JPH0951027A

JPH0951027A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JPH0951027A
Application number: JP20201495A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Ishikawa; 勝彦石川; Sadayuki Okudaira; 定之奥平; Hideki Tomioka; 秀起富岡; Yoshio Saito; 由雄斉藤; Yoshikazu Tanabe; 義和田辺
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-08-08
Filing date: 1995-08-08
Publication date: 1997-02-18

Abstract

(57)【要約】【目的】ゲートバルブ開閉動作に起因して発生する異物
の防止、すなわちクリーン化対策およびスループット向
上を目的とする。【構成】ウエハ搬送チャンバ１とプロセスチャンバ２と
の間にウエハ７が通過できる穴１１と、ウエハ搬送用ブ
レード６に各チャンバ内の雰囲気を遮断できるシール突
起部１０が付設しているシール機構部５とを設け、ウエ
ハ搬送チャンバ１とプロセスチャンバ２との雰囲気の遮
断は、ウエハ７がプロセスチャンバ２の所定の位置に到
達した時点で完全に遮断できるようにした構成である。
前記ウエハ搬送用ブレード６はプロセスチャンバ２に挿
入された状態でプロセス処理を行なう構成である。【効果】ウエハ搬送チャンバとプロセスチャンバの間に
はゲートバルブが存在しないので、ゲートバルブ開閉動
作に起因する発塵を減少できる。また、ウエハ搬送用ブ
レードにウエハを搭載させたままプロセス処理を実行で
きるので、ウエハ持ち替えに必要な動作が不要になり、
制御が簡単になる。さらには、スループットの向上が図
れる。

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す
るもので、特に、前工程半導体ウエハ処理装置であるマ
ルチチャンバ装置の形態に関する発明である。

【０００２】

【従来の技術】ここで、従来のマルチチャンバ装置の形
態を示す略上面図を図１１に示す。

【０００３】すなわち、従来のマルチチャンバ装置は、
真空、あるいは不活性ガス雰囲気での半導体ウエハ（以
下単に、「ウエハ」と略称する）の一貫処理ができ、各
層を形成するときに次工程移動時に外界からの汚染等を
防ぐ目的でウエハ搬送チャンバの周りに複数の異なった
プロセス処理を行なうプロセスチャンバを接続した構成
である。また、ウエハ搬送チャンバと各プロセスチャン
バとの境界には、ゲートバルブで各チャンバを隔離して
おり、ウエハ搬送の際にはゲートバルブの開閉により行
なう構成であった。このような構成を示すものとして
は、例えば、特開平２−１８３５２７号公報、特開平３
−２６３３２０号公報に記載されている。

【０００４】しかし、従来のマルチチャンバ装置におい
ては、ウエハ搬送時にウエハ搬送チャンバとプロセスチ
ャンバとの間に設けたゲートバルブを当然開閉しなけれ
ばならない。この結果として、ゲートバルブ開閉動作で
は、一般に二つの材料の接触があり異物発生が避けられ
ず、クリーン化対策として問題となった。

【０００５】また、ウエハ搬送時においてウエハ搬送チ
ャンバとプロセスチャンバ間のゲートバルブを閉じるた
めに、ウエハ搬送用ブレードからウエハをプロセスチャ
ンバ内の適当な位置に設置したあと、ウエハ搬送用ブレ
ードをプロセスチャンバから引き出す必要がある。この
ためにウエハ搬送用ブレードからプロセスチャンバ資料
台へ、また、その逆においてもウエハ持ち替え動作が必
要になる。このウエハの持ち替え動作も煩雑なものであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したように本発明
は、ゲートバルブから発生する異物の防止すなわちクリ
ーン化対策およびスループット向上を目的とする。

【０００７】本発明の前記並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。

【０００８】

【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。

【０００９】すなわち、上記問題点を解決するため、本
発明のマルチチャンバ装置の構成はウエハ搬送チャンバ
とプロセスチャンバとの間のゲートバルブおよびプロセ
スチャンバ内のウエハを設置する試料台を設けない構成
である。したがって、ウエハ搬送チャンバとプロセスチ
ャンバとの雰囲気の遮断には、ウエハ搬送用ブレードに
各チャンバ内の雰囲気を遮断できるシール突起部を設
け、ウエハがプロセスチャンバの所定の位置に到達した
時点で完全に遮断できるようにした構成で、前記ウエハ
搬送用ブレードはプロセスチャンバに挿入された状態で
プロセス処理を行なうことを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記した手段によれば、ウエハ搬送チャンバと
プロセスチャンバの間にゲートバルブがなくなるので、
ゲートバルブ開閉動作に起因する発塵を減少できる。ま
た、ウエハ搬送用ブレードにウエハを搭載させたままプ
ロセス処理を実行できるので、ウエハ持ち替えに必要な
動作が不要になり、制御が簡単になる。さらには、スル
ープットの向上が図れる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明についての一実施例を図面を用
いて具体的に説明する。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、その繰返しの説明は省略する。

【００１２】図１は本発明によるマルチチャンバ装置の
形態を示す略上面図、図２は図１におけるＡ−Ａ断面
（プロセスチャンバ部）に対応する断面図、図３は図２
におけるＣ部に対応する拡大断面図、図４は図３に示す
矢印方向から見たシール機構部の側面図、図５は他のシ
ール機構部を示した図３と同様箇所を示す拡大断面図、
図６は図１におけるＢ−Ｂ断面（ロードロックチャンバ
部）に対応する断面図、図７は本実施例によるウエハ保
持ブレードおよびウエハ格納カセットブレードの形態を
示す上面図、図８はウエハ搬送用ブレードにおいての他
の実施例を示す平面図、図９は図８におけるＤ−Ｄ断面
に対応する断面図、図１０は図８におけるＥ−Ｅ断面に
対応する断面図、図１１は従来のマルチチャンバ装置の
形態を示す略上面図である。

【００１３】図１において、ウエハ搬送チャンバ１の周
辺にそれぞれ独立したプロセス処理（例えば、洗浄、酸
化、エッチング）を行なう、プロセスチャンバ２、およ
びローダ・アンローダ機能が設けられているロードロッ
クチャンバ３が接続されている。なお、本実施例の製造
装置は、目的によって必要なプロセスチャンバ２を連結
できるようになっている。前記ウエハ搬送チャンバ１、
プロセスチャンバ２、ロードロックチャンバ３は、それ
ぞれ独立して真空ポンプ（図示せず）により所望の減圧
雰囲気に設定でき、外部からの雰囲気を完全に遮断でき
る構成である。

【００１４】また、ウエハ搬送チャンバ１内にはウエハ
７をそれぞれのプロセスチャンバ２へ搬入、搬出するた
め、ＦｒｏｇＬｅｇ機構と称される伸縮自在のウエハ
搬送用アーム４が設けられている。さらに、前記ウエハ
搬送用アーム４に連続して設けられた、ウエハ７を直接
載せて搬送するウエハ保持用ブレード６が設けられてい
る。

【００１５】なお、ウエハ保持用ブレード６は、ウエハ
７を載せたままプロセスチャンバ２内に挿入した状態で
プロセス処理される。前記ウエハ保持用ブレード６に
は、ウエハ７が各プロセスチャンバ２の所定の位置に到
達した時点で、ウエハ搬送チャンバ１とプロセスチャン
バ２との雰囲気を遮断できるシール突起部１０を付設し
たシール機構部５が、前記ウエハ搬送用アーム４とウエ
ハ保持用ブレード６との間に設けられている（シール突
起部１０については後で詳細に述べる）。

【００１６】前記ウエハ搬送チャンバ１には、ウエハ搬
送チャンバ１の一部分からガス（Ｎ₂）を流し込むため
のゲートバルブ８（入口）が設けられている。また、ウ
エハ搬送チャンバ１の周りに接続されている複数のプロ
セスチャンバ２は、一つのプロセスチャンバ２が処理時
には他のプロセスチャンバ２は何の処理もされていない
状態（未処理）である。さらに、未処理のプロセスチャ
ンバ２とウエハ搬送チャンバ１とは、ウエハ７が通過で
きるシール突起部１０より一周り小さい開口部１１が設
けられ、未処理のチャンバにガス（Ｎ₂）が流れ込むよ
うになっている。なお、プロセスチャンバ２およびロ
ードロックチャンバ３には、独立した真空ポンプ（図示
せず）でゲートバルブ９（出口）からガス（Ｎ₂）を排
気する構成であり、常にエアフローを与えウエハ搬送チ
ャンバ１、プロセスチャンバ２およびロードロックチャ
ンバ３内の異物を取り除き、常時クリーンに保たれるよ
うになっている。

【００１７】ウエハ搬送チャンバ１とその周りに接続さ
れているチャンバとの境界には、上記したように図２に
示すようなウエハ７が通過できる開口部１１が設けられ
ている。すなわち、前記ウエハ７の通過する開口部１１
の大きさは、図４に示したシール機構部５に付設してい
るシール突起部１０の大きさより一周り小さい構造であ
る。したがって、ウエハ７がプロセスチャンバ２内の所
定の位置に搬送された時点で、シール突起部１０がウエ
ハ搬送チャンバ１の壁面に押しつけられ雰囲気を遮断す
ることが出来る。

【００１８】ここで、前記シール機構部５に付設するシ
ール突起部１０について図３にしたがい説明する。図３
において、シール突起部１０には例えば、デュポン社製
のフッ素系ゴムから成るバイトンから構成されており、
前記シール突起部１０は中空構造であり、シール機構５
とウエハ搬送チャンバ１の壁面との部分的変形を吸収し
て接触面との密着を図っている。

【００１９】なお、前記シール突起部１０は中空構造で
あるがこれに限られてはいない。例えば、図５に示すよ
うにシール突起部１２は中空とせず、中実構造にしても
よい。また、本実施例では、フッ素系のゴムを用いたが
ゴムに限らず、金属を使ってもよい。

【００２０】また、本実施例ではシール突起部１０はシ
ール機構部５側に設けたが、これに限らずウエハ搬送チ
ャンバ１の壁面に設けてもよく、同様の効果が得られ
る。

【００２１】ここで、図６に示したローダ・アンローダ
機構を説明する。ロードロックチャンバ３内には上下に
移動可能なウエハ格納カセット１３が設けられている。
ロードロックチャンバ３からのウエハの搬入、搬出方法
としては、前記ウエハ格納カセット１３の一段目の処理
前ウエハ１６が処理のため取り出され、前記処理前ウエ
ハ１６が一連のプロセス処理が終了した時点で、再び前
記処理前ウエハ１６がもとのウエハ格納カセット１３の
位置に搬送され、その後ウエハ格納カセットが一段上昇
して、次の処理前ウエハが取り出される。故に、順次上
記手段により次のウエハが搬入、搬出される構成とな
る。

【００２２】前記ウエハ格納カセット１３は、ウエハ保
持用ブレード６から持ち替えられるようになっており、
例えば、図７に示すようにウエハ格納カセットブレード
１４は、ウエハ保持用ブレード６を左右から挾み込むよ
うに、ウエハ７を支持する二本の爪状の支持部（コの字
形状）が延在している構造にすれば、前記ウエハ格納カ
セット１３が上昇することで、ウエハ７の持ち替えが可
能となる。

【００２３】次に、一連のプロセス処理を順を追って説
明する。

【００２４】ここで、各チャンバはそれぞれ所望の減圧
雰囲気に保たれているものとする。

【００２５】まず図６に示すように、ロードロックチャ
ンバ３内に設けられたローダ・アンローダ機構のウエハ
格納カセット１３内に位置した処理前ウエハ１６は、ウ
エハ保持用ブレード６の上に載せられ、ウエハ搬送用ア
ーム４の伸縮動作によりウエハ搬送チャンバ１まで運び
出される。

【００２６】次に図１乃至図２に示すように、前記処理
前ウエハ１６を目的とするプロセス処理（例えば洗浄）
のプロセスチャンバ２に搬送する。前記ウエハ保持用ブ
レード６に連設している前記ウエハ搬送用アーム４が、
外部制御機能（図示せず）により目的とするプロセスチ
ャンバ２の方向にウエハ搬送アーム４の支持部２１を中
心として回転する。そして、ウエハ搬送用アーム４が伸
びウエハ７をプロセスチャンバ２内に挿入し、ウエハ保
持用ブレード６に付設しているシール機構部５のシール
突起部１２により、プロセスチャンバ２が周囲からの雰
囲気と完全に遮断され、プロセス処理が行なわれる。な
お、前記ウエハ搬送用ブレード６は、前記プロセスチャ
ンバ２に挿入された状態で（ウエハ７はウエハ搬送用ブ
レード６の上に載った状態）ウエハ処理を行うことにな
る。

【００２７】また、前記ウエハ７が処理されている間、
他の処理していないプロセスチャンバ２は、ウエハ搬送
チャンバ１のゲートバルブ８（入口）からガス（Ｎ₂）
が流し込まれる。前述したように、前記ウエハ搬送チャ
ンバ１と未処理のプロセスチャンバ２とはウエハ通過用
の開口部１１が設けられており、それぞれのプロセスチ
ャンバ２の一部に設けられたゲートバルブ９（出口）か
ら、真空ポンプ（図示せず）により各チャンバ内のエア
ーが排気され、常にガス（Ｎ₂）が循環し、それぞれの
チャンバ内をクリーンにしている。

【００２８】上記処理（洗浄）が終了したウエハ７は、
順次上記手法により次の処理を行うプロセスチャンバ２
に搬入されウエハ処理される。一連の処理が終了したウ
エハ７はロードロックチャンバ３内のローダ・アンロー
ダ機能のウエハ格納カセット１３に格納されて、一連の
処理が完了することになる。

【００２９】ここで、本実施例ではウエハ保持用ブレー
ド６が一つしかなく、ウエハ７を一つのプロセスチャン
バ２で処理している間は、他のプロセスチャンバ２は未
処理である。そこで、スループット向上をさらに図るた
め、ウエハ保持用ブレード６を複数設けた実施例につい
て以下説明する。

【００３０】図８は、ウエハ搬送チャンバ１の略上面図
を示している。同図において、ウエハ搬送用アーム４、
シール機構部５、ウエハ７およびプロセスチャンバ２は
省略してある。

【００３１】図８において、ウエハ搬送チャンバ１内に
ウエハ保持用ブレード１７を支持するブレード保持版１
９が設けられ、前記ブレード保持版１９にはウエハ保持
用ブレード１７を案内しうるガイドレール１８を設けた
構成である。

【００３２】図９乃至図１０は、図８に示したウエハ保
持用ブレード１７のＤ−Ｄ断面、Ｅ−Ｅ断面を示してお
り、図９乃至図１０から明らかなように前記ウエハ保持
用ブレード１７は、下駄のような形状を成している。す
なわち、図９乃至図１０の凸部がガイドレール１８に入
り込み、ウエハ保持用ブレード１７を案内できる構成に
なっている。

【００３３】なお、一つのウエハ保持用ブレード６の場
合には、ウエハ搬送用アーム４でシール突起部５を押圧
しプロセスチャンバ２内を所定の減圧状態に保ってい
た。しかし、複数のウエハ保持用ブレード１７を使用す
る場合は、本実施例では、ウエハ搬送用アーム４は一つ
しか設けてないので、ウエハ搬送用アーム４で押さえる
ことができない。そこで、プロセスチャンバ２内の減圧
状態を保つため、ウエハ保持用ブレード１７に付設して
いるシール機構部およびウエハ搬送チャンバの壁面と
を、例えば電磁力によりウエハ保持用ブレードを固定す
ることでプロセスチャンバ内の減圧状態を保つことがで
きる。

【００３４】また、ウエハ搬送用アームとウエハ保持用
ブレードも上記したような電磁力により保持、脱着する
ことができる。

【００３５】なお、以上本発明者等によってなされた発
明は、上記実施例に限定されるものでなく、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。

【００３６】

【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。

【００３７】（１）ウエハ搬送チャンバとプロセスチャ
ンバの間にゲートバルブがなくなり、チャンバ間の雰囲
気の遮断をシール突起部で行なうので、ゲートバルブ開
閉動作に起因する発塵を減少できる。

【００３８】（２）ウエハ搬送用ブレードにウエハを搭
載させたままプロセス処理を実行できるので、ウエハ持
ち替えに必要な動作が不要になり、制御が簡単になる。

【００３９】（３）従来のマルチチャンバ装置におい
て、ウエハ搬送時には、ウェハ搬送チャンバとプロセス
チャンバ間のゲートバルブの開閉動作および、ウエハが
ゲートバルブ通過の際に開閉動作時のゲートバルブとウ
ェハ搬送用ブレ−ドが衝突しないための制御が必要だっ
た。しかし、本発明によれば上記のような複雑制御が不
要になる。さらには、スループットの向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるマルチチャンバ装置の形態を示す
略上面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ断面に対応する断面図であ
る。

【図３】図２におけるＣ部に対応する拡大断面図であ
る。

【図４】図３に示す矢印方向から見たシール機構部の平
面図である。

【図５】他のシール機構部を示した図３と同様箇所を示
す拡大断面図である。

【図６】図１におけるＢ−Ｂ断面に対応する断面図であ
る。

【図７】ウエハ保持ブレードおよびウエハ格納カセット
ブレードの形態を示す略上面図である。

【図８】ウエハ搬送用ブレードにおいての他の実施例を
示す略上面図である。

【図９】図８におけるＤ−Ｄ断面に対応する断面図であ
る。

【図１０】図８におけるＥ−Ｅ断面に対応する断面図で
ある。

【図１１】従来のマルチチャンバ装置の形態を示す略上
面図である。

【符号の説明】１・・・・ウエハ搬送チャンバ２・・・・プロセスチャンバ３・・・・ロードロックチャンバ４・・・・ウエハ搬送用アーム５・・・・シール機構部６・・・・ウエハ保持用ブレード７・・・・ウエハ８・・・・ゲートバルブ（入口）９・・・・ゲートバルブ（出口）１０・・・・シール突起部１１・・・・開口部１２・・・・シール突起部１３・・・・ウエハ格納カセット１４・・・・ウエハ格納カセットブレード１５・・・・処理完ウエハ１６・・・・処理前ウエハ１７・・・・ウエハ保持用ブレード１８・・・・ガイドレール１９・・・・ブレード保持版２０・・・・凸部２１・・・・支持部３０・・・・ウエハ搬送チャンバ３１・・・・プロセスチャンバ３２・・・・ロードロックチャンバ３３・・・・ゲートバルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斉藤由雄東京都青梅市今井2326番地株式会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者田辺義和東京都青梅市今井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】半導体ウエハを搬送するためのウエハ搬送
チャンバ部と、前記ウエハ搬送チャンバの周りに接続さ
れる、前記半導体ウエハをプロセス処理するためのプロ
セスチャンバ部と、前記プロセスチャンバと同様に前記
ウエハ搬送チャンバの周りに接続される、ローダ・アン
ローダ機構を有するロードロックチャンバ部とを有する
真空および不活性ガス雰囲気で前記半導体ウエハのプロ
セス処理を行う処理装置において、前記ウエハ搬送チャ
ンバと前記プロセスチャンバとの間には雰囲気を遮断す
るためのゲートバルブを設けず、前記半導体ウエハが通
過し得る開口部が設けられ、前記ウエハ搬送チャンバと
前記プロセスチャンバとの雰囲気の遮断には、前記開口
部より一周り大きいシール突起部を付設するシール機構
部を設けたことを特徴とする処理装置。
【請求項２】前記ウエハ搬送チャンバ部には、伸縮自在
のウエハ搬送用アームと、前記半導体ウエハを搭載する
ための前記ウエハ保持用ブレードと、前記シール機構部
とが具備され、前記ウエハ保持用ブレードは、前記半導
体ウエハを搭載したまま前記プロセスチャンバ内でプロ
セス処理されることを特徴とする請求項１に記載の処理
装置。
【請求項３】前記シール突起部はフっ素系のゴムで構成
されることを特徴とする請求項２に記載の処理装置。
【請求項４】前記ウエハ保持用ブレードを複数個設けた
ことを特徴とする請求項２に記載の処理装置。
【請求項５】前記半導体ウエハの前工程処理を行うこと
を特徴とする請求項２に記載の処理装置。