JP2006093204A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移載機を用いて基板保持具に移載した基板に処理を施す半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device for processing a substrate transferred to a substrate holder using a transfer machine.
従来の半導体製造装置は、図5(a)に示すように、基板を収容するポッド109と、ポッド109から基板を取り出すウェハ移載機112と、ウェハ移載機112によって基板を載置される基板保持具としてのボート217と、ボート217に載置された基板を処理する処理炉(図示せず)とを備える。ウェハ移載機は、基板の移載を行うために、昇降、旋回、及びツィーザ31の進退移動を行えるようになっている。
In the conventional semiconductor manufacturing apparatus, as shown in FIG. 5A, a
図8に、そのような従来の半導体製造装置によるウェハ処理時の動作シーケンスを示す。
ウェハ移載機112でポッド109からボート217にウェハを搬送し(ステップ301)、搬送後、ウェハ移載機112をホーム位置に移動し(ステップ302)、移動後、処理炉にボート217を搬入(ボートロード処理)する(ステップ303)。ボートロード後、処理炉でボート217に載置された基板を成膜処理し(ステップ304)、処理後、処理炉からボート217を搬出する(ボートアンロード処理)(ステップ306)。ボートアンロード後、アンロード位置でボート217及びウェハの冷却処理を行い(ステップ307)、冷却処理後、ウェハ移載機112でボート217からポッド109に処理済みのウェハを搬送する(ステップ308)。
FIG. 8 shows an operation sequence during wafer processing by such a conventional semiconductor manufacturing apparatus.
Wafers are transferred from the
上述したステップ304で成膜処理された後のボート217は高温になっている。したがって、ボート217は高温の状態でアンロードされる。ウェハ移載機112は、この高温状態のボート217に晒されるため、アンロード後すぐにウェハ移載機112によるウェハ移載工程(ステップ308)に入ると、ウェハ移載機112がダメージを受ける。ウェハ移載機112には、特に耐熱温度の低い部品34が、ツィーザカバー32のツィーザ31の反対側背面に取り付けられており、これらの部品34が故障するおそれがあるためである。このためステップ307でボート217及びウェハの冷却処理を行い、冷却処理後にウェハを移載する処理(ステップ308)を行っている。
The
ここで、ボートロード処理前に行う移載機移動ステップ302におけるウェハ移載機のホーム位置は、図5(a)に示すように、ツイーザ31の方向が、ウェハ移載機112の旋回中心とボート217とを結ぶ線に対して反時計方向に45°〜90°を向く位置である。また、ボードアンロード時のウェハ移載機112の位置は、特に位置指定されておらず、ウェハ移載機の取り付け方法によって決められるが、通常は、上記ホーム位置が指定される。
Here, as shown in FIG. 5A, the home position of the wafer transfer machine in the transfer
上述したように従来の半導体製造方法では、処理炉から基板保持具を搬出するときの移載機の位置は、特に位置指定されておらず、移載機の取り付け方法によって決められ、通常はホーム位置となる。このため、基板保持具搬出時から冷却終了時までの間、移載機付属の熱に弱い部品が、長時間高温になっている基板保持具に向いている状態になり、高温のボートからの輻射熱により、部品が故障してしまうことがあった。
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消して、基板保持具を処理炉から搬出する際は、移載機に対する基板保持具の熱による影響を低減することが可能な半導体装置の製造方法を提供することにある。
As described above, in the conventional semiconductor manufacturing method, the position of the transfer machine when unloading the substrate holder from the processing furnace is not particularly specified, and is determined by the mounting method of the transfer machine. Position. For this reason, from the time the board holder is unloaded to the end of cooling, the heat-sensitive parts attached to the transfer machine are facing the board holder that has been hot for a long time. Parts may be damaged by radiant heat.
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to reduce the influence of the heat of the substrate holder on the transfer machine when the substrate holder is carried out of the processing furnace. It is in providing the manufacturing method of.
第1の発明は、移載機により基板保持具に複数の基板を載置する移載工程と、前記基板保持具を処理炉に搬入する搬入工程と、前記基板保持具に載置された基板を処理する処理工程と、前記基板保持具を前記処理炉から搬出する搬出工程と、前記移載工程終了後であって、前記搬出工程前に前記移載機を退避位置に移動させる工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
移載機を退避位置に移動させるので、退避位置以外に移載機が存在する場合に発生し得る移載機の故障を防止することができる。
The first invention includes a transfer step of placing a plurality of substrates on a substrate holder by a transfer machine, a carrying-in step of carrying the substrate holder into a processing furnace, and a substrate placed on the substrate holder A processing step of processing the substrate, a carrying-out step of carrying out the substrate holder from the processing furnace, and a step of moving the transfer machine to a retreat position after the transfer step and before the carrying-out step. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
Since the transfer machine is moved to the retracted position, it is possible to prevent a failure of the transfer machine that may occur when the transfer machine exists in a position other than the retracted position.
第2の発明は、移載機により複数の基板が載置された基板保持具を処理炉に搬入し、前記基板に所定の処理を施す基板処理装置において、前記基板保持具を搬出する前に、前記移載機を退避位置に移動させる制御手段を有することを特徴とする基板処理装置である。
基板保持具を搬出する前に、制御手段により移載機を退避位置に移動させるので、基板保持部の熱から移載機を保護することができ、移載機の故障を防止することができる。
According to a second aspect of the present invention, in a substrate processing apparatus for carrying in a predetermined process on a substrate holding tool on which a plurality of substrates are placed by a transfer machine, and before carrying out the substrate holding tool. A substrate processing apparatus comprising control means for moving the transfer machine to a retracted position.
Since the transfer device is moved to the retracted position by the control means before the substrate holder is carried out, the transfer device can be protected from the heat of the substrate holding portion, and failure of the transfer device can be prevented. .
本発明により、基板保持具を処理炉から搬出する前に、移載機を退避位置に移動するようにしたので、基板保持具の熱から移載機を保護し、移載機の故障を防止することができる。 According to the present invention, since the transfer device is moved to the retracted position before the substrate holder is carried out of the processing furnace, the transfer device is protected from the heat of the substrate holder and the failure of the transfer device is prevented. can do.
以下に本発明の半導体装置の製造方法を実施するための基板処理装置の構成を図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、基板処理装置として半導体基板に拡散処理やCVD処理などを行う縦型の装置(以下、単に基板処理装置という)を適用した場合について述べる。図6は、本発明に適用される基板処理装置の外観斜視図である。なお、この図は透視図として描かれている。また、図7は図6に示す基板処理装置の側面図である。 A configuration of a substrate processing apparatus for carrying out a semiconductor device manufacturing method of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, a case where a vertical apparatus (hereinafter simply referred to as a substrate processing apparatus) that performs diffusion processing, CVD processing, or the like is applied to a semiconductor substrate as the substrate processing apparatus will be described. FIG. 6 is an external perspective view of a substrate processing apparatus applied to the present invention. This figure is drawn as a perspective view. FIG. 7 is a side view of the substrate processing apparatus shown in FIG.
本発明の基板処理装置は、シリコン等からなるウェハ(基板)200を収納したポッド(基板収納容器)100を、外部から筐体101内へ挿入するため、及びその逆に筐体101内から外部へ払出すためのI/Oステージ(保持具授受部材)105が筐体101の前面に付設され、筐体101内には挿入されたポッド100を保管するためのカセット棚(載置手段)109が敷設されている。また、ウェハ200の搬送エリアであり、後述のボート(基板保持具)217のローディング、アンローディング空間となるN2パージ室(気密室)102が設けられている。ウェハ200に処理を行うときのN2パージ室102の内部は、ウェハ200の自然酸化膜を防止するためにN2ガスなどの不活性ガスが充満されるように、N2パージ室102は密閉容器となっている。
The substrate processing apparatus of the present invention is for inserting a pod (substrate storage container) 100 containing a wafer (substrate) 200 made of silicon or the like into the
上述したポッド100としては、現在FOUPというタイプが主流で使用されており、ポッド100の一側面に設けられた開口部を蓋体(図示せず)で塞ぐことで大気からウェハ200を隔離して搬送でき、蓋体を取り去ることでポッド100内へウェハ200を入出させることができる。このポッド100の蓋体を取外し、ポッド内の雰囲気とN2パージ室102の雰囲気とを連通させるために、N2パージ室102の前面側には、ポッドオープナ(開閉手段)108が設けられている。ポッドオープナ108、カセット棚109、及びI/Oステージ105間のポッド100の搬送は、カセット移載機114によって行われる。このカセット移載機114によるポッド100の搬送空間には、筐体101に設けられたクリーンユニット(図示せず)によって清浄化した空気をフローさせるようにしている。
As the
N2パージ室102の内部には、複数のウェハ200を多段に積載するボート217と、ウェハ200のノッチ(又はオリエンテーションフラット)の位置を任意の位置に合わせる基板位置合わせ装置106と、ポッドオープナ108上のポッド100と基板位置合わせ装置106とボート217との間でウェハ200の搬送を行うウェハ移載機112とが設けられている。また、N2パージ室102の上部にはウェハ200を処理するための処理炉202が設けられており、ボート217はボートエレベータ(昇降手段)115によって処理炉202へローディング、又は処理炉202からアンローディングすることができる。
Inside the
次に、本発明の基板処理装置の動作について説明する。
まず、AGVやOHTなどにより筐体101の外部から搬送されてきたポッド100は、I/Oステージ105に載置される。I/Oステージ105に載置されたポッド100は、カセット移載機114によって、直接ポッドオープナ108上に搬送されるか、又は、一旦カセット棚109にストックされた後にポッドオープナ108上に搬送される。ポッドオープナ108上に搬送されたポッド100は、ポッドオープナ108によってポッド100の蓋体を取外され、ポッド100の内部雰囲気がN2パージ室102の雰囲気と連通される。
Next, the operation of the substrate processing apparatus of the present invention will be described.
First, the
次に、ウェハ移載機112によって、N2パージ室102の雰囲気と連通した状態のポッド100内からウェハ200を取出す。取出されたウェハ200は、基板位置合わせ装置106によって任意の位置にノッチが定まる様に位置合わせが行われ、位置合わせ後、ボート217へ搬送される。
Next, the
ボート217へのウェハ200の搬送が完了したならば、処理室201の炉口シャッタ116を開けて、ボートエレベータ115によりウェハ200を搭載したボート217をローディングする。ローディング後は、処理炉202にてウェハ200に任意の処理が実施される。処理後は上述の逆の手順で、アンローディングされ、ウェハ200及びポッド100は筐体101の外部へ払出される。
When the transfer of the
次に図4を用いて、処理炉の下方に設けられるN2パージ室102のウェハ移載機112について説明する。
N2パージ室102は処理炉とともに筐体内に形成される。N2パージ室102内にはウェハ移載機112とボート217とが主に設けられている。ウェハ移載機112は3次元に動き、複数のウェハ200をボート217に形成した複数の溝35に搬送するように構成されている。そのためにウェハ移載機112は、上下方向移動機構22、旋回方向移動機構23、及び半径方向移動機構24を備える。矢印Aが上下方向、矢印Bが旋回方向、矢印Cが半径方向である。また、ウェハ移載機112は、一枚だけでなく複数枚のウェハ200を一括して保持することができるツィーザ31、及びツィーザ31の基部を覆うツィーザカバー32を備えている。各機構22、23、24のモータはモータ制御ボード33により制御される。
Next, the
The
また、ウェハ移載機112のアクセス可能な位置にボート217が設けられる。ボート217は、柱30−1、30−2、30−3を構成要素にもつ。柱30−1、30−2、30−3には、ウェハ200を多数枚水平に保持するための溝35が複数設けられている。なお、ボート217の真上に前述した処理炉が配設される。
Further, a
上述したウェハ移載機112は、基板処理装置に設けたコントローラ(通常メカコントローラと呼ばれる)によって制御される。また、上述したボートエレベータ115なども、同じコントローラによって制御される。
The
図3は、そのようなコントローラ系のブロック図である。図3に示すように、コントローラ系は、上位コンピュータ2や操作部(操作手段)3から出力された信号が主制御部4及びコントローラ5のデータ送受信部16を介してCPU(制御手段)7に入力されるようになっている。CPU7は、ROM13やRAM12から読み出したデータと操作部3やハンディーターミナル21等からの入力信号に基づいて、ウェハ移載機112のモータ駆動部14a、カセット移載機114のモータ駆動部15a、及びボートエレベータ16のモータ駆動部16aに、動作制御部19を介して作動制御信号をそれぞれ出力するようになっている。
FIG. 3 is a block diagram of such a controller system. As shown in FIG. 3, the controller system receives signals output from the
なお、上記コントローラ5の他に、熱電対でヒータ温度を測定してヒータへの供給電力を制御する温度コントローラ、圧力センサで炉内圧力を測定して圧力弁を制御する圧力コントローラ、マスフローモニタで流量を測定してマスフローを制御するマスフローコントローラ、プロセスモニタ、画面出力、キー操作などを制御する操作部コントローラなどがある。
In addition to the
また、CPU7は、データ入出力部17を介してソレノイド18やセンサ20に接続されており、センサ20からの測定信号を取り込み、ソレノイド18に制御信号を出力するようになっている。更に、CPU7は、ハンディーターミナル21にも接続され、ハンディーターミナル21からの出力信号が入力されるようになっている。
The CPU 7 is connected to the
図5に示すように、ウェハ移載機112のツィーザカバー32のツイーザ31と反対側に、通常、耐熱温度の低い部品34が取り付けられている。この部品34は、例えばウェハ位置を測定するウェハ位置測定センサであり、アンプはウェハ位置測定センサの測定信号を増幅するセンサアンプである。これらのセンサやアンプは、図3に示すセンサ20の一部分を構成し、ウェハ位置測定センサにより検出した信号を増幅し、増幅された検出信号はデータ入出力部17を介してCPU7へ送られる。
As shown in FIG. 5, a
図1に、上述した実施の形態によるウェハ移載機112及びボートエレベータ115の動作シーケンスを示す。上述したようにウェハ移載機112は、昇降、旋回、及び進退自在に設けられる。特に、旋回によって部品34を取り付けたツィーザカバー32の向きを変えることができる。ウェハ移載機112の向きは、待機状態では、平面視でホーム位置(図5(a)に示す位置)と退避位置(図5(b)に示す位置)を取り得る。
FIG. 1 shows an operation sequence of the
動作シーケンスでは、動作開始前に、ウェハ移載機112の退避位置を、操作部3から主制御部4を介してCPU7に登録しておく。ここでの退避位置は、センサやアンプなどの耐熱温度の低い部品34がボート217から最も遠くなる位置である。具体的には、図5(b)に示すように、ツイーザ31の基部を覆うツィーザカバー32の、ツイーザ31とは反対側に取り付けられた部品34が、ツイーザ31を挟んでボート217とは反対側に来る位置である。
In the operation sequence, the retracted position of the
まず、CPU7はウェハ移載機112のモータ駆動部14aにウェハ移載指令を出して、ウェハ移載機112に、ポッド100からボート217へ複数のウェハ200を載置させる(ステップ301)(移載工程)。
移載工程が終了したら、CPU7は、ウェハ移載機112のモータ駆動部14aにホーム位置移動指令を出して、ウェハ移載機112を旋回させてホーム位置(図5(a))に移動させる(ステップ302)。
First, the CPU 7 issues a wafer transfer command to the
When the transfer process is completed, the CPU 7 issues a home position movement command to the
ホーム位置移動後、CPU7は、動作制御部17を介してボートエレベータ115のモータ駆動部16aにボートロード指令を出して、複数のウェハ200が載置されたボート217をボートエレベータ115により処理炉202にロードさせる(ステップ303)(搬入工程)。
搬入工程後、CPU7は、温度コントローラ、圧力コントローラ、マスフローコントローラなどを制御して、ボート217に載置されたウェハ200上に成膜処理を行わせる(ステップ304)(処理工程)。
After moving the home position, the CPU 7 issues a boat load command to the
After the carry-in process, the CPU 7 controls the temperature controller, the pressure controller, the mass flow controller, and the like to perform the film forming process on the
処理工程後、CPU7は、ボードアンロード動作開始前に、ウェハ移載機112のモータ駆動部14aに退避移動指令を出して、ウェハ移載機112を旋回させて、その向きを退避位置(図5(b))に移動させる(ステップ305)(移動工程)。
移動工程後、CPU7は、ボートエレベータ115のモータ駆動部16aにアンロード指令を出して、高温のボート217を処理炉202からアンロードさせる(ステップ306)(搬出工程)。
After the processing step, before starting the board unloading operation, the CPU 7 issues a retreat movement command to the
After the moving process, the CPU 7 issues an unload command to the
搬出工程後、CPU7は、N2パージ室102のボート下降位置(図5に示す位置)で、ボート217及びウェハ200の冷却処理を行わせる(ステップ307)(冷却工程)。
冷却処理は、自然冷却でも良いが、CPU7がマスフローコントローラ等に冷却指令を出して、N2ガスなどの不活性ガスをN2パージ室102内に流すことによって行ってもよい。
冷却工程後、CPU7は、ウェハ移載機112のモータ駆動部14aにウェハ搬出指令を出して、ウェハ移載機112にボート217からポッド100に処理済みのウェハ200を搬送させる(ステップ308)。
After the unloading process, the CPU 7 causes the
The cooling process may be natural cooling, but may be performed by the CPU 7 issuing a cooling command to the mass flow controller or the like and flowing an inert gas such as N2 gas into the
After the cooling process, the CPU 7 issues a wafer carry-out command to the
図2に示すように、上述した退避工程ステップ305は、CPU7によって次のように実行される。CPU7は、成膜処理が終了したか否かの判断を、成膜処理が終了するまで繰り返す(ステップ305a)。CPU7が成膜処理の終了を判断すると、CPU7は、動作制御部19を介してウェハ移載機112のモータ駆動部14aに退避位置移動指令を出して、ウェハ移載機112を退避位置へ移動させる(ステップ305b)。CPU7は移動が終了したか否かの判断を、移動が終了するまで繰り返す(305c)。
As shown in FIG. 2, the saving
上述したように、実施の形態によれば、ボートアンロード時、ウェハ移載機112の向きを変更して、ウェハ移載機112に搭載された部品34を、ボート217からの輻射熱の影響の最も少ない位置に退避させるようにしたので、ウェハ移載機112に搭載された熱に弱い部品34をボート217の熱から有効に保護することができる。したがって、ウェハ移載機112の故障を防止することができる。
尚、本実施の形態によれば、成膜処理終了後、移載機を退避位置に移動させているが、特にこの期間に限定されず、ホーム位置移動後、更にいえば、ウェハ移載工程後であれば、成膜処理終了前であっても構わない。そうすると、本実施の形態と比較して、ウェハ移載機を退避位置へ移動させる工程分の時間を持つことなく、ボートアンロード処理が行える。又アンロード開始直後であってもウェハ移載機に搭載された熱に弱い部品(センサ)が熱の影響を受けなければ、移載機を退避位置に移載させても構わない。つまり、上記熱に弱い部品が熱による影響を受けない期間であれば、実際にアンロード開始後であっても実質的にアンロード工程前に移載機を移動させるのと同じことである。更に、退避位置は本実施の形態に限定されず、例えば、退避室のように、別に部屋を設けても良い。
As described above, according to the embodiment, when the boat is unloaded, the orientation of the
According to the present embodiment, the transfer machine is moved to the retracted position after the film formation process is completed, but the present invention is not particularly limited to this period. After the home position is moved, more specifically, the wafer transfer process. If it is after, it may be before the film forming process is completed. Then, compared with the present embodiment, the boat unloading process can be performed without having time for the process of moving the wafer transfer device to the retracted position. Further, even immediately after the start of unloading, if the heat-sensitive component (sensor) mounted on the wafer transfer device is not affected by the heat, the transfer device may be transferred to the retracted position. That is, as long as the heat-sensitive component is not affected by the heat, it is substantially the same as moving the transfer machine before the unloading process even after actually starting the unloading. Furthermore, the retreat position is not limited to the present embodiment, and for example, a separate room may be provided such as a retreat room.
なお、上述した実施の形態では、基板として半導体基板を用いた場合の半導体製造方法について説明したが、本発明方法はこれに限らず、例えばガラス基板など、他の基板の場合についても適用できる。また、処理炉内の処理はCVD成膜に限定されず、酸化、拡散、アニール等、基板処理であればいずれの処理に対しても適用できる。 In the above-described embodiment, the semiconductor manufacturing method in the case where a semiconductor substrate is used as the substrate has been described. However, the method of the present invention is not limited to this, and can be applied to other substrates such as a glass substrate. Further, the processing in the processing furnace is not limited to CVD film formation, and can be applied to any processing as long as it is a substrate processing such as oxidation, diffusion, annealing, and the like.
31 ツィーザ
32 ツィーザカバー
34 耐熱温度の低い部品
112 ウェハ移載機
217 ボート(基板保持具)
202 処理炉
31
202 Processing furnace
Claims (1)
前記基板保持具を処理炉に搬入する搬入工程と、
前記基板保持具に載置された基板を処理する処理工程と、
前記基板保持具を前記処理炉から搬出する搬出工程と、
前記移載工程終了後であって、前記搬出工程前に前記移載機を退避位置に移動させる工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A transfer step of placing a plurality of substrates on a substrate holder by a transfer machine;
A loading step of loading the substrate holder into a processing furnace;
A processing step of processing a substrate placed on the substrate holder;
An unloading step of unloading the substrate holder from the processing furnace;
And a step of moving the transfer machine to a retracted position after the transfer step and before the unloading step.
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WO2012073765A1 (en) * | 2010-11-29 | 2012-06-07 | 株式会社日立国際電気 | Semiconductor manufacturing apparatus |
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WO2012073765A1 (en) * | 2010-11-29 | 2012-06-07 | 株式会社日立国際電気 | Semiconductor manufacturing apparatus |
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