JP2003037146A - バッファ機構を有する半導体製造装置及び方法 - Google Patents
バッファ機構を有する半導体製造装置及び方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】低コスト、小フットプリント、小フェースプリ
ント及び高スループットを実現する半導体製造装置を与
える。 【解決手段】ロードロックチャンバ２とリアクタ１が直
接接続し、ロードロックチャンバ２内の搬送アーム３に
よって、ロードロックチャンバ２からリアクタ１内のサ
セプタ１４上へ半導体ウエハ１２が搬送される。リアク
タ１内で半導体ウエハ１２を一時待機させるためのバッ
ファ機構は、半導体ウエハ１２を支持するためのサセプ
タ１４の周囲に配置された少なくとも２つの水平方向に
回転する支持手段４、５と、支持手段４、５を垂直方向
に支持するための軸手段１７と、軸手段１７に結合され
た支持手段４、５を回転させるための回転機構９と、軸
手段１７を上下に移動するための昇降手段８と、から成
る。
ント及び高スループットを実現する半導体製造装置を与
える。 【解決手段】ロードロックチャンバ２とリアクタ１が直
接接続し、ロードロックチャンバ２内の搬送アーム３に
よって、ロードロックチャンバ２からリアクタ１内のサ
セプタ１４上へ半導体ウエハ１２が搬送される。リアク
タ１内で半導体ウエハ１２を一時待機させるためのバッ
ファ機構は、半導体ウエハ１２を支持するためのサセプ
タ１４の周囲に配置された少なくとも２つの水平方向に
回転する支持手段４、５と、支持手段４、５を垂直方向
に支持するための軸手段１７と、軸手段１７に結合され
た支持手段４、５を回転させるための回転機構９と、軸
手段１７を上下に移動するための昇降手段８と、から成
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は真空ロードロック方
式の半導体製造装置に関し、特に、バッファ機構を有す
るリアクタから成る半導体製造装置及びその方法に関す
る。
式の半導体製造装置に関し、特に、バッファ機構を有す
るリアクタから成る半導体製造装置及びその方法に関す
る。
【０００２】
【従来技術】一般に、従来の半導体集積回路の製造に使
用される真空ロードロック方式の半導体製造装置のチャ
ンバは、ロードロックチャンバと、搬送室と、搬送室に
接続された複数のリアクタ(処理室)とから成る。各チャ
ンバには、ウエハを自動的に供給するためのウエハ搬送
ロボットが用いられ、以下のように作用する。まず、大
気ロボットがカセット又はFOUP（取り出し可能なカセッ
ト及びフロントオープニングインターフェースを備えた
ボックス）からウエハをロードロックチャンバ内に搬入
する。次に、ロードロックチャンバを真空引きした後、
共通の多角形型搬送室内の真空ロボットで各リアクタへ
ウエハを搬送する。リアクタで処理の終わったウエハ
は、真空ロボットによってロードロックチャンバ内に搬
送される。最後に、ロードロックチャンバ内を大気圧状
態に復帰した後、処理済のウエハを大気ロボットでカセ
ット又はFOUPへ搬出する。この様な装置は一般に「クラ
スター・ツール」と呼ばれている。
用される真空ロードロック方式の半導体製造装置のチャ
ンバは、ロードロックチャンバと、搬送室と、搬送室に
接続された複数のリアクタ(処理室)とから成る。各チャ
ンバには、ウエハを自動的に供給するためのウエハ搬送
ロボットが用いられ、以下のように作用する。まず、大
気ロボットがカセット又はFOUP（取り出し可能なカセッ
ト及びフロントオープニングインターフェースを備えた
ボックス）からウエハをロードロックチャンバ内に搬入
する。次に、ロードロックチャンバを真空引きした後、
共通の多角形型搬送室内の真空ロボットで各リアクタへ
ウエハを搬送する。リアクタで処理の終わったウエハ
は、真空ロボットによってロードロックチャンバ内に搬
送される。最後に、ロードロックチャンバ内を大気圧状
態に復帰した後、処理済のウエハを大気ロボットでカセ
ット又はFOUPへ搬出する。この様な装置は一般に「クラ
スター・ツール」と呼ばれている。
【０００３】従来、クラスター・ツールには、枚葉式ウ
エハ処理型とバッチ式ウエハ処理型がある。枚葉式ウエ
ハ処理型とは、リアクタ毎に一枚のウエハを処理するタ
イプを言い、一方バッチ式ウエハ処理型とは、単一のリ
アクタで複数枚のウエハを処理するタイプを言う。
エハ処理型とバッチ式ウエハ処理型がある。枚葉式ウエ
ハ処理型とは、リアクタ毎に一枚のウエハを処理するタ
イプを言い、一方バッチ式ウエハ処理型とは、単一のリ
アクタで複数枚のウエハを処理するタイプを言う。
【０００４】バッチ式ウエハ処理型は単一のリアクタで
複数枚のウエハを処理するため生産性が高い。しかしバ
ッチ処理では、ウエハ上に成膜される薄膜の膜厚及び膜
質にバラツキが生じることがしばしば問題になる。膜厚
及び膜質の均一性を改善するために枚葉式ウエハ処理装
置の使用が有効である。
複数枚のウエハを処理するため生産性が高い。しかしバ
ッチ処理では、ウエハ上に成膜される薄膜の膜厚及び膜
質にバラツキが生じることがしばしば問題になる。膜厚
及び膜質の均一性を改善するために枚葉式ウエハ処理装
置の使用が有効である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の枚葉式
処理装置において生産性を高めようとすると、リアクタ
の個数が増え、装置のフットプリント（装置占有面積）
及びフェースプリント（装置正面パネル幅）が増加し、
コストも高くなる。これは共通の多角形型搬送室を有し
ているため、そこに放射状にリアクタを取り付けること
による。また、リアクタの数が増えることにより、装置
故障やメンテナンスにおける大幅な生産ダウンが生じ
る。
処理装置において生産性を高めようとすると、リアクタ
の個数が増え、装置のフットプリント（装置占有面積）
及びフェースプリント（装置正面パネル幅）が増加し、
コストも高くなる。これは共通の多角形型搬送室を有し
ているため、そこに放射状にリアクタを取り付けること
による。また、リアクタの数が増えることにより、装置
故障やメンテナンスにおける大幅な生産ダウンが生じ
る。
【０００６】さらに、薄膜におけるプロセスでは処理時
間が短く連続して処理を行う場合が多い。そのためウエ
ハを処理中に、次のウエハをロードロックチャンバ内に
待機させようとするとウエハ搬送機構がダブルアームで
ある必要がある。ウエハ搬送機構をダブルアームにする
と搬送機構が複雑となりコストが高くなる。また、ロー
ドロックチャンバの容積が増大し真空引き時間及び大気
復帰時間が増加して搬送律速が大きくなる。その結果ス
ループットが制限される。
間が短く連続して処理を行う場合が多い。そのためウエ
ハを処理中に、次のウエハをロードロックチャンバ内に
待機させようとするとウエハ搬送機構がダブルアームで
ある必要がある。ウエハ搬送機構をダブルアームにする
と搬送機構が複雑となりコストが高くなる。また、ロー
ドロックチャンバの容積が増大し真空引き時間及び大気
復帰時間が増加して搬送律速が大きくなる。その結果ス
ループットが制限される。
【０００７】さらにまた、通常の多角形型搬送室を用い
た装置においてもリアクタ内でウエハの出し入れを効率
良く行うためにはウエハ搬送機構がダブルアームである
方が有利であるが搬送機構が複雑となりコストが高くな
る。
た装置においてもリアクタ内でウエハの出し入れを効率
良く行うためにはウエハ搬送機構がダブルアームである
方が有利であるが搬送機構が複雑となりコストが高くな
る。
【０００８】したがって、本発明の目的は、低コスト、
小フットプリント及び小フェースプリントを実現する半
導体製造装置を与えることである。
小フットプリント及び小フェースプリントを実現する半
導体製造装置を与えることである。
【０００９】本発明の他の目的は、プロセス的に安定で
高スループットを実現する半導体製造装置を与えること
である。
高スループットを実現する半導体製造装置を与えること
である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る半導体製造装置は以下の手段から成
る。
に、本発明に係る半導体製造装置は以下の手段から成
る。
【００１１】本発明に係る半導体製造装置は、枚葉式の
リアクタを有する半導体製造装置において、リアクタ内
で半導体ウエハを一時待機させるためのバッファ機構か
ら成り、バッファ機構が、半導体ウエハを支持するため
のサセプタの周囲に配置された少なくとも２つの水平方
向に回転する支持手段と、支持手段を垂直方向に支持す
るための軸手段と、軸手段に結合された支持手段を回転
させるための回転機構と、軸手段を上下に移動するため
の昇降手段と、から成る。
リアクタを有する半導体製造装置において、リアクタ内
で半導体ウエハを一時待機させるためのバッファ機構か
ら成り、バッファ機構が、半導体ウエハを支持するため
のサセプタの周囲に配置された少なくとも２つの水平方
向に回転する支持手段と、支持手段を垂直方向に支持す
るための軸手段と、軸手段に結合された支持手段を回転
させるための回転機構と、軸手段を上下に移動するため
の昇降手段と、から成る。
【００１２】一方、本発明に係るバッファ機構を使っ
て、処理済みの半導体ウエハをバッファする方法は、処
理終了後、ウエハリフトピンを上げた状態でサセプタを
下降させる工程と、半導体ウエハの下面とサセプタとの
間にバッファ機構の支持手段を配置し、サセプタの内側
に回転させて、半導体ウエハを支持するべく上昇して待
機する工程と、ウエハリフトピンをサセプタ位置まで下
降させ、ロードロックチャンバから搬送アームによって
未処理の半導体ウエハをサセプタ上に搬送する工程と、
ウエハリフトピンが上昇し未処理の半導体ウエハを保持
する間に搬送アームがロードロックチャンバ内に戻る工
程と、ウエハリフトピンが再びサセプタ位置まで下降
し、搬送アームがリアクタ内に挿入される工程と、バッ
ファ機構の支持手段が下降し、処理済ウエハが搬送アー
ム上に載置されロードロックチャンバ内に戻る工程と、
バッファ機構の支持手段がサセプタの外側に回転し、未
処理の半導体ウエハを載置したサセプタが上昇する工程
と、から成る。
て、処理済みの半導体ウエハをバッファする方法は、処
理終了後、ウエハリフトピンを上げた状態でサセプタを
下降させる工程と、半導体ウエハの下面とサセプタとの
間にバッファ機構の支持手段を配置し、サセプタの内側
に回転させて、半導体ウエハを支持するべく上昇して待
機する工程と、ウエハリフトピンをサセプタ位置まで下
降させ、ロードロックチャンバから搬送アームによって
未処理の半導体ウエハをサセプタ上に搬送する工程と、
ウエハリフトピンが上昇し未処理の半導体ウエハを保持
する間に搬送アームがロードロックチャンバ内に戻る工
程と、ウエハリフトピンが再びサセプタ位置まで下降
し、搬送アームがリアクタ内に挿入される工程と、バッ
ファ機構の支持手段が下降し、処理済ウエハが搬送アー
ム上に載置されロードロックチャンバ内に戻る工程と、
バッファ機構の支持手段がサセプタの外側に回転し、未
処理の半導体ウエハを載置したサセプタが上昇する工程
と、から成る。
【００１３】さらに、本発明に係るバッファ機構を使っ
て、未処理の半導体ウエハをバッファする方法は、処理
終了後、ウエハリフトピンを下げた状態でサセプタを下
降させる工程と、ロードロックチャンバから搬送アーム
によって未処理の半導体ウエハがリアクタ内に搬送さ
れ、未処理の半導体ウエハ下面とサセプタとの間に配置
されたバッファ機構の支持手段をサセプタの内側に回転
させる工程と、バッファ機構の支持手段が上昇し未処理
の半導体ウエハを待機させると同時に搬送アームがロー
ドロックチャンバ内に戻る工程と、ウエハリフトピンを
上昇させ、再度搬送アームをリアクタ内に挿入する工程
と、ウエハリフトピンを下降させて、処理済の半導体ウ
エハを搬送アーム上に載置させ搬送アームがロードロッ
クチャンバに戻る工程と、再度ウエハリフトピンが上昇
し、バッファ機構の支持手段が下降し、ウエハリフトピ
ンが未処理の半導体ウエハを受け取り、バッファ機構の
支持手段がサセプタの外側に回転する工程と、サセプタ
を上昇させ未処理の半導体ウエハの処理を行う工程と、
から成る。
て、未処理の半導体ウエハをバッファする方法は、処理
終了後、ウエハリフトピンを下げた状態でサセプタを下
降させる工程と、ロードロックチャンバから搬送アーム
によって未処理の半導体ウエハがリアクタ内に搬送さ
れ、未処理の半導体ウエハ下面とサセプタとの間に配置
されたバッファ機構の支持手段をサセプタの内側に回転
させる工程と、バッファ機構の支持手段が上昇し未処理
の半導体ウエハを待機させると同時に搬送アームがロー
ドロックチャンバ内に戻る工程と、ウエハリフトピンを
上昇させ、再度搬送アームをリアクタ内に挿入する工程
と、ウエハリフトピンを下降させて、処理済の半導体ウ
エハを搬送アーム上に載置させ搬送アームがロードロッ
クチャンバに戻る工程と、再度ウエハリフトピンが上昇
し、バッファ機構の支持手段が下降し、ウエハリフトピ
ンが未処理の半導体ウエハを受け取り、バッファ機構の
支持手段がサセプタの外側に回転する工程と、サセプタ
を上昇させ未処理の半導体ウエハの処理を行う工程と、
から成る。
【００１４】
【発明の実施の態様】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。図１は、本発明に係る半導体ウエハ上に
薄膜を形成するためのコンパクトな枚葉式の半導体製造
装置の好適実施例を示したものである。図１(a)は装置
の平面図を、図１(b)は装置の側面図をそれぞれ示す。
好適な半導体製造装置は、半導体ウエハ上に膜を成長さ
せるためのリアクタ1と、リアクタ1にゲートバルブ13を
介して直接接続された、真空下で半導体ウエハ12を待機
させるためのロードロックチャンバ2と、ロードロック
チャンバ2内にあって、リアクタ1内に半導体ウエハ12を
搬送するための薄いリンク式のひとつのアーム軸を有す
るウエハ搬送アームであって、半導体ウエハを水平方向
に移動するところのウエハ搬送アーム3とから成る。
細に説明する。図１は、本発明に係る半導体ウエハ上に
薄膜を形成するためのコンパクトな枚葉式の半導体製造
装置の好適実施例を示したものである。図１(a)は装置
の平面図を、図１(b)は装置の側面図をそれぞれ示す。
好適な半導体製造装置は、半導体ウエハ上に膜を成長さ
せるためのリアクタ1と、リアクタ1にゲートバルブ13を
介して直接接続された、真空下で半導体ウエハ12を待機
させるためのロードロックチャンバ2と、ロードロック
チャンバ2内にあって、リアクタ1内に半導体ウエハ12を
搬送するための薄いリンク式のひとつのアーム軸を有す
るウエハ搬送アームであって、半導体ウエハを水平方向
に移動するところのウエハ搬送アーム3とから成る。
【００１５】リアクタ1内部には半導体ウエハ12を載置
するためのサセプタ14と、半導体ウエハ12に向かって反
応ガスを均一に噴射するためのシャワープレート19が配
置されている。PECVDにおいて、サセプタ14及びシャワ
ープレート19はともに高周波電源の電極を構成する。サ
セプタ14はサセプタドライブモータ7によって上下に移
動可能である。サセプタ14とシャワープレート19との距
離を縮めることによってプラズマ反応領域を小さくする
ことができる。
するためのサセプタ14と、半導体ウエハ12に向かって反
応ガスを均一に噴射するためのシャワープレート19が配
置されている。PECVDにおいて、サセプタ14及びシャワ
ープレート19はともに高周波電源の電極を構成する。サ
セプタ14はサセプタドライブモータ7によって上下に移
動可能である。サセプタ14とシャワープレート19との距
離を縮めることによってプラズマ反応領域を小さくする
ことができる。
【００１６】サセプタ14の円周付近には等間隔に少なく
とも３つのウエハリフトピン15がサセプタを垂直に貫通
している。ウエハリフトピン15はシリンダ6によって上
下に移動することが可能である。
とも３つのウエハリフトピン15がサセプタを垂直に貫通
している。ウエハリフトピン15はシリンダ6によって上
下に移動することが可能である。
【００１７】サセプタ14の外周付近には少なくとも２つ
のバッファ機構が配置されている。該バッファ機構は半
導体ウエハ12を支持するためのサセプタ14の周囲に配置
された少なくとも２つの水平方向に回転する支持手段
(4,5)を含む。支持手段の回転は同期しており、半導体
ウエハをバッファするときだけサセプタ14の内側に回転
してウエハを支持する。支持手段(4,5)は好適には2mm〜
5mmの薄い板状部材から成る。支持手段(4,5)の形状は任
意であり、ウエハ12を安定に支持できるものであればよ
いが、ウエハとの接触面積が大きいと汚染の原因とな
る。そのため、支持手段(4,5)のウエハ裏面との接触部
分はウエハと線接触するように円周方向に沿って湾曲し
た形状とするのが好適である。また支持手段(4,5)の材
料は汚染を避けるためにセラミックス若しくはアルミニ
ウムが好適である。支持手段(4,5)は軸手段17の上端に
結合され垂直に支持されている。軸手段17の下端はロー
タリーアクチュエータ9と結合され、それによって支持
手段(4,5)は回転させられる。軸手段17とロータリーア
クチュエータ9はベローズ10を介して外界から隔離さ
れ、さらに軸手段17は好適にはOリング16によってシー
ルされている。ロータリーアクチュエータ9は電気若し
くは空気圧を利用することができる。軸手段17の下端に
は動的にシリンダ8が結合されている。シリンダ8は軸手
段17を上下に移動させることができ、それによって支持
手段(4,5)も上下に移動する。シリンダ8は電気若しくは
空気圧を利用することができる。軸手段17の直径は好適
には8mm〜16mmである。また、軸手段17の材料は汚染を
避けるためにセラミックス若しくはアルミニウムが好適
である。
のバッファ機構が配置されている。該バッファ機構は半
導体ウエハ12を支持するためのサセプタ14の周囲に配置
された少なくとも２つの水平方向に回転する支持手段
(4,5)を含む。支持手段の回転は同期しており、半導体
ウエハをバッファするときだけサセプタ14の内側に回転
してウエハを支持する。支持手段(4,5)は好適には2mm〜
5mmの薄い板状部材から成る。支持手段(4,5)の形状は任
意であり、ウエハ12を安定に支持できるものであればよ
いが、ウエハとの接触面積が大きいと汚染の原因とな
る。そのため、支持手段(4,5)のウエハ裏面との接触部
分はウエハと線接触するように円周方向に沿って湾曲し
た形状とするのが好適である。また支持手段(4,5)の材
料は汚染を避けるためにセラミックス若しくはアルミニ
ウムが好適である。支持手段(4,5)は軸手段17の上端に
結合され垂直に支持されている。軸手段17の下端はロー
タリーアクチュエータ9と結合され、それによって支持
手段(4,5)は回転させられる。軸手段17とロータリーア
クチュエータ9はベローズ10を介して外界から隔離さ
れ、さらに軸手段17は好適にはOリング16によってシー
ルされている。ロータリーアクチュエータ9は電気若し
くは空気圧を利用することができる。軸手段17の下端に
は動的にシリンダ8が結合されている。シリンダ8は軸手
段17を上下に移動させることができ、それによって支持
手段(4,5)も上下に移動する。シリンダ8は電気若しくは
空気圧を利用することができる。軸手段17の直径は好適
には8mm〜16mmである。また、軸手段17の材料は汚染を
避けるためにセラミックス若しくはアルミニウムが好適
である。
【００１８】ここで、注意すべき点は、図１に示す半導
体製造装置は一つのロードロックチャンバとそれに直接
接続された一つのリアクタから成るが、本発明はこれに
限定されるものではないということである。例えば、本
発明を図１のユニットを２つ並列に並べて、ロードロッ
クチャンバを共通とし、一つのロードロックチャンバと
２つのリアクタから成るモジュール化された半導体製造
装置に応用することが可能である。その際は独立した搬
送系でウエハを２枚同時タイミングでリアクタに搬送で
き、２つのリアクタで同時にウエハ処理を実行すること
が可能である。また、本発明にかかるバッファ機構は従
来の枚葉式リアクタを有するすべての半導体製造装置に
応用可能であり、例えば、ロードロックチャンバとリア
クタが搬送室を介して接続されるような従来の枚葉式半
導体製造装置（Eagle10、日本ASM社製品）にも応用可能
である。
体製造装置は一つのロードロックチャンバとそれに直接
接続された一つのリアクタから成るが、本発明はこれに
限定されるものではないということである。例えば、本
発明を図１のユニットを２つ並列に並べて、ロードロッ
クチャンバを共通とし、一つのロードロックチャンバと
２つのリアクタから成るモジュール化された半導体製造
装置に応用することが可能である。その際は独立した搬
送系でウエハを２枚同時タイミングでリアクタに搬送で
き、２つのリアクタで同時にウエハ処理を実行すること
が可能である。また、本発明にかかるバッファ機構は従
来の枚葉式リアクタを有するすべての半導体製造装置に
応用可能であり、例えば、ロードロックチャンバとリア
クタが搬送室を介して接続されるような従来の枚葉式半
導体製造装置（Eagle10、日本ASM社製品）にも応用可能
である。
【００１９】次に、図１に示す半導体製造装置のバッフ
ァ機構を使用しない場合の動作シーケンスについて説明
する。まず、大気ロボット（図示せず）がカセットまた
はFOUP（図示せず）から各ロードロックチャンバ2内へ
フラッパーバルブ20を介して半導体ウエハ12を搬入す
る。搬入終了後、フラッパーバルブ20が閉じられ、ロー
ドロックチャンバ2はドライポンプ18によって真空排気
される。次に、ゲートバルブ13が開かれ、ロータリーア
クチュエータ11によって薄いリンク式のアームを有する
ウエハ搬送アーム3が伸び、半導体ウエハ12はリアクタ1
内のサセプタ14上に搬送される。リンク式のアームから
成るウエハ搬送アーム3は、ロードロックチャンバ2とリ
アクタ1との間を直線方向に往復運動するのみであるた
め、調節は機械的な位置決めのみで足り複雑なティーチ
ングが不要である。次に、基板リフトピン15がサセプタ
14表面から突き出て半導体ウエハ12を支持する。ウエハ
搬送アーム3はロードロックチャンバ2内に収容され、ゲ
ートバルブ13が閉じられる。次に、サセプタ14がサセプ
タドライブモータ7によって上昇し半導体ウエハ12はサ
セプタ14表面に載置される。その後、半導体ウエハ12へ
の薄膜形成処理が開始される。薄膜形成処理が終了した
後、今度は逆の順に動作シーケンスをたどり処理済の半
導体ウエハはカセットまたはFOUPへ搬出される。
ァ機構を使用しない場合の動作シーケンスについて説明
する。まず、大気ロボット（図示せず）がカセットまた
はFOUP（図示せず）から各ロードロックチャンバ2内へ
フラッパーバルブ20を介して半導体ウエハ12を搬入す
る。搬入終了後、フラッパーバルブ20が閉じられ、ロー
ドロックチャンバ2はドライポンプ18によって真空排気
される。次に、ゲートバルブ13が開かれ、ロータリーア
クチュエータ11によって薄いリンク式のアームを有する
ウエハ搬送アーム3が伸び、半導体ウエハ12はリアクタ1
内のサセプタ14上に搬送される。リンク式のアームから
成るウエハ搬送アーム3は、ロードロックチャンバ2とリ
アクタ1との間を直線方向に往復運動するのみであるた
め、調節は機械的な位置決めのみで足り複雑なティーチ
ングが不要である。次に、基板リフトピン15がサセプタ
14表面から突き出て半導体ウエハ12を支持する。ウエハ
搬送アーム3はロードロックチャンバ2内に収容され、ゲ
ートバルブ13が閉じられる。次に、サセプタ14がサセプ
タドライブモータ7によって上昇し半導体ウエハ12はサ
セプタ14表面に載置される。その後、半導体ウエハ12へ
の薄膜形成処理が開始される。薄膜形成処理が終了した
後、今度は逆の順に動作シーケンスをたどり処理済の半
導体ウエハはカセットまたはFOUPへ搬出される。
【００２０】このように、バッファ機構を有しない半導
体製造装置では、ひとつのリアクタに対しひとつの搬送
アームしか存在しないため、搬送律速によりスループッ
トが制限されるという問題が生じた。そこでこの問題を
解決するべく本発明が為されたのである。
体製造装置では、ひとつのリアクタに対しひとつの搬送
アームしか存在しないため、搬送律速によりスループッ
トが制限されるという問題が生じた。そこでこの問題を
解決するべく本発明が為されたのである。
【００２１】以下本発明に係るバッファ機構を利用した
動作シーケンスについて詳しく説明する。図２(a)は処
理済ウエハをバッファする場合の動作シーケンスを示し
たものであり、図２(b)はリアクタ動作の略示図であ
る。まず、半導体ウエハ12への蒸着処理が終了したのち
ウエハリフトピン15を上げた状態でサセプタ14を下降さ
せる（工程I）。次に、ゲートバルブ13を開いてバッフ
ァ機構の支持手段(4,5)を上昇させ、処理済のウエハを
保持して待機する（工程II）。次に、ウエハリフトピン
15がサセプタ位置まで下降し、ロードロックチャンバ2
から搬送アーム3が伸びて未処理の半導体ウエハをサセ
プタ上に搬送する（工程III）。次に、ウエハリフトピ
ン15が上昇し未処理の半導体ウエハを保持する間に搬送
アームがロードロックチャンバ2内に戻る（工程IV）。
次に、半導体ウエハリフトピン15がサセプタ位置まで下
降し、搬送アームが再びリアクタ内に伸びる（工程
V）。次に、バッファ機構の支持手段(4,5)が下降し、処
理済ウエハを搬送アーム3上に載置した後、搬送アーム3
がロードロックチャンバ2内に戻る（工程VI）。最後
に、ゲートバルブ13が閉じられ、未処理の半導体ウエハ
を載置したサセプタが次の蒸着を実行するべく上昇する
（工程VII）。以下、この動作シーケンスが繰り返され
る。
動作シーケンスについて詳しく説明する。図２(a)は処
理済ウエハをバッファする場合の動作シーケンスを示し
たものであり、図２(b)はリアクタ動作の略示図であ
る。まず、半導体ウエハ12への蒸着処理が終了したのち
ウエハリフトピン15を上げた状態でサセプタ14を下降さ
せる（工程I）。次に、ゲートバルブ13を開いてバッフ
ァ機構の支持手段(4,5)を上昇させ、処理済のウエハを
保持して待機する（工程II）。次に、ウエハリフトピン
15がサセプタ位置まで下降し、ロードロックチャンバ2
から搬送アーム3が伸びて未処理の半導体ウエハをサセ
プタ上に搬送する（工程III）。次に、ウエハリフトピ
ン15が上昇し未処理の半導体ウエハを保持する間に搬送
アームがロードロックチャンバ2内に戻る（工程IV）。
次に、半導体ウエハリフトピン15がサセプタ位置まで下
降し、搬送アームが再びリアクタ内に伸びる（工程
V）。次に、バッファ機構の支持手段(4,5)が下降し、処
理済ウエハを搬送アーム3上に載置した後、搬送アーム3
がロードロックチャンバ2内に戻る（工程VI）。最後
に、ゲートバルブ13が閉じられ、未処理の半導体ウエハ
を載置したサセプタが次の蒸着を実行するべく上昇する
（工程VII）。以下、この動作シーケンスが繰り返され
る。
【００２２】一方、図３は未処理ウエアをバッファする
場合の動作シーケンスを示したものである。まず、半導
体ウエハ12への蒸着処理が終了した後ウエハリフトピン
15を下げた状態でサセプタ14を下降させる（工程I'）。
次に、ゲートバルブ13が開いて、未処理の半導体ウエハ
12が搬送アーム3によってリアクタ1内に搬送され、バッ
ファ手段の支持手段(4,5)がサセプタ14の内側に回転す
る（工程II'）。次に、バッファ手段の支持手段(4,5)が
上昇し、未処理の半導体ウエハを保持して待機し、一方
搬送アームがロードロックチャンバ内に戻る（工程II
I'）。次に、ウエハリフトピン15を上昇させて搬送アー
ムを再度リアクタ内に伸ばす（工程IV'）。次に、ウエ
ハリフトピン15を下降させ、処理済の半導体ウエハを受
け取った搬送アームがロードロックチャンバ2内に戻る
（工程V'）。次に、ウエハリフトピンが上昇し、ゲート
バルブが閉じ、バッファ機構の支持手段(4,5)下降し、
ウエハリフトピンが未処理の半導体ウエハを受け取り、
バッファ機構の支持手段(4,5)がサセプタの外側に回転
する（工程VI'）。最後に、サセプタ14を上昇させ、未
処理の半導体ウエハに蒸着処理を行う（工程VII'）。以
下、この動作シーケンスが繰り返される。
場合の動作シーケンスを示したものである。まず、半導
体ウエハ12への蒸着処理が終了した後ウエハリフトピン
15を下げた状態でサセプタ14を下降させる（工程I'）。
次に、ゲートバルブ13が開いて、未処理の半導体ウエハ
12が搬送アーム3によってリアクタ1内に搬送され、バッ
ファ手段の支持手段(4,5)がサセプタ14の内側に回転す
る（工程II'）。次に、バッファ手段の支持手段(4,5)が
上昇し、未処理の半導体ウエハを保持して待機し、一方
搬送アームがロードロックチャンバ内に戻る（工程II
I'）。次に、ウエハリフトピン15を上昇させて搬送アー
ムを再度リアクタ内に伸ばす（工程IV'）。次に、ウエ
ハリフトピン15を下降させ、処理済の半導体ウエハを受
け取った搬送アームがロードロックチャンバ2内に戻る
（工程V'）。次に、ウエハリフトピンが上昇し、ゲート
バルブが閉じ、バッファ機構の支持手段(4,5)下降し、
ウエハリフトピンが未処理の半導体ウエハを受け取り、
バッファ機構の支持手段(4,5)がサセプタの外側に回転
する（工程VI'）。最後に、サセプタ14を上昇させ、未
処理の半導体ウエハに蒸着処理を行う（工程VII'）。以
下、この動作シーケンスが繰り返される。
【００２３】
【効果】本発明によるバッファ機構により、リアクタ内
で処理済若しくは未処理ウエハを一時待機させ、処理中
にロードロックチャンバ内の処理済ウエハと未処理ウエ
ハを入れ替えることができる。それによって１つのリア
クタに対し１つの搬送アームでありながら、ダブルアー
ムと同等の能力を有する装置を達成できた。したがっ
て、搬送律速の問題が解決しプロセス的に安定で高スル
ープットを実現する半導体製造装置を与えることができ
た。
で処理済若しくは未処理ウエハを一時待機させ、処理中
にロードロックチャンバ内の処理済ウエハと未処理ウエ
ハを入れ替えることができる。それによって１つのリア
クタに対し１つの搬送アームでありながら、ダブルアー
ムと同等の能力を有する装置を達成できた。したがっ
て、搬送律速の問題が解決しプロセス的に安定で高スル
ープットを実現する半導体製造装置を与えることができ
た。
【００２４】また、従来のダブルアームの装置に比べロ
ードロックチャンバの容積を小さくすることができるた
め、低コスト、小フットプリント及び小フェースプリン
トを実現する半導体製造装置を与えることができた。
ードロックチャンバの容積を小さくすることができるた
め、低コスト、小フットプリント及び小フェースプリン
トを実現する半導体製造装置を与えることができた。
【図１】図１(a)は、本発明に従う半導体製造装置の平
面図を、図１(b)は側面図をそれぞれ示す。
面図を、図１(b)は側面図をそれぞれ示す。
【図２】図２(a)は、処理済ウエハをバッファする制御
シーケンスを示し、図２(b)はリアクタの動作略示図で
ある。
シーケンスを示し、図２(b)はリアクタの動作略示図で
ある。
【図３】図３は、未処理ウエハをバッファする制御シー
ケンスを示す。
ケンスを示す。
1 リアクタ
2 ロードロックチャンバ
3 搬送アーム
4 支持手段
5 支持手段
6 シリンダ
7 サセプタドライブモータ
8 シリンダ
9 ロータリーアクチュエータ
10 ベローズ
11 ロータリーアクチュエータ
12 半導体ウエハ
13 ゲートバルブ
14 サセプタ
15 ウエハリフトピン
16 Oリング
17 軸手段
18 ドライポンプ
19 シャワーヘッド
20 フラッパーバルブ
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5F031 CA02 FA01 FA07 FA12 FA14
GA30 GA32 GA43 GA49 HA33
HA58 LA06 LA15 MA04 MA13
MA28 NA05 NA07 PA02
5F045 AA08 BB08 BB14 DP03 EB02
EB03 EB08 EB09 EB10 EF05
EH14 EM10 EN04
Claims (8)
- 【請求項１】枚葉式のリアクタを有する半導体製造装置
において、前記リアクタ内で半導体ウエハを一時待機さ
せるためのバッファ機構から成り、前記バッファ機構
が、 前記半導体ウエハを支持するためのサセプタの周囲に配
置された少なくとも２つの水平方向に回転する支持手段
と、 前記支持手段を垂直方向に支持するための軸手段と、 前記軸手段に結合された前記支持手段を回転させるため
の回転機構と、 前記軸手段を上下に移動するための昇降手段と、から成
るところの装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の装置であって、前記回転
機構は電気若しくは空気圧を利用するロータリーアクチ
ュエータである、ところの装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の装置であって、前記昇降
手段は電気若しくは空気圧を利用するシリンダ機構であ
る、ところの装置。 - 【請求項４】請求項１に記載の装置であって、さらにベ
ローズを含み、前記軸手段はベローズを介して前記昇降
手段に結合されるところの装置。 - 【請求項５】請求項１に記載の装置であって、さらにO
リングを含み、前記軸手段はOリングによってシールさ
れて前記回転機構と結合される、ところの装置。 - 【請求項６】請求項５に記載の装置であって、前記Oリ
ングはリップシール若しくはテフロン（登録商標）等の
樹脂シールから成る、ところの装置。 - 【請求項７】請求項１に記載のバッファ機構を使って、
処理済みの半導体ウエハをバッファする方法であって、 処理終了後、ウエハリフトピンを上げた状態でサセプタ
を下降させる工程と、 半導体ウエハの下面とサセプタとの間にバッファ機構の
支持手段を配置し、サセプタの内側に回転させて、前記
半導体ウエハを支持するべく上昇して待機する工程と、 前記ウエハリフトピンを前記サセプタ位置まで下降さ
せ、ロードロックチャンバから搬送アームによって未処
理の半導体ウエハをサセプタ上に搬送する工程と、 ウエハリフトピンが上昇し未処理の半導体ウエハを保持
する間に搬送アームがロードロックチャンバ内に戻る工
程と、 ウエハリフトピンが再びサセプタ位置まで下降し、搬送
アームがリアクタ内に挿入される工程と、 バッファ機構の支持手段が下降し、処理済ウエハが搬送
アーム上に載置されロードロックチャンバ内に戻る工程
と、 バッファ機構の支持手段がサセプタの外側に回転し、未
処理の半導体ウエハを載置したサセプタが上昇する工程
と、から成る方法。 - 【請求項８】請求項１に記載のバッファ機構を使って、
未処理の半導体ウエハをバッファする方法であって、 処理終了後、ウエハリフトピンを下げた状態でサセプタ
を下降させる工程と、 ロードロックチャンバから搬送アームによって未処理の
半導体ウエハがリアクタ内に搬送され、未処理の半導体
ウエハ下面とサセプタとの間に配置されたバッファ機構
の支持手段をサセプタの内側に回転させる工程と、 バッファ機構の支持手段が上昇し未処理の半導体ウエハ
を待機させると同時に搬送アームがロードロックチャン
バ内に戻る工程と、 前記ウエハリフトピンを上昇させ、再度搬送アームをリ
アクタ内に挿入する工程と、 ウエハリフトピンを下降させて、処理済の半導体ウエハ
を搬送アーム上に載置させ搬送アームがロードロックチ
ャンバに戻る工程と、 再度ウエハリフトピンが上昇し、バッファ機構の支持手
段が下降し、ウエハリフトピンが未処理の半導体ウエハ
を受け取り、バッファ機構の支持手段がサセプタの外側
に回転する工程と、 サセプタを上昇させ未処理の半導体ウエハの処理を行う
工程と、から成る方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001222962A JP2003037146A (ja) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | バッファ機構を有する半導体製造装置及び方法 |
| US10/187,670 US6860711B2 (en) | 2001-07-24 | 2002-07-01 | Semiconductor-manufacturing device having buffer mechanism and method for buffering semiconductor wafers |
| KR1020020043319A KR100873967B1 (ko) | 2001-07-24 | 2002-07-23 | 완충메카니즘을 갖는 반도체 제조장치 및 반도체 웨이퍼의완충방법 |
| EP02255157A EP1280187A3 (en) | 2001-07-24 | 2002-07-23 | Semiconductor manufacturing device having buffer mechanism and method for buffering semiconductor wafers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001222962A JP2003037146A (ja) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | バッファ機構を有する半導体製造装置及び方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003037146A true JP2003037146A (ja) | 2003-02-07 |
Family
ID=19056367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001222962A Pending JP2003037146A (ja) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | バッファ機構を有する半導体製造装置及び方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6860711B2 (ja) |
| EP (1) | EP1280187A3 (ja) |
| JP (1) | JP2003037146A (ja) |
| KR (1) | KR100873967B1 (ja) |
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| JP2008060577A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Asm Japan Kk | バッファ機構を有する基板処理装置及び基板搬送装置 |
| JP2018157039A (ja) * | 2017-03-16 | 2018-10-04 | キヤノン株式会社 | 基板保持装置、リソグラフィ装置、物品の製造方法 |
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| US20070077134A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Dickinson Colin J | Vacuum handler systems and processes for flexible automation of semiconductor fabrication |
| WO2009055612A1 (en) | 2007-10-27 | 2009-04-30 | Applied Materials, Inc. | Sealed substrate carriers and systems and methods for transporting substrates |
| US20090162170A1 (en) * | 2007-12-19 | 2009-06-25 | Asm Japan K.K. | Tandem type semiconductor-processing apparatus |
| JP5675416B2 (ja) * | 2011-02-17 | 2015-02-25 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理体の搬送方法及び被処理体処理装置 |
| US11569102B2 (en) | 2020-02-14 | 2023-01-31 | Applied Materials, Inc. | Oxidation inhibiting gas in a manufacturing system |
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| US5730801A (en) * | 1994-08-23 | 1998-03-24 | Applied Materials, Inc. | Compartnetalized substrate processing chamber |
| US6102164A (en) * | 1996-02-28 | 2000-08-15 | Applied Materials, Inc. | Multiple independent robot assembly and apparatus for processing and transferring semiconductor wafers |
| US5848670A (en) * | 1996-12-04 | 1998-12-15 | Applied Materials, Inc. | Lift pin guidance apparatus |
| US6575737B1 (en) * | 1997-06-04 | 2003-06-10 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for improved substrate handling |
| JPH11288995A (ja) * | 1998-04-04 | 1999-10-19 | Tokyo Electron Ltd | 搬送システム及び処理装置 |
| JP3661138B2 (ja) * | 1998-04-04 | 2005-06-15 | 東京エレクトロン株式会社 | アライメント高速処理機構 |
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| US6168668B1 (en) * | 1998-11-25 | 2001-01-02 | Applied Materials, Inc. | Shadow ring and guide for supporting the shadow ring in a chamber |
| JP4607301B2 (ja) * | 1999-09-06 | 2011-01-05 | 東京エレクトロン株式会社 | 半導体処理用の搬送装置及び半導体処理システム |
| KR100551806B1 (ko) * | 1999-09-06 | 2006-02-13 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 반도체 처리용 반송 장치 및 수용 장치와, 반도체 처리시스템 |
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-
2001
- 2001-07-24 JP JP2001222962A patent/JP2003037146A/ja active Pending
-
2002
- 2002-07-01 US US10/187,670 patent/US6860711B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-07-23 EP EP02255157A patent/EP1280187A3/en not_active Withdrawn
- 2002-07-23 KR KR1020020043319A patent/KR100873967B1/ko active IP Right Grant
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| EP1280187A3 (en) | 2007-01-24 |
| KR20030010500A (ko) | 2003-02-05 |
| US6860711B2 (en) | 2005-03-01 |
| US20030021657A1 (en) | 2003-01-30 |
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