JPH10125764A - 高生産性ウェハ処理装置と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 改善された半導体ウェハ製造装置と方法。 【解決手段】 プラットホームの設計を改善した半導体
ウェハ製造装置。低微粒子室内で処理が行われ、該室に
第１スリットバルブを通って入れられ、第２スリットバ
ルブを通って出される。この装置は、次のように構成さ
れている。(1) ウェハ移送の作業負荷を２つまたはそれ
以上のロボットで分担する。(2) 複数のロボットの動き
を協働させる。好適な動作方法では、１方のロボットが
ウェハを第１スリットバルブを通って処理室内へ入れる
とき、他方のロボットが処理したウェハを第２スリット
バルブを通って取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に半導体ウェ
ハ真空製造装置に関し、装置の生産性を増加する方法と
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動半導体ウェハ製造装置内で、一般に
ウェハはロードロック室から少なくとも１つの処理室へ
動き、次に処理後ロードロック室へ戻る。真空半導体ウ
ェハ処理の分野では、ロードロック室、処理室、中間処
理（例えば、前洗浄、冷却）、移送機構（例えば、ロボ
ット又はコンベヤ）等の色々の装置部品のレイアウト
は、設置面積と生産性だけでなく、装置のコストと信頼
性にも大きく影響する。従って、装置のレイアウトを最
適化するため多くの努力がなされてきた。例えば、ウェ
ハ処理装置の全体構造又はプラットフォーム）を２つの
段階（バッファー段階と移送段階）に分離することによ
り、柔軟性が大きくなる。アプライドマレリアル社のEN
DURA等の従来の２つまたはそれ以上の段階を有する装置
では、ウェハをロードロック室と中間室の間で移送する
バッファーロボットを備えるバッファー室を使用する。
同様に、中間室と１つ又はそれ以上の処理室の間で、又
は処理室から処理室へウェハを移動するのに、移送ロボ
ットを備える移送室が使用される。処理室は、１つのス
リットバルブを有し、そこを通って、同じロボットがウ
ェハを処理室に出し入れする。従って、中央の移送ロボ
ットが、その壁に接続した全ての処理室への出し入れを
行い、バッファーロボットが２つのロードロック室のそ
れぞれと、バッファー室の壁に接続したあらゆるプロセ
ス室への出し入れを行う。このような装置は、高いスル
ープットを達成したが、処理時間が短くなるにつれて、
このような従来の装置の生産性は、ウェハの移送時間の
ために制限されてきた。特に、ウェハを室に出し入れす
るのにかかる時間が、室での処理時間を超えると、中央
の移送ロボットでは、より速い処理をするという要求を
満たすことができず、数が増加した室への供給を行いさ
らに生産性を上げることができない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】米国特許第5,486,080
号に、単一の真空室を備える他のプラットホームが開示
される（「080 装置」）。この装置は、１つの真空室内
にイオンインプランテーションに使用する２つのロボッ
トと１つのプラテンを包含する。080 装置のロボットと
処理の位置が１つの室内に含まれるので、スリットバル
ブを通るロボット移送に必要な高繰り返し性を考慮せず
に構成されている場合がある。商用グレード低微粒子数
製造装置（低微粒子装置）には、これが要求される。処
理プラテンとロボットが１つの室にそれゆえ同じ雰囲気
中に含まれるので、080 装置は少なくとも次の制限があ
る。1)080 装置は単一の処理しか実行することができな
い。2)ウェハの移動に使用する２つのロボットは、処理
室内に包含され、処理中にウェハを微粒子に曝す。それ
ゆえ、080 装置は、製造装置に要求される微粒子数が少
ないという要求を満たさない。さらに、どちらかのロボ
ットがより遠くに位置するロードロックにアクセスする
為には、ロボットは少なくとも部分的に移送ステーショ
ンに位置するウェハの上を移動しなければならず、その
ためウェハが汚染される危険が増す。従って、080 装置
のロードロック室は、専ら１つのロボットによってアク
セスされる。個々のロードロック室を１つのロボットで
アクセスするので、非常に融通性のない装置になる。従
って、半導体製造の分野で、半導体材料を処理する費用
効果のよい装置と方法を得て、低い微粒子数を維持しな
がらさらに生産性を増加させる必要性がある。従って、
本発明の目的は従来の低微粒子装置に匹敵する低い微粒
子数で生産性が上がり、色々のウェハの手順を達成する
ようにプログラムできる製造装置を提供することであ
る。さらに、本発明の目的は、設置面積が最小で、室開
口の大きさが最小で、ロボットの回転が360 °未満です
む製造装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、プラットホー
ムの設計を改善した半導体ウェハ製造装置であり、低微
粒子室内で処理が行われ、ウェハは該室に第１スリット
バルブを通って入れられ、第２スリットバルブを通って
出される。この装置は、次のように構成されている。
(1) ウェハを移送する作業負荷を２つまたはそれ以上の
ロボットで分担する。（ここで使用する「ロボット」と
いう言葉は、業界で知られているロボット型ウェハ移動
デバイスとともに、ウェハ取扱器と移動手段とを含
む。）(2) 複数のロボットの動きを協働させる。好適な
動作方法では、１方のロボットがウェハを第１スリット
バルブを通って処理室内へ入れるとき、他方のロボット
が第２スリットバルブを通って処理したウェハを取り出
す。この種類の動作は、以後「プッシュ−プル」とい
う。出し入れのタイミングは、両方のスリットバルブが
同時に開く、又は１つのバルブが所定時間開くように
し、第１、第２ロボット室間の相互汚染が最小になるこ
とを保証するようにする。

【０００５】本発明では、ウェハ移送の作業負荷を分担
することにより、従来の装置にあった障害を防ぐ。従っ
て、本発明の開示される構成に従来のロボットを使用す
ると、従来の装置の構成で達成されるより、高いスルー
プットが達成される。ロボットの動きを協働させること
により、特に処理室でのロボットの動きを同期化する
（同期出し入れ）ことにより、処理室はより有効に使用
でき、処理時間と休止時間の比が高くなる。中間室によ
り複数のウェハ（即ち、ウェハカセット）を保持できる
と、処理室の利用状態はさらに良くなる。複数ウェハの
入る中間室を使用すると、個々のロボットが他のロボッ
トの動きを考慮せずに（即ち、独立に）中間室へ出し入
れすることができる。こうすると、非常に融通性がで
て、容易に処理室でのロボットの同期化ができる。

【０００６】好適な実施例では、製造装置の構成によ
り、ロボット当たりの動きの数と、伸張の程度と、ウェ
ハ移送当たりのロボットの回転が最小になり、そのため
装置全体の設置面積が最小になる。この構成によりロボ
ットの伸張と回転が最小になるので、ロボットの精度と
繰返し性が良くなる（第１、第２スリットバルブを通っ
て室にアクセスすることができる）。さらに、ロボット
の回転が小さくてすむので、装置の融通性がより高くな
りより向上する。例えば、本発明でロボットの回転が小
さくてすむので、ロボットは装置内にロボットの機能性
を高める電子部品を装備することができ、従って装置の
スループットを改善することができる。

【０００７】本発明の１態様では、１つのバッファーロ
ボットと、１つの移送ロボットを使用し、それぞれのロ
ボットは処理室へのスリットバルブを通って１つ又はそ
れ以上の処理室へアクセスする。本発明の他の態様で
は、(1) ２つのバッファーロボットを使用し、それぞれ
のバッファーロボットは、２スリットバルブの処理室の
１つのスリットバルブにアクセスし、(2) １つの移送ロ
ボットを使用し、残りのスリットバルブ（即ち、それぞ
れのバッファーロボットが使用していないスリットバル
ブ）を通って両方の処理室へアクセスする。本発明で
は、１つ又はそれ以上のスリットバルブを有する処理室
を使用する場合もあるが、現在のところ２スリットバル
ブの処理室が好ましい。

【０００８】本発明の別の態様は、低微粒子装置内に協
働ロボットを使用する有利な物理的構成についてであ
る。例えば、１態様では、バッファーロボットの回転軸
から第１処理室の中心へ行くバッファーロボットの伸張
通路は、移送ロボットの回転軸から第１処理室の中心へ
行く移送ロボットの伸張通路と垂直の関係を保つ（ロボ
ット／室／ロボット９０°ルール）。ロボット／室／ロ
ボット９０°ルールを守ると、処理室への入口の大きさ
（即ち、スリットバルブの開口）が最小ですみ、微粒子
が処理室へ入るのを最小にし、そのためそれに伴うウェ
ハの不良を減少することができる。別の態様では、装置
はバッファーロボットが中間室へ入る角度（「アプロー
チ角度」）を最小にするように構成される。アプローチ
角度を最小にすることにより、製造装置の全体の大きさ
即ち設置面積が減少し、ウェハ配置の繰返し性が上が
り、それにより単位床面積当たりの生産性が向上する。

【０００９】本発明の目的、態様、利点は、好適な実施
例の詳細な説明、特許請求の範囲、図面から、明らかで
ある。

【００１０】

【発明の実施の形態及び実施例】図面の説明において、
第２作用（又は作用の順序）が起きている「間」または
「時」に第１作用（又は作用の順序）が起こると記載さ
れているので、少なくとも一部の時間が重なることが理
解されるであろう。さらに、簡単のため、１つの位置か
ら他の位置へのウェハの移送とロボットの動きには、移
送通路に位置するスリットバルブの開閉も含まれること
とする。図１は、１つのバッファーロボット13を含むバ
ッファーロボット室11と、移送ロボット17を含む移送室
15を有する本発明の低微粒子装置10の上面概略図であ
る。バッファーロボット室11と移送室15は、中間室19
と、第１中間スリットバルブ21と、第２中間スリットバ
ルブ23を通って接続される。当業者は、ここで使用する
２つの室を接続するスリットバルブは、２つの連通スリ
ットからなり、それぞれは個々の接続された室に面して
位置する（即ち、第１中間スリットバルブ21は、中間室
19に面して位置するスリットバルブと、バッファーロボ
ット室11に面して位置するスリットバルブとからなる）
ことを理解するであろう。第１処理室25は、第１移送室
スリットバルブ27を通って移送室15に接続し、第１バッ
ファー室スリットバルブ29を通ってバッファーロボット
室11に接続する。第２処理室31は、第２移送室スリット
バルブ33を通って移送室15に接続し、第２バッファー室
スリットバルブ35を通ってバッファーロボット室11に接
続する。第１ロードロック室37と第２ロードロック室39
は、それぞれ第１ロードロックスリットバルブ41と第２
ロードロックスリットバルブ43を通って、バッファーロ
ボット室11に接続する。

【００１１】動作において、ウェハのカセットが、スリ
ットバルブ（図示せず）を通って、、低微粒子装置10の
第１ロードロック室37へ入れられ、第１ロードロック室
37は所定の真空レベルまで真空引きされる。その後、第
１ロードロックスリットバルブ41が開き、バッファーロ
ボット13（事前に第１ロードロックスリットバルブ41の
近くに位置するのが好ましい）が、第１ロードロックス
リットバルブ41を通って第１ロードロック室37へ伸張
し、第１ウェハを移送し処理するため、取り上げて収縮
する。バッファーロボット13は回転し、第１中間スリッ
トバルブ21を通って中間室19へ伸張し、その中へ第１ウ
ェハを置くとき、第１ロードロックスリットバルブ41は
閉じる。ここに記述する特定のウェハのルーチンは例に
過ぎず、他のルーチンも可能である。例えば、ウェハは
ロードロック室から直接処理室へ移送することもでき
る。さらに、個々のウェハがロードロック室から移動し
た後、スリットバルブは閉じる場合も閉じない場合もあ
る。その後、バッファーロボット13は収縮し、回転して
第１ロードロック室37へ戻り、第２ウェハを取り上げ、
一方第１中間スリットバルブ21は閉じ、第２中間スリッ
トバルブ23は開き、移送ロボット17（第２中間スリット
バルブ23が開く前に第２中間スリットバルブ23の近くに
位置するのが好ましい）が、中間室19へ伸張し、第１ウ
ェハを取り上げ、収縮し、第２中間スリットバルブ23が
閉じる。

【００１２】バッファーロボット13が、第２ウェハを第
１ロードロック室37から中間室19へ移送するとき、移送
ロボット17は回転し、第１移送室スリットバルブ27が開
き、移送ロボット17は第１移送室スリットバルブ27を通
って第１処理室25へ伸張し、第１ウェハを置いて収縮
し、第１移送室スリットバルブ27は閉じる。次に、移送
ロボット17が第２ウェハを中間室19から第２処理室31へ
移送するとき、バッファーロボット13が第１ロードロッ
ク室37へ動き、第３ウェハを取り上げる。バッファーロ
ボット13は、第３ウェハを中間室19に置き、第１バッフ
ァー室スリットバルブ29へ回転し、第１バッファー室ス
リットバルブ29が開き、バッファーロボット13は、第１
バッファー室スリットバルブ29を通って第１処理室25内
へ伸張し、処理した第１ウェハを取り上げる。そのと
き、移送ロボット17が、中間室19から第３ウェハを取り
上げ、それを第１移送室スリットバルブ27を通って第１
処理室25へ移送する。カセット内の個々のウェハが、処
理され、第１ロードロック室37へ戻り、第１ロードロッ
クスリットバルブ41が閉じるまで、この順序は続く。そ
の後、装置は動的な場合があるので、順序の特定の動作
が変わる場合がある。しかし、一般には事前に所定の真
空度まで真空引きされた第２ロードロック室39に含まれ
るウェハを使用して、この順序は連続する。

【００１３】このように、室の休止時間を最小にするた
め、バッファーロボットと移送ロボットの動きは同期化
される。処理室内へ入る微粒子数を最小にするため、ロ
ボットの動きは、さらにスリットバルブの開閉と同期化
される。ある室内で、ウェハの挿入と取り出しは同時に
行うことができる（即ち、少なくとも時間が部分的に重
なり合う）。又は、ある時間には室当たり１つのスリッ
トバルブが開くように装置を運転することもできる。即
ち、バッファーロボット13が第１バッファー室スリット
バルブ29を通って収縮するとき、移送ロボット17は第１
移送室スリットバルブ27の前で整列する。第１バッファ
ー室スリットバルブ29が閉じると、第１移送室スリット
バルブ27が開き、移送ロボット17はそこを通って伸張す
る。低微粒子装置10の状態によっては、スリットバルブ
が組み合わさり（例えば、第１ロードロックスリットバ
ルブ41と第１中間スリットバルブ21）、同時に開く場合
もある。

【００１４】４２段階の処理の（現実的なパラメーター
を使用した）シミュレーションによれば、１つの中間室
19を有し、１つの冷却室を含む本発明の低微粒子装置10
は、１時間あたり125 以上のウェハのスループットを達
成することが予想される。これは、現存の装置よりスル
ープットが３３％向上している。ロードロック室内に冷
却段階を導入し、米国特許第5,483,138 号に開示される
ようにウェハ移送中にウェハの中心を検出し修正し、米
国特許第5,447,409 号に開示されるように２重ブレード
ロボットを使用することにより、低微粒子装置10は、１
時間あたり175以上のウェハのスループットを達成する
ことができ、従来の装置よりスループットが５０％を超
えて向上する。

【００１５】図２は、１対のバッファーロボットを使用
する本発明の低微粒子装置用のプラットホーム45の上面
図である。図２は、プラットホーム45の好適なレイアウ
トの設計面を説明するのに有用である。プラットホーム
45は、一般に第１バッファーロボット49と第２バッファ
ーロボット51を含むバッファー室47を備える。バッファ
ー室47と移送室53は、中間室57を通って接続される。移
送室53は、（図３に示すように）処理室を接続するの
に、第１移送室スリットバルブ59と第２移送室スリット
バルブ61を有する。バッファー室47は、（図３に示すよ
うに）処理室を接続するのに、第１バッファー室スリッ
トバルブ63と第２バッファー室スリットバルブ65を有す
る。バッファー室47は、また（図３に示すように）１対
のロードロック室を接続するのに、第１ロードロックス
リットバルブ67と第２ロードロックスリットバルブ69を
有する。

【００１６】よりプラットホーム45の設計に関係するの
は、第１バッファーロボット49の回転軸と、第２バッフ
ァーロボット51の回転軸と、第１バッファーロボット49
と第２バッファーロボット51のそれぞれのホーム回転直
径（即ち、完全に収縮した位置でのロボットのあらゆる
部分の最大回転直径、図４に関連して述べる）である。
第１バッファーロボット49は、回転軸71の周りを回り、
第１ホーム回転直径73を有する。第２バッファーロボッ
ト51は、回転軸75の周りを回り、第２ホーム回転直径77
を有する。第１バッファーロボット49の伸張通路79は、
第１バッファーロボット49の回転軸71から、中間室57の
中心点83へ延びる。第１バッファーロボット49が中間室
57へ近づく第１アプローチ角度81は、第１バッファーロ
ボット49の伸張通路79と、中間室57の中心点83と交点87
の間に引いた線85とにより形成され、その交点87におい
て第１、第２ホーム回転直径73がそれぞれ交わる。同様
に、第２バッファーロボット51が中間室57へ近づく第２
アプローチ角度89は、線85と第２バッファーロボット51
の伸張通路91により形成される。第２バッファーロボッ
ト51の伸張通路91は、第２バッファーロボット51の回転
軸75から、中間室57の中心点83へ延びる。図２に示すよ
うに、本発明のプラットホーム45は、ロボットの回転が
360 °より小さくてすむように形造られている。このよ
うな形状は、1996年５月30日のドンデらの米国特許出願
第08/657,721号に開示されているようなウェハ取扱器の
機能性を高める電子部品を使用できるので有利である。

【００１７】第１アプローチ角度81と第２アプローチ角
度89を最小にするようにプラットホーム45を設計するこ
とにより、プラットホーム45の設置面積が減少し、ウェ
ハ配置の繰り返し性が向上する。さらに好適な実施例で
は、図３に示すように、プラットホーム45の外径は、従
来のロードロックと処理室と交わるように設計され、図
３を参照して詳述するように、第１、第２バッファー室
スリットバルブ63,65 は、ロボット／室／ロボット９０
°ルールを実行するのが容易なように配置される。図３
は、図２のプラットホーム45を使用した低微粒子装置92
の上面概略図である。図３に示すように、第１ロードロ
ック93室と第２ロードロック室95は、第１、第２ロード
ロックスリットバルブ67,69 を通って、バッファー室47
に接続する。バッファー室47は、さらにそれぞれバッフ
ァー室スリットバルブ63,65 を通って、第１処理室97と
第２処理室99に接続する。（前述したように、２つの室
を接続するスリットバルブは、個々の接続する室に面し
た２つの連通スリットバルブからなる。）第１処理室97
は、第１点101 （好ましくは第１処理室97の中心に位置
する）を有し、第２処理室99は、第２点103 （好ましく
は第２処理室99の中心に位置する）を有する。角度105
は、移送ロボット55の伸張通路107 （移送ロボット55の
回転軸108 から第１処理室97の第１点101 に延びる）
と、第１バッファーロボット49の伸張通路109 （第１バ
ッファーロボット49の回転軸71から第１処理室97の第１
点101 に延びる）とにより形成される。角度111 は、移
送ロボット55の伸張通路112 （移送ロボット55の回転軸
108 から第２処理室99の第２点103に延びる）と、第２
バッファーロボット51の伸張通路113 （第２バッファー
ロボット51の回転軸75から第２処理室97の第２点103 に
延びる）とにより形成される。

【００１８】図４(A) (B) (C) は、ホーム回転直径を説
明するのに有用である。図４(A) は、第１部分117 と第
２部分119 と第３ブレード部分121 を備えるアームを有
する従来のロボット115 の完全に伸張した位置を示す上
面概略図である。第１部分117 と第２部分119 とは、ジ
ョイント123 で結合され、第２部分119 と第３ブレード
部分121 とは、ジョイント125 で結合される。従来のロ
ボット115 は、回転軸127 を有する。図示するように、
第３ブレード部分121 がウェハ130 を支持する。図４
(B) は、図４(A) の従来のロボット115 の部分的に収縮
した位置の示す上面概略図であり、図４(C) は、従来の
ロボット115 の完全に収縮した位置とホーム回転直径12
9 を示す上面概略図である。図４(C) に示すように、従
来のロボット115 が完全に収縮した位置にあるとき、ジ
ョイント123 は従来のロボット115の回転軸127 から最
も遠くへ伸びる部分である。従って、ホーム回転直径12
9 は、回転軸127 の周りのジョイントの回転により決め
られる。１つ又はそれ以上のロボットのホーム回転直径
を最小にすることにより、装置全体の設置面積が減少
し、単位床面積当たりの生産性が向上する。

【００１９】本発明の好適な実施例では、個々のロボッ
トのホーム回転直径は、最小にされる。ホーム回転直径
を最小にするには、所望の距離を伸張するが最小の大き
さに折りたためる（３部分、２ジョイントロボット等）
ロボットを選択するのがよい。２部分が重なり合う(two
-to-one)伸張を行うロボットが、現在のところ好まし
い。さらに、ウェハをロボットの回転軸の上に位置させ
るように折りたためるロボットは、より迅速に回転で
き、それゆえ好ましい。

【００２０】図５(A) 〜(E) 、図６(F) 〜(I) は、従来
の低微粒子装置92の上面概略図であり、低微粒子装置92
を通るウェハの移送を説明するのに有用である。低微粒
子装置92の部品については、図３を参照して説明した。
動作において、低微粒子装置92のそれぞれのロボット
は、処理の開始前には図５(A) に示すように、完全に収
縮した即ちホーム位置にある。この例では、第１ロード
ロック93室と第２ロードロック室95に、ウェハのカセッ
トを入れ、所定の真空レベルまで真空引きする。しか
し、一方のロードロック室は他方と独立に真空引きする
こともできる。図５(A) に示すように、第１ウェハ131
が第１ロードロック93室内に含まれ、第２ウェハ133 が
第２ロードロック室95内に含まれる。

【００２１】最初に図５(B) に示すように、第１ロード
ロックスリットバルブ67が開き、第１バッファーロボッ
ト49が第１ロードロック93内に伸張し、第１ウェハ131
を取り上げる。

【００２２】その後図５(C) に示すように、第１バッフ
ァーロボット49が回転し第１ウェハ131 を中間室57に置
くとき、第１ロードロックスリットバルブ67が閉じる。
一方第２バッファーロボット51が、第２ロードロックス
リットバルブ69を通って第２ロードロック95室内に伸張
し、第２ウェハ133 を取り上げる。この例では、ウェハ
はそれぞれのロードロックから交互に出されるが、他の
パターンで行うこともできる。例えば、第２ロードロッ
ク室95が真空引きを終了していなければ、第１バッファ
ーロボット49又は第２バッファーロボット51により、第
１ロードロック室93からウェハを連続して出すこともで
きる。図５(D) に示すように、第１バッファーロボット
49が第３ウェハ135 を取り出すため第１ロードロック93
に戻るとき、第２バッファーロボット51が第２ウェハ13
3 を中間室57へ移送し、移送ロボット55が中間室57から
第１ウェハ131 を取り上げ、第１移送室スリットバルブ
59の方へ回転し、そこを通って第１処理室97内に第１ウ
ェハ131 を置く。

【００２３】その後、図５(E) に示すように、第２バッ
ファーロボット51が中間室57から第２ロードロック室95
へ動き第４ウェハ137 を取り上げるとき、第１バッファ
ーロボット49が第３ウェハ135 を中間室57へ移送する。
そして、移送ロボット55が第２ウェハ133 を中間室57か
ら第２処理室99へ移送する。その間に、第１ウェハ131
は第１処理室97内で処理される。

【００２４】次に、図６(F) に示すように、第２バッフ
ァーロボット51が第４ウェハ137 を第２ロードロック95
から中間室57へ移送するとき、第１バッファーロボット
49が第１処理室97内へ動き、第１バッファー室スリット
バルブ63を通って入り、処理した第１ウェハ131 を取り
出す。そして、移送ロボット55が中間室57から第３ウェ
ハ135 を回転し、第１移送室スリットバルブ59を通って
第１処理室97へ入れる準備をする。こうすると、処理室
の利用が最大になる、即ち、ウェハは、移送ロボット55
により第１処理室97へ直ちに入れられるように中間室57
で順番を待ち、一方第１バッファーロボット49が前のウ
ェハを取り除く。その間に、第２ウェハ133 が第２処理
室99内で処理される。その後、図６(G) に示すように、
第１バッファーロボット49が第１ウェハ139を、第１バ
ッファー室スリットバルブ63を通って第１処理室97から
移送し、第１ロードロック93へ移送する。その時、移送
ロボット55が第４ウェハ137 を中間室57から取り上げ、
回転して第２移送室スリットバルブ61を通って第２処理
室99へ入れる準備をする。その間に、第３ウェハ135 が
第１処理室97内で処理される。

【００２５】次に、図６(H) に示すように、第１バッフ
ァーロボット49が第５ウェハ139 を中間室57へ移送し、
一方第２バッファーロボット51が処理した第２ウェハ13
3 を第２処理室99から、第２バッファー室スリットバル
ブ65を通って、第２ロードロック室95へ移送し、移送ロ
ボット55が第４ウェハ137 を第２移送室スリットバルブ
61を通って第２処理室99へ入れる。その間に、第３ウェ
ハ135 は第１処理室97で処理される。その後、図６(I)
に示すように、第１バッファーロボット49が、処理した
第３ウェハ135 を取り出すため、中間室57から第１処理
室97へ回転する。その時、第２バッファーロボット51
が、第６ウェハ141 を第２ロードロック室95から中間室
57へ移送し、移送ロボット55が第５ウェハ139 を中間室
57から取り上げ、回転して第１移送室スリットバルブ59
を通って第１処理室97へ入れる準備をする。その間に、
第４ウェハ137 が第２処理室99内で処理される。その
後、第１ロードロック室93と第２ロードロック室95内の
個々のウェハが処理されロードロック室に戻るまで、こ
の順序が続く。

【００２６】要約すると、図５、図６は、第１ウェハ13
1 が、第１ロードロック室93から第１処理室97へ行き第
１ロードロック室93へ戻るまでの第１ウェハ131 の全体
の通路の例を示す。また、第２ウェハ133 が、第２ロー
ドロック95室から第２処理室99へ行き第２ロードロック
95へ戻るまでの第２ウェハ133 の全体の通路の例を示
す。順序の詳細は、動的に変化させることができる。低
微粒子装置92を、第１バッファーロボット49と第２バッ
ファーロボット51が、干渉せずに同時に作動できるよう
にレイアウトすることができる。図５、図６により示さ
れるように、低微粒子装置92内に同時に３枚までのウェ
ハを通過させることができる。このようにできるのは、
ロボットの動きが協働し、ロボットのスリットバルブの
作動が協働するからである。

【００２７】図５、図６の低微粒子装置92の例示の運転
は、第１ロードロック室93と第２ロードロック室95から
のウェハの同時処理、即ちウェハを１方のロードロック
室から入れ次に他方から入れることを開示する。前述し
たように、第１バッファーロボット49と第２バッファー
ロボット51は、１つのロードロック室のみにアクセスす
る。しかし、第１バッファーロボット49と第２バッファ
ーロボット51が、何方のロードロック室にもアクセスで
きるようにレイアウトされている。第１バッファーロボ
ット49と第２バッファーロボット51の両方とも、個々の
ロードロック室への明確な通路を有する。何方のバッフ
ァーロボットも、何方のロードロック室へ入るために
も、中間ステーション又は他のウェハの位置の上を動い
て、ウェハの汚染を増加させることはない。従って、他
のウェハの順序としては、何方のロードロック室も何方
のバッファーロボットともアクセスするようにすること
もできる。

【００２８】ここに記述した構成は、２つの処理室だけ
を備えるが、移送室53に１つ又は２つの室を追加するこ
とができ、バッファー室47に１つ又は２つの室を追加す
ることができる。移送室53に加える室は、移送室53の外
辺に沿って第１処理室97と第２処理室99の間に加えるの
が好ましく、バッファー室47に加える室は、第１ロード
ロック室93と第１処理室97の間、又は第２ロードロック
室95と第２処理室99の間に加えるのが好ましい。１つの
バッファーロボット（図１）で形造っても、１対のバッ
ファーロボット（図２、３）で形造っても、本発明の低
微粒子装置は、ロボットスケジュールプログラムを使用
して作動する。当業者は、現存するロボットスケジュー
ルプログラムを改変して、本発明の方法と装置に従って
作動するようにすることができるであろう。特に、使用
するロボットスケジュール制御器により、前述したよう
にロボットの動きを協働させ、ロボットの動きをスリッ
トバルブの作動と協働するようにプログラムされる。ロ
ボットのスケジュール制御器により、処理が終了するま
でロボットを処理室のスリットバルブの前で待機させる
（「１ステップ事前準備アプローチ」）ことで、室の休
止時間を減らすようにプログラムするのが好ましい。こ
うすると、ウェハの移送時間が短縮され、装置の生産性
が改善される。

【００２９】前述したのは本発明の好適な実施例のみで
あるが、ここに開示した装置と方法を本発明の範囲に入
るよう改変することは、当業者には明らかであろう。例
えば、本発明の低粒子装置は、２つのロボットブレード
を使用して（ウェハ交換を迅速に行うことによりさらに
生産性を上げる）ことができ、中間室はスリットバルブ
を使用しても使用しなくてもよく、処理室には、バッフ
ァーロボットと移送ロボットの両方が同時にアクセスで
きる大きさの１つのスリットバルブを使用することもで
きる。さらに、ロボットのブレードには、ウェハ取扱器
の機能を高める別の電子デバイスを装備することもでき
る。２枚以上のウェハを一度に処理することができる複
数枚の容量がある室を使用することもでき、又は別の室
を加えることもできる。同様に、移送室内で２つのロボ
ットを使用することもできる。本発明に使用するロボッ
トは、特定のロボットに限らない。例えば、２つ又は３
つの軸に沿って移動する能力のあるロボットを使用する
ことができ、スカラ(SCARA) アームロボット等を使用す
ることができる。さらに、本発明のプラットホームは、
カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアル
社のENDURA多室装置等の多段真空装置として形造ること
ができる。

【００３０】上述した例示のウェハの順序は、本発明の
低微粒子装置の例示の動作を示すにすぎない。追加の処
理室に適合するように、順序を修正することができ、中
間室は、調整又は冷却等の機能を行うようにする、又は
単にバッファーの役をするようにすることもできる。ウ
ェハを最初にバッファーロボットにより処理室へ運び、
次に移送ロボットにより処理室から出し、後続の処理の
ためロードロック室又は他の処理室へ移送される前に、
中間室内に置くように、ウェハの順序を逆にすることも
できる。本発明の方法と装置は、利用できる数の室に割
り当てられれば、どのような処理順序ででも使用するこ
とができる。従って、本発明を好適な実施例で記述して
きたが、他の実施例も特許請求の範囲により決まる本発
明の精神と範囲内に入ることは理解できるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】１つのバッファーロボットを使用する本発明の
低微粒子装置の上面概略図。

【図２】１対のバッファーロボットを使用する本発明の
低微粒子装置用の好適なプラットホームを示す上面概略
図。

【図３】図２の本発明のプラットホームを使用する低微
粒子装置の上面概略図。

【図４】(A) ３つの部分と２つの接続部を有する従来の
ロボットの完全に伸張した位置を示す上面概略図。 (B) 図４(A) の従来のロボットの少し収縮した位置を示
す上面概略図。 (C) 図４(A) の従来のロボットの完全に収縮した位置を
示す上面概略図。

【図５】(A) 〜(E) 図３の本発明の低微粒子装置を通る
ウェハ移動を説明するための図３の本発明の低微粒子装
置の上面概略図。

【図６】(F) 〜(I) 図３の本発明の低微粒子装置を通る
ウェハ移動を説明するための図３の本発明の低微粒子装
置の上面概略図。

【符号の説明】

10・・低微粒子装置 11・・バッファーロボット室 13・・バッファーロボット 15・・移送室 17・・移送ロボット 19・・中間室 21・・第１中間スリットバルブ 23・・第２中間スリットバルブ 25・・第１処理室 31・・第２処理室 27・・第１移送室スリットバルブ 29・・第１バッファー室スリットバルブ 33・・第２移送室スリットバルブ 35・・第２バッファー室スリットバルブ 37・・第１ロードロック室 39・・第２ロードロック室 41・・第１ロードロックスリットバルブ 43・・第２ロードロックスリットバルブ 45・・プラットホーム 53・・移送室 49・・第１バッファーロボット 51・・第２バッファーロボット 55・・移送ロボット 57・・中間室 59・・第１移送室スリットバルブ 61・・第２移送室スリットバルブ 63・・第１バッファー室スリットバルブ 65・・第２バッファー室スリットバルブ 67・・第１ロードロックスリットバルブ 69・・第２ロードロックスリットバルブ 71,75 ・・回転軸 79,91 ・・伸張通路 93・・第１ロードロック室 95・・第２ロードロック室 97・・第１処理室 99・・第２処理室 108 ・・回転軸 115 ・・ロボット 92・・低微粒子装置 131 ・・第１ウェハ 133 ・・第２ウェハ 135 ・・第３ウェハ 137 ・・第４ウェハ 139 ・・第５ウェハ 141 ・・第６ウェハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク エイ プール アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94087 サニーヴェイル ロイス アベニ ュー 736 (72)発明者 ベンジャミン エル ヘーニングス アメリカ合衆国 テキサス州 78749 オ ースティン シリンゴ パス 7916 (72)発明者 ロイ アール スチュアート アメリカ合衆国 テキサス州 78726 オ ースティン クロスランド ドライヴ 11212

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウェハ製造装置に使用するプラッ
   トホームにおいて、 少なくとも１つのバッファーロボットを含むバッファー
   室、 少なくとも１つの移送ロボットを含む移送室、及び、 前記バッファー室と前記移送室を接続する中間室、を備
   え、 前記バッファー室は、前記バッファー室を処理室に接続
   する少なくとも第１バッファー室スリットバルブを備え
   ることを特徴とするプラットホーム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した半導体ウェハ製造装
   置のプラットホームであって、前記中間室は、複数のウ
   ェハを保持できることを特徴とするプラットホーム。
3. 【請求項３】 請求項１に記載した半導体ウェハ製造装
   置のプラットホームであって、前記移送室は、前記移送
   室を処理室に接続する少なくとも１つの移送室スリット
   バルブを備えることを特徴とするプラットホーム。
4. 【請求項４】 請求項１に記載した半導体ウェハ製造装
   置のプラットホームであって、前記バッファー室は、前
   記バッファー室を第１処理室に接続する第１バッファー
   室スリットバルブと、前記バッファー室を第２処理室に
   接続する第２バッファー室スリットバルブとを備えるこ
   とを特徴とするプラットホーム。
5. 【請求項５】 請求項４に記載した半導体ウェハ製造装
   置のプラットホームであって、前記移送室は、前記移送
   室を第１処理室に接続する第１移送室スリットバルブ
   と、前記移送室を第２処理室に接続する第２移送室スリ
   ットバルブとを備えることを特徴とするプラットホー
   ム。
6. 【請求項６】 請求項１に記載した半導体ウェハ製造装
   置のプラットホームであって、前記バッファー室は、前
   記バッファー室をロードロックに接続する少なくとも１
   つのロードロックスリットバルブを備えることを特徴と
   するプラットホーム。
7. 【請求項７】 請求項５に記載した半導体ウェハ製造装
   置のプラットホームであって、前記バッファー室は、前
   記バッファー室を第１ロードロックに接続する第１ロー
   ドロックスリットバルブと、前記バッファー室を第２ロ
   ードロックに接続する第２ロードロックスリットバルブ
   とを備えることを特徴とするプラットホーム。
8. 【請求項８】 請求項３に記載した半導体ウェハ製造装
   置のプラットホームであって、前記少なくとも１つのバ
   ッファー室スリットバルブと、前記少なくとも１つの移
   送室スリットバルブとは、ロボット／室／ロボット９０
   °ルールに従って配列されることを特徴とするプラット
   ホーム。
9. 【請求項９】 請求項５に記載した半導体ウェハ製造装
   置のプラットホームであって、前記第１バッファー室ス
   リットバルブと前記第１移送室スリットバルブとは、ロ
   ボット／室／ロボット９０°ルールに従って配列され、
   前記第２バッファー室スリットバルブと前記第２移送室
   スリットバルブとは、ロボット／室／ロボット９０°ル
   ールに従って配列されることを特徴とするプラットホー
   ム。
10. 【請求項１０】 半導体ウェハ製造に使用する装置にお
    いて、 処理室に接続する第１バッファー室スリットバルブを有
    するバッファー室、 前記バッファー室に含まれるバッファーロボット、 前記バッファー室に接続する中間室、 前記中間室に接続し、処理室に接続する第１移送室スリ
    ットバルブを有する移送室、 前記移送室内に含まれる移送ロボット、及び、 前記第１バッファー室スリットバルブを通って前記バッ
    ファー室に接続し、前記第２移送室スリットバルブを通
    って前記移送室に接続する第１処理室、を備えることを
    特徴とする装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載した半導体ウェハ製
    造装置であって、前記中間室は、複数のウェハを保持で
    きることを特徴とする装置。
12. 【請求項１２】 請求項１０に記載した半導体ウェハ製
    造装置であって、前記バッファーロボットの伸張通路と
    前記移送ロボットの伸張通路は、前記第１処理室内で９
    ０°の角度で交わることを特徴とする装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載した半導体ウェハ製
    造装置であって、前記バッファーロボットの伸張通路と
    前記移送ロボットの伸張通路は、前記第１処理室の中心
    で交わることを特徴とする装置。
14. 【請求項１４】 請求項１０に記載した半導体ウェハ製
    造装置であって、前記バッファー室は、処理室に接続す
    る第２バッファー室スリットバルブを備え、前記半導体
    ウェハ製造装置は、前記第２バッファー室スリットバル
    ブを通って前記バッファー室に接続する第２処理室を備
    えることを特徴とする装置。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載した半導体ウェハ製
    造装置であって、前記バッファーロボットの第１伸張通
    路と前記移送ロボットの第１伸張通路は、前記第１処理
    室内で９０°の角度で交わり、前記バッファーロボット
    の第２伸張通路と前記移送ロボットの第２伸張通路は、
    前記第２処理室内で９０°の角度で交わることを特徴と
    する装置。
16. 【請求項１６】 半導体ウェハ製造に使用する装置にお
    いて、 処理室に接続する第１バッファー室スリットバルブと、
    処理室に接続する第２バッファー室スリットバルブとを
    有するバッファーロボット室、 前記バッファーロボット室に含まれる第１バッファーロ
    ボット、 前記バッファーロボット室に含まれる第２バッファーロ
    ボット、 前記バッファーロボット室に接続する中間室、 前記中間室に接続する移送室であって、処理室に接続す
    る第１移送室スリットバルブと、処理室に接続する第２
    移送室スリットバルブとを有する移送室、 前記移送室内に含まれる移送ロボット、 前記第１バッファー室スリットバルブを通って前記バッ
    ファーロボット室に接続し、前記第１移送室スリットバ
    ルブを通って前記移送室に接続する第１処理室、及び、
    前記第２バッファー室スリットバルブを通って前記バ
    ッファーロボット室に接続し、前記第２移送室スリット
    バルブを通って前記移送室に接続する第２処理室、を備
    えることを特徴とする装置。
17. 【請求項１７】 請求項１６に記載した半導体ウェハ製
    造装置であって、前記中間室は、複数のウェハを保持で
    きることを特徴とする装置。
18. 【請求項１８】 請求項１６に記載した半導体ウェハ製
    造装置であって、前記第１バッファーロボットの第１伸
    張通路と前記移送ロボットの第１伸張通路は、前記第１
    処理室内で９０°の角度で交わることを特徴とする装
    置。
19. 【請求項１９】 請求項１８に記載した半導体ウェハ製
    造装置であって、前記第２バッファーロボットの第２伸
    張通路と前記移送ロボットの第２伸張通路は、前記第２
    処理室内で９０°の角度で交わることを特徴とする装
    置。
20. 【請求項２０】 半導体ウェハ製造装置内でウェハを移
    動する方法において、 第１ウェハを、第１バッファーロボットにより、第１ロ
    ードロック室から中間室へ移送し、 前記第１ウェハを、第１移送ロボットにより、前記中間
    室から第１移送室スリットバルブを通って、第１処理室
    へ移送し、 前記第１ウェハを、前記第１処理室内で処理し、 前記第１ウェハを、前記第１バッファーロボットによ
    り、前記第１処理室から前記第１バッファー室スリット
    バルブを通って移送し、前記ロードロック室へ移送する
    ことを特徴とする方法。
21. 【請求項２１】 請求項２０に記載した半導体ウェハ移
    動方法であって、前記第１ウェハを前記第１処理室から
    前記ロードロック室へ移送することは、 前記第１バッファーロボットを前記第１バッファー室ス
    リットバルブの近くに配置し、 前記第１バッファー室スリットバルブを開き、 前記第１バッファーロボットを前記第１バッファー室ス
    リットバルブを通って前記第１処理室内へ伸張し、 前記第１バッファーロボットで前記ウェハを取り上げ、
    前記第１バッファーロボットを収縮し、前記第１バッフ
    ァー室スリットバルブを閉じることを特徴とする方法。
22. 【請求項２２】 請求項２１に記載した半導体ウェハ移
    動方法であって、前記第１移送室スリットバルブを開
    き、該バルブを通って前記第１移送ロボットを伸張して
    第２ウェハを置き、一方、前記第１バッファーロボット
    を前記第１バッファー室スリットバルブを通って収縮
    し、前記第１バッファー室スリットバルブを閉じること
    を特徴とする方法。
23. 【請求項２３】 請求項２１に記載した半導体ウェハ移
    動方法であって、前記第１バッファーロボットを前記第
    １バッファー室スリットバルブを通って収縮し、前記第
    １バッファー室スリットバルブを閉じ、次に、前記第１
    移送室スリットバルブを開き、該バルブを通って前記第
    １移送ロボットを伸張して第２ウェハを置くことを特徴
    とする方法。
24. 【請求項２４】 半導体ウェハ製造装置内でウェハを移
    動する方法において、 ａ）第１バッファー室スリットバルブを開き、第１処理
    室から第１ウェハを取り上げるため、該バルブを通って
    第１バッファーロボットを伸張し、 ｂ）第２ウェハを第２処理室に置き、第１移送ロボット
    により第３ウェハを中間室から取り上げ、前記第１移送
    ロボットを、第１移送室スリットバルブを通って第１処
    理室へ入れるため位置決めし、 ｃ）第２バッファーロボットにより、第４ウェハをロー
    ドロック室から前記中間室へ移送し、 ｄ）前記第２ウェハを前記第２処理室内で処理するステ
    ップを備え、 上記４つのステップのそれぞれは、少なくとも一部が重
    なり合っていることを特徴とする方法。