JP2003243481A - 半導体製造装置及びメンテナンス方法 - Google Patents

半導体製造装置及びメンテナンス方法

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JP2003243481A
JP2003243481A JP2002044928A JP2002044928A JP2003243481A JP 2003243481 A JP2003243481 A JP 2003243481A JP 2002044928 A JP2002044928 A JP 2002044928A JP 2002044928 A JP2002044928 A JP 2002044928A JP 2003243481 A JP2003243481 A JP 2003243481A
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chamber
frame
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manufacturing apparatus
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Takayuki Yamagishi
孝幸 山岸
Masae Suwada
雅栄 諏訪田
Tsuyoshi Watabe
剛志 渡部
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】装置のメンテナンスを容易に実行することがで
きる半導体製造装置及びそのメンテナンス方法を提供す
る。 【解決手段】ロードロックチャンバ、搬送チャンバ及び
反応チャンバがモジュール化された半導体処理装置１
と、メインフレーム３１と、半導体処理装置を載置する
独立したチャンバフレーム３２と、チャンバフレームを
メインフレームにスムーズに脱着するための摺動機構
と、メインフレーム内でチャンバフレームの位置を固定
するための位置決め機構とから成り、モジュール化され
た半導体処理装置をメインフレームに着脱自在にインス
トールする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、モジュール化さ
れた半導体処理装置をメインフレームにインストールす
るための装置及びメンテナンス方法に関する。
【０００２】
【従来技術】本願の参考文献として組み込む特願２００
１−１９６８０２号には、ロードロックチャンバ、搬送
機構及び反応チャンバがモジュール化された半導体製造
装置の発明が開示されている。図１は、上記文献に開示
された半導体基板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)は装置の正面図を、図１
(c)は装置の側面図をそれぞれ示す。該半導体製造装置
は、モジュール化されたリアクタユニット部分と、AFE
部分（カセット又はFOUP6内の基板をロードロックチャ
ンバ内に搬入または搬出するための大気ロボット5を含
む部分）と、カセットまたはFOUP6が配置されるロード
ポート部分とから成る。リアクタユニット部分は、半導
体基板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2を介して直接接続された、真空下で
半導体基板を待機させるためのロードロックチャンバ3
と、ロードロックチャンバ3内にあって、リアクタ1内に
半導体基板を搬送するための薄いリンク式のひとつのア
ーム軸を有する基板搬送機構であって、半導体基板を直
線方向に移動するところの基板搬送機構4とから成るユ
ニットを２つ隣接するように接続してモジュール化した
ものである。モジュール化したことにより、リアクタユ
ニット内のデッドスペースを最小化でき、装置全体のフ
ェースプリント7を小さくすることができる。
【０００３】図２(a)〜(d)は、上記参考文献に開示され
た半導体製造装置の動作シーケンスを示したものであ
る。まず、図２(a)において、大気ロボット5がカセット
またはFOUPから各ロードロックチャンバ3内へフラッパ
ーバルブ21を介して半導体基板20を搬入する。搬入終了
後、フラッパーバルブ21が閉じられ、ロードロックチャ
ンバ3は真空排気される。次に、図２(b)において、ゲー
トバルブ2が開かれ、薄いリンク式のアームを有する基
板搬送機構4によって、半導体基板はリアクタ1内のサセ
プタ22上に搬送される。リンク式のアームから成る基板
搬送機構4は、ロードロック室とリアクタとの間を直線
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、図２(c)において、基板支持ピン23がサセプタ表面
から突き出て半導体基板20を支持する。基板搬送機構4
のアームはロードロック室内に収容され、ゲートバルブ
2が閉じられる。次に、図２(d)において、サセプタ22が
上昇し半導体基板20はサセプタ22表面に載置される。そ
の後、半導体基板20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、今度は逆に図２(d)→(c)→
(b)→(a)の順に動作シーケンスをたどり処理済の半導体
基板はカセットまたはFOUPへ搬出される。モジュール化
された半導体処理装置は、枚葉式でありながら、複数の
基板を同時タイミングで搬送しかつ同時に成膜処理を実
行することができることからスループットが高く、また
プロセス的にも安定である。
【０００４】一般に、従来の真空ロードロック方式の半
導体製造装置は、ロードロックチャンバと、搬送チャン
バと、反応チャンバとから成り、それぞれがメインフレ
ームに直接取り付けられていた。メンテナンスは装置外
周部からしか行うことができないため装置の外周部には
メンテナンス用のスペースが必要であった。また、メイ
ンフレームの中央部には人が入り込めないデッドスペー
スが存在していた。装置を２台以上並べて使用する場
合、こうしたスペースのために装置全体のフットプリン
トが増大してしまうという問題点があった。
【０００５】メンテナンスの際、作業者はこうした狭い
メンテナンススペース内での作業を強いられ、重故障時
などには作業が非常に困難となる。その結果、装置の停
止時間も延び生産性が低下するという問題もあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本願発明は上記問題点
に鑑みて為されたものであり、その目的は、装置のメン
テナンスを容易に実行することができる半導体製造装置
及びそのメンテナンス方法を与えることである。
【０００７】また、本願発明の他の目的は、メンテナン
ス用のスペース及びデッドスペースが存在せず、装置全
体のフットプリントが小さくコンパクトな半導体製造装
置を与えることである。
【０００８】さらに、本願発明の他の目的は、装置の製
造及びメンテナンスに要する時間を短縮し、生産性を向
上させる半導体製造装置及びメンテナンス方法を与える
ことである。
【０００９】
【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。
【００１０】本発明に係る半導体製造装置は、ロードロ
ックチャンバ、搬送チャンバ及び反応チャンバがモジュ
ール化された半導体処理装置と、メインフレームと、半
導体処理装置を載置する独立したチャンバフレームと、
チャンバフレームをメインフレームにスムーズに脱着す
るための摺動機構と、メインフレーム内でチャンバフレ
ームの位置を固定するための位置決め機構とから成り、
モジュール化された半導体処理装置がメインフレームに
着脱自在にインストールされることを特徴とする。
【００１１】好適には、摺動機構はメインフレームの底
面の摺動面に取り付けられたガイド部材と、チャンバフ
レームの底面の摺動面に取り付けられたベアリング若し
くは樹脂プレートとから成る。
【００１２】また好適には、位置決め機構はメインフレ
ームの底面の当接面に設けられた、Y軸方向を位置決め
するためのベアリングと、X軸及びZ軸方向を位置決めす
るための楔形のブロックとから成る。
【００１３】本発明に係る半導体製造装置は横方向に複
数台隙間無く並べることもできる。
【００１４】一方、本発明に係る半導体製造装置をメン
テナンスする方法は、メインフレームからモジュール化
された半導体処理装置を載置するチャンバフレームを引
き出す工程と、メインフレーム内にメンテナンススペー
スを形成する工程と、半導体処理装置及びメインフレー
ムの周辺に取り付けられた機器をメンテナンスする工程
と、メインフレーム内にモジュール化された半導体処理
装置を載置するチャンバフレームを戻す工程と、から成
る。
【００１５】
【発明の実施の態様】以下、図面を参照しながら本発明
を説明する。図３は、本発明に係る半導体製造装置の好
適実施例及びメンテナンスシーケンスを示したものであ
る。本発明に係る半導体製造装置30は、メインフレーム
31、モジュール化された半導体処理装置32及び該半導体
処理装置32を載置するチャンバフレーム33から成る。メ
インフレーム31の底面のX軸方向に沿った対向するフレ
ームにはそれぞれガイド部材34が設けられている。メイ
ンフレーム31のガイド部材34と摺動するチャンバフレー
ムの摺動面35には摩擦抵抗を軽減するベアリング若しく
は樹脂プレートが取り付けられており、その結果ガイド
部材34と摺動面35とはスムーズに摺動することができ
る。この摺動機構によって、モジュール化された半導体
処理装置32はメインフレーム31に着脱自在にインストー
ルされる。
【００１６】メインフレーム31内でチャンバフレーム33
が当接するY軸方向に沿った底面のフレーム左右には楔
形のブロック36が設けられている。このブロック36とチ
ャンバフレーム33に設けられた凹部302が嵌合すること
によってチャンバフレーム33のX軸方向及びZ軸方向の位
置が決定される。メインフレーム31の該楔形ブロック36
の中心にはベアリング37が設けられている。このベアリ
ング37とチャンバフレーム33に設けられた凹部301が嵌
合することによってチャンバフレーム33のY軸方向の位
置が決定される。さらに、メインフレーム31の当接フレ
ームと対向するY軸方向に沿った底面のフレームには２
つの押付ブロック38が設けられている。該押付ブロック
38はメインフレーム31内にチャンバフレーム33が完全に
インストールされた後にチャンバフレーム33のY軸方向
に沿った底面のフレームをメインフレーム31に押付ける
ように作用する。それによって、メインフレーム31内で
のチャンバフレーム33のX軸方向及びZ軸方向の位置が決
定される。これらの位置決め機構によって、一度引き出
したチャンバフレームを同じ位置に固定できるためAFE
ロボットの再ティーチングが不要となる。
【００１７】図３(a)及び(e)を参照すると、メインフレ
ーム31内にモジュール化された半導体処理装置32をイン
ストールする際、半導体処理装置32がメインフレーム31
内に隙間無く装着されていることがわかる。
【００１８】モジュール化された半導体処理装置32はチ
ャンバフレーム33と一体化され、底部にキャスタ39を取
り付けることでメインフレーム31と独立に自由に移動す
ることができる。これによりメインフレーム31から引き
出した状態でリアクタ及びロードロックの調整作業を容
易に実行することができる。また、重故障時にはモジュ
ールごとアセンブリ交換を行うことができる。
【００１９】本発明に係る半導体製造装置の他の実施例
を図４に示す。半導体製造装置40はメインフレーム41、
モジュール化された半導体処理装置32及び該半導体処理
装置32を載置するチャンバフレーム43から成る。メイン
フレーム41の底面にはX軸方向に沿ってV字形の溝47が設
けられている。該V字溝47と対向するメインフレーム41
の底面にはX軸方向に沿って平坦溝48が設けられてい
る。V字溝47及び平坦溝48はチャンバフレーム43のY軸方
向の位置決め機構を兼ねている。V字溝47及び平坦溝48
には摩擦抵抗を軽減するためにベアリング若しくは樹脂
プレートが取り付けられており、その結果V字溝及び平
坦溝48とチャンバプレートの摺動面408とはスムーズに
摺動することができる。これらの摺動機構によって、モ
ジュール化された半導体処理装置32はメインフレーム41
に着脱自在にインストールされる。さらにメインフレー
ム41のV字溝47及び平坦溝48の側面には、チャンバフレ
ーム43をインストールする際にメインフレーム41に慣性
による衝撃を与えないためのショックアブソーバ44が取
り付けられている。
【００２０】チャンバフレーム43の底面後端部にはキャ
スタ42が取り付けられている。該キャスタ42はチャンバ
フレーム43を引き出す際の支え及びチャンバフレーム43
をインストールする際のX軸方向の位置決め板として作
用する。またチャンバ組立時等にチャンバフレーム単体
でZ軸方向のレベル出しを行えるようにレベルアジャス
タ49が取り付けられている。チャンバフレーム43の一方
の摺動面46はメインフレーム41のV字溝47に対応するよ
うにV字形に突起している。V字形に突起した摺動面46が
V字溝47と摺動することにより、チャンバフレーム43のY
軸方向の位置が決定される。これらの位置決め機構によ
って、一度引き出したチャンバフレームを同じ位置に固
定できるためAFEロボットの再ティーチングが不要とな
る。
【００２１】図４(a)を参照すると、メインフレーム41
内にモジュール化された半導体処理装置32をインストー
ルする際、半導体処理装置32がメインフレーム41内に隙
間無く装着されていることがわかる。
【００２２】モジュール化された半導体処理装置32はチ
ャンバフレーム43と一体化され、底部にキャスタ42を取
り付けることでメインフレーム41と独立に自由に移動す
ることができる（図４(c)）。これにより、メインフレ
ーム41から引き出した状態でリアクタ及びロードロック
の調整作業を容易に実行することができる。また、重故
障時にはモジュールごとアセンブリ交換を行うことがで
きる。
【００２３】図３に戻って本発明に係る半導体製造装置
のメンテナンス方法について説明する。まず、押付ブロ
ック38を解除しメインフレーム31からチャンバフレーム
33を引き出す準備をする（図３(a)）。次に、徐々にチ
ャンバフレーム33を引き出しながら、底面後端部にキャ
スタ39を取り付ける（図３(b)）。さらに、チャンバフ
レーム33を引き出して底面前端部にキャスタ39を取り付
ける（図３(c)）。チャンバフレームを完全に取り出し
た状態で、ロードロック、リアクタ及びメインフレーム
の周辺機器のメンテナンスをする（図３(d)）。最後
に、位置決めしてメインフレーム31内にチャンバフレー
ムをインストールし、押付ブロックで固定する（図３
(e)）。
【００２４】図５及び６は、本発明に係る半導体製造装
置を２台横方向に並べた際のメンテナンス方法を図示し
たものである。図５は半導体製造装置全体の平面図を示
し、図６は側面図を示す。半導体製造装置全体は、カセ
ット若しくはFOUP50が配置されるロードポート部分と、
大気ロボット51を含むAFE部分と、モジュール化された
リアクタユニット部分52とから成る。図５及び６には、
本発明に係る半導体製造装置の一方のリアクタユニット
部53を途中まで引き出した状態が示されている。リアク
タユニット部53を矢印55の方向に引き出すことによって
メインフレーム内にメンテナンススペース56が形成され
る。作業者54はこのメンテナンススペース56に入ってメ
ンテナンス作業を実行することができる。例えば、作業
者54はaに示されるように引き出したリアクタユニット5
3のロードロック側62をメンテナンスすることができ
る。また、作業者54はロードロック側と反対側のAFE側6
0をメンテナンスすることができる。さらに、bに示され
るようにメインフレームの天井部61に設置された電装品
等をメンテナンスすることができる。メインフレームの
外部からは作業者はcに示されるように引き出したリア
クタユニット53のリアクタ部分をメンテナンスすること
ができる。メンテナンスの終了後、作業者54がリアクタ
ユニット53をメインフレーム内の元の位置に戻すことに
よって、メンテナンススペース56は消滅する。
【００２５】このように本発明に係る半導体製造装置に
よれば、メンテナンスの際にだけメンテナンススペース
を形成することができ、装置全体のフットプリントを最
小減に抑えることができる。またメンテナンスが非常に
容易かつ効率的に実行できるため、作業時間も短縮され
半導体製造装置の生産性も向上する。
【００２６】本発明に係る半導体製造装置５台（71、7
2、73、74、75）を隙間無く横方向に並べた際の装置全
体の平面図及びメンテナンス方法が図７に示されてい
る。この場合メンテナンスの対象であるリアクタユニッ
ト72及び74は完全に引き出されている。図７に示される
ように、リアクタユニットを複数台隙間無く並べた場
合、両端の２台（71、75）については図５に示されるよ
うに途中まで引き出すことによってメンテナンスが可能
であるが、中央部のリアクタユニット（72、73、74）に
ついては完全に引き出すことによってメンテナンスが可
能となる。リアクタユニット72及び74を引き出すことに
よってメンテナンススペース76及び77がそれぞれ形成さ
れる。作業者54はaに示されるように引き出したリアク
タユニットのロードロック側をメンテナンスすることが
できる。また、作業者54はbに示されるように隣のリア
クタユニットのチャンバを側面からメンテナンスするこ
とができる。さらに、作業者54はcに示されるようにメ
インフレームの中程に取り付けられた電装品をメンテナ
ンスすることができる。さらにまた、作業者54はdに示
されるようにAFE側の大気ロボットその他の装置をメン
テナンスすることができる。メンテナンスの終了後、作
業者54がリアクタユニット72及び74をメインフレーム内
の元の位置に戻すことによって、メンテナンススペース
76及び77は消滅する。
【００２７】このように本発明に係る半導体製造装置に
よれば、複数台の半導体製造装置を横方向に隙間無く配
置することが可能となり、装置全体のフットプリントを
最小限に抑えることができる。また、メンテナンスの必
要なチャンバフレームを選択的に引き出すことによっ
て、メインフレーム内にメンテナンススペースを作るこ
とができ、メンテナンスが非常に容易に実行できるよう
になる。その結果、メンテナンスに要する作業時間が短
縮し装置の生産性が向上する。
【００２８】
【効果】本発明に係る半導体製造装置及びメンテナンス
方法によれば、メンテナンスを非常に容易かつ効率的に
実行することができる。
【００２９】また、本発明に係る半導体製造装置はメン
テナンス用のスペース及びデッドスペースを含まず、装
置全体のフットプリントが小さくコンパクトである。
【００３０】さらに、本発明に係る半導体製造装置によ
れば、装置の組立及びメンテナンスに要する時間が短縮
され、装置の生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来のモジュール化された半導体製造
装置を示したものである。
【図２】図２は、従来のモジュール化された半導体製造
装置の動作シーケンスを示したものである。
【図３】図３は、本発明に係る半導体製造装置の好適実
施例及びメンテナンスシーケンスを示したものである。
【図４】図４は、本発明に係る半導体製造装置の他の実
施例を示したものである。
【図５】図５は、本発明に係る半導体製造装置を２台並
べた装置の平面図であり、その場合のメンテナンス方法
を示したものである。
【図６】図６は、本発明に係る半導体製造装置を２台並
べた装置の側面図であり、メンテナンスする際のメンテ
ナンススペースを示したものである。
【図７】図７は、本発明に係る半導体製造装置を複数台
並べた装置の平面図であり、その場合のメンテナンス方
法を示したものである。
【符号の説明】
30 半導体製造装置 31 メインフレーム 32 モジュール化された半導体処理装置 33 チャンバフレーム 34 ガイド部材 35 摺動面 36 楔形ブロック 37 ベアリング 38 押付ブロック 39 キャスタ 301 凹部 302 凹部
フロントページの続き (72)発明者 渡部 剛志 東京都多摩市永山６丁目23番１日本エー・ エス・エム株式会社内 Ｆターム(参考） 5F031 CA02 FA01 FA11 FA12 GA43 GA60 KA20 MA06 NA09 PA06

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ロードロックチャンバ、搬送チャンバ及び
    反応チャンバがモジュール化された半導体処理装置と、
    メインフレームと、前記半導体処理装置を載置する独立
    したチャンバフレームと、前記チャンバフレームを前記
    メインフレームにスムーズに脱着するための摺動機構
    と、前記メインフレーム内で前記チャンバフレームの位
    置を固定するための位置決め機構とから成り、前記モジ
    ュール化された半導体処理装置が前記メインフレームに
    着脱自在にインストールされることを特徴とする半導体
    製造装置。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の半導体製造装置であっ
    て、前記摺動機構が前記メインフレームの底面の摺動面
    に取り付けられたガイド部材と、前記チャンバフレーム
    の底面の摺動面に取り付けられたベアリング若しくは樹
    脂プレートと、から成るところの装置。
  3. 【請求項３】請求項１に記載の半導体製造装置であっ
    て、前記位置決め機構が前記メインフレームの底面の当
    接面に設けられた、Y軸方向を位置決めするためのベア
    リングと、X軸及びZ軸方向を位置決めするための楔形の
    ブロックと、から成るところの装置。
  4. 【請求項４】請求項１に記載の半導体製造装置であっ
    て、前記摺動機構及び前記位置決め機構が前記メインフ
    レームの底面のいずれかの摺動面に設けられた平坦溝
    と、前記メインフレームのもう一方の摺動面に設けられ
    たV字溝と、前記平坦溝及びV字溝に取り付けられたベア
    リング若しくは樹脂プレートと、前記V字溝に対応する
    ように前記チャンバフレームの摺動面に設けられたV字
    状の突起部とから成り、前記平坦溝及び前記V字溝によ
    り前記チャンバフレームのY軸方向の位置決めが可能と
    なる、ところの装置。
  5. 【請求項５】請求項４に記載の半導体製造装置であっ
    て、さらに前記チャンバフレームの底面後端部に取り付
    けられたキャスタから成り、前記キャスタにより前記チ
    ャンバフレームのX軸方向の位置決めが可能となる、と
    ころの装置。
  6. 【請求項６】請求項１から５のいずれかに記載の半導体
    製造装置であって、前記半導体製造装置を横方向に複数
    台隙間無く並べたことを特徴とする装置。
  7. 【請求項７】請求項１から６のいずれかに記載の半導体
    製造装置をメンテナンスする方法であって、 前記メインフレームから前記モジュール化された半導体
    処理装置を載置するチャンバフレームを引き出す工程
    と、 前記メインフレーム内にメンテナンススペースを形成す
    る工程と、 前記半導体処理装置及び前記メインフレームの周辺に取
    り付けられた機器をメンテナンスする工程と、 前記メインフレーム内に前記モジュール化された半導体
    処理装置を載置するチャンバフレームを戻す工程と、か
    ら成る方法。
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