー収容室１３６内に吐出させ、放射状
外側に向けてウエファーの表面１６８に矢印で示すよう
に施す。このようなガス流により該表面の汚染が効果的
に防止される。
【００１９】上記した放射状のガス流に加えて、中央孔
１４６から下向きに連続的なガス流を供給して　ウエフ
ァーの表面１６８の中央部に衝突させる。この衝突した
ガス流はそれ単独または環状孔１５０により形成された
放射状のガス流と一緒に利用される。ウエファー収容室
１３６を取り巻くガスバリアーは内孔１３８から矢印で
示すように通路１３２を通って環状開口１３４から放射
状外向きかつ下向きにガス流を供給することにより形成
される。下向きのバリアガス流はウエファーを含んだ収
容室１３６を取り巻くカーテンまたは壁を形成する。上
記のように各種のガス流を供給するに際しては、必要に
応じて同種または異種のガスを使用することができる。
【００２０】図３にウエファー移送ユニット１０８の他
の実施例の一部を示す。この場合移送ユニット１２０は
中空の内房１７２を具えた覆体１７０を有しており、こ
の内房が支持ブロック１２２中の透孔１７２を介して図
示しないガス源に連通している。この副体１７０の内側
表面には複数の開口１７６が形成されており、これらを
通って供給されたガスがスプリンクラーまたはシャワー
効果を帯びてウエファー収容室１３６を満たし、図２の
場合と同じようにウエファーを浴処理する。開口１７６
は列状など適宜な配置とすることができ、同径環境また
は異径とすることもでき、いずれにしても収容室１３６
内に連続的な清浄ガス流を供給する。
【００２１】ウエファー１０６は環境制御ユニット１２
０中で一旦移送ユニット１２０に固定されると、他の処
理モジュール１０４に移送されることができる。これに
はウエファーが隣接する処理モジュールの中央部上方に
位置するまで回転ユニット１１４により移送ユニットを
回転位置付けしてやればよい。離脱工程に入るとウエフ
ァー１０６は移送ユニット１２０から離脱され、次の処
理モジュール１０４内に収受される。ウエファー移送ユ
ニット１２０は後退し必要なら初期位置に戻され、隣接
する処理モジュール１０４から他のウエファー１０６を
収受する。かくして各ウエファー１０６は隣接する間を
移送され周囲の環境から独立した状態で所期の作業を受
ける。
【００２２】かくして環境制御ユニット１２０は種々の
汚染から開放された環境状態を保持し、この間にウエフ
ァー１０６がある位置から他の位置へと移送される。不
活性ガスを用いればエッチングにつずく半導体ウエファ
ー材料の酸化を防止できる。従来はこの酸化防止のため
に真空中にウエファー１０６を保持したものである。
【００２３】
【発明の効果】ウエファーの処理と移送とがガスバリア
ーにより周囲の環境から完全に隔離された環境内で行な
われるので、コスト、ウエファーへの悪影響およびシス
テム設計の自由度への制約などが全くなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明のモジュール処理システムの全
体構成を示す平面図である。
【図２】図２はそのモジュール処理ユニットの構成の一
例を示す断面側面図である。
【図３】図３はそのモジュール処理ユニットの構成の他
の例を示す断面側面図である。
【符号の説明】
１００　　　　　　モジュール処理システム１０２　　
　　　　モジュール処理ユニット１０４　　　　　　処
理モジュール １０６　　　　　　ウエファー １０８　　　　　　ウエファー移送ユニット１１０　　
　　　　アーム組立体 １１４　　　　　　回転ユニット １１６　　　　　　真空室 １２０　　　　　　環境制御ユニット １２２　　　　　　支持ブロック １３６　　　　　　ウエファー収容室 １６０　　　　　　昇降機構

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ウエファー（１０６）を移送用の可動体（
    １０８）上に支持し、周囲の環境から隔離された制御環
    境中に保持したこのウエファー上方にガス流を流し、こ
    の状態でウエファーをある位置から他の位置へと移送す
    ることを特徴とするウエファー移送方法。
  2. 【請求項２】可動体（１０８）の一部上方に覆体（１２
    ４、１７０）を配置して、ウエファーとガス流とを収受
    する房室（１３６）を形成することを特徴とする請求項
    １に記載の方法。
  3. 【請求項３】ガス流をしてウエファーの表面上方を放射
    状に外側に流すことを特徴とする請求項１または２に記
    載の方法。
  4. 【請求項４】可動体（１０８）の一部の上方に第１の覆
    体（１２４）を配置してウエファーを収受する房室（１
    ３６）を形成し、第１の覆体の上方に離間して第２の覆
    体（１２８）を配置して両者間に通路（１３２）を画定
    することを特徴とする請求項１〜３のいずれかひとつに
    記載の方法。
  5. 【請求項５】房室（１３６）と通路（１３２）とにガス
    を流すことを特徴とする請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】通路（１３６）の終端に房室（１３６）と
    取り巻く環状開口（１２４）を設け、通路（１３２）を
    流れて環状開口（）に１３４おいて下方を指向するガス
    により房室（１３６）と周囲の環境との間にガスバッフ
    ァーを形成することを特徴とする請求項５に記載の方法
    。
  7. 【請求項７】可動体（１０８）の上方に覆体（１７０）
    を配置してウエファーを収受する房室（１３６）を形成
    し、この覆体に中空の内房（１７２）と房室（１３６）
    との連通のための複数の開口（１７６）とを設け、この
    開口（１７６）を介して名威望（１７２）から房室（１
    ３６）中ウエファーの表面上方にガスを供給することを
    特徴とする請求項１〜３のいずれかひとつに記載の方法
    。
  8. 【請求項８】ウエファー（１０６）を支持してある位置
    から他の位置へと移送する可動体（１０８）と、この可
    動体に連結されて移送中ウエファーを周囲の環境から隔
    離された制御環境中に保持する環境制御ユニット（１２
    ０）とを有してなるウエファー移送装置。
  9. 【請求項９】環境制御ユニット（１２０）が可動体（１
    ０８）の一部の上方に配置されてウエファーを収受する
    房室（１３６）を画定する覆体（１２４、１７０）を有
    していることを特徴とする請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】環境制御ユニット（１２０）が房室（１
    ３６）と連通してそこにガスを供給する供給手段（１４
    ６、１５０）を有していることを特徴とする請求項９に
    記載の装置。
  11. 【請求項１１】供給手段（１４６、１７０）が可動体（
    １０８）に支持されたときにウエファーの中心と一線状
    に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の
    装置。
  12. 【請求項１２】供給手段（１４６、１７０）がウエファ
    ーの表面上を放射状に外向きに流れるガス流を供給する
    ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の装置。
  13. 【請求項１３】環境制御ユニット（１２０）が、可動体
    （１０８）の一部の上方に配置されてウエファーを収受
    する房室（１３６）を画定する第１の覆体（１２４）と
    、この第１の覆体の上方に離間配置されて両者間に通路
    （１３８）を画定する第２の覆体（１２８）とを有して
    いることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかひとつ
    に記載の装置。
  14. 【請求項１４】環境制御ユニット（１２０）が房室（１
    ３６）と連通してそこにガスを供給する第１の供給手段
    （１４６、１５０）と、通路（１３８）に連通してそこ
    にガスを供給する第２のお供給手段（１３８）とを有し
    ていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
  15. 【請求項１５】通路（１３８）の終端に房室（１３６）
    を取り巻く環状開口（１３４）が設けられていて、この
    通路を通ったガスが下方に流れて房室と周囲の環境との
    間にガスバリアーを形成することを特徴とする請求項１
    ３または１４に記載の装置。
  16. 【請求項１６】環境制御ユニット（１２０）が中空の内
    房（１７２）と複数の開口（１７６）とをを具えた第１
    の覆体（１７０）を有しており、この開口により第１の
    覆体により形成された房室（１３６）とが連通されてそ
    こにガスの供給がなされることを特徴とする請求項８〜
    １１のいずれかひとつに記載の装置。
  17. 【請求項１７】可動体（１０８）が伸長可能なアーム組
    立体（１１０）を有しており、このアーム組立体がウエ
    ファーを端部に離脱可能に固定する手段（１１６）を有
    していることを特徴とする請求項８〜１６のいずれかひ
    とつに記載の装置。
  18. 【請求項１８】第１のステーション（１０２）がウエフ
    ァーに少なくとも１通りの処理を施す処理手段（１０４
    ）を有しており、処理済のウエファーの収受ステーショ
    ン（１０２）が設けられており、可動体（１０８）が制
    御された環境中でウエファーを両ステーション間で移送
    することを特徴とする請求項８〜１７のいずれかひとつ
    に記載の装置。
  19. 【請求項１９】処理手段（１０４）が収受ステーション
    （１０２）にあって少なくとも１通りの他の処理をウエ
    ファーに施すことを特徴とする請求項１８に記載の装置
    。
JP3188033A 1990-09-24 1991-07-01 ウエファ−移送方法と装置 Pending JPH04243741A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US58701090A 1990-09-24 1990-09-24
US07/587,010 1990-09-24

Publications (1)

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JPH04243741A true JPH04243741A (ja) 1992-08-31

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ID=24347960

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