JPH08288191A

JPH08288191A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JPH08288191A
Application number: JP9469995A
Authority: JP
Inventors: Hidefumi Ito; 秀文伊藤; Katsuhiko Ishikawa; 勝彦石川; Masaki Ito; 雅樹伊藤; Nobuhiro Konishi; 信博小西
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-04-20
Filing date: 1995-04-20
Publication date: 1996-11-01

Abstract

(57)【要約】【目的】ウエハロードロック室における雰囲気置換時
間を短縮することが可能な技術を提供する。【構成】ウエハロードロック室５を雰囲気置換室５Ａ
と受渡し室５Ｂとに分離可能に構成して、この雰囲気置
換室５Ａのみの雰囲気を置換する。ウエハロードロック
室５の雰囲気置換はこのウエハロードロック室５の全体
を対象として行うのではなく、ウエハロードロック室５
の一部にウエハ治具１２を収納できる程度の狭い容積に
設けられた雰囲気置換室５Ａを対象として行うので、雰
囲気の置換を短い時間で行うことができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置に関
し、特に、ウエハ処理室に対して所望の雰囲気を保持し
たままでウエハの受渡しを行うウエハロードロック室を
備える半導体製造装置に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ等の半導体装置の製造において
は、ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）処理、スパッタ処理、ドライエッチ処
理、酸化処理等の各種のプロセス処理が必要であり、各
処理工程間で半導体ウエハ（以下、単にウエハと称す
る）の搬送が行われる。ここで、最近のＬＳＩのように
高集積化が促進されると、用いられるウエハの寸法は益
々大径化される傾向にある。このため、ウエハに対する
各種プロセス処理においては、複数枚のウエハを同時に
扱うバッチ処理方式に代って、ウエハを１枚ずつ扱う枚
葉処理方式が広く採用されている。

【０００３】このように任意のプロセス処理を行うに
は、処理すべきウエハをウエハ処理室に搬送する必要が
あるが、最近では複数枚のウエハをウエハ治具で支持し
て、このウエハ治具ごとウエハロードロック室に収納し
た上で、このウエハロードロック室のウエハ治具から１
枚ずつウエハをウエハ処理室に搬送することが一般的に
行われている。

【０００４】このようなウエハロードロック室は、ロボ
ットアームを有するウエハ搬送室を介してウエハ処理室
と一体化されて半導体製造装置が構成され、ウエハ処理
室に対してウエハ搬送室を介してウエハロードロック室
からウエハの受渡しが行われるようになっている。すな
わち、ウエハ処理室で処理すべきウエハ及びウエハ処理
室で処理済みのウエハは、ともにウエハ搬送室のロボッ
トアームによって搬送されて、ウエハの受渡しが行われ
る。ウエハロードロック室へのウエハ治具の収納は人手
によって行われる。

【０００５】このようにウエハロードロック室とウエハ
処理室との間でウエハの受渡しを行う場合、ウエハを外
部の雰囲気に触れさせないようにウエハロードロック室
の雰囲気を所望の雰囲気に保持することが行われる。こ
の雰囲気は、一般にウエハ処理室で行うべきプロセス処
理の内容に応じて、それに合わせるような雰囲気が選ば
れ、例えば真空が選ばれる。これによって、例えば、ウ
エハ処理室においてＣＶＤ処理、スパッタ処理等を行う
場合は、ウエハを外気に触れさせることなく真空の雰囲
気に保持したままで、ウエハロードロック室とウエハ処
理室との間でウエハの受渡しを行うことができるように
構成されている。

【０００６】このためには、ウエハの受渡しに先立って
予めウエハロードロック室の雰囲気を真空の状態に置換
しておく必要がある。従って、ウエハロードロック室に
ウエハ治具を収納した後に、ウエハロードロック室を真
空ポンプによって排気して雰囲気を真空に置換すること
が行われる。あるいは、必要に応じて、この後任意のガ
スを導入してこのガスの雰囲気に置換することが行われ
る。例えば不活性ガスの雰囲気に保持することも行われ
る。

【０００７】このようなウエハロードロック室を用いて
各種ウエハ処理を行う技術は、例えば（株）工業調査会
発行、「ＶＬＳＩプロセス装置ハンドブック」、１９９
０年６月１０日発行、Ｐ３２４〜Ｐ３２７あるいはＰ５
７３に記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】最近のＬＳＩのように
高集積化が促進されて大径化されたウエハを用いる場合
は、ウエハ寸法に比例して容積を大きくしたウエハロー
ドロック室を備えた半導体製造装置を用意しなければな
らないが、このような大容積のウエハロードロック室は
雰囲気を置換するのに長時間を要するという問題があ
る。

【０００９】すなわち、ウエハが大径化するとウエハ治
具も大型化するので、ウエハの受渡しを行う場合、ウエ
ハロードロック室において大型化されたウエハ治具を上
下動するための空間として、ウエハ治具のほぼ２倍の高
さ寸法を必要とするため、雰囲気を置換する空間が増大
して雰囲気置換に時間がかかるようになる。

【００１０】この結果、スループットが低下するように
なるので、ＬＳＩ製品の完成までに不必要に長い日数を
費やすようになる。

【００１１】このため、雰囲気の置換時間を短縮すべ
く、真空ポンプによる真空吸引速度を上げる試みもなさ
れているが、この場合には雰囲気中の水分が凝縮してウ
エハに異物が付着する現象が生じるので、ウエハに不良
が発生するようになる。特に、最近のように大径化され
ているウエハにおいては、一枚あたりのチップの取得数
が多くなっているので、不良が発生すると大きな損失と
なる。

【００１２】本発明の目的は、ウエハロードロック室に
おける雰囲気置換時間を短縮することが可能な技術を提
供することにある。

【００１３】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下
記の通りである。

【００１５】本発明の半導体製造装置は、ウエハを任意
のプロセス処理するウエハ処理室に対して、ウエハの受
渡しを行うウエハロードロック室を備えた半導体製造装
置において、前記ウエハロードロック室は、雰囲気の置
換を行う雰囲気置換室と、ウエハの受渡しを行う受渡し
室とに分離可能に構成されている。

【００１６】

【作用】上述した手段によれば、本発明の半導体製造装
置は、ウエハを任意のプロセス処理するウエハ処理室に
対して、ウエハの受渡しを行うウエハロードロック室を
備えた半導体製造装置において、前記ウエハロードロッ
ク室は、雰囲気の置換を行う雰囲気置換室と、ウエハの
受渡しを行う受渡し室とに分離可能に構成されているの
で、雰囲気置換は雰囲気置換室で行われる。これによっ
て、ウエハロードロック室の全体でなくこの一部の狭い
容積内で雰囲気置換が行われるので、ウエハロードロッ
ク室における雰囲気置換時間を短縮することが可能とな
る。

【００１７】以下、本発明について、図面を参照して実
施例とともに詳細に説明する。

【００１８】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。

【００１９】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

【００２０】図１は本発明の実施例による半導体製造装
置を示す側面断面図である。本実施例の半導体製造装置
１は、ウエハ２を任意のプロセス処理するウエハ処理室
３に対して、ウエハ搬送室４を介して一体化されたウエ
ハロードロック室５を備えている。ウエハ処理室３、ウ
エハ搬送室４及びウエハロードロック室５は、例えばア
ルミニウム、ステンレス等の材料から構成されている。

【００２１】互いに隣接するウエハ処理室３とウエハ搬
送室４との間及びウエハ搬送室４とウエハロードロック
室５の間は、ゲート６を介して連通可能に構成されてお
り、各ゲート６はゲートバルブ７によって開閉される。
ウエハ処理室３には処理すべきウエハを積載するステー
ジ８が設けられている。ウエハ搬送室４には駆動手段９
によって駆動されるロボットアーム１０が設けられてい
て、このロボットアーム１０はゲート６を通じてウエハ
処理室３あるいはウエハロードロック室５内に移動し
て、ウエハロードロック室５とウエハ処理室３との間
で、ウエハ２の受渡しを行うように構成されている。

【００２２】ウエハロードロック室５は、ウエハ２をウ
エハ治具１２を介して積載する平板状のステージ１１に
よって、雰囲気の置換を行う上部の雰囲気置換室５Ａ
と、ウエハ２の受渡しを行う下部の受渡し室５Ｂとに分
離可能に構成されている。雰囲気置換室５Ａはウエハ治
具１２を収納できる程度の狭い容積に設けられており、
これによって雰囲気置換時間の短縮を図るようになって
いる。

【００２３】ステージ１１はシャフト１３によって支持
されて、このシャフト１３が図示しない駆動手段によっ
て駆動されることにより、上下動可能に構成されてい
る。平板状のステージ１１の上面の周囲にはシール部材
１４が設けられており、シャフト１３によってステージ
１１が上昇されてシール部材１４が雰囲気置換室５Ａの
底面の角部５ａに接触することにより、ウエハロードロ
ック室５は雰囲気置換室５Ａと受渡し室５Ｂとに分離
（区画）されるようになっている。

【００２４】雰囲気置換室５Ａの側端には、ウエハ治具
１２を収納するための収納口１５が設けられ、この収納
口１５は扉１６によって開閉可能に構成されている。扉
１６の内側にはシール部材１４が設けられている。ま
た、雰囲気置換室５Ａには、必要に応じて任意のガスを
供給するためのガス供給口１７及び排気口１８が設けら
れている。さらに、雰囲気置換室５Ａと受渡し室５Ｂと
の間には、圧力調整用バルブ１９が設けられている。

【００２５】次に、本実施例の半導体製造装置１の作用
を説明する。なお、ウエハロードロック室５の雰囲気を
真空に置換する例で説明する。

【００２６】図２に示したように、ウエハロードロック
室５側のゲート６をゲートバルブ７により閉鎖した上
で、ステージ１１を上昇させてウエハロードロック室５
を雰囲気置換室５Ａと受渡し室５Ｂとに分離しておい
て、予め受渡し室５Ｂを真空に排気しておくものとす
る。この状態で、扉１６を開放して収納口１５を通じて
雰囲気置換室５Ａに処理すべき複数枚のウエハ２を支持
したウエハ治具１２を収納して、ステージ１１上に積載
する。

【００２７】続いて、図３に示したように、扉１６を閉
鎖した後、排気口１８を通じて雰囲気置換室５Ａを図示
しない真空ポンプによって排気して、雰囲気を大気から
真空に置換する。この場合、雰囲気置換室５Ａの容積
は、ウエハ治具１２を収納できる程度の狭い容積に設け
られているため、ウエハロードロック室５の全体でなく
この一部の狭い容積内で雰囲気置換が行われるので、雰
囲気置換は短時間で行うことができ、ほぼ従来の場合の
半分に短縮することができる。

【００２８】なお、このとき真空以外の雰囲気が必要な
ときは、ガス供給口１７から任意のガス例えば不活性ガ
スを供給するようにする。そして、所望の圧力に制御し
た後、圧力調整バルブ１９によって雰囲気置換室５Ａと
受渡し室５Ｂの圧力を調整する。

【００２９】次に、図４に示したように、雰囲気置換室
５Ａと受渡し室５Ｂとの雰囲気がともに真空に置換され
た後、シャフト１３によってステージ１１を下降させ
る。

【００３０】続いて、図５に示したように、ウエハロー
ドロック室５側のゲート６をゲートバルブ７によって開
放して、このゲート６を介してウエハロードロック室５
とウエハ搬送室４の間を連通させる。次に、ウエハ搬送
室４のロボットアーム１０をゲート６を介してウエハロ
ードロック室５の受渡し室５Ｂに相当した位置に移動さ
せて、ウエハ治具１２からウエハ２を受け取る。このウ
エハ２の受け取りは、ロボットアーム１０をウエハ２の
下方に配置させた状態で、ロボットアーム１０に予め用
意した図示しないエアーピンセット等を利用して非接触
で支持することが望ましい。

【００３１】次に、ウエハ２をそのように安定な状態に
保持したままで、ロボットアーム１０をゲート６を通じ
て再びウエハ処理室２内に戻した後、ウエハロードロッ
ク室５側のゲート６を閉鎖する。なお、ウエハ搬送室４
の雰囲気は予め真空に置換されているものとする。

【００３２】続いて、図６に示したように、ウエハ処理
室３側のゲート６をゲートバルブ７によって開放して、
このゲート６を介してウエハ処理室３とウエハ搬送室４
の間を連通させる。ウエハ処理室３は予め真空に置換さ
れているものとする。次に、このゲート６を介してウエ
ハ搬送室４のロボットアーム１０をウエハ２を支持した
ままでウエハ処理室３に移動させる。これにより、ウエ
ハ２はウエハ処理室３に搬送される。

【００３３】この後は、ロボットアーム１０からウエハ
２をステージ８に移動して、ＣＶＤ処理、スパッタ処理
等の所望のプロセス処理が行われることになる。なお、
ウエハ２をステージ８に移動した後は、ロボットアーム
１０をゲート６を介して再びウエハ搬送室４に戻して、
ウエハ処理室３側のゲート６を閉鎖する。これにより、
ウエハ２はウエハロードロック室５からウエハ処理室３
に搬送されたことになる。

【００３４】次に、ウエハ処理室３で所望のプロセス処
理が施されたウエハ２は、以上のような一連の搬送動作
と逆の工程を経ることにより、ウエハロードロック室５
の雰囲気置換室５Ａから外部に搬送される。

【００３５】すなわち、処理済みのウエハ２は、ウエハ
処理室３側のゲート６及びウエハロードロック室５側の
ゲート６を介して、ロボットアーム１０によって搬送さ
れて、図４に示したのと同様に、ステージ１１上のウエ
ハ治具１２に戻される。次に、図３に示したのと同様
に、シャフト１３によって上昇されたステージ１１はウ
エハロードロック室５を、雰囲気置換室５Ａと受渡し室
５Ｂとに分離する。

【００３６】続いて、受渡し室５Ｂから密閉された状態
の雰囲気置換室５Ａを、ガス供給口１７から空気を供給
して雰囲気を大気に戻す。次に、扉１６を開放して雰囲
気置換室５Ａからウエハ治具１２を取り出すようにす
る。

【００３７】このような構造の半導体製造装置によれ
ば、ウエハロードロック室５の雰囲気置換はこのウエハ
ロードロック室５の全体を対象として行うのではなく、
ウエハロードロック室５の一部にウエハ治具１２を収納
できる程度の狭い容積に設けられた雰囲気置換室５Ａを
対象として行うので、雰囲気の置換を短い時間で行うこ
とができるようになる。

【００３８】このような実施例によれば次のような効果
が得られる。

【００３９】（１）ウエハロードロック室５を雰囲気置
換室５Ａと受渡し室５Ｂとに分離可能に構成して、この
雰囲気置換室５Ａのみの雰囲気を置換するので、雰囲気
置換時間を短縮することが可能となる。

【００４０】（２）これに伴って、最近のＬＳＩのよう
に高集積化が促進されて大径化されたウエハ２を用いる
場合で、ウエハ寸法に比例して容積を大きくしたウエハ
ロードロック室５を備えていても、スループットを向上
できるようになるので、ＬＳＩ製品の完成までに不必要
に長い日数を費やすことがなくなる。

【００４１】（３）ウエハロードロック室５に対して真
空ポンプによる真空吸引速度を上げる試みは不必要にな
るので、ウエハ２に不良を発生させる原因を除くことが
できるようになる。

【００４２】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。

【００４３】例えば、前記実施例ではウエハロードロッ
ク室の雰囲気置換室を真空に置換する例で説明したが、
真空に限らず任意のガスを満たした雰囲気に置換するこ
とが可能である。

【００４４】また、ウエハ搬送室に隣接させるウエハ処
理室は、１個に限らず必要とするプロセス処理に対応し
て複数個設けることが可能である。

【００４５】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である半導体
製造技術に適用した場合について説明したが、それに限
定されるものではない。本発明は、少なくとも被処理体
を収納するための特定の雰囲気を短時間で得たい用途に
は適用できる。

【００４６】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。

【００４７】（１）ウエハロードロック室を雰囲気置換
室と受渡し室とに分離可能に構成して、この雰囲気置換
室のみの雰囲気を置換するので、雰囲気置換時間を短縮
することが可能となる。

【００４８】（２）これに伴って、最近のＬＳＩのよう
に高集積化が促進されて大径化されたウエハを用いる場
合で、ウエハ寸法に比例して容積を大きくしたウエハロ
ードロック室を備えていても、スループットを向上でき
るようになるので、ＬＳＩ製品の完成までに不必要に長
い日数を費やすことがなくなる。

【００４９】（３）ウエハロードロック室に対して真空
ポンプによる真空吸引速度を上げる試みは不必要になる
ので、ウエハに不良を発生させる原因を除くことができ
るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による半導体製造装置を示す側
面断面図である。

【図２】本発明の実施例による半導体製造装置の作用を
説明する側面断面図である。

【図３】本発明の実施例による半導体製造装置の作用を
説明する側面断面図である。

【図４】本発明の実施例による半導体製造装置の作用を
説明する側面断面図である。

【図５】本発明の実施例による半導体製造装置の作用を
説明する側面断面図である。

【図６】本発明の実施例による半導体製造装置の作用を
説明する側面断面図である。

【符号の説明】

１…半導体製造装置、２…ウエハ、３…ウエハ処理室、
４…ウエハ搬送室、５…ウエハロードロック室、６…ゲ
ート、７…ゲートバルブ、８、１１…ステージ、９…駆
動手段、１０…ロボットアーム、１２…ウエハ治具、１
３…シャフト、１４…シール部材、１５…収納口、１６
…扉、１７…ガス供給口、１８…排気口、１９…圧力調
整バルブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小西信博東京都青梅市今井2326番地株式会社日立製作所デバイス開発センタ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウエハを任意のプロセス処理するウエハ
処理室に対して、ウエハの受渡しを行うウエハロードロ
ック室を備えた半導体製造装置において、前記ウエハロ
ードロック室は、雰囲気の置換を行う雰囲気置換室と、
ウエハの受渡しを行う受渡し室とに分離可能に構成され
たことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】前記雰囲気置換室と受渡し室との分離
は、ウエハを積載するステージにより行うことを特徴と
する請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】前記ステージは、ウエハロードロック室
の一部の空間にウエハを収納した状態でこの空間を残り
の空間から分離して、前記一部の空間を雰囲気置換室と
することを特徴とする請求項２に記載の半導体製造装
置。
【請求項４】前記ステージは、ウエハロードロック室
の前記一部の空間を残りの空間から密閉することによ
り、ウエハロードロック室を雰囲気置換室と受渡し室と
に分離することを特徴とする請求項３に記載の半導体製
造装置。
【請求項５】前記ウエハ処理室と前記ウエハロードロ
ック室との間にロボットアームを有するウエハ搬送室を
配置し、前記ウエハ処理室に対して前記ウエハロードロ
ック室の受渡し室から、前記ロボットアームによってウ
エハの受渡しを行うことを特徴とする請求項１乃至４の
いずれか１項に記載の半導体製造装置。