JPS62216315A

JPS62216315A - 半導体処理装置

Info

Publication number: JPS62216315A
Application number: JP5831686A
Authority: JP
Inventors: San Komiyama; 小宮山　三; Noriyuki Obuchi; 大渕　範幸; Takeshi Matsuo; 武松尾
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1986-03-18
Filing date: 1986-03-18
Publication date: 1987-09-22

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】［産業上の利用分野］本発明は半導体を製造するための処理装置で、特に、ロ
ードロック室を有する処理装置に関するものである。

［従来の技術］この種の処理装置としてはたとえば第４図および第５図
に示すようなものが知られている。

すなわち、この処理装置は平行平板型のプラズマＣＶＤ
装置で、図中１は処理室である。前記処理室１内には半
導体基板（以下ウェハという）４を支持する回転自在な
テーブル２が設けられ、このテーブル２上にはその回転
方向に亘って複数個の突出ビン装置３を介してウェハ４
が載置されるようになっている。前記突出♂ン装置３は
第５図に示すシリンダ５の作動によりビンＪａ、３ａが
突沈されるようになっている。また、上記処理室１内の
上部側には上記テーブル２に離間対向した状態で電極６
が設けられ、この電極６には高周波電源７が接続されて
いる。

８は上記処理室１に接続された真空排気管で、９は上記
処理室１内に反応ガスを導入させるノズルである。

一方、上記反応室１にはロードロック室１０が隣設され
、このロードロック室１０と上記反応室１との間は開閉
自在な第１のシャッタ１ノを介して仕切られている。上
記ロードロック室１０内にはウェハ４をロード、アンロ
ードするための旋回チャック１２が回動自在に設けら−
れている。１３は上記ロードロック室１ｏの上面部に接
続された真空排気管である。

また、上記ロードロック室１ｏにはウェハ搬送装置１４
が隣設され、このウェハ搬送装置１４と上記ロードロッ
ク室１ｏとの間は開閉自在な第２のシャッター１５によ
り仕切られている。

上記ウェハ搬送装置１４の両側部には第１および第２の
カセット１６．１７が設けられ、第１のカセット１６内
に収納されたウェハ４は搬送ベルトＩ８の走行によ、Ｑ
Ａ点に搬送されるようになっている。また、Ｂ点に載置
されたウェハは搬送ベルト１９の走行により上記第２の
カセット１７に送られ収納されるようになっている。

しかして、運転開始のスタート釦をオンすると、以下の
ような所定のシーケンスに従って自動的にプロセスが実
行される。すなわち、チー−５＝プル２上に載置されたウェハ４・・・が処理されると、
まず、第１のシャッタ１ノがシリンダＩ１ｍの作動によ
り開放され、旋回チャック１２がテーブル２上のアンロ
ード位置ｃｌで旋回しウェハ４をチャックしたのちロー
ドロック室１ｏ内の待機位置りに到る。しかるのち、第
１のシャッター１１が閉塞してパージガス供給口２ｏよ
りガスを供給しロードロック室１ｏ内の圧力を大気圧に
したのち第２のシャッタ１５が開放され、ついで旋回チ
ャック１２が搬送装置１４のＢ点まで旋回される。この
Ｂ点で旋回チャック１２よりウェハ４をアンロードし搬
送ベルト１９の走行により第２のカセット１７に収納さ
れる。しかるのち旋回チャック１２は更にＡ点まで旋回
して第１のカセット１６から搬出されたウェハ４をチェ
ックする。つぎに、旋回チャック１２は逆方向に旋回し
てロードロック室１０内の待機位置ＤＫ至る。このとき
、第２のシャッタ１５が閉塞され、図示しない真空排気
装置が作動し、真空排気管１３よジロードロック室１０
内が排気される。これにより、ロードロック室１０内が
処理室１内と同じ真空度になると、再び第１のシャッタ
１１が開放し、旋回チャック１２によりテーブル２上の
ロード位置Ｅヘロードされる（実際にはテーブル２はロ
ード位置Ｅまで回転して待機している）。

以後、順次同様の動作が繰り返されてウェハ４・・・が
処理される。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、従来装置においては、処理室１に対し、
一枚のウェハ４をアンロードあるいはロードするごとに
シャッタ１１．Ｉｓを開閉させるとともにロードロック
室１０のガスパージと真空引きを繰り返すため、生産性
が低下する欠点があった。

また、プラズマＣＶＤのように、処理中テーブル２の温
度が３００℃前後に上昇し、反応終了後、すぐに低下し
ないような場合、次のバッチで処理されるウェハは最初
にロードされたウニハト最後にロードされたウエノ−で
は、相当時間的な差たとえば約１０分根度ある。このた
め、最後のウェハあるいは最後から２番目のウェノ・等
はロードされても直ぐに処理されると、ウェハ温度が他
のウェハと比べ低く、シたがって、ＤＦＩ：ＰＯの結果
も変化し、バッチ内の膜厚のばらつきが生じることにな
り品質が低下する。これを避けようとすると、ロード終
了後、安定するまで、しばらくの間装置し力ければなら
ず、ますます、生産性が低下してしまう。

本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的
とするところは、処理室に対し半導体基板を一枚ずつロ
ード、アンロードするごとにシャッタを開閉操作するこ
となく、処理できるとともに半導体基板に温度差を生じ
させることなく処理できるようにした半導体処理装置を
提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］本発明は上記問題点を解決するため、ロードロック室内
に配設したロードおよびアンロード用の各カセットと、
前記ロード用カセットに搬送系を介して半導体基板を供
給し、また、アンロード用カセットから搬出される半導
体基板を回収する第１および第２のカセットと、上記搬
送系の途中に設けられ半導体基板を一時集積させる第３
のカセットとを具備したものでおる。

［作用］ロードロック室内に配設したロードおよびアンロード用
の各カセットにウェハを複数枚ずつロード、アンロード
することにより、シャッタの開閉操作およびロードロッ
ク室の昇圧と減圧度を豫−化し、また、処理室内での１
回の処理枚数に対し、第１および第２のカセットに収容
できる枚数が整数倍でない場合にも第３のカセットの一
時集積を利用して、ロードロック室に対する処理ずみ半
導体基板さらには未処理の半導体基板の搬出・搬入を連
続して行なう。

［実施例］以下、本発明を第１図および第２図に示す一実施例を参
照して説明する。なお、第４図および第５図で示した部
分と同一部分については同一番号を付してその説明を省
略する。ロードロック室１０内にはロードおよびアンロ
ード用の各カセット２１．２２が配設されているととも
に、テーブル２に対するロードおよびアンロード用の搬
送手段である旋回チャック２３．２４が配設されている
。また、上記ロードロック室１０の外部には第１および
第２のカセット２５゜２６が配設されている。前記第１
のカセット２５は第１および第２の搬送路２７．２８を
介して上記ロードロック室１０のロード用カセット２１
に接続され、前記第２のカセット２２は第３および第４
の搬送路２９．３０を介して上記ロードロック室１０の
アンロード用カセット２２に接続されている。上記第４
の搬送路３０の中途部には第３のカセット３１が設けら
れている。そして上記第１の搬送路２２と第４の搬送路
３０とはこれら搬送路２７．３０に直交する第５の搬送
路３２を介して接続されている。

上記ロードおよびアンロード用の各カセット−１０＝２１．２２さらに、第１乃至第３の各カセット２５，２
６．３１はそれぞれウェハ４の有無を検知するセンサー
３３を備えるとともに、このセンサー３３の信号により
ウェハ４を所定ピッチ毎に昇降させる昇降機構（図示し
ない）を備え、上記各カセット２５，２６，３１からウ
ェハ４を搬出させる場合にはその下部から搬出させ搬入
させる場合にはカセット２５，２６゜３１の上部から順
序よく搬入させるようになっている。

しかして、ウェハ４を処理する場合には、まず、第２の
シャッタ１５が開放され、第１のカセット２５の下部側
から第１の搬送路２７によってウェハ４が順次搬出され
る。この搬出されたウェハ４は第２の搬送路２８を介し
てロード用カセット２１へ送られ、その上部側から順次
一枚ずつ集積される。しかるのち、第２のシャッタ１５
が閉塞されロードロック室１０内の空気が排気管１３を
介して排気されて所定の真空度（一般には処理室１は常
に所定の真空度範囲に維持されているので処理室１と同
程度以上）にされる。つぎに、第１のシャッタ１１が開
放され、旋回チャック２３により、ロード用カセット２
１の下部側から順次一枚ずつウェハ４・・・が取出され
テーブル２上に載置される。しかるのち、第１のシャッ
タ１１が閉塞され、プラズマ処理が施される。

そして、プラズマ処理を終了すると、ロードロック室１
０内が所定の真空度になっている状態で、第１のシャッ
タ１１が開放され、旋回チャック２４により、テーブル
２上にロードされた数量（８個）だけアンロード用カセ
ット２２にアンロードされる。このアンロードされたウ
ェハ４は第１のシャッタ１１が閉塞し、ロードロック室
１０内にＮ２ガスを導入し大気圧に戻した後、第２のシ
ャッタ１５が開放してアンロード用カセット２２の下部
から順にウェハ４が搬出され、第３の搬送路２９を介し
て第３のカセット３１に順次上から収納される。この第
３のカセット３１に一時的に収納されたウェハ４は、次
の回の処理室Ｉ内での処理を終シアンロード用カセット
２２を介して後続のウェハ４がロ−ドロック室１０から
搬出されてくるまでの間に、第２のカセット２６へ収納
される。この第３のカセット３１による一時集積は、ロ
ードロック室１０から１パツチ分として搬出されるウェ
ハ４を第２のカセット２６がそのまま収納できる場合に
は、必ずしも必要でなく、搬送路３０によって単に通過
させてもよい。

ところで、例えば、第２のカセット２６のウェハ収納枚
数が２５枚に対し、処理室Ｉにおける１パツチの処理枚
数が８枚の場合、４バツチ目に処理されて搬出された８
枚のウェハ４のうち、１枚が第２のカセット２６に収納
されると、該第２のカセット２６は前に収納した３パツ
チ分の２４枚と合わせ、収納容量である２５枚に達して
しまう。そこで、残シの７枚のウェハ４は、第２のカセ
ット２６を空のものと交換しなければ、収納することが
できないことになるが、本装置は、搬送路３０上に第３
のカセット３１があるため、ローにロック室１０からは
第２のカセット２６の収納残数あるいは該第２のカセッ
ト２６の有無に関係々く、１パツチ分の８枚のウェハ４
を連続して搬出し、第３のカセット３１に一時的に集積
しておく。そして、次の回の処理が終ってウェハ４がロ
ードロック室１゜から搬出されるまでの間に、第３のカ
セット３１から第２のカセット２６へ１枚だけ搬送して
第２のカセット２６を満たし、この第２のカセット２６
を空のものと交換して残シの７枚のウェハ４を収納すれ
ばよい。このため、ロードロック室ＩＯからのウェハ４
の搬出を常に１ノ々ッチ分ずつ連続して短時間のうちに
搬出できると共に、第２のカセット２６の交換のタイミ
ングを後続する工程に合わせ易い。

このことは、第１のカセット２５からロードロック室１
０ヘウエハ４を供給する場合にも同様であシ、図示しな
いが搬送路２７または２８上に第３のカセット３１と同
様のカセットを付加してもよい。

なお、第１．第２のカセット２５．２６は予じめそれぞ
れ複数配列しておき、順次搬送路２７．３０に対応させ
るようにしたシ、または本装置に対する前後の工程との
間で自動搬送させるようにしてもよい。

また上記の説明は、第１のカセット２５から未処理のウ
ェハ４を供給し、処理ずみのウェハ４を第２のカセット
２６に収納する例を示したが、カセットに符号などを付
してカセット単位でウェハ４の処理管理を行なう場合に
は、第１のカセット２５から出たウェハ４は、第１のカ
セット２５へ戻すとよい。この場合は、第１のカセット
２５から出て処理され、ロードロック室１０から搬出さ
れたウェハ４を第３のカセット３１に貯え、第１のカセ
ット２５が空になったところで、第５の搬送路３２およ
び第１の搬送路２７を介して第１のカセット２５へａｔ
。

また、この場合には、第１のカセット２５がウェハ４を
すべて供給し終って空になったところで、第２のカセッ
ト２６から第４．第５．第１ならびに第２の搬送路３０
．３２，２７．２８を介して未処理のウェハ４をロード
ロック室１０へ供給する。なお、上記第３のカセット３
１から第１のカセット２５への処理ずみウェハ４の搬送
は、上記第２のカセット２６からの供給の合間に行なわ
れる。また、第３のカセット３１から第１のカセット２
５へ搬送するタイミングとしては、３バッチ分すなわち
２４枚のウェハ４が貯えられたところとし、４パツチ目
の最初の１枚は第３のカセット３１を単に通過させて第
１のカセット２５へ戻し、４パツチ目の２枚目から第３
のカセット３１に再び貯えるようにするとよい。

さらにまた、前述した各カセット２１，２２゜２５．２
６．３１に対するウェハ４の搬出入を各カセット内のウ
ェハ４の順序が途中で入替わらないようにカセット単位
で行ない、かつ搬出はカセットの下側からとし、搬入は
カセットの上側からとすれば、第１のカセット２５から
出て再び第１のカセット２５に戻されたウェノ−４は、
第１のカセット２５内における順序が元の状態に戻るの
で、カセット単位の管理のみゼらずカセット内の順番に
よる管理も可能である。

なお、この場合、ロード、アンロード用カセット２１．
２２と第３のカセット３１の収容枚数は、必ずしも第１
Ｉ第２のカセット２５．２６と同じ収容枚数である必要
はなく、上記の例では前者の各カセット２１，２２．３
１の収容枚数を３バッチ分の２４枚とし、端数の１枚は
、第１．第２のカセット２５．２６からのウェハ４の切
換えの前に次へ搬送するようにしてもよい。また、この
場合には、ロードロック室１０の大気側の第２のシャッ
タ１５は、１バッチ分の処理ごとに開くことなく、ロー
ドおよびアンロード用カセッ’ｐ２１．２２に対する搬
入・搬出時にのみ開けばよい。

この実施例によれば、ウェハ４・・・の振出人時間が処
理室１でのウェハ４・・・の処理時間とオーバラップす
るので、より一層生産効率が優れ、昇圧減圧も容易にな
る。

また、ロード用およびアンロード用カセット２１．２２
をバッチ数のものにすればロードロック室１０も小型化
できる。

なお、ロフト管理（カセット管理）をしていると、本処
理装置に至るまでの間、途中のプロセスで不良品が発生
したシして第１および第２のカセット２５，２６のウェ
ハ枚数が減る場合がある。このような場合には第１〜第
３のカセット２５，２６．３１との比較をソフト上でで
きるようにし、第１のカセット２５からたとえばウェハ
４が２４枚ロードされたとき、第３のカセット３１に２
４枚入ったら第１のカセット２５にリターンするように
制御するとよい。

また、これまでの説明では、ウェハ４を２５枚収納する
カセットを用いて１パツチ当シウエ／・４を８枚処理す
る例について述べたが、たとえば、ウェハ４を２４枚収
納するカセットを用いたシ、あるいは１バッチ当９５枚
処理するものでウェハを２５枚収納するカセットを用い
るなどしてカセットとバッチ数が割り切れる場合−１トはさらに、生産効率を向上できる。

さらに、第１乃至第３のカセット２５．２’６゜３１の
搬送ラインと数を増大させることにょシ、カセットの交
換や待機の関係をより効率化できる。

また、第１および第２のカセット２５　、２６の搬出入
をロボットなどを用いて行なえば、さらに、自動化を進
めることができる。

また、本発明は第３図に示すように構成してもよい。こ
の第３図に示すものは処理室１の両側にそれぞれロード
ロック室４１．４２を配設し、一方のロードロック室４
１内にロード用カセット４３を設け、他方のロードロッ
ク室４２内にアンロード用カセット４４を設け、上記ロ
ード用カセット４３に第１のカセット４５からウェハを
供給し、アンロード用カセット４４から搬出されるウェ
ハを第３のカセット４６を介して第２のカセット４７に
回収するようにしてもよい。

その他、本発明はその要旨の範囲内で種々変形実施でき
ることは勿論である。

なお、従来、電子ビーム描画装置などにおいてはロード
ロック室１０に対し、カセット自体を出入させてロード
、アンロードするものが考えられているが、この場合、
以下に述べるような問題点がある。

すなわち、生産ラインで搬送されるカセットをロードロ
ック室１０内に出入させるため、汚れを持ち込むことに
なり、品質が低下する。

また、カセットのウェハ収納量が限定され、生産性が低
下する。

さらに、ロードロック室１０のカセットを出入させるた
めの開口を広くとらなければならず、ロードロック室の
構造上不利であるとともに、自動化にも適さない等であ
る。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、ロードロック室
内にロードおよびアンロードの各カセットを配設し、ウ
ェハを複数枚ずつロード。

アンロードするから、シャッタの開閉操作および減圧操
作の回数を著しく低減でき、生産性を向上できるととも
に、品質も向上できる。

また、各第１．第２のカセットの収容枚数が処理室での
１バツチ当シの処理枚数の整数倍でなく、端数がある場
合でも、第３のカセットによる一時集積によジロードロ
ック室に対するウェハの搬送を連続して短時間にできる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例である半導体製造装置を示す
横断面図、第２図はその縦断面図、第３図は他の実施例
を示す横断面図、第４図は従来例を示す横断面図、第５
図はその縦断面図である。１・・・処理室、２・・・テーブル（半導体基板支持部
）、４・・・ウェハ（半導体基板）、１０　、４１゜４
２・・・ロードロック室、１１・・・第１のシャッタ、
１５・・・第２のシャッタ、２１．４３・・・ロード用
カセット、２２．４４・・・アンロード用カセット、２
３．２４・・・旋回チャック（搬送手段）、２５゜４５
・・・第１のカセット、２６．４７・・・第２のカセッ
ト、２７．２Ｂ、２９，３０．３２・・・搬送系。出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦＝２２− 特許庁長官　　宇　賀　道　部　　殿１．事件の表示特願昭６１−５８３１６号２、発明の名称半導体処理装置３、補正をする者事件との関係特許出願人（３４５）　　東芝機械株式会社４、代理人５、自発補正、補正の内容（１）明細書筒８頁１行目に記載した「程度ある。」を
「程度の差がある。」と訂正する。（２）　　明細書筒８頁３行目に記載した「されても直
ぐに」を「されて直ぐＫ」と訂正する。（３）　　明細書筒１２頁１７行目に記載した。「ウェ
ハ４が」を削除する。（４）明細書筒１５頁１２行目〜第１６頁１７行目に記
載した「この場合は、・・・・・・かつ搬出」を［この
場合は、第１のカセット２５から何枚のウェハ４が搬出
されたかをカウントするようにし、カセット２１への搬
入は、処理室１でのバッチ処理枚数毎の搬入でも、また
カセット２５に入っていた全部のウェハ４の搬入のどち
らでもよいが、前者の場合は処理済みのウェハ４がカセ
ット３１に搬入される枚数がカセット２５から搬出され
たカウント数と同じカウント数になるまで貯えてから搬
送路３０，３２．２７を介してカセット２５へ戻すよう
に制御する。後者の場合はカセット２２へ搬入されるウ
エノＳ４の枚数がカセット２５から搬出されたカウント
数と同じカウント数に々るまでカセット２２に貯え、次
に第２のカセット２６からカセット２ノへ搬入するため
に第２のシャッタ１５を開いた時に、前記カセット２２
からカセット３１へ搬出するように制御し、カセット２
５からのウエノ・４がカセット２６からのウェハ４と混
入しないようにすると効果的な搬送ができる。ただし、前者の場合に第３のカセット３ノから第１のカ
セット２５へ搬送するタイミング、また後者の場合にカ
セット２２から第３のカセット３１を介して第１のカセ
ット２５へ搬送するタイミングとしては、前記のように
第１のカセット２５からの全数が収納されるのを待たず
に、１バツを分ずつまたは３ノぐッテ分す表わち２４枚
のウエノＳ４がそれぞれのカセット３１または２２に貯
えられたところとし、４パツチ目の最初の１枚は後から
第１のカセット２５へ戻し、４ノ）ツチ目の２枚目から
第３のカセット３１ｉたは２２に貯えるようにしてもよ
く、このようにすれば第１のカセット２５から出たウェ
ハ４と第２のカセット２６から出たウェハ４の切替シ時
の搬送待ち時間を短縮することができる。さらＫ、また前記のように第１のカセット２５へ戻すウ
ェハ４を第３のカセット３１Ｖｃ全数貯えた後に第１の
カセット２５へ戻スようくし、かつ搬出」と訂正する。（５）　明細書筒１７頁４行目〜１６行目に記載した「
なお、この場合・・・・・・開けばよい。」を削除する
。（６）明細書第工８頁４行目〜１３行目に記載した「な
お、ロット管理・・・・・・制御するとよい。」を削除
する。（７）明細書第１８頁２０行目に記載した「カセットと
バッチ数が」を「カセットの収納枚数がバッチ数で」と
訂正する。（８）　　１１３１’ｌ細書第２０頁２０行目に記載し
た「減圧操作」を「昇圧減圧操作」と訂正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）処理室と、この処理室に開閉自在な第１のシャッ
タを介して連続するロードロック室と、このロードロッ
ク室内に配設され半導体基板を収納するロードおよびア
ンロード用の各カセットと、これらのカセットと前記処
理室内の半導体基板支持部との間の半導体基板の搬送手
段と、前記ロードロック室に開閉自在な第２のシャッタ
および搬送系を介して接続され、前記ロード用カセット
に半導体基板を供給し、また、前記アンロード用カセッ
トの半導体基板を回収する第１および第２のカセットと
、ロードおよびアンロード用のカセットと第１および第
２のカセットとの間にそれぞれ設けられている２つの搬
送系の少なくともいずれか一方に設けられた半導体基板
を一時集積させる第３のカセットとを具備したことを特
徴とする半導体処理装置。
（２）前記ロードおよびアンロード用の各カセットさら
に前記第１乃至第３の各カセットはそれぞれ半導体基板
を上部から搬入させて下部から搬出する構成としたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体処理装
置。
（３）前記搬送系が、前記２つの搬送系と共に、該２つ
の搬送系のいずれか一方に設けられている第３のカセッ
トの第１または第２のカセット側から他方の搬送系へ半
導体基板を搬送する搬送系を含んでいることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の半導体処理装置。
（４）第２のシャッタが開放した状態で、第１または第
２のカセットからロード用カセットへの半導体基板の搬
入と、アンロード用カセットから第３のカセットへの半
導体基板の搬入を同時に実行することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の半導体処理装置。
（５）ロード用カセットへの半導体基板の搬入個数を処
理室でのバッチ処理数の整数倍で、第１あるいは第２の
カセットの最大収納数より小さな数とし、第３のカセッ
トは第１あるいは第２のカセットから搬出された半導体
基板の数と同一の数の半導体基板を収納するまで、搬出
を開始しないことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の半導体処理装置。（６）ロード用カセットへの半導
体基板の搬入個数を処理室での処理数と同一かもしくは
それ以下となるように制御し、かつ、処理室でシーケン
スを実行中にロード用カセットへの半導体基板の搬入と
アンロード用カセットから第３のカセットへの半導体基
板の搬出を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の半導体処理装置。