WO2016152721A1 - 基板処理装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a substrate processing apparatus and a method for manufacturing a semiconductor device.
- a substrate processing process for forming a predetermined film on the substrate is performed.
- a substrate processing apparatus that performs a substrate processing step
- a substrate stored in a storage container is transferred to a substrate holder using a substrate transfer device, and the substrate held by the substrate holder is processed in the processing chamber.
- a substrate transfer apparatus for example, there is a substrate transfer apparatus described in Patent Document 1.
- the distance that the substrate can be moved is fixed, and it is difficult to transfer the substrate between two places where the distance from the substrate transfer apparatus is different. There may be.
- An object of the present invention is to provide a technique capable of transporting a substrate between a plurality of locations having different distances from the substrate transfer apparatus.
- the transfer machine is The base, A first moving unit installed on the base and connected to a first mechanism unit installed outside the casing of the base; A second moving unit installed on the first moving unit and connected to a second mechanism unit installed in a housing of the first moving unit;
- a technique is provided in which the installation position of the first mechanism unit and the installation position of the second mechanism unit overlap at least partially in the vertical direction.
- the present invention it is possible to transport a substrate between a plurality of locations having different distances from the substrate transfer device.
- FIG. 2 is a left side view of the substrate processing apparatus shown in FIG. 1.
- FIG. 3A is a diagram for explaining the distance by which the substrate processing apparatus shown in FIG. 1 moves the substrate
- FIG. 3A is a diagram for explaining the distance by which the substrate is moved from the substrate transfer apparatus to the storage container.
- (b) is a figure explaining the distance which moves a board
- 1 shows a configuration of a substrate transfer apparatus included in the substrate processing apparatus shown in FIG. 1
- FIG. 4A is a plan view showing the substrate transfer apparatus
- FIG. 4B is a left side view of the substrate transfer apparatus.
- FIG. 5 is a left side view showing a drive mechanism for moving the substrate transfer apparatus shown in FIG. 4.
- FIG. 6 is a view showing a moving mechanism for moving the substrate transfer apparatus shown in FIG. 4, and shows the substrate transfer apparatus shown in FIG. 4 from the direction of arrow AA in FIG. 5.
- FIG. 7 shows the tweezers shown by FIG. 7 from the front side.
- FIG. 8 is a diagram showing a moving mechanism that moves the tweezers shown in FIG. 7 upward and downward in the direction of gravity. The operation of the substrate transfer apparatus shown in FIG. 3 will be described.
- FIG. 3 is a left side view showing a drive mechanism for moving the substrate transfer apparatus shown in FIG. 4.
- FIG. 6 is a view showing a moving mechanism for moving the substrate transfer apparatus shown in FIG. 4, and shows the substrate transfer apparatus shown in FIG. 4 from the direction of arrow
- FIG. 10 (a) is a view showing a state where the substrate transfer apparatus is in the first position
- FIG. 10 (b) is the substrate transfer apparatus. It is a figure which shows the state which exists in a 2nd position. It is a block diagram which shows the control part which the substrate processing apparatus shown by FIG. 1 has. 2 is a flowchart showing the operation of the substrate processing apparatus shown in FIG. 1. The principal part of the board
- Fig.13 (a) is a figure which shows the state which has a mapping sensor in a detection position
- FIG.13 (b) is a mapping sensor retracted
- FIG. 14A is a diagram showing a state in which the mapping sensor is in the detection position
- FIG. 14B is a state in which the mapping sensor is in the retracted position.
- FIG. 14A is a diagram showing a state in which the mapping sensor is in the
- the substrate processing apparatus 100 is an apparatus for processing a wafer W made of silicon or the like used as a substrate, and is also used as a semiconductor device manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor device such as an IC, for example. .
- a substrate processing method is performed using the substrate processing apparatus 100, and a semiconductor device manufacturing method is performed.
- the substrate processing apparatus 100 is, for example, a vertical heat treatment apparatus, and can perform, for example, an oxidation process, a diffusion process, a CVD process, or the like on the wafer W.
- the substrate processing apparatus 100 includes a substrate processing apparatus main body 101, a front maintenance port 103 is formed in the front wall 101 a of the substrate processing apparatus main body 101, a maintenance door 104 that opens and closes the front maintenance port 103, a front opener 113, Is attached.
- a FOUP loading / unloading port 112 is formed in the maintenance door 104 on the front wall 101a so as to communicate between the inside and outside of the substrate processing apparatus main body 101.
- a mounting shelf 105 on which a plurality of FOUPs (pods) 110 used as containers for holding wafers W are mounted, a preliminary mounting shelf 107, and an I used as a pod delivery table.
- a / O stage 114, a boat elevator 115 used as a substrate holder lifting mechanism, and a pod transfer device 118 are arranged.
- the pod transfer device 118 includes a pod lifting mechanism 118a and a pod transfer mechanism 118b.
- a transfer shelf 123 and a wafer transfer apparatus (transfer machine) 300 used as a substrate transfer apparatus are arranged.
- the transfer shelf 123 stores pods 110 to be transferred by the transfer machine 300.
- a clean unit 134a a clean unit 134b, a furnace port shutter 147 used as a furnace port opening / closing mechanism, a processing furnace 202, and a boat 217 used as a substrate holder are provided.
- the seal cap 219 is disposed.
- the boat 217 is made of, for example, quartz or SiC.
- the I / O stage 114 is disposed in the vicinity of the pod loading / unloading port 112.
- the pod 110 is loaded onto the I / O stage 114 by an in-process transfer device (not shown) and unloaded from the I / O stage 114.
- the pod transfer device 118 is installed between the I / O stage 114 and the mounting shelf 105, and the pod lifting mechanism 118a can move up and down while holding the pod 110.
- a pod transport mechanism 118b is attached to the pod lifting mechanism 118a.
- the pod 110 is transported between the I / O stage 114, the mounting shelf 105, and the preliminary mounting shelf 107 by the continuous operation of the pod lifting mechanism 118a, the robot arm, and the pod transporting mechanism 118b.
- the transfer machine 300 is installed behind the mounting shelf 105.
- the transfer machine 300 includes a rotation / linear motion mechanism 306 that can rotate the wafer W in the horizontal direction and linearly move, and a lifting / lowering mechanism 304 that moves the rotation / linear motion mechanism 306 up and down. Further, the transfer machine 300 loads (charges) the wafer W on the boat 217 and unloads (discharges) the wafer W from the boat 217 by the continuous operation of the rotation / linear motion mechanism 306 and the elevating mechanism 304. Details of the transfer machine 300 will be described later.
- the boat elevator 115 has an arm 128 and is disposed below the processing furnace 202, and is used as a lifting mechanism that lifts and lowers the boat 217 to the processing furnace 202.
- a seal cap 219 is horizontally installed on the arm 128. The seal cap 219 can vertically support the boat 217 and close the lower end portion of the processing furnace 202.
- the boat 217 includes a plurality of holding members, and a plurality of (for example, about 25 to 150) wafers W are horizontally arranged in multiple stages in a state where their centers are aligned in the vertical direction. Hold.
- the processing furnace 202 is disposed above the rear part of the substrate processing apparatus main body 101.
- the lower end of the processing furnace 202 is opened and closed by a furnace port shutter 147.
- a boat 217 is carried into and out of the processing furnace 202 by a boat elevator 115.
- the moving distance of the wafer W by the transfer machine 300 of the first embodiment will be described. As shown in FIG. 3, the moving distance d2 of the wafer W for transferring the wafer W to the boat 217 is longer than the moving distance d1 of the wafer W for loading / unloading the wafer W into / from the pod 110. ing.
- the wafer W can be moved between the pod 110 and the boat 217 that are different in distance from the transfer machine 300. Furthermore, the substrate processing apparatus 100 can be downsized as compared with a conventional transfer machine (hereinafter referred to as a comparison apparatus) that can move the wafer W only by the same distance. That is, assuming that the distance that the wafer W can be moved in the comparison device is only the distance d2, in the transfer machine 300 according to the first embodiment, the transfer shelf 123 on which the pod 110 is mounted is placed on the wafer. The distance from the transfer device 300 can be arranged at the position of the distance d1. On the other hand, in the comparison apparatus, the transfer shelf 123 must be arranged at a position at a distance d2 that is longer than the distance d1 from the transfer machine 300, and the size of the substrate processing apparatus is increased accordingly. Become.
- FIG. 4 illustration of the elevating mechanism 304 is omitted, and a portion of the rotary linear motion mechanism 306 is mainly shown.
- the rotation / linear motion mechanism 306 rises and falls as a whole when the elevating mechanism 304 operates.
- the rotation / linear motion mechanism 306 includes a rotatable base 310, a first moving unit 330 that moves relative to the base 310, and a second movement that moves relative to the first moving unit 330. Part 340.
- the base 310 is connected to a third motor 402 used as a third drive source via a drive transmission mechanism 404 configured with, for example, a gear train.
- the base 310 rotates about the rotation shaft 308 by receiving the drive transmission from the third motor 402. Then, as the base 310 rotates, the first moving unit 330 and the second moving unit 340 rotate about the rotation shaft 308 as a unit with the base 310.
- the first moving unit 330 and the second moving unit 340 move up and down when the lifting mechanism 304 (see FIG. 1) operates, and rotate when the base 310 operates. Moreover, the 1st moving part 330 moves (advances / retreats) with respect to the base 310, for example in the front-back direction (horizontal direction) as shown by the arrow a in FIG. Further, as indicated by an arrow b in FIG. 4, the second moving unit 340 is moved (back and forth) in the front-rear direction (horizontal direction), for example, with respect to the first moving unit 330.
- the movement of the first moving unit 330 and the second moving unit 340 in the front-rear direction is realized by a driving mechanism 400 (see FIG. 5) described later.
- the second moving unit 340 includes a plurality of tweezers 346 (for example, five tweezers 346a to 346e) as mounting units on which the wafer W is mounted.
- Each of the plurality of tweezers 346 is a plate-like member arranged substantially horizontally, and each holds the wafer W so as to support the wafer W from below in the direction of gravity (vertical direction).
- the plurality of tweezers 346 are connected to the second moving unit 340 with adjacent tweezers 346 spaced apart from each other by a predetermined distance.
- the base 310 has a side plate 312 ⁇ / b> S as a part of the casing of the base 310.
- the side plate 312S forms the outer surface of the base 310 and is arranged so as to be parallel to the arrow a1 direction and the arrow a2 direction, which are directions in which the first moving unit 330 moves.
- the base 310 has an upper plate 312T as a part of the casing of the base 310.
- a rail member 314R and a rail member 314L are attached to the upper surface (uppermost surface) of the upper plate 312T.
- Each of the rail members 314R and 314L is used as a guide unit for guiding the movement of the first moving unit 330, and is arranged to extend in parallel with the direction in which the first moving unit moves and the side plate 312S.
- the first moving unit 330 includes side plates 332R and 332L as a casing of the first moving unit 330, and a bottom plate 332B.
- the side plates 332R and 332L are a pair of side plates, and the side plates 332R and 332L are arranged so as to be parallel to the arrow b1 direction and the arrow b2 direction, which are directions in which the second moving unit 340 moves.
- the housing of the first moving unit 330 is formed in a U-shaped cross section (concave shape) by the side plates 332R and 332L and the bottom plate 332B.
- the connecting member 334 is attached to the lower surface (outer surface, lowermost surface) of the bottom plate 332B of the first moving unit 330.
- the connecting member 334 includes connecting members 334R and 334L.
- the connecting member 334R is connected to the rail member 314R so as to be movable relative to the rail member 314R
- the connecting member 334L is connected to the rail member 314L so as to be movable relative to the rail member 314L.
- Rail members 336R and 336L are mounted on the upper surfaces (uppermost surfaces) of the side plates 332R and 332L of the first moving unit 330, respectively. Each of the rail members 336R and 336L is used as a guide unit that guides the movement of the second moving unit 340, and extends in parallel with the arrow b1 direction and the arrow b2 direction that are directions in which the second moving unit moves. Be placed.
- the connecting member 342 is fixed to the bottom surface (the outer surface and the bottom surface of the bottom plate 332B) of the second moving unit 340.
- the connecting member 342 has a shape that extends from the bottom surface of the second moving unit 340 to both side surfaces of the second moving unit 340.
- the cross-sectional shape is formed in a hat shape (silk hat shape) having ribs on the left and right. It can also be said that the upper end of the U-shaped cross section (concave shape) extends outward in the horizontal direction.
- the connecting member 342 is connected to the rail members 336R and 336L so that the left and right rib portions can move relative to the rail members 336R and 336L. With such a configuration, the second moving unit 340 can assist the first moving unit 330 in moving in the arrow b1 direction and the arrow b2 direction.
- the lower end 340b is located below the upper end 330t of the first moving unit 330 in the gravitational direction (height direction). That is, the second moving unit 340 is disposed inside the first moving unit 330 housing (indented portion). That is, at least a part of the connecting member 342 is disposed so as to overlap the side plates 332R and 332L in the height direction in a cross-sectional view.
- the height of the second moving unit 340 is higher than that of a conventional transfer machine. The size can be reduced.
- the drive mechanism 400 is a part of the rotation / linear motion mechanism 306 and is a mechanism for realizing a linear motion (advance / retreat motion) of the wafer W. Specifically, the drive mechanism 400 moves the first moving unit 330 relative to the base 310 and moves the second moving unit 340 relative to the first moving unit 330.
- the drive mechanism 400 includes a first mechanism unit 410 that moves the first moving unit 330 with respect to the base 310, and a second mechanism unit 450 that moves the second moving unit 340 with respect to the first moving unit 330.
- the first mechanism unit 410 is installed on the outer surface of the side plate 312S of the base 310
- the second mechanism unit 450 is a surface (inner side surface) on the side facing the side plate 332R in the side plate 332L of the first moving unit 330.
- the first mechanism unit 410 is installed outside the casing of the base 310
- the second mechanism unit 450 is installed in the casing of the first moving unit.
- the horizontal width of the first moving unit 330 is configured to be larger than the horizontal width of the second moving unit 340. That is, the horizontal width of the first moving unit 330 is larger than the horizontal width of the lower end 340b.
- the first mechanism portion 410 and the second mechanism portion 450 are arranged such that at least a portion of the first mechanism portion 410 and at least a portion of the second mechanism portion 450 overlap in the direction of gravity. More specifically, the first mechanism unit 410 and the second mechanism unit 450 are configured such that the first mechanism unit 410 is positioned below the second mechanism unit 450 in the direction of gravity, and a part of the first mechanism unit 410 is 2 It arrange
- first mechanism unit 410 is driven by a first motor 412 as an electric unit (drive unit)
- second mechanism unit 450 is driven by a second motor 452 as an electric unit (drive unit).
- the first motor 412 is attached to the base 310
- the second motor 452 is attached to the first moving unit 330.
- the first mechanism unit 410 has a drive pulley 414.
- the drive pulley 414 is connected to the first motor 412, and is installed on the side plate 312S so that it can receive the drive transmission from the first motor 412 and rotate in the direction of the arrow c shown in FIG.
- the first mechanism unit 410 includes driven pulleys 416, 418, 420 and 422. Then, the driven pulleys 416, 418, 420 and 422 are installed on the side plate 312S so that each of them can rotate with respect to the side plate 312S.
- the first mechanism part 410 has a belt member 424.
- the belt member 424 is an endless belt-like member, and as shown in FIG. 5, is passed over the drive pulley 414 and the subordinate pulleys 416, 418, 420 and 422, and receives drive transmission from the drive pulley 414. Configured to rotate.
- a fixing member 338 provided on the bottom surface of the first moving unit 330 is attached to the belt member 424, and the belt member 424 and the first moving unit 330 are connected and fixed by the fixing member 338. Then, when the belt member 424 rotates, the first moving unit 340 moves integrally with the belt member 424.
- the second mechanism unit 450 has a drive pulley 454.
- the drive pulley 454 is connected to the second motor 452 and is installed on the side plate 332L so as to rotate in the direction of the arrow d shown in FIG. 5 upon receiving the drive transmission from the second motor 452.
- the second mechanism unit 450 includes driven pulleys 456, 458, 460, and 462.
- the driven pulleys 456, 458, 460 and 462 are installed on the side plate 332L so that each of them is rotated with respect to the side plate 332L.
- the second mechanism portion 450 has a belt member 464.
- the belt member 464 is an endless belt-like member, and is stretched over the drive pulley 454 and the driven pulleys 456, 458, 460 and 462 and receives drive transmission from the drive pulley 454 as shown in FIG. Configured to rotate.
- the fixing member 344 provided on the bottom surface of the connecting member 342 is attached to the belt member 464, and the belt member 464 and the second moving part 340 are connected and fixed by the fixing member 344. Then, when the belt member 464 rotates, the second moving unit 340 moves together with the belt member 464 and the connecting member 342.
- the drive mechanism 400 receives the drive transmission from the first motor 412, the drive pulley 414 rotates, the drive member 400 receives the drive transmission from the drive pulley 414, and the belt member 424 rotates to perform the first movement.
- the part 330 is moved either in the front direction indicated by the arrow a1 or in the rear direction indicated by the arrow a2.
- the rotation direction of the first motor 412 it is possible to select whether to move the first moving unit 330 in either the front-rear direction.
- the drive mechanism 400 receives the drive transmission from the second motor 452 and rotates the drive pulley 454.
- the drive mechanism 400 receives the drive transmission from the drive pulley 454 and the belt member 464 rotates to move the second moving unit 340 back and forth. Move in one of the directions. At this time, by switching the rotation direction of the second motor 452, it is possible to select whether to move the second moving unit 340 in either the front-rear direction. With such a configuration, the movement of the first moving unit 330 and the movement of the second moving unit 340 can be performed independently of each other. In addition, since the speed of each moving unit can be controlled independently of each other, the transfer speed and transfer speed of the substrate can be improved, and the throughput can be improved.
- the tweezer 346 in this embodiment will be described with reference to FIGS.
- a material of the tweezer 346 for example, a SUS material can be used.
- the SUS material is used, the occurrence of bending due to the weight of the tweezer 346 itself can be suppressed as compared with the case where aluminum is used as the material of the tweezer 346.
- the tweezers 346a to 346d are mounted on a moving mechanism 600 (see FIG. 9), which will be described later, and configured to move in the direction of gravity (vertical direction) when the moving mechanism 600 operates.
- the tweezers 346a to 346d have mounting portions 348a to 348d for mounting on the moving mechanism 600, respectively.
- the mounting portions 348 of the tweezers 346 adjacent to each other in the gravitational direction are arranged so as to face each other with respect to the wafers W placed on the respective tweezers 346 in the horizontal direction, or mounted on the respective tweezers 346 in the vertical direction.
- the wafers W are placed so as to face each other.
- the mounting portion 348a of the tweezer 346a and the mounting portion 348b of the tweezer 346b are disposed on the opposite sides in the horizontal direction.
- the mounting portion 348b of the tweezer 346b and the mounting portion 348c of the tweezer 346c are disposed on the opposite sides in the direction of gravity.
- the mounting portion 348c of the tweezer 348c and the mounting portion 348d of the tweezer 348d are disposed on the opposite sides in the horizontal direction.
- the moving mechanism 600 includes a ball screw mechanism 612 driven by the fourth motor 610 and a ball screw mechanism 622 driven by the fifth motor 620.
- Mounting portions 348 b and 348 c are installed on the rotating member 614 of the ball screw mechanism 612.
- mounting portions 348 a and 348 d are mounted on the rotating member 624 of the ball screw mechanism 622.
- the ball screw mechanisms 612 and 622 start driving simultaneously and finish driving simultaneously. Therefore, the tweezers 346a to 346d start moving at the same time and end moving at the same time. Further, the moving speeds of the tweezers 346a to 346d of the ball screw mechanisms 612 and 622 are determined so that the distances between the adjacent tweezers 346 are all equal.
- FIG. 9 shows a state in which the distance between adjacent tweezers 346 is minimum.
- the moving speed of the tweezer 346d is V
- the moving speed of the tweezer 346c is 2V
- the moving speed of the tweezer 346b is 3V
- the moving speed of the tweezer 346a is 4V. That is, if the pitch interval between the screw grooves formed in the ball screw mechanisms 612 and 622 corresponding to each of the mounting portions 348a to 348d is D, the pitch interval of the mounting portion 348c is 2D.
- the pitch interval of the mounting portion 348b is 3D
- the pitch interval of the mounting portion 348a is 4D.
- the tweezer 346e is fixed without moving in the direction of gravity.
- FIG. 10A shows a state where the first moving unit 330 is located on the rearmost side with respect to the base 310 and the second moving unit 340 is located on the most rear side with respect to the first moving unit 330.
- FIG. 10B illustrates a state in which the first moving unit 330 is located on the most front side with respect to the base 310 and the second moving unit 340 is located on the most front side with respect to the first moving unit 330.
- the movement of the first moving unit 340 with respect to the base 310 and the movement of the second moving unit 340 with respect to the first moving unit 340 are realized by the drive mechanism 400 as described above.
- the control unit 700 includes a control circuit 702 that uses, for example, a CPU, and the control circuit 702 receives an input from an operation input unit 710 that uses, for example, an operation panel or an operation terminal device.
- the first motor 412, the second motor 452, the third motor 402, the fourth motor 610, and the fifth motor 620 are controlled by the output from the control circuit 702. That is, the timing at which rotation of the first motor 412, the second motor 452, the third motor 402, the fourth motor 610, and the fifth motor 620 is started, the timing at which the rotation is stopped, and the rotation speed are determined by the output from the control circuit 702. Be controlled.
- the control circuit 702 controls the first motor 412, the second motor 452, the third motor 402, the fourth motor 610, and the fifth motor 620, and for example, the boat elevator 115, the transport device 118, the lifting mechanism 304, and the like. Other parts of the substrate processing apparatus 100 are also controlled.
- a sequence example of a process for forming a film on a wafer (hereinafter also referred to as a film forming process or a substrate process) as a process of manufacturing a semiconductor device (device) using the substrate processing apparatus 100 described above will be described. To do.
- the operation of each unit constituting the substrate processing apparatus 100 is controlled by the control unit 700.
- the controller 700 when starting a series of processes, the controller 700 causes the wafer transfer process in step S100 to be performed, the wafer processing process in step S200 to be performed, and the wafer storage process in step S300 to be performed. .
- the pod 110 carried in from the pod carry-in / out port 112 is conveyed to the transfer shelf 123 by the pod carrying device 118.
- the lid of the pod 110 is removed by a pod opener (not shown).
- the control unit 700 controls the wafer transfer apparatus 300 by controlling the first motor 412, the second motor 452, the third motor 402, the lifting mechanism 304, etc.
- the wafer W is transferred to the boat 217. That is, the wafer transfer device 300 moves the wafer W up and down, rotates it, and moves it back and forth horizontally to transfer the wafer W in the pod 110 to the boat 217.
- the transfer of the wafers W is performed on the plurality of pods 110 until the number of wafers W transferred to the boat 217 reaches a predetermined number.
- the boat elevator 115 raises the boat 217 and inserts the boat 217 into the processing furnace 202. That is, the lower end portion of the processing furnace 202 in which the furnace port shutter 147 has been closed is opened, and the seal cap 219 is raised by the boat elevator 115, whereby the boat 217 is loaded into the processing furnace 202.
- the wafer W held on the boat 217 is processed in the processing furnace 202. That is, a processing gas is supplied into the processing furnace 202 and an arbitrary film forming process is performed on the wafer W.
- the control unit 700 transfers the processed wafer W from the boat 217 and stores it in the FOUP 110. That is, after a required process is performed on the wafer W in the processing furnace 202, the boat elevator 115 lowers the seal cap 219 and pulls out the boat 217 from the processing furnace 202. In the boat 217, after the wafer W is cooled to a required temperature, the processed wafer W is transferred from the boat 217 to the pod 110 by the wafer transfer device 300, and unloaded to the outside of the substrate processing apparatus in the reverse procedure to the above procedure. Is done.
- the control circuit 702 moves the first moving unit 330 and the second moving unit 340 independently from each other, and the wafer transfer apparatus 300 starts.
- the movement of the first moving unit 330 and the movement of the second moving unit 340 are controlled so that the wafer W is moved between the boat 217 and the pod 110 having different distances.
- the transfer machine 300 includes a mapping sensor 500 as a detection unit.
- the mapping sensor 500 is, for example, a sensor for inspecting the wafer W in the pod 110. More specifically, the mapping sensor 500 confirms the number of wafers W in the pod 110, confirms whether or not the wafer W is damaged, and detects it. Used for.
- a fiber sensor can be used as the mapping sensor 500.
- the mapping sensor 500 is provided on the side of the second moving unit 340 on the upper end side on the front end side in the moving direction of the second moving unit 340 indicated by the arrow b.
- the mapping sensor 500 has, for example, an L-shaped main body 502 and a rotation shaft 504, and is installed so that the main body 502 rotates relative to the second moving unit 340 by the rotation shaft 504. Then, by rotating the main body 502, the mapping sensor 500 can move between the detection position shown in FIG. 13A and the retracted position shown in FIG. 13B.
- the detection position is a position where the mapping sensor 500 detects the wafer W.
- the retreat position is a position where the mapping sensor 500 is stored when the mapping sensor 500 is not used.
- the mapping sensor 500 is configured such that the height position of the detection position (the sensor height position) is the same as the front or back surface of the wafer W placed on the tweezer 346 such as the tweezer 346e. . Here, it is configured to have the same height as the surface of the tweezer 346e.
- the rotation operation mechanism 510 is connected to the mapping sensor 500, and the main body 502 rotates around the rotation shaft 504 in response to the drive transmission from the rotation operation mechanism 510. Configured to move between.
- the mapping sensor 500 is moved so as to rotate in the direction of the arrow f shown in FIG.
- the position of the mapping sensor 500 at the detection position is on the locus of movement of the wafer W when the wafer W is transferred. Therefore, after the inspection of the wafer W in the pod 110, the mapping sensor 500 can check the transfer state of the wafer W without moving the mapping sensor 500.
- FIG. 14 is a diagram showing a transfer machine 300 according to a comparative example of the present invention.
- the transfer machine 300 as a comparative example includes a detection unit 522 that detects the wafer W and a frame unit 524 that is used as a support unit that supports the detection unit 522.
- a linear motion mechanism 530 is connected to the frame portion 524.
- the mapping sensor 500 receives the drive transmission from the linear motion mechanism 530, so that the mapping position between the retraction position shown in FIG. 14B and the detection position shown in FIG. It can move in a straight direction.
- the frame unit 524 has a U-shape larger than the second moving unit 340 in the width direction (the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 14), so that the second moving unit 340 at the time of movement To avoid interference.
- the frame part 524 is enlarged, the frame part 524 is easily bent or distorted by its own weight.
- accurate alignment of the detection part 522 may be difficult.
- the detection position of the detection unit 522 of the mapping sensor 500 does not coincide with the movement locus of the wafer W when the wafer W is moved. For this reason, after the inspection of the wafer W in the pod 110, the mapping sensor 500 may need to be moved in order to confirm the transfer state of the wafer W by the mapping sensor 500.
- the transfer machine 300 in the comparative example needs to rotate the transfer machine 300 in order to point the mapping sensor 500 toward the wafer W when the wafer W is detected.
- the transfer machine 300 is rotated each time the wafer W is detected, particles are easily generated from the drive unit of the transfer machine 300.
- the throughput may decrease.
- the positioning of the mapping sensor 500 is facilitated and compared with the transfer machine 300 in the comparative example.
- the accuracy of detection can be improved.
- the present invention can be applied to a substrate processing apparatus and a method for manufacturing a semiconductor device.
- Substrate processing apparatus 110 ... FOUP 217 ... Boat 300 ... Wafer transfer device 310 ; Base 312 ; Side plate 330 ... First moving part 332R, 332L ... Side plate 340 ... Second moving part 346 ⁇ Tweezer 410 ⁇ First mechanism portion 412 ⁇ ⁇ ⁇ First motor 450 ⁇ ⁇ ⁇ Second mechanism portion 452 ⁇ ⁇ ⁇ Second motor
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Abstract
基板保持具に保持された基板を処理する処理室と、基板を基板保持具に移載する移載機と、を有する基板処理装置であって、移載機は、基台と、基台の上に設置され、基台の筐体外に設置された第1機構部に接続される第1移動部と、第1移動部の上に設置され、第1移動部の筐体内に設置された第2機構部に接続される第2移動部と、を備え、鉛直方向において、第1機構部の設置位置と第2機構部の設置位置とが少なくとも一部重なるように構成される。
Description
本発明は、基板処理装置および半導体装置の製造方法に関する。
半導体装置(デバイス)の製造工程の一工程として、基板上に所定の膜を形成する基板処理工程が行われる。基板処理工程を行う基板処理装置においては、基板移載装置を用いて収容容器に収納された基板を基板保持具に移載して、処理室内で基板保持具に保持された基板の処理を行う。従来の基板移載装置として、例えば特許文献1記載の基板移載装置がある。
しかしながら、従来の基板移載装置の構成では、基板を移動させることができる距離が固定されており、基板移載装置からの距離が異なる2か所の間で基板を移載することが困難である場合がある。
本発明は、基板移載装置からの距離が異なる複数箇所の間で基板を搬送することが可能な技術を提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、
基板保持具に保持された基板を処理する処理室と、
前記基板を前記基板保持具に移載する移載機と、を有する基板処理装置であって、
前記移載機は、
基台と、
前記基台の上に設置され、前記基台の筐体外に設置された第1機構部に接続される第1移動部と、
前記第1移動部の上に設置され、前記第1移動部の筐体内に設置された第2機構部に接続される第2移動部と、を備え、
鉛直方向において、前記第1機構部の設置位置と前記第2機構部の設置位置とが少なくとも一部重なるように構成される技術が提供される。
基板保持具に保持された基板を処理する処理室と、
前記基板を前記基板保持具に移載する移載機と、を有する基板処理装置であって、
前記移載機は、
基台と、
前記基台の上に設置され、前記基台の筐体外に設置された第1機構部に接続される第1移動部と、
前記第1移動部の上に設置され、前記第1移動部の筐体内に設置された第2機構部に接続される第2移動部と、を備え、
鉛直方向において、前記第1機構部の設置位置と前記第2機構部の設置位置とが少なくとも一部重なるように構成される技術が提供される。
本発明によれば、基板移載装置からの距離が異なる複数箇所の間で基板を搬送することが可能となる。
次に本発明の第1の実施形態に係る基板処理装置について説明する。以下の説明は、本発明の一実施形態を説明するためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素若しくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であり、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。また、各図の説明において、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、できるだけ説明の重複を避ける。
図1および図2に示すように、基板処理装置100は、基板として用いられるシリコン等からなるウエハWを処理する装置であり、例えばIC等の半導体装置を製造する半導体装置製造装置としても用いられる。基板処理装置100を用いて基板処理方法が実施されるとともに、半導体装置の製造方法が実施される。基板処理装置100は、例えば縦型の熱処理装置であり、例えば酸化処理、拡散処理、CVD処理などをウエハWに施すことができる。
基板処理装置100は、基板処理装置本体101を有し、基板処理装置本体101の正面壁101aに、正面メンテナンス口103が形成され、正面メンテナンス口103を開閉するメンテナンス扉104と、フロントオープナー113とが取り付けられている。また、正面壁101aであって、メンテナンス扉104には、基板処理装置本体101内外を連通するようにFOUP搬入搬出口112が形成されている。
基板処理装置本体101内には、ウエハWの収容容器として用いられるFOUP(ポッド)110を複数個載置する載置棚105と、予備載置棚107と、ポッド受渡し台として用いられているI/Oステージ114と、基板保持具昇降機構として用いられているボートエレベータ115と、ポッド搬送装置118とが配置されている。ポッド搬送装置118は、ポッド昇降機構118aと、ポッド搬送機構118bとを有する。また、基板処理装置本体101内には、移載棚123と、基板移載装置として用いられているウエハ移載装置(移載機)300とが配置されている。移載棚123には、移載機300の搬送対象となるポッド110が収納される。
また、基板処理装置本体101内には、クリーンユニット134aと、クリーンユニット134bと、炉口開閉機構として用いられる炉口シャッタ147と、処理炉202と、基板保持具として用いられているボート217と、シールキャップ219とが配置されている。ボート217は、例えば石英やSiC等により構成される。
I/Oステージ114は、ポッド搬入搬出口112近傍に配置されている。ポッド110は、I/Oステージ114上に工程内搬送装置(図示せず)によって搬入され、I/Oステージ114上から搬出される。
ポッド搬送装置118は、I/Oステージ114と載置棚105との間に設置され、ポッド昇降機構118aは、ポッド110を保持したまま上下方向に昇降することができる。ポッド昇降機構118aには、ポッド搬送機構118bが取り付けられている。ポッド昇降機構118aと、ロボットアームと、ポッド搬送機構118bとの連続動作により、I/Oステージ114、載置棚105、予備載置棚107との間で、ポッド110が搬送される。
移載機300は載置棚105の後方に設置されている。移載機300は、ウエハWを水平方向に回転させ、直線運動をさせることができる回転直動機構306と、回転直動機構306を昇降させるための昇降機構304とで構成される。また、移載機300は、回転直動機構306と昇降機構304との連続動作により、ボート217にウエハWを装填(チャージング)し、ボート217からウエハWを脱装(ディスチャージング)する。尚、移載機300の詳細は後述する。
ボートエレベータ115は、アーム128を有し、処理炉202の下方に配置されていて、ボート217を処理炉202に昇降させる昇降機構として用いられる。アーム128には、シールキャップ219が水平に据え付けられている。シールキャップ219は、ボート217を垂直に支持するとともに、処理炉202の下端部を閉塞することができる。
ボート217は、複数本の保持部材を備えており、複数枚(例えば、25枚~150枚程度)のウエハWを、その中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に多段に保持する。
処理炉202は、基板処理装置本体101の後部上方に配置されている。処理炉202の下端部は、炉口シャッタ147により開閉される。処理炉202には、ボートエレベータ115によりボート217が搬入出されるようになっている。
次に、第1の実施形態の移載機300によるウエハWの移動距離について説明する。図3に示すように、ウエハWをボート217へと移載するためのウエハWの移動距離d2は、ウエハWをポッド110に対して搬入出するためのウエハWの移動距離d1よりも長くなっている。
第1の実施形態に係る移載機300においては、移載機300からの距離がそれぞれ異なるポッド110とボート217との間でウエハWを移動させることができる。さらに、ウエハWを同じ距離にしか移動させることができない従来の移載機(以下、比較装置とする)と比較して、基板処理装置100を小型化することができる。すなわち、比較装置においてウエハWを移動させることができる距離が距離d2だけであるとすると、第1の実施形態に係る移載機300においては、ポッド110が載置される移載棚123をウエハ移載装置300からの距離が距離d1の位置に配置することができる。これに対し、比較装置においては、移載棚123を移載機300からの距離d1よりも長い距離d2の位置に移載棚123を配置しなければならず、その分基板処理装置が大型となる。
次に、本実施形態における移載機300について説明する。図4においては、昇降機構304の図示は省略し、主として回転直動機構306の部分を示す。回転直動機構306は、昇降機構304が作動することにより一体として上昇し下降する。
図4に示すように、回転直動機構306は、回転可能な基台310と、基台310に対して移動する第1移動部330と、第1移動部330に対して移動する第2移動部340とを有する。
基台310は、第3の駆動源として用いられる第3モータ402に、例えばギア列等から構成される駆動伝達機構404を介して連結される。基台310は、第3モータ402からの駆動伝達を受けることにより、回転軸308を中心として回転する。そして、基台310が回転することで、第1移動部330と第2移動部340とが基台310と一体として回転軸308を中心として回転する。
第1移動部330および第2移動部340は、昇降機構304(図1参照)が作動することにより上昇し下降し、基台310が作動することにより回転する。また、第1移動部330は、図4に矢印aで示すように基台310に対して例えば前後方向(水平方向)に移動(進退)する。また、第2移動部340は、図4に矢印bで示すように、第1移動部330に対して例えば前後方向(水平方向)に移動(進退)される。第1移動部330および第2移動部340の前後方向への移動は、後述する駆動機構400(図5を参照)によって実現される。
第2移動部340は、ウエハWが載置される載置部としてのツイーザ346を複数枚、(例えば、ツィーザ346a~346eの5枚)を有する。複数のツイーザ346は、それぞれが略水平に配置された板状の部材であり、重力方向(鉛直方向)下側からウエハWを支えるように、それぞれがウエハWを保持する。複数のツイーザ346は、隣り合うツイーザ346が互いに所定の間隔をあけた状態で第2移動部340に接続される。
図5および図6に示すように、基台310は基台310の筐体の一部としての側板312Sを有する。側板312Sは、基台310の外側面を形成していて、第1移動部330が移動する方向である矢印a1方向および矢印a2方向と平行になるように配置される。
また、基台310は基台310の筐体の一部としての上板312Tを有する。上板312Tの上側の面(最上面)には、例えばレール部材314Rとレール部材314Lとが装着される。レール部材314R、314Lは、それぞれが第1移動部330の移動を案内する案内部として用いられ、第1移動部が移動する方向および側板312Sと平行に延在して配置される。
第1移動部330は、第1移動部330の筐体としての側板332R、332Lと、底板332Bとを有する。側板332R、332Lは一対の側板であり、それぞれの側板332R、332Lが、第2移動部340が移動する方向である矢印b1方向および矢印b2方向と平行になるように配置される。例えば、第1移動部330の筐体は側板332R、332Lおよび底板332Bによって断面コの字形状(凹状)に構成される。
第1移動部330の底板332Bの下側の面(外側面、最下面)には、連結部材334が装着される。連結部材334は、連結部材334R、334Lで構成される。連結部材334Rはレール部材314Rに対し移動することができるようにレール部材314Rに連結されていて、連結部材334Lはレール部材314Lに対して移動することができるようにレール部材314Lに連結される。このような構成により、第1移動部330は、基台310に対して矢印a1方向および矢印a2方向へ移動を補助することができる。
第1移動部330の側板332R、332Lの上面(最上面)には、それぞれレール部材336R、336Lが装着される。レール部材336R、336Lは、それぞれが第2移動部340の移動を案内する案内部として用いられ、第2の移動部が移動する方向である矢印b1方向および矢印b2方向と平行に延在して配置される。
第2移動部340の底面(底板332Bの外側面、最下面)には、連結部材342が固定される。連結部材342は、第2移動部340の底面から第2移動部340の両側面へとそれぞれに伸びる形状である。言い換えれば、その断面形状が左右にリブを有するハット状(シルクハット状)に形成される。断面コの字形状(凹状)の上端が水平方向外方に延びた形状とも言える。連結部材342は、左右のリブ部分がレール部材336R、336Lに対して移動することができるようにそれぞれレール部材336R、336Lに連結される。このような構成により、第2移動部340は、第1移動部330に対して矢印b1方向および矢印b2方向へ移動を補助することができる。
第2移動部340は、下端部340bが第1移動部330の上端部330tよりも重力方向(高さ方向)における下側に位置している。すなわち、第2移動部340は第1移動部330筐体の内部(窪み部分)に配置されている。つまり、断面視において、連結部材342の少なくとも一部が高さ方向において側板332R、332Lと重なり合うように配置されている。このように、第2移動部340の下端部340bが第1移動部330の上端部330tよりも重力方向における下側に位置しているため、従来の移載機と比較して高さ方向の大きさを小さくすることができる。
駆動機構400は、回転直動機構306の一部であり、ウエハWの直線運動(進退運動)を実現させる機構である。具体的には、駆動機構400は、基台310に対して第1移動部330を移動させるとともに、第1移動部330に対して第2移動部340を移動させる。
駆動機構400は、第1移動部330を基台310に対して移動させる第1機構部410と、第2移動部340を第1移動部330に対して移動させる第2機構部450とを有する。第1機構部410は、基台310の側板312Sの外側の面に対して設置され、第2機構部450は、第1移動部330の側板332Lにおける側板332Rと向かい合う側の面(内側面)に装置される。すなわち、第1機構部410は基台310の筐体外に設置されていて、第2機構部450は第1移動部の筐体内に設置されている。
第1移動部330の横幅は、第2移動部340の横幅よりも大きく構成される。すなわち、第1移動部330の横幅は、下端部340bの横幅よりも大きい。また、第1機構部410と第2機構部450とは、第1機構部410の少なくとも一部分と第2機構部450の少なくとも一部分とが重力方向において重なるように配置される。より具体的には、第1機構部410と第2機構部450とは、第1機構部410が第2機構部450よりも重力方向における下方に位置し、第1機構部410の一部分と第2機構部450とが重力方向において重なるように配置されている。
また、第1機構部410は、電動部(駆動部)としての第1モータ412によって駆動され、第2機構部450は、電動部(駆動部)としての第2モータ452によって駆動される。第1モータ412は、基台310に装着され、第2モータ452は第1移動部330に装着される。
また、第1機構部410は、駆動プーリ414を有する。駆動プーリ414は、第1モータ412に連結されていて、第1モータ412からの駆動伝達を受けて図5に示す矢印c方向に回転をすることができるように、側板312Sに設置される。また、第1機構部410は、従動プーリ416、418、420および422を有する。そして、従動プーリ416、418、420および422は、それぞれが、側板312Sに対して回転することができるように、側板312Sに設置される。
また、第1機構部410は、ベルト部材424を有する。ベルト部材424は、無端状の帯状の部材であって、図5に示すように、駆動プーリ414、従属プーリ416、418、420および422に掛け渡され、駆動プーリ414からの駆動伝達を受けて回転するように構成される。また、ベルト部材424には、第1移動部330の底面に設けられた固定部材338が取り付けられ、固定部材338によってベルト部材424と第1移動部330とが連結され固定される。そして、ベルト部材424が回転をすることで、第1移動部340がベルト部材424と一体として移動する。
第2機構部450は駆動プーリ454を有する。駆動プーリ454は、第2モータ452に連結され、第2モータ452からの駆動伝達を受けて図5に示す矢印d方向に回転をするように側板332Lに設置される。また、第2機構部450は、従動プーリ456、458、460および462を有する。従動プーリ456、458、460および462は、それぞれが、側板332Lに対して回転するように、側板332Lに設置される。
また、第2機構部450は、ベルト部材464を有する。ベルト部材464は、無端状の帯状の部材であって、図5に示されるように、駆動プーリ454、従動プーリ456、458、460および462に掛け渡され、駆動プーリ454からの駆動伝達を受けて回転するように構成される。また、ベルト部材464には、先述の連結部材342の底面に設けられた固定部材344が取り付けられ、固定部材344によってベルト部材464と第2移動部340とが連結され固定される。そして、ベルト部材464が回転をすることで、第2移動部340がベルト部材464および連結部材342と一体として移動する。
上述のように、駆動機構400は、第1モータ412からの駆動伝達を受けて駆動プーリ414が回転し、駆動プーリ414からの駆動伝達を受けてベルト部材424が回転することで、第1移動部330を矢印a1に示す前方向か、矢印a2に示す後方向かのいずれかに移動させる。この際、第1モータ412の回転方向を切り替えることで、第1移動部330を、前後方向のいずれかに移動させるかを選択できる。
また、駆動機構400は、第2モータ452からの駆動伝達を受けて駆動プーリ454が回転し、駆動プーリ454からの駆動伝達を受けてベルト部材464が回転することで第2移動部340が前後方向のいずれかに移動する。この際、第2モータ452の回転方向を切り替えることで、第2移動部340を前後方向いずれかに移動させるかを選択できる。このような構成により、第1移動部330の移動と、第2移動部340の移動とを互いに独立させて行うことができる。また、それぞれの移動部の速度をそれぞれに独立させて制御することができるため、基板の移載速度および移載速度を向上させることができ、スループットを向上させることが可能となる。
次に、本実施形態におけるツイーザ346について図7、図8を用いて説明する。ツイーザ346の材質としては、例えばSUS材を用いることができる。SUS材を用いた場合、アルミニウムをツイーザ346の材質として用いた場合と比較してツイーザ346自身の重さに起因する撓みの発生を抑制することができる。
ツイーザ346a~346dは、後述する移動機構600(図9を参照)に装着され、移動機構600が動作することによって重力方向(上下方向)に移動することができるように構成される。ツイーザ346a~346dは、移動機構600に装着されるための装着部348a~348dをそれぞれ有する。
重力方向において互いに隣り合うツイーザ346の装着部348は、水平方向においてそれぞれのツイーザ346に載置されるウエハWに対して互いに対向するように配置されるか、鉛直方向においてそれぞれのツイーザ346に載置されるウエハWに対して互いに対向するように配置される。
より具体的には、互いに隣り合う2つのツイーザ346a、346bにおいて、ツイーザ346aの装着部348aとツイーザ346bの装着部348bとは、水平方向において互いに逆側に配置される。また、互いに隣り合う2つのツイーザ346b、346cにおいて、ツイーザ346bの装着部348bとツイーザ346cの装着部348cとは、重力方向において互いに逆側に配置される。また、互いに隣り合う2つのツィーザ346c、346dにおいて、ツイーザ348cの装着部348cとツィーザ348dの装着部348dとは、水平方向において互いに逆側に配置される。
次に、移動機構600について説明する。図9に示すように、移動機構600は、第4モータ610により駆動されるボールネジ機構612と、第5モータ620によって駆動されるボールネジ機構622とを有する。ボールネジ機構612の回転部材614には、装着部348b、348cが設置される。また、ボールネジ機構622の回転部材624には、装着部348a、348dが装着される。
移動機構600において、ボールネジ機構612、622は同時に駆動を開始し、同時に駆動を終了させる。このため、ツイーザ346a~ツイーザ346dは、同時に移動を開始し、同時に移動を終了する。また、ボールネジ機構612、622は、互いに隣り合うツイーザ346間の距離がそれぞれ全て等しくなるように、ツイーザ346a~346dそれぞれの移動速度が定められている。
図9に、互いに隣り合うツイーザ346間の距離が最小の状態を示す。この状態から4枚のツイーザ346a~346dを上方に移動させることで、互いに隣り合うツイーザ346間の距離が大きくなる。ここで、ツイーザ346dの移動速度をVとすると、ツイーザ346cの移動速度は2V、ツイーザ346bの移動速度は3V、ツイーザ346aの移動速度は4Vのような速度関係となっている。すなわち、各装着部348a~348dに対応してボールねじ機構612、622に形成されたそれぞれのネジ溝のピッチ間隔が、装着部348dのピッチ間隔をDとすると、装着部348cのピッチ間隔は2D、装着部348bのピッチ間隔は3D、装着部348aのピッチ間隔は4Dのようなピッチ間隔関係となっている。なお、ツイーザ346eは、重力方向において移動せずに、固定されている。
次に、移載機300の進退動作について説明する。図10(a)は、基台310に対して第1移動部330が最も後側に位置し、第1移動部330に対して第2移動部340が最も後側にある状態を示す。図10(b)は、基台310に対して第1移動部330が最も前側に位置し、第1移動部330に対して第2移動部340が最も前側にある状態を示す。このように、基台310に対する第1移動部340の移動と、第1移動部340に対する第2移動部340の移動とは、先述のように駆動機構400によって実現される。
図11に示すように、制御部700は、例えばCPU等が用いられる制御回路702を有し、制御回路702に例えば操作パネルや、操作端末装置等が用いられる操作入力部710からの入力がなされる。そして、制御回路702からの出力により第1モータ412、第2モータ452、第3モータ402、第4モータ610および第5モータ620が制御される。すなわち、第1モータ412、第2モータ452、第3モータ402、第4モータ610および第5モータ620の回転を開始するタイミング、回転を停止するタイミングおよび回転速度が、制御回路702からの出力により制御される。
制御回路702は、第1モータ412、第2モータ452、第3モータ402、第4モータ610および第5モータ620を制御することと併せて、例えばボートエレベータ115、搬送装置118、昇降機構304等の基板処理装置100の他の部分も制御する。
次に、上述の基板処理装置100を用い、半導体装置(デバイス)の製造工程の一工程として、ウエハ上に膜を形成する処理(以下、成膜処理や基板処理ともいう)のシーケンス例について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置100を構成する各部の動作は制御部700により制御される。図12に示すように、制御部700は、一連の処理を開始させると、ステップS100におけるウエハ移載工程を行わせ、ステップS200におけるウエハ処理工程を行わせ、ステップS300におけるウエハ収納工程を行わせる。
ステップS100における移載工程に先立ち、ポッド110はポッド搬入搬出口112から搬入されたポッド110は、ポッド搬送装置118によって移載棚123に搬送される。移載棚123では図示しないポッドオープナによりポッド110の蓋が取り外される。
ステップS100における移載工程では、制御部700は、第1モータ412、第2モータ452、第3モータ402、昇降機構304等を制御することにより、ウエハ移載装置300を制御してポッド110内のウエハWをボート217へと移載させる。すなわち、ウエハ移載装置300が、ウエハWを昇降動させ、回転動させ、水平進退動させることで、ポッド110内のウエハWをボート217に移戴する。ウエハWの移載は、ボート217に移載されたウエハWの枚数が予定された枚数となるまで複数のポッド110に対して実行される。ボート217に予定された枚数のウエハWが装填されると、ボートエレベータ115が、ボート217を上昇させ、ボート217を処理炉202内に挿入する。即ち、炉口シャッタ147が閉じていた処理炉202の下端部を開放させ、シールキャップ219がボートエレベータ115によって上昇されることにより、処理炉202内へボート217が搬入(ローディング)される。
続いて、ステップS200における処理工程では、ボート217に保持されたウエハWが処理炉202内で処理される。すなわち、処理炉202内に処理ガスが供給され、ウエハW上に任意の成膜処理が実施される。
続いて、ステップS300における収納工程では、制御部700は、処理されたウエハWをボート217から移載させ、FOUP110に収納させる。すなわち、処理炉202内でウエハWに所要の処理が施された後、ボートエレベータ115は、シールキャップ219を降下させ、ボート217を処理炉202より引き出す。ボート217は、ウエハWが所要温度に冷却された後、処理済のウエハWがウエハ移載装置300によってボート217からポッド110に搬送され、上記した手順と逆の手順で基板処理装置外部に搬出される。
ここで、ステップS100における移載工程と、ステップS300における収納工程とにおいて、制御回路702は、第1移動部330と第2移動部340とを互いに独立して移動させ、ウエハ移載装置300からの距離が互いに異なるボート217とポッド110との間でウエハWを移動させるように、第1移動部330の移動と第2移動部340の移動とを制御する。
次に本発明の第2の実施形態について説明する。
図13に示すように、第2の実施形態に係る移載機300は、検知部としてのマッピングセンサ500を有する。マッピングセンサ500は、例えばポッド110内のウエハWの検査を行うためのセンサであり、より具体的には、ポッド110内のウエハWの枚数の確認、ウエハWの破損の有無の確認および検知のために用いられる。マッピングセンサ500としては、例えば、ファイバセンサを用いることができる。マッピングセンサ500は、第2移動部340の側面であって、矢印bで示す第2移動部340の移動方向における前方端部側の上端側に設けられている。
図13に示すように、第2の実施形態に係る移載機300は、検知部としてのマッピングセンサ500を有する。マッピングセンサ500は、例えばポッド110内のウエハWの検査を行うためのセンサであり、より具体的には、ポッド110内のウエハWの枚数の確認、ウエハWの破損の有無の確認および検知のために用いられる。マッピングセンサ500としては、例えば、ファイバセンサを用いることができる。マッピングセンサ500は、第2移動部340の側面であって、矢印bで示す第2移動部340の移動方向における前方端部側の上端側に設けられている。
また、マッピングセンサ500は、例えばL字形の本体部502と、回転軸504とを有し、回転軸504によって本体部502が第2移動部340に対して回転するように設置される。そして、本体部502が回転することで、マッピングセンサ500は、図13(a)に示す検知位置と、図13(b)に示す退避位置との間で移動することができる。ここで、検知位置とは、マッピングセンサ500がウエハWを検知する位置である。また、退避位置とは、マッピングセンサ500を使用しない時にマッピングセンサ500が収納される位置である。また、マッピングセンサ500は、検知位置の高さ位置(センサの高さ位置)が、例えばツイーザ346e等のツイーザ346に載置されたウエハWの表面又は裏面と同じ高さとなるように構成される。ここでは、ツィーザ346eの表面と同じ高さとなるように構成される。
また、マッピングセンサ500には、回転動作機構510が連結されていて、回転動作機構510からの駆動伝達を受けて、回転軸504を中心として本体部502が回転することにより、検知位置と退避位置との間を移動するように構成される。ここで、退避位置から検知位置までマッピングセンサ500を移動させるには、図13に示す矢印fの方向に回転させるようにしてマッピングセンサ500を移動させる。
検知位置におけるマッピングセンサ500の位置は、ウエハWを搬送する際のウエハWの移動の軌跡上にある。このため、ポッド110内のウエハWの検査を行った後、マッピングセンサ500を移動させることなく、マッピングセンサ500でウエハWの搬送状態を確認することができる。
図14は、本発明の比較例に係る移載機300を示す図である。比較例としての移載機300は、ウエハWを検知する検知部522と、検知部522を支持する支持部として用いられているフレーム部524とを有する。また、フレーム部524には、直線動作機構530が連結されている。比較例としての移載機300は、マッピングセンサ500は、直線動作機構530からの駆動伝達を受けることにより図14(b)に示す退避位置と図14(a)に示す検知位置との間で直線方向に移動することができる。
比較例における移載機300は、フレーム部524は、幅方向(図14において紙面と直交方向)において第2移動部340よりも大きいU字形状を有することにより移動時における第2移動部340との干渉を回避している。その結果、フレーム部524が大型化するため、フレーム部524が自重により撓んだり歪んだりしやすい。フレーム部524が撓んだり歪んだりすることにより、検知部522の正確な位置合わせが困難となることがある。
また、比較例における移載機300は、マッピングセンサ500の検知部522の検知位置は、ウエハWを移動させる際のウエハWの移動の軌跡上と一致しない。このため、ポッド110内のウエハWの検査を行った後、マッピングセンサ500でウエハWの搬送状態を確認するために、マッピングセンサ500を移動させる必要なことがある。
さらに、比較例における移載機300は、ウエハWの検知に際して、マッピングセンサ500をウエハW側に向けるために、移載機300を回転させる必要がある。ウエハWの検知の度に移載機300を回転させると、移載機300の駆動部からパーティクルが発生しやすくなる。また、回転動作分、処理に時間がかかるため、スループットが低下してしまうことがある。
以上のように、本発明の第2の実施形態における移載機300によれば、比較例における移載機300と比較して、マッピングセンサ500の正確な位置決めが容易になり、マッピングセンサ500による検知の精度を向上させることができる。
この出願は、2015年3月25日に出願された日本出願特願2015-062658を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。
以上で説明をしたように、本発明は、基板処理装置および半導体装置の製造方法に適用することができる。
100・・・基板処理装置
110・・・FOUP
217・・・ボート
300・・・ウエハ移載装置
310・・・基台
312・・・側板
330・・・第1移動部
332R、332L・・・側板
340・・・第2移動部
346・・・ツイーザ
410・・・第1機構部
412・・・第1モータ
450・・・第2機構部
452・・・第2モータ
110・・・FOUP
217・・・ボート
300・・・ウエハ移載装置
310・・・基台
312・・・側板
330・・・第1移動部
332R、332L・・・側板
340・・・第2移動部
346・・・ツイーザ
410・・・第1機構部
412・・・第1モータ
450・・・第2機構部
452・・・第2モータ
Claims (11)
- 基板保持具に保持された基板を処理する処理室と、
前記基板を前記基板保持具に移載する移載機と、を有する基板処理装置であって、
前記移載機は、
基台と、
前記基台の上に設置され、前記基台の筐体外に設置された第1機構部に接続される第1移動部と、
前記第1移動部の上に設置され、前記第1移動部の筐体内に設置された第2機構部に接続される第2移動部と、を備え、
鉛直方向において、前記第1機構部の設置位置と前記第2機構部の設置位置とが少なくとも一部重なるように構成される基板処理装置。 - 前記移載機は、
前記基台に設置され、前記第1機構部を駆動する第1電動部と、
前記第1移動部に設置され、前記第2機構部を駆動する第2電動部と、をさらに有する請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記基台の最上面の横幅は前記第1移動部の最下面の横幅よりも小さい請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記第1移動部の筐体は断面凹状に形成され、前記第2移動部は少なくともその一部が前記第1移動部の筐体の窪み部分に配置されている請求項3に記載の基板処理装置。
- 前記搬送装置と前記基板保持具との間の距離が、前記搬送装置と前記基板が収容された収容容器との間の距離よりも長い請求項4に記載の基板処理装置。
- 前記基板を検知する検知部をさらに有し、
前記検知部は、前記第1移動部の前記第2移動部が移動する方向における端部側に設置されている請求項5に記載の基板処理装置。 - 前記検知部は、回転軸を有する請求項6に記載の基板処理装置。
- 前記検知部は、回転軸を有し、前記回転軸による回転動作によって、前記基板を検知しない時の位置である退避位置と前記基板を検知する時の位置である検知位置との間を移動する請求項7に記載の基板処理装置。
- 前記検知部は、前記検知位置に移動した状態での高さ方向における位置が、前記載置部に載置された前記基板の表面又は裏面と同じ高さ位置である請求項8に記載の基板処理装置。
- 基台と、前記基台に対して移動する第1移動部と、基板を載置する載置部を備え、前記第1移動部に対して移動する第2移動部とを有する基板移載装置と、
前記第1移動部と前記第2移動部とを互いに独立して移動させ、前記基板移載装置からの距離が互いに異なる少なくとも2箇所の間とで前記基板を移載させるように前記基板移載装置を制御するよう構成された制御部と、
を有する基板処理装置。 - 基台と、前記基台の上に設置され、前記基台の筐体外に設置された第1機構部に接続される第1移動部と、前記第1移動部の上に設置され、前記第1移動部の筐体内に設置された第2機構部に接続される第2移動部と、を備え、鉛直方向において、前記第1機構部の設置位置と前記第2機構部の設置位置とが少なくとも一部重なるように構成される移載機によって基板を基板保持具に移載する移載工程と、
前記基板保持具に保持された前記基板を処理する処理工程と、
処理された前記基板を前記基板搬送装置によって前記基板保持具から移載し、前記基板を収容する基板収容容器に収納する収納工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
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