JPH1167866A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体製造設備の設置スペースの有効利用を図
り、設備投資額の低減化を図る。 【解決手段】筐体２５内部に該筐体が設置されているク
リーンルーム以外のスペースに掛渡る空間２８を設け、
該空間内にカセットローダ３４を設け、クリーンルーム
以外のスペースと前記空間の境界面に投入ポート３５を
設け、前記空間を介してクリーンルーム以外のスペース
とクリーンルーム内の前記筐体内部間でウェーハカセッ
トの搬入搬出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシリコンウェーハか
ら半導体素子を製造する半導体製造装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子はシリコンウェーハ表面に気
相成長反応による膜の堆積、燐或は硼素等の不純物拡
散、エッチング等をして製造する。半導体素子の品質、
歩留りは製造過程の清浄度に大きく左右され、半導体製
造装置間のウェーハ搬送は清浄度がクラス１〜１００程
度に維持されたクリーンルーム内で行われる。ウェーハ
搬送は人手による場合と自動搬送装置による場合とがあ
り、人手による場合にはウェーハが装填されたウェーハ
カセットを簡易保護ケース内に収容した状態で搬送さ
れ、又、自動搬送装置による場合には、ウェーハが装填
されたウェーハカセットをそのままの状態で搬送してい
る。

【０００３】図５及び図６に於いて、従来の半導体製造
装置を具備した半導体製造設備の概略について説明す
る。

【０００４】外部搬送装置１の搬送ライン２に沿って所
要数の半導体製造装置３を設置し、前記搬送ライン２の
延長線上にカセットストッカ４を設置する。

【０００５】前記半導体製造装置３と前記搬送ライン２
との間にはウェーハカセット授受装置５が設けられ、前
記半導体製造装置３の筐体６の前側に位置するカセット
ローダ７と前記外部搬送装置１間のウェーハカセット８
の授受は前記ウェーハカセット授受装置５を介して行
う。

【０００６】前記カセットローダ７はカセットエレベー
タ９と該カセットエレベータ９に昇降可能に設けられた
昇降ステージ１０と該昇降ステージ１０に設けられたカ
セットローダポート１１を有し、前記昇降ステージ１０
は前記カセットエレベータ９のガイドロッド１２に沿っ
て昇降自在であり、前記昇降ステージ１０は昇降モータ
１３により昇降される。前記カセットローダポート１１
はＬ字形状をしており、水平軸を中心に反転可能であ
り、又、前記昇降ステージ１０に設けられたスライドガ
イド１４に沿って前記カセットローダ７の背面に設けら
れているカセット棚１５に対して近接離反可能となって
いる。

【０００７】又、前記カセット棚１５の後側にはウェー
ハ移載機１６が昇降可能且水平回転可能に設けられ、該
ウェーハ移載機１６の後側にはボート１７を昇降させる
ボートエレベータ１８が設けられ、該ボートエレベータ
１８の上方には反応炉１９が設けられている。前記した
様にウェーハ２０の搬送は、前記ウェーハカセット８に
装填された状態で行われ、該ウェーハカセット８は前記
カセットストッカ４から前記外部搬送装置１によって取
出され、前記ウェーハカセット授受装置５に搬送された
後、搬出入口２１を介して前記カセットローダ７の前記
カセットローダポート１１に載置される。該カセットロ
ーダポート１１は反転し、前記カセットエレベータ９に
より昇降し、前記カセット棚１５に対して進退し、該カ
セット棚１５の所要位置に前記ウェーハカセット８を装
入する。

【０００８】前記ウェーハ移載機１６は前記ボート１７
の下降状態で前記カセット棚１５の前記ウェーハカセッ
ト８から前記ウェーハ２０を前記ボート１７へ移載す
る。前記ボートエレベータ１８はボートキャップ２２を
介して前記ボート１７を受載し該ボート１７を前記反応
炉１９内に装入する。

【０００９】該反応炉１９内で前記ウェーハ２０に所要
の処理を行い、処理後、前記ボートエレベータ１８によ
り前記ボート１７を降下させ、前記反応炉１９より前記
ボート１７を引出す。該ボート１７及び前記ウェーハ２
０を炉外で冷却し、前記ボート１７の降下状態で前記ウ
ェーハ移載機１６により前記ボート１７から前記カセッ
ト棚１５の前記ウェーハカセット８へ処理済みのウェー
ハ２０の移載を行う。

【００１０】処理済みのウェーハ２０が装填された前記
ウェーハカセット８は前記カセットローダ７により前述
した手順と逆の手順で前記ウェーハカセット授受装置５
に払出される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記した様に、カセッ
トストッカ４から搬出入口２１迄のウェーハ２０の搬送
は清浄度の高いクリーンルームで行わなければならない
が、クリーンルームの建築には多大の費用が掛かる。

【００１２】又、最近はシリコンウェーハの大口径化に
伴い、ＳＥＭＩ（Semiconductor Eq-uipment and Mater
ials International）インターナショナルスタンダード
化が進み、ウェーハの汚染物質等の付着を防止する為、
真空又は窒素を封入したＳＭＩＦ（Standard Mechanica
l Interface）ボックス内にウェーハを装填したウェー
ハカセットを収納した状態で搬送することも行われる様
になり、その場合にはウェーハ搬送を清浄度の高いクリ
ーンルーム内で行う必要はないが、ＳＭＩＦボックスの
設備もクリーンルームと同様に多大の費用が掛かる。

【００１３】更に、ＤＲＡＭ（メモリ）の世代交代に伴
う工程数の増加、ウェーハの大口径化、使用装置の高度
化に対応する為、より広大なスペースのクリーンルーム
が必要となり、設備投資額も増大せざるを得ない状況に
ある。

【００１４】一方、半導体製造工場では通常、クリーン
ルーム内のグレーチング床上に半導体製造装置を設置
し、床下階下のクリーンルーム以外のスペースにはクリ
ーンルーム用の電源設備、空調設備等のユーティリティ
設備を設置しており、クリーンルーム内に設置される必
要のない設備がクリーンルーム内に設置されている場合
がある。

【００１５】本発明は斯かる実情に鑑み、半導体製造設
備の設置スペースの有効利用を図り、クリーンルームの
スペースを縮小することにより、設備投資額の低減化を
図ろうとするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、筐体内部に該
筐体が設置されているクリーンルーム以外のスペースに
掛渡る空間を設け、該空間内にカセットローダを設け、
クリーンルーム以外のスペースと前記空間の境界面に投
入ポートを設けた半導体製造装置に係り、又、前記空間
を上下階に掛渡って設け、該空間内にカセットローダを
上下階間で移動可能に設けた半導体製造装置に係り、更
に、搬入搬出時にはウェーハカセットが防塵搬送用ケー
スに収納されている半導体製造装置に係り、前記空間を
介してクリーンルーム以外のスペースとクリーンルーム
内の前記筐体内部間でウェーハカセットの搬入搬出を行
う。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。

【００１８】先ず、図１、図２に於いて本発明に係る半
導体製造装置について説明する。

【００１９】図中２５は筐体であり、該筐体２５の主要
部分はクリーンルーム内のグレーチング床２６上に設置
され、前記筐体２５内の前側部分は前記グレーチング床
２６下階下のクリーンルーム以外のスペースの床２７上
に設置され、上下階に掛渡って空間２８が形成されてい
る。

【００２０】前記筐体２５内には後方上部に反応炉２９
が設けられ、該反応炉２９下方には図示しないボートエ
レベータが設けられ、該ボートエレベータによりボート
３０が前記反応炉２９に装入、引出し可能に設けられて
いる。前記ボートエレベータ（図示せず）の前方にはウ
ェーハ移載機３１が昇降可能、水平回転可能に設けら
れ、該ウェーハ移載機３１の前方には下カセット棚３２
が設けられ、該下カセット棚３２上方には上カセット棚
３３が設けられている。前記下カセット棚３２及び上カ
セット棚３３の前方で前記空間２８内の前記床２７上に
はカセットローダ３４が立設され、該カセットローダ３
４の前方には投入ポート３５が設けられている。

【００２１】該投入ポート３５は、ウェーハカセット３
６を収納し真空状態又は窒素が封入されたＳＭＩＦボッ
クス３７を搬入、搬出可能な様に、前記投入ポート３５
の下端は前記床２７からの高さが９００mmで開閉可能に
設けられている。前記カセットローダ３４と前記投入ポ
ート３５の間には、該投入ポート３５を介しＳＭＩＦボ
ックス３７を受載するカセットステージ３８が設けられ
ている。

【００２２】次に図３に於いて、前記カセットローダ３
４について説明する。

【００２３】該カセットローダ３４は横行機構３９と昇
降機構４０により構成されている。前記横行機構３９の
端部には横行モータ４１が設けられ、該横行モータ４１
には水平方向に棒状の横行ボールネジ４２が接続され、
該横行ボールネジ４２に沿って横行ガイドレール４３が
設けられ、前記横行機構３９の下部にはベース４４が設
けられている。

【００２４】前記昇降機構４０の下部には横行ブロック
４５が設けられ、該横行ブロック４５は前記横行ボール
ネジ４２と螺合し、前記横行ガイドレール４３に沿っ
て、横行可能となっている。前記横行ブロック４５の上
面には昇降用モータ４６が設けられ、該昇降用モータ４
６には垂直方向に棒状の昇降ボールネジ４７が接続さ
れ、該昇降ボールネジ４７に平行に棒状のガイドシャフ
ト４８が設けられ、前記昇降ボールネジ４７に昇降ブロ
ック４９が螺合し、該昇降ブロック４９は前記ガイドシ
ャフト４８に沿って昇降可能に設けられている。

【００２５】前記昇降ブロック４９には第１受載部５０
及び第２受載部５１が左右対称に固着されている。前記
第１受載部５０は第１モータケース５２内に設けられた
第１アーム駆動モータ５３に第１ロボットアーム５４が
接続され、該第１ロボットア−ム５４の上面に第１カセ
ットテーブル５５が接続され、構成されている。前記第
１ロボットアーム５４は２節リンクで構成され、伸縮且
水平回動可能となっており、前記第１カセットテーブル
５５は前記第１アーム駆動モータ５３の駆動により前記
第１ロボットアーム５４を介して自在に水平移動可能と
なっている。又、前記第２受載部５１は前記第１受載部
５０と同様に第２モータケース５６、第２アーム駆動モ
ータ５７、第２ロボットアーム５８、第２カセットテー
ブル５９により構成されている。

【００２６】以下作動について説明する。

【００２７】図示しない自動搬送装置は複数個、本実施
の形態では２個の前記ウェーハカセット３６を収納した
ＳＭＩＦボックス３７を前記投入ポート３５より投入
し、所要位置にセットする。投入後、図示しないＳＭＩ
Ｆアームにより前記各ウェーハカセット３６が前記ＳＭ
ＩＦボックス３７内から前記カセットステージ３８上に
取出され、空の前記ＳＭＩＦボックス３７は前記自動搬
送装置（図示せず）に戻される。前記ＳＭＩＦボックス
３７に前記ウェーハカセット３６を収納して搬送するこ
とから半導体装置外部搬送経路はクリーンルームとする
必要がなくなる。

【００２８】前記横行モータ４１が駆動し、前記横行ボ
ールネジ４２が回転することにより、前記昇降機構４０
は前記横行ガイドレール４３に沿って水平移動し、前記
カセットステージ３８の前面で停止し、又、前記昇降用
モータ４６の駆動により前記第１受載部５０、第２受載
部５１は前記昇降ブロック４９を介して前記ガイドシャ
フト４８に沿って昇降し、前記カセットステージ３８の
前面で停止する。前記第１アーム駆動モータ５３、第２
アーム駆動モータ５７の駆動により前記第１ロボットア
ーム５４、前記第２ロボットアーム５８を水平方向に反
転させ、前記第１カセットテーブル５５及び前記第２カ
セットテーブル５９上にそれぞれ前記ウェーハカセット
３６を載置し、前記昇降ブロック４９を前記昇降用モー
タ４６の駆動により前記ガイドシャフト４８に沿って上
昇させ、更に前記横行モータ４１の駆動により前記横行
ガイドレール４３に沿って横行させることにより、前記
下カセット棚３２又は上カセット棚３３の所要位置に前
記各ウェーハカセット３６を装入する。

【００２９】前記ウェーハ移載機３１は前記ボート３０
の下降状態で前記下カセット棚３２又は上カセット棚３
３の前記ウェーハカセット３６からウェーハを前記ボー
ト３０へ移載する。図示しないボートエレベータにより
前記ボート３０を前記反応炉２９内に装入し、該反応炉
２９内で所定の処理後、前記ボートエレベータ（図示せ
ず）により前記ボート３０を降下させ、前記反応炉２９
より引出す。前記ボーート３０の下降状態で前記ウェー
ハ移載機３１により前記ボート３０から前記下カセット
棚３２、上カセット棚３３の前記ウェーハカセット３６
へウェーハの移載を行う。

【００３０】処理済みのウェーハが装填された前記ウェ
ーハカセット３６は前記カセットローダ３４により前述
した手順と逆の手順で前記自動搬送装置（図示せず）に
払出す。

【００３１】尚、上記実施の形態に於いては、複数枚の
ウェーハを一度に処理するバッチ式の半導体製造装置に
ついて説明したが、図４に示す様に枚葉式の半導体製造
装置について実施してもよい。図４中、６０はクリーン
ルーム以外のスペースの床２７上の搬送ライン６１に沿
って移動する自走搬送車であり、該自走搬送車６０は、
ウェーハの装填されたウェーハカセット３６をカセット
ストッカ６２と投入ポート３５間で搬送する。前記床２
７の階上のクリーンルーム内のグレーチング床２６上に
は複数、図４では２箇所のウェーハ搬送室６３が設けら
れ、該ウェーハ搬送室６３の後方にはそれぞれ２箇所ず
つの反応室６４が接続されている。前記ウェーハ搬送室
６３の前方には上下階に掛渡ってカセットローダ３４が
設置される室６５が設けられ、該カセットローダ３４に
より前記投入ポート３５と前記ウェーハ搬送室６３との
間の前記ウェーハカセット３６の搬送が可能な様になっ
ている。

【００３２】又、上記実施の形態に於いては、自動搬送
装置によってＳＭＩＦボックス内にウェーハカセットを
収納して搬送しているが、人手によってでもよく、又、
防塵の為の搬送用ケースはＳＭＩＦボックスに限らず、
簡易保護ケースであってもよい。更に、投入ポートはク
リーンルームの階下に設けられているが、クリーンルー
ム以外のスペースであれば階上又は同じ階であってもよ
い。更に又、カセットローダには２個の受載部が設けら
れているが、１個又は３個以上であってもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、ウェー
ハカセットの搬送、保管用のスペースをクリーンルーム
内に設ける必要がない為、建築費が高く、且ランニング
コスト等の保守管理費の掛かるクリーンルームスペース
の縮小が可能となり、設備投資額の低減化や省エネルギ
化が図れる。又、ウェーハカセットの保管をクリーンル
ーム以外のスペースで行える為、ウェーハカセットの保
管に於けるスペース上の制約がなくなり、保管スペース
を２階建てで使用することも可能となり、ウェーハカセ
ットの収容能力が増加し、スペースの有効利用が可能と
なる等、種々の優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す立面図である。

【図２】該実施の形態を示す平面図である。

【図３】該実施の形態に於けるカセットローダの斜視図
である。

【図４】本発明を枚葉式半導体製造装置に実施した場合
の概略説明図である。

【図５】従来の半導体製造装置、外部搬送装置を具備し
た半導体製造設備の概略斜視図である。

【図６】従来の半導体製造装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

３４ カセットローダ ３５ 投入ポート ３７ ＳＭＩＦボックス ３９ 横行機構 ４０ 昇降機構 ５５ 第１カセットテーブル ５９ 第２カセットテーブル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体内部に該筐体が設置されているクリ
   ーンルーム以外のスペースに掛渡る空間を設け、該空間
   内にカセットローダを設け、クリーンルーム以外のスペ
   ースと前記空間の境界面に投入ポートを設けたことを特
   徴とする半導体製造装置。
2. 【請求項２】 前記空間を上下階に掛渡って設け、該空
   間内にカセットローダを上下階間で移動可能に設けた請
   求項１の半導体製造装置。
3. 【請求項３】 搬入搬出時にはウェーハカセットが防塵
   搬送用ケースに収納されている請求項１又は請求項２の
   半導体製造装置。